1、3.4 高炉送风管路高炉送风管路1.作用：作用：（1）热风总管：输送热风）热风总管：输送热风（2）热风围管：将热风总管送来的热）热风围管：将热风总管送来的热风均匀地分配到各送风支管中。风均匀地分配到各送风支管中。2.材质：材质：均由钢板焊成，管中有耐火材料均由钢板焊成，管中有耐火材料筑成的内衬。筑成的内衬。3.4.1热风总管与围管热风总管与围管 热风总管与热风围管的直径相同，热风总管与热风围管的直径相同，由下式计算：由下式计算：3.直径的确定：直径的确定：vQd4式中：式中：d 热风总管或热风围管内径，热风总管或热风围管内径，m；Q气体实际状态下的体积流量，气体实际状态下的体积流量，m3/s；
2、v 气体实际状态下的流速，气体实际状态下的流速，m/s。一般一般为为2535m/s。我国部分高炉热风围管直径表我国部分高炉热风围管直径表一一.作用：作用：将热风围管送来的热风通过风口将热风围管送来的热风通过风口送入高炉炉缸，并且通过它向高炉喷送入高炉炉缸，并且通过它向高炉喷吹煤粉。吹煤粉。3.4.2 送风支管送风支管二二.要求：要求：送风支管密封性好；送风支管密封性好；压损小；压损小；热量损失小；热量损失小；有自动调节位移的功能。有自动调节位移的功能。由送风支管本体、张紧装置、由送风支管本体、张紧装置、附件等组成。附件等组成。宝钢送风支管结构宝钢送风支管结构 图：图：三三.结构：结构：宝钢送风
3、支管结构1.送风支管本体：送风支管本体：由由Al管（鹅颈管）、管（鹅颈管）、A2管（流量管（流量测定管）、伸缩管、异径管（锥形管）、测定管）、伸缩管、异径管（锥形管）、弯管、直吹管等组成。弯管、直吹管等组成。（1）A1管是连接热风围管的支撑管，管是连接热风围管的支撑管，由钢板焊成，内砌耐火砖。由钢板焊成，内砌耐火砖。（2）A2管也由钢板焊成，接在管也由钢板焊成，接在A1管管下面，内侧用不定形耐火材料浇注成文杜下面，内侧用不定形耐火材料浇注成文杜里氏管结构，用来测定送风量。里氏管结构，用来测定送风量。（4）异径管用来连接不同直径的管道，）异径管用来连接不同直径的管道，用以安装张紧装置。用以安装张
4、紧装置。（5）弯管的作用是转变送风支管方向和）弯管的作用是转变送风支管方向和连接直吹管，设有观察孔和下部拉杆。连接直吹管，设有观察孔和下部拉杆。（3）伸缩管的作用是调节热风围管和炉）伸缩管的作用是调节热风围管和炉体因热膨胀引起的相对位移，法兰连接，体因热膨胀引起的相对位移，法兰连接，内有不定形耐火材料浇注的内衬；内有不定形耐火材料浇注的内衬；（1）作用：）作用：稳定和紧固送风支管，并使直吹管稳定和紧固送风支管，并使直吹管紧压在风口小套上。紧压在风口小套上。（2）组成：）组成：包括吊杆、拉杆、松紧法兰螺栓等。包括吊杆、拉杆、松紧法兰螺栓等。2.张紧装置：张紧装置：包括托座、起吊链钩、观察孔等。包
5、括托座、起吊链钩、观察孔等。（1）托座固定在炉壳上，用来固定中部）托座固定在炉壳上，用来固定中部拉杆。拉杆。（2）起吊链钩用于更换风口时使弯管和）起吊链钩用于更换风口时使弯管和直吹管成振摆状运动，便于更换风口。直吹管成振摆状运动，便于更换风口。（3）观察孔用来观察风口区燃烧情况。）观察孔用来观察风口区燃烧情况。3.送风支管附件：送风支管附件：直吹管是高炉送风支管的一部分，尾直吹管是高炉送风支管的一部分，尾部与弯管相连，端头与风口紧密相连。部与弯管相连，端头与风口紧密相连。1.组成：组成：由端头、管体、喷吹管、尾部法兰和由端头、管体、喷吹管、尾部法兰和端头水冷管路五部分组成。见下图端头水冷管路五
