【正文】 在此我向你們表示最衷心的感謝。沒有你們就不會有我的今天。離別在即，站在人生的又一個轉(zhuǎn)折點上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。 （ 4）高爐本體和熱風(fēng)爐熱風(fēng)閥及其倒流休風(fēng)閥采用并聯(lián)加串聯(lián)相結(jié)合的全軟水聯(lián)合閉路循環(huán)系統(tǒng)，冷卻效果好，節(jié)省投資、減少水量。這有利于開通死料柱下部通道 ,從而減少出鐵時鐵水環(huán)流對爐襯的侵蝕 ,同時較深的死鐵 層可貯存較多的鐵水 ,保證爐缸有充足的熱量儲備 ,穩(wěn)定鐵水溫度和鐵水成分。 （ 1）為了從理論上得出高爐中熱量的收支和利用情況，找出進一步降低燃料消耗的途徑，設(shè)計中根據(jù)能量守恒定律，按照全爐熱平衡方法，在物料平衡計算的基礎(chǔ)上，進行高爐熱平衡計算，分別計算出冶煉單位生鐵時收支平衡的各項熱能，分析和計算高爐生產(chǎn)全過程中各種熱量的收支情況。 電：包括高爐各系統(tǒng)的設(shè)備運轉(zhuǎn)與控制、照明等雙電源。送風(fēng)系統(tǒng)的閥門有：熱風(fēng)閥、冷風(fēng)閥、混風(fēng)閥、混風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥，充湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 27 風(fēng)閥、廢氣閥及冷風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥等 [9]。 ③ 鼓風(fēng)機工況區(qū)的確定，高爐在不同季節(jié)和不同冶煉條件下操作時，要求鼓風(fēng)機的風(fēng)量和風(fēng)壓均能在較大范圍內(nèi)變動，這個允許的范圍稱為鼓風(fēng)機運行的工況區(qū)。 ③ 送風(fēng)均勻而穩(wěn)定。送風(fēng)系統(tǒng)的設(shè) 備主要包括高爐鼓風(fēng)機、熱風(fēng)機、加濕或脫濕裝置、送風(fēng)和閥門等。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 26 （ 3） 設(shè)備采用積木式結(jié)構(gòu)，有利于設(shè)備的加工 、 運輸及維護 ， 并減輕設(shè)備重量。 爐頂裝料系統(tǒng) 隨著高爐容積的大型化和爐頂壓力的進一步提高，鐘式爐頂已難以滿足布料和密封的要求，為了解決高爐特別是大型高爐的布料和密封問題，近年來設(shè)計了無料鐘爐頂，無料鐘爐頂與鐘式爐頂比較其主要特點是取消了大小料鐘和料斗，依靠閥門來密封爐頂煤氣和用旋轉(zhuǎn)溜槽布料 [8]。 煤粉噴煤系統(tǒng) 高爐噴吹煤粉要求煤粉固定碳含量高，灰分及硫分等有害元素少，粒度合適，成分均勻，穩(wěn)定。氣體燃料主要有天然煤氣和焦?fàn)t煤氣等，其中以噴吹天然氣居多。一座高爐使用兩個分配器，兩個分配器 對稱布置于高爐兩側(cè)，噴吹主管進入分配器前應(yīng)有相當(dāng)長的垂直段。 2) 貯煤罐 貯煤罐有效容積指大于噴煤罐，最低料面是斜閥，最高料面以上也是要留出800～ 1000mm 的距離。 高爐噴吹系統(tǒng) （ 1）噴吹工藝 1)采用高壓直接噴吹工藝。 焦炭稱量漏斗：安裝在貯焦槽下面，用來稱量經(jīng)篩分 的焦炭，之后將焦炭卸入膠帶上料機運往高爐爐頂。槽下篩分是爐料入爐前的最后一次篩分。 高爐送料系統(tǒng) 高爐爐后送料系統(tǒng)的職能是按照高爐工藝操作的要求，將爐后的各種原燃料按重量計 量方式組成一定的料批，按規(guī)定的程序送到高爐爐頂裝料設(shè)備。在一定的水壓力條件下，沖渣時的渣水比大、沖渣水溫度低則水渣質(zhì)量好、沖制率高。傳統(tǒng)的水渣生產(chǎn)采用泡渣法和渣池法。 風(fēng)口平臺及出鐵場 風(fēng)口平臺是設(shè)置在高爐下部沿高爐爐缸四周風(fēng)口前設(shè)置的工作平臺，為了操作方便，風(fēng)口平臺一般比風(fēng)口中心線低 1150～ 1250 mm，應(yīng)該平坦并且還要留有排水坡度。尤其在高壓強化操作的高爐風(fēng)口等重要部位，水壓必須高于風(fēng)壓。 (6) 合理的爐身冷卻高度為爐身有效高度的 1/2～ 1/3。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 23 (4) 高爐爐基的結(jié)構(gòu)形式有兩種： ① 封閉式爐缸。 高爐本體 高爐本體主要由鋼結(jié)構(gòu)（爐體支撐框架、爐殼）、爐襯（耐火材料）、冷卻設(shè)備（冷卻壁、冷卻板等）、送風(fēng)裝置（熱風(fēng)圍管、支管、直吹管、風(fēng)口）和檢測儀器設(shè)備等組成 [5]。