【正文】 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 25 焦炭帶入固定碳量： 283 0 ?? 煤粉帶入固定碳量： 9 ?? 共計(jì)燃料量： += 生成 CH4 的碳量： = 熔于生鐵的碳量： 1000= 還原 Mn 消耗的碳量： 100012 /55= 還原 Si消耗的碳量： 100024/28= 還原 P 消耗的碳量： 100060/62= 還原 Fe 消耗的碳量： 100012/56= 其他因素直接還原耗碳量： ++= 直接還原消耗的碳量： Cd=+++= 每屯生鐵的氧化碳量： co == 風(fēng)口前燃燒的碳量： Cb== 風(fēng)口前燃燒的碳量占爐總碳量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 100%=% 2 、根據(jù)碳平衡計(jì)算風(fēng)量。 ①工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積?。? ②可以處理含鐵量小于 40％的熔渣； ③耗水量小，渣水比為 1:1 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 18 圖 圖拉法水淬渣工藝流程圖 高爐本體和出鐵場(chǎng)設(shè)計(jì)方案 根據(jù)上述對(duì)文獻(xiàn)資料的總結(jié)分析，按照高爐設(shè)計(jì)先進(jìn)、合理、可行、經(jīng)濟(jì)的原則，本設(shè)計(jì)擬采用如下方案：采用陶瓷 杯爐底爐缸；出鐵場(chǎng)設(shè)計(jì)為雙矩形出鐵場(chǎng)，用 INBA 法水沖渣處理爐渣。目前，國(guó)內(nèi)高爐普遍采用水沖渣處理方法，特殊情況的采用于渣生產(chǎn)，在爐前直接進(jìn)行沖渣棉的高爐很少。 圖 混鐵爐式鐵水罐車 1— 車鉤； 2— 底盤； 3— 雙軸小車； 4— 平衡梁； 5— 齒環(huán)； 6— 軸座； 7— 軸； 8— 鐵水罐； 9— 傳動(dòng)齒輪； 10— 減速機(jī)； 11— 減震器 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 17 鑄鐵機(jī) 鑄鐵機(jī)是把鐵水連續(xù)鑄成鐵塊的機(jī)械化設(shè)備。爐前吊車主要用于吊運(yùn)爐前各種爐料，清理渣鐵溝，更換主鐵溝、撇渣器和檢修爐前設(shè)備等 [18]~[19]。 ② 活塞應(yīng)具有足夠的推力，用以克服密實(shí)堵口泥的最大運(yùn)動(dòng)阻力，將堵口泥分布在爐缸內(nèi)壁上。按其傳動(dòng)方式可分為電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)和氣液復(fù)合傳動(dòng) 4 種， 按其傳動(dòng)原理可分為鉆孔式和沖鉆式兩種。圖 多鐵口的雙矩形出鐵場(chǎng)、圖 環(huán)型出鐵場(chǎng)平面布置圖。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 12 在鐵口側(cè)布置著鐵鉤和下渣溝的爐前平臺(tái)成為出鐵場(chǎng)。 對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求： 1) 高爐基礎(chǔ)應(yīng)把全部載荷均勻地傳給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻沉陷。國(guó)外早在 1982 年就開始對(duì)鑄鋼冷卻壁的進(jìn)行了研究和開發(fā)。冷卻壁有光面和鑲磚兩種。 水箱有鑄鐵支梁式水箱，鑄鋼空腔式水箱等 1) 噴水冷卻裝置 高爐爐身和爐腹部位設(shè)有環(huán)型噴水管冷卻爐皮。 4) 當(dāng)耐火材料大部分或全部被侵蝕后，能靠冷卻設(shè)備上的渣皮繼續(xù)維持高爐生產(chǎn)。m1C），W其主要有 : 導(dǎo)熱系數(shù)、抗堿性、抗鐵水溶蝕性、抗?fàn)t渣侵蝕性、平均氣孔、小于 1? m孔容積率 、透氣度和抗氧化性；武鋼應(yīng)用這些檢驗(yàn)方法選用高爐耐火材料已有十多年歷史 , 對(duì)武鋼提高高爐壽命發(fā)揮了重要作用。