年產量280萬噸煉鋼生鐵40萬噸鑄造生鐵的煉鐵車間設計_畢業設計-資料下載頁

【導讀】本設計是設計年產280萬噸煉鋼生鐵，40萬噸鑄造生鐵的高爐煉鐵車間。送風系統采用四座新日鐵式外燃式熱風爐，煤氣處理系統采用重力除塵器、文氏管和電除塵。渣鐵處理系統采用拉薩法水淬渣處理，特殊情況采。用干渣生產，上料系統采用皮帶上料機，保證高爐的不間斷供料。擇；設計中應用了許多先進的工藝，這些工藝在實行大噴煤技術提高傳熱效率，節能，提高生產率方面起了重要的作用。在設計中，廣泛吸收前人技術革新和國。內外科學研究成果。根據實際需要及可能性，盡量采用先進設備、結構、材料及。做到技術上先進，經濟上合理，又減少環境污染。車間總體布置形式為半島式。

　　

【正文】 ? 磁礦礦游 OFeOFe GOFeGG 6 6 2 . 2 6 k g4 5 6 . 7 32 0 5 . 5 33243????? 磁磁 OFeF e OOFe GGG 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 25 g2 0 9 5 4 0 . 4 9 k4 0 7 8 . 2 4 0 7 8 . 2 5q????? 硅硅 F e OF e O G 1 8 1 0 5 3 3243????? OFeGOFe kJ3 1 7 5 9 9 5 . 3 55 1 5 6 . 5 96 1 5 . 9 15 1 5 6 . 5 9q 3243????? 游游 OFeGOFe 式中 、 、 ——分別為 FeSiO Fe3O Fe2O3 分解熱， kJ/kg kJ6566589. 173175995. 353181053. 332 0 9 5 4 0 . 4 9qqqq 4OFe4OFeF e O 33??????? 游硅鐵氧化 （ 2） 錳氧化物分解吸熱為 : 1 7 6 7 . 8 4 k J7 3 6 6 . 0 210000 . 0 2 4 %7 3 6 6 . 0 21000[ M n ] %q???????錳氧分 式中 ——由 MnO 分解產生 1kg 錳吸收的熱量， kJ/kg （ 3） 硅氧化物分解吸熱為 : 0 21 6 5 1 0231 0 00% 1 0231 0 00[ S i] %q???????硅氧分 式中 ——由 SiO2 分解產生 1 kg 硅吸收的熱量， kJ/kg （ 4） 磷酸鹽分解吸熱為 : 1 78 91 . 3 kJ3 57 82 . 61 00 00 . 05 1%3 57 82 . 61 00 0[ P ] %q???????磷鹽分 式中 ——Ca3（ PO4） 2 分解產生 1 kg 磷吸收熱量， kJ/kg kJ6 7 8 84 1 3 . 4 51 7 8 91 . 35 0 5 16 5 . 4 11 7 6 7. 8 46 5 6 65 8 9 . 1 7qqqqq????????? 磷鹽分硅鹽分錳鹽分鐵氧化氧化物分解故 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 26 脫硫吸熱 2 6 2 4 7 .4 2 k J8 3 5 9 .0 53 .1 48 3 5 9 .0 5q????? 渣脫硫 SG 式中 ——假定礦中硫以 FeS 形式存在，脫出 1kg硫吸熱量值， kJ/kg 水分分解吸熱 J1 9 5 5 2 9 . 0 7 k1 3 4 5 4 . 10 . 8 3 %1 5 02 2 . 4181 . 4 9 3 %1 1 8 6 . 71 3 4 5 4 . 1%2 2 . 418q 2??????????）（）（ 煤煤風水分 OHGV 式中 ——水分解吸熱， kJ/kg 爐料游離水蒸發吸熱 3 9 7 0 9 . 0 7 k J26824 . 0 %3 4 2 . 1 82682%q 2?????? 焦焦汽 OHG 式中 2682——1 kg 水由 0℃ 變為 100℃ 水汽吸熱， kJ/kg 鐵水帶走的熱 q 鐵水 1 1 7 3 0 0 0 k J1 1 7 31 0 0 0q ???鐵水 式中 1173——鐵水熱容量， kJ/kg 爐渣帶走的熱 5 6 5 0 6 5 . 6 k J17603 2 1 . 0 61760q ????? 渣渣 G 式中 1760——爐渣熱容量， kJ/kg 噴吹物分解吸熱 1 5 7 2 0 0 k J1 0 4 81 5 01 0 4 8q ????? 