年產(chǎn)630萬噸生鐵的高爐煉鐵車間工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、 第i頁年產(chǎn) 630 萬噸生鐵（其中煉鋼生鐵 90%，鑄造生鐵 10%）的高爐煉鐵車間工藝設(shè)計(jì)專 業(yè)：冶金工程專業(yè) 設(shè)計(jì)總說明鋼鐵廠一般是指具有煉鐵、煉鋼及軋鋼的完整生產(chǎn)周期的冶金工廠。高爐煉鐵車間是為煉鋼提供原材料的車間組織。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 630 萬噸生鐵（其中煉鋼生鐵 90%，鑄造生鐵 10%）的高爐煉鐵車間工藝設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)采用一系列先進(jìn)工藝，如全冷卻壁，碳磚、爐底高鋁磚綜合爐底，高爐長壽技術(shù)，富氧噴煤等。本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括高爐配料計(jì)算、高爐本體設(shè)計(jì)、料運(yùn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、高爐爐頂設(shè)備設(shè)計(jì)、高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇、熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)計(jì)算、渣鐵處理系統(tǒng)及煤氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其車間平面布置等

2、幾大部分，并對部分工藝流程進(jìn)行了說明。本設(shè)計(jì)涉及到的計(jì)算部分為高爐配料計(jì)算、高爐內(nèi)型計(jì)算、高爐砌磚計(jì)算以及鼓風(fēng)機(jī)和外燃式熱風(fēng)爐的相關(guān)計(jì)算。其中高爐設(shè)計(jì)部分和熱風(fēng)爐設(shè)計(jì)部分是本次設(shè)計(jì)的主要部分。本設(shè)計(jì)涉及到的設(shè)備選擇包括高爐設(shè)備的選擇、高爐供料系統(tǒng)的設(shè)備選擇、鼓風(fēng)機(jī)的選擇、渣鐵處理系統(tǒng)及煤氣處理系統(tǒng)設(shè)備選擇。我希望，所采用的先進(jìn)技術(shù)能是高爐實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)保的生產(chǎn)目標(biāo)。關(guān)鍵詞：高爐,熱風(fēng)爐,工藝設(shè)計(jì),設(shè)備annualannual outputoutput ofof 6.36.3 millionmillion tonstons ofof 第ii頁pigpig ironiron bla

3、stblast furnacefurnace ironmakingironmaking workshopworkshop processprocess designdesign (of(of whichwhich 90%90% isis steel-makingsteel-making pigpig iron,iron, andand 10%10% isis castcast ironiron ) ) specialty:metallurgicalspecialty:metallurgical engineeringengineering director:yangdirector:yang

4、shuangpingshuangpingdesigndesign descriptiondescriptiongenerally refers to a steel plant iron, steel making and rolling of the complete production cycle of metallurgical plants. blast furnace steel plant with raw materials for the workshop organizationthe subject of this graduation project for the d

5、esign of an annual output of 6.3million tons of pig iron (including steel-making pig iron 90%, cast iron 10%) of the blast furnace plant process design. this design uses a series of advanced technology, such as whole cooling wall, carbon bricks, high alumina bricks integrated bottom bottom, blast fu

6、rnace technology, enriched pci, etc.the main task of this design include the blast furnace burden calculation, blast furnace body design, material transport system design, equipment design, blast furnace, blast furnace blower selection, design and calculation of hot stove, iron slag processing syste

7、ms and gas handling system design and plant layout and so few parts, and part of the process are described.the design part involves the calculation of blast furnace burden calculation, computing blast furnace, blast furnace blowers and brick computing, and the related calculation of internal combust

8、ion stove. part and the hot blast stove blast furnace design in which the design part is the main part of this design.the design options related to the equipment, including blast furnace equipment selection, blast furnace feed system, equipment selection, the choice of blower, iron slag processing s

9、ystems and gas handling system equipment selection. i hope that advanced technology can be used in a blast furnace to achieve high yield, high quality low; longevity, environmental protection, the production target.key words: : blast furnace, stove, process design, equipment 第i頁目目 錄錄前前 言言 .1 11 1 高爐

10、配料計(jì)算高爐配料計(jì)算 .2 21.1 原始資料 .21.1.1 礦石的選配.41.2 原始資料的整理 .41.3 冶煉條件的確定 .41.4.2 煤氣的成分和數(shù)量計(jì)算.121.4.3 物料平衡表的編制 .151.5 熱平衡 .161.5.1 計(jì)算熱量收入項(xiàng).161.5.2 計(jì)算熱量支出項(xiàng).171.5.3 根據(jù)以上計(jì)算列出熱量平衡表.201.5.4 高爐熱工指標(biāo)的分析.212 2 高爐本體設(shè)計(jì)高爐本體設(shè)計(jì) .22222.1 高爐內(nèi)型相關(guān)計(jì)算 .222.2 高爐內(nèi)襯設(shè)計(jì) .252.2.1 爐底 .252.2.2 爐缸 .262.2.3 爐腹 .262.2.4 爐腰 .272.2.5 爐身 .272

