高炉车间毕业设计论文

第一部分高炉车间设计第一章概述11高炉炼铁生产工艺剂（焦炭、煤等）在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态流程。高炉炼铁是用还原生铁的过程。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其它附属系统的配合，它们是（1）供料系统包括贮矿槽、贮焦槽、称量与筛分等一系列设备，主要任务是及时、准确、稳定的将合格原料送入高炉。（2）送风系统包括鼓风机、热风炉及一系列管道和阀门等，主要任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需热风。（3）煤气除尘系统包括煤气管道、重力除尘器、洗涤塔、文氏管等，主要任务是回收高炉煤气，使其含尘量降至10MG/M3以下，以满足用户对煤气质量地要求。（4）渣铁处理系统包括出铁场、开铁口机、堵渣口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，主要任务是及时处理高炉排放出的渣、铁，保证高炉生产正常进行。（5）喷吹燃料系统包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等系统，主要任务是均匀稳定的向高炉喷吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。12主要技术经济指标（1）高炉有效容积利用系数V高炉有效容积利用系数是指每昼夜生铁的产量P与高炉有效容积V有之比，即每昼夜，每1M高炉有效容积的生铁产量。V是高炉冶炼的一个重要指标，V俞大，高炉生产率俞大。目前，一般大型高炉超过20T/M3D，一些先进高炉可达2223T/M3D。小型高炉的V更高，100300M3高炉的利用系数为2832T/M3D。本设计V215T/M3D。（2）焦比（K）焦比即每昼夜焦碳消耗量QK与每昼夜生铁产量P之比，即冶炼每吨生铁消耗的焦碳量。KQK/P焦炭消耗量约占生铁成本的3040，欲降低生铁成本必须降低焦比。焦比大小与冶炼条件密切相关，本设计的焦比为360KG/T。（3）煤比（Y）冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。当每昼夜煤粉的消耗量为QY时，则YQY/P本设计煤比为120KG/T。（4）冶炼强度（I）和燃烧强度（I）高炉冶炼强度是每昼夜每1M有效容积燃烧的焦碳量，即高炉一昼夜焦炭的消耗量与有效容积V有的比值。IQK/V有本设计I103T/M3D燃烧强度即每小时每平方米炉缸截面所燃烧的焦碳数量。本设计I105T/M2H。（5）休风率休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护的水平，先进高炉休风率小于1，实践证明，休风率降低1，产量可提高2。（6）生铁合格率化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁。合格生铁总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。本设计为100。（7）高炉一代寿命高炉一代寿命是指从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为1015年。13高炉炼铁厂的厂址选择确定厂址要作多方案比较，选择最佳者。（1）要考虑工业布局，有利于经济协作。（2）合理利用地形设计工艺流程，简化工艺，减少运输量，节省投资。（3）尽可能接近原料产地及消费地点，以减少原料及产品的运输费用。（4）地质条件要好，地层下不能有有开采价值的矿物，也不是已开采区。（5）水电资源要丰富，供电要双电源。（6）尽量少占农田。（7）厂址要位于居民区主导风向的下风或侧风向。第二章工艺计算21配料计算211物料成分表（）物料TFEFE2O3FEOSMNOPSIO2AL2O3CAOMGOCO2H2O烧结56369319960060360115582019529102100球团627870521720058004287073174101100澳矿6502924104300301301624715002028033224100石灰石136145312064352炉尘486561201115012155145466095171C62100焦炭成分（）固定碳灰分（1217）挥发分（09）有机物（130）CSIO2AL2O3CAOMGOFEOFESP2O5CO2COCH4H2N2H2N2SH2OTFETS856356548307601207500500103303300300601504040510040062052煤粉成分（）固定碳灰分（1496）有机物及挥发分（1043）H2OTFETSCSIO2AL2O3CAOMGOFEOH2O2H2ON2S746171959404902411044641508104305810016086058212预定铁水成分FESIMNSPC9492070017002009410213矿石配比的确定，依据唐钢同类高炉的实际生产数据确定为烧结矿球团矿巴西矿751015214各元素分配表FEMNPS生铁0997055100炉渣00030450煤气000005215入炉料的用量假定焦比390KG/T，煤比138KG/T，鼓风湿度13，直接还原度RD045，炉料碱度R11，炉尘吹出量20KG/T，焦炭与喷吹燃料中总炭量的12与H2生成CH4。