主要優(yōu)點(diǎn)是 : (l) 陶瓷質(zhì)耐火磚具有較好的抗鐵水溶蝕性 , 能克服炭磚抗鐵水溶蝕性差的缺點(diǎn) , 可以減緩或消除爐缸蘑菇形侵蝕。 高爐爐襯 高爐爐襯是用能夠抵抗高溫和化學(xué)侵蝕作用的耐火材料砌筑成的。由于高爐大型化主要是爐型橫向增大，所以高爐有效容積增大時(shí)高爐爐身高度增大并不多，大型高爐爐身高度基本在 18~16 m 范圍。爐缸的容積不僅應(yīng)能保證足夠數(shù)量的燃料燃燒，而且能容納一定數(shù)量的鐵和渣。 3) 現(xiàn)代爐型 由于人們對(duì)產(chǎn)量的要求和原燃料質(zhì)量的改善，以鼓風(fēng)機(jī)能力的提高，高爐爐型向著“大型橫向”發(fā)展。 提高爐頂壓力 煤氣清洗系統(tǒng)文氏管安裝了可調(diào)喉口，利用調(diào)節(jié)文氏管喉口的方法，將高爐頂壓控制在 35KPa左右。 爐容大型化及其空 間尺寸的發(fā)展 我國(guó)現(xiàn)有高爐 1250座左右，大于 1000 3m 以上容積的高爐有僅 128座，高爐結(jié)構(gòu)不合理，平均爐容小，落后產(chǎn)能所占比重過(guò)大；固體廢棄物 (塵、泥和爐渣等 )產(chǎn)生總量增長(zhǎng)過(guò)快；燒結(jié) SO2排放形勢(shì)日益嚴(yán)峻等。這些指標(biāo)都是以高爐有效容積 (Vu)為基準(zhǔn)得來(lái)。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目：包頭原料條件下 3200m3 高爐本體設(shè)計(jì)及渣鐵處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 I 包頭 原料條件下 3200m3 高爐本體及渣鐵處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 高爐本體和渣鐵處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)是煉鐵車間設(shè)計(jì)的重要部分。 高爐有效容積利用系數(shù) uv VP?? ， t/(m3 生產(chǎn)實(shí)踐證明，大型高爐容加上精料、高風(fēng)溫、高壓爐頂、綜合噴吹以及春水冷卻等近代技術(shù)，可以降低單位燒結(jié)面積的基建投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，燒結(jié)礦質(zhì)量，使高爐能耗降低、壽命增加，高爐利用系數(shù)也可達(dá)到 上，同時(shí) 生產(chǎn)管理方便，易于環(huán)境治理。爐頂壓力的提高有利于減少壓差、穩(wěn)定爐況、提高煤氣利用率、最終提高產(chǎn)量。高爐大型化成為高爐冶煉的發(fā)展趨勢(shì)。爐缸的高度應(yīng)能保證在爐缸內(nèi)容納兩次出鐵間隔時(shí)間內(nèi)所生成的鐵水和一定數(shù)量的爐渣，并應(yīng)考慮因故而不能按時(shí)放渣放鐵時(shí)能容納多余的鐵水和爐渣，因此爐缸高度直接決定了渣口和風(fēng)口的高度，同時(shí)也影響風(fēng)口前氧化帶的形狀和大小，從而也是影響爐況的主要要因素。爐身角的大小與爐料的下降和煤氣流的上升過(guò)程中的分布狀態(tài)關(guān)系極大。爐襯的主要作用是構(gòu)成工作空間，減少散熱損失，以及保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)件免遭熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕作用。 (2)陶瓷質(zhì)耐火材料導(dǎo)熱系數(shù)比炭 磚低對(duì)爐缸鐵水有保溫作用 , 能提高鐵水溫度 , 降低煉鐵能耗。目前 , 這些檢驗(yàn)方法已在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用 , 很多新型優(yōu)質(zhì)高爐耐火材料不斷地開發(fā)出來(lái) , 有的綜合性能已趕上國(guó)際先進(jìn)水平 , 有些指標(biāo)甚至超過(guò)了國(guó)際先進(jìn)水平 [10]~[11]。