(完整版)年產(chǎn)350萬噸生鐵煉鐵的車間設(shè)計(jì)說明書_本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文.doc

1、本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）年產(chǎn) 350 萬噸生鐵煉鐵的車間設(shè)計(jì)說明書2012Annual Graduation Thesis (Project) of the College UndergraduateAnnual output of 3.5 million tons of pig iron, iron-smelting plant designJune, 2012畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個

2、人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名：日期：畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：摘要本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量 350 萬噸生鐵煉鐵的高爐車間。高爐車間的主要系統(tǒng)：高爐本體系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)都做了一定的敘述。并且對

3、廠址選擇和車間布置也做了總體設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)還對設(shè)備類型、尺寸計(jì)算和生產(chǎn)能力進(jìn)行了粗略計(jì)算。為了更加具有科學(xué)性， 本著優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗和對環(huán)境污染小的方針，在預(yù)設(shè)計(jì)建造一座年產(chǎn)生鐵350 萬噸的高爐煉鐵車間，本設(shè)計(jì)說明書詳細(xì)的對其進(jìn)行了高爐設(shè)計(jì)、本設(shè)計(jì)參考了國內(nèi)外的相似高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。力爭使該設(shè)計(jì)的高爐做到高度機(jī)械化、自動化和大型化，以期達(dá)到最佳的生產(chǎn)效益。關(guān)鍵詞：高爐 ； 熱風(fēng)爐； 車間設(shè)計(jì)ABSTRACTThis is designed to yield 3.5 million tons of pig iron blast furnace shop.The major systems o

4、f the blast furnace shop: the blast furnace body systems,feeding systems,slag and iron system, air supply system, dustremoval system and cooling system narrative. The overall design and site selectionand plant layout. The design also includes the device type, size, computing and capacity computing.I

5、n order to more scientific, the spirit of quality, and environmental pollution guidelines, pre-designed to build an annual output of 350 tons of pig iron blast furnace ironmaking plant, the design specifications detailed its blast furnace design , the reference design similar to the blast furnace of

6、 domestic and foreign production experience and data. Strive to make the design of the blast furnace to achieve a , automation and large-scale, in order to achieve optimum production efficiency.Keywords:Blast furnace ； Hot stove ； Plant design目錄1 緒論11.1 概述11.1.1 高爐煉鐵簡史和近況11.1.2 中國鋼鐵業(yè)急需升級換代及展望21.1.3

7、原料檢測設(shè)備31.1.4 休風(fēng)率31.1.5 生鐵合格率31.1.6主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) .31.2近代高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展 .51.2.1精料 .51.2.2采用新技術(shù) .51.2.3高風(fēng)溫 .61.2.4高壓操作 .61.2.5噴吹燃料 .61.2.6富氧鼓風(fēng) .71.2.7爐渣處理 .71.2.8能源回收 .71.2.9高爐長壽及快速大修 .71.3我國高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢 .71.4當(dāng)前世界鋼鐵工業(yè)形勢 .91.5本設(shè)計(jì)的目的和任務(wù) .102 工藝流程 .112.1高爐煉鐵工藝流程 .113 高爐煉鐵綜合計(jì)算 .123.1高爐配料計(jì)算 .123.1.1礦石選配 .123.2 計(jì)算方法與過程

8、.163.2.1生鐵成分 .163.2.2計(jì)算混合礦量 .163.2.3根據(jù)堿度平衡計(jì)算石灰石用量 .173.2.4終渣成分及渣量計(jì)算 .183.2.5生鐵成分校核 .193.3高爐物料平衡計(jì)算 .193.3.1初始條件 .203.3.2風(fēng)量計(jì)算 .203.3.3煤氣成分及數(shù)量計(jì)算 .213.3.4物料平衡表 .233.4高爐熱平衡計(jì)算 .253.4.1熱平衡計(jì)算 .253.4.2熱量支出計(jì)算 .264 高爐爐型設(shè)計(jì) .314.1 年工作日的確定 .314.2定容積 .314.3爐缸尺寸 .314.3.1爐缸直徑 .314.3.2爐缸高度、渣口高度 .314.3.4死鐵層的厚度 .314.3.