6、部分组成。见下图 3.4.3 直吹管直吹管 直吹管结构图直吹管结构图1端头；端头；2管体；管体；3喷吹管；喷吹管；4冷却水管；冷却水管；5法兰法兰 2.直吹管的主要技术要求：直吹管的主要技术要求：（1）要求直吹管端头与风口相接触的球）要求直吹管端头与风口相接触的球面上不准有缺陷和焊补。面上不准有缺陷和焊补。（2）必须按设计要求进行水压和气密性）必须按设计要求进行水压和气密性试验。试验。（3）要求喷吹管中心线与直吹管管体中）要求喷吹管中心线与直吹管管体中心线的夹角符合设计要求，一般夹角为心线的夹角符合设计要求，一般夹角为1214左右。左右。风口（小套）与风口中套、风口大风口（小套）与风口中套、风
7、口大套装配在一起，加上冷却水管等其它部件，套装配在一起，加上冷却水管等其它部件，形成高炉的风口装置。形成高炉的风口装置。3.4.4风口装置风口装置风口装置结构示意图风口装置结构示意图1风口中套冷水管；风口中套冷水管；2风口大套密封罩；风口大套密封罩；3炉壳；炉壳；4抽气孔；抽气孔；5风口大套；风口大套；6灌泥浆孔；灌泥浆孔；7风口小套冷水管；风口小套冷水管；8风口小套；风口小套；9风口小套压紧装置；风口小套压紧装置；10灌泥浆孔；灌泥浆孔；11风口法兰；风口法兰；12风口中套压紧装置；风口中套压紧装置；13风口中套风口中套 2.风口的损坏原因：风口的损坏原因：（l）熔损；熔损；（2）开裂）开裂
8、；（3）磨损。）磨损。又称风口小套或风口三套，是送风又称风口小套或风口三套，是送风管路最前端的一个部件，用紫铜或青铜管路最前端的一个部件，用紫铜或青铜制造，空腔式结构，内通水冷却。制造，空腔式结构，内通水冷却。1.安装：安装：成一定角度探出炉壁。成一定角度探出炉壁。一一.风口风口3.延长风口使用寿命的措施延长风口使用寿命的措施（1）提高紫铜纯度，以提高风口的导热性能；）提高紫铜纯度，以提高风口的导热性能；（2）改进风口结构，增强风口冷却效果；）改进风口结构，增强风口冷却效果；（3）对风口前端进行表面处理，）对风口前端进行表面处理，二二.风口中套风口中套 风口中套前端内孔的锥面与风口小风口中套前
9、端内孔的锥面与风口小套的外锥面配合，上端的外锥面与大套套的外锥面配合，上端的外锥面与大套配合。配合。1.作用作用 支承风口小套。支承风口小套。2.材质材质用铸造紫铜制作，用冷却水进行冷却。用铸造紫铜制作，用冷却水进行冷却。三三.风口大套风口大套 风口大套由铸铁铸成，内部铸有蛇形风口大套由铸铁铸成，内部铸有蛇形管，通水冷却。管，通水冷却。其前端锥面与风口中套上端锥面配合，其前端锥面与风口中套上端锥面配合，上端通过风口法兰与炉体装配连接在一起。上端通过风口法兰与炉体装配连接在一起。风口大套的作用是支承风口中套与小风口大套的作用是支承风口中套与小套，并将其与高炉炉体相连成为一体。套，并将其与高炉炉体
