冶金工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)萬噸鐵水高爐煉鐵車間的工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　年產(chǎn)300萬噸鐵水高爐煉鐵車間的工藝設(shè)計(jì) </p><p>　　2013 年 6 月 15 日</p><p>　院 別資源與材料學(xué)院</p><p>　專 業(yè)冶金工程</p><p>　班 級(jí)8090

2、5</p><p>　姓 名馮雪茹</p><p>　指導(dǎo)教師王 彪</p><p>　　年產(chǎn)300萬噸鐵水高爐煉鐵車間的工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　高爐煉鐵是獲得生鐵的主要手段，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

3、輕重的作用。高爐煉鐵作為鋼鐵生產(chǎn)的重要流程，其技術(shù)及設(shè)備的研究和改進(jìn)也顯得尤為重要。為促進(jìn)我國成為鋼鐵強(qiáng)國，研究和改進(jìn)高爐煉鐵是必不可少的一個(gè)部分。</p><p>　　本著優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和低污染的方針，根據(jù)攀枝花地區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)300萬噸鐵水的高爐煉鐵車間。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容分為三大部分：一是高爐車間設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括廠址選擇、平面布置、工藝布置，并設(shè)計(jì)繪有車間平面布置圖、車間縱剖圖、設(shè)備流程圖、高爐斷

4、面圖以及高爐俯視圖；二是煉鐵綜合計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容包括配料計(jì)算、物料計(jì)算、熱平衡計(jì)算；三是進(jìn)行高爐煉鐵車間高爐本體及其附屬系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括高爐本體結(jié)構(gòu)及其冷卻設(shè)備、原料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤粉噴吹系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，采用國內(nèi)外相同高爐的一些先進(jìn)生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的數(shù)據(jù)，一些較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法、技術(shù)和設(shè)備，做到設(shè)計(jì)車間高度機(jī)械化、自動(dòng)化，大型化和橫向化。在節(jié)約投資費(fèi)用、節(jié)能環(huán)保減排等方面都作了綜合考慮

5、，以期達(dá)到最佳的生產(chǎn)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：高爐，高爐煉鐵，煉鐵車間，煉鐵綜合計(jì)算</p><p>　　The Process Design Of The Blast FurnaceIironmaking Workshop With Annual Output Of 3 Million Tons Of Hot Metal</p><p>　　Author

6、：Feng Xueru Tutor：Wang Biao</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Blast furnace ironmaking is regarded as the primary method to produce pig

7、iron, which is the most significant part in the ferrous metallurgy and plays an important role in the national economic construction. As a key procedure, studies and improvement for the technology and equipment of blast

8、furnace ironmaking is equally important. In order to make a strong country of steel and iron industry, it is necessary to carry study on it and try to acquire some improvement.</p><p>　　To keep in line with

9、the principle of high quality, high yield, low cost and low pollution, a workshop for blast furnace ironmaking with the annual output of 3 million tons of molten iron is designed according to the the actual conditions of

10、 Panzhihua area. The design is devided into three parts as follows: the first one is design for blast furnace plant, including site selection, plane layout and processing set-up, And designed workshop floorplan, worksho

11、p longitudinal sectional view，instrumen</p><p>　　Key Words： Blast Furnace, Ironmaking, Ironmaking Workshop, Integrated Computation </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

12、;　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 研究背景和研究意義1</p><p>　　1.2 高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展2</p><p>　　1.3 研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)采用的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)4</p><p>　　2 工藝流程及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)11<

13、;/p><p>　　2.1 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程11</p><p>　　2.2 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的選擇12</p><p>　　3 高爐煉鐵車間設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1 廠址選擇14</p><p>　　3.2 車間平面布置14</p><p>　　3.2.1 車

14、間平面布置原則14</p><p>　　3.2.2 車間平面布置形式14</p><p>　　3.3 高爐座數(shù)及容積的確定15</p><p>　　4 高爐煉鐵綜合計(jì)算16</p><p>　　4.1 已知條件整理16</p><p>　　4.2 配料計(jì)算17</p><p&

15、gt;　　4.3 物料平衡22</p><p>　　4.4 熱平衡計(jì)算28</p><p>　　5 高爐本體設(shè)計(jì)35</p><p>　　5.1 爐型設(shè)計(jì)35</p><p>　　5.1.1 內(nèi)型尺寸確定35</p><p>　　5.1.2 繪制高爐爐型簡(jiǎn)圖39</p><p

16、>　　5.2 爐襯設(shè)計(jì)39</p><p>　　5.2.1 爐底和爐缸設(shè)計(jì)40</p><p>　　5.2.2 爐腹、爐腰和爐身設(shè)計(jì)40</p><p>　　5.2.3 爐喉設(shè)計(jì)41</p><p>　　5.3 高爐冷卻設(shè)備42</p><p>　　5.3.1 冷卻設(shè)備的作用42</

17、p><p>　　5.3.2 冷卻介質(zhì)42</p><p>　　5.3.3 冷卻方式42</p><p>　　5.3.4 冷卻設(shè)備選擇42</p><p>　　5.4 高爐冷卻水系統(tǒng)43</p><p>　　5.5 高爐鋼結(jié)構(gòu)43</p><p>　　5.5.1 高爐本體鋼結(jié)構(gòu)

18、43</p><p>　　5.5.2 爐殼44</p><p>　　5.6 高爐基礎(chǔ)45</p><p>　　6 原料系統(tǒng)46</p><p>　　6.1 原料供應(yīng)設(shè)備46</p><p>　　6.1.1 貯礦槽和貯焦槽的設(shè)計(jì)46</p><p>　　6.1.2 槽下設(shè)備

19、47</p><p>　　6.2 爐頂上料設(shè)備48</p><p>　　6.3 爐頂裝料設(shè)備48</p><p>　　7 送風(fēng)系統(tǒng)49</p><p>　　7.1 高爐鼓風(fēng)機(jī)49</p><p>　　7.1.1 鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量的計(jì)算49</p><p>　　7.1.2 高

20、爐鼓風(fēng)壓力的計(jì)算50</p><p>　　7.1.3 高爐鼓風(fēng)機(jī)的選型50</p><p>　　7.2 熱風(fēng)爐51</p><p>　　7.2.1 熱風(fēng)爐的選擇51</p><p>　　7.2.2 熱風(fēng)爐主要尺寸的計(jì)算52</p><p>　　7.2.3 熱風(fēng)爐附屬設(shè)備和設(shè)施54</p>

