高炉本体设计高炉冷却设备

高炉系统的危险有害因素辨识高炉系统的危险有害因素辨识，主要有高炉本体、冷却设备、冷却系统动力设备、炉体附属设备和检测系统等五个方面。

1.高炉本体炉体采用自立式框架结构，主框架间距为14m，高炉在煤气导出管上设有膨胀器，上升管的重量由框架传给基础，从而减轻了炉壳的负荷，杜绝煤气导出管与炉壳焊缝拉裂事故。

设置炉底封板，增强护壳气密性。

框架由炉体框架和炉顶框架组成，炉体设置3层炉身平台和1层炉底平台，各平台之间都设有双向走梯，以确保工作人员的方便和安全。

高炉本体是整个炼铁系统最主要设备，发生事故频率高，事故类型多，在实际生产中为危险重点控制对象。

其主要危险有害因素如下：(1)火灾、爆炸a、开氧气者在氧气阀门附近抽烟或周围有人动火，可能发生火灾。

b、风口、渣口及水套，密封性不好，引起煤气泄漏，在有火星、火源的情况下，可能发生火灾、爆炸事故。

c、在停电断水情况下，由于事故供水不及时，致使炉内温度过高，发生炉体开裂，引起火灾。

d、炉顶压力过高又无法控制，可能导致，炉体爆炸，并引起火灾。

e、高炉停吹氧气，可能造成火灾、爆炸事故。

f、在高炉休风、检修、停电、停水情况下，由于误操作，可能发生火灾爆炸事故。

(2)中毒a、挖炉缸作业时，如通风不良，炉缸内煤气浓度过高，可能造成煤气中毒事故。

b、换风口及二套时，由于煤气泄漏，如不加强防护，可能造成煤气中毒事故。

c、在炉体清理作业中，由于残留煤气，如通风不良，无恰当防护措施，可能发生煤气中毒事故。

d、在高炉休风、检修、停电、停水情况下，由于误操作，可能发生火灾爆炸事故。

(3)烧伤a、在休风倒流阶段，炉前工离风口过近，可能被喷火烧伤。

b、在进行换风口操作时，由于风口内渣铁没有完全淌出，可能烧伤工人。

c、风管烧穿打水时，可能对工人造成伤害。

d、在风口区域、铁口旁取暖，工人可能被烧伤。

e、烧氧时，吹氧管顶的太死，氧气回火，可能造成工人烧伤。

(4)高空坠落a、平台四周栏杆走桥损坏、送脱，操作人员可能从高空坠落。

3.3 高炉冷却设备3.3.1 冷却设备的作用高炉冷却设备是高炉炉体结构的重要组成部分，对炉体寿命可起到如下作用：（1）保护炉壳。

在正常生产时，高炉炉壳只能在低于80°C的温度下长期工作，炉内传出的高温热量由冷却设备带走85%以上，只有约15%的热量通过炉壳散失。

（2）对耐火材料的冷却和支承。

在高炉内耐火材料的表面工作温度高达1500°C左右，如果没有冷却设备，在很短的时间内耐火材料就会被侵蚀或磨损。

通过冷却设备的冷却可提高耐火材料的抗侵蚀和抗磨损能力。

冷却设备还可对高炉内衬起支承作用，增加砌体的稳定性。

（3）维持合理的操作炉型。

使耐火材料的侵蚀内型线接近操作炉型，对高炉内煤气流的合理分布、炉料的顺行起到良好的作用。

（4）当耐火材料大部分或全部被侵蚀后，能靠冷却设备上的渣皮继续维持高炉生产。

3.3.2 冷却介质根据高炉不同部位的工作条件及冷却的要求，所用的冷却介质也不同，一般常用的冷却介质有：水、空气和汽水混合物，即书冷、风冷和汽化冷却。

对冷却介质的要求是：有较大的热容量及导热能力；来源广、容易获得、价格低廉；介质本身不会引起冷却设备及高炉的破坏。

高炉冷却用冷却介质主要是水，很少使用空气。

因为水热容量大、热导率大、便于输送，成本低廉。

水—汽冷却汽化潜热大、用量少、可以节水节电，适于缺水干旱地区。

空气热容小，导热性不好，热负荷大时不宜采用，而且排风机消耗动力大，冷却费用高。

以前曾采用风冷炉底，现在也被水冷炉底所代替。

工业用水的来源是江河湖泊水也称地表水，也有井水称地下水，以上又总称天然水。

天然水中都溶解一定量的钙盐和镁盐。

以每1m3水中钙、镁离子的摩尔数表示水的硬度。

根据硬度不同，水可分为软水（小于3mol/m3），硬水（3~9 mol/m3），极硬水（大于9 mol/m3）。

我国地表水多为2~4 mol/m3，地下水因地而异，有的很低，有的高达25 mol/m3。

高炉冷却用水如果硬度过高，则在冷却设备中容易结垢，水垢的热导率极低，1mm厚水垢可产生50~100°C的温差，从而降低冷却设备效率，甚至烧坏冷却设备。

高炉设计说明书1. 引言本文档旨在对高炉的设计进行详细说明，介绍高炉的结构、工作原理及相关参数等内容。

