【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 高爐送風系統(tǒng) .................................................................................................. 26 高爐動力系統(tǒng) .................................................................................................. 27 結 語 .......................................................................................................................... 28 參考文獻 ...................................................................................................................... 29 致 謝 .......................................................................................................................... 30 湖南化工職業(yè)技術學院 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)濟建設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步并在持續(xù)改進。為滿足碳足跡最小化的要求 ,必須大力減少 CO2的排放。 高爐的設計直接影響著高爐的生產效益，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)。此設計為建造年產量為 150萬噸的高爐。設計的主要內容包括煉鐵工藝計 算（包括配料計算、物料平衡和熱平衡）、高爐爐型設計等等。在原有的煉鐵設計原理與理論實踐基礎上，煉鐵設計上進行了大膽的創(chuàng)新，新的技術和思想不斷涌現(xiàn)并得到應用，極大地推動了煉鐵生產的進步和發(fā)展。 高爐無料鐘爐頂設備技術創(chuàng)新 采用無料鐘爐頂裝料設備是現(xiàn)代化高爐的重要技術特征。 高爐爐體結構技術的進步 在高爐爐體結構中，兩方面的進步是顯著的。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水平。 高爐煤氣全干式布袋除塵技術 高爐煤氣干式布袋除塵技術已有 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 ,使中國在大、中型高爐煤氣全干式布袋除塵技術達到國際先進水平。其原理是 :設置兩座助燃空氣高溫預熱爐 ,通過燃燒低熱值的高爐煤氣將預熱湖南化工職業(yè)技術學院 2 爐加熱后 ,再用來預熱熱風爐使用的助燃空氣。 我國高爐煉鐵技術的發(fā)展趨勢 高爐爐容、技術裝備大型化 我國 煉鐵產業(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。 高風溫、低燃料比 國際領先水平的熱風溫度為 1300℃，國際先進水平為 1250℃左右。我國煉鐵工作者首先應當努力縮小這個差距。 精料技術的提高 高爐煉鐵應當以精料為基礎，精料技術水平對高爐煉鐵的影響率占 70%，高爐操作占 10%，設備影響占 10%，管理水平占 5%，外界因素（包括上下工序，運輸和動力 )占 5%。 湖南化工職業(yè)技術學院 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，以致各種化學組成之和不等于 100%。 換算為 100%方法，可以均衡地擴大或縮小各成分的百分比，調整為 100%，或者按照分析誤差允許的范圍，人為的調整為 100%。 在各種原料中化合物存在的形態(tài)和有關換算，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。 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)技術學院 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： 1）礦石含 P量不應該超過生鐵允許含 P量，因考慮 P全部進入生鐵，故需要依據(jù)礦石含量事先預算，若某種礦石冶煉含 P超標，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，國家標準和行業(yè)標準等確定生鐵成分。 (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該兼顧爐渣排堿要求。確定燃料比應該依據(jù)冶煉鐵種，原料條件，風溫水平和生產經(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)技術學院 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 F FFemFem ?? ? 式中 礦)(Few —— 礦石含鐵量， % 煤焦 根據(jù)爐渣百分組成，校驗爐渣物理性質得：熔化溫度 1400℃ ，粘度 該爐渣適合于煉鋼鐵生產。 湖南化工職業(yè)技術學院 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經(jīng)營所不可缺少的參數(shù)。這種計算為工廠的總體設計、設備容量與運輸力的確定及制定生產管理與經(jīng)營制度提供科學依據(jù)，是高爐與各種附屬設備的設計及高爐正常運轉的各種工作所不可缺少的參數(shù)。計算內容包括：風量、煤氣量，并列出收支平衡表。校驗高爐冷風流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場爐料稱量的準確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎。 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，分別為鼓風濕度 f=%（ 12g/m3 ），富氧率 %，氧氣濃度 98%。 (2)風量計算（ V 風 ） 根據(jù)氧平衡可得： 3c）CmV 2o風燃風 ? ????? ? （ 其中 3222 .41816O)V (HV (O )Q M2Mo 2 ??????? ??? ）（ 式中 ? ??? 0 .9 3 3cm (C ) 風燃 ──風口前燃燒的 C 所需氧量（ m179。 據(jù)原料供應情況，本高爐僅噴煤，將上式分別進行計算： 鼓風含氧濃度 =+= m3/ m3 風口前 C 燃燒所需氧量 =? ? = 燃料帶入氧量 =160（ +1816 ） =179。 湖南化工職業(yè)技術學院 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和消耗的狀況，掌握高爐內熱能的利用情況，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、計算