【文章內(nèi)容簡介】 ...........................41 煤粉制備工藝 ....................................................................................................41 煤粉制備工藝 .............................................................................................41 煤粉噴吹系統(tǒng) .............................................................................................42 噴吹工藝流程 ....................................................................................................43結(jié) 論 ............................................................................................................................45參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................46謝 辭 ..........................................................................................................................50河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計11 緒論 概述設(shè)計課題：在唐山地區(qū)設(shè)計一座年產(chǎn)煉鋼生鐵 250 萬噸的高爐煉鐵車間另外，用 AutCAD 繪制四張 1圖，分別是：高爐本體砌磚圖；高爐車間平面圖；高爐車間縱剖面圖；熱風(fēng)爐剖面圖。本設(shè)計為實(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、自動化和大型化的一種綜合生產(chǎn)裝置。高爐車間的設(shè)計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。 廠址的選擇 廠址選擇應(yīng)考慮的因素確定廠址需要做多方案比較，選擇最佳者，廠址選擇的合理與否，不僅影響建設(shè)速度與投資，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：1）工業(yè)布局要合理。即要考慮地區(qū)工業(yè)的綜合平衡，也要考慮鋼鐵生產(chǎn)對原料的依賴性。2）以節(jié)省投資，降低應(yīng)運(yùn)費(fèi)用。 3）合理利用地形設(shè)計工藝流程。4）接近原料產(chǎn)地，減少原料運(yùn)輸。5）地質(zhì)條件要好，耐壓力大于 6）水電資源豐富，供水供電不能間斷，供電雙電源。7）位于城市居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。 高爐煉鐵車間平面布置應(yīng)遵循的原則1）在工藝合理，操作安全，滿足生產(chǎn)的條件下，應(yīng)盡量緊湊并合理地公用一些設(shè)備與建筑物，以求少占土地和縮短運(yùn)輸線。網(wǎng)管線的距離。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計22）有足夠的運(yùn)輸距離，保證原料及時入廠和產(chǎn)品及時運(yùn)出。3）車間內(nèi)部鐵路，道路布置要暢通。4）要考慮擴(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)。 車間布置形式1）一列式布置：高爐與熱風(fēng)爐在一列線上，出鐵場也布置在高爐列線上成為一列，并且與車間鐵路線平行。優(yōu)點(diǎn)：可以共用出鐵場和爐前起重機(jī)，共用熱風(fēng)爐值班室和煙囪，節(jié)省投資；熱風(fēng)爐距高爐近，熱損失少。缺點(diǎn)：運(yùn)輸能力低，在高爐數(shù)目多，產(chǎn)量高時，運(yùn)輸不方便，特別是在一座高爐檢修時車間調(diào)度復(fù)雜。 2）并列式布置：高爐與熱風(fēng)爐分設(shè)在兩條列線上，出鐵場布置在高爐列線，車間鐵路線與高爐列線平行。