m1K 1 抗堿度 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu) 差 差 從表 , 國(guó)產(chǎn)微孔剛玉磚的各項(xiàng)性能均已達(dá)到或優(yōu)于法國(guó)陶瓷杯磚 , 其中抗?fàn)t渣侵蝕性和耐壓強(qiáng)度更好。 冷卻介質(zhì)選擇及處理 冷卻介質(zhì)選擇 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 9 根據(jù)高爐不同部位的工作條件及冷卻的要求，所用的冷卻介質(zhì)也不同，一般常用的冷卻介質(zhì)有：水、空氣和汽水的混合物，即水冷、風(fēng)冷和汽化冷卻。大中型高爐在爐齡末期，冷卻器被燒毀的情況下，為了繼續(xù)維持生產(chǎn)，爐皮噴水冷卻時(shí)一項(xiàng)重要措施。 合理的冷卻結(jié)構(gòu) 冷卻結(jié)構(gòu)的的合理與否對(duì)高爐長(zhǎng)壽影響巨大?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)有部分鋼鐵企業(yè)使用剛冷卻壁，如濟(jì)鋼、南鋼和鞍鋼等，效果較好。 2) 具有一定的耐熱能力。出鐵場(chǎng)有矩形出鐵場(chǎng)、雙矩形出鐵場(chǎng)和環(huán)行出鐵場(chǎng)。 圖 單鐵口的矩形出鐵場(chǎng)平面布置圖 1高爐； 2南渣口； 3西渣口； 4東渣口； 5水渣溝； 6信號(hào)室； 7鐵水主溝； 8撇渣器； 9鐵水溝； 10下渣溝； 11爐前吊車； 12鐵路； 13電泡操作室 14泥溝庫(kù)； 15炮泥庫(kù)； 16焦粉庫(kù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 圖 多鐵口的雙矩形出鐵場(chǎng)平面布置 圖 環(huán)形出鐵場(chǎng)平面布置 高爐； 2主溝； 3鐵溝； 4下渣口； 5擺動(dòng)溜嘴； 6風(fēng)口平臺(tái)； 7出鐵場(chǎng)； 8鐵水罐停放、運(yùn)輸線； 9汽車直接上出鐵場(chǎng)平臺(tái)通道； 10輔助材料運(yùn)輸線； 11爐前起重機(jī) 2) 出鐵場(chǎng)除塵 為了改善爐前高溫、多塵的勞動(dòng)環(huán)境，減少煙塵和熱輻射對(duì)人體的危害，在渣鐵溝上方設(shè)計(jì)有溝蓋，在渣、鐵罐上方設(shè)計(jì)有抽塵罩，除塵管道全部采用側(cè)吸式并埋入沙層中。中小高爐使用的是電動(dòng)鉆孔式，大中型高爐采用全氣動(dòng)全液壓氣液復(fù)合傳動(dòng)沖鉆式開口機(jī)。 ③ 炮嘴應(yīng)有合理的運(yùn)動(dòng)軌跡，泥炮到達(dá)工作位置時(shí)要有一定傾角，而且炮嘴進(jìn)入出鐵口泥套時(shí)，應(yīng)盡量沿直線運(yùn)動(dòng)，以免損壞泥套。 鐵水處理 高爐生產(chǎn)的鐵水，大部分用于煉鋼。一般年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸以上的獨(dú)立煉鐵車間或年產(chǎn) 300~25 噸的聯(lián)合企業(yè)都應(yīng)設(shè)置鑄鐵機(jī)。 水淬渣按過(guò)濾方式的不同可分為以下幾種方式： ① 過(guò)濾池過(guò)濾。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 19 第二章 煉鐵工藝計(jì)算 高爐物料平衡計(jì)算 原料條件及平衡計(jì)算 [22] 1. 原料條件 包頭地區(qū)原料成分見表 ～ 表 礦石成分表 (%) 成分 TFe Mn P S F FeO CaO 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 生礦 硅礦 石灰石 續(xù)表 成分 SiO2 MgO Al2O3 RxOy K2O Na2O CO2 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 生礦 硅礦 石灰石 表 焦炭成分表（ %） 固定碳 （ %） 灰分 （ %） SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO FeS P2O5 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 20 續(xù)表 揮發(fā)分 （ %） 有機(jī)物（ %） 合 計(jì) 全硫 游離水 CO2 CO CH4 N2 H2 H N S （ S 全 ＝ S 有機(jī) ＋ FeS32/88＝ ＋ 32247。 