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年產(chǎn)量480萬噸煉鋼生鐵和70萬噸鑄造生鐵的高爐煉鐵車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽

2024-08-04 21:22本頁面
  

【正文】 Σ 每噸生鐵帶入的有關(guān)物質(zhì)的量爐渣中CaO的量GCaO渣。Gsio2渣=-=式中 ——原、燃料帶入SiO2的總量,kg(); ——還原消耗SiO2的量(Gsio2還),kg。: GAl2O3渣=爐渣中MgO的量GMgO渣。: GMnO渣=50%=式中 ——原、燃料帶入MnO的總量,kg(); 50%——錳元素在爐渣中的分配率()。進(jìn)入渣中的鐵量為:Fe渣=,并以FeO形式存在,故而GFeO渣=72/56=爐渣中S的量,GS渣。 爐渣成分組元CaOMgOSiO2Al2O3MnOFeOS/2ΣCaO/ SiO2kg%表中S/2:渣中S以CaS形式存在,計(jì)算中的Ca全部按CaO形式處理,氧原子量為16,S原子量為32,相當(dāng)已計(jì)入S/2,故表中再計(jì)入S/2。CaOSiO2Al2O3MgOΣ 校核生鐵成分生鐵含磷[P]。鐵礦石帶入的磷量為:GP礦=G礦P%礦=%=石灰石帶入的磷量為:GP熔=G熔P%熔=%=%故 [P] =(+)1/1000=%生鐵含錳[Mn]。故 [Mn] =50%55/711/1000=%生鐵含碳[C]。[Si]=%生鐵含硫[S]。 校核后生鐵成分[Fe][Si][Mn][P][S][C] 物料平衡計(jì)算 風(fēng)量計(jì)算風(fēng)口前燃燒的碳量GC燃。GC甲烷=1% GC總==(4)直接還原消耗的GC直:錳還原消耗的碳量為:GC錳=1000[Mn]%12/55=1000%12/55=硅還原消耗的碳量為:GC硅=1000[Si]24/28=1000%24/28=磷還原消耗的碳量為:GC磷=1000[P]60/62=1000%60/62=鐵直接還原消耗的碳量為:GC鐵直=1000[Fe]%12/56rd162。=rd-rH2~rH2={56/2[G焦(H2%焦揮發(fā)+H2%焦有機(jī))+G煤H%煤+2/18(V風(fēng)162。=-=式中 ηH2——?dú)湓诟郀t內(nèi)的利用率,~,; α——被利用氫量中,參加還原FeO的半粉量,~, V`風(fēng)——設(shè)定的每噸生鐵耗風(fēng)量,本計(jì)算取1200m3GC鐵=1000%12/56=故 GC直=GC錳+GC硅+GC磷+GC鐵直 =+++ =風(fēng)口前燃燒的碳量為:GC燃=GC總-GC生鐵-GC甲烷-GC直 =--- = kg計(jì)算鼓風(fēng)量V風(fēng)(1)鼓風(fēng)中氧的濃度為: N=21%(1-Φ)+ =21%(1-%)+% =%(2)GC燃燃燒需要氧的體積為:VO2燃=(212)=(212)= m3(3)煤粉帶入氧的體積為:VO2煤=G煤(O%煤+H2O%16/18) =145(%+%16/18) =(4)需鼓風(fēng)共給氧的體積為:VO2風(fēng)=VO2-VO2煤=-=故 V風(fēng)=VO2風(fēng)/N== 爐頂煤氣成分及數(shù)量的計(jì)算甲烷的體積VCH4(1)由燃料碳素生成的甲烷量為:VCH4碳===(2)焦炭揮發(fā)份中的甲烷量為:VCH4焦=G焦CH4% =% =故 VCH4=+=氫的體積VH2(1)由鼓風(fēng)中水分分解產(chǎn)生的氫量為:VH2分=V風(fēng)Φ=%=(2)焦炭揮發(fā)份及有機(jī)物中的氫量為:VH2焦=G焦(H2%焦揮發(fā)+H2%焦有機(jī))=(%+%)=(3)煤粉分解產(chǎn)生的氫量為:VH2煤=G煤(H%煤+H2O%煤2/18) =145(%+%2/18) =(4)爐缸煤氣中氫的總生產(chǎn)量為:VH2總=VH2分+VH2焦+VH2煤=++=(5)生成甲烷消耗的氫量為:VH2烷=2VCH4=2=(6)參加間接還原消耗的氫量為:VH2間=VH2總ηH2==故 