畢業(yè)論文：高爐煉鐵系統(tǒng)設計-精品

1、萊蕪職業(yè)技術學院畢業(yè)論文論文標題：高爐煉鐵系統(tǒng)設計作者：凌宗峰學校名稱：萊蕪職業(yè)技術學院專業(yè)：冶金技術年級：07冶金技術指導教師：馮博楷日期：2010.4.1目錄內容提要與關鍵詞¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3手抄在論文本上，最后再根據內容補填目錄，要求手寫！正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4參考文獻¨

2、8;¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨58摘 要本設計要求建年產量為200萬噸生鐵的高爐系統(tǒng)。高爐車間的七大系統(tǒng)：即高爐本體系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)都做了較為詳細的敘述。 高爐煉鐵是獲得生鐵的主要手段，是鋼鐵冶金過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，在國民經濟建設中起著舉足輕重的作用。高爐是煉鐵的主要設備，本著優(yōu)質、高產、低耗和對環(huán)境污染小的方針，在預設計建造一座年產生鐵200萬噸的高爐煉鐵系統(tǒng)，本設計說明書詳細的對其進行了高爐設計

3、，其中包括緒論、工藝計算（包括配料計算、物料平衡和熱平衡）、高爐爐型設計、高爐各部位爐襯的選擇、爐體冷卻設備的選擇、風口及出鐵場的設計、原料系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、 煤氣處理系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高爐噴吹系統(tǒng)等。設計的同時還結合國內外相同爐容高爐的一些先進的生產操作經驗和相關的數(shù)據，力爭使該設計的高爐做到高度機械化、自動化和大型化，以期達到最佳的生產效益。關鍵詞：高爐；煉鐵；設計；煤氣處理；渣鉄處理；1緒論1.1概述鋼鐵是重要的金屬材料之一，被廣泛應用于各個領域，鋼鐵生產水平是一個國家發(fā)展程度的標志?，F(xiàn)代任何國家是否發(fā)達的主要標志是其工業(yè)化及自動化的水平，及工業(yè)生產在國民經濟中所占的比重以及工業(yè)的機械化

4、、自動化程度。而勞動生產率是衡量工業(yè)化水平極為重要的標志之一。為達到較高的勞動生產率需要大量的機械設備。鋼鐵工業(yè)為制造各種機械設備提供最基本的材料，屬于基礎材料工業(yè)的范疇。鋼鐵還可以直接為人民的日常生活服務，如為運輸業(yè)、建筑業(yè)及民用品提供基本材料。故在一定意義上說，一個國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展狀況也反映其國民經濟發(fā)達的程度。到目前為止還看不出，有任何其他材料在可預見的將來，能代替鋼鐵現(xiàn)有的地位。一座年產200萬噸煉鋼鐵水的煉鐵廠車間的設計首先要進行廠址選擇，根據唐山地區(qū)的原燃料條件和唐鋼的工藝以及環(huán)境條件，設計年產200萬噸的煉鐵車間對于唐山地區(qū)的許多鋼鐵廠都具有比較好的借鑒作用。因此，本設計的深度

5、和廣度都比較適宜，工作量比較大。本人查閱的煉鐵設計的相關文獻，設計思路比較清晰，設計結果對實際生產具有比較好的指導作用。1.2 高爐生產主要經濟技術指標衡量高爐煉鐵生產技術水平和經濟效果的技術經濟指標，主要有：（1）高爐有效容積利用系數(shù)（v）。高爐有效容積利用系數(shù)是指每晝夜、每1 m3高爐有效容積的生鐵產量，即高爐每晝夜的生鐵產量P與高爐有效容積V有之比： v=v是高爐冶煉的一個重要指標，v愈大，高爐生產率愈高，目前，一般大型高爐超過2.0t/(m3d),一些先進高爐可達2.22.3 t/(m3d)。小型高爐的v更高,100300 m3高爐的利用系數(shù)為2.83.2 t/(m3d)。（2）焦比（

6、K）。焦比是指冶煉每噸生鐵消耗的焦碳量，即每晝夜焦碳消耗量Qk與每晝夜生鐵產量P之比 K= 焦碳的消耗量約占生鐵成本的3040，欲降低生鐵成本必須力求降低焦比。焦比大小與冶煉條件密切相關，一般情況下焦比為450500Kg/t,噴吹煤粉可以有效地降低焦比。（3）煤比（Y）。冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量稱為煤比。當每晝夜煤粉的消耗量為時，則： Y= 噴吹其它輔助燃料時的計算方法類同，但氣體燃料應以體積（）計算。單位質量的煤粉所代替的焦炭的質量稱為煤焦置換比，它表示煤粉利用率的高低。一般煤粉的置換比為0.70.9。（4）冶煉強度（I）。冶煉強度是每晝夜 、每1高爐有效容積燃燒的焦炭量，即高爐一晝夜焦炭消

