【正文】 結(jié)構(gòu)。這些對系統(tǒng)的節(jié)能降耗均已起到積極的作用。與國外企業(yè)相比，中國大多數(shù)企業(yè)的原燃料穩(wěn)定性較差，更需要嚴格的監(jiān)測控制。要努力保持穩(wěn)定操作條件，通過出鐵制度和提高焦炭質(zhì)量來控制渣鐵流動方式，避免爐缸過度和局部磨損。高風溫是提高煤比和直接降低焦比的有效手段。許多企業(yè)在噴吹理念和工藝設備等方面還需要改進，以不斷提高煤比，降低焦比。但隨著國內(nèi)廢鋼積蓄量的激增，供應總量的不斷增加，加之進口廢鋼(2022 年，中國冶金行7業(yè)消耗了約 7200 萬 噸 廢鋼)，若干年后，存在著廢鋼作為高爐爐料的可能性。中國的高爐富氧率普遍很低，平均只有 1％左右，且不穩(wěn)定。研究確定適應原燃料條件的最佳高爐容積是一個非常有意義的課題。這些高爐都面臨著不同程度的大型化問題。的超大型高爐投產(chǎn)或正在建設。雖然中國高爐煉鐵已達到國際先進水平，但仍要像國外一樣，圍繞著實現(xiàn)高效化、低燃料比、高爐長壽、以及環(huán)保等方面持續(xù)進行改進和優(yōu)化。(3) 熔融還原法煉鐵擺脫了高爐法對于昂貴焦炭以及直接還原法對于天然氣、石油的依賴，縮短了生產(chǎn)工藝流程，減少了環(huán)境污染，生產(chǎn)的鐵水適用于轉(zhuǎn)爐煉鋼。在降低高爐能耗的同時，發(fā)展長壽技術(shù)，開發(fā)計算機專家系統(tǒng)，爐容逐步大型化。不僅上料系統(tǒng)、熱風爐燃燒和換爐、爐前操作等各環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自動化操作，爐內(nèi)冶煉過程控制也由于人工智能、專門系統(tǒng)的應用有很大提高。一代爐役單位爐容產(chǎn)鐵量達到 7000～9000t/m179。（9）低硅生鐵冶煉技術(shù)。中國根據(jù)自己的資源特點重點發(fā)展了噴煤粉，到 70 年代末全國重點鋼鐵企業(yè)已有 40 座高爐噴煤粉，占當時重點鋼鐵企業(yè)高爐總數(shù)的 ％。（8）噴吹燃料技術(shù)。60 年代起高爐大量噴吹燃料以后，風口前的火焰溫度已不是過高而是常常不足，于是加濕鼓風逐漸用得少了，反而又出現(xiàn)了脫濕鼓風技術(shù)，即將鼓風中的自然水分脫除到適當水平以保持風口前適當?shù)幕鹧鏈囟?，同時又使鼓風濕度保持穩(wěn)定。為減少煤氣體積，利于爐況順行，提高冶煉強度和產(chǎn)量，20 世紀中葉出現(xiàn)了富氧鼓風技術(shù)，即在高爐鼓風中兌入一部分工業(yè)氧氣。（4）高壓操作。日產(chǎn)鐵萬噸以上。 ，產(chǎn)量30～50t/d；到 19 世紀末容積增大到 500～700 m179。與此同時焦炭質(zhì)量也不斷提高。主要有：（1）采用精料。（8）高爐一代壽命。休風率是指休風時間占全年日歷時間的百分數(shù)。（5）高爐煉鐵強度。每噸生鐵的噴煤量和噴油量分別稱為煤比和油比。焦比是指冶煉每噸生鐵所消耗的焦炭量，即每晝夜焦炭消耗量 Qk與每晝夜的生鐵產(chǎn)量 P 之比。高爐有效容積系數(shù)是指每晝夜、每1m3高爐有效容積的生鐵產(chǎn)量，即高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量 P 與高爐有效容積 V 有 之比。熔劑應盡量配入燒結(jié)礦中，直接入爐部分只作調(diào)劑爐渣成分用。高爐煉鐵廠一般包括：高爐主體設備，高爐鼓風系統(tǒng)，高爐貯礦槽系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、爐頂系統(tǒng)、爐體系統(tǒng)、3風口平臺出鐵場系統(tǒng)、熱風爐系統(tǒng)、粗煤氣系統(tǒng)、爐渣處理系統(tǒng)、燃料噴吹系統(tǒng)鐵水等。高爐煉鐵廠是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的主要組成部分，也可作為生產(chǎn)生鐵的獨立工廠。