攀枝花学院本科课程设计
设计题目：高炉内型设计---1800炉型设计
二〇一二年十二月
摘要
本设计要求建1800高炉。设计主要内容包括高炉炉型设计计算及高炉本体立剖图，同时对所设计高炉的特点进行简述。设计高炉有效容积为1800径比取2.3，高炉利用系数取值为2.0，据此设计高炉炉型。设计本着优质、高产、低耗和对环境污染小的宗旨，为日产生铁4000t的高炉提供高炉内型设计。设计说明书对1800内型进行了的详细的计算，并结合国内外相同炉容高炉的先进生产操作经验及相关的数据，力求设计的高炉达到高度机械化、自动化和大型化，达到最佳的生产效益。
关键字高炉内型，高冶炼强度，高富氧喷煤
ABSTRACT
The design requirements, construction of 1800 blast furnace. Design of the main content includes: Design of high furnace calculation and the blast furnace body profile in elevation, and the characteristics of the design of blast furnace. Design of effective volume of blast furnace is 1800 diameter ratio is 2.3, blast furnace utilization coefficient was 2, type design of blast furnace accordingly. Design in line with high quality, high yield, low energy consumption and little pollution to the environment efficiency, provide the blast furnace pig iron blast furnace design for the Nissan 4000t. Detailed design specifications of 1800 type, and combined with the advanced experience in production operations at home and abroad, the same volume of furnace blast furnace and related data, and strive to design blast furnace to achieve a high degree of mechanization, automation and large-scale production, achieve the best benefit.
Key words Blast furnace smelting, high strength, high oxygen enrichment
目录
摘要…………………………………………………………………………………………ABSTRACT………………………………………………………………………………
绪论………………………………………………………………………………………
课题背景……………………………………………………………………………………1高炉炉型…………………………………………………………………………………1.1炉型的发展过程………………………………………………………………
1.2 五段式高炉………………………………………………………………
1.2.1 高炉有效客积和有效高度………………………………………
1.2.2 炉缸………………………………………………………………
1.2.2.1 炉缸直径……………………………………………………
1.2.2.2 炉缸高度……………………………………………………
1.2.2.3 炉腹…………………………………………………………
1.2.2.4 炉身……………………………………………………
1.2.2.5 炉腰……………………………………………………
1.2.2.6 炉喉……………………………………………………
2.1 定容积………………………………………………………………
2.2确定年工作日和日产量………………………………………………
2.3炉缸尺寸………………………………………………………………
2.3.1 炉缸直径………………………………………………………
2.3.2 炉缸高度…………………………………………………………
2.4 炉腰尺寸………………………………………………………………
2.4.1 炉腰直径……………………………………………………………
2.4.2 炉腰高度……………………………………………………………
2.4.3 炉喉尺寸……………………………………………………………
2.4.
3.1 炉喉直径………………………………………………………
2.4.
3.2 炉喉高度………………………………………………………
2.4.4 炉腹高度………………………………………………………………
2.4.5 炉身高度………………………………………………………………
2.4.6 有效高度………………………………………………………………
2.4.7 死铁层高度……………………………………………………………
2.4.8日产………………………………………………………………
2.4.9 炉腹角、炉身角………………………………………………
2.4.10 校核炉容………………………………………………………………
3 结论………………………………………………………………………………
4 附录：高炉长寿技术……………………………………………………………
5 参考文献………………………………………………………………
绪论
最近二十年来，日本和欧盟区的在役高炉座数由1990年的65座和92座下降到28座和58座，下降幅度分别为56.9%和37%，但是高炉的平均容积却分别由1558m3和1690m3上升到4157m3和2063m3，上升幅度为166.8%和22%，这基本代表了国外高炉大型化的发展状况。
高冶炼强度、高富氧喷煤比和长寿命化作为大型高炉操作的主要优势受到大家越来越高的关注和青睐,但是高炉大型化作为一项系统工程,它在立足自身条件的基础上仍须匹配的炼钢、烧结和炼焦能力。我国近年推出的《钢铁产业发展政策》中规定高炉炉容在300m3以下归并为淘汰落后产能项目，且仍存在扩大小高炉容积的淘汰范围的趋势。同时国内钢铁产业的快速发展均加速了世界和我国高炉大型化的发展进程。由于大型化高炉具备的单位投资省、效能高和成本低等特点，从而有效地增强了其竞争力。
课题背景
我国高炉大型化的发展模式与国外基本相近，主要是采取新建大型高炉、以多座旧小高炉合并成大型高炉和高炉大修扩容等形式来推动着高炉的大型化发展。据不完全统计，我国自2004年以来相继建成投产的3200m3级15座，4000m3级8座，5000m3级3座，且有越来越大的趋势。目前，河北迁钢和山东济钢等企业也正在建设4000m3级高炉，近来宝钢湛江和武钢防城港项目也在规划筹建5500m3级超大型高炉。
我国高炉大型化的标准主要是依据高炉容积的大小来划分的，且衡量标准也由过去的1000m3提高到2000m3，甚至更大。虽然大型化高炉相对于小高炉存在着生产率高、生产稳定、指标先进和成本低等显著的优点，但是对于我国高炉大型化的发展状况，我们仍然需要科学客观地看待。
高炉炉型
高炉是竖炉，高炉内部工作空间剖面的形状称为高炉炉型或高炉内型。高炉冶炼的实质是上升的煤气流和下降的炉料之间进行传热传质的过程，因此必须提供燃料燃烧的空间，提供高温煤气流与炉料进行传热传质的空问。高炉炉型要适应原燃料条件的要求，保证冶炼过程的顺利。
1.1炉型的发展过程
炉型的发展过程主要受当时的技术条件和原燃料条件的限制。随着原燃料条件的改善以及鼓风能力的提高，高炉炉型也在不断地演变和发展，炉型演变过程大体可分为3个阶段。
（1）无型阶段－又称生吹法。在土坡挖洞，四周砌行块，以木炭冶炼，这是原始的方法。
（2）大腰阶段－炉腰尺寸过大的炉型。出于当工业不发达，高炉冶炼以人力、蓄力、风力、水力鼓风，鼓风能力很弱，为了保证整个炉缸截面获得高温，炉缸直径很小，冶炼以木炭或无烟煤为燃料，机械强度很低，为了避免高炉下部燃料被压碎，从而影响料柱透气性，故有效高度很低；为了人工装料方便并能够将炉料装到炉喉中心．炉喉直径也很小，而大的炉腰直径减小了烟气流速度，延长了烟气在炉内停留时间，起到焖住炉内热量的作用。因此，炉缸和炉喉直径小，有效高度低，而炉腰直径很大。这类高炉生产率很低，一座28m3高炉日产量只有1.5 t左右。