（1）矿石需要量的计算QKFEKEMJCHZAET1560216275053098406389348972491652KG其中QK矿石的需要量，千克/吨铁FET进入生铁的铁量千克/吨铁FEZA进入炉渣的铁量千克/吨铁FEME煤粉带入的铁量千克/吨铁FEJ焦炭带入的铁量千克/吨铁（2）熔剂需要量的计算QLLSIORLCARCHIMEIJSIOKI22222LILAJA013653201286071520798469305416247753KG式中QL熔剂的需要量千克/吨铁R炉渣碱度（SIO2）K矿石带入的SIO2千克/吨铁（SIO2）J焦炭带入的SIO2千克/吨铁（SIO2）ME煤粉带入的SIO2千克/吨铁（SIO2）SI还原硅消耗的SIO2千克/吨铁（SIO2）CH炉尘带走的SIO2千克/吨铁（SIO2）L熔剂中SIO2（CAO）K矿石带入的CAO千克/吨铁（CAO）J焦炭带入的CAO千克/吨铁（CAO）ME煤粉带入的CAO千克/吨铁（CAO）CH炉尘带走的CAO千克/吨铁（CAO）L熔剂中的CAO每吨生铁原燃料消耗量原燃料一吨生铁理论消耗量（千克）机械损失（）水分（）实际消耗量（千克）混合矿165221686石灰石531535焦炭374140394煤粉136116140总计21673222535216渣量和炉渣成分的计算1炉渣中S的量GS渣原燃料带入的总硫量GS165200016239009600052138098400058540KG进入生铁的硫量GS生铁02KG进入煤气的硫量GS煤气5405027KG炉尘带走的硫量GS炉尘20000120024KG故炉渣中的硫量GS渣540020270024491KG2、炉渣中FEO的量GFEO渣GFEO渣9492367KG97035623、炉渣中MNO的量GMNO渣GMNO渣165200028305234KG4、炉渣中SIO2的量GSIO2渣GSIO2渣1652005239009600565138098400719200155760/289872KG5、炉渣中CAO的量GCAO渣GCAO渣16520073390096000761380984000492000466123186、炉渣中MGO的量GMGO渣GMGO渣165200233900960001213809840002453000620000953874KG7、炉渣中AL2O3的量GAL2O3GAL2O3渣165200183900960048313809840059453001420001445362KG总渣量G渣4913679872123182343874536232518KG炉渣成分表成分SIO2AL2O3CAOMGOMNOFEOSR公斤987253621231838742343674913251830361649378811910721131511000011217生铁成分的校对P1652001390001096200121426/100001S002SI070MN/1000018715342C10094920100207018/100408生铁成分表（）FESIMNSPC9492070180020140822物料平衡221风量的计算1风口前燃烧的碳量GC燃。1燃料带入的总碳量为GC总G焦C焦G煤C煤G炉尘C炉尘390085631380746120006243568KG2溶入生铁中的碳量为GC生铁1000C100000408408KG3生成甲烷的碳量为GCCH406GC总001243568523KG4直接还原消耗的碳量为GC直GCFE直GCMN直GCSI直GCP直KG8962018475184056129风口前燃烧消耗的碳量为GC燃GC总GC生铁GCCH4GC直43568408523988929128KG2计算鼓风量V风。1鼓风中氧的浓度N02110013050013021382GC燃燃烧需要氧的体积为由CO2得3867148912MVO3煤粉中的氧的体积为VO2煤394215489134鼓风提供的氧的体积为VO2风VO2VO2煤2718639426792M3故V风125313NM3213809673/2814209870KG空气KGW1683125空气222炉顶煤气成分的计算1CH4的体积VCH41由燃料碳素生成的CH4的量为VCH4碳GCCH41237691235M2焦碳挥发分中CH4的量VCH4焦G焦CH4焦1631604203963故20794MCH2氢的体积VH2。1鼓风中的水分分解产生的氢量为VH2分V风12531300131629M32焦炭挥发分中的氢量为VH2焦G焦H2挥发分43271906374NM）（3煤挥发分解产生的氢量为VH2煤G煤H2挥发分439682401384入炉氢的总产生量为34196792NMH5氢气发生还原反应消耗的氢量为VH2还VH2总HH238410914NM6生成CH4消耗的氢量为VH2烷2VCH432进入煤气的氢气体积VH2M385421984103CO2的体积VCO2。