高炉作为冶金工业中广泛应用的设备，对于钢铁生产具有重要的作用。

设计合理的高炉能够提高产能、降低能耗，并保证生产质量和环境友好。

2. 结构概述高炉主要由以下部分组成：2.1 炉体炉体是高炉的主要部分，是炉料冶炼和反应的场所。

炉体一般分为上部、中部和下部三个部分。

上部主要是煤气的燃烧区，中部是高炉的主反应区，下部是铁水和渣的收集区。

2.2 炉缸炉缸是高炉的外包装，承受高炉的重力荷载，并起到保温和防腐蚀的作用。

炉缸一般采用耐火材料制作，能够承受高温的侵蚀。

2.3 冷却设备冷却设备主要用于冷却高炉的炉体和炉缸，防止温度过高导致设备损坏。

冷却设备一般采用循环水冷却的方式，通过冷却水循环流动来带走炉体和炉缸的热量。

2.4 其他设备除了上述主要部分外，高炉还包括一系列辅助设备，如鼓风机、煤气净化设备、渣铁分离系统等。

这些设备可以为高炉的运行提供必要的条件和支持。

3. 工作原理高炉的工作原理是将炼铁原料（一般为铁矿石、燃料和烧结矿等）投入到高炉中，经过高温下的还原、冶炼和分离等反应，最终得到铁水和炉渣。

具体工作原理可概括如下：1.鼓风机向高炉提供一定的氧气，使煤气得以充分燃烧，提供能量给高炉的反应。

2.燃料在高炉内燃烧产生煤气，煤气中的一氧化碳与铁矿石反应生成还原铁，并释放出大量的热量。

3.负责转移炉料和炉渣的料斗和渣口使物料进出炉体。

4.铁水和炉渣分别从高炉的不同出口流出，炉渣用于炼铁过程中的冶炼反应，而铁水则作为最终产物。

4. 参数说明高炉设计中需要考虑的参数包括但不限于以下内容：4.1 炉容量炉容量是指高炉能够承载的炉料数量。

炉容量的大小直接影响到高炉的产能。

4.2 炉料比例炉料比例是指高炉中铁矿石、燃料和烧结矿等炼铁原料的配比情况。

不同的炉料比例对产出铁水的质量和数量都有影响。

4.3 空气分配空气分配是指高炉燃烧区域空气的供给量，包括鼓风量、风口的开启情况等。

高炉本体设计与高炉冷却设备摘要高炉是钢铁工业中的重要设备，其本体设计和冷却设备对于高炉的运行稳定性和效率起着关键作用。

本文将探讨高炉本体设计和冷却设备的重要性，并介绍一些常见的冷却设备类型和设计原则。

1. 引言高炉是钢铁工业中常用的冶炼设备，其用途是将铁矿石还原为铁水。

高炉的本体设计和冷却设备的设计直接影响着高炉的冶炼效率和维护成本。

一个合理的高炉本体设计和有效的冷却设备可以提高高炉的产能、延长高炉的使用寿命，并降低能耗和维护成本。

2. 高炉本体设计高炉的本体设计涉及高炉炉体结构、炉缸布置、炉壳结构等方面。

一个优秀的高炉本体设计应具备以下特点：•合理的炉体结构：炉体结构应具备良好的强度和稳定性，能够承受高炉内部和外部的各种力和温度应力。

•有效的物料流动布置：高炉内的物料流动对冶炼效率有着重要影响，因此应合理布置高炉的炉缸，确保物料流动的顺畅和均匀。

•适当的炉膛形状：炉膛形状对高炉的冶炼过程和物料下降速度有着直接的影响，应选择能够提高冶炼效率的炉膛形状。

3. 高炉冷却设备高炉冷却设备用于控制高炉内各部分的温度，以保证高炉的正常运行和冶炼的稳定性。

常见的高炉冷却设备包括：3.1 高炉壁水冷壁高炉壁水冷壁是一种常见的冷却设备，用于冷却高炉腹部和炉缸的侧壁。

其主要原理是通过内部循环的水对高炉壁进行冷却，从而降低高炉壁的温度，保护高炉的结构并延长使用寿命。

3.2 高炉鼻部冷却设备高炉鼻部冷却设备位于高炉顶部，用于冷却高炉鼻部的砖层。

高炉鼻部冷却设备通常包括风口和水冷设备，通过引入冷却空气和内部循环的水来降低高炉鼻部的温度。

3.3 高炉底冷却设备高炉底冷却设备用于冷却高炉底部的铁口和渣口。

其主要作用是通过循环的水冷却高炉底部的冷却装置，以防止高温液态金属和渣水腐蚀设备并降低高炉底部的温度。

4. 高炉本体设计与冷却设备的关系高炉本体设计与冷却设备的选择和布置密切相关。

一个合理的高炉本体设计可以为冷却设备的布置提供更好的条件，从而提高冷却效果和高炉的安全性。

4.高炉冷却设备4.1高炉冷却目的及方法（1）维持炉衬在一定的温度下工作，使其不失去强度，保持炉型；（2）形成渣皮，保护炉衬代替炉衬工作；（3）保护炉壳及各种钢结构，使其不因受热而变形或破坏。

