设计一座年产430万吨炼钢生铁的炼铁厂毕业设计

PAGE河北联合大学轻工学院COLLEGEOFLIGHTINDUSTRY,HEBEIUNITEDUNIVERSITY毕业设计说明书设计（论文）题目：设计一座年产430万吨炼钢生铁的炼铁厂学生姓名：李盟盟学号：200915090812专业班级：冶金8班学部：材料化工部指导教师：闫亚坤讲师2013年6月5日摘要摘要高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针，在唐山地区预设计建造一座年产生铁430万的高炉炼铁车间，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计，其中包括绪论、工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、炉顶设备、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统和炼铁车间的布置等。设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化，以期达到最佳的生产效益。关键词:高炉炼铁设计；喷吹；送风；煤气处理；渣铁处理ⅠAbstractAbstractBlastfurnaceiron-makingisamainmeanstoobtainpigiron,andoneofthemostimportantlinksinthemetallurgicalcourseofsteel,playaroleinholdingthebalanceinnationaleconomicconstruction.Theblastfurnaceisthemainequipmentofiron-making,inlinewiththehighquality,highyield,lowconsumptionandenvironmentalpollutionpolicy,designandbuildablastfurnaceiron-makingworkshopproducing4.3millionironseveryyearinadvanceintheareaofTangshan,thisdesigninstructiondesignstheblastfurnacedetailedly,includingintroduction,thecraftcalculating(Includingthebatchingiscalculated,suppliesbalanceandthermalbalance),thefurnacetypeoftheblastfurnaceisdesigned,choiceoffurnacelineroftheblastfurnace,thefurnacebodycoolstheequipment,thetyueresanddesignthetapironfield,rawmaterialssystem,blowsystem,furnaceroofequipment,coalgasdisposalsystem,slagirondisposalsystem,ejectionsystem,iron-smeltingofworkshopetc..Combinedomesticandinternationalthesamefurnacevolumesomeadvancedproductionoperationexperienceandrelevantdataofblastfurnacealsowhilethedesign,striveblastfurnaceshoulddesignedtomakeaccomplishhighlymechanized,automationandmaximizing,inthehopeofreachingthebestproductivityeffect.Keywords:BFiron-makingdesign;ejection;blowing;coalgasdisposal;slagirondisposalⅡ目录TOC\o"1-3"\h\u目录摘要ⅠAbstractⅡ29848第1章绪论101.1概述 1282591.2高炉炼铁厂的厂址选择 1309351.3原燃料条件 15921.4高炉生产主要经济技术指标 1118661.5高炉冶炼现状及其发展 2184471.6本设计采用的新技术 231716第2章工艺计算436392.1配料计算 4316722.1.1原燃料成分的整理 4317412.1.2主要技术经济指标 456002.1.3生铁预定成分 5155362.1.4矿石配比的确定 5257222.1.5元素分配 5268472.1.6矿石和溶剂用量计算 5141012.1.7渣量及主要成分计算 636382.2物料平衡的计算 619772.2.1风量的计算 745892.2.2炉顶煤气成分的计算 7298972.2.3物料平衡表 9222072.3热平衡的计算 993232.3.1热收入项 9264122.3.2热支出项 1018510第3章高炉本体设计13252553.1高炉数目及总容积的确定 13277913.2炉型设计 13198193.3内型尺寸及示意图 1421192第4章高炉基础和内衬1681444.1炉基的形状及材质 16252284.1.1高炉基础的要求 1664774.1.2炉基形状 16171224.1.3炉基基本尺寸 16155014.1.4炉基的材质结构 1731974.2炉底和炉衬设计 1717737第5章冷却设备选择、风口及铁口设计19170875.1高炉冷却设备的作用及冷却介质 19117105.2炉底冷却型式选择 19291325.3高炉各部位冷却设备选择 19186765.4高炉供水量、水压的选择 205645.4.1供水量 20246365.4.2水压 2058905.5风口数目及直径 21300835.5.1确定风口数目 21125965.5.2风口直径 2165195.5.3风口设备 21276135.6铁口 21316275.7炉壳及钢结构的确定 2132395第6章高炉车间原料系统23192936.1贮矿槽及贮焦槽的设计 23244846.1.1贮矿槽的设计 23322686.1.2副矿槽 24283676.1.3贮焦槽设计 24244466.1.4矿槽的结构形式 2440236.2给料器，槽下筛分与称量设计 24221906.2.1给料器 2480846.2.2槽下筛分 24157266.2.3槽下称量 24175146.3胶带机的设计 2528490第7章高炉送风系统 26191687.1高炉鼓风机 2642037.1.1高炉冶炼对鼓风机的要求: 26123077.1.2鼓风机出口风量的计算 