7、耗量與有效容積的比值：I= 冶煉強度表示高爐的作業(yè)強度，它與鼓入高爐的風量成正比，在焦比不變的情況下，冶煉強度越高，高爐產率越大，當前國內外大型高爐一般為1.05左右。 （5）生鐵合格率?；瘜W成分符合國家標準的生鐵稱為合格生鐵，合格生鐵占總產生鐵量的百分數(shù)為生鐵合格率。它是衡量產品質量的指針。 （6）生鐵成本。生產1t合格生鐵所消耗的所有原料、燃料、材料、水電、人工等一切費用的總和，單位為元/t。 （7）休風率。休風率是指高爐休風時間占高爐規(guī)定作業(yè)時間的百分數(shù)。休風率反映高爐設備維護的水平。先進高爐休風率小于1。實踐證明，休風率降低1，產量可提高2。 （8）高爐一代壽命。高爐一代壽命是從點火開

8、爐到停爐大修之間的冶煉時間，或是指高爐相鄰兩次大修之間的冶煉時間。大型高爐一代壽命為1015年。 判斷高爐一代壽命結束的準則主要是高爐生產的經濟性和安全性。如果高爐的破損程度已使生產陷入效率低、質量差、成本高、故障多、安全差的境地，就應該考慮停爐大修或改建。衡量高爐爐齡的指標有兩條，一是高爐的爐齡，二是一代爐齡內單位容積的產鐵量。1.3高爐冶煉現(xiàn)狀及發(fā)展（1）爐容大型化及其空間尺寸的橫向發(fā)展：（2）精料：精料是改善高爐冶煉的基礎，近代高爐冶煉必須將精料列為頭等重要措施,精料包括提高入爐況品味，改善入爐原料的還原性能，提高熟料率，穩(wěn)定入爐原料成分和整粒。（3）提高鼓風溫度：提高鼓風溫度可以大幅度

9、降低焦比，特別是在鼓風溫度比較低時效果更為顯著。(4)高壓操作：高壓操作可以延長煤氣在爐內的停留時間，改善煤氣熱能及化學能利用，有利于高壓操作，為強化冶煉創(chuàng)造條件。（5）富養(yǎng)大噴吹：從60年代起，世界各國都在發(fā)展向爐內噴吹燃料的技術，取代部分焦炭。噴吹得燃料有重油、天然氣和煤粉等，燃料種類的選擇與國家和地區(qū)的資源條件有關。目前國內外大多以噴吹煤粉（無煙煤和煙煤）為主。（6）電子計算機的應用：60年代起高爐開始以用計算機，目前已可以控制配料、裝料和熱風爐操作。高爐冶煉計算機控制的最終目標是實現(xiàn)總體全部自動化控制，但由于目前冶煉技術水平，還難于實現(xiàn)這一目標。1.4本設計采用的新技術 無鐘爐頂和皮帶

10、上料，旋轉溜槽布料可實現(xiàn)多種布料方式。 熱風爐爐頂采用錐球形，有利于拱頂氣流分布和熱風溫度升高。 爐前水渣處理采用過濾法水淬渣。 爐體冷卻采用軟水閉路循環(huán)系統(tǒng)。 余熱回收和余壓發(fā)電。 采用噴煤技術。 采用計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)，對各生產環(huán)節(jié)進行監(jiān)控1.5 高爐輔助設計和生產流程圖高爐及輔助設備如下：高爐本體 上料系統(tǒng) 送風系統(tǒng) 煤氣除塵系統(tǒng) 渣鐵處理系統(tǒng) 噴吹燃料系統(tǒng)。流程圖如下：原料（燒結礦、焦碳、球團礦）上料系統(tǒng) 噴煤系統(tǒng) 高爐 熱風爐 鼓風機 爐渣 生鐵 煤氣 水渣 渣棉 干渣 鑄鋼 鑄造 除塵 凈煤氣 燃氣廠 水泥材料 絕熱材料 建筑鋪路材料 熱裝鑄鋼 鑄造機 爐塵 燒結2高爐本體設計2.

11、1. 總述高爐包括基礎、鋼結構、爐襯、冷卻設備以及高爐爐型設計等。高爐的大小以高爐有效容積表示，高爐有效容積和高爐座數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐爐型設計是高爐本題設計的基礎8。近代高爐爐型向著大型橫向發(fā)展，目前，世界高爐有效容積最大的是5580m3 ，高徑比2.0左右。高爐本體結構設計的先進、合理是實現(xiàn)優(yōu)質、低耗、高產、長壽的先決條件，也是高爐輔助系統(tǒng)設計和造型的依據9。2.2 確定年工作日：347天日產量 P總=3458.2t2.3 定容積：選定高爐座數(shù)為2座，利用系數(shù)為: =2.0t/（m3 ·d） 每座高爐日產量： P= =1729.1t每座高爐容積 ： = =864.6m32.

