【正文】 % ① 由于分析所得 Ca2+都折算成 CaO，但其中一部分 Ca2+卻以 CaS 形式存在， CaS 和CaO 之質(zhì)量差為 S/2， 為了質(zhì)量平衡， Ca2+仍以 CaO 存在，而 S 則只算 S/2。 表 34 噴吹物成分（ %） 成分 C H2 O2 H2O N2 S 灰分 總計(jì) SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 煤粉 0 100 計(jì)算方法與過程 為精確配料，現(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)要求，先根據(jù)生鐵成分，然后用理論方法進(jìn)行配料比計(jì)算，然后以配出的礦石為基礎(chǔ)對(duì)礦石用量、生鐵中鐵量、渣量及爐渣進(jìn)行計(jì)算，最后進(jìn)行爐渣性能、生鐵成分進(jìn)行校核。一般可參考表 31 選。 w[Mn]= Mn? w(Mn)礦 m(Fe)鐵 /w(Fe)礦 式中： w[Mn]—生鐵含錳量， %； w(Mn)礦 ——混合礦含錳量， %； Mn? —錳的回收率，一般為 ～ ； m(Fe)鐵 —礦石帶入的生鐵的鐵量， kg/t 鐵； w(Fe)礦 —混合礦含鐵量， %。高爐煉鐵工藝流程見圖 21。 （ 4）鋼鐵產(chǎn)業(yè)國(guó)際化特征。 在世界鋼鐵產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)的同時(shí)，世界鋼鐵生產(chǎn)的設(shè)備，技術(shù)也不斷發(fā)展與完善，鋼鐵生產(chǎn)呈現(xiàn)出以下 的特征： （ 1）連續(xù)，緊湊，高效化。 以合理的大型化帶動(dòng)高效化 1 提高富氧率和開發(fā)新爐料 2 提高煤比，降低焦比和燃料比 3 穩(wěn)定高爐操作，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽 4 完善監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行 5 優(yōu)化流程和配置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗 6 控制污染排放，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)生產(chǎn) 7 降低鐵鋼比，減少 CO2 排放 8 追求煉鋼零排放，要達(dá)到煉鋼過程零排放，粉塵和污泥尤 其是含鋅粉塵必須循環(huán)利用。 （ 3）直接還原法作為高爐煉鐵法的補(bǔ)充，將在鋼鐵行業(yè)中占據(jù)一定的地位。[1]。寶鋼 2 號(hào)高爐的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)鼓水渣處理工藝在節(jié)能、節(jié)水方面超過國(guó)外技術(shù)。 噴吹燃料 我國(guó)高爐六十年代中期就開始噴吹煤粉，由于風(fēng)溫水平大幅度提高，焦比顯著降低。從控制高爐爐腹煤氣量指數(shù)，降低噸鐵爐腹煤氣量的途徑 。與此同時(shí)焦炭質(zhì)量也不斷提高。日。d — 設(shè)備能力 燃料比； kg/tFe 500 焦比； kg/tFe ≤350 煤比； kg/tFe 150 設(shè)備能力 200 爐頂壓力； MPa 設(shè)備能力 熱風(fēng)溫度； ℃ 1200～ 1500 設(shè)備能力 1250 富氧率； % 1～ 3 入爐風(fēng)量； Nm179。 休風(fēng)率 休風(fēng)率是指休風(fēng)時(shí)間占全年日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式將降低單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值鋼鐵消費(fèi)強(qiáng)度，這對(duì)于鋼鐵工業(yè) 來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。作為世界上第一鋼鐵生產(chǎn)大國(guó)，世界鐵礦第一進(jìn)口大國(guó)，世界鋼鐵業(yè)初級(jí)鋼材第一出口大國(guó)，世界鋼鐵第一進(jìn)口大國(guó)，世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)人數(shù)最多的國(guó)家，世界鋼鐵廠最 多的國(guó)家，中國(guó)必須認(rèn)真思考中國(guó)鋼鐵業(yè)的下一步發(fā)展戰(zhàn)略。 70 年代初，日本建成 4197 立方米高爐，日產(chǎn)生鐵超過 1 萬噸，燃料比低于 500 千克 /每噸生鐵。 （ 3）生產(chǎn)所需的原料、燃料、石灰石等儲(chǔ)量豐富，開采容易，生產(chǎn)成本較低。 力爭(zhēng)使該設(shè)計(jì)的高爐做到高度機(jī)械化、自動(dòng)化和大型化，以期達(dá)到最佳的生產(chǎn)效益。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明 本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙 質(zhì)版。 為了更加具有科學(xué)性， 本著優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和對(duì)環(huán)境污染小的方針，在預(yù)設(shè)計(jì)建造一座年產(chǎn)生鐵 350 萬噸的高爐煉鐵車間，本設(shè)計(jì)說明書詳細(xì)的對(duì)其進(jìn)行了高爐設(shè)計(jì)、 本設(shè)計(jì)參考了國(guó)內(nèi)外的 相似 高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。 （ 2）在加工的過程中易于 鑄、鍛、切削以及焊接等，能夠得到人們需要的任何鋼鐵產(chǎn)品。 20 世紀(jì)初美國(guó)的大型高爐日 產(chǎn)生鐵量達(dá) 450 噸。 1 緒論 2 中國(guó)鋼鐵業(yè)急需升級(jí)換代 及展望 高爐煉鐵技術(shù)，適合于那些工業(yè)化初步發(fā)展的國(guó)家，生產(chǎn)大路貨、初級(jí)鋼材，但在發(fā)達(dá)國(guó)家，高爐技術(shù)需要更加先進(jìn)和創(chuàng)新。 2020 年我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍將面臨國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境不穩(wěn)定、外需放緩的局面，同時(shí)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的方針指引下，增速也將適度放緩。或者高爐精料方針的內(nèi)容歸結(jié)為： “高、熟、凈、勻、小、少、好 ”）。目前利用系數(shù)達(dá)到 ／米 其中包括提高入爐鐵礦原料品位、提高熟料率、穩(wěn)定入爐原料成分、整粒。 從提高熱風(fēng)爐的利用效率來提高風(fēng)溫。采用高壓爐頂1 緒論 6 后（頂壓力在 ～ ），可使?fàn)t內(nèi)煤氣流速減慢，煤氣流的壓頭 損失減小，在維持一定的壓差條件下，可加大風(fēng)量，強(qiáng)化冶煉，達(dá)到增產(chǎn)的目的。我國(guó)目前有多種水渣?；夹g(shù)，設(shè)備基本國(guó)產(chǎn)化。高的達(dá)到 12020t/m179。 20 世紀(jì) 60 年 代進(jìn)入工業(yè)化階段后，直接還原鐵在特殊鋼和優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)中發(fā)揮提高產(chǎn)品質(zhì)量的特殊作用。 中國(guó)高爐煉鐵雖然已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但和國(guó)外一樣，圍繞實(shí)現(xiàn)高效率，低油耗，高長(zhǎng)壽以及保護(hù)環(huán)境等方面不斷改善和優(yōu)化。 當(dāng)前世界鋼鐵工業(yè)形勢(shì) 目前世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家人均鋼材消費(fèi)量在 400500kg，進(jìn)入工業(yè)化階段的中國(guó)，印度，巴西，阿根廷的發(fā)展中國(guó)家的鋼鐵消費(fèi)量在快速增長(zhǎng)，為世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動(dòng)力，發(fā)展中國(guó)家的工業(yè)化進(jìn)程會(huì)使世界鋼鐵工業(yè)至少能夠有 1015 年的繁榮期。國(guó)外現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品品種構(gòu)成中的冷軋板卷，鍍錫板，鍍鋅板，涂層帶鋼，冷軋硅鋼片，高強(qiáng)度無縫鋼管，高級(jí)造船板等高科技含量，高附加值鋼材產(chǎn)品占鋼材總產(chǎn)量的 60%以上。