【正文】 整個蓄熱室分為三段格子磚。 熱風爐換爐充氣量 按其經(jīng)驗公式 q0′ =C qv=10% 4539= m3/min 式中 q0′ —— 熱風爐換爐充氣量， m3/min； C—— 充風量占高爐入爐風量的百分數(shù)， %，大型高爐 C一般去 10%左右。電子式稱量漏斗具有體積小、結構簡單和易于自動控制等優(yōu)點，得到普遍采用。槽底板與水平線的夾角一般為 500~550，儲焦槽不小于 450，以保證原料能順利下滑流出。一次均壓閥和均勻放散閥采用液壓傳動。稱量料罐屬壓力容器，應用壓力容器鋼板焊接而成，按壓力容器的標準加工驗收。 22 4 爐頂裝料系統(tǒng) 爐頂設備的工作條件十分惡劣，經(jīng)常處在 200~250℃ 或更高的溫度下工作，由于溫度的頻繁變化，受著劇烈的熱應力作用，受到堅硬爐料的打擊和摩損，受到含有大量堅硬顆粒的高速煤氣流的劇烈沖刷磨損和化學腐蝕等。風口平臺以下部分可以是鋼結構，也可以采用鋼筋混泥土結構。主要載荷包括：工作中的靜載荷、動載荷、事故載荷（例如崩料、坐料引起的載荷），檢修、安裝時的附加載荷，以及外載荷（風載、地震等）； 5）露天鋼結構，揚塵點附近鋼結構，應避免積塵積水； 6）合理設置走梯、過橋和平臺，方便操作，安全可靠。爐缸爐底溫度在線監(jiān)控已成為監(jiān)控爐缸爐底侵蝕狀態(tài)的重要手段，也是建立爐缸爐底內(nèi)襯侵蝕數(shù)學模式所必要的條件。 薄壁內(nèi)襯，磚壁一體化 高爐爐體破損機理的研究，使人們更加清楚地了解了高爐 內(nèi)陳和冷卻器的工作條件。 采用銅冷卻壁的技術原理是依靠銅冷卻壁優(yōu)異的導熱性、抗熱震性和耐高熱流沖擊性，在其熱面能夠形成比較穩(wěn)定的保護性渣皮。以美國 UCAR 公司為代表的“導熱法”（ 熱壓炭 磚法）爐缸設計體系已在本鋼、首鋼、寶鋼、包鋼、湘鋼等企業(yè)的大型高爐上得到成功應用；以法國SAVOIE 公司為代表的“耐火材料法”（陶瓷杯法）爐缸設計體系在首鋼、梅山、寶鋼、鞍鋼等企業(yè) 的大型高爐上也得到了推廣應用。 ，則 a n2 a n2 014 ??? ?? ?dDh m 取 h4= m 選取 HU/D=，則 HU== = m 取 HU= m 則 h3=HU－ h1－ h2－ h4－ h5=－ － － － = m (7) 校核內(nèi)容 1）爐缸體積 2121 ????? ?? hdV m3 2) 爐腹體積 3222222)()(12mdDdDhV?????????? ?? 3）爐腰體積 2323 ????? ?? hDV m3 4）爐身體積 322211244)()(12mdDdDhV?????????? ?? 5）爐喉體積 25215 ????? ?? hdV m3 高爐容積 VU=V1＋ V2＋ V3＋ V4＋ V5=＋ ＋ ＋ ＋= 誤差 %1% ????? V 爐型設計計算符合要求。 所以 Q 支出 = Q 氧化物分解 ＋ Q 脫硫 ＋ Q 汽 ＋ Q 鐵水 ＋ Q 渣 ＋ Q 噴分 ＋ Q 煤氣 ＋ Q 水分 ＋ Q 塵 =＋ ＋ ＋ 1214000＋ ＋ 261294＋＋ ＋ = kJ 于是，冷卻水帶走的熱及爐殼散發(fā)熱損失 Q 損失 為 Q 損失 =Q 收 － Q 支出 =－ = kJ 根據(jù)以上計算結果，列出熱平衡表，見表 211。 Q 物 =G 礦 80= 80= kJ 熱量總收入： Q 收 =QC＋ Q 風 ＋ QH2O＋ QCH4 ＋ Q 物 =＋ ＋ ＋＋ = kJ 熱量支出 Q 支出 （ 1）氧化物分解吸熱 Q 氧化物分解 1）假設焦炭和煤粉中的 FeO 全以 硅酸鐵 形態(tài)存在，熔劑性燒結礦和球團礦，可以考慮其中有 20％ FeO 以硅酸鐵形態(tài)存在，其余以 Fe2O3形態(tài)存在。 m3) (3) 根據(jù)堿度平衡求鐵礦石配比 根據(jù)原料條件，假設生鐵礦的配比為 a，燒結礦的配比為 b，球團礦的配比為 c。 （ 5）噴吹燃料系統(tǒng) 包括原煤的存儲、運輸、煤粉的制備、收集罐車及煤粉噴吹，以煤代焦，降低焦炭消耗。