21、;<p>　　8 噴吹系統(tǒng)55</p><p>　　8.1 煤粉制備系統(tǒng)55</p><p>　　8.1.1 原煤貯運(yùn)55</p><p>　　8.1.2 煤的干燥55</p><p>　　8.1.3 磨煤機(jī)55</p><p>　　8.1.4 給煤機(jī)56</p>&

22、lt;p>　　8.1.5 煤粉收集設(shè)備56</p><p>　　8.2 煤粉噴吹系統(tǒng)56</p><p>　　8.2.1 工藝選擇56</p><p>　　8.2.2 噴吹系統(tǒng)附屬設(shè)備57</p><p>　　8.3 熱煙氣系統(tǒng)57</p><p>　　8.4 噴吹煙煤的安全措施57&l

23、t;/p><p>　　9 煤氣處理系統(tǒng)59</p><p>　　9.1 煤氣除塵設(shè)備59</p><p>　　9.1.1 粗除塵設(shè)備59</p><p>　　9.1.2 半精細(xì)除塵設(shè)備60</p><p>　　9.1.3 精細(xì)除塵設(shè)備60</p><p>　　9.1.4 脫水器

24、61</p><p>　　9.2 煤氣除塵系統(tǒng)附屬設(shè)備61</p><p>　　9.2.1 煤氣管道61</p><p>　　9.2.2 煤氣閥門62</p><p>　　9.3 余壓發(fā)電62</p><p>　　10 渣鐵處理系統(tǒng)63</p><p>　　10.1 風(fēng)口

25、平臺(tái)及出鐵廠設(shè)計(jì)63</p><p>　　10.2 鐵溝和渣鐵分離器64</p><p>　　10.3 擺動(dòng)溜嘴65</p><p>　　10.4 爐前設(shè)備65</p><p>　　10.5 鐵水處理設(shè)備66</p><p>　　10.5.1 鐵水罐車66</p><p>

26、　　10.5.2 鑄鐵機(jī)66</p><p>　　10.6 爐渣處理設(shè)備66</p><p><b>　　結(jié) 論67</b></p><p><b>　　致 謝68</b></p><p><b>　　參考資料69</b></p><

27、;p><b>　　附 錄70</b></p><p><b>　　附錄A70</b></p><p><b>　　附錄B75</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 研究背景和研究意義<

28、/p><p>　　鋼鐵材料是人類經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中所使用的最重要的結(jié)構(gòu)材料和用量最大的功能材料，是人類社會(huì)進(jìn)步所依賴的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。在現(xiàn)代化建設(shè)中，鋼的需求涉及所有部門，而且需用的品種和數(shù)量都很大。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、機(jī)械工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、建筑業(yè)、電子工業(yè)、兵器工業(yè)、航空航天工業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ疃茧x不開鋼。鋼鐵業(yè)是工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人民生活改善的支柱產(chǎn)業(yè)。展望21世紀(jì)，鋼鐵仍將是最主要的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量

29、最大的功能材料。到目前為止還看不出，有任何其他材料在可預(yù)見的將來能代替鋼鐵現(xiàn)有的地位。</p><p>　　20世紀(jì)90年代以來，世界鋼鐵工業(yè)格局發(fā)生了重大變化，其中最令人矚目的是中國鋼鐵工業(yè)的崛起。1990年中國鋼產(chǎn)量為6535萬噸，1996年超過1億噸成為世界第一產(chǎn)鋼大國。近幾年來，我國鋼鐵工業(yè)更是連續(xù)高速發(fā)展。據(jù)資料表明[1]，從2002年開始，鋼產(chǎn)量年增長(zhǎng)速度均在20%以上，2003年突破2億噸，2005

30、年突破3億噸，2006年和2007年鋼產(chǎn)量連續(xù)兩年都超過4億噸，2008年突破5億噸，遙遙領(lǐng)先與世界其他國家，創(chuàng)世界鋼鐵發(fā)展史上的新紀(jì)錄，標(biāo)志著中國成為世界煉鐵強(qiáng)國。這對(duì)我國鋼鐵工業(yè)來說，是個(gè)新的歷史大跨越。同時(shí)高爐煉鐵技術(shù)也取得了較大進(jìn)步，全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐煉鐵焦比達(dá)到392kg/t，熱風(fēng)溫度達(dá)到1125℃，噴煤比達(dá)到137kg/t，利用系數(shù)達(dá)到2.667t/（ m³﹒d）。但在資源和能源利用率、高爐大型化、提高產(chǎn)業(yè)集中度

31、以及環(huán)保等方面還有很大差距，造成中國煉鐵技術(shù)發(fā)展不平衡。所以，在21世紀(jì)，我國高爐煉鐵將繼續(xù)在結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)展，加快淘汰落后技術(shù)裝備的進(jìn)程，大力推動(dòng)各項(xiàng)煉鐵先進(jìn)技術(shù)裝備的發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)煉鐵企業(yè)的清潔生產(chǎn)，使我國鋼鐵工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的道路。</p><p>　　高爐煉鐵作為鋼鐵冶煉的的重要環(huán)節(jié)，其高新技術(shù)的投入，現(xiàn)有技術(shù)和設(shè)備的改進(jìn)對(duì)于鋼鐵工業(yè)的發(fā)展起著不可忽視的作用。根據(jù)攀枝花地區(qū)目前鋼鐵生產(chǎn)的工藝以及環(huán)境條件，設(shè)

32、計(jì)年產(chǎn)300萬噸鐵水高爐煉鐵車間對(duì)于本地區(qū)的許多鋼鐵廠都具有比較好的借鑒作用，在節(jié)能環(huán)保方面較小高爐有很大優(yōu)勢(shì)，同時(shí)初期投資相對(duì)較小。因此，本設(shè)計(jì)的深度和廣度都是比較適宜的。</p><p>　　1.2 高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展</p><p>　　自19世紀(jì)中葉以后，高爐冶煉技術(shù)發(fā)展迅速，生產(chǎn)日益強(qiáng)化，指標(biāo)不斷更新，自動(dòng)化程度越來越高。主要表現(xiàn)有以下幾方面[2]：</p>&

33、lt;p>　?。?）爐容大型化及其空間尺寸的橫向發(fā)展</p><p>　　1860年以前高爐最大容積為100～300m³，產(chǎn)量30～50t/d；到19世紀(jì)末容積增大到500～700 m³，產(chǎn)量400～500t/d；進(jìn)入20世紀(jì)爐容不斷擴(kuò)大到1000～3000 m³，到20世紀(jì)后期容積增大到4000～5000 m³，最大的達(dá)5500 m³，日產(chǎn)鐵萬噸以上。&l