煤噴 G 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℃ )]如下（表 ）： 表 各種氣體的平均比熱容 N2 CO2 CO H2 CH4 H2O 汽 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 27 （ 1） 干煤氣帶走的熱量為 J45 62 55 . 14 k2407. 68 )1. 61 030 . 951. 27 831 8. 291. 28 435 7. 281. 77 792 4. 95( 1 . 28 42401. 61 01. 27 81. 28 41. 77 71. 28 4q 4222?????????????????? ）（煤氣干 CHHCOCON VVVVV （ 2） 煤氣中水汽帶走的熱為 4 4 6 9 . 0 2 k J100182 2 . 43 3 . 7 21 . 6 0 5)100200(182 2 . 41 . 6 0 5q 2???????? OHG水 J4 6 0 7 2 4 . 1 6 k4 4 6 9 . 0 24 6 5 2 5 5 . 1 4qqq ????? 水煤氣干煤氣 爐塵帶走的熱量 3 0 1 6 . 8 k J2 0 00 . 7 5 4 2202 0 00 . 7 5 4 2q???????? 塵塵 G 式中 ——為爐塵的比熱容， kJ/(kg℃ ) kJ94 08 90 5. 9230 16 . 846 07 24 . 1615 72 0056 50 65 . 611 73 00 039 70 9. 0719 55 29 . 4226 24 7. 4267 88 41 3. 45qqqqqqqqqq??????????????????? 塵煤氣噴渣鐵水汽水分脫硫氧化物分解支故 冷卻水帶走及爐殼散發熱損失 J9 9 2 9 9 2 . 5 5 k 9 4 0 8 9 0 5 . 9 271 0 4 0 1 8 9 8 . 4qqq? ?? 支收損失 熱平衡表 見表 。 表 熱平衡表 熱收入 kJ % 熱支出 kJ % 碳素 氧化放熱 氧化物分解 熱風帶的熱 脫硫 甲烷生成熱 游離水蒸發 氫氧化放熱 鐵水帶熱 1173000 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 28 物料物理熱 爐渣帶熱 總計 100 噴吹物分解 157200 煤氣帶熱 水分分解 爐塵帶熱 熱損失 總計 100 熱量利用系數 KT 8 6 . 5 7%%8 . 9 84 . 4 5100%?????）（熱損失）（煤氣帶走的熱總熱量收入TK 對于一般中小型高爐 KT 值為 80%~85%[10]，近代高爐由于大型化和原料條件的改善可達到近 90% 碳素利用系數 K %%1003 3 4 6 3 . 24 1 . 1 )( 4 0 6 . 7 18 0 1 1 6 0 1 . 9 4%10022???????放熱生成除進入生鐵外的碳全部放熱）和碳素氧化熱（燃燒生成COCOCOKC KC 值對于中小型高爐為 50%~60%，大型而原料條件較好的高爐可達到 65%以上。首鋼工學院成教學院畢業設計（論 文） 29 2 高爐本體設計 高爐本體包括高爐基礎、鋼結構、爐襯、冷卻裝置，以及高爐爐 型設計計算等。高爐的大小以高爐有效容積表示；高爐有效容積和座數表明高爐車間的規模，高爐有效容積和爐型是高爐本體設計的基礎。近代高爐有效容積向大型化發展。目前，世界大型高爐有效容積已達到 5000m3 級，而爐型設計則向著大型橫向發展， H/D 值已近 左右。高爐本體結構的設計以及是否合理是實現優質、低耗、高產、長壽的先決條件，也是高爐輔助系統裝置的設計和選型的依據。高爐爐襯用耐火材料，已由單一的陶瓷質耐火材料，普遍地過渡到陶瓷質和碳質耐火材料綜合結構，也有采用高純度 Al2O3 的剛玉磚和碳化硅磚；高爐冷卻設備期間 結構亦在不斷改進，軟水冷卻、純水冷卻在逐漸擴大其使用范圍。由于高爐綜合設計水平的提高，強化高爐爐齡已經可望達到十年或更長。高爐本體結構及其設計是高爐車間實際首要解決的關鍵所在，必須慎重對待。 高爐爐型 高爐是豎爐。高爐內部工作空間剖面的形狀成為高爐爐型或高爐內型。