隨著冶金技術的不斷發(fā)展，對其冶煉的關鍵設備 —— “高爐”。然而，由于本人水平有限，設計中難免有不足和紕漏之處。 2 廠址及建廠條件論證 本設計是針對婁底地區(qū)設計的。 表 28 煤氣成分表 成分 CO2 CO N2 H2 CH4 ∑ 體積 ％ 編制物料平衡表 （ 1）鼓風質(zhì)量的計算， 1m3鼓風 的 質(zhì)量為 ????? ???? 1828)1()1(風? kg/m3 鼓風的質(zhì)量為 G 風 = = kg （ 2）煤氣質(zhì) 量的計算， 1m3煤氣的質(zhì)量為 ?????? %16%2%28%28%44 4222 CHHNCOCO煤氣? kg/m3 煤氣的質(zhì)量為 G 煤氣 = = kg （ 3）煤氣中的水分 GH2O 1) 焦炭帶入的水分量 = 4％ = kg 8 2) 氫氣參加還原生成的水分量 =VH2間 ?= 2／ 18／ 2= kg 故 GH2O=＋ = kg 由以 上計算結果編制物料平衡表，見表 29。 4）磷酸鹽分解吸熱 Q 磷鹽分 =％ 1000 = kJ 式中 —— 由 Ca3(PO4)2分解產(chǎn)生 1kg 磷吸收的熱量， kJ。高爐本體結構設計的先進、合理是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽的先決條件，也是高爐輔佐系統(tǒng)設計和選擇的依據(jù)。理論研究和實踐表明，死鐵層深度一般為爐缸直徑的 15%~20%。陶瓷杯法則是在大 塊炭磚的熱面采用低導熱的陶瓷質(zhì)材料，形成一個杯狀的陶瓷內(nèi)襯，即所謂“陶瓷杯”，其目的是將 1150℃ 等溫線控制在陶瓷層中。軋制銅板鉆孔銅冷卻壁由于結構致密、組織缺陷少、冷卻效率高，其應用 范圍最為廣泛。這種磚壁一體化的冷卻壁是在第四代冷卻壁的基礎上優(yōu)化演變而來的，其內(nèi)襯厚度僅為 150~250mm。我國寶鋼、武鋼、首鋼、本鋼、湘鋼的大型高爐還引進了人工智能高爐冶煉專家系統(tǒng)，為延長高爐壽命創(chuàng)造了有利條件。煤氣上升管和爐頂平臺亦裝有座圈和托座。 對高爐基礎的要求： 1） 高爐基礎應把高爐全部載荷均勻地傳給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。料罐有效容積為 55m3，直徑 D=4750mm，高度 H=5232mm，料罐轉速為6r/min，用 2 臺功率為 的電動機驅動，料管材質(zhì)為 42CrMo4V。料流調(diào)節(jié)閥為方形開口，其開口大小決定其布料量 和布料時間，并且與旋轉溜槽配合實現(xiàn)合理布料。 25 5 供料系統(tǒng) 高爐供料系統(tǒng) 高爐供料系統(tǒng)主要包括：儲礦槽、儲焦槽、篩分設施、稱量設施、斜橋、料車及上料卷揚機（膠帶運輸機）、槽下除塵設施、控制系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)等。槽上供料膠帶運輸機的膠帶寬度一般為 800~1400m。 30 6 送風系統(tǒng) 鼓風機的選擇 高爐鼓風機必須滿足下列要求： 1）有足夠的送風能力，即不僅提供高爐冶煉所需要的風量，而且鼓風機的出口壓力要能夠足以克服送風系統(tǒng)的阻力損失、高爐料柱阻力損失以及保證有足夠搞的爐頂煤氣壓力； 2） 風機的風量及風壓要有較寬的調(diào)節(jié)范圍，即風機的風量和風壓均應適應于爐料的順利進行與逆行、冶煉強度的提高與降低、噴吹燃料與富氧操作以及其他多種因素變化的影響； 3）送風均勻而穩(wěn)定，即風壓變動時， 風量不得自動產(chǎn)生大幅度變化； 4）能保證長時間連續(xù)、安全及高效率運行。 