34、t;/p><p><b>　?。?）精料</b></p><p>　　19世紀(jì)40年代開始生產(chǎn)人造富礦（燒結(jié)礦、方團(tuán)礦和球團(tuán)礦等）。起初燒結(jié)配料中不加熔劑，燒結(jié)礦是自然堿度的，到20世紀(jì)中葉發(fā)展為自熔性燒結(jié)礦，進(jìn)而發(fā)展成熔劑性燒結(jié)礦，其冶金性能大為改善，高堿度燒結(jié)礦和球團(tuán)礦成為高爐的主要原料，高爐基本上不再加石灰石。此外，礦石混勻、整粒、篩分等技術(shù)也有很大發(fā)展。與此同時(shí)焦

35、炭質(zhì)量也不斷提高。這些，使高爐冶煉指標(biāo)明顯改善。</p><p><b>　?。?）富氧鼓風(fēng)</b></p><p>　　為減少煤氣體積，利于爐況順行，提高冶煉強(qiáng)度和產(chǎn)量，20世紀(jì)中葉出現(xiàn)了富氧鼓風(fēng)技術(shù)，即在高爐鼓風(fēng)中兌入一部分工業(yè)氧氣。但由于風(fēng)口前火焰溫度的限制，這項(xiàng)技術(shù)在20世紀(jì)60年代高爐噴吹燃料技術(shù)發(fā)展起來以后，才得到廣泛應(yīng)用。</p><

36、p><b>　?。?）高壓操作</b></p><p>　　以前高爐爐頂壓力為0.01～0.02MPa，20世紀(jì)中期出現(xiàn)了高壓（爐頂）操作，初期爐頂壓力提高到0.07MPa左右，隨著鼓風(fēng)機(jī)能力加大，和設(shè)備制造水平提高，到20世紀(jì)后期爐頂壓力已達(dá)到0.15～0.25MPa。由于爐內(nèi)壓力提高，煤氣速度減慢，使高爐的冶煉強(qiáng)度和利用系數(shù)提高了一大步。</p><p>&

37、lt;b>　?。?）高風(fēng)溫技術(shù)</b></p><p>　　隨著原料的改善，噴吹燃料技術(shù)的發(fā)展，操作水平的提高，以及熱風(fēng)爐構(gòu)造和耐火材料的改進(jìn)，高爐風(fēng)溫水平從20世紀(jì)中期的500～600℃提高到20世紀(jì)后期的1100～1350℃。由于風(fēng)溫水平大幅度提高，焦比顯著降低了。</p><p><b>　　（6）噴吹燃料技術(shù)</b></p>&

38、lt;p>　　為大量降低高爐焦比，60年代起普遍采用了從高爐風(fēng)口噴吹燃料的技術(shù)。噴吹燃料的種類主要有重油、天然氣和煤粉。由于噴重油和天然氣比噴煤粉設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，60～70年代多數(shù)高爐都噴重油和天然氣，只有美國和蘇聯(lián)的少數(shù)幾座高爐噴煤粉。中國根據(jù)自己的資源特點(diǎn)重點(diǎn)發(fā)展了噴煤粉，到70年代末全國重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)已有40座高爐噴煤粉，占當(dāng)時(shí)重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)高爐總數(shù)的54.8％。1966年首都鋼鐵公司的高爐平均噴煤量達(dá)到159kg/t，焦比降到4

39、76kg/t，其中1號(hào)高爐年平均噴煤225kg/t，最好的月份噴煤量達(dá)279kg/t，焦比為336kg/t，創(chuàng)世界噴煤最高紀(jì)錄。當(dāng)時(shí)中國噴煤高爐之廣，噴煤量之多，引起世界矚目。80年代起，由于油價(jià)高漲，焦?fàn)t老化，煉焦煤和焦炭短缺，以及環(huán)保對(duì)焦?fàn)t的限制等因素，世界高爐迅速轉(zhuǎn)向噴煤，到90年代噴煤量多的已達(dá)到200kg/t以上，焦比降到300kg/t以下。</p><p><b>　?。?）自動(dòng)控制技術(shù)&l

40、t;/b></p><p>　　隨著機(jī)械化、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，高爐的自動(dòng)控制水平在20世紀(jì)后30年間有很大發(fā)展。不僅上料系統(tǒng)、熱風(fēng)爐燃燒和換爐、爐前操作等各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，爐內(nèi)冶煉過程控制也由于人工智能、專門系統(tǒng)的應(yīng)用有很大提高。</p><p><b>　?。?）高爐長(zhǎng)壽技術(shù)</b></p><p>　　隨著原料

41、質(zhì)量和操作水平的提高，以及高爐耐火材料質(zhì)量的改進(jìn)（包括碳磚和碳化硅磚等優(yōu)質(zhì)耐火材料的應(yīng)用）和冷卻方法的進(jìn)步，70年代以后，高爐壽命顯著延長(zhǎng)，到90年代已達(dá)到10～15年，最高達(dá)到20年。一代高爐單位爐容產(chǎn)鐵量達(dá)到7000～9000t/m³，高的達(dá)到12000t/m³。</p><p><b>　　1.3 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　本設(shè)

42、計(jì)說明書著重以工藝角度論述生鐵冶煉工藝所涉及的基本流程，主要設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，工作原理及設(shè)計(jì)方法。本設(shè)計(jì)說明書的設(shè)計(jì)原則是，擬建兩座高爐，每座高爐有效容積為2000 m³，關(guān)鍵工藝裝備水平到達(dá)國家同類型高爐水平。</p><p>　　本設(shè)計(jì)說明書主要內(nèi)容為：</p><p>　?。?）高爐車間的設(shè)計(jì)。包括廠址選擇，車間平面布置。</p><p>　　（2）煉

43、鐵綜合計(jì)算。包括配料計(jì)算，物料計(jì)算，熱平衡計(jì)算。先從原料入手，對(duì)各種原料的化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行成分處理，再計(jì)算風(fēng)量，煤氣量，熱收入和熱支出等。</p><p>　　（3）高爐本體設(shè)計(jì)。包括高爐的選型及高爐內(nèi)型的計(jì)算，冷卻設(shè)備及本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。</p><p>　?。?）高爐車間附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)。包括原料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、煤粉噴吹系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)五大系統(tǒng)的設(shè)備選擇及工藝設(shè)計(jì)。</