70 年代以來，中國先后采用了無料鐘爐頂、高風溫熱風爐、計算機控制、余壓回收和余熱利用等技術(shù)。此后我國煉鐵工業(yè)發(fā)展緩慢，無論生產(chǎn)技術(shù)還是產(chǎn)量都與世界平均水平差距巨大。隨著精料、超高壓爐頂、高風溫熱風爐、燃料噴吹、富氧、脫濕和計算機控制等技術(shù)的發(fā)展，70 年代初爐容增大至 4000～5500m 3 ，日產(chǎn)生鐵 10000t 以上。19世紀下半葉，高爐容積逐步擴大，設備結(jié)構(gòu)趨向完善。以木炭為燃料，利用自然風力進行燃燒、加熱和還原鐵礦石，產(chǎn)品為類似塊狀的海綿鐵。所以在一定意義上說，一個國家的鋼鐵工業(yè)發(fā)展狀況也反映其國民經(jīng)濟發(fā)展程度。 概述鋼鐵作為基礎工業(yè)材料自身價格相對低廉同時具有以下優(yōu)點：（1）具有較高的強度及韌性。1年產(chǎn) 250 萬噸煉鋼生鐵高爐車間設計說明書第一章 文獻綜述鋼鐵是重要的金屬材料之一，廣泛應用于各個領(lǐng)域，因此鋼鐵生產(chǎn)水平是一個國家工業(yè)發(fā)展程度的標志之一。（2）容易用于鑄、鍛、切削以及焊接等多種加工方式，可以得到任何結(jié)構(gòu)、任何形態(tài)的工件。到目前為止，沒有任何材料能夠代替鋼鐵的地位。隨著人力、畜力和水力鼓風方法的出現(xiàn)，產(chǎn)量提高，渣和鐵也比較容易分離，產(chǎn)品質(zhì)量有所提高。20 世紀初至 50 年代，美國采用了人造富礦以及高壓爐頂、綜合鼓風技術(shù)，為高爐發(fā)展奠定了基礎。90 年代初，世界 4000～5500m 3 的大型高爐已有約 30 座，高爐最長壽命達 16 年，一代爐役的單位爐容出鐵量達 10000t／m 3 。20 世紀 50 年代，中國先后在鞍山、本溪、武漢、包頭等鋼鐵公司設計建成了容積為 800～1500m 3 的高爐，建成了年產(chǎn) 300 萬 t 生鐵規(guī)模的煉鐵廠，設計采用了自熔性燒結(jié)礦、篩分整粒、高壓爐頂技術(shù)。1985 年，中國寶山鋼鐵總廠建成第一座 4000m3 級大型現(xiàn)代化高爐，至 90 年代初，又設計建成了兩座更加先進的 4000m3 級高爐，形成了年產(chǎn) 1000 萬 t 生鐵規(guī)模的大型煉鐵廠。主產(chǎn)品為煉鋼生鐵和鑄造生鐵。 高爐煉鐵的主要原料包括人造富礦(如燒結(jié)礦、球團礦等)和天然鐵礦石。高爐煉鐵的主要燃料是焦炭，要求灰分低(≤13％)、含硫低(≤％)、強度好(M 40 ≥76％)。η v 是高爐煉鐵的重要指標，η v 愈大，高爐生產(chǎn)率愈高。焦炭的消耗量約占生產(chǎn)成本的30％～40％，焦炭價格昂貴，降低焦比可降低生鐵成本。此時燃料比等于焦比加煤比加油比。冶煉強度是指高爐每晝夜高爐燃燒的焦炭量 Qk 與高爐容積 V 有 的比值，是表示高爐強化程度的指標，單位為 t/(m降低休風率是高爐增產(chǎn)的重要途徑一般高爐休風率低于 2％。高爐一代壽命是指從點火開爐到停爐大修之間的冶煉時間，或是指高爐相鄰兩次大修之間的冶煉時間。19 世紀 40 年代開始生產(chǎn)人造富礦(燒結(jié)礦、方團礦和球團礦等) 。這些，使高爐冶煉指標明顯改善。產(chǎn)量 400～500t/d；進入 20世紀爐容不斷擴大到 1000～3000 m179。（3）上部和下部調(diào)劑技術(shù)。以前高爐爐頂壓力為 ～ ，20 世紀中期出現(xiàn)了高壓( 爐頂 )操作，初期爐頂壓力提高到 左右，隨著鼓風機能力加大，和設備制造水平提高，到 20 世紀后期爐頂壓力已達到 ～ 。但由于風口前火焰溫度的限制，這項技術(shù)在 20 世紀 60 年代高爐噴吹燃料技術(shù)發(fā)展起來以后，才得到廣泛應用。（7）高風溫技術(shù)。為大量降低高爐焦比，60 年代起普遍采用了從高爐風口噴吹燃料的技術(shù)。1966 年首都鋼鐵公司的高爐平均噴煤量達到159kg/t，焦比降到 476kg/t，其中 1 號高爐年平均噴煤 225kg/t，最好的月份噴煤量達 279kg/t，焦比為 336kg/t，創(chuàng)世界噴煤最高紀錄。