優(yōu)點(diǎn)：可以共用一些設(shè)備和建筑物，節(jié)省投資；高爐間距離近。缺點(diǎn)：熱風(fēng)爐距高爐遠(yuǎn)，熱損失大，并且熱風(fēng)爐靠近重力除塵器，勞動條件不好。3）島式布置：每座高爐和它的熱風(fēng)爐、出鐵場、鐵水罐車停放線等組成一個獨(dú)立的體系。鐵水罐車停放線與車間兩側(cè)的調(diào)度線成一定角度，一般為 1113 度。島式布置的鐵路線為貫通式，空鐵水罐車從一端進(jìn)入爐旁，裝滿鐵水的鐵水罐車從一端駛出，運(yùn)輸量大，并且設(shè)有專用輔助材料線。缺點(diǎn)：高爐間距大，管線長；設(shè)備不能共用，投資高。4）半島式布置：高爐和熱風(fēng)爐的列線與車間調(diào)度線間交角可以大到 45186。，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，出鐵場和鐵水罐車停放線垂直，縮短了出鐵場長度，設(shè)有擺動流嘴，出一次鐵可放置幾個鐵水罐車。本設(shè)計采用半島式車間布置。 高爐生產(chǎn)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)高爐生產(chǎn)效果以其技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)衡量，主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)如下：1）高爐有效容積利用系數(shù)（η）：晝夜生鐵的產(chǎn)量 P 與高爐有效容積 V 有（m3）之比。η 是高爐冶煉的一個重要指標(biāo)，η 越大，其高爐生產(chǎn)率越高。本設(shè)計 η 取 。2）焦比（k）：焦比即每晝夜焦炭消耗量 Qk(t 或 kg)與每晝夜生鐵產(chǎn)量 P之比。3）煤比（Y） ，：指每噸生鐵消耗的煤粉量。從風(fēng)口向爐內(nèi)噴吹煤粉，噴吹燃料可以有效地降低焦比，降低了焦炭的消耗量，從而降低生鐵成本。4）冶煉強(qiáng)度（I）：高爐冶煉強(qiáng)度是每晝夜 1m3高爐有效容積燃燒的焦炭河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計3量。冶煉強(qiáng)度表示高爐的作業(yè)強(qiáng)度，它與鼓入高爐的風(fēng)量成正比，在焦比不變的情況下，冶煉強(qiáng)度越高，高爐產(chǎn)量越大。本設(shè)計取 。5）休風(fēng)率：休風(fēng)率指休風(fēng)時間占日歷時間的百分?jǐn)?shù)。6）生鐵合格率：化學(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)的生鐵成為合格生鐵，合格生鐵占生鐵生產(chǎn)總量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率。7）高爐一代壽命：指高爐從點(diǎn)火開始到停爐大修之間的冶煉時間或相鄰兩次大修之間的時間稱為高爐一代壽命。 原燃料化學(xué)成分表 11 原燃料化學(xué)成分（%）試樣 燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 巴西礦 石灰石 爐塵 焦炭灰分 煤灰分T Fe FeO CaO MgO SiO2 Al2O3 S Mn P 燒損 表 12 生鐵預(yù)定成分（%）Fe Si Mn S P C 本設(shè)計采用的新技術(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。2) 熱風(fēng)爐采用錐球形爐頂，有利用拱頂氣流分布和熱風(fēng)溫度的提高，隔墻間加耐熱鋼板防止蓄熱室氣流短路。3) 冷卻采用軟水密封循環(huán)系統(tǒng) 。4) 高爐噴煤設(shè)備。5) 有余熱回收和余壓發(fā)電裝置。6) 水渣系統(tǒng)采用過濾式。7) 采用計算機(jī)自動控制系統(tǒng)對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計42 工藝計算 配料計算 原燃料成分的整理表 21 原燃料成分的整理品種 Feo CaO MgO SiO2 Al2O3 S Mn P燒結(jié)礦 校核 球團(tuán)礦 校核 巴西礦 校核 復(fù)合礦 石灰石 校核 爐塵 校核 焦炭灰分 校核 煤灰分 校核 MnO MnO2 P2O5 Fe2O3 1/2S 燒損 ∑ 100 100 100 100 100 100100河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計5100 預(yù)定生鐵成分表 22 生鐵預(yù)定成分（%）Fe Si Mn S P C 原燃料的消耗鐵礦石的用量設(shè)生產(chǎn)每噸生鐵所用的復(fù)合礦和石灰石分別為 X , Y 單位 : K鐵平衡++360+150=++20堿度平衡 56447 ???????X= Y=燒結(jié)礦： 球團(tuán)礦： 巴西礦： 渣量及爐渣成分的計算1) S原燃料帶入的 S：+360+150=進(jìn)入生鐵的 S : Kg進(jìn)入煤氣的 S : =進(jìn)入爐塵的 s：20 = Kg爐渣中的 S ： Kg 2) FeO ??3) MnO ).