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高炉的内部构造及其在冶炼过程中的特征

编辑:耐火砖???浏览:???时间:2017-06-19

  高炉在冶炼过程中的物理化学变化非常复杂。炼铁原料从离炉炉顶加入后,经过预热、铁氧化物的分解和还原、焦炭的燃烧及造渣等一系列过程之后才能获得生铁,当然每一个过程并不是孤立的。其生产工艺流程如图9-3所示。


  髙炉冶炼过程包括原料准备、鼓风加热、煤气清洗、冶炼过程控制以及冶炼产品处理等环节。高炉冶炼过程的连续性和周期性,决定了高炉的每一个环节出现故障都将会影响整个炼铁生产。

  现代高炉在混凝土基础上设有耐热混凝土基墩,以降低基础混凝土热负荷,并防止烧坏混凝土基础。炉体采用整体钢壳,可以保证耐火砌体稳定和仿制媒体外漏。在高炉的四角设置4根大支柱,柱间连以横梁,以支撑炉体各层操作平台,热风围管也吊挂在横梁上。炉顶有上料设备系统、炉缸部分有渣铁处理系统的,还有送风系统,原料系统、除尘系统等。关于高炉的附属设备系统在这里不再赘述,只谈及一下本体及高炉内型。

  高炉比较完善的形式结构是5段式:炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸,如图9-4和图9-5所示,其中图9-4是高炉炉体结构示意图,图9-5是高炉冷却装置图。其中,炉喉、炉腰、炉缸均为圆筒形,而炉身和炉腹则分别为上小下大和上大下小的圆锥台。5段式的炉型结构既满足了炉料下降时受热膨胀而引起体积增大的需要,同时又适应了炉料的还原熔化以及选渣过程,也适应了煤气上升过程中冷却收缩的情况。实践已经证明,5段式作为一个现代炉型结构满足了炼铁生产的要求,并已取得明显效果。

  高炉内型作为一个外部条件对冶炼过程确实有很大影响,现就内型各段在冶炼过程中的特征表现及作用分述如下:

  炉喉:主要起着保护炉衬、合理布料和限制煤气灰被气体大量带出的作用。在这里形成煤气流的3次分布,从炉喉煤气曲线可以从另一侧面看出高炉的冶炼行为。其炉喉形状大小随高炉使用原料条件的变化而变化。一般炉喉直径与炉腰直径之比(d1/D)为0. 69~0. 72,其高度在3m以内正常生产时, 炉喉温度为400~500 ℃。由于炉料的撞击和摩擦比较剧烈,钢砖一般选用铸钢件。

  炉身:主要起着炉料的预热、加热、还原和造渣的作用。在这里发生了一系列的物理化学变化。为了使炉料顺利下降和煤气不断上升,炉身要有一定的倾斜度(通常用炉身角β表示),以利于边缘煤气有适当发展。当炉身角太大时,边缘煤气不发展,便会发生悬料事故,造成高炉不顺行;反之,炉身角太小,大量的煤气会从边缘跑掉,煤气能量利用变差,矿石就得不到充分的加热和还原,以致焦比升高。因此,合适的炉身角很重要,一般以83°~85°30′为宜。小高炉的料柱低,为了充分利用煤气的热能和化学能,炉身角应稍大些;反之,炉身角应稍小些。

  炉腰:起着缓冲上升煤气流的作用。炉料在这里已部分还原造渣,透气性较差,故炉腰直径有逐渐扩大之势。炉腰髙度则不易过高,大高炉一般为2m左右,如某1000m3高炉,其炉腰高度仅616mm。另外,因为炉腰部位的物料冲刷严重,所以炉腰是髙炉的一个薄弱环节。荣盛耐材技术人员会为您提供合理施工方案。

  炉腹:连接着炉缸和炉腰。其上大下小,也正适应气体体积增加和炉料变成渣铁后体积缩小的需要。炉腹的倾斜度(用a角)也应适宜。为了改善此处炉料的通气性(该部位既有液态的渣铁,又有固态的焦炭炉腹角也有扩大的趋势,一般大中型高炉炉腹角在80°~82°之间。

  另外,炉腹部位温度很高,并有大量熔渣形成,所以渣蚀严重,又是高炉部位的一个薄弱环节。

  炉缸、炉底:主要起着燃烧焦炭和储存渣铁的作用。随着冶炼强度提高,炉缸直径也在扩大。炉缸部位工作环埦为恶劣。特别是风口区温度是高炉内温度的地方,内衬除受高温作用外,还受渣铁的化学侵蚀和冲刷。炉底主要受到潦铁特别是铁水的侵蚀,侵蚀形成一般为蒜头状炉底。由于炉缸、炉底内衬的侵蚀不易修补,所以炉缸、炉底寿命的长短往往决定着一代高炉寿命的长短。

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