高爐問世二百多年來，隨著人們對產量的要求和原料燃料條件的改善，以及鼓風能力的提高，高爐爐型也在不斷地演變和發展。 高爐冶煉的實質是上升的煤氣流和下降爐料之間所進行的傳熱傳質過程，因此必須提供燃料燃燒所必須的空間，提供高溫煤氣流與爐料進行傳熱 傳質的空間。爐型要適應爐料燃燒條件，保證冶煉過程的順行。 爐型設計與計算 高爐爐型設計的依據是單座高爐的生鐵產量，由產量確定高爐有效容積。歷史上曾有過將產量與有效高度直接聯系起來，結果設計爐型都是依產量大小的相似形，這顯然是不合理的；也曾有過以產量定爐缸截面積，在焦比一定的條件下，爐缸單位面積的燃燒強度，便可以確定某一合適的數值，這樣做雖然有一定的道理，但并不全面。現在多數國家都是以產量和有效容積利用系數（ ηv）來確定高爐有效容積，再以有效容積為基礎，計算其他尺寸。 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 30 有關爐型的名詞概念： 設計爐型 ——按照設計尺寸砌筑的爐型； 操作爐型 ——高爐投產后，工作一段時間，爐襯侵蝕，形狀發生變化后的爐型； 合理爐型 ——冶煉效果較好，獲得優質、低耗、高產和長壽的爐型，它具有時間性、相對性。 高爐冶煉是復雜的物理化學過程，設計的爐型必須適應冶煉過程的需要，設計爐型應能保證高爐一代獲得穩定的較高的產量，優質的產品，較低的能耗和一代長壽。高爐在一代冶煉過程中，其爐襯不斷侵蝕，爐型不斷發生變化，爐型變化的程度和趨勢與冶煉原料條件、操作制度有關，與爐襯結構和耐火材料的性能有關，還與冷卻裝置及冷卻制度有關。高爐冶煉實際上是 長時間在操作爐型內進行。因此掌握冶煉過程中爐型的變化及其趨勢，對設計合理爐型非常重要。高爐大修設計，應對前一代高爐爐型做詳細地調查和分析。新建廠礦高爐設計，必須分析原料燃料條件、設備條件和操作條件。 設計要求：設計一個年產煉鋼生鐵 280 萬噸，鑄造生鐵 40 萬噸的高爐車間。計算時鑄造生鐵按照煉鋼生鐵計算。 確定年工作日：取年日期的 95% d34795%365 ?? 鑄造生鐵換算煉鋼生鐵的折算系數為： 40 萬噸 =42 萬噸 年產煉鋼生鐵總量： 280 萬噸 +42 萬噸 =322 萬噸 日產量 ： 9 2 9 7 .5 4 t3 4 71 0 0 0 03 2 2p ???總 定容積： 選定高爐座數為 2 座，利用系數為η v =(d m3) 每座高爐日產量 4649t29 2 9 7 .5 42p ??? 總p 每座高爐容積為 3vu m??? ?、 爐缸尺寸 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 31 ⑴ 爐缸直徑 md 9. 8 取 ???? ⑵ 爐缸高度 渣口高度 mhmNbPhzdCz2 . 0 6 4 22?????????取鐵? b－生鐵產量波動系數一般取 ； P－生鐵日產量， t； N－晝夜出鐵次數，一般 2h 出一次鐵，本計算取 9； c－渣口以下爐缸容積利用系數，一般為 ～ ，渣量大時取低值； 鐵? －鐵水密度，可取值 ／ 3m 。 d－爐缸直徑； 風口高度： 因為取消渣口，選定 k=, mmkhh zf 3 . 取??? 風口數目： 個取 242 3 .62)( 9 .822)(d2 ??????n 選取風口的結構尺寸為： a=。 爐缸高度： h1=hf+a=+= 取 1h = 鐵口的數目 n 鐵 =2。 死鐵層厚度 h0 選取 h0== =。 該值在同類高爐中偏大，目的是延長高爐壽命。 爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度 選取 D/d=， 首鋼工學院成教學院畢業設計（論文） 32 則 D== = m 取 D=11m。 選取 α =81176。，則 3 . a n2 a n2h 2 取???? ?dD ??? 8 0 . 9 t a n 2 ?????? 得dD 爐喉直徑、爐喉高度 選取 d1/D=，則 d1=11 =。 選取 5h =。 爐身角、爐身高度 選取β =84176。，則 15 . 7m15 . 6948t a n2 7. 711t a n2h 14 取???? ?dD ??? 849 . 5 27 . 711 1 5 . 722h t an14 ?????? 得dD 爐腰高度 選取 uH /D=，則 uH = 11= ，取 uH