11、.3 高爐爐殼和高爐基礎(chǔ) .322.3.1 高爐爐殼 .322.3.2 高爐基礎(chǔ) .332.4 爐體設(shè)備.342.4.1 爐體冷卻設(shè)備.342.4.2 風(fēng)口水套.352.4.3 鐵口套.352.4.4 爐喉鋼磚 .352.4.5 爐頂保護(hù)板.353 3 料運(yùn)系統(tǒng)計(jì)算及裝料布料設(shè)備料運(yùn)系統(tǒng)計(jì)算及裝料布料設(shè)備 .36363.1 貯礦槽.363.1.1 平面布置.363.1.2 槽上運(yùn)輸方式.36 第ii頁3.1.3 儲(chǔ)礦槽工藝參數(shù).363.1.4 槽下供料.363.2 料坑設(shè)備 .373.3 碎焦運(yùn)送設(shè)施 .383.4 上料設(shè)備 .384 4 高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇 .39394.1 高

12、爐鼓風(fēng)量及鼓風(fēng)壓力的確定 .394.1.1 高爐入爐風(fēng)量.394.1.2 鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量.394.1.3 高爐鼓風(fēng)壓力.404.2 高爐鼓風(fēng)機(jī)能力的確定 .404.2.1 大氣狀況對高爐鼓風(fēng)的影響.404.2.2 鼓風(fēng)機(jī)工況的計(jì)算.404.2.3 鼓風(fēng)機(jī)的選擇.414.3 高爐鼓風(fēng)機(jī)的工藝過程.425 5 熱風(fēng)爐熱風(fēng)爐 .43435.1 計(jì)算的原始數(shù)據(jù) .435.2 燃燒計(jì)算 .445.2.1 煤氣成分換算.445.2.2 煤氣發(fā)熱值計(jì)算.445.2.3 燃燒 1 標(biāo)米 3 煤氣的空氣需要量.455.2.4 燃燒 1 標(biāo)米 3 煤氣生成的煙氣量灰分分組成 .455.2.5 理論燃燒溫度和實(shí)際燃

13、燒溫度計(jì)算 .465.3 熱平衡計(jì)算 .485.3.1 計(jì)算鼓風(fēng)從 80提高到 1200所增加的熱含量.485.3.2 加熱 1 標(biāo)米 3 鼓風(fēng)需要的煤氣量.485.3.3 煤氣消耗量及煙氣量.485.4 蓄熱室熱工計(jì)算 .495.4.1 熱工計(jì)算的原始條件.515.4.2 蓄熱室各部位的煙氣及鼓風(fēng)溫度.525.4.3 蓄熱室面積及各段磚格子高度的計(jì)算.535.4.4 蓄熱室面積及蓄熱室各段高度的調(diào)整 .555.5 熱風(fēng)爐的蓄熱面積指標(biāo) .556 6 風(fēng)口平臺(tái)及渣鐵處理系統(tǒng)風(fēng)口平臺(tái)及渣鐵處理系統(tǒng) .57576.1 風(fēng)口平臺(tái)和出鐵場布置 .576.1.1 鐵口及出鐵場數(shù)目的確定.57 第iii頁

14、6.1.2 渣、鐵溝及其流嘴布置.586.2 風(fēng)口平臺(tái)和出鐵場設(shè)備 .586.2.1 泥炮.586.2.2 開鐵口機(jī).596.2.3 堵渣口機(jī) .596.2.4 爐前吊車 .606.2.5 鐵水罐車 .606.2.6 渣罐車 .616.3 風(fēng)口平臺(tái)和出鐵場結(jié)構(gòu) .626.3.1 風(fēng)口平臺(tái) .626.3.2 出鐵場.626.4 鐵水處理.626.5 渣的處理 .627 7 高爐煤氣處理系統(tǒng)高爐煤氣處理系統(tǒng) .64647.1 工藝流程 .647.2 煤氣除塵設(shè)備 .647.2.1 粗除塵設(shè)備重力除塵器.647.2.2 精細(xì)除塵設(shè)備布袋除塵器.657.2.3 脫水器.657.3 煤氣除塵系統(tǒng)附屬設(shè)備

15、 .667.3.1 粗煤氣管道.667.3.2 調(diào)節(jié)閥組.667.3.3 煤氣遮斷閥.667.3.4 煤氣放散閥.668 8 高爐噴吹煤粉系統(tǒng)高爐噴吹煤粉系統(tǒng) .67678.1 噴煤系統(tǒng) .678.2 噴吹工藝 .678.3 主要設(shè)備 .688.3.1 混合器.688.3.2 分配器.688.3.3 噴煤槍.688.3.4 噴氧槍.689 9 部分車間布置與總圖運(yùn)輸部分車間布置與總圖運(yùn)輸.69699.1 車間平面布置 .699.2 廠區(qū)的選擇.699.3 總圖運(yùn)輸 .69 第iv頁1010 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).7070致致 謝謝 .7171專題專題 添加微量納米銅粉在冶金制件燒結(jié)時(shí)的作用添加微量

16、納米銅粉在冶金制件燒結(jié)時(shí)的作用 .7272 第 1 頁 前 言畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)學(xué)習(xí)過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，對每個(gè)大學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和以后的工作實(shí)踐能力都會(huì)有很大的幫助與提高。畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了更好地將理論和實(shí)踐結(jié)合起來，達(dá)到學(xué)以致用的目的。本設(shè)計(jì)說明書是編者赴陜西省漢中鋼鐵集團(tuán)有限公司實(shí)習(xí)后，經(jīng)楊雙平老師悉心指導(dǎo)的年產(chǎn) 630 萬噸生鐵的高爐的工藝設(shè)計(jì)說明書。本設(shè)計(jì)參照了近年來國內(nèi)外煉鐵工藝方面的資料。 本設(shè)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和主要設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，工作原理設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)方法。本設(shè)計(jì)說明書的設(shè)計(jì)原則是，擬建兩座高爐其中每座高爐有效容積 3172m3，盡可能采用通用的工藝

