【正文】 ...............................29趙紫平：年產(chǎn) 300 萬(wàn)噸生鐵高爐設(shè)計(jì)IV 高爐各部位冷卻設(shè)備選擇 ..................................................................................................29 風(fēng)口數(shù)目及直徑 ..................................................................................................................30 鐵口 ......................................................................................................................................30 爐殼及鋼結(jié)構(gòu)的確定 ..........................................................................................................30第六章 煤氣除塵系統(tǒng) ...............................................................................................................33 概述 ......................................................................................................................................33 重力除塵器及文氏管除塵原理 ..........................................................................................33 重力除塵器 ..................................................................................................................33 文氏管除塵原理 ..........................................................................................................34 荒煤氣管道 ......................................................................................................................35 荒煤氣通道的布置 ......................................................................................................35 荒煤氣管數(shù)尺寸計(jì)算 ..................................................................................................35 重力除塵器直徑及高度設(shè)計(jì) ..............................................................................................36第七章 高爐車間設(shè)計(jì) ...............................................................................................................37 廠址的選擇 ..........................................................................................................................37 高爐煉鐵車間平面布置應(yīng)遵循的原則 ..............................................................................37 車間布置形式 ......................................................................................................................37參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................38致謝 ...............................................................................................................................................39江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第一章 緒論 高爐煉鐵概述高爐結(jié)構(gòu)高爐是一種豎式的反應(yīng)爐?，F(xiàn)代高爐內(nèi)型一般由圓柱體和截頭圓錐體組成，由下而上分為爐缸、爐腹、爐腰、爐身和爐喉五段。由于高爐煉鐵是在高溫下進(jìn)行的，所以它的工作空間是用耐火材料圍砌而成，外面再用鋼板作爐殼。 