高炉炉型结构及其各部位的作用

高炉炉型。高炉炉型指的是高炉工作空间的形状。现代高炉的炉型为五段式炉型，自上而下由以下五部分组成：炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸。在炉喉上部还有炉顶锥台和炉顶钢圈。高炉结构示意图如图1所示。

图1 高炉结构示意图

1-炉底；2-炉缸；3-炉腹；4-炉腰；5-炉身；6-炉喉；7-炉顶；8-炭块；9-莫来石砖；10-代衬镶砖冷却壁；11-钢砖；12-水冷管；13-耐热混凝土基墩

五段式的炉型既满足了炉料下降时受热膨胀和还原熔化以及造渣过程的需要，也适应了煤气上升过程中冷却收缩的情况。实践已经证明，五段式作为一个现代炉型结构满足了炼铁生产的需要，并已取得明显效果。高炉炉型作为一个外部条件对冶炼过程有很大影响，炉型各段在冶炼过程中的特征表现及作用如下：

1)炉喉，主要起着保护炉衬、合理布料和限制煤气灰被气体大量带出的作用。在这里形成煤气流的3次分布，由炉喉煤气曲线可以从另一侧面看出高炉的冶炼行为。其炉喉形状大小随高炉使用原料条件的变化而变化。一般炉喉直径与炉腰直径之比(4/D)为0.69〜0.72,其高度在3m以内。正常生产时，炉喉温度为200〜500°C。由于炉料的撞击和摩擦比较剧烈，钢砖一般选用铸钢件。

1)炉喉，主要起着保护炉衬、合理布料和限制煤气灰被气体大量带出的作用。在这里形成煤气流的3次分布，由炉喉煤气曲线可以从另一侧面看出高炉的冶炼行为。其炉喉形状大小随高炉使用原料条件的变化而变化。一般炉喉直径与炉腰直径之比(4/D)为0.69〜0.72,其高度在3m以内。正常生产时，炉喉温度为200〜500°C。由于炉料的撞击和摩擦比较剧烈，钢砖一般选用铸钢件。

2)炉身，主要起着炉料的预热、加热、还原和造渣的作用。在这里发生了一系列的物理化学变化。为了使炉料顺利下降和煤气不断上升，炉身要有一定的倾斜度(通常用炉身角^表示)，以利于边缘煤气有适当发展。当炉身角太大时，边缘煤气不发展，便会发生悬料事故，造成高炉不顺行;反之，炉身角太小，大量的煤气会从边缘跑掉，煤气能量利用变差，矿石就得不到充分的加热和还原，以致焦比上升。因此，合适的炉身角很重要，一般以80°〜85°3(/为宜。小高炉的料柱低，为了充分利用煤气的热能和化学能，炉身角应稍大些;反之，炉身角应稍小些。

3)炉腰，起着缓冲上升煤气流的作用。炉料在这里已部分还原造渣，透气性较差，故炉腰直径有扩大之势，炉腰高度则不宜过高，大高炉一般为2m左右，如某厂1000m3高炉，其炉腰高度仅616mm。另外，因为炉腰部位的物料冲刷严重，所以炉腰是高炉的一个薄弱环节。

4)炉腹，连接着炉缸和炉腰。其上大下小，也正适应气体体积增加和炉料变成渣铁后体积缩小的需要。炉腹的倾斜度(用《角)也应适宜。为了改善此处炉料的透气性(该部位既有液态的渣铁，又有固态的焦炭)，炉腹角也有扩大的趋势，一般大中型高炉炉腹角在76°〜82°之间。另外，炉腹部位温度很高，并有大量熔渣形成，所以渣蚀严重，又是高炉部位的一个薄弱环节。

5)炉底、炉缸，主要起着燃烧焦炭和储存渣铁的作用。随着冶炼强度提高，炉缸直径也在扩大。炉缸部位工作环境最为恶劣。特别是风口区温度是高炉内温度最高的地方，内衬除受高温作用外，还受渣铁的化学侵蚀和冲刷。炉底主要受到渣铁特别是铁水的侵蚀，侵蚀形成一般为蒜头状炉底。由于炉缸、炉底内衬的侵蚀不易修补，所以炉缸、炉底寿命的长短往往决定着一代高炉寿命的长短。

高炉炉型是炉体系统的基础，炉型的好坏不但关系到高炉是否高产稳产，也关系到高炉煤气利用的好坏和燃料比的大小，同时，也对高炉寿命的长短起着重要作用。

高炉炉型应该根据炉容大小、矿石品种、品位、熟料率、球团率、焦炭质量以及内衬和冷却壁的形式等多种因素共同确定。一般而言，炉容越大、品位越高、熟料率越高、球团比越大、内衬越薄、炉型相对越矮胖，反之炉型越瘦长。在我国，随着各钢铁企业大力提高矿石品位、提高熟料率及球团比以及薄壁内衬的盛行，高炉有逐渐矮胖的趋势。高炉基本尺寸见表1。

表1 高炉基本尺寸（mm）

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