17、和技術(shù)，關(guān)鍵工藝裝備水平達(dá)到國家同類型高爐水平，本設(shè)計(jì)說明書主要包括高爐配料計(jì)算、高爐本體設(shè)計(jì)、料運(yùn)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、高爐爐頂、高爐鼓風(fēng)機(jī)、外燃式熱風(fēng)爐、渣鐵處理系統(tǒng)及煤氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)等幾大部分，同時(shí)對煉鐵的其他工藝流程式進(jìn)行了設(shè)計(jì)說明。其中高爐配料計(jì)算，先從原料入手，對各種原料的化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)行成分處理。接著進(jìn)行高爐配料計(jì)算，包括產(chǎn)品方案的確定，對物料平衡的計(jì)算，生鐵爐渣性能指標(biāo)的計(jì)算及校核等。高爐部分包括高爐的選型及高爐內(nèi)型的計(jì)算，配磚的計(jì)算，冷卻設(shè)備及本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，熱風(fēng)爐部分包括熱工計(jì)算，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這兩部分作為煉鐵設(shè)計(jì)的主體部分。其它工藝流程包括出鐵場的設(shè)計(jì)，渣鐵處理系統(tǒng)，高爐鼓風(fēng)機(jī)，煤氣

18、處理系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)及主要設(shè)備的選型。車間平面布置及總圖運(yùn)輸方案，以聯(lián)合企業(yè)為背景，盡量使車間布置趨向合理。 本設(shè)計(jì)說明書附有高爐磚量圖，熱風(fēng)爐剖面圖，車間平面布置圖各一張。由于編者缺乏實(shí)作和經(jīng)驗(yàn)，如有疏忽和錯(cuò)誤，還望見諒和批評指正！ 第 2 頁1 高爐配料計(jì)算1.1 原始資料配料計(jì)算所需的鐵礦石、爐塵、及噴吹物的整理成分見表 1-1、表 1-2、表 1-3、表 1-4、表 1-5。表 1-1 球團(tuán)礦和燒結(jié)礦的化學(xué)成分（%）類 型tfefeosio2caomgoal2o3spmno燒結(jié)礦53.199.246.1913.392.891.670.040.021.11球團(tuán)礦61.220.758.121

19、.20.911.480.0280.0351.47表 1-2 塊礦的化學(xué)成份（%）tfefeosio2caomgoal2o3spmno59.551.744.391.360.042.130.0220.0230.88表 1-3 焦炭工業(yè)分析表（%）固定炭灰份揮發(fā)份硫合計(jì)游離水87.469.941.170.871003.2表 1-4 燃料灰份分析表（%）mgosio2al2o3p2o5caofe2o3so3feo合計(jì)焦炭0.9549.9934.090.373.020.881.249.46100煤粉1.0348.3135.820.303.682.980.936.95100 第 3 頁表 1-5 焦炭揮發(fā)

20、份成分（%）co2coh2ch4n2合計(jì)34.237.86418100表 1-6 煤粉成分（%）cad灰分sh2o合計(jì)75.738.004.040.261.85100表 1-7 生鐵成分表（%）simnpcfes合計(jì)0.320.940.1454.0194.550.035100表 1-8 爐渣成分表（%）mgosio2al2o3baocaofeos/2mno合計(jì)8.1436.139.933.7238.910.900.931.34100表 1-9 爐頂煤氣成分表（%）co2coh2ch4n2合計(jì)17.125.31.30.655.7100表 1-10 爐塵分析表（%）tfepsfe2o3feocao

21、sio2al2o3mnomgobao固c燒損合計(jì)重力塵41.420.040.4051.457.018.308.612.611.121.970.8417.6415.78100文氏塵44.670.040.4056.627.038.248.632.111.032.030.9012.9714.6100 第 4 頁1.1.1 礦石的選配 高爐使用多種礦石冶煉時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦石的供應(yīng)量及爐渣成分和渣量的要求選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，本設(shè)計(jì)選用 60%的燒結(jié)礦和 30%的球團(tuán)礦，10%的塊礦。為計(jì)算方便，求出混合礦的成分，計(jì)算時(shí)看作單一礦石。在選配礦石時(shí)，應(yīng)注意檢查礦石含磷量不得超過生鐵含磷量。冶煉鑄鐵時(shí)還應(yīng)檢查礦石含錳

22、量是否滿足生鐵的要求，否則應(yīng)加錳礦。注：燒結(jié)礦：球團(tuán)礦：生礦60：30：101 1. .2 原始資料的整理配料計(jì)算所需的鐵礦石、熔劑、爐塵及噴吹物等的整理成分如下表 1-11，表 1-12，表 1-13，表 1-14。表 1-11 原料整理后的成分 1.3 冶煉條件的確定根據(jù)冶煉鐵種和原燃料成分，除確定礦石的配比外，尚需要定爐渣堿度、焦比、噴物數(shù)量、塵、鐵成分與各種元素在渣鐵中的分配比 。（1）各種元素在爐渣、煤氣、和生鐵中的分配比如下表 1-12tfepsfeofe2o3sio2cao燒結(jié)礦53.190.020.049.2465.786.1913.39球團(tuán)礦61.220.0350.0280.

