【正文】 為確保高爐生產(chǎn)穩(wěn)定、順行、安全、長(zhǎng)壽，必須設(shè)置可靠的監(jiān)控裝置，包括爐體溫度監(jiān)控，爐襯耐材厚度監(jiān)控，冷卻元件、冷卻介質(zhì)的溫度監(jiān)測(cè)；冷卻水流量、壓力監(jiān)測(cè)；爐身壓力與壓差監(jiān)測(cè)；爐內(nèi)料面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。首鋼3號(hào)高爐連續(xù)工作10年尚未進(jìn)行護(hù)爐操作，這也從某種程度上證實(shí)了熱壓碳磚技術(shù)體系的合理性。爐喉固定測(cè)溫、爐頂攝像、煤氣在線自動(dòng)分析、爐襯測(cè)厚等技術(shù)的應(yīng)用使高爐長(zhǎng)壽又得到了進(jìn)一步的保障、我國(guó)寶鋼、武鋼、首鋼、本鋼、湘鋼的大型高爐還引用了人工智能高爐冶煉專家系統(tǒng)，為延長(zhǎng)高爐壽命創(chuàng)造了有力條件。（7）自動(dòng)化檢測(cè)與控制自動(dòng)化檢測(cè)是高爐壽命不可缺少的技術(shù)措施。爐缸受強(qiáng)烈的熱力作用，還有料柱壓力和崩料和坐料時(shí)的沖擊力，采用了炭質(zhì)內(nèi)襯。大型高爐爐腹、爐腰、爐身下部采用銅冷卻壁，爐身中部采用此種結(jié)構(gòu)，爐身上部設(shè)2—3段C型光面水冷壁，這應(yīng)是一種配置合理的長(zhǎng)壽爐體結(jié)構(gòu)。所謂薄壁 就是對(duì)高爐內(nèi)襯和冷卻壁內(nèi)襯進(jìn)行優(yōu)化組合，形成磚壁一體化結(jié)構(gòu)，解決爐腹、爐腰和爐身下部高熱負(fù)荷區(qū)的短壽問(wèn)題，使其壽命與高爐爐缸、爐底的壽命同步。該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，動(dòng)力消耗低，補(bǔ)水量小，維護(hù)簡(jiǎn)便。進(jìn)一步優(yōu)化銅冷卻壁結(jié)構(gòu)，降低造價(jià)是我國(guó)銅冷卻壁技術(shù)發(fā)展的重要課題。軋制銅板鉆孔銅冷卻壁由于結(jié)構(gòu)致密、組織缺陷少、冷卻效率高，其應(yīng)用范圍最為廣泛。即使渣皮瞬間脫落，也能在其熱面迅速形成新的渣皮冷卻壁，這種特性是其他常規(guī)冷卻器所不能比擬的。廣東汕頭華興冶金備件有限公司和首鋼合作，于2001年1月設(shè)計(jì)研制出2塊銅，應(yīng)用了該公司提供的120塊銅冷卻壁，這是我國(guó)高爐正式使用冷卻壁，并安裝冷卻壁技術(shù)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。另一種值得關(guān)注的現(xiàn)象是高爐爐底和爐缸厚度都呈減薄趨勢(shì)，個(gè)別大型高爐的爐底厚度已經(jīng)減薄到2400nun，首鋼首秦公司1號(hào)高爐1200m3爐缸采用熱壓碳磚，其爐缸壁厚度僅為800Inln。這兩種技術(shù)體系都必須采用具有高導(dǎo)熱性且抗鐵水滲透性能優(yōu)異的碳磚?！皩?dǎo)熱法”和“耐火材料法”這兩種看來(lái)似乎截然不同的設(shè)計(jì)體系，其技術(shù)原理的實(shí)質(zhì)卻是一致的。（1）長(zhǎng)壽爐缸爐底的關(guān)鍵是必須采用高質(zhì)量的碳磚并輔之合理的冷卻。研究表明，適當(dāng)加深鐵口深度，對(duì)于抑制鐵口區(qū)周圍爐缸內(nèi)襯的侵蝕具有顯著作用，鐵口深度一般為爐缸半徑的45%左右。2）適當(dāng)加高爐缸在大噴煤操作條件下，爐缸風(fēng)口回旋區(qū)結(jié)構(gòu)將發(fā)生變化。1）加深死鐵層深度實(shí)踐證實(shí)，高爐爐缸底“象腳狀”的異常侵蝕，主要是由于鐵水滲透到碳磚中，使碳磚脆化變質(zhì)，再加之爐缸內(nèi)鐵水環(huán)流的沖刷作用而形成的。則h2=(Dd)tanα=()176。每晝夜出鐵次數(shù)nr=8次取高爐座數(shù)2座，利用系數(shù)=[t/( m3高爐冶煉的實(shí)質(zhì)是上升的煤氣流和下降的爐料之間進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的過(guò)程，因此必須提供燃料燃燒的空間，提供高溫煤氣流和爐料進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的空間。3 高爐本體高爐本體包括基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐寸、冷卻設(shè)備以及高爐爐型設(shè)計(jì)等。 表210 煤氣各成分平均比熱容N2CO2COH2CH4H2O Q煤氣=++++ =（KJ）Q水=100=（KJ）Q煤氣=+=（KJ）（8）水分分解吸熱（%18/24+180%）=（KJ）（9）爐塵帶走的熱 20200=（KJ） 故Q=+++1214000+540558+211014+++=（KJ）（10）冷卻水帶走的熱及爐殼散發(fā)熱損失 =（KJ）計(jì)算結(jié)果列入下表211。