【正文】 物料平衡計(jì)算 ???????????????????? 7 熱平衡計(jì)算 ????????????????????? 8 第三章 高爐本體 ?????????????????????? 14 高爐爐型 ?????????????????????? 14 高爐爐襯 ?????????????????????? 16 爐體冷卻方式 ???????????????????? 16 冷卻系統(tǒng) ?????????????????????? 19 高爐鋼結(jié)構(gòu)及高爐基礎(chǔ) ???????????????? 20 第四章 爐頂裝料系統(tǒng) ??????????????????? 23 串 罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備 ??????????????? 23 串罐式無鐘爐頂?shù)奶攸c(diǎn) ??????????????? ? 25 第五章 供料系統(tǒng) ?????????????????????? 26 高爐供料系統(tǒng) ????????????? ??????? 26 儲礦（焦）槽及其主要設(shè)備 ?????????????? 27 槽下運(yùn)輸及爐料稱量 ???????????? ???? 30 第六章 送風(fēng)系統(tǒng) ?????????????????????? 31 鼓風(fēng) 機(jī)的選擇 ???????????????????? 31 熱風(fēng)爐 設(shè)計(jì) ???????????????????? ? 32 熱風(fēng)爐常用耐火材料 ????????????????? 34 燃燒器及送風(fēng)制度的選擇 ??????????????? 34 熱風(fēng)爐主要管道直徑的 選定 ?????????????? 35 第七章 渣鐵處理系統(tǒng) ???????????????????? 36 風(fēng)口平臺及出鐵 場 ?????????????????? 36 爐前設(shè)備 ?????????????????????? 37 爐渣處理 ?????????????????????? 39 第八章 煤氣除塵系統(tǒng) ??????????????????? 41 第九章 噴吹 系統(tǒng)設(shè)計(jì) ??????????????????? 42 主要設(shè)備 ?????????????????????? 43 噴煤 車間 設(shè)備 ????????? ??????????? 43 第十章 車間布置形式 高爐 車間 平面 布置 ????????????????? 46 結(jié)束語 ?????????????????????? ????? 48 主要參考文獻(xiàn) ?????????????????? ????? 49 1 緒論 高爐煉鐵的任務(wù)及工藝流程 高爐煉鐵的任務(wù)是用還原劑（焦炭、煤粉）在高溫下將鐵礦石或 含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過程。然而，由于本人水平有限，設(shè)計(jì)中難免有不足和紕漏之處。 在本次設(shè)計(jì)中翻閱了大量的參考文獻(xiàn)，相當(dāng)于又系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了一遍高爐的有關(guān)知識，是對高爐發(fā)展的新的具體認(rèn)識和總結(jié)，是本人三年專業(yè)知識學(xué)習(xí)的一個(gè)促進(jìn)過程。也有了越來越嚴(yán)格的要求。它是以鐵礦石是為原料，焦炭煤粉作為燃料和還原劑，在高爐內(nèi)通過 燃料燃燒，氧化物中鐵元素的還原以及非鐵氧化物造渣等一系列復(fù)雜的 物理化學(xué)過程。生鐵除了少部分用于鑄造外，絕大部分是作為煉鋼原料。 （ 2020 屆） 專 科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 題 目 名 稱： 根據(jù)婁底地區(qū)，設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn) 量為 480萬噸的高爐煉鐵車間 學(xué) 院（部）： 冶金工程學(xué)院 專 業(yè)： 冶金技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 胡攀 班 級： 冶金 092 學(xué)號 09395920203 指導(dǎo)教師姓名： 王建麗 職稱 講師 最終評定成績： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處 前 言 本次設(shè)計(jì)是根據(jù)婁底地區(qū)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為 480 萬噸的高爐煉鐵車間， 該地區(qū)礦藏豐富，水資源充沛，交通發(fā)達(dá)，設(shè)計(jì)煉鐵車間比較合理。煉鐵方法主要有高爐法、直接還原法、熔融還原法等，其原理是礦石在特定的氣氛中（還原物質(zhì) CO、H C；適宜溫度等）通過物化反應(yīng)獲取還原后的生鐵。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。隨著冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，對其冶煉的關(guān)鍵設(shè)備 —— “高爐”。高效率、高質(zhì)量、高壽命、低能耗、低污染 —— 是本次設(shè)計(jì)所追求的目標(biāo)。本次設(shè)計(jì)中得到了王建麗老師的悉心指導(dǎo)和幫助，本人表示非常的感謝。望各位給予指正。高爐生產(chǎn)要求以最小的投入獲得最大的產(chǎn)出，即做到高產(chǎn)、優(yōu)產(chǎn)、低耗、有良好的經(jīng)濟(jì)效益。