23、7586.708.120.8塊礦60.050.0280.0271.7485.355.231.76混合礦56.330.0120.0345.9374.036.458.45mgoal2o3p2o5s/2mno燒損合計(jì)2.891.670.0460.021.110100.000.661.370.080.0141.470100.000.292.380.0640.0140.932.242100.001.961.660.060.021.20.22100.00 第 5 頁表 1-12 各種元素在爐渣、煤氣、和生鐵中的分配比產(chǎn)品femnps生鐵0.9970.701.000.02爐渣0.0030.3000.98煤氣

24、0000.05（2）預(yù)定生鐵成分，見表 1-13：表 1-13 預(yù)定生鐵成分sipcfesmn合計(jì)0.320.1454.0194.550.0350.94100（3）燃料使用量的假定：濕焦比為 480kg/噸鐵； 焦炭與噴吹燃料中總碳量的 1.2與 h2生成 ch4；煤粉噴吹量為 150 kg /噸鐵；碎鐵使用量為 20 kg /噸鐵；選擇的爐渣堿度 cao/sio2=1.0；冶煉強(qiáng)度 i= 2.0 噸焦/立方米晝夜；熱風(fēng)溫度 t=1200，鼓風(fēng)濕度 =1；爐塵吹出量為 15 kg /噸鐵；直接還原度 d=0.45；爐頂煤氣溫度 tr=200 (4) 根據(jù)鐵平衡求鐵礦石的量 焦炭帶入的鐵量： f

25、e2o32fe feofe 159.70 111.70 71.55 55.85 0.0088 x1 0.0946 x2 故 x1=0.00616 x2=0.0738 所以焦炭帶入的鐵量：m(fe)j=480（1-0.032）0.0994（0.00616+0.0738）=3.68（）礦石的需求量：其中煤粉帶入的鐵量（1t 生鐵）m（fe）me fe2o32fe feofe 159.70 111.70 71.55 55.85 0.0298 x1 0.0695 x2 第 6 頁 故 x1=0.021 x2=0.054 所以煤粉帶入的鐵量m（fe）me=1500.0404（0.021+0.054）=0

26、.455（） （生鐵）=100094.55%=945.5tfe （爐渣）=945.50.003/0.997=2.845zafe （爐塵）=150.4142=6.213chfe fem（碎鐵）=200.85=17故 kqtzachjmekfefefefefefe563. 069. 345. 017213. 6845. 25 .9456691式中：礦石的需要量，kg/t(鐵)；kq進(jìn)入生鐵的鐵量，kg/t(鐵)；tfe進(jìn)入爐渣的鐵量 ，kg/t(鐵)；zafe進(jìn)入爐塵的鐵量 ，kg/t(鐵)；chfe焦炭帶入的鐵量 ，kg/t(鐵)；jfe煤粉帶入的鐵量 ，g/t(鐵)；mefe礦石的含鐵量 ，k

27、g/t(鐵)。kfe fem碎鐵帶入的鐵量，kg/t(鐵)。(5)據(jù)氧化鈣的平衡求石灰石的需要量 爐渣堿度=1.0。rlq222222()()()()() ()()kjmesicheesiosiosiosiosiorcaor sio2()()()()()()kjmecheecaocaocaocaocaor sio 第 7 頁 =(16690.06745）+480(1-0.032)0.09940.4999+（200.09）+（1500.04040.4831）1.0/(0.5278-1.00.0162)-3.260/28+150.08611.0/(0.5278-1.00.0162)-16690.0

28、845+480(1-0.032)0.09940.0302/(0.5278-1.00.0162)-300+1500.04040.0368-150.083/(0.5278-1.00.0162)=6故石灰石的用量為 0式中： 熔劑的需要量 ，kg/t(鐵)；lq礦石所帶入的 sio2量， kg/t(鐵)；2()ksio礦石所帶入的 cao 量 ，kg/t(鐵)；()kcao焦炭所帶入的 sio2量 ，kg/t(鐵)；2()jsio焦炭所帶入的 cao 量 ， kg/t(鐵)；()jcao煤粉所帶入的 sio2量 ， kg/t(鐵)；2()mesio煤粉所帶入的 cao 量 ， kg/t(鐵） ；()

29、mecao還原硅所消耗的 cao 量， kg/t(鐵)；2()sisio爐塵所帶走的 sio2量 ， kg/t(鐵)；2()chsio 爐塵所帶走的 cao 量 ， kg/t(鐵)；()chcao熔劑中 sio2含量 ，%；()ecao 熔劑中 cao 含量 %；2()esio爐渣堿度。r在計(jì)算時(shí)要考慮機(jī)械損失，一般原料機(jī)械損失列于下表 1-14： 第 8 頁表 1-14 原燃料的機(jī)械損失原、燃料機(jī)械損失 %礦 石熔 劑焦 炭211每噸生鐵原燃料的實(shí)際消耗量見下表 1-15。表 1-15 生鐵原燃料的實(shí)際消耗量原、燃料理論消耗量kg/t機(jī)械損失（%）水分（%）實(shí)際消耗量 kg/t混 合 礦焦