44、p><p>　?。?）CAD制圖（見附錄A）。包括高爐斷面圖，高爐俯視圖，高爐煉鐵設(shè)備流程圖，高爐車間平面布置圖，高爐車間縱剖圖。</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)采用的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)</p><p>　　（1）精料，原料采用燒結(jié)礦。</p><p>　?。?）高爐本體冷卻壁采用銅冷卻壁。</p><p>　　（3）無鐘

45、爐頂和皮帶上料，旋轉(zhuǎn)溜槽布料。</p><p><b>　?。?）富氧噴吹。</b></p><p>　　（5）冷卻采用軟水密封循環(huán)系統(tǒng) 。</p><p>　?。?）采用余壓發(fā)電裝置。</p><p>　　2 工藝流程及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　2.1 高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程<

46、;/p><p>　　高爐煉鐵是用還原劑（焦炭、煤等）在高溫下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態(tài)生鐵的過程。其生產(chǎn)工藝流程如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 高爐生產(chǎn)工藝流程圖[3]</p><p>　　高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備，是由耐火材料砌筑的豎立式圓簡(jiǎn)形爐體，最外層是由鋼板制成的爐殼，在爐殼和耐火材料之間有冷卻設(shè)備。</p><p>

47、;　　要完成髙爐生產(chǎn)，除高爐本體外，還必須有其他附屬系統(tǒng)的配合，分別是[4]：</p><p>　　（1）原料系統(tǒng)：原料料系統(tǒng)的主要任務(wù)是及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地將合格原料送入高爐。包括貯礦槽、貯焦槽、稱量與篩分等一系列設(shè)備。</p><p>　?。?）送風(fēng)系統(tǒng)：送風(fēng)系統(tǒng)主要任務(wù)是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需熱風(fēng)。包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐及一系列管道和閥門等。</p><p>　

48、　（3）煤氣除塵系統(tǒng)：煤氣除塵系統(tǒng)的主要任務(wù)是回收髙爐煤氣，使其含塵量降至 10mg/m3以下，以滿足用戶對(duì)煤氣質(zhì)量的要求。包括煤氣管道、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器等。</p><p>　?。?）渣鐵處理系統(tǒng)：渣鐵處理系統(tǒng)的主要任務(wù)是及時(shí)處理高爐排放出的渣、鐵，保證高爐生產(chǎn)正常進(jìn)行。包括出鐵場(chǎng)、開鐵口機(jī)、堵鐵口泥炮、爐前吊車、鐵水罐車及爐渣處理設(shè)備等。</p><p>　　（5）噴

49、吹燃料系統(tǒng)：噴吹燃料系統(tǒng)主要任務(wù)是均勻穩(wěn)定地向高爐噴吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。包括原煤的儲(chǔ)存、運(yùn)輸，煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等設(shè)備。</p><p>　　2.2 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的選擇</p><p>　　高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是反映煉鐵廠綜合水平的標(biāo)志。主要有[5]： </p><p>　?。?）高爐有效容積利用系數(shù)（）。高爐有效容積系數(shù)是指每晝夜、每

50、1m3高爐有效容積的生鐵產(chǎn)量，即高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量與高爐有效容積之比。是高爐煉鐵的重要指標(biāo)，愈大，高爐生產(chǎn)率愈高。目前，一般大型高爐超過2.0t/（m³·d）。</p><p><b>　　（2.1）</b></p><p>　?。?）焦比（）。焦比是指冶煉每噸生鐵所消耗的焦炭量，即每晝夜焦炭消耗量 與每晝夜的生鐵產(chǎn)量之比。焦炭的消耗量約占生產(chǎn)成

51、本的30％～40％，焦炭?jī)r(jià)格昂貴，降低焦比可降低生鐵成本。</p><p><b>　　（2.2）</b></p><p>　?。?）煤比（）。冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量稱為煤比，單位為kg/d。當(dāng)每晝夜煤粉的消耗量為 時(shí)，則：</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　?。?

52、）冶煉強(qiáng)度（）。冶煉強(qiáng)度是指高爐每晝夜高爐燃燒的焦炭量與高爐容積 的比值，是表示高爐強(qiáng)化程度的指標(biāo)，單位為t/(m·d)。</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　?。?）休風(fēng)率（）。休風(fēng)率是指休風(fēng)時(shí)間占全年日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。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％。</p><p>　　（6）

53、生鐵合格率。生鐵合格率是指化學(xué)成分符合規(guī)定要求的生鐵量占全部生鐵產(chǎn)量的百分?jǐn)?shù)，是評(píng)價(jià)高爐優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要指標(biāo)。</p><p>　?。?）高爐一代壽命。高爐一代壽命是指從點(diǎn)火開爐到停爐大修之間的冶煉時(shí)間，或是指高爐相鄰兩次大修之間的冶煉時(shí)間。大型高爐一代壽命為10～15年。</p><p>　　3 高爐煉鐵車間設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 廠

54、址選擇</b></p><p><b>　　考慮因素[6]：</b></p><p>　?。?）工業(yè)布局要合理，以利于經(jīng)濟(jì)協(xié)作。</p><p>　?。?）合理利用地形設(shè)計(jì)工藝流程，簡(jiǎn)化工藝，減少運(yùn)輸量，節(jié)省投資。</p><p>　?。?）盡可能接近原料產(chǎn)地及消費(fèi)地點(diǎn)，以減少原料及產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用。</

55、p><p>　?。?）地質(zhì)條件要好，地層下不能有有開采價(jià)值的礦物，也不能是已開采區(qū)。</p><p>　?。?）水電資源豐富，供水供電不能間斷，供電雙電源。</p><p>　?。?）盡量少占良田。</p><p>　?。?）廠址位于城市居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向或側(cè)風(fēng)向。</p><p>　?。?）不受洪水及大雨的淹沒。&l

56、t;/p><p>　　攀西地區(qū)是中國乃至世界礦產(chǎn)資源最富集的地區(qū)之一，蘊(yùn)藏著釩鈦磁鐵礦資源近 96億噸，其中釩資源儲(chǔ)量（以V2O5計(jì)）1862萬噸，鈦資源儲(chǔ)量（以 TiO2 計(jì)）6.18億噸，分別占世界儲(chǔ)量的11.6% 和35%，占中國儲(chǔ)量的52% 和 95%。其次，攀西地區(qū)水能、煤炭及冶金輔料資源豐富，具有建設(shè)大型鋼鐵釩鈦企業(yè)的優(yōu)越條件。</p><p>　　綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇四川省攀枝花

