AV= 00%2007-200 x100%=034%<1% 2000 炉型见图5—5 (3)计算法Ⅱ。包头钢铁设计研究院和青岛钢厂的人员,对国内外100多座近代大型和巨型高炉进行了分 析和统计计算,推导出炉型计算公式 h≥0937Vd2 (5-14 04205 d=04087 (5-15) h1=14206a01-3487070 h2=(6818+635879x+0719x+0517x (5-17) D=05684v (5-18) =03586012-6327877 (5-19) k=(63008-4773ya+07833m+05769073y)2 d1=04317m (5-21) h=03527v.36+283805 (5-22) 按公式(5-14)至(5-22)对各级别炉容计算结果,其容积误差一般小于025%H1D 值如表 5-4所示;对v320m炉容计算炉型见图5一6;计算得到的炉型基本符合近代大型高炉炉型尺寸结构,体 现了近代高炉炉型横向发展的总趋势。但对不同容积的高炉计算得到的炉型将是相似型,没有有效地反应出高 炉冾炼条件的差异,炉型应具有的特点。因此考虑到不同地区的高炉冶炼条件及特点,对计算得到的炉型可做 合理的调整 表5-4不同炉容别的Hu/D值 r(m3) 5000 4000 3000 2000 1000 <1000 H/D 19 2.33 3.12
炉型见图 5 — 5 （3）计算法Ⅱ。包头钢铁设计研究院和青岛钢厂的人员，对国内外100多座近代大型和巨型高炉进行了分 析和统计计算，推导出炉型计算公式： （5 — 14） （5 — 15） （5 — 16） （5 — 17） （5 — 18） （5 — 19） （5 — 20） （5 — 21） （5 — 22） 按公式（5 — 14）至（5 — 22）对各级别炉容计算结果，其容积误差一般小于0.25%， 值如表 5 — 4所示；对 炉容计算炉型见图5 — 6；计算得到的炉型基本符合近代大型高炉炉型尺寸结构，体 现了近代高炉炉型横向发展的总趋势。但对不同容积的高炉计算得到的炉型将是相似型，没有有效地反应出高 炉冶炼条件的差异，炉型应具有的特点。因此考虑到不同地区的高炉冶炼条件及特点，对计算得到的炉型可做 合理的调整。 表5 — 4 不同炉容别的Hu／D值
13 28000 图5-5V.2000m3高炉炉型(M1:500 图5-6V3200m3高炉炉型(M1:500 国内外部分高炉炉型尺寸见表5-5,表5-6,表5-7。其中表5-7为我国中小型高炉通用设计炉型。小型 高炉冶炼能耗高已为冶金界所共识,属于被淘汰之列,目前我国个别地区尚有少数小高炉在生产,而新建小型 高炉实为少见,表5-7的数值其意义只在于它的历史性,仅供参阅。 表5-5我国部分高炉炉型尺寸 钢本钢钢梅山太钢首钢包钢钢欧钢宝 4D山 31l917|10001053120018002025251640653 n 650068007200730073006080970010001080013400 75007108200872830012010s0010o1001460 mm506565956600 7200 82009500 42004200480052006200 mia 27165 28750 307503190032665 mm2410025502460024606260025500283202900300032100 4506735800604579221007001800 l50/1400/140/14001600/1550/1700/1800/1700 140013001300130014001550150016001600
国内外部分高炉炉型尺寸见表5－5，表5－6，表5－7。其中表5－7为我国中小型高炉通用设计炉型。小型 高炉冶炼能耗高已为冶金界所共识，属于被淘汰之列，目前我国个别地区尚有少数小高炉在生产，而新建小型 高炉实为少见，表5－7的数值其意义只在于它的历史性，仅供参阅。 表5－5我国部分高炉炉型尺寸