30、炭碎鐵石灰石1669480(1-0.032)=4652062101032001703.00485.3920.006.06總 計(jì)21602214.45(6)爐渣成分和數(shù)量的計(jì)算進(jìn)入爐渣的全部硫量:mchtmejlkzassssssss=16690.0002+60.00012+480(1-0.032)0.0087+480(1-0.032)0.09940.012432/80+(1500.0026+1500.04040.009332/80)+0-0.35-150.0040-16690.0002+60.00012+(480(1-0.032)0.0087+480(1-0.032)0.09940.01243

31、2/80)+(480(1-0.032)0.0087+480(1-0.032)0.09940.012432/80)0.05=4.60kg進(jìn)入爐渣的 feo 量:=fe=945.5=3.66kgzafe72560.0030.9977256 第 9 頁進(jìn)入爐渣的 sio2量:chsimejkzasiosiosiosiosiosi)()()()()()(22222 =16690.0675+480(1-0.032)0.09940.4999+200.09+1500.04040.4831-3.2-2860150.083 =132.37進(jìn)入爐渣的 cao 量:chcaocaocaocaocaolmejza)(

32、)()()()(=16690.0845+480(1-0.032)0.09940.0302+200+1500.04040.0368+0-150.083=144.57進(jìn)入爐渣的 mgo 量: chlmemjkzamgmgmgomgomgomgomgo)()()()()()()( =16690.025+480(1-0.032)0.09940.0095+200+1500.04040.0103+0-150.0197 =42.01進(jìn)入爐渣的 al2o3量: choaloaloaloaloallmejza)3()()()()(232323232=16690.0166+480(1-0.032)0.09940.

33、3409+200.03+1500.04040.3582+0-150.0261 =45.90進(jìn)入爐渣的 mno 量： mnoqzamnok)( =16690.0120.3/0.771/55 第 10 頁 =11.08綜上述計(jì)算，最終爐渣成分列于下表 1-16。表 1-16 爐渣成分與數(shù)量化學(xué)組成sio2al2o3caomgofeo重量（kg）132.3745.90144.5742.013.66成分（%）34.5011.9137.6110.950.95smno合計(jì)2/cao sio2caomgosio4.0711.08383.591.062.81100.001.1 1.40(7) 鐵成分的確定生鐵

34、含磷量的計(jì)算:001001000)()(14262)()()(chljkpppptp%10010000004. 0150142620037. 00994. 0)032. 01 (4800006. 01669=0.11%生鐵含硫量的計(jì)算: %1000100ts)(ts =0.350.1% =0.035%生鐵含硅按假定的 0.32%生鐵含錳量 第 11 頁%10001007155zamnomnt =11.08%10001007155 =0.86%生鐵含鐵量 94.55%生鐵含碳量ct=100%-pt-st-sit-mnt-fet=(100.00-0.11-0.035-0.86-0.32-94.55

35、)%=4.115%故生鐵的最終成分見表 1-17。表 1-17 生鐵的最終成分表成分simnspcfe合計(jì)含量（%）0.320.860.0350.114.11594.55100.00計(jì)算結(jié)果與預(yù)定基本符合.1.4 物料平衡1.4.1 根據(jù)碳平衡計(jì)算風(fēng)量(1)風(fēng)口前燃燒的總碳量爐料帶入的碳量可按下式計(jì)算： chymejluccccc 1764. 01507573. 01508746. 0)032. 01 (480 =517.32kg式中 爐料帶入的碳量；luc焦炭帶入的碳量；jc煤粉帶入的碳量；mec爐塵帶走的碳量。chc生成甲烷的碳量:517.320.012=6.21溶于生鐵的碳量:ct=ct

36、 1000=4.88%1000=48.8kg 第 12 頁還原錳消耗的碳量: cmn=9.412/55=2.05kg還原硅消耗的碳量:csi=3.22.74kg 2428還原鐵消耗的碳量:cfe=（945.5-200.85）0.45=89.53kg5512 還原磷消耗的碳量:cp=0.540.52kg6062則直接還原消耗的碳量:pfesimndccccc=2.05+2.74+89.53+0.52=94.84風(fēng)口前燃燒的量:cf=clu-cd-cch4-ctmc=517.32-94.84-6.21-48.8+0.6=368.07（2）風(fēng)量的計(jì)算鼓風(fēng)中氧的濃度可按下式計(jì)算: n氧氣=0.21(1

37、)0.5=0.21(1-0.01)+0.50.01=0.2129式中 n氧氣鼓風(fēng)中的氧的濃度; 鼓風(fēng)中水分.風(fēng)口前談燃燒時(shí)的需氧量 ：co,2353.3431224 .2207.3681224 .22mcf其中煤粉供氧 3, 2311. 64 .22320601. 0150mome則由鼓風(fēng)供氧： 343.53-6.311=337.222.2.2.fcmeooo3m則每噸生鐵需要風(fēng)量（包括噴煤粉所用的壓縮空氣量） 32, 203.16632129. 022.337mnoovff 第 13 頁 1.4.2 煤氣的成分和數(shù)量計(jì)算(1)甲烷的計(jì)算由燃料碳素生產(chǎn)的甲烷：4chv573.11124 .22

