高炉总年产量的计算
1 高炉总年产量的计算
据铸造生铁与炼钢生铁的换算系数1：1.15，得： 本高炉全年的生铁任务
P=500×85％+500×15％×1.15 =425+86.25
=511.25（万 t ／a ） 2 高炉有效容积的确定
高炉有效容积可按下述步骤确定:
（1）确定高炉全年的生铁任务。已知本设计
P=511.25（万 t ／a ） (2)计算高炉日产量这p P=
－η）
（1/365M P
式中 M －高炉座数，座，本设计为2; η－高炉休风率，％，本设计取2％。 则：高炉的日产量
P=
－η）
（1/365M P
=
98%
2×36525
.511?
=0.715(万t) =71500(t)
(3)计算高炉有效容积V u
V u =
I
K
p p ?＝
n 式中 K －每吨生铁的焦比，t/t ，本设计取0.52;
I －冶炼强度，t/(m 3
×d)，本设计取1.3。 则高炉的有效容积 V u =
I K p p ?＝
n = 5
.27150=2860（m 3
） 3 高炉内型尺寸确定
高炉内型各部位的尺寸确定如下： (1) 炉缸
1） 炉缸直径（d/m ）。
d=0.32×V u 0.45=0.32×28600.45
=0.32×35.92=11.49(m) 取d=11.5(m)。 2)炉缸高度。
①渣口高度（h z /m ）:
h z =1.27 2
C N p
b ×
d T
????γ 式中 b －生铁产量波动系数，本设计取1.25;
p －生铁日产量，t;
N －昼夜出铁次数，取12;
C －渣口下部炉缸容积利用系数，为0.55～0.6，炉容大、渣量大时选取较低值， 本设计取为0.58；
T γ－铁水密度，一般取7.2～7.4，本设计取为7.3； d －炉缸直径。 则： h z =1.27 2
C N p
b ×
d T
????γ =1.27 2
11.5
×7.3×0.58×127150
×1.2×
=1.69（m ） 取h z=1.7（m ）。 ②风口高度（h f /m ）: h f =
k
h z
式中 k －渣口高度与风口高度之比，一般为0.5～0.6，本设计取为0.5. 则：h f =
k h z =0.55
1.7=3.09(m) 取h f =3.1(m). 风口数目的确定：
按照经验公式 n=2(d+1)=2(11.5+1)=25 取风口数目n=26.
取风口结构尺寸f=0.37（m ）. ③炉缸高度:
h 1=h f +f=3.1+0.37=3.47（m ） 取h 1=3.5(m). 3)死铁层高度（h 0/m ）.
死铁层高度 h 0取0.9米。 (2)炉腰。
根据经验数值，V u =2860m 3
,取D/d=1.08～1.12.本设计取D/d=1.10。 则炉腰直径
D=1.10d=1.10×11.5=12.65(m) 取D=12.7（m ） (3)炉腹。
炉腹角α=79°～83°。本设计取α=80
°
炉腹高度 h 2=2d -D ×tan α =2
11.5
-12.7×tan 80°=3.40(m) 取h 2=3.4(m).
校核α：tan α=
d -D 2h 2=11.5
-12.73.4
2?=5.67 则：α=80.00°
=80°
（4）炉喉。
1）炉喉直径(d 1/m).取经验值d/D=0.64～0.73,本设计选d 1/D=0.7。 则：d 1=0.7D=0.7×12.7=8.89m(m) 取为d 1=8.9(m).
2)炉喉高度（h 5/m ）选取炉喉高度h 5=4.0(m). (5)炉身、炉腹高度。 1）炉身、炉腰高度。
炉身角β。β=80.5°～85.5°，本设计选取β=82°
。 2）炉身高度（h 4/m ）.
h 4= 0.5(D-d 1)tan β=0.5(12.7-8.9)tan 82°
=13.52(m) 取h 4=13.5(m).