(?4) SiO2 堿度平衡中的分母 kg5) CaO 堿度平衡中的分子 73.河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計66) MgO ++360 +150= Kg7) Al2O3 ++360+15021420=計算結(jié)果如表 23表 23 爐渣成分 生鐵成分的校對結(jié)果 [S]=% [Si]=% [Fe]=%[Mn]=55/71100/1000=[P]= (）62/142100/1000=[C]== 物料平衡計算 風(fēng)量的計算直接還原度 rd= 鼓風(fēng)濕度 f=%進(jìn)入高爐 C 燃=360+150%%(360+150)2012/24/2860/12/56= Kg鼓風(fēng)含氧：V=O2=()+=V 風(fēng)= m3G 風(fēng)=V 風(fēng) r 空氣== Kg 爐頂煤氣成分的計算1) CH4 組元 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO FeO S/2 ∑ CaO/SiO2kg % 100 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計7⑴風(fēng)口燃燒 VCH4=360+150）%⑵焦中 CH4=360⑶生成總量=+= m32) H2⑴風(fēng)口燃燒 H2== m3/Kg⑵焦炭和煤粉的揮發(fā)份 H2=（360+150）⑶生成 CH4 H2=（360+150）%2=⑷參加還原（參加還原的氫量為總量的 40%）H2=（+）= m3⑸進(jìn)入煤氣量 H2=+=3) CO2 Fe2O3+CO→FeO+CO2CO2=(+) FeO+CO→Fe+CO2CO2=(56/) 石灰石分解 CO2=焦炭帶入 CO2=360進(jìn)入爐頂 CO2= m34) CO⑴燃燒生成 CO=⑵直接還原 CO=⑶焦炭揮發(fā)份 CO=360⑷間接還原 CO= m3⑸爐頂 CO= m35) N2⑴鼓風(fēng) N2=（）= m3⑵焦炭和煤粉的揮發(fā)份 N2=（360+150）⑶爐頂帶入 N2= m36) 爐頂煤氣成分河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計8表 24 煤氣成分表CH4 CO N2 H2 CO2 總體積m179。 % 100⑴煤氣密度=(44+28+28+2+16)/= Kg/m3⑵煤氣重量== 物料平衡表表 25 物料平衡表收入項(xiàng) 支出項(xiàng)名稱 數(shù)量 kg 百分比 % 名稱 數(shù)量 kg 百分比 %復(fù)合礦 鐵水 1000 石灰石 爐塵 20 焦炭 360 水分 煤粉 150 煤氣（干） 鼓風(fēng) 爐渣 總計 100 總計 100絕對誤差==誤差校核：%，符合要求。 熱平衡 熱收入的計算1) 熱收入 ⑴碳氧化：由 C 氧化生成 1m3CO2 放熱 由 C 氧化生成 1m3CO 放熱 KJ Q1=（）+ = KJ ⑵熱風(fēng)： 1100176。C 的空氣熱容 176。C 1100176。C 水蒸氣的熱容 KJ/ m3176。C 鼓風(fēng)中 98%進(jìn)入熱風(fēng)爐，2%用常溫噴吹煤Q2=[98% ()+] 1100= KJ河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計9 ⑶H2 氧化放熱： 1 m 3 H2氧化成水蒸氣放熱 Q3==⑷成渣熱： 1 千克氧化鈣和氧化鎂的成渣為 Q4=(+) =⑸礦帶入物理熱：25176。C 爐料的熱容為 176。C Q5=25=熱收入Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=++++=1041 熱支出的計算2) 熱支出(1) 氧化物的分解①鐵氧化物分解 FeO Fe 3O4 80% 20% 以 FeOFeO=75%+360+150= 以 Fe3O4 存在的 FeO FeO=75%++15%=以 Fe3O4存在的 Fe2O3 Fe2O3=160/72=則 Fe3O4=+=游離