【導(dǎo)讀】論文題目：設(shè)計(jì)年產(chǎn)煉鋼生鐵160萬噸的煉鐵車間。河北聯(lián)合大學(xué)畢業(yè)論文。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書。學(xué)院學(xué)生姓名指導(dǎo)教師。了解和掌握煉鐵工藝設(shè)計(jì)的方法和過程，設(shè)計(jì)一座煉鐵車間。采用CAD繪制3張圖：高爐車間縱剖面圖，高爐本體砌磚與冷卻設(shè)備圖，高爐車間平面布置圖，熱風(fēng)爐剖面圖。時(shí)間工作內(nèi)容完成情況。查閱相關(guān)資料及文獻(xiàn)。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。耗和對(duì)環(huán)境污染小的方針，本課題擬在唐山地區(qū)預(yù)設(shè)計(jì)建造一座年產(chǎn)160萬噸煉鋼生。該設(shè)計(jì)是結(jié)合國內(nèi)外相同爐容的一些先進(jìn)生產(chǎn)操作及設(shè)備設(shè)計(jì)而成，力求達(dá)到最。高的生產(chǎn)效率，因此該設(shè)計(jì)努力做到高度機(jī)械化，自動(dòng)化和最優(yōu)化的爐容，以期達(dá)到。最佳的生產(chǎn)效益。

　　

【正文】 衡受到普遍重視。 熱收入的計(jì)算 1. 碳素氧化放熱 1) 碳素氧化為 CO2 放出的熱量 碳素氧化產(chǎn)生 CO2的體積 32 3 4 1222 mVVVV coCOCOCO ??????? 焦分解煤氣氧化 kJVq COCO 0 3 2 2 0 ????? 氧化 2) 碳素氧化為 CO 放出的熱 32 mVVV coCOCO ????? 焦煤氣氧化 kJVq COCO 7 6 4 9 3 2 4 2 4 1 ????? 氧化 碳素氧化放熱： kJq C 7 9 7 1 4 7 6 4 9 3 0 3 2 2 0 7 ??? 2. 鼓風(fēng)帶入的熱 鼓風(fēng)中 98％進(jìn)入熱風(fēng)爐 ： 1 2 1% 1 4 4 ?? 風(fēng)q = ? ?? ? 0 0 2 0 4 01 2 5 07 3 9 1 2 14 2 3 1 2 1 ???????? 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 15 3. 氫氧化為水放熱 kJGq OHOH 1 2 4 5 0 7 8 0 7 8 822 ????? 還 4. 成渣熱 kJM g OC a OGq 9 8 1 2 8%)%( 1 2 8%)%( ???????? 熔熔渣 5. 爐料物理熱 kJGq 7 4 6 ??????? 礦物理熱 熱量總收入： kJqqqqqq OHC 0 3 4 8 0 9 62 ?????? 物理熱渣風(fēng)總 熱支出的計(jì)算 1. 氧化物分解吸熱 1）鐵氧化物分解吸熱 考慮到原料中有 20%的 FeO 以硅酸鐵形式存在，其余以 32OFe 形式存在，其中： 以 OSOF ie 22 ? 狀態(tài)存在的 OFe 為： 0 2 9 0 9 5 5 2 7 7 0 1 1 4 ?????????硅F e OG ? 以 OFe 43 狀態(tài)存在的 OFe 為： kgG F e O ????????磁 以 OFe 43 狀態(tài)存在的 OFe 32 為 ： kgGG F e OOFe ????? 磁磁 OFe 43 的量為： kgGGG OFeF e OOFe 3 5 ????? 磁磁 游離的 OFe 32 為： 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 16 kgG OFe 1 0 2 0 9 4 5 9 232 ??????游 鐵氧化物分解吸熱： 游硅氧化鐵 3243 OFeOFeF e O ??? 724 59 ? ?????? 2) 錳氧化物分解吸熱 kJMnQ 6 1 3 5 01 0 0 0% 3 5 01 0 0 0]%[ ??????? 3)硅氧化物分解吸熱 kJSiQ 4 8 9 3 1 0 2 81000% 1 0 2 81000]%[ ??????? 4) 磷氧化物吸熱 kJPQ 2 4 9 5 6 9 71 0 0 0%0 3 5 6 9 71 0 0 0]%[ ??????? 故 kJQ 0 4 0 5 0 3????? 磷硅錳氧化鐵氧化物分解 2. 脫硫吸熱 ? ? kJGQ s ?????? 渣 3. 碳酸鹽分解吸熱 kJQ ??????? 4. 水分解吸熱 kJVfVQ 8 5 2 0 4% 0 7 8 0 7 8 8( ????? 風(fēng) 5. 噴吹物分解吸熱 kJGq 125400836150836 ????? 煤 6. 爐料的游離水蒸發(fā)吸熱 ? ? ? ? kJq ??????? 7. 鐵水帶走的熱量 kJq 1 2 3 7 2 8 2 3 71 0 0 0 ??? 8. 爐渣帶走的熱量 kJGq 3 4 0 7 8 5 8 5 1 ????? 渣 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 17 9. 爐頂煤氣帶走熱量 1）干煤氣帶走的熱量 ? ? kJq 6 2 3 6 402 0 04 1 0 6 3 9 ????? 