（3）近代高炉－由于鼓风机能力进一步提高．原燃料处理更加精细，高炉炉型向着“大型横向”发展。高炉内型合理与否对高炉冶炼过程有很大影响。炉型设计合理是获得良好技术经济指标，保证高炉操作顺行的基础。
1.2五段式高炉
①高炉有效客积和有效高度高炉大钟下降位置的下沿到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度，对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间的趴离。在有效高度范围内，炉型所包括的容积称为高炉有效容积。高炉的有效高度，对高炉内煤气与炉料之间传热传质过程行很大影响。在相同炉窖和冶炼强度条件下，增大有效高度，炉料与煤气流接触机会增多，有利于改善传热传质过程、降低燃料消耗；仅过分增加有效高度，料校对煤气的阻力增大．容易形成料供，对炉科下降不利。高炉有效高度应适应原燃料条件，如原燃料强度、粒度及均匀性等。生产实践证明，高炉有效高度与有效容积有一定关系，但不是直线关系，当有效容积增加到—定值后，有效高度的增加则不显著。
②炉缸高炉炉型下部的圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别没有风口、渣口与铁口，现代大型高炉多不设渣口。炉缸下部容积盛装液态渣铁，上部空间为风口的燃烧带。
（1）炉缸直径炉缸直径过大和过小都直接影响高炉生产。直径过大将导致炉腹角过大，边缘气流过分发展，中心气流不活跃而引起炉缸堆积，同时加速对炉衬的侵蚀；炉缸直径过小限制焦炭的燃烧．影响产员的提高。炉缸截面积应保证一定数量的焦炭和喷吹燃料的燃烧，炉缸截面燃烧强度是高炉冶炼的一个重要指标，它是指每1h每1m3炉缸截面积所烧侥的焦炭的数量，一般为1.00～1.25t/(m 2·h)。炉缸截面燃烧强度的选择，应与风机能力和原燃料条件相适应，风机能力
大、原料透气性好、燃料可燃性好的燃烧强度可选大些，否则选低值。
（2）炉缸高度炉缸高度的确定，包括渣口高度、风口高度以及风口安装尺寸的确定。铁口位于炉缸下水平面，铁口数目根据高炉炉容或高炉产量而定，一般1000m3以下高炉设一个铁口，1500～3000m3高炉设2～3个铁口，3000m3以上高炉设3～4个铁口，或以每个铁口日出铁量1500—3000t设铁口数目。原则上出铁口数目取上限，有利于强化高炉冶炼。渣口中心线与铁口中心线间距离称为渣口高度，它取决于原料条件，即渣量的大小。渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故，从而损坏渣口，大、中型高炉渣口高度多为1.5～1.7m。
（3）炉腹炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。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。同时，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，对上部料柱而言，使燃烧带处于炉喉边缘的下方，有利于松动炉料，促进冶炼顺行。燃烧带产生的煤气量为鼓风量的1.4倍左右，理论燃烧温度1800～2000℃，气体体积剧烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。炉腹的
和炉腹角α。炉腹过高，有可能炉料尚未熔融就进人收缩结构尺寸是炉腹高度h
2
段，易造成难行和悬料；炉腹过低则减弱炉腹的作用。
（4）炉身炉身呈圆锥台形，其形状炉料受热后体积的膨胀和煤气流冷却后的收缩，有利于减少炉料下降的摩擦阻力，避免形成料拱。炉身角对高炉煤气流的合理分布和炉料顺行影响较大。炉身角小，有利于炉料下降，但易于发展边缘煤气流，过小时但只边缘煤气流过分发展。炉身角大，有利于抑制边缘煤气流发展，但不利于炉料下行，对高炉顺行不利。设计炉身角时要考虑原料条件，原料条件好时，可取大些，相反，则取小些。高炉冶炼强度大，喷煤量大，炉身角取小值。同时要适应高炉容积，一般大高炉由于径向尺寸大，径向膨胀量也大，就要求小些，中小型高炉大些。
（5）炉腰炉腹上部的圆柱形空间为炉腰，是高炉炉型中直径最大的部位。炉腰处恰是冶炼的软熔带、透气性变差，炉腰的存在扩大了该部位的横向空间，改善了透气条件。在炉型结构上，炉腰起着承上启下的作用，使炉腹向炉身的过渡变得平缓，减小死角。
炉腰直径与炉缸直径和炉腹角和炉腹高度几何相关，并决定了炉型的下部结构特点。一般炉腰直径与炉缸直径有一定比例关系，大型高炉D/d取值1.09～1.15，中型高炉1.15～1.25，小型高炉1.25～1.5。
（6）炉喉炉喉吴圆柱形，它的作用是承接炉料，稳定料面，保证炉料合理分布。炉喉直径与炉腰直径、炉身角、炉身高度几何相关，并决定了高炉炉型的上部结构特点。
根据任务要求,可得出以下条件：
Hu/D=2.5～3.1 Vu=1500～3000m3设置2个铁口炉腹2.8～3.6
炉腰直径D/炉缸直径d=1.10-1.15 炉腹角取78o-83o
炉渣口高度1.5～1.7m 炉腰直径高度1-3m
炉喉直径d 1/炉腰直径D=0.64～0.73
本设计任务：设计1800 m 3高炉一座
2.1定容积
选定高炉座数为1座，高炉利用系数为ηv =2.0t/(m 3 ·d),高炉容积V u =2000m 3
2.2确定年工作日和日产量
年工作日为355天，日产量P 总=V u ·ηv =4000t
2.3炉缸尺寸
1）炉缸直径
它是决定焦炭燃烧量和出铁能力的重要参数，大型高炉一般采用经验公式：
炉缸直径 m d V u
0.1020004087.04087.04205.04205.0=?== 2) 炉缸高度
要求能储存一次铁水量和下渣量，加上出铁量波动系数。一般应使炉缸的容积占高炉有效容积的一个比例范围，现代大型高炉一般在17%～18%左右。
A.炉缸高度
m V V h u u
7.48707.344206.1841.0159.01=-=-
B.风口高度 09.355
.07.1===k h h z f 取m h f 1.3= C.风口数量
262.1==πd n
2.4炉腰尺寸
(1）炉腰直径
决定于炉缸直径，炉腰高度和角度，炉腰直径稍大些好，它有利改善初成渣的透气性 可D/d 来确定，可经验公式
炉腰直径 m D V u
3.112000568
4.05684.03942.03942.0=?==
(2) 炉腰高度 在炉腹部位炉料下降缓慢，未还原的矿石在此经过充分还原后进入炉缸。因此，炉腹的高度应与炉容相适应。炉腹过高，可能是炉料还未熔化就过早的进入炉腹，容易导致悬料：炉腹过低就无法发挥作用
炉腰高度
(3).炉喉尺寸
1）炉喉直径
m V V h u u
8.13278.63586.07848.02152.03=-=-
m V d u 6.720004317.04317.03777.03777.01=?==
2）炉喉高度
炉喉起到控制炉料和煤气流分布的作用。炉喉过高时炉料挤紧，影响下降速度，过低不便使改变装料制度调节煤气流分布。一般在1~3m
炉喉高度
m V V h u u 3.23805.283527.07554.02446.05=+=-
(4).炉腹高度
在炉腹部位炉料下降缓慢，未还原的矿石在此经过充分还原后进入炉缸，所以在冶炼铸造生铁和使用难还原的矿石的时候，炉腰要高一些好。
炉腹高度
()()m V V V V h u u u u 2.3517.0719.05879.636818.11841.08129.07848.02=+++=-
(5).炉身高度
主要炉料粒度和焦炭强度等对煤气流分布的影响，也要考虑和其他比为的相互关系
炉身高度
()()m V V V V h u u u u 155769.07833.07322.473008.617554.07701.07848.04=++-=-
(6)有效高度
高炉有效高度直接影响到高炉的还原能力和热交换能力，并对料柱的透气性带来影响
有效高度
m h h h h h h u 273.28.1152.37.454321=++++=++++=
(7)死铁层高度
m d V h u 874.11020000937.00937.0220=??=≥--
(8).日产