26216767.1.3鼓风机出口风压的计算 2741607.1.4鼓风机的选择 2793147.2高炉热风炉设计 27158317.2.1热风炉基本结构形式 27208417.2.2热风炉的炉体设计 28127857.3燃烧器及阀门 30186987.3.1燃烧器 30313257.3.2热风炉阀门 30246967.4提高风温途径 3026140第8章炉顶设备 31314268.1炉顶的基本结构及参数 3191628.2探料装置 3111448第9章高炉煤气除尘系统 3269319.1概述 32135689.1.1高炉煤气除尘的目的 32304419.1.2评价煤气除尘装置的主要指标 3215519.2高炉煤气除尘设备 3236299.2.1荒煤气管道 32308619.3重力除尘器 3317789.3.1重力除尘器原理 33128419.3.2主要尺寸—圆筒部分直径和高度 33124169.4文氏管 34276429.4.1文氏管除尘原理 34129889.4.2半精细除尘设计 34237629.4.3精细除尘设计 34260309.5布袋除尘 34284609.6煤气除尘系统附属设备 35312789.6.1煤气遮断阀 35265329.6.2煤气放散阀 3594739.6.3煤气切断阀 3520739.6.4调压阀组 36184239.7炉顶余压发电 3623779第10章渣铁处理系统371247510.1概述 37327610.2风口平台和出铁场 3789410.2.1风口平台 37246910.2.2出铁场 372243910.3渣铁沟和撇渣器 371195110.3.1主铁沟 373254010.3.2撇渣器 3882210.3.3支铁沟和支沟 382994010.3.4摆动流嘴 381920910.4炉前主要设备 38577010.4.1开铁口机 39709810.4.2堵铁口泥炮 39877110.4.3炉前吊车 39941410.4.4堵渣口机 39450110.5铁水处理设备 39258010.5.1铁水罐车 392047910.5.2铸铁机 392751110.6炉渣处理 407961第11章高炉喷煤系统 411869511.1喷吹工艺流程 411431711.2煤粉的制备 411320911.2.1原煤的贮存 413178811.2.2煤的干燥 422908311.2.3磨煤机 422406811.2.4粗粉分离器 421743411.2.5旋风分离器 42706611.2.6锁气器 42531511.2.7布袋收集器 42499011.3煤粉喷吹系统 4211.3.1喷吹设备的确定 4311.4安全措施4411.4.1煤粉爆炸条件4411.4.2采取的安全措施44第12章高炉车间平面布置4512.1车间平面布置的原则.......................................452322412.2车间平面布置形式 4530230结论4624682参考文献47谢辞48第1章绪论PAGE50 第1章绪论 高炉冶炼是获得生铁的主要手段，它以铁矿石（天然富矿，烧结矿，球团矿）为原料，焦碳，煤粉，重油，天然气等为燃料和还原剂，以石灰石等为溶剂，在高炉内通过燃料燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程，获得生铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤气。为了实现优质，低耗，高产和延长炉龄，高炉本体结构及辅助系统必须满足冶炼过程的要求，即耐高温，耐高压，耐磨，耐侵蚀密封性好，工作可靠，寿命长，而且具有足够的生产能力。确定厂址需要做多方案比较，选择最佳者，厂址选择的合理与否，不仅影响建设速度与投资，也影响到投产后的产品成本和经济效益，必须十分慎重。厂址选择应考虑以下因素：（1）工业布局要合理。即要考虑地区工业的综合平衡，也要考虑钢铁生产对原料的依赖性。（2）以节省投资，降低应运费用。（3）合理利用地形设计工艺流程。（4）接近原料产地，减少原料运输（5）水电资源丰富，供水供电不能间断，供电双电源。（6）少占良田。（7）位于城市居民区主导风向的下风向或侧风向。（8）不受洪水及大雨的淹没。原燃料是高炉冶炼的基础。为了使高炉实现高产、优质、低耗、低成本，就必须实行精料方针。精料是多快好省地发展冶金工业的重要技术政策。精料的主要措施有：提高铁矿石含铁量，增加自熔性烧结矿和球团矿使用率，缩小粒度，筛除粉矿，减小成分波动，以及提高原、燃料强度等。高炉生产效果以其技术经济指标衡量，主要技术经济指标如下：高炉有效容积利用系数（η）：高炉有效容积利用系数即昼夜生铁的产量P（t）与高炉有效容积V（m）之比。是高炉冶炼的一个重要指标，越大，其高炉生产率越高。本设计取2.2焦比（k）：焦比即每昼夜焦碳消耗量Q（t或kg）与每昼夜生铁产量P（t）之比，喷吹燃料可以有效地降低焦比，从而降低生铁成本。煤比（Y），油比（M），燃气比（G）：指每吨生铁消耗的煤粉或油量或燃气量。从风口向炉内喷吹煤粉，重油以及天然气，焦炉煤气等燃料，可降低焦碳的消耗量。冶炼强度（I）：高炉冶炼强度是每昼夜1m有效容积燃烧的焦碳量。冶炼强度表示高炉的主业强度，它与鼓入高炉的风凉成正比，在焦比不变的情况下，冶炼强度越高，高炉产量越大。本设计取0.95。休风率：休风率指休风时间占日历时间的百分数。生铁合格率：高炉生产的化学成分符合国家的规定的合格生铁占生铁量的百分数为生铁合格率。高炉一代寿命：指高炉从点火开始到停炉大修之间的冶炼时间或相邻两次大修之间的时间称为高炉一带寿命。炉容大型化及其空间尺寸的横向发展。近年来，大型钢铁企业大多采用V4000m以上巨型高炉。精料：精料包括提高入炉矿石品位，改善入炉原料的还原性能，提高熟料率，稳定入炉原料成分和整粒，精料是改善高炉冶炼的基础。提高休风温度：提高休风温度可以大幅度的降低焦比，特别是鼓风温度较低时效果更为显著。高压操作：高压操作可以延长煤气在炉内的停留时间，改善煤气性能及化学能利用，有利于稳定操作，为强化冶炼创造条件。富氧喷吹：富氧喷吹可达到优质，低耗，高产，长寿的冶炼效果。电子计算机的采用：计算机目前已可以控制配料，装料和热风炉操作。（1）无钟炉顶和皮带上料，布料旋转溜槽可以实现多种布料方式。（2）热风炉采用锥球形炉顶，有利用拱顶气流分布和热风温度的提高，隔墙间加耐热钢板防止蓄热室气流短路。（3）冷却采用软水密封循环系统。（4）高炉喷煤设备。（5）有余热回收和余压发电装置。（6）水渣系统采用过滤式。（7）采用计算机自动控制系统对各个环节进行监控。