同時(shí)產(chǎn)生高爐煤氣，爐渣兩種副產(chǎn)品，高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成，自渣口排出后，經(jīng)水淬處理后全部作為水泥生產(chǎn)原料；產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。 （ 2） 冶煉鑄造鐵時(shí)，應(yīng)該核算生鐵含錳量是否滿足要求。按照經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)選取。 表 33 焦炭成分（ %） 固定碳 灰分 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO FeS P2O5 0 續(xù)表 33 揮發(fā)分 有機(jī)物 其他 總計(jì) 全 S 游離水 CO2 CO CH4 O2 H2 N2 S MeO 100 0 （ 7）噴吹物成分見表 34。 表 36 冶煉每噸煉鋼生鐵原料消耗表（ kg） 種類 焦炭 混合礦 石灰石 爐塵 焦炭灰 煤灰 煤粉 數(shù)量 4500 200 100 900 終渣成分及 渣量計(jì)算 （ 1） 終渣 S 含量 爐料全部含 S 量： %+4500%+900%+%= 進(jìn)入生鐵的 S 量： 10000進(jìn)入爐渣的 S 量： = 進(jìn)入煤氣的 S 量： = （ 2） 終渣的 FeO 量： 56720 0 2 5 0 6 .1? = （ 3） 終渣的 MnO 量： (20－ 8) 5571 = （ 4） 終渣的 SiO2量： kg （ 5） 終渣的 CaO 量： （ 6） 終渣的 Al2O3量： %+4500%+900%+ %+%+200%+100%= kg （ 7） 終渣的 MgO 量： %+4500%+900%+ %+%+200%+100%= 終渣成分見表 37。 生鐵成分校核 （ 1)含 P 量： %）142620 . 3 2 %1 3 6 6 . 50 . 0 4 %（ 109 3 ??????? （ 2)含 S 量： % ， 0040 .0 2 4200 .4 8 ???sL （ 3)含 Si 量： % （ 4)含 Mn 量： 0 . 0 8 2 %1 0 0 0 ??? （ 5)含 Fe 量： % （ 6)含 C 量： =% 生鐵成分見表 38。校驗(yàn)高爐冷風(fēng)流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場(chǎng)爐料稱量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計(jì)算打基礎(chǔ)。 表 310 生產(chǎn)每 10 噸生鐵的物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 數(shù)量 /kg 項(xiàng)目 數(shù)量 /kg 焦炭 4500 生鐵 10000 混合礦 爐渣 3746 石灰石 煤氣 爐塵 煤氣中水 焦炭灰 200 煤灰 100 煤粉 900 風(fēng)量 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 21 合計(jì) 合 計(jì) 絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差， % 表 311 年產(chǎn) 350 萬噸生鐵的物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 數(shù)量 /萬噸 項(xiàng)目 數(shù)量 /萬噸 焦炭 生鐵 350 混合礦 爐渣 石灰石 煤氣 爐塵 煤氣中水 焦炭灰 煤灰 煤粉 風(fēng)量 合計(jì) 合計(jì) 絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差， % 一般要求物料計(jì)算的相對(duì)誤差應(yīng)在 %以下，故本計(jì)算符合要求。 碳素氧化熱： +()= kJ （ 2）熱風(fēng)帶入熱 1100 ℃ 時(shí)干空氣的比 熱容為 表 313 各種爐渣的熱焓值 [2] 爐渣熱焓值 煉鋼鐵渣 鑄造鐵渣 錳鐵鐵渣 kJ/kg 煉鋼鐵渣焓值 =420 kJ/kg， 則爐渣帶走熱 =3746420 = kJ （ 8）爐頂煤氣帶走熱 爐頂溫度為 230℃ 時(shí)煤氣各 成分比熱容參考 ℃ 的數(shù)據(jù)，見圖 314 表 314 200℃ 時(shí)爐頂煤氣比熱容 [2] CO2 CO N2 H2 CH4 H2O 干煤氣比熱容： =+(+)++ = kJ/ m3 H2氧化放熱 =(－ 4500) 3011= kJ C H4生成熱 =(－ 4500)1025= kJ H2氧化放熱及 CH4生成熱 =＋ = kJ 總的熱收入 = kJ 熱量支出計(jì)算 （ 1）氧化物分解與脫硫耗熱 鐵氧化物分解熱：設(shè)焦炭和煤粉中 FeO 以硅酸鐵形態(tài)存在，燒結(jié)礦中 FeO有 20%以硅酸鐵形態(tài)存在其余以 Fe3O4，鐵氧化物分解熱由 FeO、 Fe3O4 和 Fe2O3三部分組成。 （ 1）碳素氧化熱 由 C 氧化 1m179。 (2) 風(fēng)量計(jì)算（ 風(fēng)V ） 根據(jù)氧平衡可得： 其中 ? ?322 2 . 41816O)(H( O ) M2Mo 2 ??????? ??? VVQ 2oQ—為燃料帶入的氧量（ M 為煤粉， ? ?MOV ， ? ?M2OHV 為煤帶入 的氧和 H2O 量）； +──鼓風(fēng)含 氧濃度（ f 為鼓風(fēng)濕度） [2]。這種計(jì)算為工廠的總體設(shè)計(jì)、設(shè)備容量與運(yùn)輸力的確定及制定生產(chǎn)管理與經(jīng)營(yíng)制度提供科學(xué)依據(jù)，是高爐與各種附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)及高爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的各種工作所不可缺少的參數(shù)。根據(jù)爐渣百分組成，校驗(yàn)爐渣物理性質(zhì)得：熔化溫度 1360℃ ，粘度 2Pa在計(jì)算時(shí)設(shè)定焦炭灰加入量為 200kg/t，煤灰為 100kg/t，爐塵加入量為 。 （ 4）燃料比確定。 （ 4）適當(dāng)控制堿金屬 [2]。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，從整體上說不存在配料計(jì)算的問題，但有時(shí)需通過配料計(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。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：緒論，廠址選擇，工藝流程及主要 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的選擇與論證，高爐煉鐵綜合計(jì)算，高爐本體設(shè)計(jì)，高爐附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)，車間布置設(shè)計(jì)等部分。 （ 2）設(shè)備水平高端化，智能化。目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目是將各地的廢棄物進(jìn)行集中處理，轉(zhuǎn)底爐是考慮采用的工藝，每年可處理 50 萬噸，而目前北歐國(guó)家普遍采用填滿處理。 （ 4）熔融還原法煉鐵擺脫昂貴的焦炭、天然氣、石油的依賴，縮短了生產(chǎn)流程，減少對(duì)環(huán)境的污染和有利于鐵水在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)。由于世界焦煤儲(chǔ)量短缺，高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展將在精料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低焦比，開發(fā)非焦煤能源的利用，如提高煤粉噴吹量。 高 爐長(zhǎng)壽及快速大修 由于高爐大型化的結(jié)果高爐大修對(duì)整個(gè)鋼鐵企業(yè)將產(chǎn)生影響巨大，由于設(shè)備更新資金的短缺，世界各國(guó)都非常關(guān)心高爐的長(zhǎng)壽。 爐渣處理 爐渣處理有兩種方法：一種是傳統(tǒng)的渣罐出渣，熱 熔渣由渣罐車運(yùn)往爐渣處理場(chǎng)沖制水渣或制成干渣塊；另一種是在爐前設(shè)置水渣和干渣坑兩套設(shè)施。因?yàn)楣娘L(fēng)能耗約占高爐能耗 的 10%，同時(shí)在提高富氧率時(shí)減少噸鐵耗氧量，以及噸鐵加熱鼓風(fēng)的能耗。 高風(fēng)溫 為 高爐提供更高風(fēng)溫必須提高熱風(fēng)爐拱頂溫度。日產(chǎn)鐵萬噸以上。 1949 年新中國(guó)成立后，中國(guó)煉鐵工業(yè)經(jīng)過 5O多年的發(fā)展，面貌煥然一新 ，取得了重大進(jìn)步。 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 在研究分析國(guó)內(nèi) 2020 高爐原燃料條件和實(shí)際技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合漣鋼的實(shí)情和現(xiàn)有高爐的生產(chǎn)經(jīng)