【正文】 .......................................................... 21 6 高爐八大系統(tǒng) ........................................................................................................... 22 高爐煤氣回收除塵系統(tǒng) .................................................................................. 22 高爐本體 .......................................................................................................... 22 高爐渣鐵處理系統(tǒng) .......................................................................................... 23 高爐送料系統(tǒng) .................................................................................................. 24 高爐噴吹系統(tǒng) .................................................................................................. 24 爐頂裝料系統(tǒng) .................................................................................................. 25 高爐送風(fēng)系統(tǒng) .................................................................................................. 26 高爐動力系統(tǒng) .................................................................................................. 27 結(jié) 語 .......................................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 29 致 謝 .......................................................................................................................... 30 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 II 中文摘要 高爐煉鐵是獲得生鐵的主要手段，也是鋼鐵冶金過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，在 國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。高 爐流程是一種古老的冶金工藝 ,近幾十年來取得了巨大進(jìn)步并在持續(xù)改進(jìn)。為滿足碳足跡最小化的要求 ,必須大力減少 CO2的排放。 高爐的設(shè)計直接影響著高爐的生產(chǎn)效益，高爐分為八 大系統(tǒng)，分別為高爐本體、高爐送料系統(tǒng)、高爐裝料系統(tǒng)、高爐送風(fēng)系統(tǒng)、高爐噴吹系統(tǒng)、高爐煤氣系統(tǒng)和高爐渣鐵處系統(tǒng)。此設(shè)計為建造年產(chǎn)量為 150萬噸的高爐。設(shè)計的主要內(nèi)容包括煉鐵工藝計 算（包括配料計算、物料平衡和熱平衡）、高爐爐型設(shè)計等等。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(jìn)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(jìn)步和發(fā)展。 高爐無料鐘爐頂設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新 采用無料鐘爐頂裝料設(shè)備是現(xiàn)代化高爐的 重要技術(shù)特征。 高爐爐體結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步 在高爐爐體結(jié)構(gòu)中，兩方面的進(jìn)步是顯著的。同時，我國的銅冷卻避及傳統(tǒng)的球磨鑄鐵冷卻壁都具有世界先進(jìn)水平 。 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。) 獲得成功 ,完全取消了備用的煤氣濕式除塵系統(tǒng)，研究開發(fā)了煤氣溫度控制、除塵灰濃相氣力輸送、管道系統(tǒng)防腐等核心技術(shù) ,使中國在大、中型高爐煤氣全干式布袋除塵技術(shù)達(dá)到國際先 進(jìn)水平。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。 我國高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢 高爐爐容、技術(shù)裝備大型化 我國 煉鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，高爐平均爐容偏小，尚有 7500萬噸 /年落后的小高爐沒有淘汰。但是 ＞ 1000m179。左右。 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(jìn)水平為 1250℃左右。我國煉鐵工作者首先應(yīng)當(dāng)努力縮小這個差距。 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(yùn)輸和動力 )占 5%。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 3 2 高爐配料計算 冶煉 1t生鐵，需要一定數(shù)量的礦石、熔刑和燃料 (焦炭及噴吹燃料 )。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]。 配料計算時需要確定的已知條件 原始資料的收集整理 生產(chǎn)中原始資料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不相吻合，加之分析方法不同存在分析誤差，以致各種化學(xué)組成 之和不等于 100%。 換算為 100%方法，可以均衡地擴(kuò)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%。 在各種原料中化合物存在的形態(tài)和有關(guān)換算，按照下述方法處理。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(jìn)行換算。 天然礦石中的 S以 FeS2形態(tài)存在，換算式如下： 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 4 ω (FeS2)=ω(S) 64120 %， 式中 S 為分析所得的百分含量。此時，需要注意以下幾點(diǎn)： 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(jìn)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。 ω[Mn]=ηMn ω(Mn)礦 m(Fe)鐵 /ω(Fe)礦 式中 ： ω[Mn] ── 生鐵含錳量， % ω(Mn)礦 ── 混合礦含錳量， % ηMn ── 錳的回收率，一般為 ～ m(Fe)鐵 ── 礦石帶入的生鐵的鐵量 ， kg/t 鐵 ω(Fe)礦 ── 混合礦含鐵量， % 3）冶煉錳鐵時，為保證其含錳量，必須檢查礦石含鐵量是否大于允許范圍。 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。 (2）各種元素在鐵，渣和煤氣中的分配比例。 (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。確定燃料比應(yīng)該依據(jù)冶煉鐵種，原料條件，風(fēng)溫水平和生產(chǎn)經(jīng)驗等全面衡定，在有噴吹條件下，力爭多噴燃料。 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(jī)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(jìn)行計算。3 F FFemFem ?? ? 式中 礦)(Few —— 礦石含鐵量， % 煤焦 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 該爐渣適合于煉鋼鐵生產(chǎn)。 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)。這種計算為工廠的總體設(shè)計、設(shè)備容量與運(yùn)輸力的確定及制定生產(chǎn)管理與經(jīng)營制度提供科學(xué)依據(jù) ，是高爐與各種附屬設(shè)備的設(shè)計及高爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的各種工作所不可缺少的參數(shù)。計算內(nèi)容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。校驗高爐冷風(fēng)流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場爐料稱量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎(chǔ)。 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%。 (2)風(fēng)量計算（ V 風(fēng) ） 根據(jù)氧平衡可得： 3c）CmV 2o風(fēng)燃風(fēng) ? ????? ? （ 其中 3222 .41816O)V (HV (O )Q M2Mo 2 ??????? ??? ）（ 式中 ? ??? 0 . 9 3 3cm (C ) 風(fēng)燃 ──風(fēng)口前燃燒的 C 所需氧量（ m179。 據(jù)原料供應(yīng)情況，本高爐僅噴煤，將上式分別進(jìn)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。 湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 13 4 高爐熱平衡計算 熱平衡計算的目的 熱平衡計算的目的是為了了解高爐熱量供應(yīng)和消耗的狀況，掌握高爐內(nèi)熱能的利用情況，研究改善高爐熱能利用和降低消耗的途徑。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]。熱平衡計算采用差值法，即熱損失是以總的熱量收入減去各項熱量的消耗而得到的，即把熱量損失作為平衡項，所以熱平衡表面上沒有誤差，因為一切誤差都集中掩蓋在所有熱損失之中。全爐熱平衡是把整個高爐作為研究對象、