高炉的主要组成部分
高炉均压放散系统原理
高炉均压放散系统原理高炉均压放散系统原理一、前言高炉均压放散系统是高炉的重要组成部分之一，它通过对高炉内部的气体进行调节，实现了高炉内部的气体流动和物料下降的平衡，从而保证了高炉正常生产。
本文将详细介绍高炉均压放散系统的原理。
二、概述高炉均压放散系统是一种用于控制和调节高炉内部气体流动的系统。
它主要由排风机、风箱、鼓风机、废气处理设备等组成。
通过对排风机和鼓风机的控制，可以调节高炉内部的气体流动状态，从而保证了高炉正常生产。
三、排风机排风机是高炉均压放散系统中最重要的设备之一。
它主要负责抽取高炉内部产生的废气，并将其排出到大气中。
排风机通常采用离心式或轴流式结构，其转子叶片采用特殊材料制成，以满足在恶劣环境下长时间工作的需要。
四、风箱风箱是高炉均压放散系统中的另一个重要设备。
它主要负责将鼓风机产生的高压气体输送到高炉内部。
风箱通常采用钢板焊接或铸铁结构，其内部布置有多个支撑板和导流板，以保证气体在进入高炉前能够得到充分的混合和调节。
五、鼓风机鼓风机是高炉均压放散系统中的重要组成部分之一。
它主要负责产生高压气体，并将其输送到风箱中。
鼓风机通常采用离心式或轴流式结构，其叶片采用特殊材料制成，以满足在高温、高湿环境下长时间工作的需要。
六、废气处理设备废气处理设备是高炉均压放散系统中不可缺少的一部分。
它主要负责将从排风机中抽取出来的废气进行处理，并将其排出到大气中。
废气处理设备通常包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等，以保证排放出去的废气符合环保要求。
七、工作原理高炉均压放散系统的工作原理可以分为两个方面：一是调节高炉内部气体流动状态；二是控制高炉内部物料下降速度。
在调节高炉内部气体流动状态方面，排风机主要负责抽取高炉内部产生的废气，并将其排出到大气中。
鼓风机则主要负责产生高压气体，并将其输送到风箱中。
风箱通过多个支撑板和导流板，使得气体能够得到充分的混合和调节。
最终，经过排风机的抽取和风箱的输送，高炉内部的气体流动状态得到了平衡，从而保证了高炉正常生产。
炼铁高炉的结构和工作原理
炼铁高炉的结构和工作原理炼铁高炉是炼钢和炼铁的基础设施之一，在现代工业中具有不可替代的作用。
其工作原理和结构设计的合理性是决定生产效率和产品质量的重要因素之一。
本文将着重介绍炼铁高炉的结构和工作原理，以帮助读者更好地了解这个关键性的设备。
一、炼铁高炉的结构炼铁高炉一般由四个组成部分构成：上部装置、中部装置、下部装置和风机装置。
下面我们将详细介绍这四个部分的构造。
1. 上部装置上部装置主要包括炉顶、料口和炉喉，它们直接决定炉子的铁水产量和质量。
炉顶是高炉的最高点，其两侧有四个法兰嘴，用于连接料仓和气体输送管道。
炉顶中心有一支称作“炉喉”的管道，其直径为2.5米，用于装载矿石、焦炭和石灰石。
同时，它还可以提供强烈的高压风来冷却和加热高炉壁，防止过度加热。
2. 中部装置中部装置是炉子最大的部分。
将矿石、焦炭和石灰石依次装入炉喉后，它们会自炉喉下部进入高炉中部，完成还原和熔化的过程。
此时，风机将设备产生的高压风通过炉壁引入高炉内，然后从中部的“风口”进入高炉炉体。
高压风与燃烧焦炭发生化学反应，并提供足够的热量使铁矿石得以还原，并融化成熔铁，其中的碳元素被还原为废气并从“鼓风机”排出去。
3. 下部装置下部装置一般被称为“铁包子”，通过吊缆悬挂在高炉中部下方。
当熔铁达到“铁包子”的位置时，“铁包子”中的活塞就会升起，使得铁水顺流而下，顺势注入铁锅中等待冷却。
“铁包子”大约有6-8个并排排列，通常是在一天内连续更换的。
4. 风机装置风机装置主要由鼓风机、压力释放器和风管组成。
鼓风机是高炉的重要部分，其主要作用是将空气通过风机送到炉底，供应足够的氧气用于焦炭的燃烧，从而产生足够的高温和足够的热量来将铁矿石还原为生铁。
压力释放器则作为炉体内气压变化时恢复平衡的关键组成部分。
二、炼铁高炉的工作原理炼铁高炉的工作原理主要包括三个过程：还原、融化和熔化。
这些过程是相互依存的，缺少其中任何一个都不能得到高质量的生铁。
一般情况下，焦炭燃烧时会释放出高温和一氧化碳，这个一氧化碳与铁矿石的氧化反应速度很快，而副产物（二氧化碳和水蒸气）则不能还原。
高炉炼铁的反应
高炉炼铁的反应
高炉炼铁的原料有焦炭、含铁矿石和熔剂。
在高炉内发生的反应主要分三部分，第一部分是制备还原剂的过程，第二部分是冶铁的主要原理，第三部分是除去杂质，形成炉渣的过程。
反应化学方程式是：CO2+C=2CO。
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2。
CaCO3=CaO+CO2↑。
CaO+SiO2=CaSiO3。
高炉炼铁将原料铁矿石、焦炭和石灰石按一定比例分层加入高炉中，被热风炉加热过的大量富氧空气从进风口吹入高炉，使焦炭燃烧生成二氧化碳，二氧化碳再与上层炽热的焦炭反应还原成一氧化碳。
一氧化碳从炉顶加入并与不断下降的铁矿石发生反应。
其中铁的氧化物逐步被还原成液态的铁。
被还原出来的液态铁积累到一定程度后，由炉底放出。
炼铁时加入的石灰石起造渣作用，目的是使铁矿石中熔点很高的脉石与石灰石反应，生成浮于铁水之上的硅酸钙等，形成炉渣而与铁水分离。
