年產量500萬噸高爐煉鐵車間設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 年產量500萬噸高爐煉鐵車間設計畢業論文目 錄1 緒論 高爐煉鐵的任務及工藝流程………………………………………………… 8 高爐生產的特點及優點……………………………………………………… 9 設計原則和指導思想………………………………………………………… 92煉鐵工藝計算 配料計算………………………………………………………………………10 物料平衡計算 ………………………………………………………………12 熱平衡計算……………………………………………………………………153高爐本體 高爐爐型………………………………………………………………………19 高爐爐襯………………………………………………………………………20 爐體冷卻方式…………………………………………………………………21 冷卻系統………………………………………………………………………24 高爐鋼結構及高爐基礎………………………………………………………254 爐頂裝料制度 并罐式無鐘爐頂裝料設備 ………………………………………………… 29 均壓裝置 …………………………………………………………………… 31 探料尺 ……………………………………………………………………… 325 供料系統 礦槽、焦槽容積與數量的確定………………………………………………33 篩分……………………………………………………………………………33 ………………………………………………………………………33 貯礦槽下運輸稱量……………………………………………………………346送風系統 鼓風機的選擇…………………………………………………………………35 熱風爐的結構…………………………………………………………………35 熱風爐常用耐火材料…………………………………………………………37 燃燒器及送風制度的選擇……………………………………………………37 熱風爐主要管道直徑的選定…………………………………………………………37 風口平臺及出鐵場……………………………………………………………39 爐前設備………………………………………………………………………39 爐渣處理………………………………………………………………………418 煤氣除塵系統 除塵設備及原理………………………………………………………………44 有關設備………………………………………………………………………45 重力除塵器……………………………………………………………………459 噴吹設備 設計為噴吹煤粉………………………………………………………………47 高爐噴煤設備…………………………………………………………………4810車間布置形式 車間布置……………………………………………………………………50 本設計車間平面布置形式 ………………………………………………50結 束 語…………………………………………………………………………52參考文獻…………………………………………………………………………531 緒論 高爐煉鐵的任務及工藝流程高爐煉鐵的任務是用還原劑（焦炭、煤粉）在高溫條件下將鐵礦石或含鐵原料還原成液態生鐵的過程。高爐生產要求以最小的投入獲得最大的產出，即做到高產、優質、低耗、有良好的經濟效益。 高爐生產時借助高爐本體和其輔助設備來完成的。高爐本體是冶煉生鐵的主體設備，它是由耐火材料砌筑的豎立式圓筒形爐體，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備。要完成高爐煉鐵生產，除高爐本體外，還必須有其他附屬系統的配合，其生產工藝流程如圖11所示。圖11 高爐煉鐵生產工藝流程1—礦石輸送皮帶機；2—稱量漏斗；3—貯礦槽；4—焦炭輸送皮帶機；5—給料機； 6—焦粉輸帶機；7—焦粉倉；8—貯焦槽；9—電除塵器；10—調節閥；11—文氏管除塵器；12—凈煤氣放散管；13—下降管；14—重力除塵器；15—上料皮帶機；16—焦炭稱量漏斗；17—礦石稱量漏斗；18—冷風管；19—煙道；20—蓄熱室；21—熱風主管；22—燃燒室； 23—煤氣主管；24—混風管；25—煙筒。 （1）供料系統。包括貯礦槽、貯焦、稱量與篩分等一系列設備，其任務是將高爐冶煉所需要原燃料通過上料系統裝入高爐。 （2）送風系統。包括鼓風機、熱風爐及一系列管道和閥門等，其任務是連續可靠的供給高爐冶煉所需要的熱風。 （3）煤氣除塵系統。包括煤氣管道、重力除塵器、洗絳塔、文氏管、脫水器等，其任務是將高爐冶煉所產生的煤氣，經過一系列的凈化使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶對煤氣質量的要求。 （4）渣鐵處理系統。包括出鐵場、開鐵口機、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設備等，其任務是及時處理高爐排放出來的渣鐵，保證高爐生產正常進行。 （5）噴煤燃料系統。包括原煤的儲存、運輸，煤粉的制備、收集以及煤粉噴吹大量的煤粉以煤帶代焦，降低焦炭消耗。 