12、4 爐缸尺寸 1. 爐缸直徑 選定冶煉強度 I=0.95t（m3d）;燃燒強度=1.05 t（·h），則: d=0.23·=0.23·=6.43m 取d=6.4m 校核 =26.88 合理 2. 爐缸高度 1) 渣口高度hz=1.647m 取hz =1.7m2) 風口高度 = =3.03m 取=3.0m3) 風口數(shù)目 n=2×(d+2)=2×(6.4+2)=16.8 取n=18個 4) 風口結構尺寸 選取 a=0.5m 則:5) 爐缸高度 h1=hf+a=3.0+0.5=3.5m2.5 死鐵層厚度 選取 h0=1.5m 2.6 爐腰直徑 爐腹角

13、 爐腹高度選取 =1.10 則 D=1.09×6.4=7.04 取D=7m選取=80°30 則 = =80°30=1.76m 取=1.7m 校核 = =5.67 =80028133112.7 爐喉直徑 爐喉高度 選取 =0.64 則 =0.64×7=4.48 取= 4.5m 選取 h5=2.0m2.8 爐身角 爐身高度 爐腰高度 選取 =84°0 則 h4=11.89m 取h4=12m 校核 tan=9.6 =8103211611 選取 Hu/D=3.0 則 Hu=3.0×7=21 取Hu=21m h3=Hu-h1-h2-h4-h5=

14、21-3.5-1.7-12-2.0=1.8m2.9 校核爐容1. 爐缸體積: V1= =112.54m3 2. 爐腹體積: V2=59.95m3 3. 爐腰體積: V3=54.35 m34. 爐身體積: V4=316.36m3 5.爐喉體積：V5 = =31.79 5 高爐容積： = V1VVV4112.54+59.95+54.35+316.36+31.79574.99m 誤差： =0.33%<1% 爐型設計合理，符合要求。 3 供料系統(tǒng)各種入爐原料(含焦炭) 均采用帶式輸送機輸送至高爐礦槽，保證了供料系統(tǒng)的連續(xù)性和可靠性。槽下取消稱量車，采用稱量皮帶自動配料，保證了上料的準確性和合理性

15、10。并設置相應的除塵設施, 改善槽下操作環(huán)境。原料系統(tǒng)包括：卸料、堆料、冶煉前的準備（破碎、篩分、混勻），運輸?shù)劫A礦槽上；按高爐的需要配料、稱量；裝入料車或上料皮帶，經過爐頂裝料裝置裝入高爐等11。3.1 焦礦槽容積的確定貯礦槽的容積大約能貯存1218小時的礦石 ，68小時的焦炭。據此設定貯礦槽的容積及焦槽的容積：7684.8m3 3362.1m33.1.1貯礦槽和附礦槽的布置、容積及數(shù)目的確定高爐爐后貯礦槽和貯焦槽是用來接受和貯存爐料的。此外，還應設置一些數(shù)目的雜礦槽，以貯存熔劑和洗爐料等。1. 貯礦槽結構：采用鋼鋼筋混凝土混合式結構形式，礦槽周壁用鋼筋混凝土澆灌，底壁、支柱和軌道梁用鋼板

16、焊成。槽內加襯板，槽底板與水平面夾角50° 55°。2. 本設計選用10個貯礦槽，槽上槽下都采用皮帶運輸方式。其中燒結礦、球團礦、巴西礦、石灰石的個數(shù)分別為4、2、2、2。 單個礦槽的容積為：=7684.8/10 = 768.48 取=768礦槽貯存能力（貯存時間）：7684.8×24/(4803×2.2)= 17.45 小時3. 礦槽參數(shù)本設計中貯礦槽設置為單排，采用皮帶機供料，貯礦槽寬度為10 。高度為12 m。礦槽總長度決定于車間的長度，后者決定于高爐中心線的距離。單個礦槽長度（采用帶式運輸機）為5。4副礦槽設計雜礦槽：75×2 塊礦槽：

17、100×23.1.2 焦礦槽的布置、容積及數(shù)目的確定1本設計中設四個焦槽。每個焦槽容積為：3362.1/4=840.5， 焦槽貯存能力（時間）：3362.1×24/(4803×2.2)=7.64小時 2另備一個100碎焦槽。3.2皮帶上料機能力的確定1. 皮帶機選擇：選皮帶機傾角為12°，采用槽型皮帶，皮帶速度2，皮帶水平投影長度為258，輸送量5000。寬度選擇如下：= ,式中 膠帶機寬度，膠帶輸送量，斷面系數(shù)，=320輸送帶速度，取=2物料堆比重，1.6 傾角系數(shù)，=0.92速度系數(shù)，=1.0代入數(shù)據，則:=1.46 取 = 1.5 2. 為保證膠帶

18、安全運行，設計時采取了以下措施：膠帶機由兩個方向驅動，連續(xù)運轉。設三個電機，兩個運轉，一個備用；為預防反轉，有兩個電機做制動用；拉緊膠帶用液壓缸；為防止爐頂高溫，在裝料設備上面設有噴水裝置，溫度超過某一定值時自動噴水。此外還有觀察膠帶爬行的裝置，預防膠帶斷裂設備和預防停運時偶然啟動的設備。3.3 高爐槽下上料系統(tǒng)的設計與改進1. 提高槽下地坪標高本設計在槽下設置配料帶式輸送機, 并將槽下地坪提高，料坑底部和礦倉底部的標高也相應提高, 改善了操作環(huán)境和采光條件, 使設備維護檢修方便, 并為實現(xiàn)PLC上料自動化創(chuàng)造了更好的條件。2. 主卷揚機室座落于礦槽頂部受總圖布局、場地緊張限制, 在主控樓已無