第2章工艺计算第2章工艺计算2.1.1原燃料成分的整理表2-1原燃料成分的整理品种TFeFe2O3FeOPMnSiO2Al2O3烧结矿57.7574.697.030.060.104.641.53校核57.9574.957.054.661.54球团矿64.7250.1210.041.64校核61.3487.370.249.521.55澳矿65.8091.142.570.020.072.041.04校核65.9791.382.582.041.04石灰石1.351.930.820.85校核1.391.990.850.88炉尘39.7944.9910.670.130.076.151.05校核40.5915.8910.886.271.07复合矿59.4978.665.74.751.47CaOMgOMnO2MnOP2O5S/2烧损8.463.0199.658.493.01100.000.320.8035105.510.300.704100.0052.4699.752.47100.0051.210.8441.1696.8152.900.8742.52100.005.834.030.090.300.0624.6798.045.954.110.090.310.0625.16100.006.432.310.37100.002.1.2主要技术经济指标焦比360kg/t煤比150kg/t炉渣碱度1.1炉尘20Kg/t直接还原度0.45鼓风湿度1.5%表2-2燃料工业分析FcdAdVdStdH2O焦炭85.8512.761.390.694.12煤粉76.6310.9312.440.47表2-3灰分成分SiO2Al2O3CaOMgOFeOTFe焦灰分52.8938.013.621.015.474.35煤灰分58.4831.423.881.314.912.33表2-4挥发分成分CO2COCH4H2N2O2焦炭23.0222.453.8820.2930.36煤粉3.6913.426.8943.1714.7418.092.1.3生铁预定成分表2-5预定铁水成分FeSiMnSPC94.5160.480.030.0260.0984.852.1.4矿石配比的确定烧结矿：球团矿：澳矿=76:10:142.1.5元素分配表2-6元素分配FeMnPS生铁0.9970.51.0炉渣0.0030.5煤气0.052.1.6矿石和溶剂用量计算：设矿石用量为X，溶剂用量为Y，单位Kg/t根据全Fe平衡方程，得Y根据碱度的平衡，得联立两式解得：X=1602.71Kg/t,Y=10.81Kg/t则烧结矿为1218.06Kg/t球团矿为160.28Kg/t澳矿为224.38Kg/t2.1.7渣量及主要成分计算CaO量：GCaO渣=109.88KgSiO2量：GSiO2渣=98.56KgFeO量：GFeO渣=945.16MgO量：GMgO渣=1602.71Al2O3量：GAl2O3渣=MnO量：GMnO渣=炉渣S含量：0.0002进入炉尘的S：200.0012=0.02Kg进入煤气的S：3.510.05=0.176Kg进入生铁的S：0.26Kg进入炉渣的S：GS渣=3.51-0.02-0.176-0.26=3.054Kg表2-7炉渣成分计算结果CaOSiO2FeOMgOAl2O3MnOS/2重量（Kg/t）109.8898.563.6638.9046.051.031.527299.41配比（%）36.7032.921.2212.9915.380.340.511002.1.8校核生铁成分：需要矫正的：则：不需要矫正的：2.2.1风量的计算C燃=鼓风含氧:VO2=O2=则：V风=G风=V风r空气=1186.291.29=1530.31Kg（1）H2风口燃烧：VH2=V风0.015=1186.290.015=17.79m3焦炭和煤粉的挥发分：VH2=（3600.01390.2029+1500.12440.4317）=101.59m3生成CH4：VH2=（3600.8585+1500.7663）0.7%2=11.08m3参加还原（参加还原的氢量为总量的40%）：VH2=(17.79+101.59)40%=47.75m3进入煤气中的H2量=17.79+101.59-11.08-47.75=60.55m3（2）CO2：FeO+H2=Fe+H2O7222.447.75m3焦中进入煤气中的CO2量：（3）CO:直接还原：风口燃烧生成：焦中：间接还原量：进入煤气CO量：（4）N2鼓风带入：焦炭和煤粉的挥发分：进入煤气的N2：（5）CH4风口燃烧：焦中：则进入煤气的CH4：表2-8炉顶煤气成分表品种CO2CON2H2CH4V/m3339.54350.97926.5260.555.811683.39%20.1720.8555.043.600.34100煤气重度：G煤气=1683.391.35=2272.58Kg（6）H2O氢气还原生成的水焦炭带入的水分3600.04=14kg水的总体积14.00+38.37=52.37kg2.2.3物料平衡表表2-9物料平衡表收入项支出项名称数量kg百分比%名称数量kg百分比%烧结矿1602.7143.86铁水100027.44石灰石10.810.30炉尘200.54焦炭3609.80水分52.371.44煤粉1504.11煤气（干）2272.5862.36鼓风1530.3141.88炉渣299.418.22总计3653.83100总计3644.36100误差校核因为0.25%<0.3%，所以计算合理2.3.1热收入项（1）碳的氧化放热（1m3CO：5241.72KJ；CO2：17869.50KJ）Q=（350.97-0.9）5241.72+（176.53+160.08）17869.50=7850021.32KJ（2）热风带入热量1100，98%带入能量，2%喷煤粉Q=(V风×Cp风+VH2O×CpH2O)×t风=(1186.2998%98.5%1.4233+1186.290.0151.7393)1100=1826887.9KJ（3）H2氧化放热1m3H2氧化放热10788.58KJQ=47.7510788.58=515154.7KJ（4）成渣热Q=（0.5290+0.0087）10.811128.60=6560.03KJ（5）炉料的物理热Q=1602.71（25-0）0.6897=27634.73KJ总的热收入为Q=7850021.32+1826887.9+515154.7+6560.03+27634.73=10226258.68KJ2.3.2热支出项氧化物分解放热1）20%以2FeO·SiO2存在，80%以Fe3O4存在以2FeO·SiO2存在FeO=1218.060.07050.2+3600.12760.0547+1500.10930.049=20.49KJ以Fe3O4存在FeO=1218.060.07050.8+160.280.0024+224.380.0258=74.87KJFe2O3=74.87=166.38KJFe3O4=74.87+166.38=241.25KJ游离状态Fe2O3=0.78661602.71+10.810.0199-166.38=1094.53KJ分解1Kg2FeO·SiO2耗4068