57、市作為設(shè)計(jì)建廠地址。</p><p>　　3.2 車間平面布置</p><p>　　3.2.1 車間平面布置原則</p><p>　?。?）布置緊湊：在工藝合理，操作安全，滿足生產(chǎn)的條件下，應(yīng)盡量緊湊并合理地公用一些設(shè)備與建筑物，以求少占土地和縮短運(yùn)輸線、網(wǎng)管線的距離。</p><p>　?。?）有足夠的運(yùn)輸能力：保證原料及時(shí)入廠和產(chǎn)品及

58、時(shí)運(yùn)處。</p><p>　?。?）位置適當(dāng)：高爐車間主要設(shè)備布置位置要適當(dāng)。</p><p>　?。?）要考慮高爐大修、擴(kuò)建時(shí)，施工作業(yè)及其運(yùn)輸不應(yīng)該妨礙其他高爐的生產(chǎn)和運(yùn)輸。</p><p>　　3.2.2 車間平面布置形式</p><p>　　高爐平面布置最常見的形式有四種：一列式布置、并列式布置、島式布置、半島式布置。</p&

59、gt;<p>　　本設(shè)計(jì)采用半島式車間布置。其特點(diǎn)是：</p><p>　?。?）高爐和熱風(fēng)爐列線與車間調(diào)度線交角可以大到45°，因此高爐距離近。</p><p>　　（2）在高爐兩側(cè)各有三條獨(dú)立的有盡頭的鐵水罐車停放線和一條輔助材料運(yùn)輸線。</p><p>　?。?）出鐵場(chǎng)和鐵水罐車停放線垂直，縮短了出鐵場(chǎng)長(zhǎng)度。</p>&l

60、t;p>　?。?）設(shè)有擺動(dòng)流嘴，出一次鐵可以放置幾個(gè)鐵水罐車。</p><p>　　3.3 高爐座數(shù)及容積的確定</p><p>　　1、確定高爐全年的生鐵任務(wù)。已知本設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2、計(jì)算高爐日產(chǎn)量</b></p><p>　　[7] （3.1）&l

61、t;/p><p>　　式中 —高爐座數(shù)，座，本設(shè)計(jì)為2;</p><p>　　—高爐休風(fēng)率，%，本設(shè)計(jì)取4%。</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　3、計(jì)算高爐有效容積</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p&

62、gt;　　式中 —有效容積利用系數(shù)，t/（m³·d），本設(shè)計(jì)取2.2。</p><p><b>　　則： </b></p><p>　　按實(shí)際情況取2000 m³。</p><p>　　4 高爐煉鐵綜合計(jì)算</p><p>　　在設(shè)計(jì)高爐車間及高爐時(shí)，必須根據(jù)建廠地區(qū)的原燃料條件、自然

63、環(huán)境條件及可能達(dá)到的冶煉條件和工藝參數(shù)進(jìn)行高爐煉鐵綜合計(jì)算，以計(jì)算獲得的原燃料消耗量、鼓風(fēng)消耗量、單位生鐵的煤氣產(chǎn)量、渣量和爐塵量等作為高爐設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)。高爐煉鐵綜合計(jì)算主要包括配料計(jì)算、物料平衡及熱平衡計(jì)算[8]。</p><p>　　4.1 已知條件整理</p><p><b>　　1、原料</b></p><p>　　高爐采用燒結(jié)礦、

64、生礦兩種礦石冶煉，礦石、石灰石成分已經(jīng)過整理計(jì)算，如表4.1，其混合礦是按兩種礦石9:1配成。</p><p>　　表4.1 原料成分表 單位：%</p><p>　　2、煉鋼用生鐵，規(guī)定生鐵成分</p><p>　　3、設(shè)計(jì)焦比：K=340kg，煤比M=170kg</p><p>&

65、lt;b>　　4、爐渣堿度：</b></p><p>　　5、選取鐵的直接還原度rd=45%，氫的利用率：ηH2=35%。</p><p><b>　　6、鼓風(fēng)濕度：。</b></p><p>　　7、熱風(fēng)溫度：1100℃。</p><p>　　8、高爐使用冷燒結(jié)礦，爐頂煤氣溫度為200℃。</p

66、><p>　　9、鼓風(fēng)密度：1.28。</p><p><b>　　10、燃料成分</b></p><p>　　高爐使用的焦炭及噴吹的無煙煤粉，其成分如表4.2~表4.5所列。</p><p>　　表4.2 焦炭成分 單位：%</p><p>　　表4

67、.3 焦炭揮發(fā)分和有機(jī)物含量 單位：%</p><p>　　表4.4 煤粉成分 單位：%</p><p>　　表4.5 焦炭、煤粉灰分成分 單位：%</p><p>　　11、元素在生鐵、爐渣與煤氣中的分配率，如表4.6。</p>

68、<p>　　表4.6 元素分配率</p><p><b>　　4.2 配料計(jì)算</b></p><p>　　1、噸鐵礦石用量計(jì)算[9]</p><p>　?。?）燃料帶入鐵量Fe.f</p><p>　　式中 —焦炭中帶入的鐵量，kg/t；</p><p>　　—煤粉中帶入的鐵量，k

69、g/t；</p><p>　　—焦碳量，kg/t；</p><p>　　—焦炭中FeO的含量，%；</p><p>　　—焦炭中FeS的含量，%；</p><p>　　—煤粉中FeO的含量，%；</p><p>　　—煤粉量，kg/t。</p><p>　　（2）根據(jù)公式計(jì)算礦石用量A</

70、p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　式中 [Si],[S]—生鐵中相應(yīng)元素的含量，%；</p><p>　　，—鐵，錳在生鐵中的分配率；</p><p>　　—礦石中全鐵含量，%；</p><p>　　，—礦石中磷，錳元素含量，%。</p><p>

71、<b>　　則：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　2、生鐵成分計(jì)算</b></p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中 ，—分別為礦石和燃料中帶入的鐵量，kg/t。</p&g

72、t;<p>　　式中 ，—分別為礦石，焦炭帶入的磷量，kg/t。 </p><p>　　式中 —礦石帶入的錳量，kg/t。</p><p>　　則生鐵成分如表4.7所示。</p><p>　　表4.7 生鐵成分 單位：%</p><p><b>　　3、石灰石用量計(jì)

