【導讀】藏豐富，水資源充沛，交通發(fā)達，設計煉鐵車間比較合理。煉鐵方法主要有高爐。H2、C；適宜溫度等）通過物化反應獲取還原后的生鐵。造外，絕大部分是作為煉鋼原料。雖然現(xiàn)在高爐并不是以后煉鋼的發(fā)展趨勢，但。高爐冶金是獲得生鐵的重要手段。它是以鐵礦石是為原料，焦炭煤粉作為燃料和。一系列復雜的物理化學過程。隨著冶金技術的不斷發(fā)展，對其冶煉的關鍵設備。低污染——是本次設計所追求的目標。本次設計中得到了王建麗老師的悉心指導和幫助，本人表示非常的感。高爐生產要求以最小的投入獲得最大的產出，即做到高產、高爐生產是借助高爐本體和其輔助設備來完成的。是將高爐冶煉所需要原料通過上料系統(tǒng)裝入高爐。連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需要的熱風。設備等，其任務是及時處理高爐排放的渣、鐵，保證高爐生產正常進行。本設計是針對婁底地區(qū)設計的。鐵路建設方面，滬昆客運專線經(jīng)過婁底，并在婁底城區(qū)和新化

　　

【正文】 型 ) ＜3000 750 3100 2500~3800 8 2~53 0~ 20 500 34（普通型） 24 均壓設施 高爐爐頂均壓系統(tǒng)采用兩次均壓，一次均壓用半凈煤氣，二次均壓用氮氣。一次均壓閥和均勻放散閥采用液壓傳動。該閥由焊接的閥箱殼體、帶硅橡膠密封的球面閥板和焊有硬質合金的閥座組成。二次均壓閥直徑為 250mm，其結構同一次均壓閥，二次均壓用 氮氣由兩臺 40m3氮氣罐供給。 串罐式無料鐘爐頂?shù)奶攸c ①投資較低； ②在上部結構中所需空間??； ③設備高度與并罐式爐頂基本一致； ④極大的保證了爐料在爐內分布的對稱性，減小了爐料偏析。 ⑤中心排料，旋轉溜槽所受爐料的沖擊增大。 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?，F(xiàn)代高爐對高爐供料系統(tǒng)的要求是： 1）保證連續(xù)地、均衡地供應高爐冶煉所必需的原料，能適應高爐強化生產的供料要求和原料品種變化的要求； 2）在儲運過程中應考慮為改善高爐冶煉所必須的處理環(huán)節(jié)，如混勻、破碎、篩分等，焦炭在運輸過程中應盡量減少破碎率 ； 3）結構簡單、操作方便、易于維護，對大中型高爐應盡可能實現(xiàn)機械化和自動化，提高配料、稱量的準確度； 4）抗磨性能好，機械強度高，并能在高溫、多粉塵條件下長時間的連續(xù)工作； 5）原料各轉運環(huán)節(jié)和落料點都有灰塵產生，應有通風除塵設施。 高爐供料系統(tǒng)包括槽下稱量運輸和上料系統(tǒng)兩部分，上料系統(tǒng)按照上料形式的不 同分為料車斜橋方式和膠帶運輸機方式兩種。對上料系統(tǒng)的要求：上料形式應結合地形、總圖運輸、爐容大小和出鐵場布置綜合考慮，高爐的上料形式宜符合表 51 的規(guī)定。 表 51 高爐的上料形式 爐容級別 /m3 ≥ 2020 上料形式 膠帶 運輸 機上料 膠帶運輸機上料系統(tǒng)的優(yōu)點是： 1） 大中型高爐有兩個或兩個以上的出鐵口和出鐵場， 高爐附近場地不足，要求將儲礦槽等設施距離高爐本體 ，膠帶運輸方式正好適應這一要求； 2）上料 能力大，比斜橋料車式上料機效率高而且靈活，爐料破損率高，改間斷上料為連續(xù)上料； 3）節(jié)約投資，節(jié)省鋼 材。 4）簡化了爐頂布置，改善爐料在裝料設備中的分布。 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。 26 儲礦（焦）槽及其主要設備 儲礦（焦）槽 儲礦槽的總容積與高爐容積、使用的原料性質和種類以及車間的平面布置等因素有關。一般可參照表 52選用。 表 52 儲礦（焦）槽容積與高爐容積的關系 項目 高爐有效容積 /m3 2020 2500 儲礦槽容積與高爐容積之比 儲焦槽容積與高爐容積之比 ~ ~ 焦槽個數(shù) ≥ 2 ≥ 2 為了 保護儲礦槽內表面不被磨損，一般要在儲礦槽 內加襯板，儲焦槽內襯以廢耐火磚或厚 25~40mm 的輝綠巖鑄石板，在皮鐵槽內襯以舊鐵軌，在儲礦槽內襯以鐵屑混泥土或鑄鐵襯板。