VH2=VH2總-VH2熔-VH2間 =-- =二氧化碳的體積VCO2(1)由CO還原Fe2O3為FeO生成的CO2 VCO2還由礦石帶入的Fe2O3的質(zhì)量為:GFe2O3=G礦Fe2O3%礦=%=參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量為:GH2還=VH2總ηH2(1-α)2/ =(1-)2/ =由氫還原Fe2O3的質(zhì)量為:GFe2O3162。=GFe2O3-GFe2O3162。=GFe2O3178。=1000[Fe]%[1-rd162。+VCO2還178。+VCO2還178。 物料平衡表入相kg%出相kg%綜合礦生鐵1000石灰石爐渣焦炭(濕)325煤氣(干)鼓風(fēng)(濕)煤氣中水煤粉爐塵Σ100Σ100相對誤差=(-)/=%<% 熱平衡計(jì)算 熱量收入q收碳素氧化放熱qC(1)碳素氧化為CO2放出的熱量qCO2:他素氧化產(chǎn)生CO2的體積為:VCO2氧化=VCO2煤氣-VCO2揮-VCO2分 =-- =qCO2=VCO2氧化12/ =12/ = 式中 ——C氧化為CO2放熱,kJ/kg(2)碳素氧化為CO放出的熱量qCO:碳素氧化生成CO的體積為:VCO氧化=VCO煤氣-VCO揮 =- =qCO=VCO氧化12/ =12/ =式中 ——C氧化為CO放熱,kJ/kg故 qC=qCO2+qCO =+=鼓風(fēng)帶入的熱量q風(fēng)q風(fēng)=(V風(fēng)-V風(fēng)Φ)q空氣+V風(fēng)Φq水氣 =(-%)+% =式中 q空氣 ——在1150℃下空氣的熱容量, q水氣 ——在1150℃下水氣的熱容量,氫氧化為水放熱qH2O=GH2O還 ==式中 ——H2氧化為水放熱,kJ/kg甲烷生成熱qCH4=VCH4碳16/ =16/ =式中 ——甲烷生成熱,kJ/kg成渣熱q渣。℃。水分分解吸熱q水分=(V風(fēng)Φ18/+G煤H2O%煤)=(%18/+145%)=式中 ——水分解吸熱,kJ/kg爐料游離水蒸發(fā)吸熱q汽=G焦H2O%焦2682=%2682=式中 2682——1 kg水由0℃變?yōu)?00℃水汽吸熱,kJ/kg鐵水帶走的熱q鐵水q鐵水=10001173=1173000kJ式中 1173——鐵水熱容量,kJ/kg爐渣帶走的熱q渣=G渣1760=1760=568216kJ式中 1760——爐渣熱容量,kJ/kg噴吹物分解吸熱q噴=G煤1048=1451048=151960kJ式中 1048——煤粉分解熱,kJ/kg爐頂煤氣帶走的熱量q煤氣從常溫到200℃之間,各種氣體的平均比熱容Cρ[kJ/(kg℃)故 q支=q氧化物分解+q脫硫+q碳酸鹽分解+q水分+q汽+q鐵水+q渣+q噴+q煤氣+q塵 =+++++1173000+ 568216+151960++ =1冷卻水帶走及爐殼散發(fā)熱損失q損失 =q收-q支 =- = 熱平衡表。 2 高爐本體設(shè)計(jì)高爐本體包括高爐基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻裝置,以及高爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算等。近代高爐有效容積向大型化發(fā)展。高爐本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及是否合理是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽的先決條件,也是高爐輔助系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)和選型的依據(jù)。由于高爐綜合設(shè)計(jì)水平的提高,強(qiáng)化高爐爐齡已經(jīng)可望達(dá)到十年或更長。 