【正文】 致謝人：陳軒 202212湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 31 。在制作畢業(yè)設(shè)計過程中我曾經(jīng)向老師們和同學(xué)們請教過不少的問題，老師們的熱情解答和同學(xué)們的熱心幫助才使我的畢業(yè)設(shè)計能較為順利的完成。謝謝你們，我的父親母親！ 在這 三 年中，老師的諄諄教導(dǎo)、同學(xué)的互幫互助使我在專業(yè)技術(shù)和為人處事方面都得到了很大的提高。是你們，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件；是你們，一如既往的站在我的身后默默的支持著我。生我者父母。高爐工藝裝備特點 [J]. 貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報， [7] 尹建威，孫國龍 .高爐煤氣燃燒發(fā)電現(xiàn)狀和展望 [J].燃?xì)廨啓C技術(shù)， 2022. [8] 游紅 .高爐水渣處理工藝的應(yīng)用和評價 [J] .鋼鐵技術(shù)， 2022,1 [9] 趙娟 ， 崔怡 .高爐噴吹塑料廢棄物技術(shù)研究進(jìn)展 [J]. 青島理工大學(xué)學(xué)報， [10] 陳延濤，柳少華，馮會玲 .高爐煤氣布袋除塵器技術(shù) [J]. 機械與電子， 2022， 29 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 30 致 謝 行文至此，我的這篇論文已接近尾聲；歲月如梭，我三年的大學(xué)時光也即將敲響結(jié)束的鐘聲。 （ 5）設(shè)計中采用串罐無料鐘爐頂、 汽動靜葉可調(diào)軸流風(fēng)機、改進(jìn)型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐、干法煤氣凈化 工藝 、 “ TRT” 發(fā)電等一系列新設(shè)備及先進(jìn)實用技術(shù)，提高了高爐 的 整體技術(shù)裝備水平。鐵口通道、風(fēng)口區(qū)采用大塊剛玉莫來石組合磚砌筑 ,在結(jié)構(gòu)上加強了磚襯穩(wěn)定性。 （ 3）高爐爐襯設(shè)計充分考慮了高爐各部位的不同工作條件和侵蝕機理，有針對性的選用耐火材料 ,并在結(jié)構(gòu)上加強磚襯的穩(wěn)定性。高爐設(shè)計為適當(dāng)矮胖型，并加深死鐵層厚度。 （ 2）高爐壽命與高爐設(shè)計密不可分，合理的高爐設(shè)計，對延長高爐壽命至關(guān)重要。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 28 結(jié) 語 本次設(shè)計以年產(chǎn)量 150 萬噸煉鐵車間為課題，遵循現(xiàn)代高爐實用、先進(jìn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)保的設(shè)計思想 ,通過從高爐物料平衡，熱平衡、高爐本體設(shè)計以及煉鐵車間設(shè)備的選取，再次系統(tǒng)的回顧了大學(xué)三年以來所學(xué)習(xí)的相關(guān) 知識，并對其進(jìn)行了系統(tǒng)性的運用 ，從中獲益匪淺。 水：包括高爐本體、熱風(fēng)爐閥門冷卻用的工業(yè)水、軟化 水的給排水系統(tǒng)，鑄鐵機、煤氣清洗系統(tǒng)、水里沖渣用的水循環(huán)分級利用給排水系統(tǒng)，以及事故備用水源與清洗水箱和水溫升高時用的高壓水設(shè)備 [10]。 