【正文】 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 3 高爐有效容積 V 有 (m3)之比。本設(shè)計 η 取 。 3） 煤比 (Y)，油比 (M)，燃氣比 (G)：指每噸生鐵消耗的煤粉或油量或燃氣量。 4） 冶煉強度 (I)：高爐冶煉強度是每晝夜 1m3有效容積燃燒的焦炭量。本設(shè)計取 。 6） 生鐵合格率：高爐生產(chǎn)的化學成分符合國家的規(guī)定的合格生鐵占生鐵量的百分數(shù)為生鐵合格率。 高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展 1） 爐容大型化及其空間尺寸的橫向發(fā)展。 2） 精料：精料包括提高入爐礦石品位，改善入爐原料的還原性能，提高熟料率，穩(wěn)定入爐原料成分和整粒，精料是改善高爐冶煉的基礎(chǔ)。 4） 高壓操作：高壓操作可以延長煤氣在爐內(nèi)的停留時間，改善煤氣性能及化學能利用，有利于穩(wěn)定操作，為強化冶煉創(chuàng)造條件。 6） 電子計算機的采用：計算機目前已可以控制配料，裝料和熱風爐操作。 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 4 2） 熱風爐采用錐球形爐頂，有利用拱頂氣流分布和熱風溫度的提高，隔墻間加耐熱鋼板防止蓄熱室氣流短路。 4） 高爐噴煤設(shè)備。 6） 水渣系統(tǒng)采用過濾式。河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 5 2 工藝計算 原燃料條件 原燃料是高爐冶煉的基礎(chǔ)。精料的主要措施有：提高鐵礦石含鐵量，增加自熔性燒結(jié) 礦和球團礦使用率，縮小粒度，篩除粉礦，減小成分波動，以及提高原 燃料強度等。為了保證燒結(jié)礦的物理性能和化學成分穩(wěn)定 ， 符合冶煉要求 ， 同時使燒結(jié)料具有良好透氣性以獲得較高的生產(chǎn)率 ， 必須把不同成分的含鐵原料、熔劑和燃料等 ， 按燒結(jié)過程及燒結(jié)礦質(zhì)量的要求進行精確配料 [3]。計算方法的選擇及配料結(jié)果恰當與否對燒結(jié)生產(chǎn)的成本、產(chǎn)量、質(zhì)量均有很大影響。據(jù)此 ， 我們借助先進的微機技術(shù)和軟件設(shè)計技術(shù) ，開發(fā)了燒結(jié)通用配料計算軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)的開發(fā)對燒結(jié)生產(chǎn)具有重要意義。 主要技術(shù)經(jīng)濟指標 焦比 ： tkg360 煤比 ： tkg150 爐渣堿度 ： 爐塵 ： tkg20 直接還原度 ： 鼓風濕度 ： % 設(shè)計風溫： 1250℃ 預(yù)定鐵水成分 表 4 預(yù)定鐵水成分 Fe Si Mn S P C 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 7 礦石配比的確定 燒結(jié)礦：球團礦：巴西礦 =70:10:20 元素分配 表 5 元素分配 Fe Mn P S 生鐵 爐渣 煤氣 鐵礦石的用量 設(shè)生產(chǎn)每噸生鐵所用的復合礦和石灰石分別為 x ， y ，單位 ： kg 鐵平衡： ???????????? yx 堿度平衡： 28604 . 80 . 0 6 2 . 1 0 9 . 0 1 2 6 y0 . 0 4 6 1 x . 5 2 9 5 y0 . 0 6 0 4 x ????????????????????? 解得： tkgx ? ， tkgy ? 燒結(jié)礦： ，球團礦： ，澳礦： 渣量和爐渣成分的計算 1） CaO 堿度平衡中的分子 2） SiO2 堿度平衡中的分母 3） FeO ??? 4） MnO M g )( ?????? 5） MgO 爐渣中的 MgO 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 8 ??? ????????? 6） Al2O3 爐渣中的 Al2O3 ??? ????????? 7） S 原燃料帶入的 kgS 0 4 5 00 0 6 6 00 0 0 1 5 9 2 ??????? 進入生鐵的 kgS ? 進入煤氣的 kgS ??? 進入爐塵的 kgS ??? 爐渣中的 kgS ?????