10、相连成为一体。3.5 高炉钢结构高炉钢结构 一一.设计高炉钢结构考虑的因素设计高炉钢结构考虑的因素（1）考虑到各种设备安装、检修、更换的可行性，要）考虑到各种设备安装、检修、更换的可行性，要考虑到大型设备的运进运出，吊上吊下，临时停放等考虑到大型设备的运进运出，吊上吊下，临时停放等可能性可能性；（2）具有耐高温高压、耐磨和可靠的密封性；）具有耐高温高压、耐磨和可靠的密封性；（3）应留有足够的净空尺寸，并且要考虑到安装偏差）应留有足够的净空尺寸，并且要考虑到安装偏差和受力变形等因素和受力变形等因素；（4）对于支撑构件，要认真分析荷载条件，做强度计）对于支撑构件，要认真分析荷载条件，做强度计算算；
11、（5）避免积尘积水；）避免积尘积水；（6）合理设置走梯、过桥和平台）合理设置走梯、过桥和平台。3.5.1.高炉本体钢结构高炉本体钢结构高炉本体钢结构高炉本体钢结构a炉缸支柱式；炉缸支柱式；b炉缸、炉身支柱式；炉缸、炉身支柱式；c炉体框架式；炉体框架式；d自立式自立式 一一.炉缸支柱式炉缸支柱式曾用于中小型高炉曾用于中小型高炉 1.特点特点 炉顶荷载及炉身荷载由炉身外壳通过炉缸炉顶荷载及炉身荷载由炉身外壳通过炉缸支柱传到基础上。支柱传到基础上。2.优点优点 节省钢材。节省钢材。3.缺点缺点 风口平台拥挤，炉前操作不方便。风口平台拥挤，炉前操作不方便。4.应用应用 目前小高炉多用这种结构。目前小高
12、炉多用这种结构。二二.炉缸、炉身支柱式炉缸、炉身支柱式五、六十年代大型高炉五、六十年代大型高炉1.特点特点炉顶装料设备和煤气导出管、上升管等的重炉顶装料设备和煤气导出管、上升管等的重量经过炉身传递到炉腰托圈；量经过炉身传递到炉腰托圈；炉顶框架、大小钟荷载则通过炉身支柱传递炉顶框架、大小钟荷载则通过炉身支柱传递到炉腰托圈；到炉腰托圈；传递到炉腰托圈的重量再通过炉缸支柱传递传递到炉腰托圈的重量再通过炉缸支柱传递到基础上。到基础上。降低了炉壳负荷，安全可靠。降低了炉壳负荷，安全可靠。3.缺点缺点 耗费钢材较多、投资高。耗费钢材较多、投资高。2.优点优点三三.炉体框架式炉体框架式大型高炉多用大型高炉多
13、用 1.特点特点由四根支柱连结成一个大框架；由四根支柱连结成一个大框架；框架本身是一个与高炉本体不相连接的独框架本身是一个与高炉本体不相连接的独立结构。立结构。框架下部固定在高炉基础上，顶端支撑在框架下部固定在高炉基础上，顶端支撑在炉顶平台上。炉顶平台上。因此除装料设备重量经炉壳传给基础外，因此除装料设备重量经炉壳传给基础外，其余所有重量均由大框架直接传给基础。其余所有重量均由大框架直接传给基础。2.优点优点 风口平台宽敞，炉前操作方便，风口平台宽敞，炉前操作方便，有利于大修时高炉容积的扩大。有利于大修时高炉容积的扩大。四四.自立式自立式 小型高炉多用小型高炉多用1.特点特点 不设任何支柱，全
14、部荷载均由炉壳承受，不设任何支柱，全部荷载均由炉壳承受，并传递到基础上。并传递到基础上。2.优点优点 钢材消耗少，结构简单，炉前宽敞。钢材消耗少，结构简单，炉前宽敞。3.注意事项注意事项 设计时应尽量减少炉壳转折点；高炉生产设计时应尽量减少炉壳转折点；高炉生产过程中应加强炉壳冷却；高炉大修时炉顶设备过程中应加强炉壳冷却；高炉大修时炉顶设备需要另设支架。需要另设支架。3.5.2 炉炉 壳壳一一.作用作用固定冷却设备；固定冷却设备；保证高炉砌砖的牢固性；保证高炉砌砖的牢固性；承受炉内压力和起到炉体密封作用。承受炉内压力和起到炉体密封作用。有的要承受炉顶荷载和起到冷却内衬有的要承受炉顶荷载和起到冷却