高爐動力系統(tǒng) 動力系統(tǒng)包括水、電、壓縮空氣、氮氣、蒸汽等系統(tǒng)。 燃燒器用來混合高爐煤氣與空氣，并把混合氣體送入熱風(fēng)爐的燃燒室。 熱風(fēng)爐設(shè)備 熱風(fēng)爐設(shè)備主要包括：熱風(fēng)爐本體、燃燒器、助燃風(fēng)機、熱風(fēng)爐煙道、煙囪以及各個管道和閥門，其中燃燒系統(tǒng)的閥門有：空氣燃燒閥、高爐煤氣燃燒閥、高爐煤氣閥、高爐煤氣放 散閥、焦?fàn)t煤氣燃燒閥、焦?fàn)t煤氣閥、吹掃閥、焦?fàn)t煤氣放散閥、助燃空氣流量調(diào)節(jié)閥、高爐煤氣流量調(diào)節(jié)閥、焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)閥及煙道閥等。鼓風(fēng)機運行的工況區(qū)必須在鼓風(fēng)機的安全范圍以內(nèi)。 ② 鼓風(fēng)機的況點風(fēng)量和風(fēng)壓計算，高爐鼓風(fēng)機必須根據(jù)鼓風(fēng)機的特性曲線來選擇，不能直接用銘牌 風(fēng)量、風(fēng)壓來選擇，因此對標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量和風(fēng)壓必須進(jìn)行修正換算。 ④ 能保證長時間連續(xù)、安全及高效率運行。 ② 風(fēng)機的風(fēng)量及風(fēng)壓要有較寬的調(diào)節(jié)范圍。 高爐鼓風(fēng)機 常用的高爐鼓風(fēng)機類型有離心式、軸流式及定容式三種。 高爐送風(fēng)系統(tǒng) 高爐送風(fēng)系統(tǒng)是為高爐冶煉提供足夠數(shù)量和高質(zhì)量風(fēng)的鼓風(fēng)設(shè)施。 （ 4）避免下料和布料過程中的像并罐式那樣的粒度和體積偏析。 （ 2） 采用可傾動的旋轉(zhuǎn)布料，提高了布料操作的靈活性，增加了布料調(diào)節(jié)手段。 設(shè)計采 用 PW 串罐無 料鐘爐頂旋轉(zhuǎn)溜槽布料。本設(shè)計采用 中速磨制粉、并聯(lián)罐 、 單管直接噴吹 、 分配器 的工藝。因此，原煤在噴吹前必須通 過配煤、混勻、制煤等一系列準(zhǔn)備處理，成為合格煤粉，然后才由噴煤設(shè)施噴入高爐。目前我國高爐主要噴吹無煙煤粉，有的高爐也噴吹煙煤粉和其他燃料 [3]。液體燃料主要有重油和焦油等。 高爐噴吹燃料主要有三類：氣體燃料、液體燃料和固體燃料。 3) 噴煤槍：由混合器或經(jīng)過分配器吹送的煤粉，通過噴槍送到高爐直吹管進(jìn)入爐內(nèi)。 2) 分配器：本設(shè)計采用盤式分配器。 （ 3）噴吹系統(tǒng)附屬設(shè)備 1) 混合器：將煤粉與壓縮空氣混合并使煤粉啟動的設(shè)備，由殼體與噴咀組成，安裝在噴吹罐下面。指最低和最高料面間的容積，最低料面指在料面以下保留 2～ 3t 煤粉的料面；最高料面指在離罐頂湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 25 的球形的轉(zhuǎn)折處 800～ 1000 mm 的料面。 2)采用三罐并列形式噴吹 3)采用單管路噴吹。稱量后的爐料經(jīng)膠帶上料機運往高爐爐頂。 礦石稱量漏斗：主要安裝在貯礦槽下面，用來稱量燒結(jié)礦、球團礦及生礦石，礦石采用分散篩分分散稱量的方法。 槽下運輸及稱量 本設(shè)計采用膠帶運輸機機供料方式。將給料機底板換成篩網(wǎng)，可在給料的同時起到篩分的作用。 