河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 9 表 6 爐渣成分表 生鐵成分的校對 [S]： % [Si]： % [Fe]： % [Mn]： % ??? [P]： % ???????? ?? [C] ： 100－ － － － =（ %） 物料平衡 計算分析的可靠性在于計算方法是否科學和準確，原始資料是否準確，實測或根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗選定的數(shù)據(jù)是否符合實際等。所以在進行物料平衡計算前要注意原燃料成分的調(diào)整和生鐵損耗的確定，有些需要進行多次實測，例如各種磅秤的誤差 [6]。 風量的計算 1. kgC ????：總 2. C 的消耗 4CH ： % ?? 生鐵 ： 4 8 7 0 0 0 ?? SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO MnO S/2 ∑ kg % 100 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 10 直接還原消耗的 C： (Fe、 Si、 Mn、 P ) ????????? 爐塵： 53 ?? 燃燒消耗的 C ： 6 1 8 ????? 3. 空氣中氧氣的含量： 2 1 4 )( ????? 由 COOC 22 2 ?? 得 mV O ???? 4. 煤粉提供氧氣 mV O ????? 5. 鼓風中氧氣 mV O ??? 6. 鼓風量 mV ??風3/ mkg?????????空氣? kgW 4 6 1 4 4 ???空氣 爐頂煤氣成分的計算 1. CH4 由 C 生成的 4CH ： m?? 焦炭揮發(fā)分中 4CH ： m???? mV CH ??? 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 11 2. 2H 1) 鼓風中水分分解產(chǎn)生的氫量 1 4 4 m?? 2) 煤粉揮發(fā)分 2 m???? 3) 焦炭揮發(fā)分 2 m???? 4) 還原消耗 ? ? m???? 5) 生成 4CH m?? 進入煤氣的氫氣體積： m????? 3. CO2 1) 由 232 2 COFeOCOOFe ??? )(2 mV CO ?????? 2) 由 2COFeCOF e O ??? ) ( mV CO ??? ????? 3) 23 COC a OC a C O ?? mV CO ???? 4) 焦炭揮發(fā)份 mV CO ????? 進入煤氣的 CO2 的體積 4 6 7 72 mV CO ????? 4. CO 1) 燃燒反應(yīng)生成的 ?? 3m 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 12 2) 直接還原生成的 812 ?? 3m 3) 焦炭揮發(fā)份 28 ???? 3m 4) 間接還原消耗 ?? 3m 煤氣的體積 3 3 7 9 52 ?????COV 3m 5. N2 1) 鼓風帶入的 9 )0 1 ( 1 4 4 ???? 3m 2) 焦炭揮發(fā)分 m???? 3) 煤粉揮發(fā)分 ???? 3m 氮氣總體積 9 9 02 ????NV 3m 煤氣總體積 ??????煤氣V 3m 表 7 煤氣成分表 CH4 CO N2 H2 CO2 總體積 m179。 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 14 熱平衡 根據(jù)計算的目的和分析的需要，常把過程的熱平衡分為全爐熱平衡和區(qū)域熱平衡[7]。 60 年代以來，對高爐傳輸過程的研究和高爐解剖研究的結(jié)果或多或少地幫助了這一溫差的選定，而且隨著冶煉技術(shù)的進步，決定高爐冶煉指標的因素又較多地集中在高爐下 部，因此高溫區(qū)域熱平衡受到普遍重視。高爐的大小以高爐有效容積表示，高爐有效容積和高爐座數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐爐型設(shè)計是高爐 本 體 設(shè)計的基礎(chǔ) [9]。高爐本體結(jié)構(gòu)設(shè)計的先進、合理是實現(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)設(shè)計和造型的依據(jù) [10]。高爐一代壽命為 10年，作業(yè)率為 95%。 2) 風口高度：取 ?k ??? khh Zf 取 mhf ? 