【正文】 重力除塵器……………………………………………………………………459 噴吹設備 設計為噴吹煤粉………………………………………………………………47 高爐噴煤設備…………………………………………………………………4810車間布置形式 車間布置……………………………………………………………………50 本設計車間平面布置形式 ………………………………………………50結 束 語…………………………………………………………………………52參考文獻…………………………………………………………………………531 緒論 高爐煉鐵的任務及工藝流程高爐煉鐵的任務是用還原劑（焦炭、煤粉）在高溫條件下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過程。包括原煤的儲存、運輸，煤粉的制備、收集以及煤粉噴吹大量的煤粉以煤帶代焦，降低焦炭消耗。R渣=Q=取R渣=，得到燒結礦和球團礦的比例為80:20，按此比例得到混合礦的成分，見表22。3 高爐本體高爐本體包括基礎、鋼結構、爐寸、冷卻設備以及高爐爐型設計等。1）加深死鐵層深度實踐證實，高爐爐缸底“象腳狀”的異常侵蝕，主要是由于鐵水滲透到碳磚中，使碳磚脆化變質，再加之爐缸內鐵水環(huán)流的沖刷作用而形成的?！皩岱ā焙汀澳突鸩牧戏ā边@兩種看來似乎截然不同的設計體系，其技術原理的實質卻是一致的。即使渣皮瞬間脫落，也能在其熱面迅速形成新的渣皮冷卻壁，這種特性是其他常規(guī)冷卻器所不能比擬的。所謂薄壁 就是對高爐內襯和冷卻壁內襯進行優(yōu)化組合，形成磚壁一體化結構，解決爐腹、爐腰和爐身下部高熱負荷區(qū)的短壽問題，使其壽命與高爐爐缸、爐底的壽命同步。爐喉固定測溫、爐頂攝像、煤氣在線自動分析、爐襯測厚等技術的應用使高爐長壽又得到了進一步的保障、我國寶鋼、武鋼、首鋼、本鋼、湘鋼的大型高爐還引用了人工智能高爐冶煉專家系統(tǒng)，為延長高爐壽命創(chuàng)造了有力條件。（5）露天鋼結構，揚塵點附近鋼結構，應避免積塵、積水。表35 高爐爐殼厚度高爐容積高爐結構形式爐底風口區(qū)爐腹爐腰爐身下部爐頂及爐喉爐身及其他部分2817m3爐體框架式36mm36mm32mm30mm28mm32mm24mm（2）爐體框架爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺，下至高爐基礎，與高爐中心稱對稱布置，在風口平臺以上部分采用鋼結構。（3）基座它是基礎的承重部分，底面積A——爐基高爐及附屬設備的總重t=(4~6)VuS——地層允許承載力，基座直徑：d=基座厚度由所承受的力矩計算，結合水文地質條件和冰凍線綜合情況確定。 料罐材質系有壓力容積材質焊接而成。當稱量料罐發(fā)出“料孔”信號時，先完全打開截流閥，然后再關閉，防止卡料，而后再關閉下密封閥，同時當旋轉溜槽轉到停機位置時停止旋轉，如此反復。 5 供料系統(tǒng)高爐原料經過預處理后的儲存、輸送、提升、裝爐等設備所組成的系統(tǒng)。料位控制過低，會造成物料粉碎，同時貯量也大大降低；料位控制過高，則會使槽上皮帶運輸系統(tǒng)啟動、停車頻繁?？鄢蛎浛p面積后、格子磚所占橫斷面積：F4==（m2）蓄熱室取七孔高效格子磚填充，格子磚熱工參數為：格孔當量直徑（圓形孔）dh=43mm，當量厚度為S=，1m3格子磚的加熱面積為f=，1m2格子磚通氣道面積（活面積）為Φ=,1m3格子磚中磚所占有的體積為(1Φ)=。由于鐵口、渣口標高不同。主要特點：（1）利用高爐框架為旋轉支座，旋轉臂的支撐座和旋轉馬達固定在框架上，有利于出鐵設備布置。圖7—3 電動泥炮打泥機構1— 電動機；2—聯(lián)軸器；3—齒輪減速器；4—螺桿；5—螺母；6—活塞；7—泥炮；8—炮嘴。渣溝的坡度在渣口附近較大，約為20%~30%，流嘴處為10%，其它地方為6%。按除塵后煤氣所能達到的凈化程度，除塵設備科分為三類：（1）粗除塵設備：能夠去粒徑在60~100um及其以上大顆粒粉塵的除塵設備。濕法除塵效果穩(wěn)定，清洗后的煤氣質量好；缺電是產生污水，既消耗大量的水，還要進行污水處理。