【正文】 ......................... 34 熱風(fēng)爐 ............................................................................................................ 34 熱風(fēng)爐座數(shù)的確定 ............................................................................... 34 熱風(fēng)爐工藝布置 .................................................................................. 34 熱風(fēng)爐型式的確定 .............................................................................. 34 熱風(fēng)爐主要尺寸的計(jì)算 ...................................................................... 35 熱風(fēng)爐設(shè)備 .......................................................................................... 38 熱風(fēng)爐管道及閥門的確定 .................................................................. 38 風(fēng)口的選擇 .................................................................................................... 40 送風(fēng)調(diào)節(jié) ......................................................................................................... 40 風(fēng)量 ....................................................................................................... 40 風(fēng)溫 ...................................................................................................... 40 風(fēng)壓 ....................................................................................................... 40 ............................................................................................... 40 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 42 致 謝 ............................................................................................................................ 43 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 1 緒論 進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，世界鋼鐵工業(yè)一改 30 年來停滯不前的局面，開始進(jìn)入快 速發(fā)展階段。 國外高爐煉鐵的產(chǎn)量約占整個(gè)鐵產(chǎn)量 90%, 如扣除直接還原鐵 , 則約 99%。中國是目前國際上首次在 5000 立方米以上特大型高爐使用的國家。 （ 2）在加工的過程中易于 鑄、鍛、切削以及焊接等，能夠得到人們需要的任何鋼鐵產(chǎn)品。高 爐生產(chǎn)是獲得大量生鐵的主要手段。燃料主要是焦炭，其次是煤粉、重油、天然氣等。 （ 4）鋼鐵擁有上千年的生產(chǎn)技術(shù)，較其他金屬具有工業(yè)規(guī)模大、產(chǎn)量高、成本低的優(yōu)勢。 20 世紀(jì)初美國的大型高爐日 產(chǎn)生鐵量達(dá) 450 噸。中國在清朝末年開始發(fā)展現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)。 1908 年組成包括大冶鐵礦和萍鄉(xiāng) 煤礦的漢冶萍公司。 1980 年全國產(chǎn)鐵 3802 萬噸，居世界第四位。 1 緒論 2 中國鋼鐵業(yè)急需升級換代 及展望 高爐煉鐵技術(shù)，適合于那些工業(yè)化初步發(fā)展的國家，生產(chǎn)大路貨、初級鋼材，但在發(fā)達(dá)國家，高爐技術(shù)需要更加先進(jìn)和創(chuàng)新。不能以推動就業(yè)為借口，把鋼鐵業(yè)的發(fā)展寄托在國家的巨型投資拉動鋼鐵業(yè)的繁榮，而要認(rèn)真的思考減少污染，提高產(chǎn)品附加值和適應(yīng)市場的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)鋼鐵業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，效益升級。因此利用高爐大修的時(shí)機(jī)，采用成熟、適用的先進(jìn)技術(shù)對高爐進(jìn)行改造，滿足漣鋼發(fā)展的需要已勢在必行。 2020 年我國鋼鐵工業(yè)總體運(yùn)行態(tài)勢良好，國內(nèi)鋼鐵市場因基礎(chǔ)設(shè)施投資和工業(yè)生產(chǎn)的平穩(wěn)增長，特別是國家對于保障性住房投資力度的加大，需求較為旺盛，帶動鋼鐵生產(chǎn)大幅增長。 2020 年我國經(jīng)濟(jì)仍將面臨國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境不穩(wěn)定、外需放緩的局面，同時(shí)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的方針指引下，增速也將適度放緩。