年產(chǎn)鐵180萬噸高爐車間工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)大學(xué)課程答辯

1、年產(chǎn)鐵180萬噸的高爐車間工藝優(yōu)化設(shè)計(jì),,本設(shè)計(jì)目的,1.掌握文獻(xiàn)的查閱方法及技巧，了解高爐生產(chǎn)的現(xiàn)狀，完成文獻(xiàn)綜述。 2.熟練物料衡算和熱衡算過程計(jì)算。 3.正確選擇主體設(shè)備和輔助設(shè)備,目錄,1. 文獻(xiàn)綜述2. 配料計(jì)算3. 物料平衡和熱平衡4. 高爐內(nèi)型設(shè)計(jì)5. 主體設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇6. 結(jié)論,1. 文獻(xiàn)綜述,高爐冶煉是獲得生鐵的主要手段，它以鐵礦石（天然富礦，燒結(jié)礦，球團(tuán)礦）為原料，焦碳，煤粉，

2、重油，天然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為溶劑，在高爐內(nèi)通過燃料燃燒，氧化物中鐵元素的還原以及非氧化物造渣等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過程，獲得生鐵。其主要副產(chǎn)品有高爐爐渣和高爐煤氣。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，低耗，高產(chǎn)和延長(zhǎng)爐齡，高爐本體結(jié)構(gòu)及輔助系統(tǒng)必須滿足冶煉過程的要求，即耐高溫，耐高壓，耐磨，耐侵蝕密封性好，工作可靠，壽命長(zhǎng)，而且具有足夠的生產(chǎn)能力。,,1.1概述,1.2高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展,,1.爐容大型化 2.精料3.提高休風(fēng)溫度

3、4.高壓操作5 富氧大噴吹6.電子計(jì)算機(jī)的采用,1.文獻(xiàn)綜述,2.高爐配料計(jì)算,2.1配料計(jì)算目的 配料計(jì)算的目的，在于根據(jù)已知的原料條件和冶煉要求來決定礦石和熔劑的用量，以配制合適的爐渣成分和獲得合格的生鐵。,2.2確定冶煉條件,原燃料成分分析，入爐礦石成分見表,2.高爐配料計(jì)算,焦炭成分分析見表,2.高爐配料計(jì)算,噴吹物成分見表,確定焦比與煤比根據(jù)目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，選擇焦比為360 Kg/t，煤比為150

4、Kg/t。元素分配率,2.高爐配料計(jì)算,2.3計(jì)算過程2.3.1計(jì)算方法為精確配料，現(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)要求，先假定生鐵成分，然后用理論方法進(jìn)行配料比計(jì)算，然后以配出的礦石為基礎(chǔ)對(duì)礦石用量、生鐵中鐵量、渣量及爐渣進(jìn)行計(jì)算，最后爐渣性能、生鐵成分進(jìn)行校核。 2.3.2確定生鐵成分根據(jù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)要求假定的生鐵成分，規(guī)定Si=0.35，S=0.03，Mn=

5、0.08，P=0.09，R=1.10，由公式[C]=4.3-0.27[Si]-0.32[P]+0.03[Mn],可得C=4.18，F(xiàn)e=95.27。,2.高爐配料計(jì)算,2.3.4計(jì)算冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量計(jì)算見表,2.3.5終渣成分及渣量計(jì)算,2.高爐配料計(jì)算,2.3.6生鐵成分校核,3.物料平衡和熱平衡,3.1高爐物料平衡計(jì)算的意義 通過高爐配料計(jì)算確定單位生鐵所需要的礦石、焦炭、石灰石和噴吹物

6、等數(shù)量，這是制定高爐操作制度和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)所不可缺少的參數(shù)。而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的高爐物料平衡計(jì)算，則要確定單位生鐵的全部物質(zhì)收入與支出，即計(jì)算單位生鐵鼓風(fēng)數(shù)量與全部產(chǎn)品的數(shù)量，使物質(zhì)收入與支出平衡。這種計(jì)算為工廠的總體設(shè)計(jì)、設(shè)備容量與運(yùn)輸力的確定及制定生產(chǎn)管理與經(jīng)營(yíng)制度提供科學(xué)依據(jù)，是高與各種附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)及高。,3.物料平衡和熱平衡,3.2 高爐物料平衡計(jì)算的內(nèi)容 物料平衡是建立在物質(zhì)不滅定律的基礎(chǔ)上，以配料計(jì)算為依據(jù)編算的。計(jì)算內(nèi)