高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備，它是由耐火材料砌筑的豎立式圓筒形爐體 ，最外層是由鋼板制成的爐殼，在爐殼和耐火材料之間有冷卻設(shè)備。 1 （ 1）供料系統(tǒng) 包括貯礦槽 、 貯焦 、 稱量與篩分等一系列設(shè)備，其任務(wù)是將高爐冶煉所需要原料通過上料系統(tǒng)裝入高爐。 （ 3）煤氣除塵系統(tǒng) 包括煤氣管道、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器等，其任務(wù)是將高爐冶煉所產(chǎn)生的煤氣，經(jīng)一系列的凈化使其 含塵量降至 10mg/m3以下，以滿足用戶對煤氣質(zhì)量的要求。 （ 5）噴吹燃料系統(tǒng) 包括原煤的存儲、運(yùn)輸、煤粉的制備、收集罐車及煤粉噴吹，以煤代焦，降低焦炭消耗。 優(yōu)點(diǎn)：既能利用多種原料，產(chǎn)品性能又能滿足廣泛的質(zhì)量要求，鐵的收得率高，又具備大規(guī)模生產(chǎn)的能力。 （ 1） 積極采用成熟的生產(chǎn)工藝，設(shè)備和結(jié)構(gòu)； （ 2） 學(xué)習(xí)總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，移植適用可行的先進(jìn)技術(shù)； （ 3） 在現(xiàn)有條件允許的情況下，留足夠的發(fā)展余地； （ 4） 充分考慮節(jié)約能源，資源的綜合利用，改善勞 動(dòng)條件和環(huán)境保護(hù)。 婁底市，是湖南的能源、礦產(chǎn)和化工重鎮(zhèn)，也是省內(nèi)重要的鐵路樞紐，有 ” 世界銻都 “ 、 ” 百里煤海 “ 之稱。 鐵路建設(shè)方面，滬昆客運(yùn)專線經(jīng)過婁底，并在婁底城區(qū)和新化設(shè)站；婁邵鐵路既有線改造開工建設(shè)。 3 2 煉鐵工藝計(jì)算 配料計(jì)算 （ 1） 原始資料的收集和整理 1） 礦石成分分析：見表 21 2） 焦炭成分分析：見表 22 3） 煤粉成分分析：見表 23 （ 2） 礦石的選配 因現(xiàn)場提供的化驗(yàn)成分不完全，為此因按元素在原料中存在形態(tài)不全應(yīng)有的組成，并各組分含量之和等于 100%。 表 21 礦石成分 % Fe Mn P S FeO Fe2O3 CaO MgO SiO2 Al2O3 TiO2 MnO Zn P2O5 生 鐵 礦 4 6 3 2 59 6 3 4 5 6 燒 結(jié) 礦 2 1 29 2 7 9 球 團(tuán) 礦 3 8 9 2 41 6 2 6 9 1 1 綜 合 礦 03 2 7 9 8 97 7 8 1 9 1 3 2 表 22 焦炭成分 % 灰分（ ） 揮發(fā)分（ ） 有機(jī)物（ ） ∑ 游離水 SiO2 Al2O3 CaO FeO MgO CO CO2 CH4 H2 N2 H2 N2 S 100 4 表 23 煤粉成分 % C H N S O H2O 灰分（ ） SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 3 5 6 0 3 3 5 3 9 0 3 100.0 表 24 預(yù)定生鐵成分 % Fe Si Mn P S C 表 25 常見元素分配率 % 原料 Fe Mn S P 生鐵 50 — 100 爐渣 50 — — 煤氣 — — 5 — 冶煉條件的確定燃料消耗量 焦比 340kg/t 煤比 180kg/t 重比 30kg/t 置換比 鼓風(fēng)濕度 12g/m3 相對濕度 % 風(fēng)溫 1200℃ 爐塵量 20kg/t 入爐熟料溫度 80℃ 爐頂煤氣溫度 200℃ 焦炭冶煉強(qiáng)度 (d m3) 利用系數(shù) t/(d m3) (3) 根據(jù)堿度平衡求鐵礦石配比 根據(jù)原料條件，假設(shè)生鐵礦的配比為 a，燒結(jié)礦的配比為 b，球團(tuán)礦的配比為 c。 其中 a＋ b＋ c=1 ][ 2222 SiQSi OQKSi OQKc Si ObS i OaS i O CaOQKCaOQKc CaObCa OaCa OR ????? ????? 煤煤焦焦球燒礦煤煤焦焦球燒礦 如果假設(shè)焦、煤帶入的鐵和進(jìn)入爐渣和爐塵的鐵相等，既有 ][ Fe c F ebF eaF eQ 球燒生 ??? 本設(shè)計(jì)選定 R=，計(jì)算得生鐵礦，燒結(jié)礦和球團(tuán)礦的配比為 8:76:16，按比例得到混合礦的成分，見表 21。 高爐內(nèi)參加反應(yīng)的焦炭量為 G 焦 =340－ = kg 故焦，煤帶入的鐵 GFe 燃 =（ %＋ 180 %） 56／ 72= kg （ 2） 進(jìn)入爐渣中的鐵量 GFe 渣 =% 1000 %／ %= kg （ 3） 需要由鐵礦石帶入的鐵量 G 礦 =1000[Fe] ＋ GFe 渣 － GFe 燃 =＋ － = kg （ 4） 冶煉 1t生鐵的礦石需要量 G 礦 =G 礦 ／ Fe 礦 =／ %= kg 考慮到爐塵吹出量，入爐礦石量為 G 礦入 =＋ 20－ = kg 渣量及爐渣成分計(jì)算 ∑ CaO=340 ＋ 180 ＋ = kg ∑ SiO2=340 ＋ 180 ＋ － = kg ∑ Al2O3=340 ＋ 180 ＋ = kg ∑ MgO=340 ＋ 180 ＋ = kg 渣中 MnO 量 = = kg 渣中 FeO 量 = %／ % 72／ 56= kg 每噸生鐵含硫量 =340 ＋ 180 ＋ = kg 進(jìn) 入生鐵中的硫 =1000 = kg 進(jìn)入煤氣中的硫 = = kg 進(jìn)入渣中的硫 =－ － = kg 表 26 爐渣成分 組元 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO FeO S／ 2 ∑ R kg % 100 校核生鐵成分 [S]=%； LS=2 ／ = [Si]=49% [P]= 1／ 1000=% [Mn]= 55／ 71 1／ 1000=% [Fe]=% [C]=100%－ %－ %－ %－ %=% 6 表 27 校核后生鐵成分 % Fe Si Mn P S C 物料平衡計(jì)算