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 1355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 ]|AA■t P□h「dv灿 口 中尤•线1 k■/死铁山占f上部空间为风口燃烧带。
铁口位于炉缸下水平面，铁口数目依炉容或产量而定，对于 3000『以1〔的 高炉，设置3—4个铁口，以每个铁口日出铁量 1500— 3000t 设置铁口数目。
在 该设计中，设置4个铁口。
渣口与铁口中心线的距离称为渣口高度（比_），它取决于原料条件，即渣量 的大小。
渣口高度的确定参照下式计算：式中：P ――生铁日产量，t ；B ――生铁产量波动系数，取1.2 ； N ――昼夜出铁次数，取 9； Y 铁― -铁水密度，取7.1" m 3；C ――渣口以下炉缸容积利用系数，一般为 0.55-0.6，在该设计中，取0.55 ；d ——炉缸直径m大中型高炉设置两个渣口，一般两个渣口高度差为 100—200mm 也有设在 一个水平面上的。
渣口直径一般为 50—60m 现在，巨型高炉一般不设置渣口。
在该设计中，设置2个渣口，在同一水平面上。
铁口与风口中心线的距离为风口高度 ⑴小：［一币（k 为渣口高度与风口 高度之比，一般为0.5-0.6,在该设计中，k=0.6 ）风口数目（n ）主要取决于炉容大小，与炉缸直径成正比。
大型高炉：n = 2（d + 2） （d 为炉缸直径，m ）,风口数目一般取偶数。
风口 结构尺寸a 取0.6m 。
炉缸高度'：铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离为死铁层厚度 h o ,它的作用是防止渣 铁，煤气对炉底的冲刷，稳定渣铁温度。
在该设计中， ％ = 1.的】。
1.3炉腹炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。
炉腹的结构尺寸是炉腹高度（M ）和炉腹 角（），炉腹角 一般取值79-83°,不宜过大或过小。
在该设计中，。
二8T 。
1.4炉腰炉腹上部的圆柱形空间是炉腰，是高炉炉型直径最大的部位。
炉腰处恰是冶 炼的软容带，炉料的透气性在此处变坏。
在炉型结构上，炉腰起着承上启下的作 用，使得炉腹向炉身过渡来的平缓，减少死角。
经验表明 ：炉腰高度（叫）对冶 炼的影响不甚显著，设计中可通过调整 ％值来修定炉容。
4bPb P大型高炉的炉腰直径（D ）与炉缸直径（d ）的比值（’）取值1.09 —1.15, 在该设计中，D/d = i.i0。
1.5炉身炉身呈正截圆锥形，向下扩张以适应向下运动的炉料。
炉身高度（h 竝）占高 炉有效高度 50%— 60%，炉身角忖取值为80.5 ° — 85.5。
在该设计中， ■:-。
1.6炉喉炉喉呈圆柱形，它的作用是承接炉料，稳定料面，保证炉料分布合理。
炉喉 直径（山）与炉腰直径（D ）之比Wl"〉取值为0.64 — 0.73之间。
炉喉高度 宀5） 应能保证炉喉布料及其调节需要，一般为 2— 3m 该设计中：：'h r = 2.5m 2. 炉型计算（1） 生铁日产量计算生铁日产量;P = V 沦％二36UW - 72U 【）t/d （2） 炉缸尺寸计算炉缸直径.d =叮2V," = 0.32 X 36OO 045 = 1274 炉缸高度：9X0. 55X7. IX 12* 7D 风口数目（n ）: n = 2(d + 2} = 2x (12.7 + 2> = 29. （3）死铁层厚度:（4）炉腰直径D 炉腹角、炉腹高度选取, D/d = 1.W]・27x 1.2 x 7200B 、风口高度:1. 935池丄沁（两渣口在同一水平面） I[<32 mC 、风口结构尺寸：1'町=hf+ a = 3*2 4- 0.6 = 3.8渣口高度:D = LIO X 12.7 = 13.97 取 14m取=81° h? =-(D -djtanix = - x (14 - 127) x tanar = 4,1m £ Z2h 2 2x4,1 tantx =iTTd = 14—12/7 =氐3 a = 80-90°校核；： (5)炉喉直径d 】、炉喉高度％、炉身角卩、炉身高度山4、炉腰高度％选取 山=0. 665 x 14 = 9. 