【正文】 年產(chǎn)量500萬噸高爐煉鐵車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 高爐煉鐵的任務(wù)及工藝流程………………………………………………… 8 高爐生產(chǎn)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)……………………………………………………… 9 設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想………………………………………………………… 92煉鐵工藝計(jì)算 配料計(jì)算………………………………………………………………………10 物料平衡計(jì)算 ………………………………………………………………12 熱平衡計(jì)算……………………………………………………………………153高爐本體 高爐爐型………………………………………………………………………19 高爐爐襯………………………………………………………………………20 爐體冷卻方式…………………………………………………………………21 冷卻系統(tǒng)………………………………………………………………………24 高爐鋼結(jié)構(gòu)及高爐基礎(chǔ)………………………………………………………254 爐頂裝料制度 并罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備 ………………………………………………… 29 均壓裝置 …………………………………………………………………… 31 探料尺 ……………………………………………………………………… 325 供料系統(tǒng) 礦槽、焦槽容積與數(shù)量的確定………………………………………………33 篩分……………………………………………………………………………33 ………………………………………………………………………33 貯礦槽下運(yùn)輸稱量……………………………………………………………346送風(fēng)系統(tǒng) 鼓風(fēng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………35 熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………35 熱風(fēng)爐常用耐火材料…………………………………………………………37 燃燒器及送風(fēng)制度的選擇……………………………………………………37 熱風(fēng)爐主要管道直徑的選定…………………………………………………………37 風(fēng)口平臺及出鐵場……………………………………………………………39 爐前設(shè)備………………………………………………………………………39 爐渣處理………………………………………………………………………418 煤氣除塵系統(tǒng) 除塵設(shè)備及原理………………………………………………………………44 有關(guān)設(shè)備………………………………………………………………………45 重力除塵器……………………………………………………………………459 噴吹設(shè)備 設(shè)計(jì)為噴吹煤粉………………………………………………………………47 高爐噴煤設(shè)備…………………………………………………………………4810車間布置形式 車間布置……………………………………………………………………50 本設(shè)計(jì)車間平面布置形式 ………………………………………………50結(jié) 束 語…………………………………………………………………………52參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………531 緒論 高爐煉鐵的任務(wù)及工藝流程高爐煉鐵的任務(wù)是用還原劑（焦炭、煤粉）在高溫條件下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過程。高爐生產(chǎn)要求以最小的投入獲得最大的產(chǎn)出，即做到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、有良好的經(jīng)濟(jì)效益。 高爐生產(chǎn)時借助高爐本體和其輔助設(shè)備來完成的。高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備，它是由耐火材料砌筑的豎立式圓筒形爐體，最外層是由鋼板制成的爐殼，在爐殼和耐火材料之間有冷卻設(shè)備。