1由生成的CO223COFE306147801652还2由生成的CO22E32021675494814509MVCO还3生成的CO223A3174502MCO分4焦炭挥发份中CO2量为36040372VCO挥5）混合矿分解的CO235412815MVCO矿进入煤气的CO2的体积VCO2161061670211715406333142M34CO的体积VCO。1燃烧反应生成的CO的量为VCO燃GC燃M312472541892直接还原生成的CO的量为VCO直GC直M3124618243983焦炭挥发份中的CO的量为VCO挥G焦CO挥28432840374间接还原消耗的CO的量为VCO间VCO2还VCO2还2161061670232808M3进入煤气的体积VCO543721836623328084016M35氮气的体积VN21鼓风带入的N2的量VN2风V风1N2风M3109701312532焦炭挥发份带入的N2的量VN2焦G焦N2焦挥发8436512840537M3煤粉挥发份带入的N2的量VN2煤G煤N2煤挥发844702804313氮气总体积VN297922M3煤气总体积V总176701M3煤气成分表CH4CON2H2CO2总体积3M992401697922333424285176701056227355421887242100煤气重度3/51421870420589302860MKG煤气煤气的重量KGW63176煤气6煤气中的水分GH2O1焦碳带入的水分为GH2O焦G焦H2O焦390004156KG2氢气还原生成的水分为GH2O还VH2间4218KG5932184（3）煤粉带入的水分1380016221KG故GH2O1562213359514KG223物料平衡表的编制收入项支出项名称数量KG百分比（）名称数量KG百分比原燃料16524360铁水10002644石灰石53014炉尘20053焦炭3901029水分514136煤粉138364炉渣32518860鼓风16044233煤气2385466307总计37893100378204100误差校核190378942因为，所以计算合理。1023热平衡计算231热收入的计算Q收1碳素氧化放热QC。1碳素氧化为CO2放出的热量QCO2碳素氧化产生CO2的体积VCO2氧化VCO2煤气VCO2氧化分解VCO2氧化挥发3314211706332962NM3KJQCO85904232346216941氧化2）碳素氧化为CO放出的热QCO碳素氧化产生CO的体积3926401MVVCOCO挥发煤气氧化KJVQCO92073869842136980421氧化KJQCO522鼓风带入的热量Q风KJQVVQ38206572603125316411水汽风空气风风风3氢氧化为水放热QH2OKJGOH84519201359013422还4甲烷生成热QCH4KJVQCH603754092169547021644碳5成渣热Q渣KJMGOAG93201601253熔熔渣6炉料物理热Q物理热KJ0686745874矿物理热热量总收入7513942物理热渣风总QQQCHOC232热量支出的计算Q支1氧化物分解吸热Q氧化物分解1铁氧化物分解吸热Q铁氧化物分解的含量为FEO25943015271096750考虑到原料中有20的以硅酸铁形式存在，其余以形FEO32OFE式存在，因此KJGFEO5602591620矿矿硅GFEO磁G矿FEO矿GFEO硅1652925305612225KJGFE2O3磁GFEO磁1222527167KJ77FE2O3的含量为90724195021069750GFE2O3游G矿FE2O3矿GFE2O3磁165279202716793264KJGFE3O4GFEO磁GFE2O3磁122252716722459KJQFEO硅GFEO硅407825305640782512463132KJQFE3O4GFE3O448033339392480333189212775KJQFE2O3游GFE2O3游51565993264515659480924210KJQ铁氧化物分解QFEO硅QFE3O4QFE2O3游682600117KJ2锰氧化物分解吸热Q锰氧化物分解Q锰氧化物分解MN100073660201710007366021252233KJ3硅氧化物分解吸热Q硅氧化物分解Q硅氧化物分解SI10003110237071000311023721771659KJ4）磷酸盐分解吸热Q磷酸盐分解Q磷酸盐分解P100035782600910003578263220434KJ故Q氧化物分解Q铁氧化物分解Q锰氧化物分解Q硅氧化物分解Q磷酸盐分解708844443KJ2脱硫吸热Q脱硫Q脱硫GS渣8359054918359054104294KJ3碳酸盐分解吸热Q碳酸盐分解溶剂中CACO3分解出CO2的量为VCO2钙G熔CAO熔535312113M35645642由于VCO2分VCO2钙，则CAO不全以CACO3的行式存在。