熱風爐直徑的確定 當采用“二燒一送”的工作制度時，通過一座熱風爐的平均 小時鼓風流量： Vf= 14 70 001 602450 ?? （ m3/h） 通過每座熱風爐的平均煤氣消耗量： Vm=39300 （ m3/h） 通過每座熱風爐的平均小時煙氣量： VY=39300 =60561 （ m3/h） 蓄熱室內(nèi)的煙氣流速采用 ω y=,蓄熱室的斷面積： As= 6056 1 ?? = (m2) 設計采用 As=32m2。 熱風爐其他尺寸的確定 1） 底板、支柱及爐箅子 底板鋼板厚度為 36mm，爐箅子厚度加支柱高度總高度為 3200mm，爐箅子及支柱安裝完畢后，在熱風爐底板上面澆注厚度為 500mm 的礬土水泥耐熱混泥土 保護層。 蓄熱室格子磚與爐墻和隔墻之間留有膨脹縫 20~30mm，一般此膨脹縫面積占熱風爐爐墻內(nèi)空橫斷面積的 %~%，今取 %，扣除膨脹縫面積后，格子磚所占橫斷面積 F4為 F4= = （ m2） 單位爐容的蓄熱面積宜為 65~75m2,最高不得超過 85 m2。 I—— 冶煉強度 (d 28 共振式概率篩的規(guī)格性能如表 53所示。 總體布置是膠帶機的頭輪設在爐頂上，層輪設在礦槽下，機械傳動裝置和電控室設在偏于尾輪一側的中部，如圖 51 所示。 水冷式傳動齒輪箱 水冷式傳動齒輪箱由主傳動齒輪箱、上部齒輪箱、傾動齒輪箱、旋轉溜槽、水冷設施、密封及機電元件等組成。當關閉閥板時，首先回轉缸動作使閥板回轉到位，由限位開關聯(lián)鎖壓緊缸動作使閥板壓緊密封 ，開啟則相反。采用風冷和水冷爐底及耐熱基墩后，可以保證高爐基礎很好工作。由于冷卻設備，爐殼需要開孔。微型冷卻器、冷卻壁水管再造等冷卻壁修復技術也日漸成熟。爐腹受強烈的熱力作用，還有料柱壓力和崩料和作料時的沖擊力，采用炭質(zhì)內(nèi)襯。 20世紀 80 年代末期，我國高爐開始采用軟水密閉循環(huán)冷卻技術，經(jīng)過不斷地改進和完善，軟水密閉循環(huán)冷卻技術已日趨完善，并成為我國大型高爐冷卻系統(tǒng)的主流發(fā)展模式。高爐銅冷卻壁具有高導熱、抗熱震、耐高熱流沖擊和長壽命等優(yōu)越性能，越來越多的應用于國內(nèi)外大型高爐的關鍵部位，為高爐高效長壽起到了重要作用。這樣可以減輕出鐵時在鐵口區(qū)附近形成的鐵水渦流，延長鐵口區(qū)爐缸內(nèi)襯的壽命。 （ 1） 確定年工作日： 年工作日： 365 95％ =347 日產(chǎn)量 P=4800000／ 347=13833 t 每座高爐日產(chǎn)生鐵 P=13833／ 3=4611 t （ 2） 確定高爐容積： 選取高爐利用系數(shù) η V= t/(m3 （ 7）爐頂煤氣帶走的熱量 Q 煤氣 從常溫到 200℃ 之間，各氣體平均比熱容數(shù)據(jù)見表 210。 故 QC= QCO2＋ QCO=＋ = kJ （ 2）鼓風帶入的熱量 Q 風 Q 風 =（ V 風 － V 風 Φ ） Q 空氣 ＋ V 風 Φ Q 水汽 =﹙ 1－ ％﹚ ＋ ％ = kJ 式中 Q 空氣 —— 在 1250℃ 下空氣的熱容量，其值為 kJ/kg； Q 水汽 —— 在 1250℃ 下空氣的熱容量，其值為 kJ/kg。如礦石中其他物質(zhì)（如堿金屬化合物）未做化驗分析，所以常規(guī)分析組分之和（包括燒損等）不等于 100%，則可補加一個其他項，使總和等于 100%。要完成高爐煉鐵生產(chǎn)，除高爐本體外，還必須有其他附屬的配合 ，其工藝流程如圖 11所示。 （ 2020 屆） 專 科畢業(yè)設計（論文）資料 題 目 名 稱： 根據(jù)婁底地區(qū)，設計一個年產(chǎn) 量為 480萬噸的高爐煉鐵車間 學 院（部）： 冶金工程學院 專 業(yè)： 冶金技術 學 生 姓 名： 胡攀 班 級： 冶金 092 學號 09395920203 指導教師姓名： 王建麗 職稱 講師 最終評定成績： 湖南工業(yè)大學教務處 前 言 本次設計是根據(jù)婁底地區(qū)設計年產(chǎn)量為 480 萬噸的高爐煉鐵車間， 該地區(qū)礦藏豐富，水資源充沛，交通發(fā)達，設計煉鐵車間比較合理。高爐本體是冶煉生鐵的主體設備，它是由耐火材料砌筑的豎立式圓筒形爐體 ，最外層是由鋼板制成的爐殼，在爐殼和耐