【文章內(nèi)容簡介】 ...............................................................50 物料平衡表的編制 ......................................................................................................51 熱平衡計(jì)算 ..........................................................................................................................52 熱收入的計(jì)算 ..............................................................................................................52 熱支出的計(jì)算 ..............................................................................................................52 熱平衡表的編制 ..........................................................................................................53結(jié) 論 ..........................................................................................................................54參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................55謝 辭 ..........................................................................................................................56附 錄 ..........................................................................................................................57引言引 言進(jìn)入 21 世紀(jì)，國際鋼鐵工業(yè)的共同的時(shí)代命題是市場競爭力和可持續(xù)發(fā)展問題。在走新型工業(yè)化道路，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和建設(shè)資源節(jié)約環(huán)境友好型社會(huì)的時(shí)代背景下，提高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益，降低資源、能源消耗，減輕地球環(huán)境負(fù)荷，走綠色化道路，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，將是我國鋼鐵工業(yè)今后巨大的發(fā)展空間。以較少的能源、資源消耗，合理的鋼產(chǎn)量規(guī)模，高效的產(chǎn)品，以及較低的地球環(huán)境負(fù)荷支持我國的工業(yè)化過程是我國鋼鐵工業(yè)的歷史責(zé)任。鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一， “對(duì)于經(jīng)濟(jì)競爭力和國家安全都是至關(guān)重要的” ，是“國家的經(jīng)濟(jì)命脈” 。21 世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)是“很有魅力的工業(yè)” ，是世界上最高產(chǎn)、高效和技術(shù)先進(jìn)的工業(yè)之一，鋼鐵產(chǎn)業(yè)是一個(gè)強(qiáng)大的、充滿活力的經(jīng)濟(jì)行業(yè)，并以環(huán)境友好、成本經(jīng)濟(jì)的方式為用戶提供高質(zhì)量的鋼材。21 世紀(jì)以來，國際鋼鐵工業(yè)的第二個(gè)高速增長期是由發(fā)展中國家，特別是中國鋼鐵工業(yè)崛起推動(dòng)的。本世紀(jì)初的 5 年，世界鋼產(chǎn)量增加 億噸，其中中國增加量占 %。中國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了曲折、徘徊和崛起的歷史進(jìn)程。2022 年中國粗鋼產(chǎn)量達(dá)到 35239 萬噸，2022 年中國粗鋼產(chǎn)量又進(jìn)一步躍升到 億噸，約占世界粗鋼產(chǎn)量的 35%。這一歷史進(jìn)程是艱辛而豐富多彩的。在 21 世紀(jì)，我國高爐煉鐵將繼續(xù)在結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)展。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。從目前我國的實(shí)際情況來看，高爐的座數(shù)必須大大減少，平均爐容大型化是必然趨勢。高爐大型化，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、便于生產(chǎn)組織和管理，提高鐵水質(zhì)量，有利于減少熱量損失、降低能耗、減少污染點(diǎn)，是污染容易集中管理，有利于環(huán)境保護(hù)。所有這一切都有利于降低鋼廠的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場競爭力。根據(jù)唐山地區(qū)的燃料條件和唐鋼的工藝以及環(huán)境條件，設(shè)計(jì) 320 萬噸的煉鐵生產(chǎn)車間，對(duì)唐山及各個(gè)地區(qū)的許多煉鐵廠都具有比較的借鑒作用。因此，本設(shè)計(jì)的深度和廣度都是比較適宜的。第一部分 第 1 章 緒論第一部分 設(shè)計(jì)說明第 1 章 緒論 概述高爐煉鐵是獲得生鐵的主要手段，是鋼鐵冶金過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。