73、算</b></p><p>　　（1）礦石、燃料帶入的CaO量：</p><p>　　式中 —礦石中帶入的CaO量，kg/t；</p><p>　　—焦炭中帶入的CaO量，kg/t；</p><p>　　—煤粉中帶入的CaO量，kg/t。</p><p>　?。?）礦石、燃料帶入的SiO2量（要扣除還原Si

74、消耗的）：</p><p>　　式中 —礦石帶入的SiO2量，kg/t；</p><p>　　—焦炭帶入的SiO2量，kg/t；</p><p>　　—煤粉帶入的SiO2量，kg/t。</p><p>　?。?）石灰石的有效熔劑性:</p><p><b>　?。?.3）</b></p>

75、;<p>　　式中 ，—石灰石中CaO,SiO2的百分含量，%；</p><p>　　—堿度，取1.03。</p><p><b>　?。?）石灰石用量:</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　4、渣量及爐渣成分計(jì)算</p><

76、p>　　爐料帶入的各種爐渣組分的數(shù)量為：</p><p>　　式中 —石灰石帶入的CaO量，kg/t。</p><p><b>　　kg</b></p><p>　　式中 —石灰石帶入的SiO2量，kg/t。</p><p>　　式中 —礦石中MgO的量，kg/t；</p><p>　　—焦

77、炭中MgO的量，kg/t；</p><p>　　—煤粉中MgO的量，kg/t；</p><p>　　—石灰石中MgO的量，kg/t。</p><p>　　式中 —礦石中Al2O3的量，kg/t；</p><p>　　—焦炭中Al2O3的量，kg/t；</p><p>　　—煤粉中Al2O3的量，kg/t；</p&

78、gt;<p>　　—石灰石中Al2O3的量，kg/t。</p><p><b>　　渣中MnO量：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　渣中FeO量：</b></p><p><b>　　kg</b>

79、</p><p>　　式中 —鐵元素在爐渣中的分配率，%；</p><p>　　—鐵元素在生鐵中的分配率，%。</p><p>　　1t生鐵爐料帶入的硫量（硫負(fù)荷）：</p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　進(jìn)入生鐵的硫量：</b></p&

80、gt;<p><b>　　kg</b></p><p><b>　　進(jìn)入煤氣的硫量：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　進(jìn)入渣中的硫量：</b></p><p><b>　　kg</

81、b></p><p>　　則爐渣組成如表4.8所示。</p><p><b>　　表4.8 爐渣組成</b></p><p><b>　　4.3 物料平衡</b></p><p>　　物料平衡是建立在質(zhì)量守恒定律的基礎(chǔ)上，以配料計(jì)算為依據(jù)計(jì)算的。計(jì)算內(nèi)容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。

82、物料平衡有助于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，深入了解冶煉過程的物理化學(xué)反應(yīng)，檢查配料計(jì)算的正確性。校驗(yàn)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(chǎng)爐料稱量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計(jì)算打基礎(chǔ)。</p><p><b>　　1、鼓風(fēng)量的計(jì)算</b></p><p>　　每噸生鐵的各項(xiàng)耗碳是：</p><p><b>　?。?）氧化碳量Co&

83、lt;/b></p><p>　　燃料帶入的可燃碳量：</p><p><b>　　生成CH4耗碳：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p><b>　　生鐵滲碳：</b></p><p><b>　　kg<

84、;/b></p><p><b>　　氧化碳量：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p>　?。?）其他因素直接還原耗碳Cda</p><p><b>　　(4.5)</b></p><p>　　式中 —石灰石中CO2含量

85、，kg/t；</p><p>　　—石灰石在高溫區(qū)分解率，取0.5；</p><p>　　—每噸生鐵的渣量，kg/t；</p><p><b>　　—渣中含硫量。</b></p><p>　　（3）鐵直接還原耗碳CdFe的計(jì)算</p><p>　　則：風(fēng)口前燃燒碳量：</p><

86、;p><b>　　風(fēng)口碳量所占比例：</b></p><p><b>　　鼓風(fēng)含氧量：</b></p><p><b>　?。?.6）</b></p><p>　　式中 —富氧率，取2%；</p><p>　　—鼓風(fēng)濕度，取0.0155；</p><p

87、>　　—富氧氣體氧的純度；</p><p>　　W—單位體積鼓風(fēng)量中兌入的富氧氣體量。</p><p>　　冶煉每噸生鐵由煤粉帶入的氧量</p><p><b>　　(4.7)</b></p><p>　　所以1t生鐵的鼓風(fēng)量：</p><p><b>　?。?.8）</b&

88、gt;</p><p>　　每噸生鐵的鼓風(fēng)質(zhì)量：</p><p>　　式中 —標(biāo)準(zhǔn)狀況下的鼓風(fēng)密度，kg/m3。</p><p>　　2、煤氣組分及煤氣量計(jì)算</p><p><b>　?。?）計(jì)算量</b></p><p>　　由燃料帶入的C生成的量：</p><p>&

89、lt;b>　　＝2.923×m3</b></p><p><b>　　焦炭揮發(fā)分含量： </b></p><p><b>　　m3</b></p><p>　　式中　k—焦炭量，kg；</p><p>　　—焦炭中的含量，kg。</p><p>&

90、lt;b>　　進(jìn)入煤氣的量：</b></p><p><b>　　m3</b></p><p><b>　?。?）入爐總H2量</b></p><p>　　入爐總H2量為鼓風(fēng)帶入H2、焦炭帶入H2和煤粉帶入H2的量的總和。</p><p>　　即入爐的總H2量： </p>

91、;<p>　　設(shè)噴吹條件下有40%的H2參加還原，則參加還原的H2量：</p><p><b>　　生成的H2量：</b></p><p><b>　　m3</b></p><p><b>　　進(jìn)入煤氣的H2量：</b></p><p><b>　　m3

92、</b></p><p><b>　　高爐中氫的還原度：</b></p><p><b>　?。?.9）</b></p><p>　　上式中假定全部氫參與浮士體的還原。</p><p><b>　?。?） CO2</b></p><p>　　

93、1）還原金屬氧化物生成的CO2</p><p>　　由Fe2O3→FeO生成CO2的量： </p><p><b>　　m3</b></p><p>　　由FeO→Fe生成CO2的量： </p><p><b>　　m3</b></p><p>　　由MnO2→MnO生成的C