则Q碳酸盐分解VCO2分404811740484242930317KJ4水分分解吸热Q水分Q水分V风G煤H2O煤134541（1253131541813800241）134541421823492441KJ5炉料游离水蒸发吸热Q汽Q汽G焦H2O焦268239042682418392KJ6铁水带走的热量Q铁水Q铁水100011731173000KJ7炉渣带走的热量Q渣Q渣G渣17603251817605723168KJ8喷吹物分解吸热Q喷分Q喷分G煤10481381048144624KJ9炉顶煤气带走的热量Q煤气从常温到200之间，各种气体的平均比热容CPKJ/M3如下1干煤气带走的热量为Q煤气干1284VN21777VCO21284VCO1278VH21610VCH42001284979221777333421284401612784285161099220048723874KJ2气中水汽带走的热量为Q水1065GH2O200100106551410018421842N2CO2COH2CH4H2O汽1284177712841278161016051026629KJ故Q煤气Q煤气干Q水49750503KJ10炉尘带走的热量Q尘Q尘G尘07542200200754220030096KJ故Q支Q氧化物分解Q脱硫Q碳酸盐分解Q水分Q汽Q铁水Q渣Q喷分Q煤气Q尘980600958KJ11冷却水带走及炉壳散发热损失为Q损失Q收Q支106439967598060095883798717KJ233热平衡表的编制热平衡表热收入KJ热支出KJ碳氧化放热8001544847517氧化物分解7088444436660热风带的热2065337381940脱硫4104294039氢氧化放热42192288425碳酸盐分解930317009甲烷生成热333706031水分分解23492441221成渣热322099003游离水蒸发418392039物料物理热8860006084铁水带热11730001102总计1064399675100炉渣带热5723168538喷吹物分解111624136煤气带热49790503467炉尘带热30096003热损失83798717786总计1064399675100热量利用系数KTKT总热量收入煤气带走的热热损失1004077868747碳素利用系数KCKC100烧放热除进入生铁的碳全部燃碳素氧化热10060602346806451第三章高炉本体设计31炉型计算1确定年工作日取355天日产量P总170104/35547897T2定容积要设计2座高炉利用系数V21T/（M3D）高炉日产量PP总/22394T高炉容积VUP/V2394/211140M33）炉缸尺寸1）炉缸直径选定冶炼强度I103T/M3D燃烧强度I燃105T/M2H,则D023IVU/I燃1/20231031140/1051/2769M取D77M校核VU/A4927410合理2）炉缸高度渣口高度HZ127BP/NC铁D21271202394/1005571772158取HZ16M风口高度HFHZ/K16/056286取HF29M风口数目N2D22772194取N20个风口结构尺寸选取A04M则炉缸高度H1HFA290433M4死铁层厚度选取H010M5炉腰直径、炉腹角、炉腹高度选取D/D115则D11577885取D885M选取80则H2DD/2TG88577/2TG80326取H233M校核TG2H2/DD233/88577574806126炉喉直径、炉喉高度选取D1/D068则D10688856018取D16M选取H520M7炉身角、炉身高度、炉腰高度选取844则H4DD/2TG8856/2TG8441453取H4145M校核TG2H4/DD12145/88561018取841854选取HU/D284则HU2848852513取HU251M求得H3HUH1H2H4H5251333314522M8校核炉容炉缸体积V1/4DH1/47723315359M炉腹体积V2/12H2DDDD/12338852885777717767M炉腰体积V3/4DH3/48852122971M炉身体积V4/12H4DDD1D1/12145885288566263523M炉喉体积V5/4D1H5/4625652M高炉容VUV1V2V3V4V5153591776712297635235652114598M误差VVUVU/VU1145981140/11400525536炉身20炉身下弦带22炉腰、炉腹、炉缸、炉底27炉缸、炉底30有上所述，高炉各部为炉壳厚度炉顶封板与炉喉31MM；炉身25MM；炉腰30MM；炉腹30MM；炉缸33MM；炉底33MM353炉体框架有四根支柱组成，上至炉顶平台，下至高炉基础，与高炉中心成对称布置，在风口平台以上部分采用钢结构，风口平台以下采用钢筋混凝土结构。36高炉基础高炉基础是高炉下部的承重机构，它的作用是将高炉全部载荷均匀地传递到地基。高炉基础由埋在地下的基座和地面上的基墩组成。361对高炉基础的要求1高炉基础应把高炉全部载荷均匀地传给地基，不发生沉陷和不均匀沉陷。高炉基础下沉会引起高炉钢结构变形，管路破裂；不均匀下沉将引起高炉倾斜，破坏炉顶正常布料，严重时不能正常生产。高炉总体设计，对基础的下沉量和倾斜率都有严格要求。2具有一定的耐热能力。一般混凝土只能在150以下工作，250C便有开裂，400时失去强度，钢筋混凝土700时失去强度。过CC去由于没有耐热混凝土基墩和风冷炉底设施，炉底破损到一定程度后，常引起基础破坏，甚至爆炸。采用风冷和水冷炉底及耐火基墩后，可以保证高炉基础很好工作。