.52KJ；分解1KgFe3O4耗4791.78KJ；分解1KgFe2O3耗5544.28KJQ=20.494068.52+241.254791.78+1094.535544.28=7307761.69KJMn的分解（分解1KgMn耗7950.53KJ）SiO2分解（31028.14KJ）；P的分解（35697.2KJ）Q=4.831028.14+0.87950.53+0.8135697.2=184210.23KJ氧化物分解Q=7307761.69+184210.23=7491971.92KJ脱硫吸热CaO脱除1kgS耗热5392.2KJ/Kg；MgO脱除1kgS耗热8025.6KJ/Kg；MnO脱除1kgS耗热6249.1KJ/Kg；FeO脱除1kgS耗热5496.7KJ/Kg这几项的平均值为：6290.9KJ/KgQ=3.0546290.9=19212.4KJ碳酸盐的分解吸热主要考虑熔剂中的CaCO3和MgCO3，1kgCaCO3和MgCO3分解时吸热分别为4037.88KJ和2482.9KJ。Q=10.810.5290×4037.88＋10.81×0.0087×2482.9=23324.09KJ水的分解热水由鼓风带入，1m3水分解耗热10788.58KJQ＝1186.29×0.015×10788.58＝191975.77KJ（5）喷吹煤粉分解吸热（1kg煤粉分解时耗热836KJ）Q＝150×836＝125400KJ（6）游离态的水蒸发吸热游离态的水来自于焦炭中。已知：液态水从0oC升温到100oC吸收热量为100千卡，液态水从100oC到100oC蒸气吸收热量为540千卡。∴液态水从0oC到100oC水蒸气吸收热量为640千卡。640千卡=640×4.18KJ=2675.2KJQ＝360×0.0412×2675.2＝39678.57KJ（7）铁水带走的热量（1kg铁水带走的热量为1237.28KJ）Q＝1000×1237.28＝1237280KJ（8）炉渣带走（1kg炉渣带走的热量为1851.74KJ）Q＝299.41×1851.74＝554429.47KJ（9）煤气带走的热量干煤气带走热量（干煤气热容为1646.59KJ/oC·kg）Q=1683.39×1.407×200＝473705.95KJ煤气中的水分带走热量（煤气中水分热容为1.5086KJ/oC·kg）Q=（360×0.0412×）×(200－100)×1.5086＋47.75×(200-0)×1.5086=17191.63KJ炉尘带走的热量(炉尘热容为0.838KJ/oC·kg)Q＝20×0.836×200＝3344KJ煤气带走热量Q=473705.95＋17191.63＋3344=494241.58KJ则总的热支出为Q总=7491971.92+19212.4+23324.09+191975.77+125400+39678.57+1237280+554429.47+494241.58=10177513.8KJ热损失为：10226258.68－10177513.8=48744.88KJ由以上计算结果，可将热量平衡数据列表如下表2-10热平衡表热收入热支出项目热量/KJ比例/%项目热量/KJ比例/%碳氧化7850021.3276.76氧化物分解7491971.9273.61热风1826887.917.86脱硫19212.40.19氢氧化515154.75.04碳酸盐分解23324.090.23成渣6560.030.06水分分解191975.771.89炉料带入27634.730.27煤粉分解1254001.23游离水39678.570.39铁水带走123728012.15炉渣带走554429.475.45煤气带走494241.584.86热损失48744.880.4810226258.6810010177513.8100热量利用系数KtKt=总热量收入-（煤气带走的热+热损失）=100%-（4.86+0.48）%=94.66%第3章高炉本体设计第3章高炉本体设计设计一年产430万吨的高炉车间。高炉一代寿命为10年，作业率为95%。确定年工作日：365×95%=347天日产量：P总=430×10000/347=12391.93t定容积：选定高炉座数为2，高炉利用系数ηv=2.2t/(m3.d)每座高炉日产量：P=P总/2=6195.97t每座高炉容积：Vu=P/ηv=6195.97/2.2=2817m3炉缸直径（d）：选定冶炼强度I=0.95t/(m³.d)炉缸截面燃烧强度：i燃=1.08t/(m².h)则d=0.23=0.23×取d=11.5m校核：Vu/A=2817/=27.12设计符合要求。炉缸高度：渣口高度：hz=1.27bP/(N.C.d².γ铁)==1.828m取hz=1.83m式中：N—昼夜出铁次数，10次；γ铁—铁水比重，7.1t/m³；bP—生铁波动系数，1.2；C—渣口以下炉缸利用系数，0.55。风口高度：取K=0.56hf=hz/K=1.83/0.56=3.28m取hf=3.3m风口数目：n=2(d+2)=取n=227个风口结构尺寸：选取a=0.5则炉缸高度：h1=hf+a=3.3+0.5=3.8m(3)死铁层厚度：选取h0=0.2d=0.2*11.5=2.3m(4)炉腰直径、炉腹角、炉腹高度：选取D/d=1.11则D=1.11m取D=13m选取α=80°30＇则=4.25取h2=4.3m校核α：tgα=2h2/(D-d)=2×4.3/(13-11.5)=6α=(5)炉喉直径、炉喉高度的确定：选取d1/D=0.73则d1=0.73×13=9.49m取d1=9.5m选取h5=2.0m（6）炉身角、炉身高度、炉腰高度：选取β=82º则h4=取h4=12m校核β：tgβ=2×h4/(D-d1)=2×12/(13-9.5)=6.86β=82°00＇03"选取Hu/D=2.2则Hu=2.2D=2.2×13=28.6m取Hu=28.6m求得：h3=Hu-h1-h2-h4-h5=28.6-3.8-4.3-12-2=6.5m(7)校核炉容：炉缸体积：V1=m3炉腹体积：V2==3.14×4.3×(13²+13×11.5+11.5²)/12=507.43m³炉腰体积：V3==3.14×13²×4.3/4=570.46m³炉身体积：V4==3.14×12×（13²+13×9.5+9.5²）/12=1201.84m³炉喉体积：V5==3.14×9.5²×2.0/4=141.7m³高炉容积：Vu′=V1+V2+V3+V4+V5=394.7+507.43+570.46+1201.84+141.7=2816.16m³误差：ΔV=（Vu-Vu′）/Vu=（2817-2816.16）×100%/2817=0.03%〈1%在允许范围内，故炉型设计符合要求。第4章高炉基础和内衬第4章高炉基础和内衬4.1.1高炉基础的要求高炉基础是高炉下部的承重结构,它的作用是将高炉全部载荷均匀的传递到地基.