要完成高爐煉鐵生產(chǎn)，除高爐本體外，還必須有其他附屬系統(tǒng)的配合，其生產(chǎn)工藝流程如圖11所示。圖11 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程1—礦石輸送皮帶機(jī)；2—稱量漏斗；3—貯礦槽；4—焦炭輸送皮帶機(jī)；5—給料機(jī)； 6—焦粉輸帶機(jī)；7—焦粉倉；8—貯焦槽；9—電除塵器；10—調(diào)節(jié)閥；11—文氏管除塵器；12—凈煤氣放散管；13—下降管；14—重力除塵器；15—上料皮帶機(jī)；16—焦炭稱量漏斗；17—礦石稱量漏斗；18—冷風(fēng)管；19—煙道；20—蓄熱室；21—熱風(fēng)主管；22—燃燒室； 23—煤氣主管；24—混風(fēng)管；25—煙筒。 （1）供料系統(tǒng)。包括貯礦槽、貯焦、稱量與篩分等一系列設(shè)備，其任務(wù)是將高爐冶煉所需要原燃料通過上料系統(tǒng)裝入高爐。 （2）送風(fēng)系統(tǒng)。包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐及一系列管道和閥門等，其任務(wù)是連續(xù)可靠的供給高爐冶煉所需要的熱風(fēng)。 （3）煤氣除塵系統(tǒng)。包括煤氣管道、重力除塵器、洗絳塔、文氏管、脫水器等，其任務(wù)是將高爐冶煉所產(chǎn)生的煤氣，經(jīng)過一系列的凈化使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶對煤氣質(zhì)量的要求。 （4）渣鐵處理系統(tǒng)。包括出鐵場、開鐵口機(jī)、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設(shè)備等，其任務(wù)是及時處理高爐排放出來的渣鐵，保證高爐生產(chǎn)正常進(jìn)行。 （5）噴煤燃料系統(tǒng)。包括原煤的儲存、運(yùn)輸，煤粉的制備、收集以及煤粉噴吹大量的煤粉以煤帶代焦，降低焦炭消耗。 高爐生產(chǎn)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 特點(diǎn)：（1）高爐是一個多相復(fù)雜的巨型高溫化學(xué)反應(yīng)器； （2）爐內(nèi)兩股逆向流動物流是一切反應(yīng)的基礎(chǔ)； （3）高爐壽命長； （4）連續(xù)作業(yè)率高； （5）熱效率高，生產(chǎn)率高； （6）生鐵質(zhì)量穩(wěn)定。 優(yōu)點(diǎn)：采用高爐冶煉，是因?yàn)檫@種方法既能利用多種的原料，產(chǎn)能性質(zhì)又能滿足廣泛的質(zhì)量要求， ，又具有大規(guī)模生產(chǎn)的能力。 設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想設(shè)計(jì)的總要求是技術(shù)上先行，工藝上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。（1）應(yīng)積極采用成熟的生產(chǎn)工藝，設(shè)備和結(jié)構(gòu)；（2）學(xué)習(xí)總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，移植適用可行的先進(jìn)技術(shù)；（3）在現(xiàn)有條件的情況下，留有足夠的發(fā)展余地；（4）充分考慮節(jié)約能源，資源的綜合利用，改善勞動條件和環(huán)境保護(hù)。2 煉鐵工藝計(jì)算 配料計(jì)算鐵礦石成分，焦炭成分，煤粉成分分別見表22，表23，表24。預(yù)定生鐵成分見表25。 冶煉條件的確定：焦比：345kg/t 煤比：180kg/t 利用系數(shù)：[t/(m179。d)] 置換比： 相對濕度：% 鼓風(fēng)濕度：12g/ m179。 爐塵量：20kg/t 風(fēng)溫：1250℃ 爐頂煤氣溫度：200℃ 入爐熟料溫度：80℃ 綜合冶煉強(qiáng)度：[t/(m179。d)] 焦炭冶煉強(qiáng)度：[t/(m179。