362高炉基础的形状、尺寸、材质结构高炉基础是由基墩和基座组成的。高炉基础的结构主要取决于地质条件和高炉的容积。基墩的作用是隔热和调节铁口标高。基墩用耐热混凝土作成。基墩的形状为圆柱形体，直径尺寸与炉底相适应，并要求高度一般为2530M，本设计为25M。基座的主要作用是将上面传递来的载荷传递给地层。基座的底面积较大，以减小单位面积的地基所承受的压力。基座的直径与载荷和地基土质有关，基座用普通钢筋混凝土制成，其形状一般为正多边形，本设计选用正八边形，其对角线长为40M。基座表面为带坡度的水泥沙浆层，以便于排出积水。地表面积按下式计算。其中P总载荷，K安全系数，S允地基土质允许承载能力。允KSA第四章原料供应系统41贮矿槽的确定贮矿槽的容积大约能贮存1218小时的矿石，68小时的焦炭。据此设定贮矿槽的容积及焦槽的容积35045MVU矿槽798107焦槽411矿槽设计1贮矿槽结构采用钢钢筋混凝土混合式结构形式，矿槽周壁用钢筋混凝土浇灌，底壁、支柱和轨道梁用钢板焊成。槽内加衬板，槽底板与水平面夹角5055。2本设计选用10个贮矿槽，槽上槽下都采用皮带运输方式。其中烧结矿、球团矿、巴西矿、石灰石的个数分别为4、2、2、2。单个矿槽的容积为V矿2850/10285M3矿槽参数本设计中贮矿槽设置为单排，采用皮带机供料，贮矿槽宽度为10M。高度为12M。矿槽总长度决定于车间的长度，后者决定于高炉中心线的距离。单个矿槽长度（采用带式运输机）为5M。4副矿槽设计杂矿槽75M2块矿槽100M2412焦槽设计1本设计中设四个焦槽。每个焦槽容积为718/41995M，取V焦200M2另备一个100M碎焦槽。42槽上、槽下设备及参数的确定421槽上设备目前，槽上设备有火车上料和皮带上料两种，本设计采用皮带上料422槽下设备及参数选择1给料器本设计采用电磁震动给料器。电磁震动给料器主要由三部分组成槽体、激震器、减震器。激震器与槽体用弹簧连接在一起，块矿、杂矿均设槽下震动给料器。槽下设放料闸门，为电动装置，同时也设手动装置。2筛分设备为改善高炉料柱的透气性，必须筛除粉末。槽下筛分是炉料入炉前的最后一次筛分。将给料机底板换成筛网，可在给料的同时起到筛分的作用。本设计中采用电磁震动筛作为筛分设备。3槽下运输及炉料称量本设计采用皮带机供料方式，采用电子称量漏斗称量。焦碳称量漏斗安装在贮焦槽下面，用来称量经筛分的焦碳，之后将焦碳卸入胶带上料机运往高炉炉顶。矿石称量漏斗主要安装在贮矿槽下面，用来称量烧结矿、球团矿及生矿石，矿石采用分散筛分分散称量的方法。其优点在于布置操作灵活，备用能力大，便于维护。称量后的炉料经胶带上料机运往高炉炉顶。43皮带上料机能力的确定1皮带机选择选皮带机倾角为12，采用槽型皮带，皮带速度2M/S，皮带水平投影长度为258M，输送量2000T/H。宽度选择如下BM,VKQA360式中B胶带机宽度，MQ胶带输送量，TK断面系数，K320V输送带速度，取V2M/S物料堆比重，16T/M3KA倾角系数，KA092速度系数，10代入数据，则B146M2610932取B15M2为保证胶带安全运行，设计时采取了以下措施胶带机由两个方向驱动，连续运转。设三个电机，两个运转，一个备用；为预防反转，有两个电机做制动用；拉紧胶带用液压缸；为防止炉顶高温，在装料设备上面设有喷水装置，温度超过某一定值时自动喷水。此外还有观察胶带爬行的装置，预防胶带断裂设备和预防停运时偶然启动的设备。第五章炉顶装料设备本设计采用并罐式无料钟炉顶旋转溜槽布料。51炉顶基本结构并罐式无料钟炉顶主要由受料漏斗、贮料罐、中心炉喉、气密箱、布料溜槽、密封阀及卸料阀等部分组成。受料斗的作用是接受皮带机卸下的炉料，并将炉料卸入到贮料罐。本设计采用水平移动式受料斗。受料斗壳体是由钢板焊成，内壁衬以锰钢保护板。贮料罐的上部为球顶型，中部为圆筒型，下部为锥型。其有效容积取决于高炉有效容积和料批组成大小。贮料罐本体为钢结构件，内壁衬以高锰耐磨保护板。密封阀为摆动盘式阀，阀座与阀板接触处采用耐高温的硬质合金硬密封和嵌硅橡胶圈软密封。其直径大小取决于炉料的粒度和下料速度。卸料阀为直插式扇形闸阀，设置在贮料罐的下部。由于二个贮料罐的中心线和高炉中心线不一致，采用叉形管及中心炉喉将贮料罐和布料溜槽接通。中心炉喉的直径为800MM，壳体内壁衬以耐磨保护钢板。溜槽布料器系统包括布料溜槽、气密箱、行星减速箱及电器控制等。布料溜槽是一个半圆形的槽体，壳体用铸钢作成，槽壁为抗磨主刚铸钢衬板，衬板表面堆焊硬质合金，料槽作成锥形。气密箱通过壳体支撑在高炉炉顶钢圈上，溜槽传动系统的零件安装在气密箱内，溜槽吊挂在气密箱内的旋转圆筒下端。气密箱要加以密封和冷却。探料装置在炉顶装有探测料面的装置，探料尺、微波式料面计、激光料面计。本设计采用探料尺，每座高炉设有两个探料尺，互成180。52布料方式本设计采用旋转布料，旋转布料时布料器的主、副电动机同时启动，溜槽作匀速旋转运动的同时，溜槽倾角还作渐变径向运动，使炉料形成变径螺旋形分布。旋转布料时溜槽倾角的改变，采用由外向内跳变。这种布料方式能将炉料布到炉喉截面上的任一部位，并可根据需要调节料层的厚度，以获得较为平坦的料面。