它是高爐煉鐵能否與其它煉鐵方法競爭，繼續(xù)生存和發(fā)展的關鍵技術，其意義具體表現為：(1) 以價格低廉的煤粉部分替代價格昂貴而日趨匱乏的冶金焦炭，使高爐煉鐵焦比降低，生鐵成本下降；(2) 噴煤是調劑爐況熱制度的有效手段；(3) 噴煤可改善高爐爐缸工作狀態(tài)，使高爐穩(wěn)定順行；(4) 噴吹的煤粉在風口前氣化燃燒會降低理論燃燒溫度，為維護高爐冶煉所必須的T理，需要補償，這就為高爐使用高風溫和富氧鼓風創(chuàng)造了條件；(5) 噴吹煤粉氣化過程中放出比焦炭多的氫氣，提高了煤氣的還原能力和穿透擴散能力，有利于礦石還原和高爐操作指標的改善；(6) 噴吹煤粉替代部分冶金焦炭，既緩和了焦炭的需求，也減少了煉焦設施，可節(jié)約基建投資，尤其是部分運轉時間已達30年需要大修的焦爐，由于以煤粉替代焦炭而減少焦炭需求量，需大修的焦爐可停產而廢棄；(7) 噴煤粉代替焦炭，減少焦爐座數和生產的焦炭量，從而可降低煉焦生產隊環(huán)境的污染。上出料倉式泵為一體積較大的流化罐。（4）要考慮擴建的可能性，在可能條件下留一座高爐的位置。時間過得真的很快，從布置任務開始，我在老師的指導下進行一些基本資料的收集、整合、篩選，到現在的完成整個設計，整個過程到現在人仍然是歷歷在目，回顧起來讓我感受頗深，凡是學術上的研究與探討都是艱辛枯燥的，但總有一種求真的力量在驅使我們，直到最后成功到達目的地！本次設計我的課題是根據冷水江地區(qū)條件，設計一個年產500萬t的高爐煉鐵車間，我查找了有關冷水江地區(qū)的地理位置、氣候、資源、交通、水利、能源等個方面以考慮是否適合建廠，后根據一些文獻資料及教材我找到了一些有關設計的資料，比如國內外各大鋼鐵廠的一些設計數據，以及一些在冶金行業(yè)領域的新技術，用以完善我的設計，根據自己選取的一些數據我繪出了煉鐵廠的車間平面布置示意圖以及主要跨間的橫斷面圖。因此規(guī)劃車間布置是一定要考慮周到。下出料倉式泵大體與噴吹罐類似，只是倉體粗胖些。（2） 重力除塵器各尺寸如表81。為了將煤氣中的含塵量清除到5~10mg/m以下，宜采用多個或多種除塵設備組合的循環(huán)漸進的除塵形式，前階段工作后階段的設備區(qū)完成總是不經濟的，甚至是不可能的。 8 煤氣除塵系統(tǒng) 除塵設備及原理實用中除塵技術，都是借外力作用來使粉塵和氣體分離的。撇渣器的尺寸與高爐大小、鐵水流速有關。技術性能見表7—2表7—2 技術性能高爐容積/ m3開鐵口機臺數開鐵口機行程/m開孔深度/m鋼釬直徑/mm退避回轉角度/(0)回轉時間/s升降時間/s開鐵口角度/(0)281731038,42,5014035~50升10~20降15~18 炮泥 高爐堵塞出鐵口的重要設備，其打泥活塞總推力，打泥壓力和速度等性能必須滿足高爐生產的要求。 爐前設備 開鐵口機 開鐵口機是高爐出鐵時打開鐵口的重要機械。 風口平臺及出鐵場 在高爐下部，沿高爐爐缸四周風口前設置的工作平臺為風口平臺。1）熱風爐全部加熱面積為1002817=281700(m2) %，則其面積為281700%=（m2）每座熱風爐蓄熱室加熱面積為：（281700—）247。圖是高爐貯礦槽的工藝布置。均壓閥多為盤式閥，放散閥為蓋式閥。表44 襯板材質化學成分元素CMnCrMoNiSP最高硬度最低硬度含量/%≥≥03≤≤400HB340HB 無料鐘爐頂過程的操作程序是：當稱量料罐需要裝料時，受料漏斗移動到該稱量料罐上面，打開稱量料罐的放散閥放散，然后再打開上密封閥，爐料裝入稱量料罐后，關閉上密封閥和放散閥。帶有輪子的受料漏斗，可沿滑軌左右移動，將爐料卸到任意一個稱量料罐。一般混凝土只能在1500C以下工作，2500C便有開裂，4000C時失去強度，鋼筋混凝土7000C時失去強度。由于冷卻設備，爐殼需要開孔。（2）高爐亦是高溫高壓發(fā)應器，某些鋼結構構件應具有高溫強度、耐磨性和可靠密封性。（7）自動化檢測與控制自動化檢測是高爐壽命不可缺少的技術措施。該系統(tǒng)運行安全可靠，動力消耗低，補水量小，維護簡便。廣東汕頭華興冶金備件有限公司和首鋼合作，于2001年1月設計研制出2塊銅，應用了該公司提供的120塊銅冷卻壁，這是我國高爐正式使用冷卻壁，并安裝冷卻壁技術已經完全實現國產化。（1）長壽爐缸爐底的關鍵是必須采用高質量的碳磚并輔之合理的冷卻。則h2=(Dd)tanα=()176。 