7、容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。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)。(1) 原料全分析并校正為100%；(2) 生鐵全分析；(3) 各種原料消耗量；(4) 鼓風(fēng)濕度，f=1.5%；,3.物料平衡和熱平衡,(5) 本次計(jì)算選擇直接還原度rd=0.45；(6) 假定焦炭和噴

8、吹物含C總量的1.0%與H2 反應(yīng)生成CH4。上述(1)，(2)，(3)原條件已經(jīng)由配料計(jì)算給出，本例僅假定其余各項(xiàng)未知條件，分別為鼓風(fēng)濕度f=1.5%（12g/m3 ），富氧率2.5%，氧氣濃度98%。,由計(jì)算結(jié)果，列出煤氣組成表,3.物料平衡和熱平衡,編制物料平衡表,3.3熱平衡計(jì)算方法,熱平衡計(jì)算的理論依據(jù)是能量守恒定律，即單位生鐵投入的能量總和應(yīng)等于其中鐵各項(xiàng)熱消耗總和。,3.物料平衡和熱平衡,根據(jù)熱收入與熱支出數(shù)值列表,3

9、.物料平衡和熱平衡,4.3.3 熱平衡指標(biāo)計(jì)算碳素?zé)崮芾孟禂?shù)Kc,=,熱量有效利用系數(shù)K Kt =（高爐總熱量收入-煤氣帶走熱-外部熱損失）%=（100-4.69-5.46）%=89.85%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%。本例Kc=58.02%說明碳素?zé)崮芾帽容^好。Kt值一般為80%～90%，本例的利用系數(shù)比較高。,4.高爐內(nèi)型設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)要求高爐工作日350d/a4.1日產(chǎn)量：,利用系

10、數(shù)為2.5,4.2高爐容積：,,,高爐容積：,,高爐各部分尺寸見下表,,,4.高爐內(nèi)型設(shè)計(jì),5.主體設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇,,并罐式無料鐘爐頂主要由受料漏斗、稱量料罐、中心喉管、氣密箱、旋轉(zhuǎn)布料溜槽、密封閥、卸料閥等組成。,5.1 爐頂裝料設(shè)備,本設(shè)計(jì)中采用改進(jìn)型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。內(nèi)燃式熱風(fēng)爐由爐襯、燃燒室、蓄熱室、爐殼、爐箅子、支柱、管道及閥門等組成。,5.2 高爐熱風(fēng)爐設(shè)計(jì),5.3 煤粉噴吹系統(tǒng),本設(shè)計(jì)采用單管路噴吹,單管路噴吹是從噴吹

11、罐中只引出一條噴吹管路，必須與分配器配合使用。其優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資低，噴吹管粗，安裝煤粉過濾篩和自動(dòng)切。,5.主體設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇,5.4 爐頂余壓發(fā)電,本設(shè)計(jì)采用高爐TRT技術(shù)。由于高爐煤氣量很大，因此余壓具有的作功能力是相當(dāng)可觀的。在蘇聯(lián)和日本的大型高爐上，絕大多數(shù)均安裝余壓回收裝置TRT。高爐TRT是國(guó)際上公認(rèn)的很有價(jià)值的二次能源回收裝置。這種發(fā)電方式既不消耗 任何燃料，也不產(chǎn)生環(huán)境污染，發(fā)電成本低，是高爐冶煉的

12、重大節(jié)能項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。,6.結(jié)論,本次設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵從現(xiàn)代高爐的設(shè)計(jì)思想：優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽、高效率、環(huán)保，通過查閱相關(guān)書籍和期刊并結(jié)合國(guó)內(nèi)外大高爐的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來對(duì)本高爐改進(jìn)和建造。本設(shè)計(jì)先從礦石的來源，鐵礦石品位和化學(xué)成分以及燃料和噴吹物的成分出發(fā)，然后從高爐物料平衡、熱平衡、高爐本體設(shè)計(jì)以及其他輔助設(shè)備的選取一來進(jìn)行設(shè)計(jì)的。通過本次設(shè)計(jì)，我對(duì)這幾年來學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了一次較系統(tǒng)的回顧，并對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)性的整理運(yùn)用，使自