53基本参数的计算排料口的周边长度LDM2143D排料口的流通面积F（）M28143D排料口的水力半径RAML下料速度VSINM/SGRA23排料率VFM3/S每次布料时间TSV每次布料层数N60NT其中D排料口直径，M；G重力加速度，98M/S2原料的流动系数，一般在0612之间，焦碳取小值，矿物取大值；出口料流的轴心线与水平面之间的夹角，本设计取50；V料罐有效容积，M3；N布料器转速，R/MIN。无料钟炉顶基本参数计算表高炉容积DLFRAV114020602501206时09008010时150VTNN06时02315时0372088553811871第六章送风系统高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路及管路上的各种阀门等。准确选择送风系统鼓风机，合理布置管路系统阀门工作可靠，热风炉工作效率，是保证高炉优质、低能、高产的重要因素之一。61高炉鼓风机的选择611高炉入炉风量V02201625M3MIN4VIU140273VU高炉有效容积；V每吨干焦消耗标态风量，2700M3T；I高炉冶炼强度，取103TM3D；V0标态入炉风量，M3MIN612鼓风机风量V（R）V01102201625242179M3MINV鼓风机出口标态风量，M3MINR送风系统漏风系数，对大型高炉为10613高炉鼓风压力1高炉炉顶压力PT15105PA015MPA2高炉料柱阻力损失PLS14105PA014MPA3高炉送风系统阻力损失PFS2104002MPA则鼓风机出口风压PPTPLSPFS015014002031MPA614鼓风机的选择1对鼓风机出口风量的修正风量修正系数K092，实供风量VVK2421790922636M3MIN2对风机出口风压的确定风压修正系数K104出口风压PP/K031/10403MPA3风机选择风机型号风量风压转速功率传动方式K32504113250M3/MIN03MPA25003400R/MIN12000KW汽动此风机为离心式风机，二座高炉装三座，一台备用62热风炉621热风炉座数的确定本设计每座高炉配备3座热风炉。622热风炉工艺布置本设计的3座热风炉采用一字型排列。623热风炉型式的确定本设计采用改进型内燃式热风炉。624热风炉主要尺寸的计算高炉容积为1140M3，配备3座改进型内燃式热风炉。1确定基本参数1确定热风炉座数3座2取单位炉容蓄热面积为90M2/M33）定热风炉钢壳下部内径为8160MM，炉壳及拱顶钢板厚度为20MM,炉底钢板为36MM。2确定炉墙结构及热风炉内径下部1大墙厚345MM2隔热砖（轻质粘土砖）113MM3填料层（水渣石棉填料）60MM4不定型喷涂料40MM共计3451136040558MM则热风炉内径D内816055827044M火井隔墙结构上部230硅砖345硅砖20滑动缝。下部230高铝砖345高铝砖20滑动缝。3选火井面积（包括隔墙）据经验，选火井面积占热风炉面积的28。1热风炉内截面积S内D内2314/47044238950413M22火井面积S井S内28389502810906M24蓄热室截面积S蓄S内S井389701090628044M25选格子砖选用七孔格子砖，格孔直径为43MM，查表知1M3格子砖蓄热面积为3806M2/M3。6蓄热室蓄热面积13座热风炉总蓄热面积114090102110M22一座热风炉蓄热面积102110/334037M27一米高蓄热室蓄热面积12804438061067355M28蓄热室高度H蓄34037/106735531889M一米高蓄热室蓄热面积一座热风炉蓄热面积9拱顶高度（采用锥球形）1热风炉拱脚内径D拱81602408080MM808M1据经验H拱06D拱0608084848M3拱顶由球冠和圆锥台组成，具体尺寸如下据经验球冠弦长L1045D拱0458083636M；球冠圆心角为120圆锥斜边与水平面夹角成60。10热风炉全高及高径比支柱及炉篦子高200525M（经验）燃烧室比蓄热室高05M大墙比燃烧室高12M拱顶砖衬400高铝砖230轻质高铝砖113硅藻土砖40喷涂层0783M则热风炉全高H25051231889484807830020003641776M校核509外全DH0216874符合要求625热风炉设备热风炉设备主要包括热风炉本体、燃烧器、助燃风机、热风炉烟道、烟囱以及各个管道和阀门，其中燃烧系统的阀门有空气燃烧阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气阀、高炉煤气放散阀、焦炉煤气燃烧阀、焦炉煤气阀、吹扫阀、焦炉煤气放散阀、助燃空气流量调节阀、高炉煤气流量调节阀、焦炉煤气流力量调节阀及烟道阀等。送风系统的阀门有热风阀、冷风阀、混风阀、混风流量调节阀，充风阀、废气阀及冷风流量调节阀等。燃烧器用来混合高炉煤气与空气，并把混合气体送入热风炉的燃烧室。空气由单独的送风机供给。本设计采用陶瓷燃烧器。626热风炉管道及阀门热风炉的烟道设置在热风炉组一侧的地面以下，为耐热混凝土结构。断面形状为圆形。烟道的高度为1200MM，宽度为800MM，烟道内流速为25M/S。热风炉组的烟囱设置在远离高炉方向末端，为混凝土结构，高度为70M。热风炉系统的管道主要有冷风管、热风管、助燃空气管及净煤气管等。