表210 煤氣各成分平均比熱容N2CO2COH2CH4H2O Q煤氣=++++ =（KJ）Q水=100=（KJ）Q煤氣=+=（KJ）（8）水分分解吸熱（%18/24+180%）=（KJ）（9）爐塵帶走的熱 20200=（KJ） 故Q=+++1214000+540558+211014+++=（KJ）（10）冷卻水帶走的熱及爐殼散發(fā)熱損失 =（KJ）計算結果列入下表211。d)] 焦炭冶煉強度：[t/(m179。包括煤氣管道、重力除塵器、洗絳塔、文氏管、脫水器等，其任務是將高爐冶煉所產生的煤氣，經過一系列的凈化使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶對煤氣質量的要求。要完成高爐煉鐵生產，除高爐本體外，還必須有其他附屬系統(tǒng)的配合，其生產工藝流程如圖11所示。2 煉鐵工藝計算 配料計算鐵礦石成分，焦炭成分，煤粉成分分別見表22，表23，表24。=(m3)=%（m3）故VCH4=+=(m3)（2）氫氣的體積為VCH4 %=（m3） （%+%）=（m3）（%+%2/18）（m3）++=（m3）=（m3）=（m3）故VH2==(m3)（3）二氧化碳的體積VCO2%=（Kg）還原的FeO耗H2量為1000%（m3）(rH2=) =（m3） 160=（Kg） =（Kg） 故CO2還=（m3） %（）（m3） %（m3） ++=（m3）（4）一氧化碳的體積VCO （m3） （m3） %（m3） d．+=（m3） （m3） 故VCO=+++=（m3）（5）氮氣的體積VH2 （%）79%=（m3） （%+%）（m3） %（m3） 故N2=++=（m3） 計算結果列入下表28。高爐爐型要適應原燃料條件的要求，保證冶煉過程的順行。適當加高爐缸高度，不僅有利于煤粉在風口前的燃燒，而且還可以增加爐缸容積，以滿足高效化生產條件下的渣鐵存儲，減少在強化冶煉條件下出現的爐缸“憋瘋”的可能性。這兩種設計體系組合在一起也不失為一種合理的選擇。銅冷卻壁是高爐長壽的關鍵技術之一，銅冷卻壁的應用使高爐在不中修的條件下，壽命可達15~20年成為可能。（6）耐火材料高爐各個部位由于所處環(huán)境不同，選擇的耐火材料也不同。我國高爐爐體快速修補技術已經得到推廣應用。爐頂框架、上料系統(tǒng)作用在爐頂框架上，傳遞到基礎；裝料設備和煤氣上升管等載荷，由爐殼傳遞至基礎。2）風口直徑，根據風速計算：d=4pv/24 3600 N本設計的上料過程通過自動化完成，應用兩級自動化控制實現高爐的自動化控制。 中心喉管是無料鐘爐頂中爐料唯一通道，又是工作的爐喉部位，因此必須是耐高溫、耐磨損、壽命要長，所以在中心喉管內壁焊接特殊的硬質合金A45合金。（3）無爐頂用上、下密封閥密封，密封面積大為減小，并且密封不與爐料接觸，因而密封性好，能承受高壓操作。供料系統(tǒng)包括礦槽，焦槽，篩分系統(tǒng)，上料系統(tǒng)等。稱量本是一個帶有稱量設備的電動機車。熱風爐全高為：H=1200+3967+20+25+500+2900+450+560+35300=44952mmH/D=47952/9000= ，是穩(wěn)定的。 應盡可能縮短渣鐵溝長度，這不僅減少爐前清理、維護工作，而且可以降低鐵口標高，節(jié)省投資。（3）鉆孔進退采用氣動馬達和鏈條傳動，帶動鉆機小車沿軌梁做直線行走，在鐵口中打出一條完整規(guī)則的直線孔道。 主鐵溝和撇渣器 主鐵溝 從高爐出鐵口到撇渣器之間的以段鐵溝較主鐵溝，其結構是在80mm厚的鑄鐵槽內，砌一層115mm的薪土磚，上面搗以碳素耐火泥。 鐵溝材質及澆注工藝 鐵溝的材質主要有碳素搗打料和澆注料。效率可達85%~90%。算得煤氣上升管道直徑dl=[(3600)]=2520mm導出管與水平夾角成530以免積灰。 高爐噴煤設備 引射混合器混合器是將輸送氣體與煤粉混合，并使煤粉從倉式泵或噴吹罐啟動的設備。本設計采用的為側向噴嘴。高爐的間距主要決定與鐵溝嘴數目，寬度決定風口平臺，出鐵場寬度取決于鐵路條數，此種形式的優(yōu)點是緊湊，節(jié)約占地面積，可供用一些設備和建筑物節(jié)約投資。 一列式布置：一列式高爐平面布置如圖10特點—1所示，其主要是：高爐與熱風爐在同一列線，出鐵場也布置在高爐同一列線上成為一列，并且與車間鐵路線平行。噴煤槍為內徑12~15mm的耐熱合金鋼管，噴槍插入位置應保證煤粉流