【正文】 串罐式無鐘爐頂比并罐式更具優(yōu)勢。 9. 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的下游廠。 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 37 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)筑物時廠址的土壤不需要復(fù)雜的基礎(chǔ)工程。 3. 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。 要求 本設(shè)計對廠址選擇如下： 1. 冶金工廠的原料和成品運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。 本設(shè)計中高爐爐基采用八角形，其對角線為 37m 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 36 第四節(jié) 廠址選擇 考慮因素 確定廠址要做多方案比較 ,選擇最佳者。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。高爐總體設(shè)計，對基礎(chǔ)的下沉量和傾斜率都有嚴格要求。 本設(shè)計采用托圈爐殼，爐殼厚度采用經(jīng)驗公式： ?? KD 計算如表（ 35）所示： 表 35爐體各部位爐殼厚度 部位 爐身 爐身下弦?guī)? 爐腹 爐缸 爐底 爐頂封板 K —— ? 23 26 31 31 31 10 3. 高爐基礎(chǔ) 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。門型結(jié)構(gòu)鋼架一般為 2440mm 厚鋼板焊成或槽鋼制成。爐頂平臺是爐頂最寬敞的工作平臺。爐體支柱的結(jié)構(gòu)形式取決于爐體內(nèi)襯結(jié)構(gòu)及爐頂設(shè)備的載荷傳遞到爐基的方式。一些高爐爐體供水壓力見表 15。 根據(jù)大型高爐總熱負荷計算經(jīng)驗公式： Q=+ 式中， n———— 風(fēng)口數(shù)，個， n=24 VU———— 高爐有效容積， m3， 所以 Q= 24+ = 106 kcal/h 冷卻水的溫差計算，水沸騰時，水中的鈣和鎂離子以氧化物形式沉淀產(chǎn)生水垢，降低冷卻效果。 24 個風(fēng)口，每套風(fēng)口由大、中、小三個水套組成，采用鑄銅貫流式風(fēng)口，熱傳導(dǎo)率大，冷卻效果好。爐腹和爐腰采用普通型鑲磚冷卻壁，爐腹部位冷卻壁高度取 1600mm ，爐腰部位冷卻壁高度取2020mm 。安裝時，同段冷卻壁間直縫為 20mm ，上下段間水平縫為 30mm ，上下兩段冷卻壁間垂直縫應(yīng)相互錯開，縫間用鐵質(zhì)銹接料銹接嚴密。它的缺點是冷卻壁損壞后不能更換，只有備用水冷卻。 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 30 圖 33 光面冷卻壁 圖 34 鑲磚冷卻鑲磚冷卻壁 冷卻壁是把無縫鋼管鑄入生鐵中制成的，分鑲磚和光面兩種。 水冷爐底結(jié)構(gòu)應(yīng)保證切斷給水后，可排出管內(nèi)積水，工作時排水口要高出水冷管水平面，保證管內(nèi)充滿水。 爐底冷卻形式選擇 大型高爐爐缸直徑較大，周圍徑向冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部位的熱量散發(fā)出去，如不進行冷卻則向下侵蝕嚴重。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)粘土磚及高鋁磚 ，本設(shè)計采用 800mm 粘土磚。砌磚磚縫應(yīng)不大于 1mm （本設(shè)計取 1mm ），上下層磚縫和環(huán)縫均應(yīng)錯開。砌體與冷卻壁之間留有 100～ 150mm 縫隙，本設(shè)計為 150mm ，其中填以炭質(zhì)填料。風(fēng)口前邊 是燃燒帶，為高爐內(nèi)溫度最高的區(qū)域。 d 其厚度計算如下： 1）鐵口中心線到侵蝕最深處： S1=（ T0－ T1） λ/q 其中： T0為鐵口中心線鐵水溫度： 1490℃ T1鐵水凝固溫度： 1150℃ λ 為鐵水導(dǎo)熱系數(shù)： 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。爐襯質(zhì)量的好壞與砌筑的狀況直接影響高爐的壽命?？紤]不使應(yīng)力集中，鐵口套的形狀一般做成橢圓形，或四角大圓弧半徑的方形。