日产量 t p N V v u 400020000.2=?=?=
(9)炉腹角、炉身角
A.炉腹角
923.4103.112.322tan 2
=-?=-=d
D h α o 5.78=α B.炉身角 108.86.73.111522tan 14=-?=-=d h D β o 0.83=β
(10)校核炉容
炉缸体积 312195.3687.4100785.04m h d V =??==
π 炉腹体积 ()()3222227.28510011369.1272.3262.012m d Dd D h V =++?=++=
π 炉腰体积 33
2343.1808.169.127785.04m h D V =??==
π 炉身体积 ()
()321124433.106676.5788.8569.12715262.012m D D d d h V =++??=++=π
炉喉体积 352
1529.1043.276.57785.04m h d V =??==
π 高炉容积 3
5432127.200529.10433.106643.18027.28595.368m V V V V V V u =++++=++++=
相对误差
%1%26.0%1002000200027.2005<=?-=''-=?V V V u u u V
所以，设计合理。具体设计参数见表2.1。
表2.1 高炉内型参数
项目
参数 项目 参数 炉缸直径
10 炉缸高度 4.7 炉腰直径
11.3 炉腰高度 1.8 炉喉直径
7.6 炉喉高度 2.3 死铁层高度
1.874 炉腰角 83.0 ° 炉身高度
15 炉腹角 78.5 ° 炉腹高度
3.2 风口数目 26 有效高度
27 铁口数目 2 高径比 2.38 有效容积 2000
结 论
经过两周的努力，通过查阅文献和老师的指导，我终于完成了本次设计任务。
本次设计以1800 m3本体设计为课题，遵循现代高炉实用、先进、优质、低耗、长寿、环保的设计思想。首先通过确定高径比、利用系数等参数，规划并设计出合理的炉型尺寸，高炉寿命与高炉设计密不可分，合理的高炉设计，对延长高炉寿命至关重要。1800 m3炉设计为适当矮胖型，并加深死铁层厚度。这有利于开通死料柱下部通道,从而减少出铁时铁水环流对炉衬的侵蚀,同时较深的死铁层可贮存较多的铁水,保证炉缸有充足的热量储备,稳定铁水温度和铁水成分。这次设计让我再次系统的回顾了大学三年以来所学习的相关知识，并对其进行了系统性的运用，从中获益匪浅。
附录：高炉长寿技术
1.高炉长寿的影响因素
高炉能否长寿主要取决于以下因素的综合效果：一是高炉大修设计或新建时采用的长寿技术，如合理的炉型、优良的设备制造质量、高效的冷却系统、优质的耐火材料。二是良好的施工水平。三是稳定的高炉操作工艺管理和优质的原燃料条件。四是有效的炉体维护技术。这四者缺一不可，但第一项是高炉能否实现长寿的基础和根本，是高炉长寿的“先天因素”。如果这种“先天因素”不好，要想通过改善高炉操作和炉体维护技术等措施来获得长寿，将变得十分困难，而且还要以投入巨大的维护资金和损失产量为代价。因此，提高高炉的设计和建设水平，是实现高炉长寿的根本所在。
2.现代长寿高炉的设计思想
从国内外近年大修或新建的高炉所采用的长寿装备技术来看，现代高炉的长寿设计思想有以下方面：
（1）注重高炉整体寿命的优化设计，精心施工，确保高炉各部位同步长寿。
（2）强调高效冷却设备和优质炉衬的有效匹配，从炉底至炉喉全部采用冷却器，无冷却盲区，并针对高炉不同部位的破损特点，选用不同材质的冷却设备和耐火材料。
（3）增加死铁层度（达炉缸直径的20%左右），以减少炉缸内铁水环流对炉缸侧壁的冲刷侵蚀。
（4）在追求高炉长寿（炉役寿命15年以上和单位炉熔产铁量1.0万～1.5万t/m3）的同时，也追求高利用系数（有效容积利用系数最高达2.5 t/（m3.d））、高喷煤比（喷煤量达200kg/t以上）等。
（5）采用有效的技术监测、炉体维护技术。
（6）注重高炉稳定顺行的工艺操作管理和使用成分稳定的优质原燃料。
参考文献
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2 第 2 1 卷第 7 期 2 01 1 年 7 月 中国冶金 C h i n a M et a l l u r g y Vo l. 21 , N o. 7 J u l y 2 01 1 武钢 8 号高炉炉体系统设计特点 薛维炎1 , 闫彩菊1 , 欧阳龙1 , 杨佳龙2 , 迟建 生2 , 邓 棠2 ( 1 . 中钢集团工程设计研究院 有限公司, 北京 1 000 80 ; 2 . 武钢炼铁总厂, 湖北 武汉 43 00 83 ) 摘 要: 对武钢 8 号高炉炉体系统的设计进行总结, 根据武钢现役高炉的设计和生产经验, 对现役高炉存在的问题 和原因进行了分析, 对 8 号高炉炉体系统的设计方 案及特 点进行 了论述。主 要针对 高炉内 衬、冷 却壁的 结构形 式 及材 质的选择进行了详细分析、多方案比较, 其中对炉缸 冷却壁 与耐材 的结合 形式、炉缸冷 却壁、风口带 冷却壁 的 材质选择、风口组合砖上部至炉腹下部区域内衬 结构形式等几个方面的优化获得了业主的 认可并取 得了良好的 实 际生产效果。 关键词: 高炉; 炉体; 设计; 特点 中图分类号: T F 57 2 文献标志码: A 文章编号: 1 00 6- 9 356 ( 2 01 1) 07- 00 13- 05 Furnace Body System Design of WISCO s BF No. 8 X U E W e -i yan 1 , Y A N C a -i ju 1 , O U Y A N G L o ng 1 , Y A N G Jia - l o n g 2 , C H I J i an - s h e n g , D E N G T an g 2 ( 1. S i no s t e el E n g in e eri n g D es i g n an d R es e ar ch In s t i t u t e C o . , L t d . , B e iji n g 10 00 80 , C h i n a ; 2 . W uh a n Iro n an d S t e el Gr o u p Co . , W u h an 4 3 00 83 , H u b ei, C h i na ) Abstract: T h e des i g n of W I S C O s bl a s t f u r nace No . 8 b o d y s y s t e m is bei n g su m m a r i z ed . In co ns i d e rat ion of pr o d u c - t i o n e x p e ri e nce and p r o bl e m o f s e rv ice b l as t f u r n a ce of W I S C O , t h e d e s i g n s c h e m e an d ch a ract e ri s t ic o f B F N o. 8 bo dy sy s t e m is de m o ns t r at e d. A n a l y z i n g an d com par in g b l as t f u r n a ce inn e r lin i n g , c oo l i n g s t a v es s t r uct u r e an d m a - t e r ial , t h e c o m b i n i n g f o rm o f h e art h c oo l i n g s t a ves an d r ef ract o r y, h e art h co o l i n g s t a v es , t u y ere co o l i n g s t a ves m a t e - r ial sel e ct i o n , i n n e r lin i n g s t r u c t u r e f o rm o f t u y ere c o m b i n a t i o n br ick s up s i d e t o u n d er si d e w ere o p t i m i z e d and r at -i f i ed b y o w n e r. T h e BF No . 