2）煤氣中水蒸氣帶走的熱量 ? ? ? ? kJq )18 %4360( ??????????? 3）爐塵帶走的熱量 kJGq ????????? 塵 kJq 8 2 7 4 33 3 4 7 0 3 6 2 3 6 4 ????煤氣 所以： kJqqqqqqqqqqq 0 3 4 8 0 9 610987654321 ??????????? 10. 冷卻水及爐殼散發(fā)熱損失 kJq 5 0 8 4 6 9 7 2 4 0 3 4 8 0 9 6 ??? 表 9 熱平衡表 熱收入 熱支出 名稱 數(shù)量 kJ % 名稱 數(shù)量 kJ % 碳素氧化放熱 氧化物分解 鼓風(fēng)帶入熱 脫硫吸熱 氫氧化放熱 水分解 成渣熱 游離水蒸發(fā) 爐料物理熱 鐵水帶走 1237280 爐渣帶走 噴吹物分解 125400 碳酸鹽分解 煤氣帶走 熱損失 總計(jì) 總計(jì) 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 18 熱量利用系數(shù) Kt Kt ? ?熱損失煤氣帶走的熱總熱量收入－ ?? ? ?%%100 ??? %? 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 19 3 高爐本體設(shè)計(jì) 高爐數(shù)目及總?cè)莘e的確定 高爐包括基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻設(shè)備以及高爐爐型設(shè)計(jì)等。高爐的大小以高爐有效容積表示，高爐有效容積和高爐座數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐爐型設(shè)計(jì)是高爐 本 體 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) [9]。近代高爐爐型向著大型橫向發(fā)展，目前，世界高爐有效容積最大的是 5580m3，高徑比 左右。高爐本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)、合理是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽的先決條件，也是高爐輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)和造型的依據(jù) [10]。 根據(jù)原燃料的條件設(shè)計(jì)年 產(chǎn) 160 萬 噸煉鋼生鐵的煉鐵車間 。高爐一代壽命為 10年，作業(yè)率為 95%。 1. 確定年工作日： 36595%=347 天 日產(chǎn)量： P總 = 4 ?? 2. 定容積： 選定高爐座數(shù)為 1，高爐利用系數(shù) ?V = ? ?dmt ? 每座高爐日產(chǎn)量： P = t4611 每座高爐容積： mPV Vu ???? ? 爐型設(shè)計(jì) 1. 爐缸直徑 (d)： 選定冶煉強(qiáng)度： ? ?dmtI ?? 爐缸截面燃燒強(qiáng)度： ? ? 2 ?mti ＝燃 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 20 則 miVId u ????? 燃 取 md ? 校核： 2???? ?AV u 合理 2. 爐缸高度： 1) 渣口高度： 46 22 ???? ???? dNc bPh Z ? 鐵 取 mhZ ? 式中： N —晝夜出鐵次數(shù)， 11 次； 鐵? —鐵水比重， mt ； b —生鐵波動(dòng)系數(shù)， ； c—渣口以下爐缸利用系數(shù)， 。 2) 風(fēng)口高度：取 ?k ??? khh Zf 取 mhf ? 3) 風(fēng)口數(shù)目： ? ? ? ? ????? dn 取 12?n 個(gè) 4) 風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸：選取 ma ? 則爐缸高度： mahh f ????? 3. 死鐵層厚度： 選取 mh ? 4. 爐腰直徑、爐腹角、爐 腹 高度： 選取 ?dD 則 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 21 ???D 取 mD ? 選取 0280 ???? 則 a n2 a n22 ??????? ?dDh 取 mh ? 校核 ? ： a n 2 ?????? dD h? 16180 ?????? 5. 爐喉直徑、爐喉高度的確定： 選取 ?Dd 則 ???d 取 md ? 選取 mh ? 6. 爐身角、爐身高度、爐腰高度： 選取 ??84? 則 14 ?????? ?dDh 取 mh ? 校核 ? ： a n 14 ?????? dD h? 429583 ?????? 選取 ?DHu 則 ???uH 取 mHu ? 求得 ： mhhhhHh u ??????????? 7. 校核爐容 ： 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 22 爐缸體積 ： 32121 mhdV ????? ?? 爐腹體積 ：? ? ? ? 3222222 mdDdDhV ?????????? ?? 