15、内衬作用（外部喷水冷却时）。作用（外部喷水冷却时）。炉壳折点和开孔应避开在同一个截面；炉壳折点和开孔应避开在同一个截面；炉缸下部折点应在铁口框以下炉缸下部折点应在铁口框以下100mm以以上；上；炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大炉腹折点应在风口大套法兰边缘以上大于于100mm处；处；炉壳开口处需补焊加强板。炉壳开口处需补焊加强板。二二.设计时注意的问题设计时注意的问题三三.炉壳厚度炉壳厚度kD 计算部位炉壳厚度，计算部位炉壳厚度，mm；D计算部位炉壳外弦带直径（对计算部位炉壳外弦带直径（对 圆锥壳体采用大端直径），圆锥壳体采用大端直径），m；k 系数，系数，mm/m；与弦带位置有与弦带位置有关
16、（见下页图），其值见下表。关（见下页图），其值见下表。可由下式计算：可由下式计算：式中：式中：高炉各弦带高炉各弦带k的取值的取值 当当 5055 4.0 炉顶封板与炉顶封板与炉喉炉喉 55 3.6 高炉炉身高炉炉身 2.0 高炉炉身下弦带高炉炉身下弦带 2.2 风口带到炉腹上折点风口带到炉腹上折点 2.7 炉缸及炉底炉缸及炉底 3.0 高炉炉体各弦带分界示意图高炉炉体各弦带分界示意图炉身下弦带高度一般不超过炉身高度的炉身下弦带高度一般不超过炉身高度的1/41/3.5。我国某些高炉炉壳厚度（我国某些高炉炉壳厚度（mm）高炉容积，高炉容积，m3 100 255 620 620 1000 1513
17、2025 4063 高炉结构型式高炉结构型式 炉缸炉缸 支柱支柱 自立自立式式 炉缸炉缸 支柱支柱 自立式自立式 炉体炉体 框架框架 炉缸炉缸 支柱支柱 炉体炉体 框架框架 炉体炉体 框架框架 炉底炉底 14 16 25 28 28/32 36 36 65，铁口区铁口区 90 风口区风口区 14 16 25 28 32 32 36 90 炉腹炉腹 14 16 22 28 28 30 32 60 炉腰炉腰 14 16 22 22 28 30 30 60 托圈托圈 16 30 36 炉身下部炉身下部 8 14 18 20 25 30 28 炉顶及炉喉炉顶及炉喉 14 14 25 25 25 36
18、32 高炉炉高炉炉壳壳 厚度厚度，mm 炉身其它部位炉身其它部位 8 12 18 18 20 24 24 炉身由下至炉身由下至上依次为上依次为55，50，40，32，40 炉体框架由四根支柱组成，上至炉体框架由四根支柱组成，上至炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中心成对称布置，保证支柱与热风围管心成对称布置，保证支柱与热风围管有有250mm间距。间距。3.5.3 炉体框架炉体框架一一.炉缸支柱炉缸支柱1.作用作用 用来承担经炉腰支圈传递下来的全部荷载。用来承担经炉腰支圈传递下来的全部荷载。2.数目数目 支柱的数目常为风口数目的一半或三分之一，支柱的数目常为风口数目的