8 bo dy s y s t e m is w o rk i n g w e l l n o w . Key words: b l a st f u r nace; f u r nace b o d y ; d e s i g n; ch a r act eris t i c 1 概述和设计原则 1. 1 概述 武钢 8 号高炉为武钢第一座4 00 0 m 3 级的特大 型高炉, 该高炉从 200 7 年 5 月 1 8 日正式开工建设, 2008 年末已具备投 产条件, 但由 于金融 危机的 影 响, 一直到 2 009 年 8 月 1 日才正式点火投产。 现就该高炉炉体系统的设计作一个较为全面的 总结, 以便同行在同类型高炉设计中加以借鉴和参 考。 高炉炉体系统设计的好坏直接影响到高炉操作 和高炉寿命, 而炉体内衬和冷却系统的设计又是高 炉炉体系统设计的关键, 本高炉炉体内衬和冷却系 统设计采用了目前国内外普遍接受和认可的 薄壁 炉衬配联合软水密闭循环冷却 系统 的设计方案。 与武钢现役高炉的不同之处在于风口带冷却壁采用 了铸铜冷却壁, 并且对风口组合砖上部至炉腹下部 区域的内衬结构作了一些改进和优化。 根据武钢 1 号、4 号、5 号、6 号、7 号高炉[ 1] 以及 国内外很多 其他 高炉的 生产 实践, 证明 薄壁 炉衬 ( 5 0~ 15 0 m m ) 高 炉 完全 能取 代 传统 的 厚 壁炉 衬 ( 5 75~ 805 mm) 高炉。但是随着高炉冶炼强度的不 断提高, 薄壁炉衬高炉也暴露出一些问题, 例如风口 组合砖上部至炉腹下部区域, 经常出现开炉后 3 个 月左右的时间便有大量的耐火材料脱落, 且风口带 冷却壁水管出现渗漏的现象。一旦出现这些问题, 处理起来非常棘手, 轻则需对破损的管路进行处理, 例如用穿软管的办法来代替漏损的管路[ 2] , 重则需 进行内衬修补和对冷却壁进行更新改造。导致这些 问题出现的原因综合起来有三大方面: 一是设计原 因, 二是冷却设备制造方面原因, 三是实际生产操作 方面原因。本文重点对薄壁炉衬高炉暴露出的以上 作者简介: 薛维炎( 1963- ) , 男, 大学本科, 教授级高工; E - m ail: x u e w y @ sin o s t e e l. c o m ; 收稿日期: 2010- 08- 09
建筑灭火器配置设计规 范J版 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
中华人民共和国国家标准 建筑灭火器配置设计规范 GBJ 140-90 （1997年版） 主编部门：中华人民共和国公安部 批准部门：中华人民共和国建设部 实施日期：1991年8月1日 中国计划出版社 1998 北京
第一章总则 第1．0．1条为了合理配置灭火器，有效地扑救工业与民用建筑初起火灾，减少火灾损失，保护人身和财产的安全，特制定本规范。 第1．0．2条本规范适用于新建、扩建、改建的生产、使用和贮存可燃物的工业与民用建筑工程。 本规范不适用于生产、贮存火药、炸药、弹药、火工品、花炮的厂(库)房，以及九层及九层以下的普通住宅。 第1．0．3条配置的灭火器类型、规格、数量以及设置位置应作为建筑设计内容，并在工程设计图纸上标明。 第1．0．4条．建筑灭火器的配置设计，除执行本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的要求。 第二章灭火器配置场所的危险等级和灭火器的灭火级别 第2．0．1条工业建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其生产、使用、贮存物品的火灾危险性、可燃物数量、火灾蔓延速度以及扑救难易程度等因素，划分为以下三级： 一、严重危险级：火灾危险性大、可燃物多、起火后蔓延迅速或容易造成重大火灾损失的场所； 二、中危险级：火灾危险性较大、可燃物较多、起火后蔓延较迅速的场所； 三、轻危险级：火灾危险性较小、可燃物较少、起火后蔓延较缓慢的场所。
工业建筑灭火器配置场所的危险等级举例见本规范附录二。 第2．0．2条民用建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其使用性质、火灾危险性、可燃物数量、火灾蔓延速度以及扑救难易程度等因素，划分为以下三级： 一、严重危险级：功能复杂、用电用火多、设备贵重、火灾危险性大、可燃物多、起火后蔓延迅速或容易造成重大火灾损失的场所； 二、中危险级：用电用火较多、火灾危险性较大、可燃物较多、起火后蔓延较迅速的场所； 三、轻危险级：用电用火较少、火灾危险性较小、可燃物较少、起火后蔓延较缓慢的场所。 民用建筑灭火器配置场所的危险等级举例见本规范附录三。 第2．0．3条火灾种类应根据物质及其燃烧特性划分为以下几类： 一、A类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、毛、麻、纸张等燃烧的火灾； 二、B类火灾：指甲、乙、丙类液体，如汽油、煤油、柴油、甲醇、乙醚、丙酮等燃烧的火灾； 三、C类火灾：指可燃气体，如煤气、天然气、甲烷、丙烷、乙炔、氢气等燃烧的火灾； 四、D类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾；
（2012届） 专科毕业设计（论文）资料 湖南工业大学教务处
本次设计是根据娄底地区设计年产量为480万吨的高炉炼铁车间，该地区矿藏丰富，水资源充沛，交通发达，设计炼铁车间比较合理。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸H 2 造外，绝大部分是作为炼钢原料。虽然现在高炉并不是以后炼钢的发展趋势，但高炉冶金是获得生铁的重要手段。它是以铁矿石是为原料，焦炭煤粉作为燃料和还原剂，在高炉内通过燃料燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程。随着冶金技术的不断发展，对其冶炼的关键设备——“高炉”。也有了越来越严格的要求。高效率、高质量、高寿命、低能耗、低污染——是本次设计所追求的目标。 在本次设计中翻阅了大量的参考文献，相当于又系统的学习了一遍高炉的有关知识，是对高炉发展的新的具体认识和总结，是本人三年专业知识学习的一个促进过程。本次设计中得到了王建丽老师的悉心指导和帮助，本人表示非常的感谢。然而，由于本人水平有限，设计中难免有不足和纰漏之处。望各位给予指正。
第一章绪论 (1) 1.1 高炉炼铁任务及工艺流程 (1) 1.2 高炉生产的特点及优点 (2) 1.3 设计原则和指导思想 (2) 1.4 厂址及建厂条件论证 (3) 第二章炼铁工艺计算 (4) 2.1 配料计算 (4) 2.2 根据铁平衡求铁矿石需要量 (6) 2.3 渣量及炉渣成分计算 (6) 2.4 物料平衡计算 (7) 2.5 热平衡计算 (8) 第三章高炉本体 (14) 3.1 高炉炉型 (14) 3.2 高炉炉衬 (16) 3.3 炉体冷却方式 (16) 3.4 冷却系统 (19) 3.5 高炉钢结构及高炉基础 (20) 第四章炉顶装料系统 (23) 4.1 串罐式无钟炉顶装料设备 (23) 4.2 串罐式无钟炉顶的特点 (25) 第五章供料系统 (26) 5.1 高炉供料系统 (26) 5.2 储矿（焦）槽及其主要设备 (27)
五段式高炉（炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸）炉型的结构： 高炉炉型：高炉内部工作空间剖面的形状称为高炉内型。 ★1.高炉有效容积和有效高度 1）有效高度：高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线的距离称为高炉有效高度（H u） ，对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间的距离。 2）高炉有效容积：在有效高度范围内，炉型所包括的容积称为高炉有效容积（V u）。 Hu/D:有效高度与炉腰直径的比值(Hu/D)是表示高炉“矮胖”或“细长”的一个重要设计指标,不同炉型的高炉,其比值的范围是:巨型高炉~2.0大型高炉2.5~3.1中型高炉2.9~3.5小型高炉3.7~4.5 ★2.炉缸 高炉炉型下部的圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别设有风口、渣口与铁口 1)炉缸直径：炉缸截面燃烧强度：指每小时每平方米炉缸截面积所燃烧的焦炭的数量，一般为1.0~1.25t/m2·h 计算公式：d=0.23 i u ·V I ，其中I-冶炼强度，t/m3·d,，i-燃烧强度t/m2·h，V u-高炉有效容