高炉基础由埋在地下的基座和地面上的基礅组成.对高炉基础的要求是:1)高炉基础应把高炉的全部载荷均匀的传递给地基,不发生沉陷和不均匀的沉陷.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)有一定的耐热能力.采用水冷炉底及耐热基礅,以保证高炉基础很好工作.基礅断面为圆形,高度一般为2.5~3.0mm;基座直径与载荷和地基土质有关,A=P/KSm.本高炉的基础为八角型,对角线长度为30mm.4.1.2炉基形状 本设计采用八脚形炉基4.1.3炉基基本尺寸基座直径与荷载和地基土质有关，基座表面积可按下式计算：A=P/KS允式中A――基座底表面积P――总载荷，T1992TK――小于1的安全系数，取值视地基土质而定，0.9S允――地基土质允许的承压能力,MP(S允>0.2MP)由公式可得：炉基对角线长度为95m图4.1高炉基础4.1.4炉基的材质结构1）基墩――－耐热混凝土2）基座―――钢筋混凝土炉缸、炉底承受高温、高压、渣铁冲刷侵蚀和渗透作用，工作条件非常恶劣。炉缸、炉底是高炉重要部分，被侵蚀破坏程度是决定高炉大修的关键。（1）炉底炉底承受高温、高压、渣铁冲刷侵蚀和渗透作用，工作条件十分恶劣。为了防止炭砖在烘炉和开炉时被氧化，在炭砖表面应砌一层粘土砖保护层。为吸收砌体膨胀，砌体与周围冷却壁之间应留100～150缝隙，缝隙内填满碳素捣打料。炉壳的圆锥体部分的缝隙应取较大值，以便碳捣操作，保证质量，同时防止砖衬膨胀产生对炉壳的推力，避免炉壳开裂而泄漏煤气。本设计采用满铺炭砖炉底结构，它是提高炉衬寿命的一项新技术，且能提高铁水温度。炉底砖衬厚度为2800（砖层为7层）。炭砖砌筑在水冷管的炭捣层上。砌筑时，先以出铁口中心线为基准线，向下逐层划出每层碳砖的十字形中心线，并标注标高。每列先从该列的中心块开始逐块砌筑。同一列相邻两块碳砖之间以斜接或垂直薄缝相接。每层炭砖砌筑从中心开始，逐步砌筑其余各列，直至砌到边缘为止。砌砖有厚缝和薄缝两种连接方式，薄缝连接时，各列砖砌缝不大于1.5(本设计取1.5)，各列间的垂直缝和两层间的水平缝不大于2.5（本设计取2）。厚缝连接时，砖缝为35～45(本设计取40)，缝中以炭素料捣固。炉底水冷管的安装：安装在基墩耐热混凝土之上炉底炭捣层之中。目前，一般砌法是炭砖两端的短缝用薄缝相接；两侧的长缝用厚缝相接。也有两端短缝用厚缝而两侧长缝用薄缝相接的，这种砌法可减少厚缝的炭捣工作量。（2）炉缸炉缸工作条件与炉底相似，而且装有铁口、风口。每天有大量的铁水流过铁口，开堵铁口有剧烈的温度波动和机械振动。风口前边是燃烧带，为高炉内温度最高的区域。炉缸炭砖砌筑以薄缝相连，上下层炭砖的砖缝均砌为此炉缸用炭砖砌筑，风口、渣口及铁口处采用异形炭砖砌筑，炭砖砌筑为薄缝（1.5），上下层碳砖砖缝均砌在中间。筑在中间。风口、渣口和铁口采用异型炭砖砌筑。砌体与冷却壁之间留有100～150缝隙，本设计为150，其中填以炭质填料。第一层环砌炭砖最好能盖上三块半炉底满铺的炭砖，因此其长度一般大于（400+40）×3.5＝1540。（本设计取1760）（3）炉腹炉腹位于风口之上，此部位受强烈的热应力作用，不仅炉衬内表面温度高，而且由温度波动引起的热冲击、破坏力很大；同时还承受由上部落入炉缸的渣铁水和高速向上运动的高温煤气的冲刷、化学侵蚀及氧化作用，再加上炉料的压力和摩擦力及崩料时的巨大冲击力。开炉后炉腹部位的砌砖很快被侵蚀掉，靠渣皮工作，一般砌一层厚345高铝砖，倾斜部分按每三层砖错台一次砌筑。砌砖砖缝应不大于1（本设计取1），上下层砖缝和环缝均应错开。（4）炉腰炉腰紧靠炉腹，侵蚀作用也相似。本设计采用过渡式炉腰结构，该部位砌筑一层345厚的高铝砖，砌砖紧靠冷却壁，砌砖砖缝应不大于1（本设计取1），上下层砖缝和环缝均应错开。（5）炉身炉身砌砖厚度通常为690～805，目前趋于向薄的方向发展，本设计的炉衬厚度采用575，即230高铝砖+345高铝砖=575。炉身倾斜部位按3层砖错台一次砌筑。砌砖紧靠冷却壁，缝隙用炭质填料填充。（6）炉喉本设计采用长条式炉喉钢砖，其优点是生产中不易变形、脱落，且结构稳定，拆装方便。炉喉有几十块保护板，在炉喉的刚壳上装有吊挂座，座下装有横的挡板，板之间留20的间隙，保证保护板受热膨胀时不相互碰挤。第5章冷却设备选择、风口及铁口设计第5章冷却设备选择、风口及铁口设计高炉炉衬侵蚀机理是复杂的和多因素的,高温软融是主要因素之一.而且诸多破损因素都与温度有关,所以炉衬的温度状态是炉衬破损的主要原因.因此对炉衬冷却是非常重要的.冷却设备的作用是:保护炉壳.对耐火材料的冷却和支承.维持合理的操作炉型.促成炉衬内表面形成渣皮代替炉衬工作,延长炉衬寿命.冷却介质有水、空气、汽水混合物三种.本设计中采用软水作为冷却介质.大型高炉炉缸直径较大，周围径向冷却壁的冷却，已不足以将炉底中心部位的热量散发出去，如不进行冷却则向下侵蚀严重。目前，多数高炉炉底都采用水冷的方法，即水冷炉底。水冷管中心线以下埋置在炉基耐火混凝土基墩上表面中，中心线以上为碳素捣固层，水冷管为40×10，炉底中心部位水冷管间距200～300（本设计取200），边缘水冷管间距为300～500（本设计取300），水冷管两端伸出炉壳外50～100。炉壳开孔后加垫板固定，开空处应避开炉壳折点150以上。水冷炉底结构应保证切断给水后，可排出管内积水，工作时排水口要高出水冷管水平面，保证管内充满水。（1）炉缸和炉底部位冷却设备选择炉缸和炉底选用光面冷却壁，砌与冷却壁之间留100～150（本设计取150）的缝隙，其中填以炭质填料。光面冷却壁与炉壳之间留20的缝隙，并用稀泥浆灌满。光面冷却壁尺寸大小要考虑到制造与安装的方便，冷却壁宽度一般为700～1500，厚度80～120（本设计取120），高度视炉壳折点而定，一般小于3000（本设计取1300）。安装时，同段冷却壁间直缝为20，上下段间水平缝为30，上下两段冷却壁间垂直缝应相互错开，缝间用铁质锈接料锈接严密。（2）炉腹、炉腰和炉身这些部位采用镶砖冷却壁冷却，冷却壁紧靠炉衬。从外形看，镶砖冷却壁一般有三种结构形式：普通型、上部带凸台型和中间带凸台型。镶砖冷却壁厚度为250～350（本设计取350），高度小于3000。炉腹和炉腰采用普通型镶砖冷却壁，炉腹部位冷却壁高度取1600，炉腰部位冷却壁高度取2000;炉身采用上部带凸台型镶砖冷却壁，高度2000，凸台突出长度200，肋高200。凸台冷却壁的凸台部分起到支撑上部砌砖的作用，可以取消最长层的支梁水箱，简化了冷却系统结构，减少了炉壳开孔。（3）炉顶：采用喷水冷却。5.4.1供水量高炉冷却水消耗量决定于炉体热负荷，炉体热负荷是指在单位时间内炉体热量的损失量。炉体总的热负荷与炉体总的冷却水用量之间的关系，按照热平衡原理，可以用下面公式表示：式中—热负荷，KJ/h；—冷却水消耗量，t/h；—冷却水的比热容，KJ/(Kg·)；t0t—分别为冷却水的进、出水温度（平均值），。