38、21. 63m焦炭揮發(fā)分中的甲烷：4chv304. 0164 .2204. 00117. 0)032. 01 (4803m則進(jìn)入煤氣中的甲烷為： 4chv877.11304. 0573.113m(2)氫量的計(jì)算由鼓風(fēng)中分解的氫：h2.f=vf氫氣=1663.030.01=16.633m焦炭揮發(fā)分有機(jī)物中的氫： h2.j=65. 324 .2206. 00117. 0)032. 01 (4803m煤粉分解出的氫：h2.me=968.5824 .22351. 01503m在噴吹得條件下，一般有 40%的氫參加還原，故氫氣參加還原的總量為：h2.h7 .3140. 0968.5865. 363.16

39、）（3m生成甲烷的氫 h2=11.8862=23.763m則進(jìn)入煤氣中的氫：h2=16.63+3.65+58.968-31.7-23.76=23.793m(3)二氧化碳的計(jì)算fe2o3還原為 feo 時(shí)，生成的 co2為：3ofekofe2m98.1721604 .227403. 016691604 .22qco3232feo 還原為 fe 時(shí)生成的 co2為： 3mth2d.2m05.166564 .22fefe4 .2256hr1comffeofefe 第 14 頁石灰石分解出的二氧化碳為：60.42922.4/44=1.313m混合礦分解的二氧化碳為： 3.kk . 29 . 1444

40、.220022. 01669444 .22qco2mcok焦炭揮發(fā)中的 co2： 3j . 2946. 0444 .22342. 00117. 0)032. 01 (480com則進(jìn)入煤氣的二氧化碳：32186.3439 . 131. 1946. 005.16698.172com(4) 一氧化碳的計(jì)算風(fēng)口前燃燒的一氧化碳： 3.45.700124 .2224.375124 .22mccoff直接還原生成的一氧化碳： 373.177124 .2221.95124 .22mccodd焦炭揮發(fā)分中的一氧化碳： 364. 1284 .22378. 00117. 0)032. 01 (480mcoj間接

41、還原消耗一氧化碳： 303.33905.16698.17232mcococofeoofei則進(jìn)入煤氣的一氧化碳：co=700.45+177.73+1.64-339.03=540.79m3(5) 氮的計(jì)算鼓風(fēng)帶入的氮： 3266.130079. 001. 0103.166379. 01.mvnff焦炭帶入的氮： 3. 278. 0284 .2218. 00117. 0)032. 01 (480mnj煤粉帶入的氮： 第 15 頁 3. 272. 0284 .220060. 0150mnme則進(jìn)入煤氣的氮： 3216.130272. 078. 066.1300mn綜上計(jì)算煤氣的數(shù)量及成分見表 1-1

42、8。表 1-18 煤氣的數(shù)量及成分化 學(xué) 成 分體 積（m3）體積分?jǐn)?shù)（%）co2343.6815.44co540.7924.34n21302.1658.61h223.791.07ch411.880.54總 計(jì)2221.80100.001.4.3 物料平衡表的編制(1) 鼓風(fēng)重量的計(jì)算1m3鼓風(fēng)的重量為 /m3283. 14 .2228)01. 01 (79. 032)01. 01 (21. 01801. 0則全部的鼓風(fēng)重量=1663.031.28=2133.67kg(2) 煤氣重量計(jì)算1m3煤氣重量： 3/35. 14 .22160055. 020108. 0285768. 0282446.

43、 0441623. 0mkg 第 16 頁則全部煤氣重量：2221.801.35=2999.44kg 氫參加還原生成的水為：kg47.254 .22187 .31則本計(jì)算的物料平衡見下表 1-19。表 1-19 物料平衡表收入項(xiàng)目數(shù)量，kg支出項(xiàng)目數(shù)量，kg原燃料鼓風(fēng)煤粉2214.452133.67150.00生鐵煤氣爐渣爐塵水分10002999.44383.5915.0025.47總計(jì)4498.12總計(jì)4422.82絕對誤差75.30相對誤差1.4%1.5 熱平衡1.5.1 計(jì)算熱量收入項(xiàng)（1）碳素氧化放熱cq碳素氧化為 1m3co2放熱：2coq 79804 .22122 . 479804

44、 .2212q22co氧化cov =17955kj碳素氧化為 1m3co 放熱：coq 第 17 頁 23404 .2212vqcoco氧化 =23404 .22122 . 4 =5265kj則碳氧化放出的總熱量：1795546.90-.311-.421-686.34252654.61-79.540qc）（）（氧化 =8925549.3kj（2）鼓風(fēng)帶入的熱量風(fēng)q 水汽風(fēng)空氣風(fēng)風(fēng)風(fēng)qvqvvq =2 . 411004756. 063.163751. 0)63.1603.1663( =2888285.4kj（3）氫氧化為水放熱oh2q =31.725814.2oh2q =343636.34kj（