积，m3，d-高炉炉缸直径，m 2）渣口高度:渣口中心线与铁口中心线间距离。渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故，从而损坏渣口；大中型高炉渣口高度多为1.5~1.7米 3)风口高度：风口中心线与铁口中心线间距离称为风口高度（h f）。 计算公式：h f=h z/k，其中k—渣口高度与风口高度之比，一般取0.5~0.6，渣量大取低值。4)风口数目（n）：主要取决于炉容大小，与炉缸直径成正比，还与冶炼强度有关。 计算公式： 中小型高炉：n=2d+2，大型高炉n=2d+4，4000m3左右的巨型高炉：n=3d，其中d-炉缸直径，m 5风口结构尺寸（a）：根据经验直接选取，一般0.35~0.5m 6)炉缸高度：h1=h f+a ★3.炉腹 炉腹在炉缸上部，呈倒圆锥形。 作用： ①炉腹的形状适应了炉料融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燃烧带产生大量高炉煤气，气体体积激烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。 1）炉腹高度：h2=（D-d）·tgα/2 2）炉腹角：炉腹角一般为79°~83°，过大不利于煤气分布并破坏稳定的渣皮保护层，过小则增大对炉料下降的阻力，不利于高炉顺行。 ★4.炉身 炉身呈正截圆锥形 作用： ①适应炉料受热后体积的膨胀，有利于减小炉料下降的摩擦阻力，避免形成料拱。 ②适应煤气流冷却后体积的收缩，保证一定的煤气流速。 ③炉身高度占高炉有效高度的50~60%，保障了煤气与炉料之间传热和传质过程的进行。 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79°42'17' ' 炉身高度：h4=（D-d）·tgβ/2 ★5.炉腰 炉腹上部的圆柱形空间为炉腰，是高炉炉型中直径最大的部位。 作用： ①炉腰处恰是冶炼的软熔带,透气性变差,炉腰的存在扩大了该部位的横向空 间,改善了透气条件。 ②在炉型结构上，起承上启下的作用，使炉腹向炉身的过渡变得平缓，减小死角。 炉腰高度（h3）：一般取值1~3m,炉容大取上限,设计时可通过调整炉腰高度修定炉容。 一般炉腰直径(D)与炉缸直径(d)有一定比例关系,D/d取值: 大型高炉1.09~1.15，中型高炉1.15~1.25，小型高炉1.25~1.5
建筑灭火器配置设计规范 建筑灭火器配置设计规范 GBJ 140-90 （2019 年版）主编部门：中华人民共和国公安部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1991 年8 月1 日第一章 第10.1.0.1 条为了合理配置灭火器，有效地扑救工业与民用建筑初起火灾，减少火灾损失，保护人身和财产的安全，特制定本规范。 第10.1.0.2 条本规范适用于新建、扩建的生产、使用和贮存可燃物的工业与民用建筑工程。 本规范不适用于生产、贮存火药、弹药、火工品、花炮的厂（库）房，以及九层以下的普通住宅。 第10.1.0.3 条配置的灭火器类型、规格、数量以及设置位置应作为建筑设计内容，并在工程设计图纸上标明。 第10.1.0.4 条建筑灭火器的配置设计，除执行本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的要求。 第二章 第10.2.0.1 条 工业建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其生产、使用、物数量、火灾蔓延速 贮存物品的火灾危险性、可燃 度以及扑救难易程度等因素，划分为以下三级：一、严重危险级：火灾危险性大、可燃物多、起火后蔓延迅速或容易造成重大火灾损失的场所； 二、中危险级：火灾危险性较大、可燃物较多、起火后蔓延较迅速的场所； 三、轻危险级：火灾危险性较小、可燃物较少、起火后蔓延较缓慢的场所。工业建筑灭火器配置场所的危险等级举例见本规范附录二。 第10.2.0.2 条 民用建筑灭火器配置场所的危险等级，应根据其使用性质、火灾危险性、可燃物数量、火灾蔓延速度以及扑救难易程度等因素，划分为以下三级：
一、严重危险级：功能复杂、用电用火多、设备贵重、火灾危险性大、可燃物多、起火后蔓延迅速或容易造成重大火灾损失的场所； 二、中危险级：用电用火较多、火灾危险性较大、可燃物较多、起火后蔓延较迅速的场所； 三、轻危险级：用电用火较少、火灾危险性较小、可燃物较少、起火后蔓延较缓慢的场所。 民用建筑灭火器配置场所的危险等级举例见本规范附录三。 第10.2.0.3 条火灾种类应根据物质及其燃烧特性划分为以下几类： 一、 A 类火灾：指含碳固体可燃物，如木材、棉、毛、麻、纸张等燃烧的火灾； 二、 B 类火灾：指甲、乙、丙类液体，如汽油、煤油、甲醇、乙醚、丙酮等燃烧的火灾； 三、 C 类火灾：指可燃气体，如煤气、天然气、甲烷、乙炔、氢气等燃烧的火灾； 四、 D 类火灾：指可燃金属，如钾、钠、镁、钛、锆、锂、铝镁合金等燃烧的火灾；五、带电火灾：指带电物体燃烧的火灾。第10.2.0.4 条灭火器的灭火级别应由数字和字母组成，数字应表示灭火级别的大小，字母（A 或B ）应表示灭火级别的单位及适用扑救火灾的种类。 第三章 第10.3.0.1 条灭火器应按下列因素和选择： 一、灭火器配置场所的火灾种类； 二、灭火有效程度； 三、对保护物品的污损程度； 四、设置点的环境温度； 五、使用灭火器人员的素质。
《建筑设计原理》练习题 1：建筑 答：建筑是为了满足人类社会活动的需要，利用物质技术条件，按科学法则和审美要求，并通过对空间的塑造，组织与完善所形成的人为物质环境。建筑可包括建筑物和构筑物两类。2：早在公元前1世纪，古罗马建筑师（维特鲁威）就在其论著《建筑十书》中表明，（实用）（坚固）（美观）为构成建筑的三大要素，而这三要素又通过（建筑功能）（建筑技术）（建筑艺术）。 3：建筑功能 答：建筑功能主要是指建筑的用途和使用需求，而随着社会的生产和发展，将产生出有不同功能要求的建筑类型，不同的建筑类型又有着不同的建筑特点，与不同的使用要求。 4：建筑技术包括（材料）（结构）（设备）（施工技术）等 5：建筑艺术包括（建筑群体）（单体）（建筑内部）（外部的空间组合）（造型设计）以及（西部的材质）（色彩）等方面给予体现 6：（建筑功能）是目的，建筑技术是手段，而（建筑艺术）则是前两者对审美要求的综合表现 7：建筑设计原则可分为两部分1（建筑方针政策）2（基本原则）早在1953年我国就制定了（适用）（经济）（可能条件下注意美观）的建筑方针，1986年由建设部制定并颁布《中国建筑技术政策》明确指出：（建筑业的主要任务是全面贯彻适用、安全、经济、美观的方针） 8：建筑设计必须遵循的基本原则？ 1坚持贯彻国家的方针政策，遵守有关法律、规范、条例、 2结合地形与环境，满足城市规划要求，满足城市规划要求 3结合建筑功能，创造良好环境，满足使用要求 4充分考虑防水，防震、防空、防洪要求，保障人民生命财产安全 5保障使用要求的同时，创造良好的建筑形象，满足人们审美要求 6考虑经济条件，创造良好的经济效益社会效益环境效益和节能减排 7结合施工技术为施工创造有利条件促进建筑工业化 9建筑物的分类（居住建筑）（公共建筑）（工业建筑）（农业建筑）等 10按照主体建筑结构的耐久年限分级：一级（100）年以上，适用于（重要建筑）和（高层建筑）二级（50-100）年适用于（一般建筑）三级（25-50）年适用于(次要建筑) 四级（15）年以下，适用于（临时建筑） 11建筑设计的依据主要有人体尺度和人体活动所需的空间尺度，自然条件和环境条件，技术要求 12建筑设计工作通常包括（建筑设计）（结构设计）（设备设计） 13建筑设计包括？ 建筑设计包括外空间的组合，环境与造型设计以及细部的构造做法的技术设计，建筑设计的房屋设计的龙头，并与建筑结构和建筑设备相协调 14结构设计包括？ 包括结构选型，结构计算、结构布置与构件设计，保证建筑物的绝对安全 15设备设计包括？ 包括给水，排水、供热、通风电气、燃气等，他是保证房屋正常使用及改善物理环境的重要设计