由于降低生鐵含硅量高爐可以降低焦比和提高產(chǎn)量，同時對轉(zhuǎn)爐煉鋼也有好處；也由于原料改善，風溫提高和操作水平提高，為降硅創(chuàng)造了條件，20 世紀后期煉鋼生鐵含硅量逐步降低，到 20 世紀末，許多高爐的生鐵含硅量已降到 ％～％的水平。高的達到 12022t/m179。 我國高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢近 10 年來，中國高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長壽化、清潔化發(fā)展進程加快，煉鐵不僅表現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)濟指標的顯著提高，也表現(xiàn)在工藝技術(shù)裝備水平6迅速提升，其中有些已經(jīng)進入了世界先進行列。(2) 直接還原法作為高爐煉鐵法的補充，將在鋼鐵工業(yè)發(fā)展中占有一定地位。1989 年南非鋼鐵公司(ISCOR)新建的 30 萬 t／a 熔融還原裝置投入生產(chǎn)。（1） 以合理的大型化帶動高效化在過去的幾年里，中同在高爐大型化方面取得了很大的成績。然而，還應當清楚地看到，除了仍存在大量需要政策淘汰的小于 300m179。在高爐大型化的過程中，各廠需要針對具體情況，確定合理的高爐容積。國外在高爐大型化的過程中，十分重視原有基礎設施的利用，以最大限度地減少一次性投資。應努力提高富氧率，特別是對于大型高爐。對于中國來說，將來高爐吃廢鋼還是繼續(xù)維持高爐——轉(zhuǎn)爐這一流程事關(guān)鋼鐵行業(yè)的生存。例如：將噴煤量作為爐缸熱狀態(tài)的最主要調(diào)劑手段，頻繁改變煤量限制了煤比的穩(wěn)定提高；在噴煤與富氧之間關(guān)系上存在爭議，認為低煤比時無需富氧，影響了富氧的使用和帶來的煤比提高；一些噴吹系統(tǒng)設計不合理，噴吹的穩(wěn)定性差，各風口的分配精度低，缺乏必要的連續(xù)噴吹保障手段，導致高爐難以接收高煤比；許多噴槍的材質(zhì)差、結(jié)構(gòu)簡單，造成經(jīng)常性燒槍停煤。應充分利用鼓風濕分在控制風口燃燒溫度和爐缸熱狀態(tài)方面的作用，減少撤風溫調(diào)爐溫的機率，盡可能維持風溫穩(wěn)定在最高水平。要避免追求一時的高產(chǎn)指標而帶來對高爐本體和設備的損害。如，要提高燒結(jié)混合料水分的測量和控制精度，降低燒結(jié)指標和燒結(jié)礦質(zhì)量的變化；要加強對入爐原燃料成分和性能檢測的頻率，及時發(fā)現(xiàn)問題；要重視在料面和爐身的爐料、溫度、氣流分布的測量和控制，避免爐內(nèi)徑向不均勻現(xiàn)象；要加強對爐缸工作狀態(tài)(鼓風和噴吹參數(shù)、風口燃燒狀態(tài)、渣鐵液位及流動方式、爐缸磨損、渣鐵溫度和流量、鐵口深度等)的監(jiān)測和控制，保證爐缸的工作穩(wěn)定。然而，應當看到，在整個流程和配置中，還存在許多在節(jié)能降耗方面可以改進的方面，包括上述各項技術(shù)本身。研究制粉和噴吹過程的參數(shù)優(yōu)化，降低噴煤的系統(tǒng)能耗。應全面實施出鐵場的煙塵控制，消除出鐵時的無組織排放；應將工藝控制和末端治理相結(jié)合，對燒結(jié)煙氣進行適宜的處理，滿足粉塵和 S02 等污染物排放標準。而在工業(yè)行業(yè)內(nèi)，鋼鐵工業(yè)的排放量占約15％，被認為是最大的排放行業(yè)之一。高爐——轉(zhuǎn)爐流程的 CO2 排放量是 1700kg/t(鋼)，而廢鋼 ——電爐流程則是約400kg/t(鋼)。假如能按全球的 測算，則可少排 CO2 約 億 t，可節(jié)約燃料消耗約 1 億 t。深入研究開發(fā)各種 CO2 減排工藝和技術(shù)也是一項迫切的工作。另外還有主體設備圖紙 2 張（CAD 圖紙及手繪圖紙各一張）,車間廠房配置圖 2 張（平面圖和立面圖各一張），設備流程圖 1 張。