19、一半或三分之一，均匀地分布在炉缸周围。均匀地分布在炉缸周围。支柱向外倾斜支柱向外倾斜6左右，以使炉缸周围宽敞。左右，以使炉缸周围宽敞。3.5.4 炉缸炉身支柱、炉腰支圈和支柱座圈炉缸炉身支柱、炉腰支圈和支柱座圈1.作用作用 支承炉顶框架及炉顶平台上的荷支承炉顶框架及炉顶平台上的荷载、炉身部分的平台走梯、给排水管载、炉身部分的平台走梯、给排水管道等。道等。一般为一般为 6 根，下端应与炉缸支柱根，下端应与炉缸支柱相对应相对应。二二.炉身支柱炉身支柱三三.炉腰支圈炉腰支圈 1.作用作用 将其承托的上部均布荷载（砌砖将其承托的上部均布荷载（砌砖重量及压力等）变成几个集中载荷传重量及压力等）变成几个集
20、中载荷传给炉缸支柱，同时也起着密封作用。给炉缸支柱，同时也起着密封作用。与上下炉壳连接处，两侧都用角与上下炉壳连接处，两侧都用角钢加固，在外侧边缘也用角钢加固，钢加固，在外侧边缘也用角钢加固，以加强其刚性。以加强其刚性。炉腰支圈炉腰支圈 为了使支柱作用于炉基上的力比较为了使支柱作用于炉基上的力比较均匀，在每根支柱下面都有用铸铁或型均匀，在每根支柱下面都有用铸铁或型钢做成的单片垫板，并且彼此用拉杆或钢做成的单片垫板，并且彼此用拉杆或整环连接起来整环连接起来。四四.支柱座圈支柱座圈3.6 高炉基础高炉基础 将高炉全部荷载均匀地传递到地基。将高炉全部荷载均匀地传递到地基。二二.组成组成 由埋在地下的
21、基座部分和地面上的基由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分组成，见图：墩部分组成，见图：一一.作用作用 高炉基础高炉基础1冷却壁；冷却壁；2水冷管；水冷管；3耐火砖；耐火砖；4炉底砖；炉底砖；5耐热混凝土基墩；耐热混凝土基墩；6钢筋混凝土基座钢筋混凝土基座 三三.高炉基础的负荷高炉基础的负荷 1.静负荷：静负荷：2.动负荷：动负荷：3.热应力的作用热应力的作用：四四.对高炉基础的要求对高炉基础的要求 高炉基础应把高炉全部荷载均匀高炉基础应把高炉全部荷载均匀地传给地基，不允许发生沉陷和不地传给地基，不允许发生沉陷和不均匀的沉陷。均匀的沉陷。具有一定的耐热能力。具有一定的耐热能力。基墩断面为圆形，
22、直径与炉底相同，基墩断面为圆形，直径与炉底相同，高度一般为高度一般为2.53.0m。五五.基墩：基墩：六六.基座：基座：基座直径与荷载和地基土质有关，基基座直径与荷载和地基土质有关，基座底表面积可按下式计算：座底表面积可按下式计算：允KSPA 式中：式中：A 基座底表面积，基座底表面积，m2；P 包括基础质量在内的总荷载，包括基础质量在内的总荷载，t；K 小于小于1的安全系数，取值视土质而定；的安全系数，取值视土质而定；S允允 地基土质允许的承压能力，地基土质允许的承压能力，t/m2。一般一般建在建在2.0kg/cm2的土质上的土质上。作作 业业 在上次炉型设计的基础上做高炉在上次炉型设计的基
23、础上做高炉设计。包括炉衬设计（材质选择、炉设计。包括炉衬设计（材质选择、炉衬厚度）、冷却设备设计、炉壳厚度衬厚度）、冷却设备设计、炉壳厚度及炉壳与冷却设备、冷却设备与炉衬及炉壳与冷却设备、冷却设备与炉衬之间缝隙大小、填料成分。之间缝隙大小、填料成分。考考你考考你1.五段式高炉炉型有五段式高炉炉型有2.、和、和 组组成。成。炉缸炉缸炉腹炉腹炉腰炉腰炉身炉身炉喉炉喉2.炉底的破损有两个阶段，初期炉底的破损有两个阶段，初期是是 ；第二个阶段；第二个阶段是是 。铁水渗透形成锅底形深坑铁水渗透形成锅底形深坑熔结层形成后的化学侵蚀熔结层形成后的化学侵蚀一一.填空填空 3.高炉常用的耐火材料主要高炉常用的耐
