3.1高炉炉型设计计算
（1）已知：高炉有效容积VU=2000m3，高炉利用系数ηV=2.2t/ m3d，则高炉日产铁量P=Vu×ηV=2000×2.2=44000t/d （式3-1）；
（2）炉缸尺寸：
1）炉缸直径：
d=0.4078VU0.4205=0.4078×20000.4205=9.97 m 取10m （式3-2）；
2)炉缸高度：
h1=1.4206VU0.159-34.8707VU-0.841=4.815 m 取5m （式3-3）；
（3）死铁层厚度
h0≥0.0937VUd-2=0.0937×2000×10-2=1.87m 取2m （式3-4）；
（4）炉腰直径（D）、炉腹角（α）、炉腹高度（h2）
1)D=0.5684VU0.3942=11.37m取11.7m （式3-5）；
2）取炉腹角α=78o；
3)炉腹高度：
h2=（1.6818VU+63.5879）×（VU0.7848+0.719VU0.8129+0.517VU0.841）-1
=（1.6818×2000+63.5879）×（20000.7848+0.7190.8129高炉+0.517×20000.841）-1
=3.28 m 取 3.3 m （式3-6）；
校核α：tgα=2 h2/（D-d）=4.71 α=78.01o
（5）炉喉直径（d1）、炉喉高度（h5）、炉身角（β）、炉身高度（h4）、炉腰高度（h3）
1) d1=0.4317VU0.3777=7.62 m 取7.6 m （式3-7）；
2）h5=0.3527VU0.2446+28.3805VU-0.7554=0.3527×20000.2446+28.3805×2000-0.7554
=2.35 m取 2.4 m （式3-8）；
3）取炉身角（β）=80o；
4）h4=（6.3008VU-47.7323）×（VU0.7848+0.7833VU0.8129+0.5769VU0.7554）-1
=（6.3008×2000-47.7323）×(20000.7848+0.7833×20000.8129+0.5769×20000.7554)-1=13.26 m 取13.3 m (式3-9)；
5）h3=0.3568VU0.2152-6.3278VU-0.7848=0.358620000.2152-6.3278×2000-0.7848
=1.824 m 取1.8m （式3-10）
（6）炉容校核：
V1=×h1d2=×5×102=392.5 m3
V2=×h2（D2+d2+Dd）=×3.3×（11.72×102×11.7×10）=305.58 m3
V3=h3D2=×1.8×11.72=193.43 m3
V4=h4（D2+d12+Dd1）=×13.3×（11.72×7.62×11.7×7.6）=986.87 m3
V5=h5d12=×2.4×7.62=108.82 m3
Vu，= V1 +V2+V3 +V4 +V5=392.5+305.58+193.43+986.87+108.82=1987.2 m3
误差：△V=（VU-Vu，）/VU×100%=(2000-1987.2)/2000×100%=0.64%<1%
（7）风口数和铁口数
1）风口数 n=2×（d+2）=2×（10+2）=24
2）铁口数 按照每个铁口每日出铁量2300t，取出铁口3个
3.2 高炉各系统设计
在炉底炉缸部位，本设计采用灰口铸铁冷却壁；炉腹部位和炉身上部采用镶砖冷却壁，炉腰和炉身中、下部分采用铜冷却壁。
3.2.2 高炉炉衬选择
高炉炉衬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。炉衬的主要作用是构成工作空间，减少散热损失以及保护金属结构构件免遭热应力和化学侵蚀的作用。
高炉炉体各部位炉衬的工作条件和炉衬本身的结构是不同的。因此，各部位炉衬的选择也是不同的。
炉缸和炉底是高炉积存铁水和炉渣的部位，燃料在炉缸上部和风口前燃烧。因此，炉底和炉缸不仅长期受着渣铁的侵蚀，而且长期受着高温热负荷作用，工作条件十分恶劣，是影响高炉寿命的最关键的部位[19]。在此部位，设计选用陶瓷杯炉缸炉底结构，此结构有如下优点：提高铁水温度，易于复风操作，防止铁水渗漏。
炉腹部位工作条件恶劣，开炉后不久耐火砖衬即被侵蚀掉而形成的渣皮来维持工作。因此，炉腹部位主要是靠加强冷却而不是靠增加炉衬砖的厚度来维持一代炉龄的寿命。在此
部位，设计选择砌筑一层高铝砖，周围采用镶砖冷却壁。
炉腰和炉身的炉衬结构，设计是主要考虑到能形成合合理的炉型。在此部位，设计采用铝碳砖来砌筑。
炉喉处于高炉的最上部，主要受炉料的冲击和煤气流的冲刷，在此部位，设计选择炉喉内侧吊挂式金属板结构。
3.2.3 高炉送风系统和热风炉选择
高炉送风系统是为高炉冶炼提供足够数量和高质量的风。送风系统设备主要包括鼓风机、热风炉、加湿或脱湿装置、送风管道和阀门等。
高炉鼓风机是高炉冶炼最重要的动力设备。它不仅直接为高炉冶炼提供多需要的氧气，而且还要为炉内煤气流的运动克服料柱阻力提供必须的动力[20]。
本设计选择的鼓风机类型是静叶可调轴流式，传动方式为同步电动。
热风炉主要作用是将鼓风机送来的冷风转化成热风送入高炉。其原理是：冷风→蓄热室→
拱顶→热风阀→混风室→热风主管→热风围管→风口→高炉。本设计选择的是外然式热风炉，4座，燃烧器形式陶瓷燃烧器，送风形式为集中鼓风，集中配置3台助燃风机。两台运行，一台备用。
3.2.4 渣铁处理系统
渣铁处理系统是高炉生产的重要环节，及时合理地处理好生铁和炉渣是保证高炉按时正常出铁、出渣，确保高炉顺行，实现高产、优质、低耗和改善环境的重要手段。
渣铁处理系统的设施主要包括：风口平台及出铁厂、泥炮、开铁口机、堵铁口机、换风口机、炉前吊车、铁水罐、渣水罐、渣水池及炉前水利冲渣设施等。其任务是定期将炉内的渣铁出净，保持高炉连续生产。
本设计选择的开铁口机类型为钻孔式开铁口机，炉前吊车类型为桥式吊车，采用液压泥炮。
3.2.5高炉喷煤系统选择
高炉喷煤系统主要包括供煤系统、制粉系统、喷吹系统、热烟气系统等。此设计选择直接喷吹工艺，采用并罐式单管路，配置两个喷吹罐。
目前，高炉煤气除尘工艺主要分湿法和干法两大类，根据除尘后煤气所能达到的净化程度可分为粗除尘设备、半精除尘设备和精除尘设备。
粗除尘设备驻主要是指重力除尘器和旋风除尘器；半精除尘设备主要是指洗涤塔和溢流文氏管；精除尘设备主要是指文氏管、静电除尘器和布袋除尘器。
对高炉煤气除尘设备的要求是：生产能力大，除尘效率高，压力损失小，耗水量和耗电量少，密封严和耐高压。
高炉煤气除尘系统的总的发展趋势是降低系统气流阻损，提高除尘设备的除尘效率，发展余压透平发电。因此，此设计选择的是干法除尘，其设备包括重力除尘器、旋风除尘器、布袋除尘器、静电除尘器。
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