本設(shè)計也采用這種形式：風(fēng)口小套及二套用 青 銅 鑄 件 ， 其 成 分 為 銅 % 、錫 % 、鐵 % 鑄 件 壁 厚 為 圖 31 風(fēng)口套 圖 32 鐵口套 8~10mm，其結(jié)構(gòu)如圖（ 31）所示。這些都大大改善了風(fēng)口的傳熱效果 加強風(fēng)口監(jiān)測。而冷卻水到了后端時，由于水道截面積增大、水速減慢、水溫升高、熱交換減弱，從而減弱了由于風(fēng)口冷卻使風(fēng)溫降低的作用。 為了提高風(fēng)口使用壽命 ，提出如下措施： 提高材質(zhì)。有些為了滿足高爐操作的需要，也有設(shè)計成向下傾斜的或橢圓形的風(fēng)口小套通風(fēng)道。風(fēng)口二套靠固定在爐殼上的壓板壓緊，小套由直吹管壓緊。風(fēng)口裝置由風(fēng)口大套、二套和 小套組成。 81176。 d＋ d2)= m3 V3=4? D2 = 校核α：α =tan1 dh2 2D? = tan1 ? =81176。 SiO2的分解熱為 kJ/kg Fe3O4的分解熱為 kJ/kg Fe2O3的分解熱為 kJ/kg 故2SiOFeOQ ?= = 43OFeQ= = kJ 游32OFeQ = = 故 QFe分 =++= Mn 氧化物分解吸熱 由 MnO 分解產(chǎn)生的 1kgMn 吸熱 分MnQ =% 1000 = Si 氧化物分解吸熱 由 SiO2分解產(chǎn)生的 1kgSi 吸熱 分2SiOQ =% 1000 = P氧化物分解吸熱 由 P2O5 分解產(chǎn)生 1kgP 吸熱 QP分 =% 1000 = 因此氧化物分解吸熱 Q 氧分 =QFe分 + 分MnQ + 分2SiOQ+ QP分 =++ + = （ 2） 脫硫吸熱 設(shè)燒結(jié)礦中 S以 FeS 存在，脫出 1kgS 吸熱 Q 脫 S=GS渣 = = kJ （ 3）碳酸鹽分解吸熱 2COCaOV ?=% 2COMgOV ?=% 所以 Q 碳酸分 = 44/ 4048+ 44/ 2489 = 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 19 其中， CaCO3和 MgCO3分解每產(chǎn)生 1kgCO2吸收的熱量分別為 4048kJ和 2489kJ （ 4） 水分解吸熱 分OHQ2 =V風(fēng) 18/ = 18/ = （ 5） 鐵水帶走的熱量 鐵水帶走的熱量為 Q 鐵水 =1000 =1259850kJ （ 6） 爐渣帶走的熱量 爐渣帶走的熱量為 Q 渣 = = （ 7） 煤粉分解吸熱 煤粉分解吸熱 1048kJ/kg Q 煤粉 =160 1048 =167680kJ （ 8） 爐頂煤氣帶走的熱量 200℃以下煤氣各種氣體的比熱容見表如下 表 211煤氣中各氣體的比熱容 組分 N2 CO2 CO H2 CH4 H2O 比熱容 kJ/m3 干煤氣帶走的熱量 Q 干 煤 氣 = （ + + + + ） 200 = 煤氣中水帶走的熱量 煤氣）(2OHQ = (200100) 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 20 = 故 Q 煤氣 =Q 干煤氣 + 煤氣）(2OHQ=+= （ 9） 爐塵帶走的 熱量 爐塵比熱容為 Q 爐塵 =G 塵 200=18 200 =18 200=18 200 = 則 Q 出 =Q 氧分 +Q 脫 S+Q 碳酸分 + 分OHQ2+Q 鐵水 +Q 渣 +Q 煤粉 +Q 煤氣 +Q 爐塵 +Q 噴 =++++1259850++167680+ ++167680 = 由上可得：冷卻及爐殼散熱熱損失 Q 損 =Q 收 Q 出 == 編制熱量平衡表 根據(jù)以上計算結(jié)果，列出熱量平衡表，見表 211 表 212 熱量平衡表 熱收入 熱量 /kJ 百分數(shù) % 熱支出 熱量 /kJ 百分數(shù) % 碳素氧化放熱 氧化物分解吸熱 熱風(fēng)帶入熱量 脫 S 吸熱 氫氣氧化放熱 水分解吸熱 甲烷生成熱 鐵水物理熱 1259850 爐料物理熱 爐渣物理熱 煤氣物理熱 噴吹物分解熱 167680 爐塵物理熱 碳酸鹽分解吸熱 冷卻及熱損 總計 100 總計 100 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 21 熱利用系數(shù) KT=總熱量收入 （煤氣帶走的熱 +熱損失） =100%（ %+%） =% 碳利用系數(shù) KC= %1 0 0?