这些管道均为普通碳素钢板焊成，其内径分别为净煤气总管1500MM，净煤气支管1100MM，冷风总管1400MM，冷风支管1200MM，热风主管1500MM，热风围管1200MM，冷风混合管1200MM。热风炉主要阀门有1热风阀安装在热风出口和热风主管之间的热风短管上。其作用是在燃烧期关闭，割断热风炉与热风管道之间的联系。2切断阀由闸板阀、曲柄盘式阀、盘式烟道阀构成。其作用是切断煤气、助燃空气、冷风及烟气3调节阀一般采用蝶形阀，其作用是调节煤气流量、助燃空气流量、冷风流量及混风的冷风流量等。4充风阀其作用是热风炉从燃烧期转换到送风期，当冷风阀上没有设置均压小阀时，在冷风阀打开之前必须使用充风阀提高热风炉的压力。5废气阀其作用在于热风炉从送风期转入燃烧期时，在烟道阀打开之前应打开废气阀，将热风炉内相当于鼓风压力的压缩空气由废气阀放掉以降低炉内压力。6放风阀和消音器位于鼓风机和热风炉组织间的冷风管道上。其作用在于在鼓风机不停止工作的情况下，用放风阀把一部分或全部鼓风排放到大气中去的方法来调节入炉风量。7冷风阀是位于冷风之管上的切断阀。其作用是在送风期，打开冷风阀可以把高炉鼓风机鼓出的冷风送入热风炉。燃烧期则关掉冷风阀，以切断冷风管。627热风炉用耐火材料热风炉耐火材料砌体在高温下工作，而且温度和压力又在周期性变化，条件比较恶劣。为达到高风温长寿命的目的，不仅要保证耐火材料的优质还要正确设计其砌筑形式。1拱顶砌筑拱顶作为热风炉温度最高的部分，须选用优质耐火砖，适当增加隔热层厚度，以提高热效率。本设计拱顶砌筑为450高铝砖230轻质高铝砖113硅藻土砖40喷涂层。在结构上拱定与大墙分离，拱顶砌砖与炉顶钢壳不设膨胀缝。2炉墙砌筑一般情况下，高温区炉壳温度不应超过100，而炉墙温度由下至上逐渐升高，因此在不同区域炉墙厚度及材质有所不同，上部高温区域应适当增加隔热层厚度。本设计之中，下部炉墙为345粘土砖113轻质粘土砖60水渣石棉填料40不定型隔热喷涂料，上部为炉墙1/3高度高温区采用高铝砖，上部炉墙多一层113轻质高铝砖，在燃烧室靠近蓄热室一侧砌砖间留20滑动缝。3蓄热室砌筑蓄热室内充满格子砖。4燃烧室砌筑燃烧室隔墙为230高铝砖345高铝砖20滑动缝。63热风炉燃烧及热平衡计算第七章煤粉制备系统71喷吹系统高炉喷煤系统主要有原煤贮运、煤粉制备、煤粉喷吹、热烟气和供气四部分组成。711煤粉制备煤粉的制备包括原煤卸车、贮存、干燥、制粉、粉煤贮存和输送到喷吹系统等工序。对煤粉有如下要求粒度74UM的58以上，水分1。1原煤的贮存原煤由火车或船运入煤场，按煤种堆放。用胶带运输机运至贮煤槽，槽下设给料机。在转运过程中有的经过一、二次破碎筛分，并依次通过木片捕除器、磁性分离器和铁矿石捕除器。贮煤槽的容积一般按磨煤机工作两个小时考虑。2煤的干燥原煤经过给料机，按需要均匀地送入磨煤机，利用热风炉的废气和燃烧炉的烟气混合物作为原煤的干燥剂。煤粉允许湿度2干燥煤粉不仅是冶炼上的要求，也是煤粉破碎和运输的要求。因为湿度大的煤粉粘性大能降低破碎效率，并且容易堵塞管道和喷枪，也容易使喷吹罐下料不畅。3磨煤机本设计中采用球磨机，中速磨，处理煤硬度为60300RPN/MIN。中速磨与低速磨相比具有电耗小（平均710KM/T煤），噪声小（8590DB），煤粉的均匀性、调节性和放爆性好等优点。4粗粉分离器粗粉分离器的任务是把磨煤机出来的过粗煤粉分离出来，送回磨煤机再磨。采用离心式粗粉分离器。对一定容积的分离器，若提高磨煤通风量，磨煤机出来的煤粉分离度增加，而在分离器内停留时间又将缩短，结果煤粉将变粗，因此磨煤机的通风量是一重要参数。5旋风分离器旋风分离器的任务是把粗粉分离器出来的合格的煤粉送入煤粉仓。本设计中采用二级旋风分离器，其下部装有锁气器煤粉收集设备和排粉风机，收尘率可达7585。6布袋收集器旋风除尘器出来的气流经过排粉风机后送入布袋收集器进行精除尘。布袋收集器收集的煤粉直接落入煤粉仓。布袋收集器下设星形阀，细粉通过它落到细粉仓中。在布袋收集器后设置二次风机，使其在负压下工作用它将气体由布袋收集器抽出后放到大气中，使整个制粉系统为负压操作，没有外泄煤粉，生产时没有粉尘飞扬，车间内空气含尘量小，生产环境好。7螺旋泵螺旋泵的后面连接并列分配器直接将煤粉送到风口。煤粉由煤粉仓底部经过发门进入螺旋泵的煤粉入口，再由旋转的螺杆将煤粉压入混合室，借助于通过混合室的压缩空气将煤粉送出。712煤粉喷吹系统煤粉喷吹系统是从制煤粉仓后面到高炉煤粉喷枪间的整套设施。1喷吹工序1本设计直接喷吹工艺在煤粉制备站与高炉之间距离较小情况下，将喷吹设施布置在制粉站的煤粉仓下面不设输粉设施的工艺称为直接喷吹。该种工艺简化了喷吹工艺流程和设施。不仅降低了工程投资（约降低25），而且减小了喷吹煤粉的中间环节。对喷吹易爆煤粉，可大大降低不安全因素。2本设计采用串罐喷吹即将煤粉仓、中间罐与喷吹罐自上而下重叠设置，串罐式喷吹罐可连续喷吹，喷吹量稳定，厂房占地面积小。3本设计采用单管路喷吹即由喷吹罐到高炉仅设一条管线称为单管路喷吹。单管路喷吹可满足喷吹易爆易挥发煤种的要求，是目前喷煤高炉广泛采用的一种喷煤形式。2喷吹设备的确定1喷吹罐有效容积的确定喷吹罐有效容积按向高炉连续喷吹料时的喷吹量来设计。指最低和最高料面间的容积，最低料面指在料面以下保留23吨煤粉的料；最高料面指在离罐顶的球形的转折出8001000MM的料面。