19、法布置主卷揚機。在經過比較和計算后, 將主卷場機室布置在礦倉頂部端頭的位置, 礦倉平臺與爐前平臺通過走道和梯子連接起來, 方便管理。3. 焦炭槽下篩分帶式輸送機將焦炭送至焦炭槽, 倉下設置焦炭篩, 篩下物用DJ型大傾角波紋擋邊帶式輸送機送至碎焦倉。與普通帶式輸送機相比, 該設備具有運行穩(wěn)定, 故障率低, 維修量小, 安裝、維護簡單, 工藝布置緊湊合理, 總圖布局靈活等特點。這項技術的采用克服了碎焦卷揚機故障多, 維修困難等缺點, 運行可靠。既提高了作業(yè)率, 又節(jié)省場地, 減少工程投資。4. 槽下上料系統(tǒng)采用PLC 自動稱量早期高爐上料控制系統(tǒng)多采用繼電控制，主要存在兩大缺陷，一是控制系統(tǒng)復雜；

20、二是工作模式只有手動和機旁兩種操作方式，不能實現(xiàn)自動化生產。隨著電子技術的發(fā)展及普及應用，采用PLC 作為主控制器實現(xiàn)高爐上料系統(tǒng)的自動控制成為技術進步的必然13。它有效解決了傳統(tǒng)繼電控制的缺陷，提高高爐上料系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實全性、可靠性和自動化,為高爐的穩(wěn)產、高產創(chuàng)造了技術和設備條件。槽下稱量系統(tǒng)和上料系統(tǒng)均采用PLC 自動控制。設計中采用了分散稱量、集中校核、自動補償?shù)姆绞? 使稱量準確、合理。燒結礦、規(guī)格礦及熔劑礦通過礦倉閘門、電機振動給料機落入分散稱量斗稱量, 通過帶式輸送機輸送到中間稱量斗復核, 校驗后再下到料車, 如有差異, 則通過PLC 微機系統(tǒng)自動補償。焦炭通過焦倉閘門給料, 在

21、槽下經焦炭振動篩篩分后, 合格焦炭進入焦炭稱量斗稱量, 碎焦則由大傾角波紋擋邊帶式輸送機送至碎焦倉。4 送風系統(tǒng)高爐送風系統(tǒng)包括高爐鼓風機、冷風管路、熱風爐、熱風管路及管路上的各種閥門等。高爐送風制度是高爐操作的根本制度，是高爐穩(wěn)定順行、優(yōu)質、高產的重要條件。高爐合理送風制度應達到以下要求：爐料正常穩(wěn)定下降，爐況順行；初始煤氣流達到合理的分布；爐缸活躍且均勻，渣鐵物理熱充沛，鐵水質量合格；有利于爐型和設備的維護。4.1 高爐鼓風機的選擇高爐鼓風機用來提供燃料所必需的氧氣、熱空氣和焦炭在風口燃燒所生成的煤氣，又是在鼓風機提供的風壓下才能克服料柱阻力從爐頂排出。4.1.1 高爐入爐風量= 4780

22、.88 m3/min高爐有效容積；每噸干焦消耗標態(tài)風量，2700 m3/t 高爐冶煉強度，取1.05tm3dt標態(tài)入爐風量，m3/min4.1.2 鼓風機風量 =(1+10)×4780.88=5258.96 m3/min高爐入爐風量，m3/min高爐要求的鼓風機出口風量，m3/min 送風系統(tǒng)漏風系數(shù)，對大型高爐為104.1.3高爐鼓風壓力1. 高爐爐頂壓力： 3.0 ×105 Pa=0.30 2. 高爐料柱阻力損失： 1.3×105 Pa0.133. 高爐送風系統(tǒng)阻力損失： 2×1040.02則:鼓風機出口風壓:=+ +=0.30+0.13+0.02=

23、0.45 4.1.4 鼓風機的選擇1. 對鼓風機出口風量的修正風量修正系數(shù)：0.95，實際供風量：5258.96/0.95=5535.72. 對風機出口風壓的確定風壓修正系數(shù)：=1.04出口風壓： = =0.433. 風機選擇表10 風機選擇系數(shù)風機型號風 量風 壓轉 速功 率傳動方式O5700-3157001.655506750汽動此風機為離心式風機，二座高爐裝三座，一臺備用4.2 熱風爐4.2.1 熱風爐座數(shù)的確定本設計每座高爐配備四座熱風爐。4.2.2 熱風爐工藝布置本設計的四座熱風爐采用一字型排列。4.2.3 熱風爐型式的確定本設計采用改進型內燃式熱風爐。4.2.4 熱風爐主要尺寸的計