1m3 鼓風(fēng)中的氧的濃度： ++= 風(fēng)口前燃燒的碳需要氧量： （ 212） = 量煤粉可供給： 110（ +） = 給則每屯生鐵鼓風(fēng)量： Vb 2 1 22 3 1 ?? ）（ m3 3 、計(jì)算煤氣各組分的體積和成分。 硅石用量： 0 1 5 ??? ?? （ 4）渣量及爐渣成分計(jì)算 爐料帶入的各種爐渣組分的數(shù)量為： ∑CaO＝ +＝ ∑SiO2＝ ＋ ＝ ∑MgO=+420+110+ = ∑Al2O3=+420+110+ ＝ Kg 渣中 MnO 量＝ 71/55＝ Kg 渣中 FeO 量＝ 72/56＝ Kg 渣中 CaF2 量＝ ＝ Kg 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 24 渣中 K2O 量＝ ＝ Kg 渣中 Na2O 量＝ ＝ 渣 中 RexOy 量＝ ＝ Kg 每噸爐料 全部含 硫量 ： +420+110+ ＝ 進(jìn)入生鐵的硫量＝ 1000%＝ Kg 進(jìn)入煤氣的硫量＝ ＝ 進(jìn)入渣中的硫量＝ ＝ Kg 爐渣組成列入表 表 爐渣組成 項(xiàng) 目 CaO MgO SiO2 Al2O3 MnO FeO 數(shù)量Kg 成分 % 項(xiàng)目 K2O Na2O RexOy CaF2 S/2 ∑ 數(shù)量Kg 成分 % 爐渣性能校核： 爐渣實(shí)際堿度 R＝ ＝ 物料平衡計(jì)算 已知 rd＝ （ — ） ， ηH＝ （ — ） ，空 氣濕度為 g/m3.鼓 風(fēng)濕度為 ψ＝ 物料平衡計(jì)算的步聚為： 1 、風(fēng)口前燃燒的碳量。 圖拉法水淬渣 ：用高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械粒化輪配合低轉(zhuǎn)速脫水轉(zhuǎn)鼓處理熔渣。它可以做礦渣水泥、渣磚、濕碾混凝土、泡沫渣和渣棉等。魚雷罐車取代傳統(tǒng)的鐵水罐車和混鐵爐，可在鐵水運(yùn)輸過(guò)程中按照鋼鐵煉制工藝過(guò)程進(jìn)行鐵水混合、保溫、脫磷、脫硫等處理，從而縮短了冶煉時(shí)間，降低冶煉成本，實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼，它是一種高效、先進(jìn)的冶煉工藝設(shè)備。 3) 爐前吊車 為減輕勞動(dòng)強(qiáng)度及方便爐前設(shè)備檢修，高爐均設(shè)置有橫跨爐前出鐵場(chǎng)的吊橋式吊車或環(huán)行出鐵場(chǎng)的橋式吊車。 ① 泥炮工作缸應(yīng)具有足夠的容量，以供應(yīng)足夠堵口的耐火泥，能夠一次堵住出鐵口。開口機(jī)走行梁一端可以繞一固定軸回轉(zhuǎn)，另一端通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)使其離開或送至開鐵口位置。 鞍鋼新 1 號(hào) 3200 4 雙矩形出鐵場(chǎng) 如圖 單口鐵的矩形出鐵場(chǎng)，目前這種布置已經(jīng)很少見了。為了便于觀察風(fēng)口和檢查冷卻設(shè)備以及進(jìn)行更換風(fēng)、渣口等冷卻設(shè)備的操作，風(fēng)口平臺(tái)應(yīng)寬敞平坦，但應(yīng)留有一定泄水坡度。高爐基地由地下的基座和地面上的基墩組成。高導(dǎo)熱性的紫銅冷卻壁的國(guó)產(chǎn)化及應(yīng)用也得到很好地發(fā)展。 圖 風(fēng)口結(jié)構(gòu) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 圖 渣口裝置 3) 冷卻壁 冷卻壁裝設(shè)在磚襯和爐殼之間，它是內(nèi)部鑄有無(wú)縫鋼管的鑄鐵板。 冷卻板型式有鑄銅冷卻板，其中有兩通道的，四通道的，還有埋入式鑄鐵冷卻板等。 3) 維持合理的操作爐型，使耐火材料的侵蝕 內(nèi)型線接近操作爐型，對(duì)高爐內(nèi)煤氣流的合理分布、爐料順行起到良好作用。C），Wcm3) 顯氣孔率， % 耐壓強(qiáng)度， MPa 透氣度， mDa 氧化率， % 鐵水熔蝕指數(shù)， % 平均