3) 風口數(shù)目： ? ? ? ? ????? dn 取 12?n 個 4) 風口結(jié)構(gòu)尺寸：選取 ma ? 則爐缸高度： mahh f ????? 3. 死鐵層厚度： 選取 mh ? 4. 爐腰直徑、爐腹角、爐 腹 高度： 選取 ?dD 則 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 21 ???D 取 mD ? 選取 0280 ???? 則 a n2 a n22 ??????? ?dDh 取 mh ? 校核 ? ： a n 2 ?????? dD h? 16180 ?????? 5. 爐喉直徑、爐喉高度的確定： 選取 ?Dd 則 ???d 取 md ? 選取 mh ? 6. 爐身角、爐身高度、爐腰高度： 選取 ??84? 則 14 ?????? ?dDh 取 mh ? 校核 ? ： a n 14 ?????? dD h? 429583 ?????? 選取 ?DHu 則 ???uH 取 mHu ? 求得 ： mhhhhHh u ??????????? 7. 校核爐容 ： 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 22 爐缸體積 ： 32121 mhdV ????? ?? 爐腹體積 ：? ? ? ? 3222222 mdDdDhV ?????????? ?? 爐腰體積 ： 32323 mhDV ????? ?? 爐身體積 ：? ? ? ? 322211244 mdDdDhV ?????????? ?? 爐喉體積： 325215 mhdV ????? ?? 高爐容積：354321 mVVVVVV u ??????????? 誤差： %1% ????? ???? u uu V VVV 在允許范圍內(nèi)，故爐型設(shè)計符合要求。 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 23 圖 1 高爐 爐型 圖河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 24 4 高爐基礎(chǔ)和內(nèi)襯 爐基的形狀及材質(zhì) 高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。 高爐基礎(chǔ)的要求 對高爐基礎(chǔ)的要求是 ： 1. 高爐基礎(chǔ)應(yīng)把高爐的全部載荷均勻的傳遞給地基，不發(fā)生沉陷和不均勻的沉陷。采用水冷爐底及耐熱基礅，以保證高爐 基礎(chǔ)很好工作。本高爐的基礎(chǔ)為八角型，對角線長度為 30mm。過去由于沒有耐熱混凝土基墩和風冷爐底設(shè)施，爐底破損到一定程度后，常引起基礎(chǔ)破壞，甚至爆炸。 高爐基礎(chǔ)的形狀、尺寸、材質(zhì)結(jié)構(gòu) 高爐基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)主要取決于地質(zhì)條件和高爐的容積?；沼媚蜔峄炷磷鞒?。高爐基墩一般都澆注成整體結(jié)構(gòu)，并在周圍設(shè)置環(huán)行鋼筋以保證其強度。鋼環(huán)與爐殼之間留100～ 150mm 空隙，內(nèi)填充碳素材料。 基座的主要作用是將上面?zhèn)鬟f來的載荷傳遞給地層?；闹睆脚c載荷和地基土質(zhì)有關(guān)，基座用普通鋼筋混凝土制成，其形狀一般為正多邊形，本設(shè)計選用正八邊形，其對角線長為 40m 。 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 25 地表面積按下式計算： 允KSPA? 式中： P — 總載荷； K — 安全系數(shù)； 允S — 地基土質(zhì)允許承載能力。 圖 2 高爐基礎(chǔ) 1－冷卻壁； 2－爐底磚； 3－水冷管； 4－ 耐火磚； 5－耐熱混凝土； 6－鋼筋混凝土基座 高爐 爐底和各段爐襯的選擇、設(shè)計和砌筑 爐缸、爐底承受高溫、高壓、渣鐵沖刷侵蝕和滲透作用，工作條件非常惡劣。 爐底是高爐的重要部位，其被侵蝕破壞程度是決定高爐大修的關(guān)鍵。 河北 聯(lián)合 大學成人教育畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 26 2. 受 1400～ 1600℃ (風口前端達 1800℃ )以上的高溫作用，與同時受到的壓力結(jié)合，破壞作用強。 3. 受到爐料，渣鐵的 物