9、5爐腰直徑 ,爐腹角及爐腹高度 .324.3.6爐喉直徑和爐喉高度 .324.3.7爐身角、爐身高度及爐腰高度 .324.4校核爐容 .325 高爐供料系統(tǒng)設(shè)計(jì) .345.1高爐供料系統(tǒng) .345.1.1裝料設(shè)備選擇 .345.1.2受料漏斗 .355.1.3稱量料罐和密封閥 .355.1.4材料檢測設(shè)備 .355.2布料方式 .365.3爐后供料系統(tǒng) .365.4供料系統(tǒng)的形式與布置 .365.5給料設(shè)備 .376 送風(fēng)系統(tǒng) .386.1高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇 .386.1.1高爐入爐風(fēng)量 .386.1.2鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量 .386.1.3高爐鼓風(fēng)壓力 .386.1.4鼓風(fēng)機(jī)選擇 .386.1.5選擇風(fēng)

10、機(jī)要考慮以下兩點(diǎn) .396.2熱風(fēng)爐 .396.2.1熱風(fēng)爐座數(shù)的確定 .396.2.2熱風(fēng)爐工藝布置 .406.2.3熱風(fēng)爐型式的確定 .406.2.4熱風(fēng)爐主要尺寸的計(jì)算 .406.2.6熱風(fēng)爐設(shè)備 .436.2.7熱風(fēng)爐管道及閥門的確定 .446.3風(fēng)口的選擇 .456.4 送風(fēng)調(diào)節(jié) .466.4.1風(fēng)量 .466.4.2風(fēng)溫 .466.4.3風(fēng)壓 .466.4.4.鼓風(fēng)濕分 .46參考文獻(xiàn) .47致 謝471 緒論進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，世界鋼鐵工業(yè)一改30 年來停滯不前的局面，開始進(jìn)入快速發(fā)展階段。在世界鋼鐵產(chǎn)量不斷增長的同時，世界鋼鐵生產(chǎn)的設(shè)備技術(shù)也不斷發(fā)展與完善，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域

11、，因此鋼鐵生產(chǎn)水平是一個國家工業(yè)發(fā)展程度的標(biāo)志之一。國外高爐煉鐵的產(chǎn)量約占整個鐵產(chǎn)量90%, 如扣除直接還原鐵 , 則約99% 。受煉鋼需求量的驅(qū)動, 西方采取提高現(xiàn)有高爐生產(chǎn)率或改為擴(kuò)建大高爐的方式來擴(kuò)大高爐流程的產(chǎn)能。 中國是目前國際上首次在5000 立方米以上特大型高爐使用的國家。1.1 概述鋼鐵作為基礎(chǔ)工業(yè)材料自身價格相對低廉同時具有以下優(yōu)點(diǎn)：（ 1）鋼鐵擁有很高的韌性及強(qiáng)度。（ 2）在加工的過程中易于鑄、鍛、切削以及焊接等，能夠得到人們需要的任何鋼鐵產(chǎn)品。（ 3）生產(chǎn)所需的原料、燃料、石灰石等儲量豐富，開采容易，生產(chǎn)成本較低。高爐生產(chǎn)是獲得大量生鐵的主要手段。它的原料是富鐵礦或人造富