45、4）成渣熱爐料的碳酸鹽或磷酸鹽中存在 1cao 及 mgo 在高爐內(nèi)生成為 270kcal，混合礦中呈 ca3(po4)2存在的 cao 為： 16690.0006356/（312+165）=1.185混合礦中呈 caco3形式存在的 cao 為： 16690.002256/44=4.673熔劑中的（cao+mgo）為： 6（0.5278+0.0132）=3.246則成渣熱為： 270（1.185+4.673+3.246）4.2=10323.936kj（5）混合礦帶入熱：燒結(jié)礦帶入熱量：ncatta =16690.60.194004.2 第 18 頁 =319646.88kj則冶煉 1t 生鐵

46、的總熱量收入為：8925549.3+2888285.4+343636.34+10323.936+319646.88=12487439.86kj1.5.2 計(jì)算熱量支出項(xiàng)（1）氧化物分解吸熱氧化物分解q 鐵氧化物分解熱：鐵氧分q由于原料是熔劑結(jié)礦，可以考慮其中有 20%feo 以硅酸鐵（2feosio2形式存在，其余以 fe3o4形態(tài)存在，焦炭中 feo 全部以 2feosio2存在。87.22946.00994.0032.00-1480%20249.00.601669m(fe)）（硅酸鐵10.7687.22-935.001669m(feo)四氧化三鐵11.1697216010.76)(43四氧

47、化三鐵ofem45.106611.169-034.701669m)o(fe32游離 分解 1feo（2feosio2）需要 973.33kcal feo 的分解熱=22.87973.334.2=93492.240分解 1fe3o4需要 1146.38kcal fe3o4的分解熱=（76.10+169.11）1146.384.2 =1180636.127kj分解 1fe2o3需要 1230.69kcal fe2o3的分解熱=1066.451230.694.2 =5512371.272kj所以鐵氧化物的總分解熱為： 93492.24+1180636.127+5512371.272=6786499.

48、639kj 錳氧化物分解吸熱：錳氧分q02.73661000%mnq錳氧分 =2 . 45 .1758100094. 000 =63517.02kj 第 19 頁 硅氧化物分解吸熱：硅氧分q 2 . 474231000%siq硅氧化 =99765.12kj 磷酸鹽的分解吸熱：磷鹽分q 2 . 485401000%pq磷鹽分 =2 . 485401000%1 . 1 =39454.8kj（2）脫硫吸熱： =32934.66kj4)19201315149511290(脫 s 消耗的熱量=2 . 41505)(chymejlkssssss =（5.0185-0.06）1504.2 =31911.56

49、9kj所以氧化分解和脫 s 消耗的總熱量=6786499.639+63517.02+99765.12+39454.8+31911.569=7021148.148kj（3）碳酸鹽的分解熱： 由 caco3分解出 1co2需要 966kcal，由 mgco3分解出 1co2需要594kcal，由 mnco3分解出 1co2需要 522kcal混合礦以 mnco3存在 co2量=16690.10.002944/71=0.30混合礦以 caco3存在 co2量=16690.0022-0.30=3.372熔劑中以 caco3存在 co2量=60.527844/56=2.488熔劑中以 mgco3存在 c

50、o2量=60.429-2.488=0.086 所以，碳酸鹽的分解熱=0.305224.2+（3.372+2.488）9664.2+0.0865944.2=24647.46kj（4）水分分解熱：分解 1m3水蒸氣需要 2581kcal 熱量鼓風(fēng)中水蒸氣的分解熱=1663.031%25814.2=180275.778kj（5）噴吹物分解熱： 3001502 . 4q噴分 =189000kj 第 20 頁（6）爐料游離水的蒸發(fā)吸熱：汽q 1水由 0升至 100吸熱 100kcal，再變?yōu)?100水蒸氣吸熱 540kcal，共計(jì) 640kcal =4803.2%6404.2=41287.68kj汽q（

51、7）鐵水帶走的熱：鐵水q =27010004.2=1134000kj鐵水q（8）爐渣帶走的熱量：渣q =383.594104.2=660541.98kj渣q（9）爐頂煤氣帶走的熱量：煤氣q 干煤氣的熱容量：煤氣干q4412. 00054. 03088. 00107. 03156. 05861. 03172. 02434. 04456. 01571. 0q煤氣干 =0.3351kcal/（m3） =1.408kj/（cm3） 干煤氣帶走的熱量為：2221.806 0.3351 250 4.2=781753.55 kj煤氣中水汽帶走的熱：水q 2 . 43680. 0)100250()7 .311

52、84 .2218(q水 =12542.544kj 假定爐塵的比熱為 0.2kcal/kg； 則爐塵帶走的熱量塵q 2 . 42502 . 015q塵 =3150kj煤氣帶走的總熱量=781753.55+12542.544+3150 第 21 頁=797446.094kj（10）外部熱損失損失q=12487439.86-7021148.148-24647.46-180275.718-189000支出收損失qqq -41287.68-1134000-660541.98-797446.094 =2439092.78kj 1.5.3 根據(jù)以上計(jì)算列出熱量平衡表通過以上計(jì)算熱量平衡見表 1-20。表 1

53、-20 熱量平衡表熱 收 入熱 支 出項(xiàng) 目kj%項(xiàng) 目kj%1.碳素氧化熱8925549.371.481.氧化物分解7021148.14849.032.鼓風(fēng)帶入熱2888285.423.132.碳酸鹽分解熱24647.460.203.氫氧化放熱343634.342.753.水分分解180275.7181.444.成渣熱 10323.9360.084.噴吹物分解18900017.665.爐料帶入熱319646.882.565.游離水帶走熱41287.680.336.鐵水帶走熱11340009.087.爐渣帶走熱660541.985.298.煤氣帶走熱797446.0946.489.外部熱損失2