高炉工作原理
高炉工作原理
高炉是一种高温冶金设备，用于将铁矿石转化为熔化的铁合金。
高炉的工作原理如下：
1. 原料准备：高炉的主要原料包括铁矿石、焦炭和通风剂。
这些原料首先要经过粉碎和筛分等预处理工艺，以确保其适合进入高炉。
2. 上料：原料按一定比例混合后，通过上料装置从高炉顶部加入高炉内。
铁矿石是高炉的主要原料，而焦炭用作还原剂，在高温下还原铁矿石中的氧化物。
3. 加热和还原：高炉内有复杂的燃烧反应和还原反应同时进行。
焦炭燃烧产生的高温气体在高炉内上升，将其余的氧气与铁矿石中的氧化物反应，还原为金属铁。
这些反应释放出的热量使高炉内的温度升高。
4. 分层和液态铁收集：高炉内的液态铁和其他熔融物质从高炉的底部逐渐下降，并沉积在炉底的铁口处。
液态铁具有相对较高的密度，因此能够与其他杂质分离。
由于高炉内的温度很高，液态铁在下降的过程中可以重新还原铁矿石中的氧化物。
5. 出炉和冷却：经过一定时间的冶炼，高炉内的炉渣和液态铁会分别从不同的出料口排出。
此后，液态铁将被收集并转移到下一个冶炼环节中进行进一步的处理。
而废炉渣则会被冷却和处理，使其能够更方便地处理和回收。
高炉工作原理的核心是通过高温和还原反应将铁矿石转化为液态铁。
高炉除了生产铁合金外，还会产生大量的炉渣和废气。
因此，在高炉冶炼过程中，也需要采取措施进行环境保护和资源回收。
第六章 高炉设备(一)PPT课件
4 炉缸 影响因素：铁液之流出、炉内渣铁液面升降，大
喷的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏 因素，特别是渣口、铁口附近的炉衬更是冲刷厉害 的关键部位；高炉炉渣偏于碱性而常用的硅酸铝质 耐火砖则偏于酸性，故在高温下化学性渣化，对炉 缸砖衬也是一个重要的破坏因素；炉缸的风口带炉 衬内受到表面温度常达1300-1900℃，影响砖衬的耐 高温性能
我国粘土砖的Al2O3含量较高，质量好，基本上能满足高 炉炉衬的要求。
2 高铝砖 高铝砖是含氧化铝48%以上的耐火制品。 优缺点：它的耐火度及荷重软化温度比粘土砖
高，抗渣性能也较好，随着Al2O3含量的增加，这 些性质也随着提高。不足之处是高铝砖的热稳定 性较差，成本较高，又因为耐磨性好加工困难， 所以加工费用高。
第六章 高炉及附属设备
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§6.1
一、高炉炉型（高炉内型） 高炉内部工作空间的形状为高炉炉型，近代高炉
炉型由炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分组成。 （王平. 炼铁设备.北京： 冶金工业出版社. 2006：10）
矿槽 料车
煤气除尘设备
装料 设备
净 煤
气
中速磨
7 炉喉
影响因素：它受到炉料从大钟上落下时的打击作用 （故都用金属板加以保护），温度分布不均匀产生的 热变形作用；炉内煤气流夹带的粉尘逸出时的磨损作 用。 对于大中型高炉来说，炉身部分是整个高炉的薄弱 环节，这里的工作条件虽然比下部好，但由于没有渣 皮的保护作用，寿命反而较短，往往在两次大修之间 还需要一次小修，以修补炉衬。对于小型高炉来说， 炉缸是薄弱环书，常因炉缸冷却不良、堵门泥炮能力 小而发生烧穿事故。
高炉有效高度设计考虑因素： 1）对煤气热能和化学能的利用。增加高度能延长煤气和炉
高炉结构图
高炉:炼铁一般就是在高炉里连续进行的。
高炉又叫鼓风炉,这就是因为要把热空气吹入炉中使原料不断加热而得名的。
这些原料就是铁矿石、石灰石及焦炭。
因为碳比铁的性质活泼,所以它能从铁矿石中把氧夺走,而把金属铁留下。
高炉的主要组成部分:高炉炉壳:现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳,只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。
炉壳的作用就是固定冷却设备,保证高炉砌体牢固,密封炉体,有的还承受炉顶载荷。
炉壳除承受巨大的重力外,还要承受热应力与内部的煤气压力,有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击,因此要有足够的强度。
炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。
炉喉:高炉本体的最上部分,呈圆筒形。
炉喉既就是炉料的加入口,也就是煤气的导出口。
它对炉料与煤气的上部分布起控制与调节作用。
炉喉直径应与炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。
炉喉高度要允许装一批以上的料,以能起到控制炉料与煤气流分布为限。
炉身:高炉铁矿石间接还原的主要区域,呈圆锥台简称圆台形,由上向下逐渐扩大,用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱,并减小炉料下降阻找力。
炉身角的大小对炉料下降与煤气流分布有很大影响。
炉腰:高炉直径最大的部位。
它使炉身与炉腹得以合理过渡。