序言 高炉炉型设计是钢铁联合企业进行生产的重要一步，它关系到高炉年产生铁的数量及质量，以及转炉或者电炉炼钢的生产规模 及效益。 现代化高炉的机械化与自动化水平都比较高，在操作方面以精料为基础，强化冶炼为手段，适应大风量，高风温，大喷吹量，现代高炉炉型的发展趋势应能满足和适应上述发展。整个设计过程应根据实际情况做出适合本地区条件的高炉炉型，为后续的生产做好准备，为祖国的钢铁事业锦上添花。 由于时间紧迫，加之设计者水平有限，本设计存在的缺点和不足之处，敬请批评指正。 1700m3高炉炉型设计 1 高炉座数及有效容积的确定 1.1 高炉座数 从投资、生产效率、经营管理方面考虑，高炉座数少些为好，如从供应炼钢车间铁水及轧钢、烧结等用户所需的高炉煤气来看，则高炉座数宜多一些。 由公式：P Q=M×T ×ηv×V v 式中：P Q——高炉车间年生铁产量，吨；M——高炉座数；T——年平均工作日，我国采用355天。 ηv——高炉有效容积利用系数，t/(m3.d)；V v——高炉有效容积，m3； 1.2 高炉有效容积 根据各方面的考察研究，决定本地区适合建设一个年产量为185万吨的钢铁厂。 为了满足生产上的需要，特此计算本设计的高炉有效容积为： V v= 1700m3 高炉有效容积的利用系数：ηv=2.6t/(m3.d) 。 已知Vu=1700m3，ηv =2.6t/(m3.d)，T=355天，则：M=1座 综上所述，根据本地区的条件，设计一个年产量为185万吨生产，有效容积为1700m3，有效容积利用系数为ηv=2.6t/(m3.d) 的高炉炉型。 2 炉型设计 2.1高炉有效高度(Hu)的确定 高炉的有效高度决定着煤气热能和化学能的利用，也影响着顺行。增加有效高度能延长煤气与炉料的接触时间，有利于传热与还原，使煤气能量得到充分利用，
三宝2号高炉炉体系统的设计 董训祥 (中冶南方工程技术有限公司，武汉430223) 摘要三宝钢铁2#高炉充分采用了国内外一系列先进、成熟、实用的技术，设计了合理的炉型和内衬结构；采用了砖壁合一、薄壁内衬新技术、全冷却壁形式；采用了投资省、成本低、效率高的联合软水密闭循环冷却系统；根据原料条件在炉底设置了功能可靠的排铅槽；建立功能齐全的炉体检测自动控制系统。 关键词高炉炉体；长寿；联合软水；设计 福建三宝钢铁股份有限公司200万吨钢铁项目一次规划2座1080m3高炉，每座1080m3高炉年产铁水105万吨，分期设计，分期建设。本次一期2#高炉的设计以“先进、实用、可靠、成熟、环保”为原则，结合国内外先进、可靠的成熟技术，做到高产、稳产、低耗、长寿四个方面的统一。 1主要技术特点 三宝钢铁2#高炉炉体系统的设计充分利用了国内外同行的先进技术和成熟工艺，并结合三宝钢铁的实际情况进行设计，确保高炉稳定向炼钢输送铁水、提供产品市场竞争力的同时，延长高炉寿命。三宝钢铁2#高炉设计寿命≥12年，主要技术特点如下： (1)采用适当矮胖、适宜强化冶炼的操作炉型，有利于实现稳定、顺行和高产； (2)砖壁合一、薄内衬全冷却壁结构，大型高炉的主流技术方案； (3)铸铁冷却壁、铸钢冷却壁、铜冷却壁分区使用，确保高炉配置合理、可靠、经济； (4)高炉冷却系统采用联合全软水密闭循环系统，该系统配置合理优化、冷却强度高、冷却系数大、补充水量少、投资省、运行成本低、各种功能完善，布置简单、检修维护方便。 (5)根据三宝钢铁的原料条件设置了排铅槽，对于提高高炉一代炉龄、改善炉前工作环境、强化高炉冶炼、增创经济效益等具有重大意义。 (6)完善的内衬、冷却壁、软水系统的检测、监测、控制系统； 2 高炉内型 合理的高炉内型既能保证炉料顺行，又能使煤气的热能和化学能充分利用，可使高炉获得高产、稳产、低耗、长寿的效果。现代高炉内型的设计特点主要表现在大炉缸、多风口、适当矮胖、减小炉身及炉腹角、加深死铁层等方面，其目的是为了改善料柱透气性、改善煤
中华人民共和国国家标准 建筑灭火器配置设计规范 GB 50140－2005 条文说明
目次 1 总则（33） 2 术语和符号（35） 2.1 术语（35） 2.2 符号（37） 3 灭火器配置场所的火灾种类和危险等级（38） 3.1 火灾种类（38） 3.2 危险等级（39） 4 灭火器的选择（43） 4.1 一般规定（43） 4.2 灭火器的类型选择（45） 5 灭火器的设置（48） 5.1 一般规定（48） 5.2 灭火器的最大保护距离（53） 6 灭火器的配置（56） 6.1 一般规定（56）
6.2 灭火器的最低配置基准（57） 7 灭火器配置设计计算（59） 7.1 一般规定（59） 7.2 计算单元（60） 7.3 配置设计计算（61） 1 总则 1.0.1 本条阐述了制订和修订本规范的意义和目的，强调只有合理、正确地配置灭火器，才能真正加强建筑物内的灭火力量，及时、有效地扑救各类工业与民用建筑的初起火灾。
众所周知，灭火器的应用范围很广，全国各地的各类大、中、小型工业与民用建筑都在使用，到处皆有；灭火器是扑救初起火灾的重要消防器材，轻便灵活，稍经训练即可掌握其操作使用方法，可手提或推拉至着火点附近，及时灭火，确属消防实战灭火过程中较理想的第一线灭火装备。在建筑物内正确地选择灭火器的类型，确定灭火器的配置规格与数量，合理地定位及设置灭火器，保证足够的灭火能力（即需配灭火级别），并注意定期检查和维护灭火器，就能在被保护场所一旦着火时，迅速地用灭火器扑灭初起小火，减少火灾损失，保障人身和财产安全。 1.0.2 本条规定了本规范的适用范围和不适用范围。本规范适用于应配置灭火器的，生产、使用和储存可燃物的，新建、改建、扩建的各类工业与民用建筑工程（包括装修工程），亦即：凡是存在（包括生产、使用和储存）可燃物的工业与民用建筑场所，均应配置灭火器。这是因为有可燃物的场所，就存在着火灾危险，需要配置灭火器加以保护。反之，对那些确实不生产、使用和储存可燃物的建筑场所，当然可以不配置灭火器。这里还需要说明的是：本规范中的可燃物系指广义范围的可燃烧物质，亦即除了不燃物之外，凡可燃固体物质、易燃液体、可燃气体、可燃金属等都归属于可燃物的范畴。因此，即使是耐燃物，由于其仍然还是能够燃烧的，故也属于可燃物。 鉴于目前我国尚无专门用于扑救炸药、弹药、火工品、花炮火灾的定型灭火器，因此，本规范暂定不适用于生产和贮存炸药、弹药、火工品、花炮的厂房和库房。 1.0.3 本条规定系根据国内目前尚有少数地区和单位不同程度地存在着在工程设计阶段不够重视建筑灭火器配置设计的情况和实际需求而提出的。本条要求在建筑消防工程设计时就应当按照本规范的各章规定正确选择和配置灭火器，进行建筑灭火器配置的设计与计算，应将配置灭火器的类型、规格、数量及其设置位置作为建筑消防工程的设计内容，并在工程设计图上标明。建设单位需将新建、改建、扩建的各类工业与民用建筑工程（包括装修工程）的建筑灭火器配置设计图、设计计算书和建筑灭火器配置清单送建筑工程所在地的县级以上公安消防监督部门审核，并将配置灭火器的所需费用计入基建设备概算。各地各级公安消防监督部门根据公安部30号令、61号令和本规范，在审核建筑
第二章结构设计基本原理 本章的意义和内容：本章主要介绍结构上的作用、作用效应、结构抗力，结构的功能 要求、结构功能的极限状态，以及可靠度、可靠指标的概念，同时还介绍了荷载的分类和取 值方法，最后给出了概率极限状态设计实用表达式，对结构设计的基本原理做了一定阐述， 对初学者有非常重要的指导意义，本章内容是后续各章学习的基础。 概念题 （一）填空题 1、结构的可靠性包括、、。 2、建筑结构的极限状态有和。 3、结构上的作用按其随时间的变异可分为、、。 4、永久荷载的分項系数是这样取的：当其效应对结构不利时，由可变荷载控制的效应组合 取，由永久荷载控制的效应组合取；对结构有利时，一般取，对结 构的倾覆、滑移或漂流验算可以取 。 5、结构上的作用是指施加在结构上的或，以及引起结构外加变形或约 束变形的原因。 6、极限状态是区分结构与的界限。 7、结构能完成预定功能的概率称为，不能完成预定功能的概率称为， 两者相加的总和为。 8、我国《建筑结构可靠度设计统一标准》规定，对于一般工业与民用建筑构件，在延性破 坏时可靠度指标β取，脆性破坏时β取。 （二）选择题 1、若用S表示结构或构件截面上的荷载效应，用R表示结构或构件截面的抗力，结构 或构件截面处于极限状态时，对应于式。 a、 R＞S b、 R＝S c、 R＜S d、 R≤S 2、设计基准期是为确定可变荷载及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数，《统 一标准》所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为[ ]年确定的。 a、 25 b、 50 c、 100 d、 75 3、下列[ ]状态应按正常使用极限状态验算。 a、结构作为刚体失去平衡 b、影响耐久性能的局部损坏 c、因过度的塑性变形而不适于继续承载 d、构件失去稳定 4、荷载代表值有荷载的标准值、组合值、频遇值和准永久值，其中[ ]为荷载的基本代表值。 a、组合值 b、准永久值 c、频遇值 d、标准值 5、对所有钢筋混凝土结构构件都应进行[ ]。 a、抗裂度验算 b、裂缝宽度验算 c 、变形验算 d、承载能力计算 6、下列[ ]项属于超出正常使用极限状态。