12、礦 (燒結(jié)礦或球團(tuán)礦 )。燃料主要是焦炭，其次是煤粉、重油、天然氣等。熔劑是石灰石。（ 4）鋼鐵擁有上千年的生產(chǎn)技術(shù)，較其他金屬具有工業(yè)規(guī)模大、產(chǎn)量高、成本低的優(yōu)勢。1.1.1 高爐煉鐵簡史和近況煉鐵的歷史悠久，早期高爐使用木炭或煤作為燃料， 18 世紀(jì)改用焦炭， 19 世紀(jì)中葉改為熱風(fēng)。 20 世紀(jì)初美國的大型高爐日產(chǎn)生鐵量達(dá) 450 噸。70年代初，日本建成 4197 立方米高爐，日產(chǎn)生鐵超過 1 萬噸，燃料比低于500 千克每噸生鐵。中國在清朝末年開始發(fā)展現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)。1890 年開始籌建漢陽鐵廠， 1 號高爐（ 248 米，日產(chǎn)鐵 100 噸）于 1894 年 5 月投產(chǎn)。1908 年

13、組成包括大冶鐵礦和萍鄉(xiāng)煤礦的漢冶萍公司。 1980 年，中國高爐總?cè)莘e約 8 萬米 ,其中 1000 米以上的 26 座。 1980 年全國產(chǎn)鐵 3802 萬噸，居世界第四位。世界 4000 5500m3 的大型高爐已有約 30 座，高爐最長壽命達(dá) 16 年，一代爐役的單位爐容出鐵量達(dá) 10000tm3 。1.1.2 中國鋼鐵業(yè)急需升級換代及展望高爐煉鐵技術(shù)，適合于那些工業(yè)化初步發(fā)展的國家，生產(chǎn)大路貨、初級鋼材，但在發(fā)達(dá)國家，高爐技術(shù)需要更加先進(jìn)和創(chuàng)新。作為世界上第一鋼鐵生產(chǎn)大國，世界鐵礦第一進(jìn)口大國，世界鋼鐵業(yè)初級鋼材第一出口大國，世界鋼鐵第一進(jìn)口大國，世界鋼鐵產(chǎn)業(yè)人數(shù)最多的國家，世界鋼鐵廠

14、最多的國家，中國必須認(rèn)真思考中國鋼鐵業(yè)的下一步發(fā)展戰(zhàn)略。不能以推動就業(yè)為借口，把鋼鐵業(yè)的發(fā)展寄托在國家的巨型投資拉動鋼鐵業(yè)的繁榮，而要認(rèn)真的思考減少污染，提高產(chǎn)品附加值和適應(yīng)市場的實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)鋼鐵業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級，效益升級。進(jìn)入新世紀(jì)后，國家冶金工業(yè)技術(shù)裝備政策和煉鐵技術(shù)的發(fā)展將要求盡快淘汰落后裝備。因此利用高爐大修的時機(jī)，采用成熟、適用的先進(jìn)技術(shù)對高爐進(jìn)行改造，滿足漣鋼發(fā)展的需要已勢在必行。2011 年是 “十二五 ”的開局之年，我國政府在國內(nèi)物價上漲壓力較大、國際經(jīng)濟(jì)持續(xù)動蕩的背景下，在控物價、穩(wěn)增長和調(diào)結(jié)構(gòu)中尋求平衡，實(shí)現(xiàn)了有效遏制物價過快上漲，保持了經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的預(yù)期目標(biāo)。2011年

15、我國鋼鐵工業(yè)總體運(yùn)行態(tài)勢良好，國內(nèi)鋼鐵市場因基礎(chǔ)設(shè)施投資和工業(yè)生產(chǎn)的平穩(wěn)增長，特別是國家對于保障性住房投資力度的加大，需求較為旺盛，帶動鋼鐵生產(chǎn)大幅增長。但在供大于求和鋼材金融屬性日益增強(qiáng)的情況下，國內(nèi)鋼鐵市場波動頻繁。2012 年我國經(jīng)濟(jì)仍將面臨國際經(jīng)濟(jì)環(huán)境不穩(wěn)定、外需放緩的局面， 同時國內(nèi)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的方針指引下，增速也將適度放緩。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式將降低單位國內(nèi)生產(chǎn)總值鋼鐵消費(fèi)強(qiáng)度，這對于鋼鐵工業(yè)來說既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。鋼鐵工業(yè)將在“十二五 ”規(guī)劃和市場對資源有效配置的共同作用下，逐步提升產(chǎn)品質(zhì)量，調(diào)整結(jié)構(gòu)，推動鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高鋼鐵工業(yè)整體競爭力， 逐步改變中國