24、算高爐容積為864.6，配備四座改進型內燃式熱風爐。1. 確定基本參數(shù) 1) 取單位爐容蓄熱面積為90/;2) 定熱風爐鋼殼下部內徑10000,爐殼及拱頂鋼板厚度為20,爐底鋼板厚度為36。2.確定爐墻結構及熱風爐內徑下部：1) 大墻厚：3452) 隔熱磚（輕質粘土磚）：1133) 填料層（水渣石棉填料）：604) 不定型噴涂料：40共計：345+113+60+40=5585) 熱風爐內徑：=10000-558×2=8844燃燒室隔墻結構：上部：230硅磚+345硅磚+20滑動縫下部：230高鋁磚+345高鋁磚+20滑動縫3. 選燃燒室面積（包括隔墻）根據經驗，選燃燒室面積占熱風爐內

25、截面積的28%1) 熱風爐內截面積：=61.42) 燃燒室面積：=61.4×28%=17.194. 蓄熱室截面積=61.4-17.19=44.215. 選格子磚選七孔磚，格孔直徑為43，查表知1格子磚受熱面積：=38.06 /6. 蓄熱室蓄熱面積1) 4座熱風爐總蓄熱面積：864.6×90=241560 2) 1座熱風爐蓄熱面積：241560÷4=60390 7. 1高蓄熱室蓄熱面積1×44.21×38.06=1682.63 8. 蓄熱室高度=35.89 9. 拱頂高度采用錐球形拱頂，見圖1熱風爐拱腳內徑:=10000-2×(40+6

26、0)=9800據經驗:=0.60=0.60×9.8=5.88 圖1 錐球形拱頂拱頂由球冠和圓錐臺組成，具體尺寸如下：據經驗：球冠弦長=0.45=0.45×9.8=4.41,球冠圓心角為120°,圓錐斜邊與水平夾角為60°。10. 熱風爐全高及高徑比支柱及爐篦高：2.0+0.5=2.5燃燒室比蓄熱室高：0.4大墻比燃燒室高：1.2拱頂磚襯：400高鋁磚+230輕質高鋁磚+113硅藻土磚+40噴涂層=783則：=2.5+0.4+1.2+35.89+5.88+0.783+0.020+0.036=46.709校核：=4.65 符合要求。5.2.5 熱風爐管道及閥

27、門1. 熱風爐系統(tǒng)設有冷風管、熱風管、混風管、燃燒用凈煤氣管和助燃風管、倒流休風管等，這些管道均為普通碳素鋼板焊成。管道直徑根據合適的流速確定，按下式計算： 式中 - 圓形管道內徑， - 氣體在實際狀態(tài)下的體積流量， - 氣體在實際狀態(tài)下的流速，。管道內氣體流速參考數(shù)據見表11：表11 管道內氣體流速參考數(shù)據名稱實際流速（）冷風管道正風壓1520負風壓1015熱風管道正風壓3035負風壓2530凈煤氣管道612根據我國高爐熱風爐管道內徑參考數(shù)據，本設計選取熱風爐管道內徑見表12：表12 熱風爐管道內徑高爐容積凈煤氣總管凈煤氣管道冷風總管冷風直管熱風總管熱風圍管冷風混風管121015001100

28、14001200150015001200熱風爐的煙道設置在熱風爐組一側的地面以下，為耐熱混凝土結構。斷面形狀為圓形。煙道的高度為1200mm，寬度為800mm，煙道內流速為25m/s。熱風爐組的煙囪設置在遠離高爐方向末端，為混凝土結構，高度為70m。2. 熱風爐主要閥門有：1) 熱風閥：安裝在熱風出口和熱風主管之間的熱風短管上。其作用是：在燃燒期關閉，割斷熱風爐與熱風管道之間的聯(lián)系。2) 切斷閥：由閘板閥、曲柄盤式閥、盤式煙道閥構成。其作用是：切斷煤氣、助燃空氣、冷風及煙氣。3) 調節(jié)閥：一般采用蝶形閥，其作用是：調節(jié)煤氣流量、助燃空氣流量、冷風流量及混風的冷風流量等。4) 充風閥：其作用是：

29、熱風爐從燃燒期轉換到送風期，當冷風閥上沒有設置均壓小閥時，在冷風閥打開之前必須使用充風閥提高熱風爐的壓力。5) 廢氣閥：其作用在于：熱風爐從送風期轉入燃燒期時，在煙道閥打開之前應打開廢氣閥，將熱風爐內相當于鼓風壓力的壓縮空氣由廢氣閥放掉以降低爐內壓力。6) 放風閥和消音器：位于鼓風機和熱風爐組織間的冷風管道上。其作用在于：在鼓風機不停止工作的情況下，用放風閥把一部分或全部鼓風排放到大氣中去的方法來調節(jié)入爐風量。7) 冷風閥：是位于冷風之管上的切斷閥。其作用是：在送風期，打開冷風閥可以把高爐鼓風機鼓出的冷風送入熱風爐。燃燒期則關掉冷風閥，以切斷冷風管。4.3 風口的選擇風口的面積和長度對進風狀態(tài)