燒放熱除進入鐵中的碳全部燃 碳素氧化放熱 = 3 4 3 6%% 0 0 0% 6 0% 5 0( 2 6 6 0 1 5 ???????? ） =% 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 22 第三節(jié) 高爐本體設(shè)計 綜合冶煉強度： 。則： （ 1）生鐵中 [P]按原料帶入全部進入生鐵計算，則： [P]= （ 1350 %+150 %+100 %18 %+350 %+160 %） 62/142 1/1000=% （ 2）生鐵中 [Mn]按原料帶入量的 50%計算，則： [Mn]=（ 1350 %+150 %+100 %18 %） 55/71 50% 1/1000=% （ 3）生鐵中的 [C]量為 ： [C]=（ + 1500 103+ ） /100=% （ 4）生鐵中的 [V]為： [V]=150 102/182 106 （ 5）生鐵中的 [Ti]為： [Ti]=（ 1350 %+150 %） 48/80 （ 6）生鐵中的 [Fe]為： [Fe]=100（ +++++） /100=% 表 26預(yù)定鐵水成分 (%) Fe Mn P S Si Ti V C 104 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 10 礦石需求量的計算 焦炭帶入的鐵量： 350 % 56/72= 煤粉帶入的鐵量： 160 % 112/160= 爐塵帶走的鐵量： 18（ 112/160+ 56/72） = 進入渣中的鐵量： 設(shè)需燒結(jié)礦 X kg/t，球團 礦固定 150 kg/t，天然礦 Y kg/t。 （ 5） 水渣系統(tǒng)采用過濾式。 本設(shè)計采用的技術(shù) （ 1） 無鐘爐頂和皮帶上料 ，布料旋轉(zhuǎn)溜槽可以實現(xiàn)多種布料方式。 高爐冶煉的主要操作技術(shù)措施 高爐基本操作制度包括熱制度、造渣制度、送風(fēng)制度和裝料制度。大型高爐一代壽命為 10～ 15年。休風(fēng)率反映高爐設(shè)備維護的水平。 單位質(zhì)量的煤粉所代替的焦炭的質(zhì)量稱為煤焦置換比，它表示煤粉利用率的高低。當高爐采用噴吹燃料時，計算焦比必須考慮噴吹物的焦碳置換量。冶煉強度 的選擇主要應(yīng)根據(jù)原燃料及冶煉條件、同類型的高爐的實際生產(chǎn)指標、鼓風(fēng)機能力等經(jīng)過計算、比較后確定。 （ 6）電子計算機的應(yīng)用： 60 年代起高爐開始已用計算機，目前已可以控制配料、裝料和熱風(fēng)爐操作。 （ 4）高壓操作：高壓操作可以延長煤氣在爐內(nèi)的停留時間，改善煤氣熱能及化學(xué)能利用，有利于高壓操作，為強化冶煉創(chuàng)造條件。 高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展 （ 1）爐容大型化及其空間尺寸的橫向發(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。目前，我國正在生產(chǎn)的高爐有幾千座。其主要副產(chǎn)品有高爐爐渣和高爐煤氣。設(shè)計同時借鑒了了國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，盡量實現(xiàn)高機械化、自動化，并獲得最大的經(jīng)濟效益。高爐煉鐵是現(xiàn)代獲得生鐵的主要手段，而高爐是煉鐵的主要設(shè)備。設(shè)計中高爐的主要經(jīng)濟技術(shù)指標： 年產(chǎn)量 P： 180 104t 焦比： 350kg/t 煤比： 160kg/t 綜合冶煉強度： 關(guān)鍵詞 ：高爐煉鐵設(shè)計，物料平衡，渣鐵處理，熱平衡，噴吹，熱風(fēng)爐，煤氣處理 安徽工業(yè)大學(xué) 煉鐵畢業(yè)設(shè)計說明書 2 ABSTRACT In line with the high quality , high yield , low consumption and environmental pollution policy, design and build a blast furnace ironmaking workshop producing milliont irons every year in advance. Blast furnace ironmaking is a main means to obtain pig iron, and one of the most important links in the metallurgical course of steel, and the blas