圖11 高爐的結(jié)構(gòu)1爐底耐火材料；2 爐殼；3生產(chǎn)后爐內(nèi)磚襯侵蝕線；4爐喉鋼磚；5煤氣導(dǎo)出管；6 爐體夸襯；7帶凸臺(tái)鑲磚冷卻壁；8鑲磚冷卻壁；9爐底碳磚；10爐底水冷管；11 光面冷卻壁； 12耐熱基墩；13基座高爐煉鐵原理及工藝流程示意圖高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐（從開(kāi)爐到大修停爐為一代）能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時(shí)，從爐頂（一般爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無(wú)料鐘爐頂）不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)（1000～1300℃），噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫趙紫平：年產(chǎn) 300 萬(wàn)噸生鐵高爐設(shè)計(jì)2下，焦炭中和噴吹物中的碳及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來(lái)，得到鐵，這個(gè)過(guò)程叫做還原。鐵礦石通過(guò)還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣?，F(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏?，用?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。高爐煉鐵工藝流程示意圖見(jiàn)圖12。圖12 高爐煉鐵工藝流程示意圖 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)高爐有效容積利用系數(shù)（η）指高爐每立方米有效容積一晝夜生產(chǎn)合格鐵水的噸數(shù)，單位為 t/(m3?d)。修改后uVt高 爐 有 效 容 積晝 夜 合 格 生 鐵 產(chǎn) 量高 爐 有 效 容 積 系 數(shù) ??η 是高爐冶煉的一個(gè)重要指標(biāo)，η 越大，其高爐生產(chǎn)率越高。小型高爐利用系數(shù)可達(dá) ～，大型高爐一般為 ~。 焦比（K）每煉一噸生鐵所消耗的焦炭量,單位為 kg/tFe。先進(jìn)高爐焦比為380～400公斤/噸生鐵。焦炭?jī)r(jià)格昂貴，降低焦比可降低生鐵成本。 tkgk晝 夜 合 格 生 鐵 產(chǎn) 量晝 夜 干 焦 消 耗 量焦 比 ?修改后燃料比(i)高爐采用噴吹煤粉、重油或天然氣后，折合每煉一噸生鐵所消耗的燃料總量，單位為kg/tFe。每噸生鐵的噴煤量和噴油量分別稱為煤比和油比。此時(shí)燃料比等于焦比加煤比加油比。根據(jù)噴吹的煤和油置換比的不同，分別折合成焦炭(公斤)，再和焦比相加稱為綜合焦比。燃料比和綜合焦比是判別冶煉一噸生鐵總?cè)剂舷牧康囊粋€(gè)重要指標(biāo)。修改后tkgI晝 夜 合 格 生 鐵 產(chǎn) 量燒 總 量晝 夜 干 焦 消 耗 和 噴 吹 燃燃 燒 比 ?高爐煉鐵強(qiáng)度(I)每晝夜高爐燃燒的焦炭量與高爐容積的比值，是表示高爐強(qiáng)化程度的指標(biāo)，單位為t/(m3?d)。修改后uVtI高 爐 有 效 容 積每 晝 夜 燃 料 的 干 焦 量高 爐 冶 鐵 強(qiáng) 度 ?休風(fēng)率江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3休風(fēng)時(shí)間占全年日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。降低休風(fēng)率是高爐增產(chǎn)的重要途徑一般高爐休風(fēng)率低于2% 。 %10??規(guī) 定 工 作 時(shí) 間休 風(fēng) 時(shí) 間休 風(fēng) 率生鐵合格率化學(xué)成分符合規(guī)定要求的生鐵量占全部生鐵產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)，是評(píng)價(jià)高爐優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要指標(biāo)。 10?生 鐵 總 產(chǎn) 量合 格 生 鐵 量生 鐵 合 格 率爐齡爐齡的定義為兩代高爐大修之間高爐實(shí)際運(yùn)行的時(shí)間，即不計(jì)劃中進(jìn)行中小修而造成的休風(fēng)以及封爐時(shí)間。 高爐爐型發(fā)展趨勢(shì)高爐的爐型隨著高爐精料性能，冶煉工藝，高爐容積，爐襯結(jié)構(gòu)，冷卻形式的發(fā)展而演變，高爐設(shè)計(jì)的理念也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)展而更新?？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外同類型容積高爐尺寸，原燃料條件，強(qiáng)化冶煉的矮胖型爐型已成為主要的爐型，其優(yōu)點(diǎn)如下：適當(dāng)矮胖，減小爐腹角，爐身角。較小的爐身角有利于受熱膨脹后爐料下降，較小的爐腹角有利于煤氣流的均勻分布，減小對(duì)爐腹生成渣皮的沖刷，保護(hù)爐腹冷卻壁，延長(zhǎng)其壽命。加深死鐵層厚度，有利于開(kāi)通死料柱下部通道，從而減少出鐵時(shí)鐵水環(huán)流對(duì)爐襯的侵蝕，提高爐底爐缸的壽命。同時(shí)較深的死鐵層可多貯存鐵水，保證爐缸有充足的熱量?jī)?chǔ)備，穩(wěn)定鐵水的溫度和成分。加大爐缸的高度。可保證風(fēng)口前有足夠的風(fēng)口回旋區(qū)，有利于煤粉的充分燃燒及改善高爐下部中心的透氣性，有利于改善氣體動(dòng)力學(xué)條件。 