槽下篩分 為改善高爐料柱的透氣性，必須篩除粉末。爐后供料系統(tǒng)包括：貯礦槽，貯焦槽，篩分機，稱量設(shè)施，斜橋，料車和膠帶運輸機等。封罩及蓋板內(nèi)均襯以耐火材料保護(hù)層，并在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置抽風(fēng)管道，通過抽風(fēng)機將煙氣抽至除塵設(shè)備進(jìn)行凈化處理。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 24 出鐵場除塵設(shè)施 高爐在放渣、出鐵時產(chǎn)生大量煙塵污染環(huán)境，因此必須除塵。水渣 沖制箱噴出的高速水流使熔渣水淬冷卻，形成顆粒狀水渣。其特點是工藝簡單，投資少，能耗低，但占地面積大，環(huán)境污染嚴(yán)重。 水渣渣處理工藝 本設(shè)計采用英巴法沖渣工藝。其 主要作用是方便高爐操作人員窺視風(fēng)口，了解爐內(nèi)情況及布置上渣溝 [7]。為了搞好這些工作，必須有完好的出鐵和出渣設(shè)施及足夠的運輸能力。 高爐渣鐵處理系統(tǒng) 高爐冶煉中有大量高溫液態(tài)的生鐵和爐渣由高爐下部的鐵口和渣口放出。足夠的水壓，是防止冷卻裝置內(nèi)滲入煤氣 時，把冷卻水排出冷卻裝置之外，引起冷卻器的大量燒壞。 (7) 高爐各部水壓的確定原則為： 一般高于熱風(fēng)壓力 ，爐身也要比該處靜壓力高 。 ② 水冷爐底：水冷爐底的優(yōu)點是能提高冷卻效率和降低管理費用。 ② 敞開式爐缸。 (3) 高爐內(nèi)型分為六部分：有爐底、爐缸、 爐腹、爐腰、爐身、爐喉。 (1)高爐本體包括爐基、爐殼、爐襯、冷卻設(shè)備和高爐框架支柱。 本設(shè)計采用 布袋除塵器 為精細(xì)除塵裝置 ，主要由箱體、濾袋、袋籠組成。 布袋干法除塵原理 高爐煤氣沿下降管經(jīng)過重力除塵器后，再經(jīng)過溫度調(diào)整沿位于除塵箱體下側(cè)的箱體入口進(jìn)入干法布袋除塵箱體；在除塵箱體內(nèi)，由懸掛于箱體內(nèi)部的除塵布袋外壁進(jìn)入布袋內(nèi)（過濾），灰塵被阻擋在布袋外壁；經(jīng)過布袋除塵后的干凈煤氣沿位于除塵箱體上部的箱體出口流出，進(jìn)入凈煤氣管道匯合，然后經(jīng)過減壓閥組或 TRT 機組降壓和噴水降溫后并入煤氣管網(wǎng) [6]。級高爐 ,并向 4000～ 5000 m179。較濕法除塵相比其各類性能指標(biāo)效益明顯 ,特別是增 加 TRT發(fā)電量、減少運行費用和環(huán)境污染等方面較為突出。 布袋全干式煤氣除塵工藝 高爐煤氣全干式布袋除塵是目前我國冶金行業(yè)重點推廣的具有共性和關(guān)鍵作用的節(jié)能環(huán)保技術(shù)之一。的灰塵，如直接使用，不僅運送時堵塞管道，而且會使熱風(fēng)爐和燃燒器等的耐火磚襯被侵蝕破壞。可以作為熱風(fēng)爐、燒結(jié)點火和鍋爐的燃料。） 16 風(fēng)口數(shù) /個 24 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 21 繪制高爐設(shè)計爐型圖 圖 150 萬噸高爐設(shè)計爐型 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 22 6 高爐八大系統(tǒng) 高爐煤氣回收除塵系統(tǒng) 高爐冶煉會生產(chǎn)大量煤氣。30′ 13 爐身 角 β 83176。誤差為 %，小于 1%，合理。 Vu=++300++= m179。 