校核β：tan β=
14d -D 2h =8.9
-12.713.5
2?=7.11 则：β=81.99°=81°59′
3)炉腰高度（h 3/m ）.选取H u /D=2.4, 则：H u =2.5×D=2.5×12.7=31.75（m ） 取H u =32(m). 则：炉腰高度 h 3=H u -h 1-h 2-h 4-h 5
=32-3.5-3.4-15.5-4.5 =5.1(m) （6）校核炉容。
V 1=
4πd 2h 1= 4π×11.52 ×3.5=363.35（m 3
） V 2=12πh 2(D 2+Dd+d 2)=12π×3.4×(12.72+12.7×11.5+11.52)=391.08(m 3
)
V 3=4πD 2h 3=4π×12.72×5.1=654.72(m 3
)
V 4=12πh 4(Dd 1+D 2+ d 12)=12π×13.5×(12.7×8.9+12.72+8.92)=1248.84(m 3
)
V 5=4πd 12h 5=4
π×8.92×4.0=248.71(m 3
)
V u ′
=V 1+V 2+V 3+V 4+V 5
=363.35+391.08+654.72+1248.84+248.71
=2897.7(m 3
)
误差 ΔV=|''-u u u V V V |=|7
.28977
.2897-2860|×100％=1.3％<2％，符合设计标准。
4 高炉内衬设计
表4-4高炉内衬特征
4.1炉底砌砖
高炉炉底采用炭砖炉底，由表4-4可知炉底厚度为4800mm ，设计采用炉底外围直径为19200mm 。设计采用炭砖型号为400mm ×400mm ×1500mm 。 则： 所需炭砖层数=4800/400=12(层) 因为：
V 炉底 =∏r 2
.h =∏×（19200/2）2
×4800
=4.42×1011（mm 3
）
V 砖 =400×400×
1500=2.4×108 （mm 3
） 则：所需砖块数
n = 砖
炉底V V =811
104.2104.42??=1842（块）
4.2高炉死铁层区域砌砖
死铁层厚度为0.9m ，即900mm ，则： 用砖层数=
75
900
=12（层） 设计将死铁层分为4段，从下至上每段的砌砖层数为3。 第1段：
前3层：d=10900mm 第一圈：G1-G3配合 G3：n s =
12b b a -∏=135
-150230
14.32??=97（块） G1：n p =
b
b n d s 1
-∏=
150
135
971090014.3?-?=141(块)
根据前面的简便算法可知各圈的砌砖块数为： 第2段：
第4层：d=11050mm
第一圈：G3-G1配合 G3：n s =
12b b a -∏=135
-150230
14.32??=97（块） G1：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
135
971105014.3?-?=144(块)
第7层：d=11200mm 第一圈：G1-G3配合 G3：n s =
12b b a -∏=135
-150230
14.32??=97（块） G1：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
135
971120014.3?-?=147(块
)
第4段：
后3层：d=11350mm 第一圈：G1-G3配合 G3：n s =
12b b a -∏=135
-150230
14.32??=97（块） G1：n p =
b
b n d s 1
-∏=
150
135
9711500
14.3?-?=151(块)
根据前面的简便算法可知各圈的砌砖块数为： 4.3高炉炉缸砌砖
高炉炉缸高度为3.5米，则： 用砖层数=
75
3500
=47（层） 设计中将炉缸分为6段，从下至上每段的砌砖层数分别为：7，7，8，8，8，9。 第1段：内圈采用
G4-G2配合 G4：n s =87（块） G2：n p =
b
b n d s 1
-∏=
150
130
871150014.3?-?=166（块）
G4：n s =87（块） G2：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
130
871150014.3?-?=166（块）
后4层，内圈采用G3-G1配合 G3：n s =97（块） G1：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
135
971150014.3?-?=154（块）
4.4高炉炉腹砌砖
高炉炉腹高度为3.4米，则： 用砖层数=
75
3400
=46（层） 炉腹内衬厚度345mm ，所以采用G4-G2配合。
为设计方便，将炉腹分为3段进行砌砖计算。从下往上每段的砖层数分别为15，15，16. 第1段： G4：n s =87（块） G2：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
130
871170014.3?-?=170（块）
第2段： G4：n s =87（块） G2： n p =b
b n d s 1
-∏=
150
130
871210014.3?-?=178（块）
G4：n s =87（块） G2：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
130
871250014.3?-?=186（块）
高炉炉腰高度为5.1米，则： 用砖层数=
75
5100
=68（层） 炉腹内衬厚度345mm ，所以采用G4-G2配合。 G4：n s =87（块） G2：n p =
b
b n d s 1
-∏=
150
130
871270014.3?-?=191（块）
4.6高炉炉身砌砖
高炉炉腰高度为15.5米，则： 用砖层数=
75
15500
=207（层） （1）炉身下半部。为设计方便，将炉身下半部分分为15段，炉身下部炉衬厚度920mm 。 第1段： G4：n s =87（块） G2：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
130
871270014.3?-?=191（块）
第2段： G3：n s =97（块） G1：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
135
971256014.3?-?=176（块）
第3段： G4：n s =87（块） G2：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
130
871242014.3?-?=185（块）
第4段： G3：n s =97（块） G1：n p =b
b n d s 1
-∏=
150
135
971228014.3?-?=170（块）
第5段：
第12段
第14段
11段，炉身下部炉衬厚度575mm。以下省略计算过程，将用转图列于下。
第1段：
第2段：
第4段：
第6段：
本设计采用块状炉喉钢砖，选用的适合本设计高炉容积的炉喉钢砖尺寸如表4-5所示。
4.8冷却壁的选择
冷却壁的选择如表4-6所示.
表4-6冷却壁的选择
光面冷却壁和镶砖冷却壁尺寸如表4-7和表4-8所示，需进一步说明的问题为：
（1）冷却壁的长度取2.4m。
（2）风口区冷却壁数目为风口数量的两倍，即26×2=52.
（3）渣口上下段各两块冷却壁。