高炉本体设计
1高炉炉型
概念：高炉内部工作空间剖面的形状称为高炉炉型或高炉内型。
1.无型阶段
2.大腰阶段——炉腰尺寸过大的炉型。 炉缸和炉喉直径小，有效高度低，而炉腰直径很大。
3.近代高炉
五段式高炉炉型
1. 高炉有效容积和有效高度
1）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 ：
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）。
Hu/D：
有效高度与炉腰直径的比值（Hu/D）是表示高炉“矮胖”或“细长”的一个重要设计指标，不同炉型的高炉，其比值的范围是：
2. 炉缸
高炉炉型下部的圆筒部分为炉缸，炉缸的上、中、下部位分别设有风口、渣口与铁口。
（1）炉缸直径
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。
计算得到的炉缸直径再用Vu/A进行校核，不同炉容的Vu/A取值为：
大型高炉：22～28
中型高炉：15～22
小型高炉：11～15
（2）渣口高度：
渣口中心线与铁口中心线间距离。渣口过高，下渣量增加，对铁口的维护不利；渣口过低，易出现渣中带铁事故，从而损坏渣口；大、中型高炉渣口高度
多为1.5～1.7m。也可以参照下式计算：
（3）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）。
风口高度可参照下式计算：
（4）风口数目（n）：
主要取决于炉容大小，与炉缸直径成正比，还与冶炼强度有关。
风口数目可以按下式计算：
风口数目也可以根据风口中心线在炉缸圆周上的距离进行计算：
（5）风口结构尺寸（a）：根据经验直接选定，一般0.35～0.5m
（6）炉缸高度：
3. 炉腹
炉腹在炉缸上部，呈倒截圆锥形。
作用：
（1）炉腹的形状适应了炉料熔化滴落后体积的收缩，稳定下料速度。
（2）可使高温煤气流离开炉墙，既不烧坏炉墙又有利于渣皮的稳定。
（3）燃烧带产生大量高温煤气，气体体积激烈膨胀，炉腹的存在适应这一变化。
炉腹的结构尺寸是炉腹高度和炉腹角。
炉腹高度由下式计算 ：
炉腹角一般为79º～83º，过大不利于煤气分布并破坏稳定的渣皮保护层，过小则增大对炉料下降的阻力，不利于高炉顺行。
4. 炉身：炉身呈正截圆锥形。
作用：
（1）适应炉料受热后体积的膨胀，有利于减小炉料下降的摩擦阻力，避免形成料拱。
（2）适应煤气流冷却后体积的收缩，保证一定的煤气流速。
（3）炉身高度占高炉有效高度的50～60％，保障了煤气与炉料之间传热和传质过程的进行。
炉身角：
一般取值为81.5º～85.5º之间。大高炉取小值，中小型高炉取大值。
4000～5000m3高炉β角取值为81.5º左右，前苏联5580m3高炉β角取值
炉身高度 ：
5. 炉腰：炉腹上部的圆柱形空间为炉腰，是高炉炉型中直径最大的部位。
作用：
（1）炉腰处恰是冶炼的软熔带，透气性变差，炉腰的存在扩大了该部位的横向空间，改善了透气条件。
（2）在炉型结构上，起承上启下的作用，使炉腹向炉身的过渡变得平缓，减小死角。
炉腰高度（h3）：
一般取值1～3m，炉容大取上限，设计时可通过调整炉腰高度修定炉容。
一般炉腰直径（D）与炉缸直径（d）有一定比例关系，D/d取值：
大型高炉1.09～1.15
中型高炉1.15～1.25
小型高炉1.25～1.5
6. 炉喉（d1、h5）：炉喉呈圆柱形。
作用：
承接炉料，稳定料面，保证炉料合理分布。炉喉直径与炉腰直径比值 d1/D取值在0.64～0.73之间。
7. 死铁层厚度（h0）
铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离称为死铁层厚度。
作用：
（1）残留的铁水可隔绝铁水和煤气对炉底的冲刷侵蚀，保护炉底；
（2）热容量可使炉底温度均匀稳定，消除热应力的影响；
（3）稳定渣铁温度。
死铁层厚度：新设计高炉的死铁层厚度h0=0.2d。
名词概念：
（1）设计炉型：按照设计尺寸砌筑的炉型；
（2）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；
（3）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。
1. 比较法：
由给定的产量确定炉容，根据建厂的冶炼条件，寻找条件相似，炉容相近，各项生产技术指标较好的合理炉型作为设计的基础。经过几次修订参数和计算，确定较为合理的炉型。
目前，设计高炉多采用这种方法。
2. 计算法：
计算法即经验数据的统计法。
计算时可选定某一关系式，算出某一主要尺寸，再根据炉型中各部位尺寸间的关系式作炉型计算，最后校核炉容，修定后确定设计炉型。
经验公式 ：
对现代大型高炉和巨型高炉可以用书上16页式3－14～3－23计算，用这些公式计算得到的炉型，体现了近代高炉横向型发展的总趋势。
书上表3－5为我国部分高炉炉型尺寸，表3－6为国外部分高炉炉型尺寸，设计高炉时可作参考。
高炉炉型计算