故有：GFeOFe2(SiO3)3=%20%+345%+180%=(Kg)GFeOFe3O4=%80%=（Kg）GFe2O3 Fe3O4=160/72=（Kg）GFe2O3自由=%=（Kg）故 GFe3O4=+=(kg) 依據(jù)每千克鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱。 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。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(jiàn)表22。d)] 焦炭冶煉強(qiáng)度：[t/(m179。（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(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)。包括原煤的儲(chǔ)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。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(guò)一系列的凈化使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶對(duì)煤氣質(zhì)量的要求。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(guò)上料系統(tǒng)裝入高爐。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。年產(chǎn)量500萬(wàn)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(wú)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(tái)及出鐵場(chǎng)……………………………………………………………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(yǔ)…………………………………………………………………………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(guò)程。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。 （2）送風(fēng)系統(tǒng)。 （4）渣鐵處理系統(tǒng)。 高爐生產(chǎn)的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn) 特點(diǎn)：（1）高爐是一個(gè)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(dòng)物流是一切反應(yīng)的基礎(chǔ)； （3）高爐壽命長(zhǎng)； （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。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(jiàn)表22，表23，表24。d)] 置換比： 相對(duì)濕度：% 鼓風(fēng)濕度：12g/ m179。 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。=(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。 QFeOFe2(SiO3)3==(KJ) QFe3O4=(+)=（KJ） QFe2O3==（KJ）Q鐵氧化物總解熱=++=（KJ） =%1000=（KJ） =%1000=（KJ） =%1000=（KJ） =+++=（KJ）（2）脫S吸熱 ,，二者差別很大，：≈4：1來(lái)計(jì)算平均脫硫耗熱。 表211 熱平衡表熱收入熱量/KJ比例/%熱支出熱量/KJ比例/%碳素氧化放熱熱風(fēng)帶的熱氫氧化放熱甲烷生成熱物料物理熱氧化物分解脫硫水分解游離水蒸發(fā)鐵水帶熱爐渣帶熱噴吹物分解煤氣帶走熱爐塵帶熱熱損失1214000540558211014總計(jì)總計(jì)熱利用系數(shù)KT=100%(%+%)=% KC={ /[()]}100%=%從上述指標(biāo)可以看出，本例的碳素?zé)崮芾们闆r較好，約為65%。高爐的大小以高爐有效容積和高爐坐數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐爐型設(shè)計(jì)是高爐本體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。高爐爐型要適應(yīng)原燃料條件的要求，保證冶煉過(guò)程的順行。d)] 每座高爐日