【正文】 ℃ , 熱風(fēng)帶入熱： ((1－ )＋ )= kJ （ 3）成渣熱 爐料中以碳酸鹽形式存在的 CaO 和 MgO，在高爐內(nèi)生成鈣鋁酸鹽時(shí)，1000kg 放出熱量 1170400 kJ 熔劑和生礦帶入的 CaO 和 MgO： ＋ = kg 1kg 成渣熱： = （ 4）混合礦帶入的物理熱冷礦不計(jì)。 上述 1， 2， 3 原數(shù)據(jù)已經(jīng)由配料計(jì)算給出，這里假定其余各項(xiàng)未知條件，分別為鼓風(fēng)濕度 f =%（ 12g/m3 ），富氧率 %，氧氣濃度 99%。 爐渣堿度 R =,滿(mǎn)足規(guī)定值范圍。 表 31 常見(jiàn)元素分配率（ %） 原料 Fe Mn P S V 生鐵 爐渣 － 煤氣 － － － － （ 3）爐渣堿度選擇，堿度主要是取決于爐渣脫硫的要求，此外若冶煉低硅生鐵釩鈦磁鐵時(shí)，還應(yīng)該考慮爐渣抑制硅鈦還原和利于礬的回收能力，在正常爐鋼溫度下，要保證流動(dòng)性和穩(wěn)定性，因此除了考慮二元堿度外，還需要有適宜的MgO 含量，若爐料含堿金屬還應(yīng)該兼顧爐渣排堿要求。 圖 21 煉鐵工藝流程 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 3 高爐煉鐵綜合計(jì)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(shè)計(jì)出所需的工藝條件。近終形連鑄，薄板坯連鑄連軋等工藝的開(kāi)發(fā)，是的鋼鐵生產(chǎn)有了工藝流程緊湊，生產(chǎn)周期短，物料消耗少，生產(chǎn)效率高的一系列優(yōu)點(diǎn)。它可以不使用焦炭，轉(zhuǎn)而使用天然氣，石油，非煉焦煤能源。高鋅高爐煤氣灰中的鋅也正在積極回收利用。 實(shí)現(xiàn)既降低燃料比，又提高利用系數(shù)達(dá)到強(qiáng)化高爐冶煉方法就要求減少?lài)嶈F入爐風(fēng)量，從而控制高爐入爐風(fēng)量。到 20世紀(jì)后期容積增大到 4000～5000 m179。降低休風(fēng)率是高爐增產(chǎn)的重要途徑一般高爐休風(fēng)率低于 2％。不能以推動(dòng)就業(yè)為借口，把鋼鐵業(yè)的發(fā)展寄托在國(guó)家的巨型投資拉動(dòng)鋼鐵業(yè)的繁榮，而要認(rèn)真的思考減少污染，提高產(chǎn)品附加值和適應(yīng)市場(chǎng)的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)鋼鐵業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)，效益升級(jí)。高 爐生產(chǎn)是獲得大量生鐵的主要手段。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。本設(shè)計(jì)還對(duì)設(shè)備類(lèi)型、尺寸計(jì)算和生產(chǎn)能力進(jìn)行了粗略計(jì)算。 高爐煉鐵簡(jiǎn)史和近況 煉鐵的歷史悠久，早期高爐使用木炭或煤作為燃料， 18 世紀(jì)改用焦炭， 19世紀(jì)中葉改為熱風(fēng)。但在供大于求和鋼材金融屬性日益增強(qiáng)的情況下，國(guó)內(nèi)鋼鐵市場(chǎng)波動(dòng)頻繁。 2200 年平均利用系數(shù)； t/m179。 精料 精料是現(xiàn)代高爐生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，近年來(lái)世界各國(guó)在精料上都做了大量工作，取得了顯著成效。 高壓操作 由于高壓操作、富氧鼓風(fēng)等新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，以及高爐計(jì)測(cè)儀表的完備，當(dāng)前已經(jīng)具備精確計(jì)算爐腹煤氣量，并作為控制高爐操作的條件。超過(guò) 15 年的長(zhǎng)壽高爐不斷增加，我國(guó)也出現(xiàn)了超過(guò) 15年的長(zhǎng)壽高爐，寶鋼 3 號(hào)高爐正在向 20 年的長(zhǎng)壽邁進(jìn)，一代爐役單位爐容產(chǎn)鐵量達(dá)到 7000～ 9000t/m179。熔融還原技術(shù)，預(yù)計(jì)將有更大的發(fā)展。 （ 3）生產(chǎn)高附加值特征。