正確處理局部和全局的關(guān)系，工業(yè)部門之間的關(guān)系，中央工業(yè)和地方工業(yè)的關(guān)系，統(tǒng)籌兼顧，全面安排。當有條件時，盡可能利用現(xiàn)有居民點、交通運輸設施和公用工程設施。10（4）靠近原、燃料基地 落實和充足的資源條件是企業(yè)建設的基礎和前提。建設期間要有大量的材料、設備從各地源源不斷的運進，投產(chǎn)之后，不僅有大宗原、燃料運入，而且有大量的成品運往各地，這就要求所選廠址必須有方便的交通運輸條件。電源也是一樣，不僅要求有足夠的電源，有的企業(yè)或企業(yè)的重要設備或設施要求有二路電源同時供電。（7）有利保護環(huán)境 選擇廠址應考慮保護環(huán)境和景觀，廠址不應靠近和影響風景游覽和自然保護區(qū)，不應位于窩風地帶；有污染的企業(yè)應遠離居住區(qū)并合理利用風向確定其相互位置；企業(yè)應位于地表飲用水源的下游。這些設施與周圍企業(yè)協(xié)作共建，以節(jié)約投資，加快建設速度。攀西地區(qū)鐵礦石儲量十分豐富，釩鈦磁鐵礦世界聞名。此外，非金屬礦產(chǎn)中，石灰?guī)r、白云巖、硅石、大理巖、石墨、水晶等礦產(chǎn)資源也很豐富。攀成高速公路已基本建成通車，使其鋼鐵產(chǎn)品能夠便利地運往西南各地，并輻射全國。具有完善的人才培養(yǎng)機制。通運輸條件便利，水電資源充足，其自然條件和協(xié)助條件都很優(yōu)越。原料、燃料隨著爐內(nèi)熔煉等過程的進行而下降，在爐料下降和上升的煤氣相遇，先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵，鐵礦石原料中的雜質(zhì)與加入爐內(nèi)的熔劑相結(jié)合而成渣，爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐，送往煉鋼廠或鑄造廠。有效容積的生鐵產(chǎn)量。小型高爐的更高，100～300m 3 高爐的利用系數(shù)為 ～。本設計中取 K=450kg/t（3） 煤比（ ）Y冶煉每噸生鐵消耗的煤粉為煤比。i本設計 i=?d。 （7） 休風率休風率是指高爐休風時間占高爐規(guī)定作業(yè)時間的百分數(shù)。 第四章 高爐煉鐵綜合計算高爐煉鐵需要的礦石、熔劑和燃料(焦炭及噴吹燃料)的量是有一定規(guī)律的，根據(jù)原料成分、產(chǎn)品質(zhì)量要求和冶煉條件不同可以設計出所需的工藝條件。16 已知條件 原始數(shù)據(jù)整理生產(chǎn)中原始資料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不相吻合，加之分析方法不同存在分析誤差，以致各種化學組成之和不等于 100%。在各種原料中化合物存在的形態(tài)和有關(guān)換算，按照下述方法處理。天然礦石中的 S 以 FeS2 形態(tài)存在，換算式如下：w(FeS2)=w(S) %，式中 S 為分析所得的百分含量。w[Mn]= w(Mn)礦 m(Fe)鐵 /w(Fe)礦Mn?式中： w[Mn]—生鐵含錳量，%； w(Mn)礦—— 混合礦含錳量，%；—錳的回收率，一般為 ～；nm(Fe)鐵 —礦石帶入的生鐵的鐵量，kg/t 鐵；w(Fe)礦 —混合礦含鐵量，%。 冶煉條件確定（1）根據(jù)原料條件，國家標準和行業(yè)標準等確定生鐵成分。一般可參考表 41 選。確定燃料比應該依據(jù)冶煉鐵種，原料條件，風溫水平和生產(chǎn)經(jīng)驗等全面衡定，在有噴吹條件下，力爭多噴燃料。表 44 噴吹物成分（%）灰分成分 C H2 O2 H2O N2 S SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO總計煤粉 0 100 計算方法與過程為精確配料，現(xiàn)根據(jù)設計的生產(chǎn)要求，先根據(jù)生鐵成分，然后用理論方法進行配料比計算，然后以配出的礦石為基礎對礦石用量、生鐵中鐵量、渣量及爐渣進行計算，最后進行爐渣性能、生鐵成分進行校核。則 ：焦炭帶入 Fe 量： ??????????煤粉帶入 Fe 量：