16、鋼鐵業(yè)多年來“大而不強(qiáng) ”的局面，向鋼鐵強(qiáng)國邁出堅(jiān)實(shí)的步伐。1.1.3 原料檢測設(shè)備（1）高爐煉鐵對精料的要求精料就是全面改進(jìn)原燃料的質(zhì)量，為降低焦比和提高冶煉強(qiáng)度打下物質(zhì)基礎(chǔ)。保證高爐能在大風(fēng)、高壓、高風(fēng)濕、高負(fù)荷的生產(chǎn)條件下仍然能穩(wěn)定運(yùn)行。周傳典同志說： “高爐必須采用精料，這是兩千多年來中外煉鐵人員反復(fù)認(rèn)識的共同結(jié)論?！彼且粭l根本的準(zhǔn)則。精料的具體內(nèi)容可概括為“高、熟、凈、勻、小、穩(wěn)”六個字，此外，應(yīng)注意高溫冶金性能及合理的爐料結(jié)構(gòu)。或者高爐精料方針的內(nèi)容歸結(jié)為：“高、熟、凈、勻、小、少、好”）。1.1.4 休風(fēng)率休風(fēng)率是指休風(fēng)時間占全年日歷時間的百分?jǐn)?shù)。降低休風(fēng)率是高爐增產(chǎn)的重要途徑

17、一般高爐休風(fēng)率低于2。1.1.5 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)，是評價高爐優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的主要指標(biāo)。1.1.6 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在研究分析國內(nèi)2000 高爐原燃料條件和實(shí)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，結(jié)合漣鋼的實(shí)情和現(xiàn)有高爐的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，確定了高爐的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見下表 1-1。該指標(biāo)體現(xiàn)了國內(nèi)外同類型高爐的先進(jìn)性。下表1-1 為漣鋼2200 級高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 1-1 漣鋼 2200 級高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)備注高爐有效容積； m32200年平均利用系數(shù)； tm3·d2.0 2.2設(shè)備能力 2.5燃料比； kgtFe500焦比； k

18、gtFe350煤比； kgtFe150設(shè)備能力 200爐頂壓力； MPa0.2設(shè)備能力 0.25熱風(fēng)溫度；1200 1500設(shè)備能力 1250富氧率； %1 3入爐風(fēng)量； Nm3min4300渣比； kgtFe300熟料比； %90 92入爐礦品位； %58.5高爐年平均工作日；ta350年產(chǎn)生鐵；ta154 169.4設(shè)備能力 210年產(chǎn)生渣；ta54 61高爐煤氣產(chǎn)生量；Nh32 36.1高爐一代壽命； a15熱風(fēng)爐一代壽命； a301.2 近代高爐煉鐵技術(shù)發(fā)展我國是世界上最早掌握煉鐵技術(shù)的國家之一，其歷史可以追溯到公元5 世紀(jì)。但是 19 世紀(jì)中葉以來，由于眾所周知的原因，在很長一個歷史

19、時期內(nèi)，我國煉鐵技術(shù)處在被動落后的狀態(tài)。 1949 年新中國成立后，中國煉鐵工業(yè)經(jīng)過 5O 多年的發(fā)展，面貌煥然一新，取得了重大進(jìn)步。自 1994 年以來我國生鐵產(chǎn)量一直位居世界第一， 2001 年，全國鋼產(chǎn)量達(dá)到 15 億噸，部分高爐的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到、接近世界領(lǐng)先或世界先進(jìn)水平，這表明高爐操作技術(shù)有了新的進(jìn)展。自五十年代末以來，世界各國高爐容積不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量不斷增加，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上大于 2000米 的高爐已超過 150座，4000米 的高爐約有 3O余座。高爐大型化是建立在精料、高風(fēng)溫、超高壓爐頂?shù)痊F(xiàn)代技術(shù)上的，故大型高爐生產(chǎn)效率高。目前利用系數(shù)達(dá)到2.0噸米 ·日。到

