【正文】 = 3 4 3 6%% 0 0 0% 6 0% 5 0( 2 6 6 0 1 5 ???????? ） =% 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 第三節(jié) 高爐本體設(shè)計(jì) 綜合冶煉強(qiáng)度： 。 d＋ d2)= m3 V3=4? D2風(fēng)口裝置由風(fēng)口大套、二套和 小套組成。有些為了滿足高爐操作的需要，也有設(shè)計(jì)成向下傾斜的或橢圓形的風(fēng)口小套通風(fēng)道。而冷卻水到了后端時(shí)，由于水道截面積增大、水速減慢、水溫升高、熱交換減弱，從而減弱了由于風(fēng)口冷卻使風(fēng)溫降低的作用。本設(shè)計(jì)也采用這種形式：風(fēng)口小套及二套用 青 銅 鑄 件 ， 其 成 分 為 銅 % 、錫 % 、鐵 % 鑄 件 壁 厚 為 圖 31 風(fēng)口套 圖 32 鐵口套 8~10mm，其結(jié)構(gòu)如圖（ 31）所示。爐襯質(zhì)量的好壞與砌筑的狀況直接影響高爐的壽命。 其厚度計(jì)算如下： 1）鐵口中心線到侵蝕最深處： S1=（ T0－ T1） λ/q 其中： T0為鐵口中心線鐵水溫度： 1490℃ T1鐵水凝固溫度： 1150℃ λ 為鐵水導(dǎo)熱系數(shù)： 風(fēng)口前邊 是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。砌磚磚縫應(yīng)不大于 1mm （本設(shè)計(jì)取 1mm ），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯開。 爐底冷卻形式選擇 大型高爐爐缸直徑較大，周圍徑向冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不進(jìn)行冷卻則向下侵蝕嚴(yán)重。 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 30 圖 33 光面冷卻壁 圖 34 鑲磚冷卻鑲磚冷卻壁 冷卻壁是把無縫鋼管鑄入生鐵中制成的，分鑲磚和光面兩種。安裝時(shí)，同段冷卻壁間直縫為 20mm ，上下段間水平縫為 30mm ，上下兩段冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯開，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴(yán)密。 24 個(gè)風(fēng)口，每套風(fēng)口由大、中、小三個(gè)水套組成，采用鑄銅貫流式風(fēng)口，熱傳導(dǎo)率大，冷卻效果好。一些高爐爐體供水壓力見表 15。爐頂平臺是爐頂最寬敞的工作平臺。 本設(shè)計(jì)采用托圈爐殼，爐殼厚度采用經(jīng)驗(yàn)公式： ?? KD 計(jì)算如表（ 35）所示： 表 35爐體各部位爐殼厚度 部位 爐身 爐身下弦?guī)? 爐腹 爐缸 爐底 爐頂封板 K —— ? 23 26 31 31 31 10 3. 高爐基礎(chǔ) 高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全 部載荷均勻地傳遞到地基。采用風(fēng)冷和水冷爐底及耐火基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。 要求 本設(shè)計(jì)對廠址選擇如下： 1. 冶金工廠的原料和成品運(yùn)輸及水電的消耗量很大，廠址應(yīng)選在靠近鐵路接軌站，并應(yīng)保證接軌的方便和避免復(fù)雜的線路建設(shè)工程。 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 37 6. 冶金工廠主要的建筑 物、構(gòu)筑物，大多需要較深的基礎(chǔ)和地下室，在建筑房屋和構(gòu)筑物時(shí)廠址的土壤不需要復(fù)雜的基礎(chǔ)工程。串罐式無鐘爐頂比并罐式更具優(yōu)勢。 9. 工廠的污水（符合國家環(huán)保法規(guī)定范圍的）應(yīng)盡量排到城市的下游或取水點(diǎn)的下游廠。 3. 廠址應(yīng)靠近城市和已有的工廠，以便在生活福利和公用設(shè)施上互相協(xié)作。 本設(shè)計(jì)中高爐爐基采用八角形，其對角線為 37m 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 36 第四節(jié) 廠址選擇 考慮因素 確定廠址要做多方案比較 ,選擇最佳者。高爐總體設(shè)計(jì)，對基礎(chǔ)的下沉量和傾斜率都有嚴(yán)格要求。門型結(jié)構(gòu)鋼架一般為 2440mm 厚鋼板焊成或槽鋼制成。爐體支柱的結(jié)構(gòu)形式取決于爐體內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及爐頂設(shè)備的載荷傳遞到爐基的方式。 