31取9・ 3m1 1 h ］二-(D-d^tanp = -x (14- 9.3) x tan82,5° = 17.85m 収 17.9怕吐£ 校核；： % 2 x 17.9 Un P = D^=乔菇=刀63 = 82.504°选取h 5 = 2 5 选瞅H U /D =Z23贝^H u = 2.23 X 14 = 31.22 収叫=31.2m H 3 = H u - H i -H., - = 3L 2-3.8 -4J - 17.9-2.5 = 2.9 m 1•炉缸体积：n 2 巾?Vj = hj -X 12.7 x 33 = 481.13(6)校核炉容2.炉腹体积: V 2 =^h 2(D 2+ Dd + di 2 2X 4,1 X (14 + 14 X 127 + 12.7 =576.06 3.炉腰体积: n 2t 2 V 3=-D h 3 = 0. 78S x 14 x 2. 9 = 446. 19 4.炉身体积：叭 2 *1v 4 =訊& +叫+ df3. 1422= -T^-X 17. 9X < H 4- 14 X Jt 3 + 4. 3 )1932. 97TT ? S.14JV 5 = 7^1 h s = -r x 9.3 X 2.5 = 169.74K =石+百+M + V 』48L 13 + 571 06 + 446.19 + 1932?97 + 169. 74 3604. 09AV —100% —血“蔦3600X 100% - 0. 11%< 1%ud 0 W)表1高炉内型尺寸3•高炉耐火材料3.1高炉炉衬作用及耐火材料种类 3.1.1高炉炉衬作用目前，延长炉衬寿命是高炉设计的重要任务， 也是高炉操作的重要任务。
按 照设计炉型，以耐火材料砌筑的实体为高炉炉衬。
它是用能够抵抗高温和化学侵 蚀作用的耐火材料砌筑而成的，主要作用是构成工作空间，减少损失，以及保护 金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。
3.1.2高炉用耐火材料的种类随着炼铁技术的发展，砌筑高炉用的耐火材料品种不断增加， 质量要求也不 断提高。
目前，高炉用耐火材料有陶瓷质材料和碳质材料两大类。
陶瓷制材料有粘土砖、咼铝砖、刚玉砖和不定型耐火材料。
碳质材料有炭砖、石墨炭砖、石墨 碳化硅砖、氮结合碳化硅砖、粘土结合碳化硅砖等。
(1) 高铝砖和粘土砖Ai n项目 参数 项目 炉缸直径d 12.7 炉喉高度叫 炉腰直径D 14 有效高度h 』 炉喉直径d i 9.3 炉腹角 死铁层高度h o 1.8 炉身角0 炉缸咼度% 3.8 咼径比 炉腹咼度b 4.1 风口数目 炉腰咼度％ 2.9 铁口数目 炉身高度9 17.9 有效容积 渣口高度m1.94 渣口数目 风口高度f3.2风口结构尺寸 a参数 2.5 31.2 81 82.5 2.23 303600 2 0.65.炉喉体积:误差：土砖高，其抗渣性能及抗腐蚀性能，特别是耐磨性能更加好，并随着高铝砖「I（含量增加，这些性能也随之提高。
高铝砖的缺点是热稳定性不如粘土砖的好，成本也高。
总之，粘土砖和高铝砖都具有良好的性能，化学成分与高炉渣相似，不易被渣化及成本较低等优点。
高炉用高铝砖和粘土砖应满足下列要求：1）含量要高，以保证有足够高的耐火度，使砖在高温下工作性强；2）「要求低，主要是为限制碳黑的沉积和防止它与沙沙闾生成低熔点物质而降低耐火度；3）荷重软化开始温度要高，因为高炉砌体是在高温和很大的压力条件下工作的；4）重烧收缩要小，使砌体在高温下产生裂缝的可能性减少，避免渣、铁及其他沉积物渗入砖缝侵蚀耐火砌体；5）气孔率，特别是显气孔率要低，防止碳黑等沉积。
（2）不定形耐火材料不定形耐火材料主要有捣打料、喷涂料、浇注料、泥浆和填料等。
按成分可分成碳质不定形耐火材料和粘土质不定形耐火材料。
捣打料、喷涂料、浇注料可根据需要和部位的不同，形成各种形状。
泥浆是砌砖不可缺少的填缝粘结剂。
填料一般是两层砌体之间的隔热物质或粘结物质。
（3）碳质耐火材料碳质耐火材料的主要性质：1）耐火度高，碳实际上是不熔化的物质，在3500 r升华，所以用在高炉上既不熔化也不软化；2）碳质耐火材料具有很好的抗渣性；3）有良好的导热性和导电性；4）热膨胀系数小，热稳定性好，不易发生开裂，防止渣铁渗透；5）碳和石墨在氧化气氛中氧化成气态，400°C能被氧化，500 E时和水气作用，700C开始和CO作用，均生成CO气体被损坏。
碳化硅在高温下也缓慢发生氧化作用。
这些是碳质耐火材料的缺点。
碳砖的优点多，所以目前已广泛用于高炉炉底和炉缸的砌筑，有部分高炉在炉腹及其以上部位也采用碳质耐火材料。
3.2高炉炉衬设计3.2.1炉缸和炉底炉缸炉底是影响高炉寿命的最关键的部分。
铁水和炉渣积存在这里、燃料在风口前燃烧。
炉底和炉缸不仅长期经受着渣、铁的侵蚀，而且长期经受着高温的热负荷作用，工作条件十分恶劣。