20、 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。自動化不但降低勞動強(qiáng)度，更重要的是使高爐操作穩(wěn)定，對高爐操作參數(shù)進(jìn)行定量化。這是高爐技術(shù)由粗放型轉(zhuǎn)變到集約型和精細(xì)化的必由之路。 1.2.1 精料精料是現(xiàn)代高爐生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，近年來世界各國在精料上都做了大量工作，取得了顯著成效。 其中包括提高入爐鐵礦原料品位、提高熟料率、穩(wěn)定入爐原料成分、整粒。與此同時焦炭質(zhì)量也不斷提高。這些，使高爐冶煉指標(biāo)明顯改善。1.2.2 采用新技術(shù)為提高高爐產(chǎn)量，降低能耗，改善環(huán)境，近年來世界各國在高爐生產(chǎn)中相繼采用了很多新技術(shù)，取得了很大的成效。1.2.3 高風(fēng)溫為高爐提

21、供更高風(fēng)溫必須提高熱風(fēng)爐拱頂溫度。在高熱值煤氣缺乏的情況下，通過預(yù)熱煤氣和助燃空氣的辦法提高燃燒溫度。通過開發(fā)頂燃式熱風(fēng)爐的燃燒器，使拱頂溫度與風(fēng)溫之間的溫度差縮小 ; 同時采取縮短送風(fēng)時間，減少拱頂溫度與風(fēng)溫之間的差 ; 從提高熱風(fēng)爐的利用效率來提高風(fēng)溫。從控制高爐爐腹煤氣量指數(shù)，降低噸鐵爐腹煤氣量的途徑 ; 實(shí)現(xiàn)既降低燃料比，又提高利用系數(shù)達(dá)到強(qiáng)化高爐冶煉方法就要求減少噸鐵入爐風(fēng)量，從而控制高爐入爐風(fēng)量。這樣既能降低鼓風(fēng)能耗，以能提高熱風(fēng)爐的能力。因?yàn)楣娘L(fēng)能耗約占高爐能耗的 10% ，同時在提高富氧率時減少噸鐵耗氧量，以及噸鐵加熱鼓風(fēng)的能耗。隨著原料的改善，噴吹燃料技術(shù)的發(fā)展，操作水平的提

22、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 500600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。1.2.4 高壓操作由于高壓操作、富氧鼓風(fēng)等新技術(shù)的廣泛運(yùn)用，以及高爐計(jì)測儀表的完備，當(dāng)前已經(jīng)具備精確計(jì)算爐腹煤氣量，并作為控制高爐操作的條件。采用高壓爐頂后（頂壓力在 0.150.25MPa），可使?fàn)t內(nèi)煤氣流速減慢，煤氣流的壓頭損失減小， 在維持一定的壓差條件下， 可加大風(fēng)量， 強(qiáng)化冶煉，達(dá)到增產(chǎn)的目的。1.2.5 噴吹燃料我國高爐六十年代中期就開始噴吹煤粉，由于風(fēng)溫水平大幅度提高，焦比顯著降低。三十年來在國內(nèi)普遍推廣，無論在噴煤量