30、起著決定作用14。生產實踐表明，在一定冶煉強度下，必須有合理的風速與鼓風動能相對應，其標準是能使初始煤氣流達到合理的分布，爐缸活躍均勻，爐溫穩(wěn)定充沛，保證爐料正常下降，使爐況順行15。4.4 送風制度的影響1. 風速和鼓風動能。風速分為標準狀態(tài)風速和實際風速，在實際生產中對高爐生產起指導作用的是實際風速。為了保持風口前一定的回旋區(qū)深度，在煤氣量大和透氣性差、煤氣擴散條件差時，風速和鼓風性能應小一些16。所以，凡是減少煤氣體積和改善透氣性的因素就需提高鼓風動能，反之，則需相應減小風速和鼓風動能。高爐采用大風量風機生產,適宜的操作制度是實現(xiàn)高爐穩(wěn)產、順行、高產的重要保證17。高爐操作制度主要包括:

31、送風制度、裝料制度、造渣制度和熱制度,各種制度密切相關,相互影響。當造渣制度和熱制度不合適時,也會引起爐況不順,但在實際生產過程中,常因送風制度和裝料制度不當,引起造渣制度和熱制度波動。因此,建立適宜的送風制度和裝料制度,是充分發(fā)揮大風機生產優(yōu)勢、獲取較高效益的關鍵。2. 風口前燃燒燃料產生的熱煤氣參數(shù)，主要是風口前理論燃燒溫度。用口前理論燃燒溫度來表示爐缸熱狀態(tài)在理論和實踐上都具有可行性，所以我們可以通過研究理論燃燒溫度來研究爐缸熱狀態(tài),生產中通過控制理論燃燒溫度在一定程度上控制爐缸熱狀態(tài)。3. 風口循環(huán)區(qū)面積與深度。風口數(shù)目多一些，風口循環(huán)區(qū)面積大一些，有利于爐缸工作均勻和爐況順行。循環(huán)區(qū)

32、深一些，有利于活躍爐缸中心，也有利于改善爐渣與鐵水的良好接觸，保證爐渣的脫硫能力。5 渣鐵處理系統(tǒng)高爐冶煉中有大量高溫液態(tài)的生鐵和爐渣由高爐下部的鐵口和渣口放出。及時、合理的處理這些生鐵和爐渣是保證高爐正常生產的重要環(huán)節(jié)。為了搞好這些工作，必須有完好的出鐵和出渣設施及足夠的運輸能力。5.1 風口平臺及出鐵場風口平臺是設置在高爐下部沿高爐爐缸四周風口前設置的工作平臺，為了操作方便，風口平臺一般比風口中心線低11501250，應該平坦并且還要留有排水坡度。其主要作用是方便高爐操作人員窺視風口，了解爐內情況及布置上渣溝。出鐵場是布置鐵溝、安裝爐前設備、進行放渣出鐵操作的爐前平臺。大型高爐鐵口數(shù)目多時

33、，可設24個出鐵場，本設計的高爐設有二個出鐵場。本設計風口平臺及出鐵場采用架空的結構形式，支撐在鋼筋混凝土柱子上的預制鋼筋混凝土板，上面填充1.5厚的沙子，最上面地坪立砌一層建筑磚。本設計風口平臺的標高比出鐵場的標高要高1.5，風口平臺比風口中心線低1250，凈空寬度為6 。上面布置2條上渣溝。出鐵場的位置應與鐵口位置相適應。其長度為50，寬度為20，高度保證任何一個渣鐵溜嘴下沿不低于5。出鐵場上面布置出鐵溝和下渣溝。5.2爐渣處理設備輪法?；幚砉に嚺c其它水沖渣工藝相比具有能耗低、噸渣耗水量小;成品渣含水量低、質量好;操作安全、不發(fā)生爆炸、作業(yè)率高;占地面積小、投資省;環(huán)境保護好等優(yōu)點，是

34、一項值得推廣的新技術、新工藝。該工藝設備與國內外同類設備相比也有很大改進并具獨到之處，從而提高了設備運轉可靠性，保證了整個工藝的安全運轉和熔渣的?；Ч?。從高爐爐渣處理的發(fā)展來看，無論新上項目還是改擴建或大修項目，輪法?；幚砉に囈蚱浣洕?、可靠性而成為首選工藝?，F(xiàn)國內唐鋼二煉鐵、寶新煉鐵廠已采用，其它許多廠家也正準備采用此工藝。因此，輪法?；幚砉に囋谖覈鴳们熬皬V闊18。鑒于本設計也采用輪法?；幚砉に?. 工藝流程：高爐熔渣經流渣嘴流至粒化器，被快速旋轉的?；喎指?、破碎并被拋至?；迳线M行二次粒化，同時四周向碎渣噴水冷卻進行水淬，經急冷后流人脫水器，在脫水器水槽中進行二次水淬、冷