24、火材料主要 有有 和和 两大类。两大类。陶瓷质耐火材料陶瓷质耐火材料炭质耐火材料炭质耐火材料 5.5.炉腰的结构型式有炉腰的结构型式有 、和、和 三种。三种。6.高炉冷却常用的冷却介质有高炉冷却常用的冷却介质有 、和和 三种。三种。7.提高冷却水水温差的方法通常有两种，提高冷却水水温差的方法通常有两种，一一 是是 ；二是；二是 。薄壁薄壁过渡式过渡式水水空气空气汽水混合物汽水混合物增加冷却设备串联个数增加冷却设备串联个数降低水流速降低水流速8.8.确定冷却水压力的原则是确定冷却水压力的原则是 。冷却水压力大于炉内静压冷却水压力大于炉内静压厚壁厚壁 4.高炉常用砖型有高炉常用砖型有 和和 两种，
25、砖的长度两种，砖的长度 有有 ：两种使砌砖时错缝方便两种使砌砖时错缝方便直形砖直形砖楔形砖楔形砖11.59.冷却器的清洗方法有两种，一是冷却器的清洗方法有两种，一是 ，二，二 是是 。热酸循环清洗热酸循环清洗高压水或蒸汽清洗高压水或蒸汽清洗10.10.高炉汽化冷却按循环方式可高炉汽化冷却按循环方式可 分为分为 和和 两种两种 自然循环汽化冷却自然循环汽化冷却强制循环汽化冷却强制循环汽化冷却11.高炉基础的作用是高炉基础的作用是 。1二二.名词解释名词解释 1.高炉有效高度高炉有效高度 2.高炉有效容积高炉有效容积 3.渣口高度渣口高度 4.风口高度风口高度 5.死铁层高度死铁层高度 6.炉缸截
26、面燃烧强度炉缸截面燃烧强度7.7.耐火度耐火度 8.荷重软化点荷重软化点 9.设计炉型设计炉型 10.操作炉型操作炉型 11.合理炉型合理炉型 12.高炉炉衬高炉炉衬 13.冷却器的工作制度冷却器的工作制度 14.热负荷热负荷 15.冷却强度冷却强度 16.高炉汽化冷却高炉汽化冷却 三三.问答题问答题 1、风口数目的确定原则、风口数目的确定原则 2、影响炉衬寿命的因素、影响炉衬寿命的因素 3、高炉对耐火材料的要求、高炉对耐火材料的要求 4、碳质耐火材料的主要特性是什么？、碳质耐火材料的主要特性是什么？5、满铺炭砖炉底怎样砌筑？、满铺炭砖炉底怎样砌筑？6、炉底结构型式有哪几种？、炉底结构型式有哪
27、几种？7 7、高炉冷却的目的是什么？、高炉冷却的目的是什么？8、目前主要有哪几种冷却方式？分别用于高、目前主要有哪几种冷却方式？分别用于高炉炉 的哪个部位？的哪个部位？9 9、高炉本体钢结构有哪几种方式？目前大型、高炉本体钢结构有哪几种方式？目前大型高炉多采用哪种方式？高炉多采用哪种方式？10、冷却壁分哪几种？分别用于高炉的哪个部、冷却壁分哪几种？分别用于高炉的哪个部位？有什么优点？位？有什么优点？11、凸台冷却壁有什么优点？、凸台冷却壁有什么优点？12、高炉汽化冷却有什么优点？、高炉汽化冷却有什么优点？13、自然循环汽化冷却的工作原理是什么？、自然循环汽化冷却的工作原理是什么？1414、高炉软水密闭循环冷却系统的工作原理是高炉软水密闭循环冷却系统的工作原理是什么？什么？四四.论述题论述题 1.1.说明五段式高炉炉型的组成，画出炉型图，说明五段式高炉炉型的组成，画出炉型图，并用特定符号表示，每段有何作用？并用特定符号表示，每段有何作用？2.2.说明五段式高炉炉型炉衬的破损机理。说明五段式高炉炉型炉衬的破损机理。