23、還是在噴吹時間上，都位居世界前列。1.2.6 富氧鼓風(fēng)為減少煤氣體積， 利于爐況順行， 與噴吹燃料相配合， 能加大噴吹量，取代更多的焦炭，獲得較理想的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)高爐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在噴吹燃料量固定的條件下，每增加氧量10 ，可增產(chǎn) 50 。1.2.7 爐渣處理爐渣處理有兩種方法：一種是傳統(tǒng)的渣罐出渣，熱熔渣由渣罐車運(yùn)往爐渣處理場沖制水渣或制成干渣塊；另一種是在爐前設(shè)置水渣和干渣坑兩套設(shè)施。也可只單設(shè)水渣或干渣坑，在爐前就地處理。1.2.8 能源回收包括爐頂余壓回收、爐頂均壓煤氣回收、爐渣余熱利用、熱風(fēng)爐廢氣余熱回收。完善資源的綜合利用和環(huán)保設(shè)施高爐爐渣已經(jīng)得到廣泛利用。我國目前有多種水渣?；夹g(shù)

24、，設(shè)備基本國產(chǎn)化。寶鋼2 號高爐的國產(chǎn)轉(zhuǎn)鼓水渣處理工藝在節(jié)能、節(jié)水方面超過國外技術(shù)。高鋅高爐煤氣灰中的鋅也正在積極回收利用。大型高爐已經(jīng)裝備了煙塵回收處理設(shè)施、廢水、廢氣進(jìn)行了治理和控制了噪聲。1.2.9 高爐長壽及快速大修由于高爐大型化的結(jié)果高爐大修對整個鋼鐵企業(yè)將產(chǎn)生影響巨大，由于設(shè)備更新資金的短缺，世界各國都非常關(guān)心高爐的長壽。各國都在大力研究改善高爐爐體結(jié)構(gòu)，高爐穩(wěn)定操作和爐體維修技術(shù)。世界各國都十分重視高爐的長壽技術(shù)。 超過 15 年的長壽高爐不斷增加， 我國也出現(xiàn)了超過15年的長壽高爐， 寶鋼 3 號高爐正在向 20 年的長壽邁進(jìn)， 一代爐役單位爐1容產(chǎn)鐵量達(dá)到 70009000t

25、m3，高的達(dá)到 12000tm3 。1.3 我國高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢近 10 年來，中國高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長壽化、清潔發(fā)展進(jìn)程加快，煉鐵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅性能顯著提高,而且也表現(xiàn)的工藝技術(shù)和裝備水平迅速提高，其中一些已進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。煉鐵技術(shù)的發(fā)展趨勢包括：(1)在今后較長時期內(nèi)，高爐煉鐵仍將是生鐵生產(chǎn)的主要手段。由于世界焦煤儲量短缺，高爐煉鐵技術(shù)的發(fā)展將在精料的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低焦比，開發(fā)非焦煤能源的利用，如提高煤粉噴吹量。在降低高爐能耗的同時，發(fā)展長壽技術(shù)，開發(fā)計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)，爐容逐步大型化。(2)直接還原法作為高爐煉鐵法的補(bǔ)充，將在鋼鐵工業(yè)發(fā)展中占有一定地位。它可以不用焦炭，而

26、以天然氣、石油、非焦煤等為能源。20 世紀(jì) 60年代進(jìn)入工業(yè)化階段后，直接還原鐵在特殊鋼和優(yōu)質(zhì)鋼的生產(chǎn)中發(fā)揮提高產(chǎn)品質(zhì)量的特殊作用。（ 3）直接還原法作為高爐煉鐵法的補(bǔ)充， 將在鋼鐵行業(yè)中占據(jù)一定的地位。它可以不使用焦炭，轉(zhuǎn)而使用天然氣，石油，非煉焦煤能源。直接還原鐵在 20 世紀(jì) 60 年代進(jìn)入工業(yè)化階段后，發(fā)揮了特殊的作用，在生產(chǎn)特殊鋼和優(yōu)質(zhì)鋼提高產(chǎn)品質(zhì)量方面具有重要作用。（ 4）熔融還原法煉鐵擺脫昂貴的焦炭、 天然氣、石油的依賴，縮短了生產(chǎn)流程，減少對環(huán)境的污染和有利于鐵水在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)。1989年南非鋼鐵公司（ ISCOR ）新的 30 萬噸年熔融還原設(shè)備投入生產(chǎn)。20世紀(jì)90 年代，