由于在炉腰部位有炉渣形成,并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化,为减小煤气流的阻力,在渣量大时可适当扩大炉腰直径,但仍要使它与其她部位尺寸保持合适的比例关系,比值以取上限为宜。
炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著,一般只在很小范围内变动。
炉腹:高炉熔化与造渣的主要区段,呈倒锥台形。
为适应炉料熔化后体积收缩的特点,其直径自上而下逐渐缩小,形成一定的炉腹角。
炉腹的存在,使燃烧带处于合适位置,有利于气流均匀分布。
炉腹高度随高炉容积大小而定,但不能过高或过低,一般为3.0～3.6m。
炉腹角一般为79～82 ;过大,不利于煤气流分布;过小,则不利于炉料顺行。
炉缸:高炉燃料燃烧、渣铁反应与贮存及排放区域,呈圆筒形。
高炉均压放散系统原理
高炉均压放散系统原理一、引言高炉是炼铁过程中的关键设备之一，其稳定的运行对于保证炼铁工艺的连续性和质量的稳定性至关重要。
高炉均压放散系统作为高炉的重要组成部分，主要负责控制高炉内压力的分布和释放，从而实现高炉的均压放散，保证高炉的正常运行。
二、高炉均压放散系统的功能高炉均压放散系统的主要功能包括： 1. 均压：控制高炉内的压力分布，避免出现过高或过低的压力区域，保证高炉内各部位的正常工作条件。
2. 放散：在高炉出现压力过高的情况下，及时释放压力，防止高炉压力过大导致的安全事故发生。
3. 控制：根据高炉的操作要求和工艺条件，对均压放散系统进行调控，确保均压放散效果的稳定和可靠。
三、高炉均压放散系统的组成高炉均压放散系统由以下几个主要部分组成： 1. 均压阀门：用于控制高炉内压力的分布，通过调节阀门的开启程度来实现对高炉压力的控制。
2. 放散装置：当高炉内的压力超过设定值时，放散装置会自动启动，将多余的压力释放到大气中。
3. 控制系统：包括传感器、执行机构、监控设备等，用于监测高炉内的压力变化，并控制均压阀门和放散装置的运行。
4. 通风系统：用于保证高炉周围的空气流通，帮助高炉内的压力分布更加均匀。
四、高炉均压放散系统的工作原理高炉均压放散系统的工作原理如下： 1. 均压阀门根据高炉内的压力变化情况，通过控制阀门的开启程度来调节高炉内的压力分布。
当某个区域的压力过高时，调节阀门会适时开启，通过流动的气体将压力释放到其他区域。
2. 放散装置通过与均压阀门的配合，实现高炉内压力的放散。
当高炉内的压力超过设定值时，放散装置会自动启动，将多余的压力通过排气口释放到大气中。
3. 控制系统对高炉内的压力进行实时监测，并根据设定的压力范围来控制均压阀门和放散装置的工作状态。
当压力超过设定上限时，控制系统会及时发出信号，启动放散装置进行压力释放。
4. 通风系统通过保证高炉周围的空气流通，帮助高炉内的压力分布更加均匀。
高炉本体.
炉身角：
一般取值为81.5º～85.5º之间。大高 炉取小值，中小型高炉取大值。 4000～5000m3高炉β角取值为81.5º左右， 前苏联5580m3高炉β角取值 7942'17' '
炉身高度 ：
h4
d 0.23 I •Vu i燃
式中： I——冶炼強度， t/m3·d
i 燃——燃烧強度，t/m2·h
Vu——高炉有效容积，m3 d——高炉炉缸直径，m
计算得到的炉缸直径再用Vu/A进 行校核，不同炉容的Vu/A取值为：
大型高炉：22～28 中型高炉：15～22 小型高炉：11～15
（2）渣口高度： 渣口中心线与铁口中心线间距离。
高炉炉型
概念：高炉内部工作空间剖面的形
状称为高炉炉型或高炉内型。
❖横断面为圆形的炼铁竖炉。用钢板作炉壳， 壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为 炉喉、炉身、炉腰、炉腹 、炉缸5部分。由 于高炉炼铁技 术经济指标良好，工艺 简单 ， 生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点， 故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大 部分。
大型：2.8~3.6m；小型：1.5~2.5m
作用：
（1）炉腹的形状适应了炉料熔化滴落后体积 的收缩，稳定下料速度。
（2）可使高温煤气流离开炉墙，既不烧坏炉 墙又有利于渣皮的稳定。
（3）燃烧带产生大量高温煤气，气体体积激 烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。
炉腹的结构尺寸是炉腹高度和炉腹角。
炉腹高度由下式计算 ：
风口数目也可以根据风口中心线在炉缸圆周上的距离 进行计算：
n d
s
S 取值在1.1～1.6m之间, 风口数目一般为支柱数目的整数倍取偶数。