高炉炉衬的冷却，是由插入砌体或置于砌体外缘表面的金属冷却器件的内部通过冷却介质完成。

常用的冷却介质是水、空气、汽水混合物，即水冷、风冷和气化冷却。

4.2 冷却设备由于高炉各部位热负荷不同，加上结构上的要求，高炉冷却设备有：外部喷水冷却，风口和渣口的冷却，冷却壁，冷却水箱以及风冷或水冷炉底等。

（1）喷水冷却装置：在炉身和炉腹部位设有环形冷却水管，水管直径50-150mm，约距炉壳100mm水管上朝炉壳的方向钻有直径5-8mm的小孔若干，小孔间距100mm，冷却水经过小孔喷射到炉壳上进行冷却。

喷水冷却装置实用于碳质炉衬和小型高炉，对于大型高炉，粘土质炉衬，只有在炉龄晚期冷却设备烧坏的情况下使用，是一种辅助性的冷却手段。

（2）风口和渣口：风口由三个套组成，其中小套为腹腔式贯流风口，一般高炉的风口中小套由紫铜或青铜制成，空腔式结构。

风口大套由铸铁铸成，内部铸有蛇形钢管。

渣口装置一般由四个套组成，即大套、二套、三套和渣口小套，可在高炉铁口的上方和两侧插入冷却板。

（3）冷却壁：冷却壁设置于炉壳炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁，其基本结构是铸铁板内铸有无缝钢管。

光面冷却壁厚80-120mm，镶砖冷却壁包括镶砖在内厚250-350mm，砖厚一般113-230mm。

管距100-200mm，光面冷却壁用于炉底炉缸，风口区冷却壁的块数为风口数目的两倍；渣口周围上下段各两块，由四块冷却壁组成。

镶砖冷却壁由于炉腹、炉腰和炉身下部，镶砖的目的在于易结渣皮，代替炉衬工作。

冷却壁宽度一般为700-1500mm，圆周个数最好取偶数，冷却壁高度视炉壳折点而定，一般小于3000mm，应方便吊运和易送入炉壳内。

冷却壁用方头螺栓固定在炉壳上，每块四个螺栓。

4.高炉冷却设备4.1高炉冷却目的及方法（1）维持炉衬在一定的温度下工作，使其不失去强度，保持炉型；（2）形成渣皮，保护炉衬代替炉衬工作；（3）保护炉壳及各种钢结构，使其不因受热而变形或破坏。

高炉炉衬的冷却，是由插入砌体或置于砌体外缘表面的金属冷却器件的内部通过冷却介质完成。

常用的冷却介质是水、空气、汽水混合物，即水冷、风冷和气化冷却。

4.2 冷却设备由于高炉各部位热负荷不同，加上结构上的要求，高炉冷却设备有：外部喷水冷却，风口和渣口的冷却，冷却壁，冷却水箱以及风冷或水冷炉底等。

（1）喷水冷却装置：在炉身和炉腹部位设有环形冷却水管，水管直径50-150mm，约距炉壳100mm水管上朝炉壳的方向钻有直径5-8mm的小孔若干，小孔间距100mm，冷却水经过小孔喷射到炉壳上进行冷却。

喷水冷却装置实用于碳质炉衬和小型高炉，对于大型高炉，粘土质炉衬，只有在炉龄晚期冷却设备烧坏的情况下使用，是一种辅助性的冷却手段。

（2）风口和渣口：风口由三个套组成，其中小套为腹腔式贯流风口，一般高炉的风口中小套由紫铜或青铜制成，空腔式结构。

风口大套由铸铁铸成，内部铸有蛇形钢管。

渣口装置一般由四个套组成，即大套、二套、三套和渣口小套，可在高炉铁口的上方和两侧插入冷却板。

（3）冷却壁：冷却壁设置于炉壳炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁，其基本结构是铸铁板内铸有无缝钢管。

光面冷却壁厚80-120mm，镶砖冷却壁包括镶砖在内厚250-350mm，砖厚一般113-230mm。

管距100-200mm，光面冷却壁用于炉底炉缸，风口区冷却壁的块数为风口数目的两倍；渣口周围上下段各两块，由四块冷却壁组成。

镶砖冷却壁由于炉腹、炉腰和炉身下部，镶砖的目的在于易结渣皮，代替炉衬工作。

冷却壁宽度一般为700-1500mm，圆周个数最好取偶数，冷却壁高度视炉壳折点而定，一般小于3000mm，应方便吊运和易送入炉壳内。

冷却壁用方头螺栓固定在炉壳上，每块四个螺栓。