高炉炼铁设计原理复习题.doc

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复习题

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。

（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

特点：

（1）高炉和热风炉列线与车间调度线间交角可以大到45º，因此高炉距离近；

（2）在高炉两侧各有三条独立的有尽头的铁水罐车停放线，和一条辅助材料运输线；

（3）出铁场和铁水罐车停放线垂直，缩短了出铁场长度；

（4）设有摆动流嘴，出一次铁可放置几个铁水罐车。

一、填空

1.高炉年工作日一般取日历时间的95%。

2.确定高炉座数应该保证在一座高炉停产时，铁水和煤气的供应不间断

第三章高炉本体

二、名词解释

1、高炉有效高度

高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线间的距离称为高炉有效高度（Hu），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

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（Vu）。

3、渣口高度

渣口中心线与铁口中心线间距离。

4、风口高度

风口中心线与铁口中心线间距离称为风口高度（hf）。

5、死铁层高度（厚度）

铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离称为死铁层厚度。

6、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。

7、耐火度

耐火度是指耐火材料开始软化的温度。

8、荷重软化点

荷重软化点是指将直径36mm，高50mm的试样在0.2Mpa荷载下升温，当温度达到某一值时，试样高度突然降低，这个温度就是荷重软化点。

9、设计炉型按照设计尺寸砌筑的炉型；

10、操作炉型

指高炉投产后，工作一段时间，炉衬被侵蚀，高炉内型发生变化后的炉型；

11、合理炉型

指冶炼效果较好，可以获得优质、低耗、高产和长寿的炉型，具有时间性和相对性。

12、高炉炉衬

指冶炼效果较好，可以获得优质、低耗、高产和长寿的炉型，具有时间性和相对性。

13、冷却设备的工作制度

冷却设备的工作制度，即制定和控制冷却水的流量、流速、水压和进出水的温度差等。

14、热负荷

高炉某部位需要由冷却水带走的热量称为热负荷。

15、冷却强度

单位表面积炉衬或炉壳的热负荷称为冷却强度。

16、高炉汽化冷却

高炉汽化冷却是把接近饱和温度的软化水送入冷却设备内，热水在冷却设备中吸热汽化并排出，从而达到冷却设备的目的。

三、问答题

1、影响炉衬寿命的因素？

（l）炉衬质量，是关键因素。

（2）砌筑质量。

（3）操作因素。

（4）炉型结构尺寸是否合理。

2、高炉对耐火材料的要求？

（l）耐火度要高。

耐火度是指耐火材料开始软化的温度。

（2）荷重软化点要高。

荷重软化点是指将直径36mm，高50mm的试样在0.2Mpa荷载下升温，当温度达到某一值时，试样高度突然降低，这个温度就是荷重软化点。

（4）重烧收缩要小。

重烧收缩也称残余收缩，是表示耐火材料升至高温后产生裂纹可能性大小的一种尺度。

（5）气孔率要低。

（6）外形质量要好。

3、碳质耐火材料的主要特性是什么？

主要特性：

（1）耐火度高，不熔化也不软化，在3500℃升华；

（2）抗渣性能好；

（3）高导热性；

（4）热膨胀系数小，体积稳定性好；

（5）致命弱点是易氧化，对氧化性气氛抵抗能力差。

4、满铺炭砖炉底怎样砌筑？

目前的砌法是碳砖两端的厚缝用薄缝连接，而两侧的长缝用厚缝连接。

相邻两行碳砖必须错缝200mm以上。

两层碳砖砖缝成90º，最上层碳砖砖缝与铁口中心线成90º。

5、炉底结构型式有哪几种？

黏土砖和高铝砖炉底的砌筑，满铺碳砖炉底砌筑，综合炉底砌筑。

6、陶瓷杯结构的优点是什么？

所谓“陶瓷杯”是指炉底砌砖的下部为垂直或水平砌筑的碳砖，碳砖上部为1～2层刚玉莫莱石砖。

炉缸壁是由通过一厚度灰缝（60mm）分隔的两个独立的圆环组成，外环为碳砖，内环是刚玉质预制块。

炉底采用水冷、油冷或空气冷却系统

7、高炉冷却的目的是什么？

保护炉壳，对耐火材料的冷却和支撑，维持合理的操作炉型，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。