鋼鐵工業(yè)將在 “十二五 ”規(guī)劃和市場對資源有效配置的共同作用下，逐步提升產(chǎn)品質(zhì)量，調(diào)整結(jié)構(gòu)，推動鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高鋼鐵工業(yè)整體競爭力，逐步改變中國鋼鐵業(yè)多年來 “大而不強(qiáng) ”的局面，向鋼鐵強(qiáng)國邁出堅(jiān)實(shí)的步伐。保證高爐能在大風(fēng)、高壓、高風(fēng)濕、高負(fù)荷的生產(chǎn)條件下仍然能穩(wěn)定運(yùn)行。 ”它是一條根本的準(zhǔn)則。或者高爐精料方針的內(nèi)容歸結(jié)為： “高、熟、凈、勻、小、少、好 ”）。降低休風(fēng)率是高爐增產(chǎn)的重要途徑一般高爐休風(fēng)率低于 2％。 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 在研究分析國內(nèi) 2020 高爐原燃料條件和實(shí)際技術(shù) 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合漣鋼的實(shí)情和現(xiàn)有高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定了高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表 11。下表 11 為漣鋼 2200 級高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)． 1 緒論 4 表 11 漣鋼 2200 級高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 備注 高爐有效容積； m179。/min 4300 渣比； kg/tFe 300 熟料比； % 90～ 92 入爐礦品位； % ≥ 高爐年平均工作日； t/a 350 年產(chǎn)生鐵； 410 t/a 154～ 設(shè)備能力 210 年產(chǎn)生渣； 410 t/a 54～ 61 高爐煤氣產(chǎn)生量； 410 N/h 32～ 高爐一代壽命； a 15 熱風(fēng)爐一代壽命； a 30 近代高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展 我國是世界上最早掌握煉鐵技術(shù)的國家之一，其歷史可以追溯到公元 5 世紀(jì)。 1949 年新中國成立后，中國煉鐵工業(yè)經(jīng)過 5O多年的發(fā)展，面貌煥然一新 ，取得了重大進(jìn)步。 自五十年代末以來，世界各國高爐容積不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量不斷增加，據(jù)不完全紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 5 統(tǒng)計(jì)，目前世界上大于 2020米 的高爐已超過 150座， 4000米 的高爐約有 3O余座。目前利用系數(shù)達(dá)到 ／米 到 20世紀(jì)后期容積增大到 4000～5000 m179。日產(chǎn)鐵萬噸以上。這是高爐技術(shù)由粗放型轉(zhuǎn)變到集約型和精細(xì)化的必由之路。其中包括提高入爐鐵礦原料品位、提高熟料率、穩(wěn)定入爐原料成分、整粒。這些，使高爐冶煉指標(biāo)明顯改善。 高風(fēng)溫 為 高爐提供更高風(fēng)溫必須提高熱風(fēng)爐拱頂溫度。通過開發(fā)頂燃式熱風(fēng)爐的燃燒器，使拱頂溫度與風(fēng)溫之間的溫度差縮小 。 從提高熱風(fēng)爐的利用效率來提高風(fēng)溫。 實(shí)現(xiàn)既降低燃料比，又提高利用系數(shù)達(dá)到強(qiáng)化高爐冶煉方法就要求減少噸鐵入爐風(fēng)量，從而控制高爐入爐風(fēng)量。因?yàn)楣娘L(fēng)能耗約占高爐能耗 的 10%，同時(shí)在提高富氧率時(shí)減少噸鐵耗氧量，以及噸鐵加熱鼓風(fēng)的能耗。由于風(fēng)溫水平大幅度提高，焦比顯著降低了。采用高壓爐頂1 緒論 6 后（頂壓力在 ～ ），可使?fàn)t內(nèi)煤氣流速減慢，煤氣流的壓頭 損失減小，在維持一定的壓差條件下，可加大風(fēng)量，強(qiáng)化冶煉，達(dá)到增產(chǎn)的目的。三十年來在國內(nèi)普遍推廣，無論在噴煤量還是在噴吹時(shí)間上，都位居世界前列。 爐渣處理 爐渣處理有兩種方法：一種是傳統(tǒng)的渣罐出渣，熱 熔渣由渣罐車運(yùn)往爐渣處理場沖制水渣或制成干渣塊；另一種是在爐前設(shè)置水渣和干渣坑兩套設(shè)施。 能源回收 包括爐頂余壓回收、爐頂均壓煤氣回收、爐渣余熱利用、熱風(fēng)爐廢氣余熱回收。我國目前有多種水渣?；夹g(shù)，設(shè)備基本國產(chǎn)化。高鋅高爐煤氣灰中的鋅也正在積極回收利用。 高 爐長壽及快速大修 由于高爐大型化的結(jié)果高爐大修對整個(gè)鋼鐵企業(yè)將產(chǎn)生影響巨大，由于設(shè)備更新資金的短缺，世界各國都非常關(guān)心高爐的長壽。世界各國都十分重視高爐的長壽技術(shù)。高的達(dá)到 12020t/m179。 我國高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢 近 10 年來，中國高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長壽化、清 潔發(fā)展進(jìn)程加快，煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅性能顯著提高 ,而且也表現(xiàn)的工藝技術(shù)和裝備水平迅紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 速提高，其中一些已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。