級高爐推廣使用。布袋除塵器的最大優(yōu)點就是除塵效率高， 除塵效率一般 99%， 粉塵排放濃度可達到 10mg/Nm3 以下，甚至達到 2mg/Nm3，運行穩(wěn)定，不受風(fēng)量波動影響，不受粉塵比電阻值限制 [4]。但是，未經(jīng)除塵的高爐煤氣中 含有 10～ 30 g/m179。30′ 14 Hu/D 15 鐵口數(shù) /個 2（夾角 90176。 與規(guī)劃爐容 179。 V3=4π D2h3=300 m179。 3） 爐缸高度 選取 ?e ， ?C ， ?? t/ 3m ，則渣口高度： hz=2dnrCeP?= 4 2 ??? ??= 取渣口高度 hz= 風(fēng)口、渣口中心線的高度差 a= m，風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸 b= m 則爐缸高度 h1=hz+a+b= 風(fēng)口數(shù)目 N=2(d=2)=2= 取 24 個 4)取死鐵層深度為 h0= m 5)爐腰直徑﹑爐腹角﹑爐腹高度 選取 D/d=， D== 選取 α=80176。 2） 爐缸尺寸 選定冶煉強度 I=（ m3 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 19 5 高爐爐型設(shè)計 總述 高爐設(shè)計包括基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻設(shè)備以及高爐爐 型設(shè)計等。℃ 干煤氣帶走熱 =200= KJ 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 17 水蒸氣帶走熱 = 100= 爐塵帶走的熱 =200= (爐塵比熱容 KJ/Kg 1 Kg 硫的平均耗熱 = KJ 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 16 脫 S 耗熱 == KJ 氧化物分解和脫硫總熱為上述 1）～ 5）項熱耗之和，即 Q 總 = ++ ++ = KJ （ 2）碳酸鹽分解熱 由 CaCO3 分解出 1 Kg 的 CO2 需熱 KJ，由 M gCO3 分解出 1 Kg CO2需熱 KJ，混合礦石 CO2 量 == Kg。 m（ FeO） 硅酸鐵 = +360+160= kg 去除進入渣中的 FeO，它也以硅酸鐵形式存在，計 kg 余下的 m(FeO)硅酸鐵 == m(FeO)四氧化三鐵 = = kg m(Fe2O3)四氧化三鐵 =72160 = kg m(Fe2O3)自由 == 依據(jù) 1kg 鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱?！? ，水蒸氣的比熱為 kJ/ m3 成 CO2 放熱 ? = KJ/m179。這就不符實際地夸大熱量收入與支出從邑，熱平衡總量中各項所占比例失真，難以通地?zé)崞胶饪偭颗c各項的比例來直觀地判斷爐內(nèi)能量利用情況及各種因素對冶煉指標(biāo)的影響。而實際上高爐冶煉過程中有相當(dāng)一部分 C 并沒有完全燃燒，以 CO 的形態(tài)離開了高爐。它的熱收入規(guī)定為焦炭和噴吹物的熱值 (即全部C 完全燃燒成 CO2 和 H2 全部燃燒成 H2O 時放出的熱量 )、熱風(fēng)與爐料帶入的物理熱及少量成渣熱。因此，常用高爐下部屬溫區(qū)熱平衡進行計算。全爐熱平衡是把整個高爐作為研究對象、計算它的各項熱收入與支出，用來分析高爐冶煉過程令的能量利用情況。同時還可以繪制熱平計算 表研究高爐冶煉過程的基本方法 [2]。 據(jù)原料供應(yīng)情況，本高爐僅噴煤，將上式分別進行計算： 鼓風(fēng)含氧濃度 =+= m3/ m3 風(fēng)口前 C 燃燒所需氧量 =? ? = 燃料帶入氧量 =160（ +1816 ） =179。 上述 1， 2， 3 原條件已經(jīng)由配料計算給出，本例 僅 假定其余各項未知條件，分別為鼓風(fēng)濕度 f=%（ 12g/m3 ），富氧率 %，氧氣濃度 98%。計算內(nèi)容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 9 通 3 高爐物料平衡計算 高爐物料平衡計算的意義 過高爐配料計算確定單位生鐵所需要的礦石、焦炭、石灰石和噴吹物等數(shù)量，這是制定高爐操作制度和生產(chǎn)經(jīng)營所不可缺少的參數(shù)。