54、439092.7810.49共計(jì)12487439.86100.00共計(jì)12565683.8100.00 1.5.4 高爐熱工指標(biāo)的分析（1）熱量有效利用系數(shù)的計(jì)算：tk 第 22 頁 00t100k全部有效qq =%10086.12487439834.80912578.243909286.12487439 =73.99%（2）碳素?zé)崮芾孟禂?shù) kc 的計(jì)算 %1007980kcccmq =%1004 .2212)956.33915.539(79802 . 43 .8925549 =56.55% 第 23 頁2 高爐本體設(shè)計(jì)2.1 高爐內(nèi)型相關(guān)計(jì)算（1）實(shí)際年產(chǎn)量 t45.63915. 1%10

55、630%90630（2）確定年工作日36598.6=360 天日產(chǎn)量 p總 t177633606394500（3）定容積選定高爐座數(shù)為 2 座，利用系數(shù))/(6 . 23dmtv高爐容積 331726 . 2217763mpvvu（4）爐缸尺寸1）爐缸直徑： 則 取 d=12mm04.12317232. 0v32. 0d45. 045. 0u校核1 .281243172av2u2）爐缸高度：渣口高度mdncbphz41. 2121 . 755. 01022 . 11776327. 127. 122鐵取mhz5 . 2風(fēng)口高度取mkhhzf54. 455. 05 . 2mhf6 . 4風(fēng)口數(shù)目取

56、 n=28 個(gè)個(gè)2821222d2n 第 24 頁風(fēng)口尺寸選取0.5am 則爐缸高度mahhf1 . 55 . 06 . 41（4）死鐵層厚度 取.4m1ho（5）爐腰直徑、爐腰角和爐腰高度選取，則取11. 1dd32.130 .1211. 1d11. 1dm0 .13d 選取80選取 取m84. 280tg20 .120 .13tg2ddh2m8 . 2h2校核 0 .120 .138 . 22ddh2tg25779（6）爐喉直徑和爐喉高度選取則取66. 0dd1m58. 80 .1366. 0d66. 0d1m6 . 8d1（7）爐身角、爐身高度和爐腰高度選取1084則取m54.21108

57、4tg26 . 80 .13tg2ddh14m5 .21h4校核 6 . 80 .135 .212ddh2tg14984選取 65. 2dhu則 取m45.340 .1365. 2d65. 2hum5 .34hu選取 m0 . 2h5求得m1 . 30 . 25 .218 . 21 . 55 .34hhhhhh5421u3（）校核爐容 第 25 頁爐缸體積： 321215 .5761 . 51244mhdv腹積：=222212ddddhv2212120 .130 .138 . 212=36 .343 m爐腰體積： 323233 .4111 . 30 .1344mhdv爐身體積：)(121124

58、4ddddhv226 . 86 . 80 .130 .135 .2112 =38 .1995 m爐喉體積：3252151 .1160 . 26 . 844mhdv1 .1168 .19953 .4116 .3435 .57654321vvvvvvu =33 .3193 m誤差%1%67. 0%100317231723 .3193%100uuuvvvv高爐各部分尺寸見下表 2-1： 第 26 頁表 2-1 高爐各部分尺寸高爐有效容積vu3172m3爐缸直徑d12m爐腰直徑d13.0m爐喉直徑d18.6m高爐有效高度hu34.5m爐缸高度h15.1m爐腹高度h22.8m爐腰高度h33.1m爐身高度

59、h421.5m爐喉高度h52.0m死鐵層高度h01.4m渣口高度hz2.5m風(fēng)口高度hf4.6m爐腰角5779爐身角984風(fēng)口個(gè)數(shù)28渣口個(gè)數(shù)0鐵口個(gè)數(shù)42.2 高爐內(nèi)襯設(shè)計(jì) 2.2.1 爐底高爐爐底采用綜合爐底結(jié)構(gòu)，死鐵層下面采用高鋁磚砌筑，上面部分外圍采用碳磚砌筑，內(nèi)圈采用高鋁磚砌筑.由煉鐵設(shè)計(jì)參考資料可查，高爐的碳磚爐底高度為 4600mm爐底直徑mm第 27 頁一塊高鋁磚的體積 mmv388125075150345高鋁爐底需鋪四層高鋁磚。則爐底的高鋁磚數(shù)：塊高鋁磚數(shù)高鋁31498738812504600920014. 32221vhd塊碳磚磚數(shù)78747901

60、50400400421840014. 322.2.2 爐缸分兩段。）部分，共層，由內(nèi)向外共兩圈237523004000表 2-2 第 1 段砌磚型號(hào)及用量1961g973g8722042gg8721042gg9719631gg）部分，共層，由內(nèi)向外共兩圈，67540004400表 2-3 第 2 段砌磚型號(hào)及用量8721042gg2.2.3 爐腹 ，共層mh8 . 2243752800 第 28 頁表 2-4 第 3 段砌磚型號(hào)及用量8718242gg2.2.4 爐腰，共層,分三段：mh1 . 3341753100段：2 層，由內(nèi)向外共三圈：表 2-5 第 4 段砌磚型號(hào)及用量9719431g