35、卻，然后被粒化的水渣由脫水器上的篩斗從水中撈出，在脫水器轉鼓的緩慢轉動過程中脫水、干燥并被提升至高點，然后流人出料斗，經榴槽滑人皮帶并運至存渣場。濾出的水在脫水器水槽中，經溢流裝置流人循環(huán)水罐中，經補充新水后，由循環(huán)泵抽出進人下次循環(huán)。循環(huán)水罐中的沉渣由氣力提升機或渣漿泵提升至脫水器，再次過濾。此過程中產生的大量蒸汽經集氣管、煙囪排人大氣。在生產中可以隨時自動或手動調整?；?、脫水器轉鼓的轉速和溢流裝置的工作狀態(tài)，以適應高爐出渣量的變化并控制成品渣的質量和溫度。成品渣有95 0C左右的余溫，依靠此余熱水分再次被蒸發(fā)，使成品渣的含水量小于10%。1：流渣咀；2：?；?；3：脫水器；4：集氣管；5

36、：壓縮空氣；6：出料斗；7、8：皮帶輸送機；9：氣力提升機；10：循環(huán)水罐；11：工業(yè)用水；12：新水；13：?；茫?4：工業(yè)用水；15：循環(huán)用水；16：溢流裝置圖2 輪法?；幚砉に嚵鞒虉D2. 工藝特點及與其它水沖渣工藝的比較輪法粒化渣處理工藝改變了傳統(tǒng)工藝用高壓水分割、粒化熔渣、水力輸送至沉淀池或脫水裝置、抓斗起吊等方式，而是用機械方式將熔渣分割、破碎再水淬、冷卻、皮帶輸送。輪法?；幚砉に嚺c其它渣處理工藝相比有以下優(yōu)點:1) 能耗低、噸渣耗水量小OCP法和INBA法處理熔渣，噸渣耗水量大，循環(huán)水量與熔渣之比分別為l0:1和7:1,其中只有7%左右的水被蒸發(fā)，93%的水進人循環(huán)水系統(tǒng)

37、，補充水量小于10%。由于補充水量占循環(huán)水量的比例較小，所以循環(huán)水水溫降低不多，循環(huán)水再進人下次循環(huán)之前需進人冷卻系統(tǒng)進行冷卻，然后再進人下次循環(huán)。這樣就需要增設龐大復雜的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)(冷卻塔、上塔水泵等設施)故噸渣耗電量高，投資大。而輪法?；幚砉に噰嵲乃啃?，水渣比為(12):1,其中70%的水被蒸發(fā)，只有30%的水進入循環(huán)水系統(tǒng)。補充水量占循環(huán)水量的70%，故循環(huán)水升溫較少，不需設冷卻塔等設施。輪法粒化渣處理工藝噸渣耗電量是其它方法的1/5，再考慮到其它設施，輪法?；幚砉に囕^OCP之法等噸渣耗電量總節(jié)減2/31/2。2) 成品渣含水量低、質量好 用OCP法、INBA法和沉淀法等

38、所得的成品渣含水量約占20%30%。為減少外運渣的含水量，需在渣池附近增設濾水設施及堆渣場存放濾水設施，同時外運時會造成廠區(qū)道路泥濘或結冰。而輪法處理的成品渣含水量低，小于10%，可直接裝車外運，減少了運輸量，降低了水泥廠的生產成本(不用特殊烘烤)。由于該方法可以通過控制?；b置來控制成品渣質量，這是其它方法無法比擬的。3) 操作安全、不發(fā)生爆炸、作業(yè)率高 采用OCP法、INBA法，當熔渣中含鐵時會產生爆炸，開爐時最為明顯(在高爐生產中，事故狀態(tài)的熔渣帶鐵是不可避免的。INBA法高壓水遇帶鐵熔渣會產生爆炸，這種情況只能使渣處理系統(tǒng)停止運行，需設干渣坑來解決事故時熔渣的排放問題)。而采用輪法?；?/p>

39、渣處理工藝即使渣中含鐵40%也不會產生爆炸，作業(yè)率可達100%,無需設于渣坑。唐山鋼鐵公司二煉鐵的實際經驗已證明了這一點。 4) 占地面積小、投資省 由于輪法?；幚砉に囋O備布置緊湊、不需要較大的冷卻系統(tǒng)和渣池等，因而占地面積小、投資省。5) 環(huán)境保護好 輪法?；幚砉に囍饕O備有:擺動流渣嘴、粒化器、脫水器、滋流裝置、氣力提升機(氣泡泵)或渣漿泵等。5.3 鐵溝流咀布置5.3.1 渣鐵溝的設計在保證渣、鐵分離的前提下，盡量縮短渣鐵溝長度。1. 設計參數(shù)：1) 鐵溝坡度：主鐵溝段坡度為9，支鐵溝段坡度為：6，下渣溝坡度為7，流嘴處坡度為10。2) 主鐵溝長為15，寬1.2，身1.2。2.