高爐生產的特點及優點 特點：（1）高爐是一個多相復雜的巨型高溫化學反應器； （2）爐內兩股逆向流動物流是一切反應的基礎； （3）高爐壽命長； （4）連續作業率高； （5）熱效率高，生產率高； （6）生鐵質量穩定。 優點：采用高爐冶煉，是因為這種方法既能利用多種的原料，產能性質又能滿足廣泛的質量要求， ，又具有大規模生產的能力。 設計原則和指導思想設計的總要求是技術上先行，工藝上可行，經濟上合理。（1）應積極采用成熟的生產工藝，設備和結構；（2）學習總結生產經驗，移植適用可行的先進技術；（3）在現有條件的情況下，留有足夠的發展余地；（4）充分考慮節約能源，資源的綜合利用，改善勞動條件和環境保護。2 煉鐵工藝計算 配料計算鐵礦石成分，焦炭成分，煤粉成分分別見表22，表23，表24。預定生鐵成分見表25。 冶煉條件的確定：焦比：345kg/t 煤比：180kg/t 利用系數：[t/(m179。d)] 置換比： 相對濕度：% 鼓風濕度：12g/ m179。 爐塵量：20kg/t 風溫：1250℃ 爐頂煤氣溫度：200℃ 入爐熟料溫度：80℃ 綜合冶煉強度：[t/(m179。d)] 焦炭冶煉強度：[t/(m179。d)] 表21 常見元素分配表 %元素 鐵種類FeMnSP生 鐵爐 渣煤 氣050500——010000 表22 鐵礦石成分 %原料 Fe Mn p S FeOFe3O2SiO2Al3O2CaOMgOMnOFeSP2O5燒結礦球團礦混合礦爐塵表23 焦炭成分 %C固灰分（）揮發分（）有機物（）∑游離水SiO2Al3O2CaOFeOMgOCOCO2CH4H2N2H2N2S100 表24 煤粉成分 %品種CHNSOH2O灰分∑SiO2Al2O3CaOMgOFeO煤粉100 表25 預定生鐵成分 %FeSiMnPSC 根據堿度平衡計算鐵礦石配比根據原料條件，假設燒結礦的配比為x，則球團礦的配比為1x。再按照生產經驗確定爐渣堿度R渣，然后根據堿度平衡求出x。R渣=Q=取R渣=，得到燒結礦和球團礦的比例為80:20，按此比例得到混合礦的成分，見表22。 根據鐵平衡求鐵礦石需要量（1）燃料帶入的鐵量 進入爐塵的焦炭量G塵C塵/C焦=20(Kg) %為爐塵中碳的燒損量 高爐內參加反應的焦炭量為G焦==(Kg) 故焦、煤帶入的鐵GFe燃=(%+180%)56/72=(Kg)（2）進入爐渣中的鐵量GFe渣=%1000%/%=（Kg）（3）需要由鐵礦石帶入的鐵量 G礦=1000[Fe]+GFe渣GFe燒=955+=(Kg)（4）冶煉1t生鐵的礦石需要量 G礦=G礦/Fe礦=(Kg)考慮到爐塵吹出量，入爐礦石量為:G礦入=+=（Kg） ∑CaO=345+180+%=（Kg）∑SiO2=345+180+%=（Kg）∑Al2O3=345+180+%=（Kg）∑MgO=345+180+%=（Kg） 渣中MnO量=%=（Kg） 渣中FeO量=%/%72/56=（Kg） 每噸生鐵含硫量=345+180+=（Kg） 進入生鐵中的S=1000=（Kg） 進入煤氣的S==（Kg）進入渣中的S==（Kg） 計算結果列入表26。 表26 爐渣成分組分CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOS/2∑CaO/SiO2質量/Kg含量/%100以上堿度的計算需要考慮脫硫消耗的CaO,即脫硫所耗CaO=56/32=(Kg) R=CaO/SiO2==校核生鐵成分：[S]=%,LS==[Si]=% [P]=1589%/1000=% [Fe]=%[Mn]=55/711/1000=% [C]==%計算結果列入表27。 表27 校核生鐵成分 %FeSiMnPSC效驗結果與預定生鐵成分相符合，計算正確。 風量計算（1）燃料帶入總C量GC生鐵=%+180%=(Kg)（2）溶入生鐵中的C量 GC生鐵=1000%=(Kg)（3）生鐵CH4的C量 GC甲烷=%=(Kg)（4）直接還原消耗的C量 =1000%12/55=（Kg） =1000%60/62=） =1000%12/56=（Kg） =1000%24/28=（Kg） 故直接還原消耗的C量： GC直=+++=（Kg）（5）爐渣脫硫用C量：GCS=12/32=（Kg）（6）計算鼓風量V風： =（Kg）a. 鼓風中氧的濃度=21%(%)+%=%b. GC燃燃燒所需要的體積VO2=(m3)c. 煤粉帶入氧體積VO2=180（%+%16/18）(m3)=（m3） 故V風=(m3)（1）甲烷的體積VCH4。=(m3)=%（m3）故VCH4=+=(m3)（2）氫氣的體積為VCH4 %=（m3） （%+%）=（m3）（%+%2/18）（m3）++=（m3）=（m3）=（m3）故VH2==(m3)（3）二氧化碳的體積VCO2%=（Kg）還原的FeO耗H2量為1000%（m3）(rH2=) =（m3） 160=（Kg） =（Kg） 故CO2還=（m3） %（）（m3） %（m3） ++=（m3）（4）一氧化碳的體積VCO （m3） （m3） %（m3） d．+=（m3） （m3） 故VCO=+++=（m3）（5）氮氣的體積VH2 （%）79%=（m3） （%+%）（m3） %（m3） 故N2=++=（m3） 計算結果列入下表28。 表28 煤氣成分成分CO2CON2H2CH4∑體積/m3含量/%100 編制物料平衡表（1）鼓風的質量計算 1m3鼓風的質量:r風=（32+28+18）/=