根據(jù)大型高爐總熱負(fù)荷計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式： Q=+ 式中， n———— 風(fēng)口數(shù)，個(gè)， n=24 VU———— 高爐有效容積， m3， 所以 Q= 24+ = 106 kcal/h 冷卻水的溫差計(jì)算，水沸騰時(shí)，水中的鈣和鎂離子以氧化物形式沉淀產(chǎn)生水垢，降低冷卻效果。爐腹和爐腰采用普通型鑲磚冷卻壁，爐腹部位冷卻壁高度取 1600mm ，爐腰部位冷卻壁高度取2020mm 。它的缺點(diǎn)是冷卻壁損壞后不能更換，只有備用水冷卻。 水冷爐底結(jié)構(gòu)應(yīng)保證切斷給水后，可排出管內(nèi)積水，工作時(shí)排水口要高出水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿水。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚 ，本設(shè)計(jì)采用 800mm 粘土磚。砌體與冷卻壁之間留有 100～ 150mm 縫隙，本設(shè)計(jì)為 150mm ，其中填以炭質(zhì)填料。 d爐缸、爐底是高爐重要部分，被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關(guān)鍵。考慮不使應(yīng)力集中，鐵口套的形狀一般做成橢圓形，或四角大圓弧半徑的方形。這些都大大改善了風(fēng)口的傳熱效果 加強(qiáng)風(fēng)口監(jiān)測。 為了提高風(fēng)口使用壽命 ，提出如下措施： 提高材質(zhì)。風(fēng)口二套靠固定在爐殼上的壓板壓緊，小套由直吹管壓緊。 81176。 = 校核α：α =tan1 dh2 2D? = tan1 ? =81176。則： （ 1）生鐵中 [P]按原料帶入全部進(jìn)入生鐵計(jì)算，則： [P]= （ 1350 %+150 %+100 %18 %+350 %+160 %） 62/142 1/1000=% （ 2）生鐵中 [Mn]按原料帶入量的 50%計(jì)算，則： [Mn]=（ 1350 %+150 %+100 %18 %） 55/71 50% 1/1000=% （ 3）生鐵中的 [C]量為 ： [C]=（ + 1500 103+ ） /100=% （ 4）生鐵中的 [V]為： [V]=150 102/182 106 （ 5）生鐵中的 [Ti]為： [Ti]=（ 1350 %+150 %） 48/80 （ 6）生鐵中的 [Fe]為： [Fe]=100（ +++++） /100=% 表 26預(yù)定鐵水成分 (%) Fe Mn P S Si Ti V C 104 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 礦石需求量的計(jì)算 焦炭帶入的鐵量： 350 % 56/72= 煤粉帶入的鐵量： 160 % 112/160= 爐塵帶走的鐵量： 18（ 112/160+ 56/72） = 進(jìn)入渣中的鐵量： 設(shè)需燒結(jié)礦 X kg/t，球團(tuán) 礦固定 150 kg/t，天然礦 Y kg/t。 本設(shè)計(jì)采用的技術(shù) （ 1） 無鐘爐頂和皮帶上料 ，布料旋轉(zhuǎn)溜槽可以實(shí)現(xiàn)多種布料方式。大型高爐一代壽命為 10～ 15年。 單位質(zhì)量的煤粉所代替的焦炭的質(zhì)量稱為煤焦置換比，它表示煤粉利用率的高低。冶煉強(qiáng)度 的選擇主要應(yīng)根據(jù)原燃料及冶煉條件、同類型的高爐的實(shí)際生產(chǎn)指標(biāo)、鼓風(fēng)機(jī)能力等經(jīng)過計(jì)算、比較后確定。 （ 4）高壓操作：高壓操作可以延長煤氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間，改善煤氣熱能及化學(xué)能利用，有利于高壓操作，為強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造條件。高爐結(jié)構(gòu)調(diào)整不能簡單的概括為大型化，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、資源條件來確定高爐爐容。其主要副產(chǎn)品有高爐爐渣和高爐煤氣。高爐煉鐵是現(xiàn)代獲得生鐵的主要手段，而高爐是煉鐵的主要設(shè)備。 關(guān)鍵詞 ：高爐煉鐵設(shè)計(jì)，物料平衡，渣鐵處理，熱平衡，噴吹，熱風(fēng)爐，煤氣處理 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 ABSTRACT In line with the high quality , high yield , low consumption and environmental pollution policy, design and build a blast furnace ironmaking workshop producing milliont irons every year in advance. Blast furnace ironmaking is a main means to obtain pig iron, and one of the most important links in the metallurgical course of steel, and the blast furnace is the main equipment of main economic and technical indicators of the blast furnace: Annual production: 180 104t Coke: 350kg/t Coal ratio: 160kg/t Intergrated smelting intensity: 近年來，由于生鐵鐵水供不應(yīng)求，價(jià)格上漲，一些本應(yīng)該淘汰的 500m3容積以下的小高爐，又開始生產(chǎn)。