第一章~ 第二章 一. 名词解释 1、高炉一代寿命 高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为１０~1５年。 2、高炉休风率 ?休风率是指高炉休风时间占日历时间的百分数。先进高炉休风率小于１%。 3、生铁合格率 ?化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。 二. 问答题 1、高炉车间平面布置方式有哪几种？各有什么主要特点? ①在工艺合理、操作安全、满足生产的条件下，应尽量紧凑，并合理地共用一些设备与建筑物,以求少占土地和缩短运输线、管网线的距离。 ?②有足够的运输能力,保证原料及时入厂和产品（副产品）及时运出； ③车间内部铁路、道路布置要畅通。 ?④要考虑扩建的可能性,在可能条件下留一座高炉的位置。在高炉大修、扩建时施工安装作业及材料设备堆放等不得影响其它高炉正常生产。 2、岛式布置有什么特点?有何优点？ ?①铁水罐车停放线与车间两侧的调度线成一定交角，一般为１1～1３o。 ?②岛式布置的铁路线为贯通式，空铁水罐车从一端进入炉旁，装满铁水的铁水罐车从另一端驶出，运输量大。 ?③并且设有专用辅助材料运输线。 缺点： 高炉间距大，管线长；设备不能共用，投资高。半岛式布置有什么特点？有何优点? 3、确定高炉座数的原则是什么？ ?保证在一座高炉停产时,铁水和煤气的供应不致间断。一般新建车间2~3座高炉。 三. 论述题 1、高炉车间平面布置方式有哪几种？各有什么主要特点? 一列式布置主要特点是： 高炉与热风炉在同一列线,出铁场也布置在高炉列线上成为一列，并且与车间铁路线平行。 优点: 1.可以共用出铁场和炉前起重机，共用热风炉值班室和烟囱,节省投资; 2．热风炉距高炉近，热损失少。 缺点： ?运输能力低,在高炉数目多,产量高时,运输不方便，特别是在一座高炉检修时车间调度复杂。 并列式布置 主要特点： 高炉与热风炉分设于两条列线上,出铁场布置在高炉列线，车间铁路线与高炉列线平行。 优点： 可以共用一些设备和建筑物，节省投资；高炉间距离近。 缺点: 热风炉距高炉远，热损失大，并且热风炉靠近重力除尘器，劳动条件不好。 岛式布置 主要特点: （1）铁水罐车停放线与车间两侧的调度线成一定交角,一般为１1~13o。
原始数据：高炉有效容积： 高炉年工作日： 高炉利用系数： 设计内容： 1. 高炉炉型的选择； 2. 高炉内型尺寸的计算 口）； 3. 高炉耐火材料的选用； 4. 高炉冷却方式和冷却器的确定； 5. 高炉炉壳厚度的确定。 高炉本体包括高炉基础、炉衬、冷却装置、以及高炉炉型设计计算等。高炉 的大小以高炉有效容积（^ ）表示，本设计高炉有效容积为 3600 |，按我国规 定，属于大型高炉；高炉炉衬用耐火材料，是由陶瓷质和砖质耐火材料构成的综 合结构；有些高炉也采用高纯度的刚玉砖和碳化硅砖；高炉冷却设备器件 结构也在不断更新，软水冷却、纯水冷却都得到了广泛的应用。 1. 高炉炉型选择 高炉是竖炉。高炉内部工作剖面的 形状称为高炉炉型或称高炉内型。 高炉冶炼的实质是上升的煤气流和 下降的炉料之间所进行的传热传质过 程，因此必须提供燃料燃烧的空间，提 供高温煤气流与炉料进行传热传质的空 间。炉型要适合原料的条件，保证冶炼 过程的顺行。近代高炉炉型为圆断面五 段式,是两头小中间大的准圆筒形。高炉 内型如图1。 1.1高炉有效高度（"J 炉腰直径（D ）与有效高度（ 之比值- “矮胖”的一个重要指标，在我国大型 高炉 Hu/D =2.5 — 3.1，随着有效容积的 增加，这一比值在逐渐降低。在该设计 中， 1.2炉缸 高炉炉型下部圆筒部分为炉缸，炉 缸的上、中、下部位分别装有风口、渣 口、铁口。炉缸下部容积盛液态渣铁， 3600】“高炉本体设计 Vu=3600 1 355 天j 儿 ） 是表示高炉“细长”或 2.23。 图1高炉内型 （包括风口、铁口、渣口数量，大型高炉一般不设渣 ]| A A ■t P □ h 「 d v 灿 口 中尤?线 1 k ■/死铁山 占f
目录 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅱ) 1 绪论 (4) 1.1砖壁合一薄壁高炉炉型的发展和现状 (4) 1.2砖壁合一薄壁高炉炉型的应用 (4) 2 高炉能量利用计算 (6) 2.1高炉能量利用指标与分析方法 (6) 2.2直接还原度选择 (7) 2.3配料计算 (8) 2.4物料平衡 (13) 2.5 热平衡 (17) 3 高炉炉型设计 (23) 3.1 炉型设计要求 (23) 3.2 炉型设计方法 (24) 3.3炉型设计与计算 (24) 4 高炉炉体结构 (28) 4.1 高炉炉衬结构 (28) 4.2高炉内型结构 (29) 4.3 炉体冷却 (30) 4.4 炉体钢结构 (31) 4.5风口、渣口及铁口设计 (31) 5砖壁合一的薄壁炉衬设计 (33) 5.1砖壁合一的薄壁炉衬结构的布置形式 (33) 5.2砖壁合一的薄壁炉衬高炉的内型 (33) 5.3砖壁合一的薄壁炉衬高炉的内衬 (34) 5.4薄壁高炉的炉衬结构和冷却形式 (34) 6结束语 (36) 参考文献 (37)
摘要 近年来, 炼铁技术迅猛发展, 总的发展趋势是建立精料基础, 扩大高炉容积, 减少高炉数目, 延长高炉寿命, 提高生产效率,控制环境污染, 持续稳定地生产廉价优质生铁, 增加钢铁工业的竞争力。现代高炉的冶炼特征是, 低渣量, 大喷煤, 低焦比, 高利用系数；高炉结构的特征是,采用软水冷却、全冷却壁、薄壁炉衬、操作炉型的薄壁高炉。高炉采用大喷煤、高利用系数冶炼, 要求改善高炉的料柱透气性和延长高炉寿命高炉精料、布料、耐火材料、冷却等技术的进步,不断促进长寿的薄壁高炉发展。 高炉的炉型随着高炉精料性能、冶炼工艺、高炉容积、炉衬结构、冷却形式的发展而演变, 高炉设计的理念也随着科学技术的进步和生产实践的进展而更新。 薄壁高炉的设计炉型就是高炉的操作炉型, 在生产中几乎始终保持稳定, 消除了畸形炉型。长期稳定而平滑的炉型, 有利于高炉生产的稳定和高效长寿。高炉操作炉型的显著特征是, 炉腰直径扩大, 高径比减小, 炉腹有、炉身角缩小。这种炉型发展趋势是炼铁技术进步的反, 它有利于改善高炉料柱透气性, 稳定炉料和煤气流的合理分布, 延长高炉寿命, 对大型高炉采用大喷煤、低焦比、高利用系数冶炼更有意义。 关键词：高炉炉型砖壁合一设计 ABSTRACT In recent years, the rapid development of iron technology, the overall trend is expected to establish a fine basis for the expansion of blast furnace capacity, reduce the number of blast furnace, blast furnace to extend life, increase productivity, control of environmental pollution, continuous and stable production of low-cost high-quality pig iron, iron and steel industry increased competitiveness. Characteristics of a modern blast furnace smelting, the low amount of slag, the pulverized coal injection and low coke rate, high utilization factor; blast furnace structure is characterized by the use of soft water cooling, cooling the whole wall, thin lining, the thin-walled blast furnace operation. Large blast furnace pulverized coal injection, high utilization factor smelting, blast furnace to improve permeability of the material column and extend the