续表5-5 酸钢本钢馨钢梅山太钢首钢包钢鞍钢武钢宝钢 2800270027002700280027503000300032004270 32003050 32003200320032003400350037004900 3200320030004250320033003200300035004000 mm225300220616200180022020002203100 mm12950133014201486148001490017200185001800018100 25003000200206028002300240020002600200 81"078284r8o°36 rio s1'z40s25230soaz” s1o4as'arzro ss)s as'4y438 afis as"" a3sosrsr'ars0rle s'ors4srswsor 8501000100010 33236,340.74.841.851.273978.591.6141 250025.2624.5723.0225.223.424425.827.5288 H,D 3.263.323.003.003.132.7992.72.64|2.522.2 1513+111.a01:1.o1 du/D 0.1330.730.710.670.70.6490.640.650.690.65 dild 6.8460.850.810790.195.70.702076071 14 14 14 18 222436 表s-6国外部分高炉炉型尺寸 甕岛福山君津比/歉苏程每国荷兰美国 前苏费日本日本日本新利 前苏联 克虏伯灵威尔供和南厂 m556461464300245265205411 mm1s016041601001601561210010 D mm165016300|1590014600130122012500122701060010200 200109010009500890082008400807073006900 15001500180 00230140100100 hI 57005100470049004600360038504300 370040043004003400300330033650300 200280025003100190020002300280037502000 207001690017000181002000d2010016500179001670017800 3003000200250023002500185010038600d2500 h 2800 60205022001600 45004204270 3200367030002800 sarrI wra srowarw0sr 7814 9135 7340° ro. arr amIRas ear wis ass sir sassari 续表5-6 设厂原日本日本日本断 岛福山君津比茨克/苏联部国荷兰美国 克虏伯灵威尔件和门前苏联 E口 个 风口 2 2830|2618 口 2 179176.63162.78140.951130494.9103.82984773.866.01 v。/A 328512282823283.21xm,254 H。D 2111122223512a2x1.27
表5—7我国通用设计高炉内型尺寸 15001600 1850 3700 5000 7100 mm10001000 1250 1540 1900 5000 500500 800 1000 1400 2400 3400 H 89508050 11550 23650 mm69006000 11000 13000 1760020800 H mm 302 450 h。 m400400 400 550 h2 50 65 7001200110015001400 mm800800 750 1000 1300 1450 2200 2800 mm10001000 1000 1250 1600 1800 3200 h, 1450 1700 h2 mm 500/400 1200 1600 2000 h3 mm34002800 3700 5500 9200 10800 he 600600 800 1000 1000 1200 1600 2000 hαβ 79052779238013479059°38”80°461180°5440820242480032 854878353852112853916859032853440°85°20 84°24 250250 325 370 550 550 (a1-d2)/2 m20.7851039 143 2.26 13.533 Vn/D 10.2769 124 13.2 15.2 18.84 21.22 Hu/D 4.63.74 4.08 4.24 3.85 352293 D/d 15139 1.37 1.35 1.29 1.28 119165 0.660.625 0.675 0.67 0.665 0.675 0.70 0.705 d,/D 1.0087 0.925 0905 0.864 80 d1/d 「风口 4 6 5.2高炉炉衬 5.21炉村及其破损机理 按照设计炉型,以耐火材料砌筑的实体为髙炉炉衬,炉衬的作用是形成髙炉工作空间。高炉冶炼是高温 下的复杂的物理化学过程,炉衬在冶炼过程中将受到侵蚀与破坏。炉衬被侵蚀到·定程度,需要中修或大修, 停炉大修便是高炉一代寿命的终止