d)] 表21 常見元素分配表 %元素 鐵種類FeMnSP生 鐵爐 渣煤 氣050500——010000 表22 鐵礦石成分 %原料 Fe Mn p S FeOFe3O2SiO2Al3O2CaOMgOMnOFeSP2O5燒結(jié)礦球團(tuán)礦混合礦爐塵表23 焦炭成分 %C固灰分（）揮發(fā)分（）有機(jī)物（）∑游離水SiO2Al3O2CaOFeOMgOCOCO2CH4H2N2H2N2S100 表24 煤粉成分 %品種CHNSOH2O灰分∑SiO2Al2O3CaOMgOFeO煤粉100 表25 預(yù)定生鐵成分 %FeSiMnPSC 根據(jù)堿度平衡計(jì)算鐵礦石配比根據(jù)原料條件，假設(shè)燒結(jié)礦的配比為x，則球團(tuán)礦的配比為1x。再按照生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定爐渣堿度R渣，然后根據(jù)堿度平衡求出x。R渣=Q=取R渣=，得到燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的比例為80:20，按此比例得到混合礦的成分，見表22。 根據(jù)鐵平衡求鐵礦石需要量（1）燃料帶入的鐵量 進(jìn)入爐塵的焦炭量G塵C塵/C焦=20(Kg) %為爐塵中碳的燒損量 高爐內(nèi)參加反應(yīng)的焦炭量為G焦==(Kg) 故焦、煤帶入的鐵GFe燃=(%+180%)56/72=(Kg)（2）進(jìn)入爐渣中的鐵量GFe渣=%1000%/%=（Kg）（3）需要由鐵礦石帶入的鐵量 G礦=1000[Fe]+GFe渣GFe燒=955+=(Kg)（4）冶煉1t生鐵的礦石需要量 G礦=G礦/Fe礦=(Kg)考慮到爐塵吹出量，入爐礦石量為:G礦入=+=（Kg） ∑CaO=345+180+%=（Kg）∑SiO2=345+180+%=（Kg）∑Al2O3=345+180+%=（Kg）∑MgO=345+180+%=（Kg） 渣中MnO量=%=（Kg） 渣中FeO量=%/%72/56=（Kg） 每噸生鐵含硫量=345+180+=（Kg） 進(jìn)入生鐵中的S=1000=（Kg） 進(jìn)入煤氣的S==（Kg）進(jìn)入渣中的S==（Kg） 計(jì)算結(jié)果列入表26。 表26 爐渣成分組分CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOS/2∑CaO/SiO2質(zhì)量/Kg含量/%100以上堿度的計(jì)算需要考慮脫硫消耗的CaO,即脫硫所耗CaO=56/32=(Kg) R=CaO/SiO2==校核生鐵成分：[S]=%,LS==[Si]=% [P]=1589%/1000=% [Fe]=%[Mn]=55/711/1000=% [C]==%計(jì)算結(jié)果列入表27。 表27 校核生鐵成分 %FeSiMnPSC效驗(yàn)結(jié)果與預(yù)定生鐵成分相符合，計(jì)算正確。 風(fēng)量計(jì)算（1）燃料帶入總C量GC生鐵=%+180%=(Kg)（2）溶入生鐵中的C量 GC生鐵=1000%=(Kg)（3）生鐵CH4的C量 GC甲烷=%=(Kg)（4）直接還原消耗的C量 =1000%12/55=（Kg） =1000%60/62=） =1000%12/56=（Kg） =1000%24/28=（Kg） 故直接還原消耗的C量： GC直=+++=（Kg）（5）爐渣脫硫用C量：GCS=12/32=（Kg）（6）計(jì)算鼓風(fēng)量V風(fēng)： =（Kg）a. 鼓風(fēng)中氧的濃度=21%(%)+%=%b. GC燃燃燒所需要的體積VO2=(m3)c. 煤粉帶入氧體積VO2=180（%+%16/18）(m3)=（m3） 故V風(fēng)=(m3)（1）甲烷的體積VCH4。=(m3)=%（m3）故VCH4=+=(m3)（2）氫氣的體積為VCH4 %=（m3） （%+%）=（m3）（%+%2/18）（m3）++=（m3）=（m3）=（m3）故VH2==(m3)（3）二氧化碳的體積VCO2%=（Kg）還原的FeO耗H2量為1000%（m3）(rH2=) =（m3） 160=（Kg） =（Kg） 故CO2還=（m3） %（）（m3） %（m3） ++=（m3）（4）一氧化碳的體積VCO （m3） （m3） %（m3） d．+=（m3） （m3） 故VCO=+++=（m3）（5）氮?dú)獾捏w積VH2 （%）79%=（m3） （%+%）（m3） %（m3） 故N2=++=（m3） 計(jì)算結(jié)果列入下表28。 表28 煤氣成分成分CO2CON2H2CH4∑體積/m3含量/%100 編制物料平衡表（1）鼓風(fēng)的質(zhì)量計(jì)算 1m3鼓風(fēng)的質(zhì)量:r風(fēng)=（32+28+18）/=