由此可见，高炉冷却水消耗量与热负荷Q有关，高炉冶炼过程中在某一段特定时间内可以认为Q是常数，冷却水消耗量则与进出水温差成正比，提高冷却水温差可以降低冷却水消耗量。提高冷却水温差的办法有二：一是降低流速，二是增加冷却器串联个数。对于大型高炉，炉体冷却水带出热量的公式Q=0.12n+0.0045Vu=0.12×30+0.0045×2817=19039500KJ/h所以，供水量M=Q/[C((t-t0)×1000)]=3500t/h5.4.2水压有足够高的供水压力是保证高炉冷却器正常工作的基本条件。同时，为避免当冷却器烧毁时高炉内煤气不至于进入冷却系统，造成烧坏大量冷却设备，也要求供水系统压力必须大于炉内煤气压力。对炉体供水压力的要求是：供水主管在风口平台处的水压应大于0.3～0.5MPa；在风口区域冷却水压力应比热风压力高0.1MPa，其余部位冷却水压应比该处的炉内煤气静压大0.05MPa。5.5.1确定风口数目由高炉炉型设计计算，取风口数目为28个。5.5.2风口直径风口直径取决于风口风速，大型高炉和高压高炉风口流速为110－113m/s本设计风口直径取160mm5.5.3风口设备风口设备有：风口，风口中套，风口大套铁口装置主要指铁口套。铁口套的作用是保护铁口处的炉壳。铁口套一般用铸钢制成，并与炉壳铆接后焊接。考虑不使应力集中，铁口套的形状，一般做成椭圆形，或四角大圆弧半径的方形。炉体支柱设计中采用炉体框架式结构,使炉顶框架的全部载荷由四根大支柱组成的大框架直接传递到炉基,炉顶法兰盘上的载荷,装料设备和煤气上升管等载荷由炉壳传递到基础,煤气上升管和炉顶平台装有座圈和托座.取消炉腰托圈,炉缸支柱,炉身支柱.炉顶框架炉顶大框架支柱的上部顶端用横跨钢梁将支柱连接为整体,并在横跨钢梁上面铺满花纹钢板作为炉顶平台.炉顶框架采用门字型结构,使用30mm厚的钢板焊接而成.炉壳炉壳形状要与高炉内型,炉衬厚度,冷却设备结构形式相适应.炉缸下部炉壳转折点在风口大套,法兰盘边缘以上不小于100mm处.炉壳厚度值应与工作条件相适应,各部分的厚度为:δ=KD式中:δ_计算部位炉壳厚度,mm.K_系数,mm/m.D_计算部位炉壳外弦带直径,m.炉身下弦带高度一般不超过炉身高度的1/4~1/3.5.炉壳一般由碳素钢板或低合金钢板焊成,厚度大于10mm的钢板要铲坡,竖缝采用”V”或”X”坡口焊接,横缝采用”V”或”K”坡口焊接.（4）围管和送风管:热风围管采用吊挂式,吊挂在横梁上,炉体框架间距为18mm.保证热风围管与支柱有250mm间距.(1)耐火水泥,以上采用200mm炭捣料.炉底水冷管中心间距200mm,边缘间距250mm.(2)风口:风口由小套、中套和大套三个套组成.风口小套和中套由青铜制成,空腔式结构,内通水冷却;大套由铸铁制成,内部铸有蛇形管,通水冷却.三个水套紧密接触,以防漏气;风口伸入炉缸内,距炉缸内衬表面150mm.(5)炉喉保护板炉喉受到炉料落下时的撞击作用，故用金属保护板加以保护，又称炉喉钢砖。目前常用钢砖有两种，即块状钢砖和条状钢砖。块状钢砖的吊挂板及钢砖间的连接螺栓等在生产中往往受到高温影响而变形，引起钢砖错动和脱落。条状钢砖使用效果较好，目前大中型高炉多采用此种形式。第6章高炉车间原料系统第6章高炉车间原料系统现代高炉对原料系统的要求：保证连续的、均衡的供应高炉冶炼所需的原料，并为进一步强化冶炼留有余地。在贮运过程中应考虑为改善高炉冶炼所必须的处理环节，如混匀，破碎，筛分等。焦碳在运输过程中尽量减少破碎率。应该尽量实现自动化和机械化，提高混匀，配料，称量的准确度。原料系统各转运环节和漏料点都有灰尘产生，在设计时应考虑足够的通风除尘设施。6.1.1贮矿槽的设计贮矿槽的作用：起原燃料的储备作用。有利于实现配料等作业的机械化和自动化。矿槽的设计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。单个矿槽长度随沟下运输形式而定，采用带式运输机时一般为5m；当用称量车时，长度应随闭锁器的形式而定。取5m矿槽宽度取决于高炉容积和槽上槽下的运输设备形式。大中型高炉一般为10~11m。当槽上用火车，槽下用称量车运输时，一般成双排矿槽。当槽上槽下都采用皮带运输时，一般都做成单排。取11m矿槽的高度取决于矿槽上部运输形式。当采用火车运输时，因受铁路坡度限制（〈0.015〉，一般轨面标高为9~10m，如矿槽上部用胶带运输时，矿槽上表面可适当高些。取10m本设计设10个贮矿槽，槽上槽下都采用皮带机运输。取贮矿槽总容积为高炉总容积的1.6倍，则贮矿槽容积为：V槽=1.6Vu=1.6×2817=4507m³每个贮矿槽容积为：V矿=4507/10=450.2m³，取460m³。矿槽储存能力为12~18小时。6.1.2副矿槽杂矿槽：200m³×2块矿槽：200m³×26.1.3贮焦槽设计设2个贮焦槽，贮存能力为6~8小时。取V焦/Vu=0.6，则焦槽总容积为：V焦=0.6×2817=1690m³每个焦槽容积为：1690/2=845m³，取850m³。另外准备一个150m³的碎焦槽。6.1.4矿槽的结构形式本设计中贮矿槽的底壁和周壁都采用钢筋混凝土浇灌而成，为防止磨损及高温（热烧结矿）的破坏作用，应靠矿焦壁衬砌一层粘土砖。本设计中贮矿槽设置为单排。方式为皮带机供料，宽度为11m。贮矿槽高度为10m，贮矿槽宽度在槽下用胶带机时为5m，矿槽壁的倾角为54°。6.2.1给料器本设计中采用电磁震动给料器。主要有槽体、激震器、减震器三部分组成。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。槽下设防料阀门，为电动装置，同时也设手动装置。6.2.2槽下筛分槽下筛分是炉料在入炉前的最后一次筛分，其目的是进一步筛除炉料中的粉末，以改善炉内炉料柱的透气性。将给料机地板底板换成筛网，给料的同时起筛分的作用。6.2.3槽下称量本设计中采用电子式称量漏斗。焦碳称量漏斗其主要安装在贮焦槽的下面用来称量经过筛分的焦碳，然后将焦碳卸入胶带上料机运往高炉炉顶。矿石称量漏斗其主要安装在贮焦槽的下面，通过漏斗及闸门把经过筛分的矿石卸入胶带机。矿石采用分散筛粉分散称量，炉料再经胶带机运至中央称量室，经集中漏斗送到上料皮带机运往高炉。称量漏斗的工艺要求：为防止料斗内积料，漏斗及留料槽底板与侧壁的交线与水平的实际夹角应大于45°。称量漏斗的上口尺寸应与有关设备相适应。设置在胶带机上的称量漏斗的排料口及溜槽应与胶带机的宽度相适应，防止卸料时把料溅在胶带机的外侧。本设计采用的上料胶带机的倾角为12.5°，宽1.2m。采取的措施：胶带机有两个方向驱动，连续运转；一般设三个电机，两个运转一个备用；为预防炉顶高温，在装料设备上设有喷水装置；设有观察胶带爬行的装置，预防胶带断裂设备和预防停运时的偶然启动的设备。