课程设计说明书 题 目：年产炼钢生铁220万吨的高 炉车间的高炉炉体设计 学生姓名：王志刚 学 院：材料科学与工程 班 级：冶金08—2 指导教师：代书华、李艳芬 2011年 12 月 25日
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称：冶金工艺课程设计学院：材料科学与工程班级：冶金08- 2 班学生姓名：王志刚学号：200820411043 指导教师：代书华李艳芬
本设计主要从高炉炉型设计、炉衬设计、高炉冷却设备的选择、风口及出铁场的设计。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。高炉的横断面为圆形的炼铁竖炉，用钢板作炉壳，高炉的壳内砌耐火砖内衬。同时为了实现优质、低耗、高产、长寿炉龄和对环境污染小的方针设计高炉，高炉本体结构和辅助系统必须满足耐高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消耗低等要求。在设计高炉炉体时，根据技术经济指标对高炉炉体尺寸进行计算确定炉型。对耐火砖进行合理的配置，对高炉冷却设备进行合理的选择、对风口及出铁场进行合理的设计。
第一章文献综述 (1) 1.1国内外高炉发展现状 (1) 1.2我国高炉发展现状 (1) 第二章高炉炉衬耐火材料 (3) 2.1高炉耐火材料性能评价方法的进步 (3) 2.2高炉炉衬用耐火材料质量水平分析 (3) 2.3陶瓷杯用砖 (5) 2.4炉腹、炉身和炉腰用砖 (5) 第三章高炉炉衬 (6) 3.1炉衬破坏机理 (6) 3.2高炉炉底和各段炉衬的耐火材料选择和设计 (7) 第四章高炉各部位冷却设备的选择 (9) 4.1冷却设备的作用 (9) 4.2炉缸和炉底部位冷却设备选择 (9) 4.3炉腹、炉腰和炉身冷却设备选择 (9) 第五章高炉炉型设计 (11) 5.1主要技术经济指标 (11) 5.2设计与计算 (11) 5.3校核炉容 (13) 参考文献 (14)
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4 灭火器的选择 4．1 一般规定 4．1．3 在同一灭火器配置场所，当选用两种或两种以上类型灭火器时，应采用灭火剂相容的灭火器。 4．2 灭火器的类型选择 4．2．1 A类火灾场所应选择水型灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、泡沫灭火器或卤代烷灭火器。 4．2．2 B类火灾场所应选择泡沫灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、磷酸铵盐干粉灭火器、二氧化碳灭火器、灭B类火灾的水型灭火器或卤代烷灭火器。 极性溶剂的B类火灾场所应选择灭B类火灾的抗溶性灭火器。 4．2．3 C类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、二氧化碳灭火器或卤代烷灭火器。 4．2．4 D类火灾场所应选择扑灭金属火灾的专用灭火器。 4．2．5 E类火灾场所应选择磷酸铵盐干粉灭火器、碳酸氢钠干粉灭火器、卤代烷灭火器或二氧化碳灭火器，但不得选用装有金属喇叭喷筒的二氧化碳灭火器。 5 灭火器的设置 5．1 一般规定 5．1．1 灭火器应设置在位置明显和便于取用的地点，且不得影响安全疏散。 5．1．5 灭火器不得设置在超出其使用温度范围的地点。 5．2 灭火器的最大保护距离 5．2．1 设置在A类火灾场所的灭火器，其最大保护距离应符合表5．2．1的规定。 表5．2．1 A类火灾场所的灭火器最大保护距离（m） 5．2．2 设置在B、C类火灾场所的灭火器，其最大保护距离应符合表5．2．2的规定。 表5．2．2 B、C类火灾场所的灭火器最大保护距离（m） 6 灭火器的配置 6．1 一般规定 6．1．1 一个计算单元内配置的灭火器数量不得少于2具。 6．2 灭火器的最低配置基准 6．2．1 A类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表6．2．1的规定。 表6．2．1 A类火灾场所灭火器的最低配置基准 6．2．2 B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准应符合表6．2．2的规定。 表6．2．2 B、C类火灾场所灭火器的最低配置基准 7 灭火器配置设计计算 7．1 一般规定 7．1．2 每个灭火器设置点实配灭火器的灭火级别和数量不得小于最小需配灭火级别和数量的计算值。 7．1．3 灭火器设置点的位置和数量应根据灭火器的最大保护距离确定，并应保证最不利点至少在1具灭火器的保护范围内。
实验设计的基本原则 在实验设计中，应当严格遵守对照、随机、重复和均衡四个基本原则。 1、对照的原则 1）设立对照的意义 设立对照组的的意义在于使实验组和对照组内的非处理因素的基本一致，即均衡可比。对照的意义还可以用以下符号表达： 实验效应是与混在一起的，实验设计的主要任务是如何使能单独显示出来。 设立对照，使实验中两组（或多组）的均衡，即。这样，实验组的效 应就可以显示出来。 ：处理因素；与：相同的非处理因素；：与之差；：实验效应， 与是与的影响结果；：与之差的效应。这样，通过对照就消 除了非处理因素对实验效应的影响。 2）对照的基本形式 对照的形式有多种，可根据研究目的和内容加以选择，常用的有下列几种。 （1）空白对照对照组不施加任何处理因素。例如，观察某种疫苗预防肾综合征出血热的效果，选择人口数量和构成、发病水平、地理环境、主要宿主鼠类基本相似的两个疫区，一个作为试验区，在人群中接种疫苗，另一个作为对照区，不施加任何干预措施，处理因素完全空白。这种对 照只有在处理因素很强，非处理因素很弱的情况下才能使用。在临床试验中，一般不用空白对照。
（2）实验对照对照组不施加处理因素，但施加某种实验因素。如观察赖氨酸对儿童发育的影响，实验组儿童课间加食含赖氨酸的面包，对照组儿童课间加食不含赖氨酸的面包。处理因素是赖氨酸，非处理因素的面包量两组是相同的。 （3）标准对照不设立专门的对照组，而是用现有标准值或正常值做对照。在临床试验中常以某疗法为标准对照组，这种对照应注意标准组必须是代表当时水平的疗法，切不可用降低标准组的方法使实验效应提高。但实验研究一般不用标准对照，因为实验条件不一致，常常影响对比效果。 （4）自身对照对照与实验在同一受试者身上进行，如用药前后作为对比。一般情况下还要求设立平行对照组。 （5）相互对照这种对照不设立对照组，而是两个或几个试验组相互对照。例如用莫雷西嗪治疗冠心病、高血压、心肌病和失调症引起的室性早搏时，设立冠心病组、高血压组、心肌病组和失调症组四个治疗组，相互比较它们的疗效。 （6）配对对照把研究对象条件相同的两个配成一对，分别给以不同的处理因素，对比两者之间的不同效应。配对对照常用于动物实验，临床试验也可采用，但严格地说，很难找到相同或十分相似的对子。 （7）历史对照以本人过去的研究或他人研究结果与本次研究结果做对照。除了非处理因素影响较小的少数疾病外，一般不宜使用这种对照。用时要特别注意资料的可比性。 2、随机的原则 1）随机的意义 所谓随机，就是每一个受试对象都有同等的机会被分配到任何一个组中去，分组的结果不受人为因素的干扰和影响。实验设计中必须贯彻随机化原则，因为在实验过程中许多非处理因素在设计时研究者并不完全知道，必须采用随机化的办法抵消这些干扰因素的影响。 2）随机化的实施 实验设计中所指的总体不是泛指的无限总体，而是根据研究假设的要求规定的纳入标准，如动物的体重、年龄、病人的病情、经济条件、父母的文化程度等所选择的受试对象（即本次实验的有限总体），再把这些受试对象随机分入实验组和对照组中，以增强可比性，称为随机分配（randomized allocation）。随机化的实施就是如何进行随机分配。随机化的方法有多种，最简单的如抽签。但在实验设计中广泛应用随机数字表和随机排列表。 （1）随机数字表和随机排列表