40、構造：1) 渣溝：80厚的鑄鐵槽內搗一層墊溝料，鋪上河沙即可。2) 鐵溝：80厚的鑄鐵槽內，砌一層115的粘土磚，上面搗一碳素耐火泥。3. 撇渣器：位于主鐵溝末端，利用渣鐵比重不同，用擋渣板把下渣擋住，只讓鐵水從下面通過，達到了渣鐵分離的目的。本設計如下：1)渣溝的下渣口到撇渣器中心線的距離為500；2)下渣溝砂壩底高于殘渣溝砂壩；3)殘渣溝砂壩下沿與溝頭在同一水平面。5.3.2 流咀的設計本設計采用擺動流咀。擺動流咀安裝在出鐵場下面，其作用是把經鐵水溝流出來的鐵水注入出鐵場平臺下的任意一個鐵水罐中。設置擺動流嘴縮短了鐵水溝長度，簡化了出鐵場布置，減輕了許多修補鐵溝的作業(yè)。 6 煤氣除塵系統(tǒng)高

41、爐冶煉過程中，從爐頂排除大量煙氣，每噸生鐵約產生1800標準立方米煤氣，其中含2024%，約含2%， 0.5%，發(fā)熱值約3500。因此高爐煤氣具有一定使用價值。由高爐爐頂排出的煤氣，其溫度150300，標態(tài)時含有粉塵約40100，需降溫除去后才能使用。高爐煤氣由爐頂封板（爐頭）引出，經導出管、上升管、下降管進入除塵器。6.1 導出管采用四根導出管沿爐周圍均勻分布。高爐爐頂導出口處的截面積取爐喉面積的45%，導出管與水平面的傾斜角為53°，故每根導出管的截面積為： = =5.79 導出管的內徑為：= 導出管口煤氣流速為3.5。6.2 上升管導出管上部成對地合并在一起，過渡到上部的垂直部

42、分，此垂直部分稱為煤氣上升管，上升管總面積為爐喉截面積的35% 其總截面積為: =4.51每根管直徑為 =2.40 煤氣流速為6。 內砌一層113輕質粘土磚，殼厚10；上升管高度應保證下降管的傾角不小于40°。6.3 下降管由下降管通向重力除塵器的一段管道為煤氣下降管，為保證下降管內不沉積灰塵，下降管煤氣流速取7.5，為此下降管總截面積應為上升管總截面積的80%，同時應保證下降管傾角大于40°。總截面積為：4.51×80%=3.608 內徑： = 2.14 內砌113輕質粘磚殼厚12。 7 噴吹燃料系統(tǒng)它包括原料的儲存、運輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等系統(tǒng)，主要

43、任務是均勻穩(wěn)定地向高爐噴吹大量煤粉，以代替焦，降低焦炭消耗。7.1 煤粉噴吹系統(tǒng)煤粉噴吹系統(tǒng)是從制煤粉倉后面到高爐煤粉噴槍間的整套設施，主要包括煤粉輸送、煤粉收集、煤粉噴吹、煤粉的分配及風口噴吹等。 1.直接噴吹工藝：在煤粉制備站與高爐之間距離小于300情況下，將噴吹設施布置在制粉站的煤粉倉下面不設輸粉設施的工藝稱為直接噴吹。該種工藝簡化了噴吹工藝流程和設施。不僅降低了工程投資（約降低25%），而且減小了噴吹煤粉的中間環(huán)節(jié)。對噴吹易爆煤粉，可大大降低其不安全因素。 2. 串罐噴吹：即將煤粉倉、中間罐與噴吹罐自上而下重疊設置，串罐式噴吹罐可連續(xù)噴吹，噴吹量穩(wěn)定，設備利用率高，廠房占地面積小。 3

44、. 單管路噴吹：即由噴吹罐到高爐僅設一條管線稱為單管路噴吹。單管路噴吹可滿足噴吹易爆易揮發(fā)煤種的要求，是目前噴煤高爐廣泛采用的一種噴煤形式。 7.2噴煤應注意的問題煤粉在高爐風口回旋區(qū)內的燃燒行為直接影響高爐噴煤效果和高爐生產過程。假如噴煤量較大，而風溫、富氧水平較低,煤粉在高爐風口回旋區(qū)內的燃燒率較低,就會有大量的未燃煤粉存在。一部分未燃煤粉會隨爐頂煤氣帶出爐外,隨渣鐵排出爐外，起無效作用；另一部分未燃煤粉滯留在爐內，參加滲碳、氣化、直接還原等,起有效作用22。但當滯留在爐內的未燃煤粉超過一定量時，也會起到相反的作用，如爐缸內未燃煤粉過多，就會影響爐缸內爐渣的透液性，引起爐缸堆積，渣中帶鐵，大量燒壞風口、渣口，爐渣流動性變差,不利于高爐出渣出鐵；如高爐上部滯留的未燃煤粉過多，就會影響整個料柱的透氣性、透液性，特別是對軟熔帶部位的透氣性影響極大，造成高爐風壓升高，風量降低，總差壓升高，易造成爐況難行；如大量的未燃煤粉粘于爐墻，就容易造成爐墻結厚，從而影響正常生產23。因此，了解煤粉在高爐風口回旋區(qū)的燃燒情況具有重要意義。7.3噴吹工藝流程 噴吹的工藝流程見圖4：供 氣原煤貯運煤粉制備煤粉噴吹熱煙氣高爐圖4 噴吹的工藝流程圖7.4高爐噴吹廢塑料的現(xiàn)狀與前景隨著塑料工業(yè)