第7章高炉送风系统第7章高炉送风系统高炉送风系统包括鼓风机,冷风管路,热风炉,热风管路以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,热风炉工作效率高,是保证高炉优质,低耗,高产的重要因素之一.7.1.1高炉冶炼对鼓风机的要求:有足够的送风能力.即不仅能提供高炉冶炼所需要的风量,而且鼓风机的出口压力要能够足以克服送风系统的阻力损失,高炉料柱阻力损失以及保证有足够高的炉顶煤气压力,鼓风机最大的鼓风量应能满足夏季高炉冶炼强度的要求；冬季应能在经济区域工作。风机的风量及风压要有较宽的调节范围。即风机的风量和风压均应适用于炉况的顺行与难行、冶炼强度的降低与提高、喷吹燃料与富氧鼓风操作以及其它多种因素变化的影响。对于高压炉顶高炉，应考虑在常压冶炼的可行性和合理性。送风均匀而稳定。即风压变化时，风量不得自动产生大幅度变化。能保证长时间连续、安全及高效率运行。7.1.2鼓风机出口风量的计算入炉风量：V0=VuIv/1440=2817×0.95×2700/1440=5017.78m³/min式中：V0—标态入炉风量，m³/min。Vu—高炉有效容积，m³。I—高炉冶炼强度,t/（m³.d）。v—每吨干焦消耗风量，m³/t，取2700。(2)考虑到送风系统的漏风损失，风机出口风量为：V=（1+R）V0=（1+10%）×5017.78=5519.56m³/min式中：V—鼓风机出口标态风量，m³/min。R—送风系统漏风系数，%，本设计大高炉取10%。7.1.3鼓风机出口风压的计算1.高炉炉顶压力：Pt＝3.0×105Pa=0.30MPa2.高炉料柱阻力损失：LSΔP＝1.3×105Pa＝0.13MPa3.高炉送风系统阻力损失：FSΔP＝2×104＝0.02MPa则鼓风机出口风压P=Pt+LSΔP+FSΔP=0.30+0.13+0.02=0.45MPa7.1.4鼓风机的选择本设计中采用轴流式风机。对鼓风机出口风量的修正：风量修正系数：K=0.92；风压修正系数：K′=1.04；实际供风量：V′=V/K=5519.56/0.92=5999.52m³对鼓风机出口风压的修正：P′=P/K′=0.45/1.04=0.43MPa风机的选择风机型号：Z—3250—46风量：6300m³/min风压：0.5MPa转速：5550rad/min传动方式：电动功率：12000KW两座高炉安装三台，一台备用。7.2.1热风炉基本结构形式热风炉基本结构形式有内燃式、外燃式和顶燃式热风炉三种。本设计中采用改进型内燃式热风炉。内燃式热风炉由炉衬、燃烧室、蓄热室、炉壳、炉箅子、支柱、管道及阀门等组成。燃烧室和蓄热室砌在同一炉壳内，之间砌有炉墙。煤气和空气由管道经阀门送入燃烧室并在燃烧室内燃烧，烟气向上运动经拱顶改变方向，向下进入蓄热室。蓄热室由格子砖组成，格子砖支撑在炉箅子和支柱上。烟气将格子砖加热并自身冷却，经由炉箅子下面的烟道阀排入烟道经烟囱排入大气。格子砖被加热并蓄存一定热量后，热风炉停止燃烧，转入送风，冷风由下部冷风管道和冷风阀进入蓄热室，空气通过格子砖被加热，经拱顶进入燃烧室，并经由热风阀排入热风管道送至高炉。7.2.2热风炉的炉体设计2817m³高炉的热风炉设计高炉容积2817m³，配备四座热风炉。确定基本参数：取单位炉容蓄热面积90m²/m³；确定热风炉钢壳下部内径为φ9860mm，炉壳及拱顶钢板厚度为20mm，炉顶钢板厚度为36mm；2．确定炉墙结构及热风炉内径：下部：大墙厚345mm，高铝砖；隔热砖113mm，硅藻土砖，紧靠炉壳；填料层60mm，水渣—石棉填料层；不定型耐火喷涂料40mm。共计345+113+60+40=558mm。热风炉内径：d=9860-558×2=8744mm燃烧室隔墙结构：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．选燃烧室面积（包括隔墙）：根据经验，选燃烧室面积占热风炉内截面积的28%热风炉内截面积：=60.05燃烧室面积：=60.05×28%=16.814．蓄热室截面积=60.05-16.81.=43.245．选格子砖：选择7孔砖，格孔直径43㎜，查表知：1m³格子砖加热面积38.06㎡/m³。6．蓄热室加热面积：四座热风炉总蓄热面积：2817×90=253530㎡每座热风炉蓄热面积：253530÷4=63383㎡7．1m高蓄热室蓄热面积：1×43.24×38.06=1646㎡8.  蓄热室高度：h蓄==63383÷1646=38.51m9.  拱顶（锥球形）高度：热风炉拱脚内径：d拱脚=9860－2×40=9780㎜ 据经验：H拱=0.6d拱脚=0.6×9780=5868㎜拱顶由球冠和圆锥台组成，具体尺寸如下： 据经验：  球冠弦长：L1=0.45d拱脚=0.45×9780=4401㎜  球冠圆心角120˚C，圆锥斜边与水平面夹角60˚C。图7.1锥球形拱顶10．热风炉全高及高径比：支柱及炉篦子高：2.0+0.5=2.5m燃烧室比蓄热室高：0.4m大墙比燃烧室高:  1.2m拱顶砖衬：400高铝砖+230硅藻土砖+113填料层+40喷吐料=783㎜则：H全=2.5＋0.4＋1.2＋38.51＋5.868＋0.783＋0.02＋0.036=49.317m校核:H全/d外=49.317/(9.86＋2×0.02)=4.98大高炉的高径比一般在3.54.2之间,但最理想的高径比应在5.0左右，故本设计是合理的。7.3.1燃烧器燃烧器是将混合煤气与空气送入燃烧室燃烧的装置。本设计采用套筒式陶瓷燃烧器，其结构简单，砖型制造方便，但火焰较长，燃烧能力小，适用于内燃式热风炉。7.3.2热风炉阀门热风炉设有复杂的阀门系统，用以控制燃烧和送风过程。其中燃烧系统阀门有：空气燃烧阀，高炉煤气燃烧阀，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，焦炉煤气流量调节阀以及烟道阀等。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，废风阀，以及冷风流量调节阀等。本高炉热风炉阀门系统采用自动连销操作。增加蓄热面积；采用高效率格子砖；提高煤气发热值；（4）预热助燃空气或煤气；（5）控制最小的空气过剩系数；（6）气流均匀分布；（7）热风炉自动控制。第8章炉顶设备第8章炉顶设备本设计采用串罐式无料钟炉顶—旋转溜槽布料。串罐式无料钟炉顶特点：其由布置在高炉中心线两侧的旋转料罐和和其下面的密封料罐串联组成，密封贮料罐卸料支管中心线与波纹管中心线以及高炉中心线一致。这样就避免了下料和布料过程中的如并罐式的粒度和体积的偏析。它与密封阀是硬连接在一起的，料罐的冲压和卸压均不会影响称量值的准确性。串罐式无料钟炉顶的优点：串罐式无料钟炉顶投资省（比并罐在相同条件下约节省15-20%），质量小，高度低，拆装灵活，运输方便。