可以用以下公式确定VPQ/式中倒罐周期，H,05HQ小时煤粉喷吹量，T/H煤粉堆密度,T/M3设062T/M3喷吹量QVUG/24式中G喷煤量，G02T/T铁Q11402202/24209T/H则VP05209/0621685M32贮煤罐贮煤罐有效容积指大于喷煤罐，最低料面是斜阀，最高料面以上也是要留出800100MM的距离。取V贮4M33喷吹系统附属设备1混合器将煤粉与压缩空气混合并使煤粉启动的设备，由壳体与喷咀组成，安装在喷吹罐下面。喷嘴长度在13517MM之间，直径与风量相关，在36MM之间。2分配器，本设计采用盘式分配器。一座高炉使用两个分配器，两个分配器对称布置于高炉两侧，喷吹主管进入分配器前应有相当长的垂直段，采用35M。3喷煤枪由混合器或经过分配器吹送的煤粉，通过喷枪送到高炉直吹管进入炉内。由耐热无缝钢管制成，直径1525MM之间。本设计采用斜插式。含挥发分高的烟煤粉是易燃易爆物质，在高压喷吹系统中，贮煤罐和喷煤罐又是高压容器，一旦爆炸，破坏相当大，因此在设计与操作中须十分注意安全。72喷吹工艺流程喷吹的工艺流程如下第八章渣铁处理系统高炉冶炼中有大量高温液态的生铁和炉渣由高炉下部的铁口和渣口放出。及时合理的处理这些生铁和炉渣是保证高炉正常生产的原煤贮运煤粉制备供气高炉煤粉喷吹热烟气重要环节。为了搞好这些工作，必须有完好的出铁和出渣设施及足够的运输能力。81风口平台及出铁场风口平台是设置在高炉下部沿高炉炉缸四周风口前设置的工作平台。其主要作用是方便高炉操作人员窥视风口，了解炉内情况及布置上渣沟。出铁场是布置铁沟和下渣沟，安装炉前设备，进行放渣出铁操作的炉前平台。本设计的高炉有两个出铁场。本设计风口平台及出铁场采用架空的结构形式，支撑在钢筋混凝土柱子上的预制钢筋混凝土板，上面填充15M厚的沙子，最上面地坪立砌一层建筑砖。风口平台的标高比出铁场的标高要高15M，风口平台比风口中心线低1250，净空宽度为6M。上面布置2条上渣沟。出铁场的位置应与铁口位置相适应。其长度为50M，宽度为20M，高度保证任何一个渣铁溜嘴下沿不低于48M。出铁场上面布置出铁沟和下渣沟。82炉渣处理本设计采用底滤法水淬渣。在高炉熔渣沟端部的冲渣点处，用一定压力和流量的水将熔渣冲击而水淬。水淬后的炉渣通过冲渣沟流入过滤池。沉淀、过滤后的水淬渣从过滤池中取出，作为成品水渣外运。过滤池是收集水冲渣的池子，横断面为矩形，系钢筋混凝土结构。池子容积应能满足储存一天以上的水渣。本设计设置二个过滤渣池。过滤池的底部铺有硕石作过滤石，厚度为600MM。83铁水处理高炉铁水，一部分用铁水罐车运往炼钢车间炼钢，一部分运往铸铁车间铸块储存，少部分号外生铁还需要炉外脱硫处理。831铁水罐车铁水罐车由车架和铁水罐组成。铁水罐由钢板焊成，罐内砌230MM厚砖衬，并在砖衬与罐壳之间填以30MM厚的石棉板绝热。本设计采用200T的混铁炉式铁水罐。832铸铁机铸铁机是把铁水连续铸成铁块的机械化设备。本设计采用LZ441型双带滚轮固定式铸铁机。833铁水炉外脱硫设备本设计采用喷吹气体搅拌法对铁水实行炉外脱硫。将喷枪插入到铁水中，通过喷枪把含有脱硫剂的气体混合物吹入到铁水中，并利用喷吹气体使铁水发生搅拌。以脱除铁水中的硫。喷吹气体为氮气。84铁沟流咀布置841渣铁沟的设计在保证渣、铁分离的前提下；尽量缩短渣铁沟长度。1设计参数1铁沟坡度主铁沟段坡度为9，支铁沟段坡度为6，下渣沟坡度为7，流嘴处坡度为10。2主铁沟长为10M，宽10M，撇渣器处宽度14M，深08M。2构造1渣沟在80MM厚的铸铁槽内捣一层垫钩料，铺上河沙即可。2铁沟10钢板焊成，内砌两层粘土砖，砖上捣打碳素材料。3撇渣器位于主铁沟末端，利用渣铁比重不同，用挡渣板把下渣挡住，只让铁水从下面过，达到了渣铁分离的目的。本设计如下1沟的下渣口到撇渣器得中心线的距离为500；2下渣沟砂坝底高于残渣沟砂坝；3残渣沟砂坝下烟与狗头在同一水平面。842流咀的设计本设计采用摆动流咀。摆动流咀安装在出铁场下面，其作用是把经铁水沟流出来的铁水注入出铁场平台下的任一个铁水罐中。缩短了铁水沟长度，简化了出铁场布置，减轻了许多补铁沟的作业。85炉前设备的选择炉前设备主要有开铁口机、堵铁口泥炮、炉前吊车。851开铁口机本设计采用冲钻式开铁口机，它由吊挂开口机的行走梁、旋转机构和送进机构三部分组成。钻头即可进行冲击运动，又可进行旋转运动，既能完成钻孔动作，又能完成捅铁口动作。852堵铁口泥炮本设计中采用液压泥炮。泥炮主要由打泥机构、压紧机构和转炮机构组成。转炮用液压马达，压炮和打泥用液压缸。853炉前吊车为减轻炉前劳动强度需设置炉前吊车，运送炉前的各种材料，更换泥炮，清理残渣残铁等。第九章煤气处理系统高炉冶炼过程中，从炉顶排除大量烟气，每吨生铁约产生1800标准立方米煤气，其中含CO2024，H2约含2，CH405，发热值约3500KJ/M3。因此高炉煤气具有一定使用价值。由高炉炉顶排出的煤气，其温度150300，标态含有粉尘约40100G/M3，需降温除去后才能使用。91荒煤气管道高炉煤气由炉顶封板（炉头）引出，经导出管、上升管、下降管进入除尘器。911导出管采用四根导出管沿炉周围均匀分布。高炉炉顶导出口处点截面取炉喉面积的45，导出管与水平面的倾斜角为53，每根导出管的截面积S1/4D45/4314/4624