高爐煉鐵是以鐵礦石（天然富礦、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦）為原料，以焦炭、煤粉、重油、天然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為熔劑，在高爐內(nèi)通過爐料燃燒、氧化物中鐵元素的還原以及非鐵氧化物造渣等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過程獲得生鐵。其主要副產(chǎn)品有高爐爐渣和高爐煤氣。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和延長爐齡，高爐本體結(jié)構(gòu)和輔助系統(tǒng)必須滿足耐高溫，耐高壓，耐腐蝕，密封性好，工作可靠，壽命長，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)，產(chǎn)量高，消耗低等要求?，F(xiàn)代化高爐已成為高度機(jī)械化、自動(dòng)化和大型化的一種綜合生產(chǎn)裝置。高爐車間的設(shè)計(jì)也必須滿足高爐生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，以期達(dá)到最佳的生產(chǎn)效益。 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（1）高爐有效容積利用系數(shù)( )：V?高爐有效容積利用系數(shù)即每晝夜生鐵的產(chǎn)量與高爐有效容積之比，即每晝夜 1m179。有效容積的生鐵產(chǎn)量?？捎孟率奖硎荆? 有VPv??式中 高爐有效容積利用系數(shù)，噸鐵/ 米 3晝夜；v 高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量，噸鐵 /晝夜；P高爐有效容積，米 3。有V是高爐冶煉的一個(gè)重要指標(biāo)，本設(shè)計(jì) = 。 ?v?dmt?3/（2）焦比（ ）：K焦比即每晝夜焦炭消耗量與每晝夜生鐵產(chǎn)量之比，即冶煉每噸生鐵消耗焦炭量?？捎孟率奖硎荆汉颖甭?lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 PQK?式中 高爐焦比，千克/噸鐵； 高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量，噸鐵 /晝夜；高爐每晝夜消耗焦炭量，千克/晝夜。K焦比可根據(jù)設(shè)計(jì)采用的原燃料、風(fēng)溫、設(shè)備、操作等條件與實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行全面分析比較和計(jì)算確定。當(dāng)高爐采用噴吹燃料時(shí)，計(jì)算時(shí)必須考慮噴吹物的焦炭置換量。 本設(shè)計(jì)的焦比為 350 。tKg/（3） 煤比（ ）：Y冶煉每噸生鐵消耗的煤粉為煤比。本設(shè)計(jì)煤比為 150 。tKg/（4） 冶煉強(qiáng)度（ ）和燃燒強(qiáng)度（ ）：Ii高爐冶煉強(qiáng)度是每晝夜 1 有效容積燃燒的焦炭量,即高爐每晝夜焦炭消耗3m量與 的比值 ,本設(shè)計(jì) = 。燃燒強(qiáng)度既每小時(shí)每 爐缸截面積有VIdt?/ 2m所燃燒的焦炭數(shù)量。本設(shè)計(jì) = 。i?3（5） 休風(fēng)率：休風(fēng)率即因故休風(fēng)的休風(fēng)時(shí)間占作業(yè)時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。休風(fēng)率反映高爐設(shè)備維護(hù)的水平，先進(jìn)高爐的休風(fēng)率小于 1%，實(shí)踐證明，休風(fēng)率降低 1%，產(chǎn)量可提高 2%。（6） 生鐵合格率：高爐生產(chǎn)的生鐵其化學(xué)成分符合國家規(guī)定的合格生鐵占總產(chǎn)生鐵量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率。本設(shè)計(jì)為 100%。（7） 高爐一代壽命：高爐從點(diǎn)火開爐到停爐大修之間的冶煉時(shí)間稱為高爐一代壽命，即相鄰兩次大修之間的冶煉時(shí)間。大型高爐一代壽命為 10～15 年。（8） 生鐵成本：生產(chǎn) 1 合格生鐵所需消耗的所有原料、燃料、材料、水電、人工 等一切t費(fèi)用的總和，單位為元/ 。t 高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展：第一部分 第 1 章 緒論近兩年來中國生鐵產(chǎn)量高速增長,同時(shí)高爐煉鐵技術(shù)也取得了較大進(jìn)步。2022年全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵焦比達(dá)到392kg/ t，熱風(fēng)溫度達(dá)到1125℃，噴煤比達(dá)到137kg/ t，利用系數(shù)為2. 677 t/m3. d。這些指標(biāo)創(chuàng)造出我國歷史最好水平。寶鋼、武鋼、首鋼、鞍鋼等企業(yè)的大高爐生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入成熟發(fā)展階段，煉鐵燃料比低于500kg/ t。但是,中國煉鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，煉鐵企業(yè)發(fā)展不平，先進(jìn)與落后共存。尚有6000多萬t/年生產(chǎn)能力屬于淘汰之列，造成中國煉鐵技術(shù)發(fā)展不平衡。1） 爐容大型化2） 生產(chǎn)高效化①精料；②高溫化；③高壓爐頂操作；④噴吹燃料與富氧鼓風(fēng)；⑤提高高爐壽命；⑥加強(qiáng)二次能源回收。3）高爐自動(dòng)化①爐頂裝料自動(dòng)化；②熱風(fēng)爐操作自動(dòng)化；③噴煤操作自動(dòng)化；④爐喉煤氣成分溫度檢測自動(dòng)化。4） 工業(yè)環(huán)?；俸F含碳粉塵回收利用；②粉塵煙氣、工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)；③減少高溫直接熱輻射；④減少噪聲污染。 