主要参数：料罐容积：30m³；溜槽长度：3m；溜槽回转速度：8r/min,3r/min（扇形和定点布料时）；溜槽倾动速度：0.03~0.3rad/min；溜槽倾动角度：正常工作时为10~55°，更换溜槽时为75°；上下密封阀公称直径：600mm；各阀传动方式：液压传动。气密箱冷却及料罐二次均压使用加压净煤气。炉顶结构：炉顶主要由受料漏斗,料仓,中心喉管，气密箱和旋转溜槽五部分组成。本设计采用直接传动垂直软探尺2台，互成180°，探尺深1.5m,最大为2m，位于斜桥两侧。自动化链条式软探尺，钟锤用铁链吊挂，钟锤的升降借助于密封箱内的卷筒窗洞，卷筒的轴承为耐高温高压的轴承。在箱外的链轴上，设一钢绳卷筒，钢绳与探尺卷扬机卷筒相连，探尺卷扬机设在炉顶。第9章高炉煤气除尘系统第9章高炉煤气除尘系统9.1.1高炉煤气除尘的目的降低煤气含尘量，使其小于10mg/Nm³;降低温度，使其小于40℃；除去机械水含量小于30g/m³,压力大于8000Pa；本设计中，高炉煤气采取重力除尘器和一文、二文除尘设备；高炉出铁场采取布袋除尘；料斗内漏斗、筛分处用布袋除尘。9.1.2评价煤气除尘装置的主要指标生产能力：生产能力即单位时间煤气处理量，以每小时所能通过煤气标态容量表示，m³/h。除尘率：除尘率表示除尘装置的除尘效率，用下式表示：η=（1+ω2/ω1）×100%式中：η—除尘率，%ω1、ω2分别为入口和出口煤气标态含尘量，g/m³或mg/m³。压力降：为煤气压力能在除尘装置内的损失，以入口和出口的压力表示，Pa.水的消耗和电源消耗：水、电消耗一般以每处理1000m³标态煤气所消耗的水量（m³/1000m³）和电量（KJ/1000m³）表示。9.2.1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。在布置煤气导出管、上升管和下降管时，应尽量使各流路中的流体损失平衡，以保证炉喉煤气的均匀分布。导出管：采用四根导出管沿周围分布，取导出管的截面积为炉喉截面积的45%，导出管与水平倾斜角为53º，每个导出管的截面积：==6.84导出管的内径为：=

煤气在导出管内流速为3.6m/s。上升支管：导出管上部成对的合并在一起，过渡到上部的垂直部分，此垂直部分称为煤气上升管，上升管总面积为炉喉截面积的30%。其总截面积为：=5.32煤气流速为6m/s每根管直径为=2.603内砌一层113mm轻质粘土砖，壳厚10mm；上升管的高度应保证下降管的倾角不小于40º。下降管：右下降管通向除尘器的一段为煤气下降管，为保证下降管内不沉积灰尘，下降管总截面积为上升管的总截面积的80%，流速v=7m/s同时应保证下降管倾角大于40º。总截面积为：5.32×80%=4.256m²内径：=2.328内砌113mm轻质粘土砖，钢壳厚12mm9.3.1重力除尘器原理煤气经中心导入管后，气流突然转向，流速突然降低，煤气中的灰尘颗粒在惯性力和重力作用下离开气流并沉降在除尘器的底部，煤气流从除尘器顶部的煤气导出管进入下一级除尘设备。定期清除集存于除尘器底部的灰尘。9.3.2主要尺寸—圆筒部分直径和高度圆筒部分直径（D）：D=1.13×（Q/v）1/2=1.13×（119/1）1/2=12.33m式中Q—煤气流量，Nm³/sv—圆筒内煤气流速，0.6~1.0m/s,取1m/s圆筒部分高度：H=Qt/F=119×13/（3.14×12.33²/4）=12.97m式中t—煤气在圆筒部分停留时间，一般12~15s，取13sF—除尘器截面积，m²（3）校核高径比：H/D=12.97/12.33=1.05一般在高径比1.00~1.50之间，大高炉取低值。本设计符合要求9.4.1文氏管除尘原理高速煤气流自上而下通过文氏管喉口，使喉口处的喷水水滴及水膜被雾化。雾化后的水滴被加速到最大速度之前，与煤气流中的灰粒的相对速度很高，致使灰粒能与雾状的微小水滴得到充分的接触而被捕集。含尘水滴在下降过程中，彼此凝聚，重量增加，沉降于底部被排出。9.4.2半精细除尘设计采用溢流文氏管。溢流文氏管由煤气入口管、溢流水箱、收缩管、喉口和扩张管等组成。工作时，溢流水箱的水不断沿溢流口流入收缩段，保持收缩段至喉口连续的存在一层水膜，当高速煤气流通过喉口时与水激烈冲击，使水雾化，水与煤气充分接触，煤气降温，粉尘颗粒湿润聚合并随水排出。本设计采用调径文氏管，具有结构简单，体积小等优点，可提高除尘效率。9.4.3精细除尘设计精细除尘文氏管与溢流文氏管除尘原理相同，只是通过喉口部分的煤气流速度更大，气体对水的冲击更加激烈，水的雾化更加充分，使更细的粉尘颗粒得以湿润凝聚与煤气分离。本设计采用调径文氏管。除尘原理：布袋除尘为过滤除尘，含尘煤气流通过布袋时，灰尘被截流在纤维体上，而气体通过布袋继续运动，通过振动或反吹将粉尘清落卸出，属干法除尘。高炉出铁场出铁时烟尘量大，因此设置除尘罩进行一次除尘，出口抽风管道进行二次除尘，一次除尘和二次除尘设置一个布袋除尘站。图9.1干法滤袋除尘工艺流程图1重力除尘器2荒煤气冷却系统3旋风冷却器4干法滤袋箱体5二次偏心蝶阀6煤气切断阀7净煤气主管8反吹清灰净煤气管9星形拨料阀10中间灰仓11螺旋输料机12斗式提升机13集灰仓14卸灰阀15反吹清灰系统9.6.1煤气遮断阀位置：设置在重力除尘器上部的圆筒形管道内，是一盘式阀。要求：①密封性能良好②开启时压力将要小本设计采用两段锥形密封结合面。9.6.2煤气放散阀位置：在炉顶煤气上升管顶端，除尘器顶端和除尘系统煤气放散管的顶端，为常关阀。当高炉休风时打开放散阀。注意：不同位置的放散阀不能同时打开。要求：密封性能好，放散噪音小。本设计采用接盖式盘式阀。9.6.3煤气切断阀位置：在精细除尘设备后的净煤气管道上。作用：把高炉煤气清洗系统与钢铁联合企业的煤气管网隔开。9.6.4调压阀组位置：在煤气除尘系统二级文氏管之后。作用：用来调节和控制高炉炉顶压力。组成：由四个调节阀和一个常通管道组成。本设计采用高炉TRT技术。由于高炉煤气量很大，因此余压具有的作功能力是相当可观的。在苏联和日本的大型高炉上，绝大多数均安装余压回收装置TRT。高炉TRT是国际上公认的很有价值的二次能源回收装置。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本低，是高炉冶炼的重大节能项目，经济效益十分显著。第10章渣铁处理系统第10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。及时合理的处理好这些生铁和炉渣是保证高炉正常生产的关键环节。为了搞好这项工作，必须有完好的出铁、出渣设施及足够的运输能力。渣铁处理设备与设施应满足下列要求：出铁出渣设备必须工作可靠；必须有足够的炸铁处理和运输能力；有利于提高生铁质量，增加生铁的回收率；有利于炉渣的综合利用；改善工作条件，有较高的机械和自动化水平。10.2.1风口平台在高炉下部，沿高炉炉缸四周风口前设置的工作平台为风口平台。风口平台的标高比出铁场的标高高1.