高爐爐型高爐是豎爐。高爐問世二百多年來,隨著人們對產(chǎn)量的要求和原料燃料條件的改善,以及鼓風(fēng)能力的提高,高爐爐型也在不斷地演變和發(fā)展。爐型要適應(yīng)爐料燃燒條件,保證冶煉過程的順行。歷史上曾有過將產(chǎn)量與有效高度直接聯(lián)系起來,結(jié)果設(shè)計(jì)爐型都是依產(chǎn)量大小的相似形,這顯然是不合理的;也曾有過以產(chǎn)量定爐缸截面積,在焦比一定的條件下,爐缸單位面積的燃燒強(qiáng)度,便可以確定某一合適的數(shù)值,這樣做雖然有一定的道理,但并不全面。有關(guān)爐型的名詞概念:設(shè)計(jì)爐型——按照設(shè)計(jì)尺寸砌筑的爐型;操作爐型——高爐投產(chǎn)后,工作一段時(shí)間,爐襯侵蝕,形狀發(fā)生變化后的爐型;合理爐型——冶煉效果較好,獲得優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和長壽的爐型,它具有時(shí)間性、相對性。高爐在一代冶煉過程中,其爐襯不斷侵蝕,爐型不斷發(fā)生變化,爐型變化的程度和趨勢與冶煉原料條件、操作制度有關(guān),與爐襯結(jié)構(gòu)和耐火材料的性能有關(guān),還與冷卻裝置及冷卻制度有關(guān)。因此掌握冶煉過程中爐型的變化及其趨勢,對設(shè)計(jì)合理爐型非常重要。新建廠礦高爐設(shè)計(jì),必須分析原料燃料條件、設(shè)備條件和操作條件。計(jì)算時(shí)鑄造生鐵按照煉鋼生鐵計(jì)算。m3)每座高爐日產(chǎn)量 P=/2=16152/2=8076t每座高爐容積為 Vuˊ=P/ηv=8076/2=4038 爐缸尺寸(1)爐缸直徑選定燃燒強(qiáng)度:i燃=(m2h) 冶煉強(qiáng)度:I=(d m3)則 d=162。A=4038p4= 合理 (2)爐缸高度由于不設(shè)渣口,數(shù)據(jù)參照寶鋼1號高爐,風(fēng)口高度hf=,風(fēng)口數(shù)取36。爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度選取 D/d=則 D== 取D=選取 α=81176。30162。28162。爐喉直徑、爐喉高度選取d1/D=則 d1== 取 =選取 = 爐身角、爐身高度選取 β=82176。= 取h4=18校核β tan82176。5162。爐腰高度選取 /D=則 == 取=求 =--4-18-2=校核爐容:(1)爐缸體積: V1=π4d2h1==(2)爐腰體積: V2=π12h2D2+Dd+d2 =π124++ =(3)爐腰體積: V3=π4D2h3=π4=(4)爐身體積: V4=π12h4D2+Dd1+d12 =π1218(++) =(5)爐喉體積:V5=π4d12h5=π4180。Vu162。1繪制高爐爐型圖。高爐爐襯的作用在于構(gòu)成高爐的工作空間,減少熱損失,并保護(hù)爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。耐火度是指耐火材料開始軟化的溫度。因?yàn)楦郀t長期在高溫條件下工作,要求耐火材料具有較高的耐火度,并且高溫機(jī)械強(qiáng)度要大,具有良好的耐磨性、抗撞擊能力。荷重軟化點(diǎn)能夠更確切地評價(jià)耐火材料的性能。耐火材料中的Fe2 O3 和SiO2 在高溫下相互作用生成低熔點(diǎn)化合物,降低耐火材料的耐火度;在高爐內(nèi),耐火材料中的Fe2 O3 有可能被滲入磚襯中的CO還原生成海綿鐵,而海綿鐵又促進(jìn)CO分解產(chǎn)生石墨碳沉積,構(gòu)成對磚襯的破壞作用。重?zé)湛s是表示耐火材料升至高溫后產(chǎn)生裂紋可能性大小的一種尺度。在高溫
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