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炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉 喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对 炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。炉喉 直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适 当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到 控制炉料和煤气流分布为限。
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还起着调节炉料和煤气流分布的作用。
高炉解体
为了在操作技术上能正确处理高炉冶炼中 经常出现的复杂现象，就要切实了解炉内状况。 在尽量保持高炉的原有生产状态下停炉、注水冷 却或充氮冷却后，对从炉喉的炉料开始一直到炉 底的积铁所进行的细致的解体调查，称为高炉解 体调查。它虽不能完全了解高炉生产的动态情
况，但对了解高炉过程、强化高炉冶炼很有参考 价值。
高炉冷却装置
高炉炉衬内部温度高达 1400℃，一般耐火砖 都要软化和变形。高炉冷却装置是为延长砖衬寿 命而设置的，用以使炉衬内的热量传递出动，并 在高炉下部使炉渣在炉衬上冷凝成一层保护性 渣皮，按结构不同，高炉冷却设备大致可分为：
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素，选用不同的耐火材料。
炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤 气流冲刷下，条件十分恶劣，维护其圆筒形状不 被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉 喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可 以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护 板则用 100～150mm 厚的铸钢做成。炉喉护板主 要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板
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布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。
炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液 及铁水的静压力，而且受到 1400~4600℃的高温、 机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代 寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁 凝固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能 阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷 却。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉
尘器、离心除尘器及旋风除尘器等除尘；细粒灰 尘则需用洗气机、电除尘器等除尘设备。
高炉鼓风机
高炉最重要的动力设备。它不但直接提供高 炉冶炼所需的氧气，而且提供克服高炉料柱阻力 所需的气体动力。现代大、中型高炉所用的鼓风 机，大多用汽轮机驱动的离心式鼓风机和轴流式 鼓风机。近年来使用大容量同步电动鼓风机。这
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用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形， 以减少热应力的不均匀分布。
炉衬：高炉炉衬组成高炉的空间，并起到减 少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热 应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温 作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种 因素的影响，各部位条件不同，受损坏的机理也 不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因
匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能 过高或过低，一般为 3.0~3.6m。炉腹角一般为 79~82；过大，不利于煤气流分布；过小，则不 利于炉料顺行。
炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排 放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在 炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理 和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分