根據(jù)爐渣百分組成，校驗爐渣物理性質(zhì)得：熔化溫度 1400℃ ，粘度 計算步驟 （ 1）表 原料成分（ %） 表 原料成分 （ %） 成分 原料 Fe Mn P S Fe2O3 FeO MnO MnO2 CaO 燒結(jié)礦 0 天然礦 0 混合礦 續(xù)上表 成分 原料 MgO SiO2 Al2O3 P2O5 FeS2 FeS SO2 燒損 合計 燒結(jié)礦 0 0 天然礦 0 0 混合礦 0 （ 2）焦炭成分分析見表 表 焦炭成分（ %） 固 定 碳 灰分 揮發(fā)分 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO FeS P2O5 CO2 CO CH4 H2 N2 續(xù)上表 有機物 ∑ 全 S 游離水 H2 N2 S 100 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 6 （ 3）噴吹物成分見表 噴吹物成分 成分 C H2 O2 H2O N2 S 灰分 ∑ SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 煤粉 100 4）配爐比：燒結(jié)礦：天然礦 =85:15，配成混合礦 5） 生鐵成分，煉鋼鐵，見下表 成分 Si Mn S P C Fe 合計 % 6）焦比 360kg/t ，煤比 160kg/t ，風(fēng)溫 1100℃ 7）爐渣堿度 R=w（ CaO） /w（ SiO2） = 8）根據(jù)上述已知條件，下面 1000kg 生鐵作為計算單位進行計算。 (3)爐渣堿度選擇堿，主要是取決于爐渣脫硫的要求，此外若冶煉低硅生鐵釩鈦磁鐵時，還應(yīng)該考慮爐渣 抑制硅鈦還原和利于礬的回收能力，在正常爐鋼溫度下，要保證流動性和穩(wěn)定性，因此除了考慮二元堿度外，還需要有適宜的 MgO 含量，若爐料含堿金屬還應(yīng)該兼顧爐渣排堿要求。 確定需要的冶煉條件 (1）根據(jù)原料條件，國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等確定生鐵成分。此時，需要注意以下幾點： 1）礦石含 P量不應(yīng)該超過生鐵允許含 P量，因考慮 P全部進入生鐵，故需要依據(jù)礦石含量事先預(yù)算，若某種礦石冶煉含 P超標(biāo)，此種情況下，只能搭配含 P更低的礦石冶煉。它們的換算為： S──FeS ω(FeS)=ω(S)3288 % P──P2O5 ω(P2O5) =ω(P)62142 % Mn─ ─ MnO ω(MnO)=ω(Mn)5571 % 式中的 S， P， Mn等元素皆為分析值（百分含量），當(dāng)要計算 Fe2O3時，需要從生鐵（ TFe）中扣除 FeO和 FeS中的 Fe，再進行換算。 換算為 100%方法，可以均衡地擴大或縮小各成分的百分比，調(diào)整為 100%，或者按照分析誤差允許的范圍，人為的調(diào)整為 100%。對于生產(chǎn)高爐的工藝計算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說不存在配料計算的問題，但有時需通過配料計算求解礦石的理論出鐵量、理論渣量等，有時因冶煉條件變化需要作變料計算 [1]。 精料技術(shù)的提高 高爐煉鐵應(yīng)當(dāng)以精料為基礎(chǔ)，精料技術(shù)水平對高爐煉鐵的影響率占 70%，高爐操作占 10%，設(shè)備影響占 10%，管理水平占 5%，外界因素（包括上下工序，運輸和動力 )占 5%。 高風(fēng)溫、低燃料比 國際領(lǐng)先水平的熱風(fēng)溫度為 1300℃，國際先進水平為 1250℃左右。但是 ＞ 1000m179。其原理是 :設(shè)置兩座助燃空氣高溫預(yù)熱爐 ,通過燃燒低熱值的高爐煤氣將預(yù)熱湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2 爐加熱后 ,再用來預(yù)熱熱風(fēng)爐使用的助燃空氣。 高爐煤氣全干式布袋除塵技術(shù) 高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)已有 30多年的發(fā)展歷程。 高爐爐體結(jié)構(gòu)技術(shù)的進步 在高爐爐體結(jié)構(gòu)中，兩方面的進步是顯著的。在原有的煉鐵設(shè)計原理與理論實踐基礎(chǔ)上，煉鐵設(shè)計上進行了大膽的創(chuàng)新，新的技術(shù)和思想不斷涌現(xiàn)并得到應(yīng)用，極大地推動了煉鐵生產(chǎn)的進步和發(fā)展。此設(shè)計為建造年產(chǎn)量為 150萬噸的高爐。為滿足碳足跡最小化的要求 ,必須大力減少 CO2的排放。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 年產(chǎn) 150 萬噸生鐵的煉鐵廠設(shè)計 院 （系） 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系 專業(yè)班級 冶金技術(shù) 1011 班 學(xué)生姓名 陳 軒 學(xué) 號 2022120