此時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 礦石含 P 量不應(yīng)該超過(guò)生鐵允許含 P 量，因考慮 P 全部進(jìn)入生鐵，故需要依據(jù)礦石含量事先預(yù)算，若某種礦石冶煉含 P 超標(biāo)，此種情況下，只能搭配含 P 更低的礦石冶煉。 表 32 入爐原料成分（ %） 物料 TFe Mn P S Fe2O3 FeO MnO MnO2 CaO 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 0 進(jìn)口礦 0． 09 0 混合礦 0 爐塵 0 石灰石 0 0 0 0 0 焦炭灰 0 0 0 0 0 0 煤灰 0 0 0 0 0 續(xù)表 32 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 物料 MgO SiO2 Al2O3 P2O5 FeS2 FeS 其他 燒損 合計(jì) 燒結(jié)礦 0 0 0 球團(tuán)礦 0 0 0 0 進(jìn)口礦 0 0 混合礦 0 0 爐塵 0 0 石灰石 0 0 0 焦炭灰 0 0 0 0 0 煤灰 0 0 0 0 0 （ 6）焦炭成分分析見(jiàn)表 33。 高爐冶煉物料流程圖如圖 38。 (5) 總 N2的量 煤焦風(fēng) VVV ?? =()+4500 +900 = m3 3 高爐煉鐵綜合計(jì)算 20 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，列出煤氣組成表 39 表 39 煤氣組成 含量 CO2 CO N2 H2 CH4 總計(jì) 風(fēng)VVg/ m3 % 物料平衡表 （ 1）計(jì)算鼓風(fēng)量： 1 m3 鼓風(fēng)質(zhì)量 :－ = kg/ m3 1 噸全部鼓風(fēng)質(zhì)量 : = 計(jì)算煤氣的質(zhì)量 煤氣密度 : kg/m3 全部煤氣質(zhì)量 : = kg （ 3）水分計(jì)算 焦炭帶入水分 : 4500= kg H2 還原生成的水分 : = kg 鼓風(fēng)帶入的水分 : = 所以水分的總質(zhì) 量 : +＋ = 根據(jù)上述結(jié)果，列出物料平衡表，如表 310 和 311 所示。 表 312 各種生鐵的熱焓值 [2] 生鐵熱焓值 煉鋼生鐵 鑄造生鐵 錳鐵 kJ/kg 煉鋼生鐵焓值 =280 kJ/kg，鐵水帶走熱 =10000280=11704000 kJ （ 7）爐渣帶走熱 爐渣熱焓值經(jīng)驗(yàn)值 表 313 所示。 成 CO2放熱： ? = kJ/m179。 初始條件 物料平衡是建立在質(zhì)量守恒定律的基礎(chǔ)上，以配料計(jì)算為依 據(jù)計(jì)算的。則： 焦炭帶入 Fe 量： 88 ??????? ????kg 煤粉帶入 Fe 量： ??? kg； 爐塵帶入 Fe 量： 4 3 7 ?? kg； 進(jìn)入渣中 Fe 量： ?? kg； 需要混合礦量： 5 0 4 4 4 5 ????? kg 根據(jù)堿度平衡計(jì)算石灰石用 量 假設(shè)石灰石加入量為 Y kg /t，則： 混合礦帶入 CaO 量： %= 焦炭帶入 CaO 量： 4500%= kg 煤粉帶入 CaO 量 ： 900%= kg 焦炭灰?guī)?CaO 量： 200%=7kg 煤灰?guī)?CaO 量 ： 100%= 爐塵帶入 CaO 量 ： %= kg 石灰石帶入 CaO 量 ： X%= kg 共帶入 CaO 量： +++7+++ kg 混合礦帶入 SiO2 量： %= 焦炭帶入 SiO2 量： 4500%= 煤粉帶入 SiO2 量： 900%= kg 焦炭灰?guī)?SiO2 量： 200%= kg 煤灰?guī)?SiO2 量 ： 100%= kg 爐塵帶入 SiO2 量 ： %= kg 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 15 石灰石帶入 SiO2 量 ： X%= kg 共帶入 SiO2 量： ++++ ++ kg 由于設(shè)計(jì)的爐渣堿度： SiO CaO2 ?，則解得石灰石加入量為 。 冶煉條件確定 （ 1）根據(jù)原料條件，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等確定生鐵成分。另外還有主體設(shè)備圖紙 3 張。采用一套大型設(shè)備集中處理，其投資比每個(gè)廠用小設(shè)備單獨(dú)處理要低得多。在降低高爐能耗的同時(shí)，發(fā)展長(zhǎng)壽技術(shù)，開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)專(zhuān)家系統(tǒng)，爐容逐步大型化。