表5—7 我国通用设计高炉内型尺寸 5.2高炉炉衬 5.2.1炉村及其破损机理 按照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬，炉衬的作用是形成高炉工作空间。高炉冶炼是高温 下的复杂的物理化学过程，炉衬在冶炼过程中将受到侵蚀与破坏。炉衬被侵蚀到一定程度，需要中修或大修， 停炉大修便是高炉一代寿命的终止
高炉炉衬一般是以陶瓷质材料(包括粘土质和髙铝质等)和碳质材料(炭砖、碳捣石墨 等)砌筑。炉衬的侵蚀和破坏与冾炼条件密切相关,各部位侵蚀破坏机理并不相同,硏究炉村的破损机理与 合理选择耐火材料及设计炉衬结构有重要关系。归纳起来,炉衬破损机理有如下几个方面: ()高温渣铁的渗透和侵蚀。在炉腰及炉腹部位形成熔融的铁渣,向下流动进入炉缸,渣中含有一定量 的FeO和MnO以及自由CaO,特别是初渣中这些成分含量较高。渣中FeO Mn◎、Cao与砖中So。作用,形成低熔点化合物,使得砖衬表面软熔,在液态铁渣和煤气流的冲刷下而 脱落,炉腹部位尤为严重,开炉不久便可以被侵蚀掉,而靠冷却壁上的渣皮工作。 液态铁、重金属及碱金属的渗透,是炉缸炉底破损的重要原因,铁水沿砌体缝隙和气孔 渗透到砌体内部凝固并析岀石墨,体积膨胀,进而扩大裂缝使砖衬脱落或漂浮。我囯某钢铁厂-号高炉,炉 缸及炉底周围为环形碳砖砌筑,炉底中心部位为高铝砖,炉底总厚度5607mm,有效生产时间约为18年,停炉 后Fe、K2O等渗透情况见图5-7。 风口区 风囗下1.2m K20 NayO, ZnO, TFe, 图5-7沿炉缸、炉底高度方向碱金属锌和铁含量的变化 一高铝砖;b炭砖 (2)高温和热震破损。髙炉冾炼过程中,炉内温度经常波动,开炉初期的升温过程,冾炼 中的正常和非正常停风、开风,岀铁出渣的前后,炉料和煤气流分布的改变等,都将引起砖村温度的剧烈波 动和受热速率的改变,当砖衬热端受热速率超过某一临界速度时,由于温度梯度产生的热应力超过砖衬的强度 极限,砖即开裂 对一些砖衬的观察分析得知,高炉开炉初期,在炉体中下部砖衬即有裂纹并产生脱落。 因温度波动而产生的热应力,使得砖衬内平行于工作表面的50~100mm深处产生裂纹,裂
高炉炉衬一般是以陶瓷质材料（包括粘土质和高铝质等）和碳质材料（炭砖、碳捣石墨 等）砌筑。炉衬的侵蚀和破坏与冶炼条件密切相关，各部位侵蚀破坏机理并不相同，研究炉村的破损机理与 合理选择耐火材料及设计炉衬结构有重要关系。归纳起来，炉衬破损机理有如下几个方面： （l）高温渣铁的渗透和侵蚀。在炉腰及炉腹部位形成熔融的铁渣，向下流动进入炉缸，渣中含有一定量 的FeO和MnO以及自由CaO，特别是初渣中这些成分含量较高。渣中FeO、 MnO、CaO与砖中SIO。作用，形成低熔点化合物，使得砖衬表面软熔，在液态铁渣和煤气流的冲刷下而 脱落，炉腹部位尤为严重，开炉不久便可以被侵蚀掉，而靠冷却壁上的渣皮工作。 液态铁、重金属及碱金属的渗透，是炉缸炉底破损的重要原因，铁水沿砌体缝隙和气孔 渗透到砌体内部凝固并析出石墨，体积膨胀，进而扩大裂缝使砖衬脱落或漂浮。我国某钢铁厂一号高炉，炉 缸及炉底周围为环形碳砖砌筑，炉底中心部位为高铝砖，炉底总厚度5607mm，有效生产时间约为18年，停炉 后Fe、K2O等渗透情况见图5－7。 （2）高温和热震破损。高炉冶炼过程中，炉内温度经常波动，开炉初期的升温过程，冶炼 中的正常和非正常停风、开风，出铁出渣的前后，炉料和煤气流分布的改变等，都将引起砖村温度的剧烈波 动和受热速率的改变，当砖衬热端受热速率超过某一临界速度时，由于温度梯度产生的热应力超过砖衬的强度 极限，砖即开裂。 对一些砖衬的观察分析得知，高炉开炉初期，在炉体中下部砖衬即有裂纹并产生脱落。 因温度波动而产生的热应力，使得砖衬内平行于工作表面的50～100mm深处产生裂纹，裂