最近幾年來，大型鋼鐵企業(yè)大多采用 V 有 4000m3以上的高爐，中國沙鋼擁有世界上最大的高爐，有效容積達(dá)5860m3。 高爐冶煉計(jì)算機(jī)控制的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)總體全部自動化控制，但由于目前冶煉技術(shù)水平，還難于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。 3．煤比（ Y）。一定的高爐休風(fēng)率是保證高爐檢修以獲得安全操作和高指標(biāo)的途徑之一，但是高爐休風(fēng)率不能過大，否則會降低年產(chǎn)量。 高爐冶煉強(qiáng)化的主要途徑是提高冶煉強(qiáng)度和降低燃料比，本設(shè)計(jì)由于采用了現(xiàn)代煉鐵新技術(shù)，單位容積的產(chǎn)鐵量較大，使高爐達(dá)到強(qiáng)化生產(chǎn)，其主要措施有精料、提高風(fēng)溫、高壓、加濕和脫濕鼓風(fēng)、噴吹燃料以及高爐生產(chǎn)過程的自動化等。 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 第二節(jié) 工藝計(jì)算 原料成分計(jì)算 表 21 原料成分原始資料 項(xiàng)目 %Fe %Fe2O3 %FeO %CaO %P2O5 %MgO %SiO2 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 天然礦 爐 塵 項(xiàng)目 %Al2O3 %MnO %TiO2 %V2O5 %S/2 %燒損 %∑ 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 天然礦 爐塵 C= 表 22 校核 后原料成分資料 項(xiàng)目 %Fe %Fe2O3 %FeO %CaO %P2O5 %MgO %SiO2 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 天然礦 爐塵 項(xiàng)目 %Al2O3 %MnO %TiO2 %V2O5 %S/2 %燒損 %∑ 燒結(jié)礦 100 球團(tuán)礦 100 天然礦 100 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 8 爐塵 C= 100 表 23焦炭成分 固定碳 灰分（ %） SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO P2O5 揮發(fā)分（ %） 全硫 合計(jì) H2O CO2 CO CH4 H2 N2 100 表 24煤粉成分 固定碳 灰分（ %） SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe2O3 P2O5 揮發(fā)分（ %） 全硫 合計(jì) H2O CO2 CO CH4 H2 N2 100 參數(shù)設(shè)定 焦比： 350kg/t 煤比： 160kg/t 綜合焦比： 350+160 =478kg/t 鐵水溫度： 1500℃ 爐渣溫度： 1550℃ 爐塵吹出量： 18Kg/t 爐頂煤氣溫度： 200℃ 鼓風(fēng)溫度： 1200℃ 入爐燒結(jié)礦溫度： 80℃ 直接還原度： 爐渣堿度： 鼓風(fēng)濕度： % 綜合冶煉強(qiáng)度： 年均工作日： 355 天； 年產(chǎn)量： P =180 104t 每晝夜出鐵次數(shù) nγ =10 （ 1）確定容積 VU 日產(chǎn)量 ? = P/355=5070t 燃料比 K=350+160 =478kg/t 有效容積利用系數(shù) η V=I/K=有效容積： VU=? /η V= 取 VU= （ 2）爐缸尺寸 爐缸的直徑 d= = = 表 31不同爐容的 Vu/A 爐型 大型 中型 小型 Vu/A 22～ 28 15～ 22 10～ 13 校核： VU /A=?π= 本設(shè)計(jì)為大型高爐，結(jié)果在允許值范圍內(nèi)，故校核無誤。 h3= m3 V4=12? h4(D2＋ D風(fēng)口大套一般用鑄鐵或鑄銅制成 ，內(nèi)有蛇形無縫鋼管通水冷卻，用法蘭盤與爐殼聯(lián)結(jié)。 直吹管的端頭與風(fēng)口密合裝配在一起。 提高冷卻水質(zhì)量和增加水速。 2．鐵口設(shè)計(jì) 鐵 口裝置主要是指鐵口套。內(nèi)襯設(shè)計(jì)的