爐腰體積 ： 32323 mhDV ????? ?? 爐身體積 ：? ? ? ? 322211244 mdDdDhV ?????????? ?? 爐喉體積： 325215 mhdV ????? ?? 高爐容積：354321 mVVVVVV u ??????????? 誤差： %1% ????? ???? u uu V VVV 在允許范圍內(nèi)，故爐型設(shè)計(jì)符合要求。 8. 繪制高爐爐型圖 ，如圖 1 所示 。 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 23 圖 1 高爐 爐型 圖河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 24 4 高爐基礎(chǔ)和內(nèi)襯 爐基的形狀及材質(zhì) 高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座和地面上的基墩組成 [1]。 高爐基礎(chǔ)的要求 對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求是 ： 1. 高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐的全部載荷均勻的傳遞給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。 2. 有一定的耐熱能力。采用水冷爐底及耐熱基礅，以保證高爐 基礎(chǔ)很好工作。基礅斷面為圓形，高度一般為 ～ ；基座直徑與載荷和地基土質(zhì)有關(guān)， A=P/KSm。本高爐的基礎(chǔ)為八角型，對(duì)角線長度為 30mm。 一般混凝土只能在 150 C? 以下工作， 250 C? 便有開裂， 400 C? 時(shí)失去強(qiáng)度，鋼筋混凝土 700 C? 時(shí)失去強(qiáng)度。過去由于沒有耐熱混凝土基墩和風(fēng)冷爐底設(shè)施，爐底破損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。 采用風(fēng)冷和水冷爐底及耐火基墩后，可以保證高爐基礎(chǔ)很好工作。 高爐基礎(chǔ)的形狀、尺寸、材質(zhì)結(jié)構(gòu) 高爐基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)主要取決于地質(zhì)條件和高爐的容積。 基墩的作用是隔熱和調(diào)節(jié)鐵口標(biāo)高?；沼媚蜔峄炷磷鞒?。基墩的形狀為圓柱體，直徑尺寸與爐底相適應(yīng)，并要求高度一般為 ～ ，本設(shè)計(jì)為 。高爐基墩一般都澆注成整體結(jié)構(gòu)，并在周圍設(shè)置環(huán)行鋼筋以保證其強(qiáng)度?；障虏康臓t殼外面設(shè)有密封鋼環(huán)，上部與爐殼焊接，下部澆注在 基座的混凝土內(nèi)。鋼環(huán)與爐殼之間留100～ 150mm 空隙，內(nèi)填充碳素材料。基墩與基礎(chǔ)之間留有 10 mm 的水平溫度縫，其間填充石英砂，以抵抗形變損壞。 基座的主要作用是將上面?zhèn)鬟f來的載荷傳遞給地層?；牡酌娣e較大，以減小單位面積的地基所承受的壓力?；闹睆脚c載荷和地基土質(zhì)有關(guān)，基座用普通鋼筋混凝土制成，其形狀一般為正多邊形，本設(shè)計(jì)選用正八邊形，其對(duì)角線長為 40m ?；砻鏋閹?坡度的水泥沙漿層，以便于排出積水。 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 25 地表面積按下式計(jì)算： 允KSPA? 式中： P — 總載荷； K — 安全系數(shù)； 允S — 地基土質(zhì)允許承載能力。 經(jīng)計(jì)算得，基座直徑為 40m。 圖 2 高爐基礎(chǔ) 1－冷卻壁； 2－爐底磚； 3－水冷管； 4－ 耐火磚； 5－耐熱混凝土； 6－鋼筋混凝土基座 高爐 爐底和各段爐襯的選擇、設(shè)計(jì)和砌筑 爐缸、爐底承受高溫、高壓、渣鐵沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件非常惡劣。爐缸、爐底是高爐重要部分，被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關(guān)鍵。 爐底是高爐的重要部位，其被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關(guān)鍵。它們的破壞機(jī)理是 ： 1. 液態(tài)鐵、重金屬及堿金屬滲入砌體縫隙后凝固，體積膨脹，進(jìn)而擴(kuò)大裂縫使磚襯脫落浮起。 河北 聯(lián)合 大學(xué)成人教育畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 26 2. 受 1400～ 1600℃ (風(fēng)口前端達(dá) 1800℃ )以上的高溫作用，與同時(shí)受到的壓力結(jié)合，破壞作用強(qiáng)。由于溫度不均，產(chǎn)生的熱應(yīng)力使耐火砌體軟化變形，開裂。 3. 受到爐料，渣鐵的 物理化