V4=12π h4（ D2+Dd1+d12） =179。 V2=12π h2（ D2+Dd+d2） = m179。30′ 則 h2=（ Dd） tanα/2= m 6)爐喉直徑﹑爐喉高度 選取 d1/D=， d1=D=，取 d1= m，另取 h5= 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 20 7）爐身高﹑爐身高度﹑爐腰高度 選取 β=83176。d 則 : d=燃uiIV =，取 d= 校核 Vu/A=,一般大型高爐在 22～ 28 之間，計算合理。d ） 。d ） 每座高爐容積 Vu=V總ηP ? =179。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)計是高爐本體設(shè)計的基礎(chǔ)。 Kt 值一般為 80%～ 90%，本例的利用系數(shù)比較高?！?) 煤氣帶走總熱 =++= 前 8 項總和為 = （ 9）外部熱損失 == KJ(包括散熱和冷卻水帶走熱 ) 表 熱平衡表 序號 收入項名稱 KJ % 序號 支出項名稱 KJ % 1 碳的氧化熱 1 氧化物分解、 脫硫 2 熱風(fēng)帶入熱 2 碳酸鹽分解 3 成渣熱 3 水分分解 4 物料物理熱 4 噴吹物分解 5 H2 的氧化熱 5 游離水蒸發(fā) 6 CH4 生成熱 6 鐵水帶走 — — — 7 爐渣帶走 — — — 8 煤氣帶走 — — — 9 外部熱損失 共計 共計 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 18 熱平衡指標(biāo)計算 （ 1）碳素?zé)崮芾孟禂?shù) Kc %100CO COCOK 2 2 ?? 所放出的熱量燃燒生成除進(jìn)入生鐵外的碳全部 放出的熱量）和生成碳的氧化熱（包括燃燒c = % 343 34 21 41 40 25 ?? （ 2）熱量有效利用系數(shù) K Kt =（高爐總熱量收入 煤氣帶走熱 外部熱損失） % =（ ） %=% 從上述指標(biāo)可以看出， Kc 值一般在 50%～ 60%之間，個別可高達(dá) 65%。 碳酸鹽分解總熱 =+= KJ （ 3）水分分解熱 == KJ ( KJ/) （ 4）噴吹物分解熱 =160=202276 kJ ( KJ/Kg 煤粉 ) （ 5）爐料游離水的蒸發(fā)熱 1Kg水由 20℃ 升溫到 100℃ 吸熱 KJ，再變成 100℃ 水蒸氣吸熱 2261 KJ總吸熱為 游離水蒸發(fā)熱 =360= KJ （ 6）生鐵帶走熱 表 各種生鐵的熱焓值 [2] 生鐵熱焓值 煉鋼 生鐵 鑄造生鐵 錳鐵 KJ/Kg 煉鋼生鐵焓值 = KJ/kg，鐵水帶走熱 =1000=1172360 KJ （ 7）爐渣帶走熱 表 各種爐渣的熱焓值 [2] 爐渣熱焓值 煉鋼 鐵渣 鑄造鐵渣 錳鐵 鐵渣 KJ/Kg 煉鋼鐵渣焓值 = KJ/kg，爐渣帶走熱 == KJ （ 8）爐頂煤氣帶 走熱， 爐頂溫度為 200℃ 時煤氣各成分比熱容見表 表 200℃ 時爐頂煤氣比熱容 [2] CO2 CO N2 H2 CH4 H2O 干煤氣比熱容 =+(+ ++= KJ/ m3 假定 CaCO3 和 M gCO3 是按比例分配的。S，二者差別較大，故取其渣中成分比例（ ： ≈4： 1）來計算平均 脫硫耗熱。 FeO 硅酸鐵分解熱 == KJ， ( KJ/kg FeO 硅酸鐵 ) Fe4O3 分解熱 =（ +） = KJ， （ KJ/kg Fe4O3） Fe2O3 分解熱 == KJ，（ KJ/kg Fe2O3） 鐵氧化物分解總熱 =++= KJ 2）錳氧化物分解熱 錳氧化物分解熱包括 MnO2 分解為 MnO 和 MnO