為了減輕儲礦槽的重量，有的襯板采用耐磨橡膠板。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。儲礦槽的寬度取決于槽上供料的運輸形式和運輸線路，一般要求礦槽寬度要能布置下 2~3 條膠帶運輸機或 2~3 條鐵路線，以便于槽上供料運輸。礦槽的高度要適應于槽 上運輸形式和槽下供料設施的要求，但礦槽的高度一般不宜小于14m。 向儲礦槽和儲焦槽供料，一般生礦、燒結礦和焦炭采用 2~3條膠帶運輸機分別向儲礦槽及儲焦槽供料，只有在原料車間或焦化車間距高爐相當遠時才采取火車運輸。槽上采用膠帶運輸機供料，是通過電動卸料小車將膠帶上的爐料卸入到料槽的。槽上供料膠帶運輸機的膠帶寬度一般為 800~1400m。為了減少礦槽上面的環(huán)境污染，在揚塵點處應設置密封式吸塵罩，或在供料膠帶機兩側的礦槽口設置密封膠帶覆蓋。 27 給料機 給料機按結構形式可分為：鏈板式給料機、往復式給料機、 電磁振動給料機三種。常用的給料機如圖 52 所示。 廣泛應用的是電磁振動給料機，這種給料機由槽體、激振器、減震器三部分組成，減震器與槽體之間通過彈簧連接在一起，其結構如圖 53 所示。 振動篩 近年來我國多數(shù)高爐采用振動篩，現(xiàn)有的振動篩種類比較多，如圖 54 所示。 28 共振式概率篩的規(guī)格性能如表 53所示。優(yōu)點是單位面積處理物料量大，篩分效率高；體積小，給料和篩分設備合在一起，不需要另加給料機，由于設計了給料段，不用閘門開閉進行給料和停料，操作簡單可靠，便于自動化；燒 結礦篩和焦炭篩結構相同，互換性好，采用全密閉結構，防塵性能好；采用耐磨橡膠篩網(wǎng)，噪聲小。 共振式概率篩，如圖 55. 29 表 53 共振式概率篩 的規(guī)格性能 項目 規(guī)格、性能 生產能力 /(t/h) 192~492 篩面規(guī)格 1000 1650 1層， 1000 1500 2層 振動頻率 /(次 /min) 750~825 振幅（單振福） /mm 3~4 篩分效率 /% ＞ 80~90 外形尺寸 L B H/mm mm mm 2050 1296 2210 篩分物料最高溫度 /℃ 120 相對篩面的振動拋物角 (176。 ) 80 槽下運輸及爐料稱量 稱量漏斗 按照稱量傳感運力不同，可分為杠桿式稱量漏斗和電子式稱量漏斗。杠桿式稱量漏斗應用杠桿原理，電子式稱量漏斗應用電阻應變原理。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。如圖 56所示。 儲焦槽槽下稱量及運輸能力的確定 儲焦槽槽下稱量及運輸 設備包括焦炭稱量漏斗、焦炭膠帶運輸機及碎焦膠帶運輸機等。這些設備為通用設備，其工藝要求和能力的確定是根據(jù)焦炭批量和高爐槽下供料設備的作業(yè)時間圖表確定的。 稱量漏斗的工藝技術條件包括： 儲存物料的種類、堆密度及靜安息角，工作環(huán)境溫度，排料能力，工作狀況，以及秤的形式。 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， 風量不得自動產生大幅度變化； 4）能保證長時間連續(xù)、安全及高效率運行。 我國新建 1000m3 以上的高爐，均采用軸流式鼓風機。同時，采用同步電動機來驅動全靜葉可調軸流式壓縮機的高爐比例也越來越大 。有一點需要特別注意，那就是軸流式壓縮機對灰塵的磨損很敏感，要求吸入空氣需經(jīng)很好地過濾。 高爐入爐風量： qv=1440juIqV = 14 40 27 05 ?? =4539 m3/min 式中 qv—— 高爐入爐風量， m3/min。 Vu—— 高爐有效容積， 。 I—— 冶煉強度 (d m3)。 qj—— 每噸干焦的耗風量， 2700m3/t。 