94、O2的量： </p><p><b>　　m3</b></p><p>　　總計(jì)還原生成的CO2量為：</p><p><b>　　m3</b></p><p>　　2）各種爐料分解或者帶入的CO2量</p><p>　　各種爐料分解或者帶入的CO2量為焦炭的CO2量、礦石的

95、CO2量和石灰石分解的CO2量之和。</p><p><b>　　礦石帶入的CO2：</b></p><p>　　熔劑分解出的CO2（取石灰石高溫區(qū)的分解率）：</p><p><b>　　焦炭帶入的CO2：</b></p><p>　　則由爐料共帶入CO2：</p><p>

96、;　　因此，煤氣的總CO2量：</p><p>　　（4）煤氣中總CO的量</p><p>　　風(fēng)口前碳素燃燒生成的CO：</p><p>　　鐵元素直接還原生成CO：</p><p>　　其他直接還原生成的CO：</p><p>　　焦炭揮發(fā)分帶入的CO：</p><p>　　熔劑在高溫區(qū)分解

97、出CO2轉(zhuǎn)變?yōu)镃O：</p><p>　　扣除間接還原消耗的CO，進(jìn)入煤氣中CO的總含量為：</p><p><b>　　（5）總N2的量</b></p><p><b>　　鼓風(fēng)帶入的N2：</b></p><p>　　焦炭、煤粉帶入的N2：</p><p><b&g

98、t;　　煤氣中N2總量：</b></p><p>　　將上列計(jì)算結(jié)果列表，求出煤氣總量及煤氣成分，如表4.9所示。</p><p><b>　　表4.9 煤氣成分</b></p><p>　　煤氣與鼓風(fēng)的體積比為：</p><p><b>　　煤氣密度：</b></p>&

99、lt;p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　式中 ，，，，—煤氣中各組分的含量。</p><p>　　每噸生鐵的煤氣質(zhì)量：</p><p>　　3、煤氣中水量的計(jì)算</p><p>　　焦炭帶入的游離水（考慮到焦比的機(jī)械損失，則將焦比擴(kuò)大0.02倍。）：</p><p>

100、　　H2還原生成的水分： </p><p><b>　　39.72×</b></p><p><b>　　礦石帶入的結(jié)晶水：</b></p><p>　　所以進(jìn)入煤氣的水分總質(zhì)量： </p><p>　　4、考慮爐料的機(jī)械損失，實(shí)際入爐量為：</p><p><

101、;b>　　礦石量：</b></p><p><b>　　焦碳量：</b></p><p><b>　　灰石量：</b></p><p><b>　　kg</b></p><p>　　所以機(jī)械損失（含爐塵）量為：</p><p>　　5、

102、列物料平衡表，計(jì)算物料平衡誤差，如表4.10所示。</p><p><b>　　物料平衡誤差：</b></p><p><b>　　絕對(duì)誤差：</b></p><p><b>　　相對(duì)誤差：</b></p><p>　　在物料衡算中，相對(duì)誤差應(yīng)小于0.3%，本計(jì)算符合要求。&l

103、t;/p><p>　　表4.10 物料平衡表</p><p>　　4.4 熱平衡計(jì)算</p><p>　　熱平衡計(jì)算是高爐工藝計(jì)算的重要組成部分，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)熱能交換與利用情況，研究改善高爐熱能利用和降低消耗的途徑。通過計(jì)算高爐冶煉過程中單位生鐵的熱量收入與熱量支出，研究熱量收支各項(xiàng)對(duì)高爐冶煉的影響，從而尋找降低熱消耗與提高能量利

104、用的途徑，達(dá)到使高爐冶煉過程處于能耗最低和效率最高的最佳運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)還可以繪制熱平衡計(jì)算表研究高爐冶煉過程的熱傳遞情況</p><p><b>　　1、熱量收入計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）碳素氧化熱 </b></p><p>　　由還原反應(yīng)生成的CO2為301.34 m³，相當(dāng)于氧化成CO2

105、的碳量：</p><p>　　由C氧化成CO的碳量：</p><p><b>　　碳素氧化熱：</b></p><p>　　式中 2340—為1kg焦炭的碳生成CO所產(chǎn)生的熱量, kJ/kg；</p><p>　　7980—為1kgC生成CO2所產(chǎn)生的熱量, kJ/kg。</p><p><

106、;b>　　（2）鼓風(fēng)帶入熱</b></p><p>　　1100 ℃時(shí)干空氣的比焓為375.1kcal/m3，水蒸氣的比焓為457.6kcal/ m3，每噸生鐵的風(fēng)量為1418.56 m3.</p><p><b>　　鼓風(fēng)帶入熱：</b></p><p><b>　　（4.11）</b></p&g

107、t;<p><b>　　式中 —鼓風(fēng)濕度；</b></p><p>　　—空氣從基準(zhǔn)溫度到熱風(fēng)溫度的平均等壓熱容，取375.1；</p><p>　　—水蒸氣從基準(zhǔn)溫度到熱風(fēng)溫度的平均等壓熱，取457.6；</p><p>　　—每噸生鐵的風(fēng)量，m3。</p><p>　?。?）成渣熱（由石灰石及生礦帶入的

108、CaO和MgO同酸性氧化物形成爐渣而放出的熱量）</p><p>　　式中 —冶煉每噸生鐵由熔劑，生礦帶入CaO的總量，kg/t；</p><p>　　—冶煉每噸生鐵由熔劑，生礦帶入MgO的總量，kg/t。</p><p>　?。?）H2氧化放熱及CH4生成熱</p><p>　　氫參加還原生成的水量為H2Or為35.98kg。碳還原生成的C

109、H4為4.18kg</p><p>　?。?）混合礦帶入的物理熱</p><p><b>　　冷礦不計(jì)。</b></p><p><b>　　則總的熱收入為：</b></p><p><b>　　kJ</b></p><p><b>　　2 熱

110、量支出計(jì)算</b></p><p>　　（1） 氧化物分解耗熱</p><p>　　1）鐵氧化物分解熱：</p><p>　　燒結(jié)礦中以硅酸鐵形態(tài)存在的FeO量比例是0.2，則量為（爐料中燒結(jié)礦配比為0.9）： </p><p><b>　　kg</b></p><p>　　以Fe3O

111、4形式存在的FeO量為：</p><p>　　以Fe3O4形式存在的Fe2O3量為：</p><p>　　因此礦石帶入的Fe4O3量為：</p><p>　　礦石帶入的赤鐵礦量為：</p><p>　　燃料帶入的FeO量為：</p><p>　　進(jìn)渣的FeO量為3.66kg</p><p>　　