大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底， 大大改善了炉底的散热能力。
炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照 地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是 向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积 的 10~18 倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉， 一般炉基的倾斜值不大于 0.1%~0.5%。高炉炉基 应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作
外部喷水冷却、风口渣口冷却、冷却壁和冷却水 箱以及风冷(水冷)炉底等装置。
高炉灰
也叫炉尘，系高炉煤气带出的炉料粉末。其 数量除了与高炉冶炼强度、炉顶压力有关外，还 与炉料的性质有很大关系。炉料粉末多，带出的 炉尘量就大。目前，每炼一吨铁约有 10~100kg 的高炉灰。高炉灰通常含铁 40%左右，并含有较
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煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直 径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例 关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼 过程影响不很显著，一般只在很小范围内变动。
炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥 台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直 径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹 的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均
种鼓风机耗电虽多，但启动方便，易于维修，投 资较少。高炉冶炼要求鼓风机能供给一定量的空 气，以保证燃烧一定的碳；其所需风量的大小不 仅与炉容成正比，而且与高炉强化程度有关、一 般按单位炉容 2.1~2.5m3/min 的风量配备。但实 际上不少的高炉考虑到生产的发展，配备的风机 能力都大于这一比例。
炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈 圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使 炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减 小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉料下降和 煤气流分布有很大影响。
炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉 腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成， 并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小
介绍高炉的主要组成部分
高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板 炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的 砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌 体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳 除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的 煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生 的煤气的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳
多的碳和碱性氧化物；其主要成分是焦末和矿 粉。烧结料中加入部分高炉灰，可节约熔剂和降 低燃料消耗。
高炉除尘器
用来收集高炉煤气中所含灰尘的设备。高炉 用除尘器有重力除尘器、离心除尘器、旋风除尘 器、洗涤塔、文氏管、洗气机、电除尘器、布袋 除尘器等。粗粒灰尘（＞60~90um），可用重力除
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