也可只單設(shè)水渣或干渣坑，在爐前就地處理。在高熱值煤氣缺乏的情況下，通過(guò)預(yù)熱煤氣和助燃空氣的辦法提高燃燒溫度。自 1994 年以來(lái)我國(guó)生鐵產(chǎn)量一直位居世界第一， 20xx 年，全國(guó)鋼產(chǎn)量達(dá)到 1． 5 億噸，部分高爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到、接近世界領(lǐng)先或世界先進(jìn)水平，這表明高爐操作技術(shù)有了新的進(jìn)展。 周傳典同志說(shuō)： “高爐必須采用精料，這是兩千多年來(lái)中外煉鐵人員反復(fù)認(rèn)識(shí)的共同結(jié)論 。 1980 年，中國(guó)高 爐總?cè)莘e約 8 萬(wàn)米 ,其中 1000 米以上的26 座。受煉鋼需求量的驅(qū)動(dòng) , 西方采取提高現(xiàn)有高爐生產(chǎn)率或改為擴(kuò)建大高爐的方式來(lái)擴(kuò)大高爐流程的產(chǎn)能。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 年產(chǎn) 350萬(wàn)噸生鐵煉鐵的車(chē)間設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20xxAnnual Graduation Thesis (Project) of the College Undergraduate Annual output of million tons of pig iron, ironsmelting plant design June, 20xx 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 國(guó)外高爐煉鐵的產(chǎn)量約占整個(gè)鐵產(chǎn)量 90%, 如扣除直接還原鐵 , 則約 99%。 1908 年組成包括大冶鐵礦和萍鄉(xiāng) 煤礦的漢冶萍公司。保證高爐能在大風(fēng)、高壓、高風(fēng)濕、高負(fù)荷的生產(chǎn)條件下仍然能穩(wěn)定運(yùn)行。 1949 年新中國(guó)成立后，中國(guó)煉鐵工業(yè)經(jīng)過(guò) 5O多年的發(fā)展，面貌煥然一新 ，取得了重大進(jìn)步。 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。 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(chē)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。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(kāi)發(fā)非焦煤能源的利用，如提高煤粉噴吹量。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(wàn)噸，而目前北歐國(guó)家普遍采用填滿(mǎn)處理。 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(chē)間布置設(shè)計(jì)等部分。 （ 4）適當(dāng)控制堿金屬 [2]。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 。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)。 （ 1）碳素氧化熱 由 C 氧化 1m179。 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(jiàn)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 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(wàn)噸生鐵的物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 數(shù)量 /萬(wàn)噸 項(xiàng)目 數(shù)量 /萬(wàn)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。 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(jiàn)表 38。 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