112、需分解的硅酸鐵中的FeO總量為：</p><p>　　因此：鐵氧化物分解耗熱：</p><p>　　2）錳氧化物分解熱 </p><p>　　錳氧化物分解熱包括MnO2 分解為MnO 和MnO分解為Mn 放出的熱量，前者由爐料計(jì)算，后者由生鐵計(jì)算。</p><p><b>　　3）硅氧化物分解熱</b></p>

113、;<p>　　4）Ca3（PO4）2分解熱</p><p>　　則：其他氧化物分解耗熱總量為</p><p>　　氧化物分解耗熱總量為</p><p><b>　　5）脫S耗熱</b></p><p>　　爐渣脫硫耗熱按照下式計(jì)算（MnO分解出Mn的分解熱為）：</p><p>&l

114、t;b>　　脫S耗熱為</b></p><p>　　（2）碳酸鹽分解熱 </p><p>　　CaCO3分解出1 kg的CO2需熱4.18×966.4 kJ，由MgCO3分解出1 kg CO2需熱4.18×594.3 kJ。</p><p><b>　　生礦中CO2量為：</b></p>&l

115、t;p>　　其中以CaCO3形式存在的為：</p><p>　　以MgCO3形式存在的為：</p><p>　　石灰石中CO2量為：</p><p>　　其中以CaCO3形式存在的為：</p><p>　　以MgCO3形式存在的為：</p><p><b>　　CO2分解量：</b><

116、/p><p><b>　　碳酸鹽分解熱為：</b></p><p><b>　　（3）水分分解熱：</b></p><p>　?。?）噴吹物分解熱：</p><p>　　（5）爐料游離水的蒸發(fā)熱 </p><p>　　1kg水由20℃升溫到100℃吸熱4.18×80

117、kJ，再變成100℃水蒸氣吸熱4.18×540 kJ總吸熱為4.18×620 kJ</p><p><b>　　游離水蒸發(fā)熱：</b></p><p><b>　　（6）生鐵帶走熱</b></p><p>　　煉鋼生鐵焓值=4.18×280 kJ/kg，</p><p>

118、;　　則： 1000×4.18×280=1170400 kJ</p><p><b>　?。?）爐渣帶走熱 </b></p><p>　　煉鋼鐵渣焓值=4.18×420 kJ/kg，</p><p>　　則： </p><p>　?。?）爐頂煤氣帶走熱

119、</p><p>　　爐頂溫度為200℃時(shí)煤氣各成分比熱容見表4.11。</p><p>　　表4.11 200℃時(shí)爐頂煤氣比焓</p><p><b>　　干煤氣帶走熱：</b></p><p><b>　　水蒸氣帶走熱：</b></p><p><b>　　煤氣

120、帶走總熱：</b></p><p><b>　?。?）外部熱損失</b></p><p><b>　　所有熱支出總和為：</b></p><p><b>　　高爐熱損失為：</b></p><p><b>　　熱損失所占比例：</b></

121、p><p>　　358854.07/10111133.25=3.55%</p><p>　　煉鋼生鐵的熱損失在為全部熱損失的3% ~ 8%，本設(shè)計(jì)符合要求。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算列出熱收入與熱支平衡表4.12。</p><p>　　表4.12 熱平衡表</p><p><b>　　3、熱平衡指標(biāo)計(jì)算&

122、lt;/b></p><p>　　（1）碳素?zé)崮芾孟禂?shù)Kc</p><p>　?。?）熱量有效利用系數(shù)Kt </p><p>　　從上述指標(biāo)可以看出，Kc值一般在50%～60%之間，個(gè)別可高達(dá)65%。本設(shè)計(jì)Kc=60.75%，說明碳素?zé)崮芾帽容^好。Kt值一般為75%～85%，個(gè)別可達(dá)到90%以上，本設(shè)計(jì)的熱利用系數(shù)比較高。</p><

123、p><b>　　5 高爐本體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　髙爐是豎爐。髙爐內(nèi)部工作空間剖面的形狀稱為髙爐內(nèi)型。高爐本體包括高爐基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻設(shè)備以及高爐爐型設(shè)計(jì)等。高爐爐型設(shè)計(jì)是高爐本體設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。高爐本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)、合理是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽的先決條件，也是高爐輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)和選型的依據(jù)。</p><p><b>　　5.1

124、 爐型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1.1 內(nèi)型尺寸確定</p><p><b>　　1、爐缸</b></p><p>　?。?）爐缸直徑[10]</p><p>　　d=0.23· （5.1）</p><p>　　式中

125、 —冶煉強(qiáng)度，t/（m3·d），本設(shè)計(jì)取1.05；</p><p>　　—高爐有效容積，m3；</p><p>　　—燃燒強(qiáng)度，t/（㎡·h），本設(shè)計(jì)取1.18。</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　d=0.23·=9.70m</p><p>

126、;<b>　　取d=9.7m</b></p><p><b>　　校核：</b></p><p><b>　　結(jié)果合理。</b></p><p><b>　　（2）爐缸高度</b></p><p><b>　　1）渣口高度 </b>

127、</p><p>　　hz=1.27× （5.2）</p><p>　　式中 b—生鐵產(chǎn)量波動(dòng)系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.2；</p><p>　　P—生鐵日產(chǎn)量，t；</p><p>　　N—晝夜出鐵次數(shù)，取10；</p><p>　　C—渣口下部爐缸容積利用系數(shù)，取0.5

128、5；</p><p>　　—鐵水密度，取7.1。</p><p><b>　　則： </b></p><p><b>　　hz=</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　2）風(fēng)口</b></

129、p><p><b>　　風(fēng)口高度的確定：</b></p><p><b>　?。?.3） </b></p><p>　　式中 k—渣口高度與風(fēng)口高度之比，取0.55。</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　取<

130、/b></p><p><b>　　風(fēng)口數(shù)目的確定：</b></p><p><b>　　按照經(jīng)驗(yàn)公式：</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><

131、;b>　　n </b></p><p>　　取個(gè)，取風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸</p><p><b>　　3）爐腰高度</b></p><p><b>　?。?.5）</b></p><p><b>　　則：</b></p><p><b

132、>　　（3）死鐵層厚度</b></p><p><b>　　選取。</b></p><p><b>　　2、爐腰</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，大型高爐選取D/d=1.09～1.25，本設(shè)計(jì)取1.12。</p><p><b>　　則：</b>&l