由于世界焦煤儲量短缺，高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展將在精料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低焦比，開發(fā)非焦煤能源的利用，如提高煤粉噴吹量。 (2)直接還原法作為高爐煉鐵法的補(bǔ)充，將在鋼鐵工業(yè)發(fā)展中占有一定地位。 20 世紀(jì) 60 年 代進(jìn)入工業(yè)化階段后，直接還原鐵在特殊鋼和優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)中發(fā)揮提高產(chǎn)品質(zhì)量的特殊作用。它可以不使用焦炭，轉(zhuǎn)而使用天然氣，石油，非煉焦煤能源。 （ 4）熔融還原法煉鐵擺脫昂貴的焦炭、天然氣、石油的依賴，縮短了生產(chǎn)流程，減少對環(huán)境的污染和有利于鐵水在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)。 20 世紀(jì) 90 年代，許多國家的規(guī)劃建設(shè)熔融還原設(shè)備。 中國高爐煉鐵雖然已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但和國外一樣，圍繞實(shí)現(xiàn)高效率，低油耗，高長壽以及保護(hù)環(huán)境等方面不斷改善和優(yōu)化。魯基公司 2020 年開始研發(fā) Radust 系統(tǒng)，該系統(tǒng)混合噴吹粉塵和燃1 緒論 8 料、氧，將危險(xiǎn)有機(jī)物燃燒，火焰溫度將進(jìn) 3000℃ ，大部分的 Zn、 Pb 和堿金屬揮發(fā)掉，產(chǎn)生的熔渣可以循環(huán)利用，產(chǎn)生的富一氧化碳尾氣進(jìn)行二次燃燒，重金屬以氧化物形式通過粉塵回收。目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目是將各地的廢棄物進(jìn)行集中處理，轉(zhuǎn)底爐是考慮采用的工藝，每年可處理 50 萬噸，而目前北歐國家普遍采用填滿處理。 9 要保 持連續(xù)高效的鋼鐵生產(chǎn)，必須對各工序技術(shù)進(jìn)行整合。 當(dāng)前世界鋼鐵工業(yè)形勢 目前世界主要發(fā)達(dá)國家人均鋼材消費(fèi)量在 400500kg，進(jìn)入工業(yè)化階段的中國，印度，巴西，阿根廷的發(fā)展中國家的鋼鐵消費(fèi)量在快速增長，為世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動力，發(fā)展中國家的工業(yè)化進(jìn)程會使世界鋼鐵工業(yè)至少能夠有 1015 年的繁榮期。近終形連鑄，薄板坯連鑄連軋等工藝的開發(fā)，是的鋼鐵生產(chǎn)有了工藝流程緊湊，生產(chǎn)周期短，物料消耗少，生產(chǎn)效率高的一系列優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）設(shè)備水平高端化，智能化。如：頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐， lf 剛報(bào)精煉爐等。國外現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品品種構(gòu)成中的冷軋板卷，鍍錫板，鍍鋅板，涂層帶鋼，冷軋硅鋼片，高強(qiáng)度無縫鋼管，高級造船板等高科技含量，高附加值鋼材產(chǎn)品占鋼材總產(chǎn)量的 60%以上。以 2020 年全球鋼產(chǎn)量最大的鋼鐵企業(yè) 米塔爾為例， 2020 年，米塔爾出資 億美元，獲得波蘭 phs 鋼鐵公司 60%的股權(quán)；以 4340 萬美元的價(jià)格收購了羅馬尼亞著名的胡內(nèi)阿拉鋼鐵聯(lián)合企業(yè)；完成對南非最大的鋼鐵企業(yè)伊斯科公司的收購；獲得波黑澤尼察公司 51%的股權(quán)等 本設(shè)計(jì)的目的和任務(wù) 本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 350 萬噸煉鋼生鐵的高爐車間設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：緒論，廠址選擇，工藝流程及主要 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的選擇與論證，高爐煉鐵綜合計(jì)算，高爐本體設(shè)計(jì)，高爐附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)，車間布置設(shè)計(jì)等部分。 2 工藝流程 10 2 工藝流程 高爐煉鐵工藝流程 高爐煉鐵工藝是是將含鐵原料（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦或鐵礦）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它輔助原料（石灰石、白云石、錳礦等）按一定比例自高爐爐頂裝入高爐，并由熱風(fēng)爐在高爐下部沿爐周的風(fēng)口向高爐內(nèi)鼓入熱風(fēng)助焦炭燃燒（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料），在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣。同時(shí)產(chǎn)生高爐煤氣，爐渣兩種副產(chǎn)品，高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成，自渣口排出后，經(jīng)水淬處理后全部作為水泥生產(chǎn)原料；產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。 圖 21 煉鐵工藝流程 紅河學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 3 高爐煉鐵綜合計(jì)算 高爐煉鐵需要的礦石、熔劑和燃料 (焦炭及噴吹燃料 )的量是有一定規(guī)律的，根據(jù)原料成分、產(chǎn)品質(zhì)量要求和冶煉條件不同可以設(shè)計(jì)出所需的工藝條件。對于生產(chǎn)高爐的工藝計(jì)算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說