27、許多國家的規(guī)劃建設(shè)熔融還原設(shè)備。熔融還原技術(shù)，預(yù)計(jì)將有更大的發(fā)展。中國高爐煉鐵雖然已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但和國外一樣，圍繞實(shí)現(xiàn)高效率，低油耗，高長壽以及保護(hù)環(huán)境等方面不斷改善和優(yōu)化。以合理的大型化帶動高效化1 提高富氧率和開發(fā)新爐料2 提高煤比，降低焦比和燃料比3 穩(wěn)定高爐操作，實(shí)現(xiàn)長壽4 完善監(jiān)測控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高爐的穩(wěn)定順行5 優(yōu)化流程和配置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能降耗6 控制污染排放，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)生產(chǎn)7 降低鐵鋼比，減少 CO2 排放8 追求煉鋼零排放，要達(dá)到煉鋼過程零排放，粉塵和污泥尤其是含鋅粉塵必須循環(huán)利用。魯基公司 2000 年開始研發(fā) Radust 系統(tǒng)，該系統(tǒng)混合噴吹粉塵和燃料、氧，將危險有機(jī)物

28、燃燒，火焰溫度將進(jìn) 3000，大部分的 Zn 、Pb 和堿金屬揮發(fā)掉，產(chǎn)生的熔渣可以循環(huán)利用，產(chǎn)生的富一氧化碳尾氣進(jìn)行二次燃燒，重金屬以氧化物形式通過粉塵回收。該技術(shù)成功進(jìn)行了半工業(yè)試驗(yàn)，但還沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。目前正在進(jìn)行的項(xiàng)目是將各地的廢棄物進(jìn)行集中處理， 轉(zhuǎn)底爐是考慮采用的工藝， 每年可處理 50 萬噸，而目前北歐國家普遍采用填滿處理。采用一套大型設(shè)備集中處理，其投資比每個廠用小設(shè)備單獨(dú)處理要低得多。9 要保持連續(xù)高效的鋼鐵生產(chǎn)，必須對各工序技術(shù)進(jìn)行整合。北歐鋼廠已付出了巨大的努力，對各鋼廠內(nèi)部生產(chǎn)系統(tǒng)、地區(qū)鋼鐵生產(chǎn)及與當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的關(guān)系進(jìn)行了整合。1.4 當(dāng)前世界鋼鐵工業(yè)形勢國，印度，巴西，阿

29、根廷的發(fā)展中國家的鋼鐵消費(fèi)量在快速增長，為世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展注入新的發(fā)展動力，發(fā)展中國家的工業(yè)化進(jìn)程會使世界鋼鐵工業(yè)至少能夠有10-15 年的繁榮期。在世界鋼鐵產(chǎn)量不斷增長的同時，世界鋼鐵生產(chǎn)的設(shè)備，技術(shù)也不斷發(fā)展與完善，鋼鐵生產(chǎn)呈現(xiàn)出以下的特征：（ 1）連續(xù)，緊湊，高效化。近終形連鑄，薄板坯連鑄連軋等工藝的開發(fā)，是的鋼鐵生產(chǎn)有了工藝流程緊湊，生產(chǎn)周期短，物料消耗少，生產(chǎn)效率高的一系列優(yōu)點(diǎn)。板坯連鑄連軋技術(shù)是世界積極開發(fā)應(yīng)用的一項(xiàng)重大鋼鐵生產(chǎn)技術(shù)。（ 2）設(shè)備水平高端化，智能化。 世界開發(fā)應(yīng)用了一批高效，優(yōu)質(zhì)的工藝技術(shù)裝備。如：頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐， lf 剛報精煉爐等。（ 3）生產(chǎn)高附加值特征。