每噸干焦的耗風量與焦炭的灰分含量和風的濕度有關，焦炭灰分為 10%~16%時，每噸干焦的耗風量一般為 2750~2604 m3/t。 送風管路系統(tǒng)漏風損失量 qo=η qv=10% 4539= m3/min 式中 qo—— 送風管路系統(tǒng)漏風損失量， m3/min； η —— 漏風系數(shù)，正常情況大型高爐為 10%，中小型高爐為 15%左右。 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。 鼓風機出口風量 qc= qv＋ qo＋ q0′ =4539＋ ＋ = m3/min 鼓風機出口風壓 pc=p1＋ p2＋ p3=＋ ＋ = MPa 式中 pc—— 鼓風機出口風壓， MPa； p1—— 爐頂煤氣壓力，大型高爐 取 ~ MPa； p2—— 高爐料柱阻力 損失，大型高爐取 ~ MPa； p3—— 送風管道系統(tǒng)阻力損失，大型高爐取 MPa。 31 熱風爐設計 提高熱風爐的熱效率應才以下幾個方面入手： 1）合理的熱風爐結構設計； 2）回收熱風爐廢氣余熱； 3）采用高效陶瓷燃燒器，在最小空氣過剩系數(shù)條件下實現(xiàn)充分燃燒，減少煤氣和助熱空氣的消耗。 目前熱風爐結構形式包括內燃式、外燃式、頂燃式和球式。 本設計采用改進型內燃式熱風爐，每座高爐輔助以三座熱風爐。 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。 據(jù)經(jīng)驗，圓形燃燒室斷面積（包括隔墻）占熱風爐截面積的 28%，則熱風爐的截面積： A= 32? = (m2) 熱風爐內徑為 d= ?= (m2) 確定熱風爐結構及外徑 下部： 大墻（黏土磚） 345mm 隔熱磚（輕質黏土磚） 114mm 填料層（石棉填料或纖維板） 50mm 不定形噴涂料 40mm 砌筑磚縫 2mm （大墻與隔墻之間） 共計 345＋ 114＋ 50＋ 40＋ 2=551 （ mm） 熱風爐外徑（不包括爐殼 ）： d 外 =7518＋ 2 551=8620 （ mm） 燃燒室隔墻結構： 上部 230 低蠕變高鋁磚 ＋ 345低蠕變高鋁磚 ＋ 20滑動縫 下部 230 高鋁磚 ＋ 345 高鋁磚 ＋ 20 滑動縫（內襯 6mm耐熱不銹鋼板） 燃燒室面積（包括隔墻）： S 燃 =S 內 28%= 28%= （ m2） 32 燃燒室內徑為（ 141 ???） 2= （ m） 選取鋼殼厚度：中部段為 20mm，下部段為 25mm，上部段為 30mm，底板厚度為 36mm。 熱風爐外殼直徑 D=8620＋ 40=8660 （ mm） 蓄熱室選用七孔高效格子磚填充。格子磚的熱工參數(shù)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 ） =。 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。選取 85 m2，則 一座熱風爐的蓄熱面積為（ 85 ） 247。 3=65323 （ m2） 格子磚所占的體積為 65323247。 =1716 （ m3） 蓄熱室格子磚總高度為 1716247。 = （ m） 取格子磚總高度為 54820mm。 整個蓄熱室分為三段格子磚。 選上部為低蠕變高鋁磚，據(jù)經(jīng)驗，高溫區(qū)格子磚高度占總高度的 1/4，則上部格子磚高度為 54820247。 4=13705（ mm），選取為 13700mm。中 段為高鋁格子磚，取高度為 10000mm。下部為黏土格子磚，其高度為 31120mm。 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。 2）熱風爐中段以上爐墻結構與格子磚相對應。爐墻砌體從爐殼至內側耐火材料厚度（ mm）為： 爐殼 30＋ 噴涂層 50＋ 耐火纖維氈 50+漂珠磚 114＋ 輕質高鋁磚 114＋ 高鋁磚345＋ 4（磚縫） =707（ mm） 則熱風爐中上部爐殼外徑為 7518＋ 707 2=8932（ mm）