高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)保證新建高爐車間的工藝布置合理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，設(shè)備有較高的機(jī)械化，自動(dòng)化水平，有安全和盡可能舒適的勞動(dòng)條件，有可靠而穩(wěn)定的環(huán)境保護(hù)措施。高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則有；合法性。設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方案確定，應(yīng)符合國(guó)家工業(yè)建設(shè)的方針和政策。客觀性。設(shè)計(jì)所選的指標(biāo)和技術(shù)方案應(yīng)以客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)，做出的設(shè)計(jì)經(jīng)得起全面的客觀的評(píng)價(jià)，保證所采用的方案有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并能成功的付諸實(shí)踐。先進(jìn)性。設(shè)計(jì)應(yīng)反映出最近的該領(lǐng)域的成就，并應(yīng)考慮發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)性。在廠址，產(chǎn)品，工藝流程等多方案的比較中，選擇最經(jīng)濟(jì)的方案，使得單位的產(chǎn)品投資最少，成本最低，經(jīng)濟(jì)效益最佳。綜合性。設(shè)計(jì)過(guò)程中，各部分的設(shè)計(jì)方案要相互聯(lián)系，局部方案應(yīng)與總統(tǒng)方案一致，各專業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)服從工藝部分。發(fā)展遠(yuǎn)景。要考慮車間將來(lái)發(fā)展的可能性，適當(dāng)?shù)谋Ａ糗囬g發(fā)展所需的土地，交通線和服務(wù)設(shè)施。安全和環(huán)保。保證個(gè)領(lǐng)域和工作崗位都能安全生產(chǎn)，不受污染，力爭(zhēng)做到“場(chǎng)外看不到煙，場(chǎng)內(nèi)聽(tīng)不到聲” ，排出的廢水，廢氣都應(yīng)達(dá)到國(guó)家的環(huán)保法的要求。標(biāo)準(zhǔn)化。在設(shè)計(jì)中盡可能的采用各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，這樣可減小設(shè)計(jì)工作量和所點(diǎn)建趙紫平：年產(chǎn) 300 萬(wàn)噸生鐵高爐設(shè)計(jì)4設(shè)的周期。美學(xué)原則。車間和工作環(huán)境具有良好的布局和較好的勞動(dòng)條件。在場(chǎng)內(nèi)應(yīng)具有排列美觀，色彩明快，安全宜人的環(huán)境，以減少疲乏和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5第二章 高爐配料計(jì)算冶煉 1t 生鐵，需要一定數(shù)量的礦石、熔劑和燃料(焦炭及噴吹燃料)。對(duì)于煉鐵設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，燃料的用量是預(yù)先確定的，是已知的量，配料計(jì)算的主要任務(wù)，就是求出在滿足爐渣堿度要求條件下，冶煉規(guī)定成分生鐵所需要的礦石、熔劑數(shù)量。對(duì)于生產(chǎn)高爐的工藝計(jì)算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說(shuō)不存在配料計(jì)算的問(wèn)題，但有時(shí)需通過(guò)配料計(jì)算求解礦石的理論出鐵量、理論渣量等，有時(shí)因冶煉條件變化需要作變料計(jì)算。 配料計(jì)算的目的配料計(jì)算的目的，在于根據(jù)已知的原料條件和冶煉要求來(lái)決定礦石和熔劑的用量，以配制合適的爐渣成分和獲得合格的生鐵。 配料計(jì)算時(shí)需要確定的已知條件本設(shè)計(jì)所選混合礦的組成為燒結(jié)礦：球團(tuán)礦：生礦=80：12：8。各礦物成分及混合礦成分見(jiàn)表 21。 表 21 各礦物及混合礦成分（%）成分原料 TFe P S FeO Fe2O3 SiO2 CaO MgO燒結(jié)礦 天然礦 球團(tuán)礦 混合礦 續(xù)表 21成分原料 Al2O3 P2O5 S/2 K2O Na2O MnO 燒損 合計(jì)燒結(jié)礦 .0225 0 天然礦 球團(tuán)礦 0 0 0 混合礦 冶煉條件的確定根據(jù)冶煉鐵種和原燃料條件，除確定礦石的配比之外，尚需預(yù)定爐渣堿度，焦比，噴吹物數(shù)量，爐塵，生鐵成分與各種元素在渣及鐵中的配比。設(shè)計(jì)中需要的各種成分如以下各表所示。 成 分 MgO SiO2 Al2O3 BaO CaO FeO S/2 MnO 合計(jì)趙紫平：年產(chǎn) 300 萬(wàn)噸生鐵高爐設(shè)計(jì)6表 22 爐渣成分表 表 23 碎鐵成分表成 分 Fe SiO2 Al2O3 燒損 合計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 100表 24 焦炭工業(yè)分析表成 分 固定碳 灰分 揮發(fā)分 S 合計(jì) 有離水質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%