30、 國外現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品品種構(gòu)成中的冷軋板卷，鍍錫板，鍍鋅板，涂層帶鋼，冷軋硅鋼片，高強(qiáng)度無縫鋼管，高級造船板等高科技含量，高附加值鋼材產(chǎn)品占鋼材總產(chǎn)量的60% 以上。（ 4）鋼鐵產(chǎn)業(yè)國際化特征。以 2005 年全球鋼產(chǎn)量最大的鋼鐵企業(yè) - 米塔爾為例， 2004 年，米塔爾出資 10.5 億美元，獲得波蘭 phs 鋼鐵公司 60% 的股權(quán)；以 4340 萬美元的價格收購了羅馬尼亞著名的胡內(nèi)阿拉鋼鐵聯(lián)合企業(yè)；完成對南非最大的鋼鐵企業(yè)伊斯科公司的收購；獲得波黑澤尼察公司 51% 的股權(quán)等1.5 本設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn)350 萬噸煉鋼生鐵的高爐車間設(shè)計(jì)。要求廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行全面評述

31、，選擇工藝流程并論證，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制圖紙等。本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：緒論，廠址選擇，工藝流程及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的選擇與論證，高爐煉鐵綜合計(jì)算，高爐本體設(shè)計(jì)，高爐附屬系統(tǒng)設(shè)計(jì)，車間布置設(shè)計(jì)等部分。另外還有主體設(shè)備圖紙3 張。2 工藝流程2.1 高爐煉鐵工藝流程高爐煉鐵工藝是是將含鐵原料（燒結(jié)礦、球團(tuán)礦或鐵礦） 、燃料（焦炭、煤粉等）及其它輔助原料（石灰石、白云石、錳礦等）按一定比例自高爐爐頂裝入高爐，并由熱風(fēng)爐在高爐下部沿爐周的風(fēng)口向高爐內(nèi)鼓入熱風(fēng)助焦炭燃燒 （有的高爐也噴吹煤粉、重油、 天然氣等輔助燃料），在高溫下焦炭中的碳同鼓入空氣中的氧燃燒生成的一氧化碳和氫氣。原料、燃料隨著爐內(nèi)熔煉等過

32、程的進(jìn)行而下降，在爐料下降和上升的煤氣相遇，先后發(fā)生傳熱、還原、熔化、脫炭作用而生成生鐵，鐵礦石原料中的雜質(zhì)與加入爐內(nèi)的熔劑相結(jié)合而成渣，爐底鐵水間斷地放出裝入鐵水罐，送往煉鋼廠或鑄造廠。同時產(chǎn)生高爐煤氣，爐渣兩種副產(chǎn)品，高爐渣鐵主要礦石中不還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成，自渣口排出后，經(jīng)水淬處理后全部作為水泥生產(chǎn)原料；產(chǎn)生的煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為熱風(fēng)爐、加熱爐、焦?fàn)t、鍋爐等的燃料。高爐煉鐵工藝流程見圖2-1。圖 2-1 煉鐵工藝流程3 高爐煉鐵綜合計(jì)算高爐煉鐵需要的礦石、熔劑和燃料(焦炭及噴吹燃料 )的量是有一定規(guī)律的，根據(jù)原料成分、產(chǎn)品質(zhì)量要求和冶煉條件不同可以設(shè)計(jì)出所需的工藝條件。對于煉鐵設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，燃料的用量是預(yù)先確定的，是已知的量，配料計(jì)算的主要任務(wù)，就是計(jì)算在滿足爐渣堿度要求條件下，冶煉預(yù)定成分生鐵所需要的礦石、熔劑數(shù)量。對于生產(chǎn)高爐的工藝計(jì)算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說不存在配料計(jì)算的問題，但有時需通過配料計(jì)算求解礦石的理論出鐵量、理論渣量等，有時因冶煉條件變化需要作變料計(jì)算。3.1 高爐配料計(jì)算配料計(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