8、确定冷却水压力的原则是什么？

9、确定冷却水压力的重要原则是冷却水压力大于炉内静压。

10、目前主要有哪几种冷却方式？

分别用于高炉的哪个部位？

高炉冷却系统方式：

汽化冷却

开式工业水循环冷却系统

软（纯）水密闭循环冷却系统

10、冷却壁包括哪几种冷却壁？

分别用于高炉的哪个部位？

有什么优点？

冷却壁设置于炉壳与炉衬之间，有光面冷却壁和镶砖冷却壁两种。

11、凸台冷却壁有什么优点？

①凸台部分除起冷却作用外，还起到支撑上部砌砖的作用；

②延长炉衬寿命。

中间带凸台的冷却壁更优越。

12、高炉汽化冷却有什么优点？

（1）冷却强度大，节水、节电；

（2）防止冷却设备结垢，延长寿命；

（3）产生大量蒸气，可作为二次能源；

（4）有利于安全生产。

13、自然循环汽化冷却的工作原理是什么？

汽包中的水沿下降管向下流动，经冷却设备汽化后，汽水混合物沿上升管向上流动，进入汽包后经水、汽分离，蒸汽排出做为二次能源利用，并由供水管补充一定量的新水保证循环的进行。

14、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？

炉缸支柱式，炉缸炉身支柱式，炉体框架式，自立式。

炉缸炉身支柱式

四、论述题

1、五段式高炉炉型炉衬的破损机理？

1.炉底：

炉底破损分两个阶段，初期是铁水渗入将砖漂浮而形成锅底形深坑；

铁水渗入的条件：

（1）炉底砌砖承受着液体渣铁、料柱重量等及煤气的压力；

（2）砌砖存在砖缝和裂缝。

2.炉缸：

（1）渣铁的流动、炉内渣铁液面的升降，大量的煤气流等高温流体对炉衬的冲刷是主要的破坏因素；

（2）化学侵蚀；

（3）风口带为最高温度区。

3.炉腹：

（1）高温热应力作用很大；

（2）由于炉腹倾斜故受着料柱压力和崩料、坐料时冲击力的影响；

（3）承受初渣的化学侵蚀。

4.炉腰

（1）初渣的化学侵蚀；

（2）上、下折角处高温煤气流的冲刷磨损。

（3）高温热应力的影响；

5.炉身：

炉身中下部：

（1）热应力的影响；

（2）受到初渣的化学侵蚀；

（3）碱金属和Zn的化学侵蚀。

在炉身上部：

（1）下降炉料的磨损；

（2）夹带着大量炉尘的高速煤气流的冲刷。

2、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？

第四章～第五章高炉车间原料系统及炉顶装料设备

一.问答题

1、炉顶装料设备主要有哪几种方式？

钟式炉顶装料设备无钟炉顶装料装置

2、无钟炉顶布料方式有哪几种？

并加以解释？

有什么优点？

1.环形布料：

倾角固定的旋转布料称为环形布料。

2.螺旋形布料：

倾角变化的旋转布料称为螺旋形布料。

3.定点布料：

方位角固定的布料形式称为定点布料。

4.扇形布料：

方位角在规定范围内反复变化的布料形式称为扇形布料。

3、皮带机上料的优点是什么？

优点：

①可以将贮矿槽等设施远离高炉；

②上料能力大，效率高而且灵活，炉料破损率低；

③减轻了设备重量，简化了控制系统。

一.填空

1.HY炉顶的原理是漏斗效应，其布料系统由钟型布料器和可调漏斗。

2.探料尺的零位是P76，高炉顺行时探尺曲线是。

3.无钟炉顶布料方式有环形布料、螺旋形布料、定点布料和扇形布料四种。

第六章高炉送风系统

一.名词解释

1、鼓风机的临界压力

风压过高时，风量迅速减少，如果再提高压力，则产生倒风现象，此时的风机压力称为临界压力。

2、鼓风机的飞动曲线

将不同转数的临界压力点连接起来形成的曲线。

3、定温燃烧方式

根据拱顶温度、废气温度和蓄热室下部温度判断蓄热室蓄热状态，控制其燃烧方式。

4、定时燃烧方式

控制一定的燃烧时间。

5、热量控制燃烧方式

在控制燃烧热值的同时，监视拱顶温度和废温度。

二.问答题

1、高炉对鼓风机的要求是什么？

①要有足够的鼓风量；②要有足够的鼓风压力；③送风要均匀、稳定；

④有良好的调节性能和一定的调节范围。

2、蓄热式热风炉哪几种基本结构型式？

内燃式热风炉（传统型和改进型），外燃式热风炉和顶燃式热风炉。

3、陶瓷燃烧器的优点是什么？

是用耐火材料砌成的，安装在热风炉燃烧室内部。

优点：

①空气与煤气混合好，能完全燃烧；

②空气过剩系数小，可提高燃烧温度；

③燃烧气体向上喷出，不冲刷隔墙。

④燃烧能力大。

4、改进型内燃式热风炉主要改进了哪些内容？

①悬链线拱顶且拱顶与大墙脱开；

②眼睛形火井和与之相配的矩形陶瓷燃烧器；

③燃烧室下部隔墙增设绝热砖和耐热不锈钢板。

5、外燃式热风炉的优点是什么？

（1）结构