种能够保证布料准确、运行平稳、高产量的全新技术。

根据在实验工厂发展过程中所获得的一些工艺要求来指导设计炉子的形状和尺寸。炉子

结构的设计是对各种炉子观念中一些要素的结合，如玻璃炉、非铁熔化炉、焦炉。利用这些设
计要素以保证炉子在其运行的压力和温度范围内尺寸稳定。最关键的要求是维护各风口与中
心轴之间的尺寸关系。因此，有必要利用支柱来达到墙壁挠曲的最小化。为了获得所需的强
度有必要对折线处的支柱进行加固。图

5 是通过三个支柱展示了炉子一部分的有限元素分析。

利用支柱的方法不仅满足了第一个炉子在结构和尺寸上的需要，同时通过复杂模型进

行了优化，所以此设计理念在以后的炉子设计中没有必要再验证。尽管如此，其所占空间将
会影响炉子热风系统和冷却设备的设计。

因为此炉子的目标是生产高炉标准的铁水和渣，所以其耐材和冷却系统的设计主要是

基于在传统高炉和小高炉上已经得到证明的理念。一旦设计理念确定，在一些具体位置的特
殊设计要尽可能的利用以得到验证的技术，以使工程风险降到最小。

设计构想

耐材和冷却系统

一般传统观念认为，用作化铁炉的小高炉的炉衬位于风口之下。冷却系统在其所处位置

所起的作用取决于设计的可靠性及其花费。炉底位于地基之上用自然对流冷却。呈辐射状的
端壁，可形成一种标准的楔形炉衬，从而使耐火砖牢固，同时炉壳采用水冷管冷却和喷射
冷却相结合的冷却方式。端壁上装有两扇挺大的检查门，

1.2 米宽，1.6 米高，位于风口水平

线之上，可以在休风时方便的进入炉内检查维护炉内设备。炉缸壁要求更加牢固以保证竖墙
的稳定。支撑炉子支柱的使用影响了最终冷却方法。最初考虑传统高炉炉身和水冷管冷却，
但最后选择了喷射冷却。这种选择提供了必要的冷却，同时又维持了成本效率和整体的简单
性。石墨板系在炉壳上用以保持石墨与喷射冷却系统之间的热接触；炉缸壁采用榫槽式砖砌
筑以获得墙的最大稳定，依赖于炉料和风压保持热接触。风口以上采用传统的高铝砖砌筑。
竖墙要么不冷却要么采用冷却板，视操作温度和工艺需要而定。

上料系统

/气压密封

此炉上料系统的操作与高炉相似，比如向炉内装料时没有大的气压损失和烟气泄漏。最

终的设计与高炉类似，但是与高炉料钟或传统的闸门（非料钟的炉顶设备）相比，利用的
是相对较为便宜的气体密封阀。换句话说，此系统的作用于传统高炉类似。

布料

早些时候，布料系统设计过程的主要难题是创造一种机械系统，能够精确地把料布向

炉内任意位置。并且此系统与炉子生产能力的随意扩张相适应，两者之间不能相互制约。由
于其布料横截面是矩形而非圆形，所以传统的高炉布料方法行不通。最后采用一种摆动流槽
设计，其中流槽角度可以在横截面和纵截面两个平面内调节。流槽位置与料斗同步，受计算
机控制。批料的供给由炉顶上部的给料机控制，入炉的批料量基于提前制定的方案，或是对
于低料线作出的反应。利用激光技术对料线位置进行连续测量。