本設(shè)計(jì)采用的新技術(shù)，布料旋轉(zhuǎn)溜槽可實(shí)現(xiàn)多種方式布料。，有利于拱頂氣流分布和熱風(fēng)溫度提高，隔墻間加耐熱鋼板防止蓄熱室氣體短路。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院第 2 章 高爐車間設(shè)計(jì) 廠址的選擇確定廠址要做多方案比較，選擇最佳者，廠址選擇的合理與否，不僅影響建設(shè)速度和投資，也影響到投產(chǎn)后的產(chǎn)品成本和經(jīng)濟(jì)效益，必須十分慎重。廠址選擇應(yīng)考慮以下因素:a) 要考慮工業(yè)布局，有利于經(jīng)濟(jì)合作；b) 合理利用地形設(shè)計(jì)工藝流程，簡化工藝，減少運(yùn)輸量,節(jié)省投資；c) 盡可能接近原料產(chǎn)地及消費(fèi)地點(diǎn)，以減少原料及產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用；d) 地質(zhì)條件要好，地層下不能有開采價(jià)值的礦物,也不能是已開采區(qū)；e) 水電資源要豐富，高爐車間要求供水、供電不得間斷，供電要雙電源；f) 盡量少占良地；g) 廠址要位于居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向或測風(fēng)向。本設(shè)計(jì)對(duì)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。應(yīng)靠近原料、燃料的基地和產(chǎn)品銷售的地點(diǎn)。近水源、電源，以縮短運(yùn)輸距離和管線長度，以減少建廠的投資和運(yùn)營費(fèi)用。（2）廠址的面積和外形應(yīng)能滿足生產(chǎn)工藝過程的需要，把所有的建筑物、構(gòu)筑物合理地布置在廠區(qū)之內(nèi)，并應(yīng)有一定的擴(kuò)充余地，以供工廠發(fā)展之用。（3）廠址應(yīng)位于城市和居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，一般應(yīng)有 1000 米以上的距離，并應(yīng)與其他企業(yè)不相干擾。窩風(fēng)的盆地不宜選擇為工廠廠址。（4）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。（5）廠址的地勢最好是平坦的，廠址的地表應(yīng)由中心向四周傾斜，以便使地面水能依自然坡度向外暢流，不需要大量的土方工程。（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。地下水位盡可能低于地下建筑和構(gòu)筑物基礎(chǔ)的深度，并無侵蝕性。第一部分 第 1 章 緒論（7）廠址不受洪水及大雨的淹沒，廠址最低處應(yīng)該高出河流或海水漲潮的最高水位 。m第 2 章 高爐車間設(shè)計(jì)（8）廠址不應(yīng)位于礦床或已開采的礦坑、溶洞和土崩的地層上，不應(yīng)布置在各種有機(jī)廢物、化學(xué)廢物、舍棄物的附近。（9）廠址應(yīng)有較容易棄渣的低洼地帶。（10）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。（11）布置廠址時(shí)應(yīng)充分利用地形，不占或少占農(nóng)田。 高爐煉鐵車間平面布置應(yīng)遵循的原則本設(shè)計(jì)的車間平面布置遵循了以下原則：1． 在工藝合理，操作安全，滿足生產(chǎn)的條件下，應(yīng)盡量緊湊，并合理共用一些設(shè)備及建筑物，以求少占土地及縮短運(yùn)輸線、管網(wǎng)線的距離。2． 足夠運(yùn)輸能力，保證原料及時(shí)入廠和產(chǎn)品（副產(chǎn)品）及時(shí)運(yùn)出。3． 車間內(nèi)部鐵路、道路布置要暢通。4． 要考慮到擴(kuò)建的可能性，在可能的條件下留一座高爐的位置。在高爐大修、擴(kuò)建時(shí)，施工安裝作業(yè)及材料設(shè)備堆放等不得影響其他高爐正常生產(chǎn)。 車間平面布置形式高爐煉鐵車間布置形式根據(jù)鐵路線的布置可以分為：一列式布置，并列式布置，島式布置和半島式布置。本設(shè)計(jì)車間布置形式采用半島式布置：半島式布置形式的高爐和熱風(fēng)爐列線與車間調(diào)度線交角增大到 45176。，因此高爐距離近，并且在高爐兩側(cè)各有三條獨(dú)立的有盡頭的鐵水罐車停放線和一條輔助材料運(yùn)輸線。出鐵場與鐵水罐車停放線垂直，縮短了出鐵場長度，設(shè)有擺動(dòng)流嘴，出一次鐵可放置多個(gè)鐵水罐車。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院第 3 章 高爐本體設(shè)計(jì) 高爐數(shù)目及總?cè)莘e的確定高爐煉鐵車間建設(shè)高爐的座數(shù)，既要考慮盡量增大高爐容積，又要考慮企業(yè)的煤氣平衡和生鐵量的均衡，所以一般根據(jù)車間規(guī)模，由兩座或三座高爐組成即可。本設(shè)計(jì)選取高爐車間由兩座相同容積（2195 ）的高爐組成。3m由高爐煉鐵車間生鐵年產(chǎn)量除以年工作日，即得出高爐煉鐵車間日產(chǎn)量（ ）:t高爐煉鐵車間日產(chǎn)量＝ 年 工 作 日年 產(chǎn) 量根據(jù)高爐煉鐵車間日產(chǎn)量和高爐有效容積利用系數(shù)可以計(jì)算出煉鐵車間總?cè)莘e（ ） :3m高爐煉鐵車間總?cè)莘e＝ 高 爐 有 效 容 積 利 用 系 數(shù)日 產(chǎn) 量高爐有效容積利用系數(shù)一般直接選定。大高爐選低值（～ 左右） ，小高爐選高值（～ 左右） 。本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)生鐵 305 萬噸的高爐車間，設(shè)計(jì)高爐一代壽命為 10 年，年作業(yè)率為 %，高爐有效利用系數(shù)為 = 。v?dmt?3/1 定年工作日: 365%=348 ；d日產(chǎn)量: = ＝9200 t總P348102?2 確定高爐容積: 選定高爐座數(shù)為 2 座,利用系數(shù) = v???dmt?3/ 每座高爐日產(chǎn)量 = = =4600P總290 每