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耐火材料行业知识

高炉炼铁内型设计

  现代高炉内型由死铁层、炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉6部分组成。
  世纪末期,通过对高炉炉缸炉底破损研究和炉缸内渣铁流动现象的解析,对死铁层在高炉冶炼中的作用逐渐清晰,死铁层已成为现代高炉内型不可缺少的一部分,并且对于延长高炉寿命具有极其重要的意义。高炉内型参数定义见下表。
高炉炼铁内型设计
高炉炼铁内型设计
高炉炼铁内型设计
  由于世界各国在高炉内型演化发展过程中并未形成完全统一的定义和规定,对高炉内型参数定义仍存在差异,主要集中在以下参数:
  (1)高炉零料线。现代高炉一般绝大多数采用无料钟炉顶设备,零料线一般设定在炉喉钢砖上沿,也有以旋转布料溜槽处于垂直状态的下端标高定义为零料线。采用钟式炉顶设备时,大钟开启时下沿的标高定义为零料线;日本高炉零料线定义为大钟开启时,大钟下沿1000mm处;美国高炉零料线定义为大钟开启时,大钟下沿915mm处。
  (2)铁口中心线。传统高炉的铁口孔道一般呈水平状态,铁口中心线即出铁孔道的中心线。现代高炉为延长铁口区和炉缸寿命,一般采用斜铁口结构,即铁口孔道由内至外呈一定角度向上倾斜,铁口孔道中心线不再是水平线。因而一种定义是炉缸内型的轮廓线与铁口孔道中心线的交点为基准点引出的水平线为铁口中心线;另一种定义为铁口框内泥套的垂直出铁基准面与铁口孔道中心线的交点为基准点引出的水平线为铁口中心线。应该指出,这两种定义并无本质性差异,只是对炉缸高度和死铁层深度略有偏差。
  (3)高炉容积。国际上对高炉容积的定义并不统一。日本高炉一般将铁口孔道底面至零料线的容积为内容积,风口中心线到零料线的容积则为有效容积;美国和欧洲高炉炉底工作内衬表面至零料线的容积为全容积,风口中心线至零料线的容积为工作容积。对采用无料钟炉顶的高炉而言,国外高炉的内容积与我国高炉有效容积大体相当,偏差不大。由此可见,世界各国对高炉容积的定义和规定存在较大差异。对于衡量高炉生产效率的高炉容积利用系数而言,日本为内容积利用系数,相当于我国高炉有效容积利用系数;而美国和欧洲高炉利用系数则是指工作容积利用系数,和我国的有效容积利用系数相差15%~18%。
  (4)炉缸直径。由于历史传承等多种原因,日本、韩国、我国等亚洲国家和独联体国家习惯采用高炉容积作为衡量高炉生产能力的标志,而欧美等国则习惯采用炉缸直径表征高炉的生产能力。与此相对应,亚洲国家习惯采用容积利用系数作为衡量高炉生产效率的指标,而欧美等国家除了采用高炉工作容积利用系数,还采用炉缸断面利用系数来评价高炉的生产效率。由于高炉炉缸内衬结构不同,无论采用碳质炉缸内衬结构还是采用陶瓷杯内衬结构,炉缸直径一般是指风口平面处炉缸侧壁工作内衬的内直径。如果采用全炭砖炉缸侧壁结构,风口平面炭砖热面的直径即为炉缸直径,不计炭砖热面所砌筑的保护砖;如果采用炭砖一陶瓷杯组合炉缸侧壁内衬结构,则以风口平面陶瓷杯热面的直径为炉缸直径,同样不包括陶瓷杯壁热面所设置的保护耐火砖。

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