设计一座年产制钢生铁(l08)320万吨的高炉——课程设计

课程设计题目设计一座年产制钢生铁（L08）320万吨的高炉学部材料化工部专业冶金工程姓名学号指导教师完成日期2013年12月1目录原始数据2一配料计算31矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1T生铁为单位）32渣量和炉渣成分的计算43生铁成分校正5二物料平衡计算61风量的计算62煤气量的计算63编制物料平衡表8三热平衡的计算91热收入92热支出的计算103热平衡表14四设计一座年产制钢生铁320万吨的高炉14五高炉砌砖计算高铝砖172原始数据成分品种TFEFE2O3FEOSMNOPSIO2AL2O3CAOMGOCO2H2O1/2S3/2SP2O5烧损烧结矿5669597006035011542029530020030259975球团矿6257017700600388707161050030089986澳矿6569270400401201624160020260060379793石灰石115161381475350542142110055炉尘481552125012140125151446509517266000602983210631焦炭灰分425551938631101001煤灰分22286584336372122998据上表校核原料成分成分品种TFEFE2O3FEOSMNOPSIO2AL2O3CAOMGOCO2H2O1/2S3/2SP2O5烧损烧结矿56146967972006035011541203952301020003025100球团矿6259701177200603887107816105003008100澳矿66999466041004012016245163002027006038100石灰石11415913714653210541874187100炉尘45255192117601213201251411132437089162621006027783100焦炭灰分4255518438563110100煤灰分22028758523367373122100焦碳和煤粉及其挥发分的成分如下表品种成分FCDADVDSTDH20焦炭8561281405540煤粉74516695053品种成分CO2COCH4H2N2O2焦炭挥发分228205385196294煤粉挥发分432265223生铁预定成分如下表生铁预定成分FESIMNSPC（L08）/945160480030026009848510000其他条件焦比KG/T煤比KG/T炉渣碱度直接还原度炉尘KG/T鼓风湿度风温4401251105420001001100一配料计算1矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1T生铁为单位）矿石配比取烧结矿/球团矿/澳矿76/10/14，计算混合矿成分。品种TFEFEOSIO2AL2O31/2SCAOMGOFE2O3P2O5MNO烧结矿56149725412030039523016967025035球团矿6259177287107800316105701008澳矿6699041245163006（3/2S）0020279466038012混合矿583092253318500374024873210250284设需要混合矿为XKG/T，石灰石为YKG/T由TFE的平衡可列出1由二元碱度R可列出286041025801625184024013753737351YX（2）联立（1）（2）解得X163652KG/TY889KG/T所以烧结矿的用量为16365276124376KG/T球团矿的用量为1636521016365KG/T澳矿的用量为1636521422911KG/T2渣量和炉渣成分的计算12750KG/T由（2）式分子可得CAOM11591KG/T由（2）式分母可得2SIO94516（0003/0997）（72/56）365KG/TFEO（163652000282000132）05216KG/TMN1636520024888900054400128001GO12501660012220000894127KG/T163652001858890014623ALM45209703164950231618830Y544001280385612501660336720001325909KG/T进入高炉的总S量MS16365200006440000551250005405KG/T进入生铁的MS10000026026KG/T进入煤气的MS4055020KG/T进入炉尘的MS2000012002KG/T则进入炉渣的MS405026020002357KG/T炉渣化学成分和渣量成分SIO2AL2O3CAOMGOFEOMNOS/2重量/KG11591590912750412736521617935137百分率/32991682362911751030610511003生铁成分校正WS0026WSI048WFE94516WMN21655/71100/1000017WP1636520002562/142100/10000179WC1009451600260480170179463二物料平衡计算直接还原度RD054，鼓风湿度F1061风量的计算C总4400856125074546977KG/TCCH44697707329KG/TC生铁10004634630KG/TC直接1712/554824/4817960/629451605412/5611387KG/TC尘2000783157KG/TC燃4697732946301138715730474KG/TO2密度021（1001）0500102129C燃烧需要的氧气VO230474224/2428442M3煤挥发分提供的O2VO212500950223224/32185M3则需鼓风量为V风28442185/02129132724M3M风128132724169887KG/T2煤气量的计算1）CH4碳生成CH4329224/12614M3焦炭挥发分中的CH4440001400385224/16033M3总的CH4614033647M32）H2鼓风带入的H213272400151991M3煤分带入的H212500950432224/25746M3焦炭带入的H244000140196224/21352M3还原消耗的H2199157461352403636M3生成CH4消耗的H261421228M37所以炉顶煤气中的H2199157461352363612284225M33）CO2还原FE2O3生成的CO2163652073218890015224/16016775M3还原FEO生成的13754M356421942365016942CO石灰石分解产生的887M焦炭带入的320所以进入炉顶煤气的CO2167751375418907230790M34）COC燃烧生成的3856124307OM直接还原产生的38C焦炭挥发分中的30128405140MO间接还原消耗的39376C所以进入炉顶煤气中的CO56885212561013052947713M35）2N鼓风中的37910201513724M焦炭中的32458290煤分中的3226051N所以炉顶煤气中的32M1067514379煤气成分如下8CO2COCH4H2N2体积/M330790477136474225103676187051百分比/1646255103522655431003编制物料平衡表煤气密度煤气3/96142285430261035825104160MKG煤气重量KGM797煤气氢气还原生成的241836OH2物料平衡表收入KG支出KG烧结矿124376生铁1000球团矿16365炉渣35137澳矿22911煤气250574焦炭44000炉尘2000煤粉12500水分2922石灰石889鼓风169887390928390633绝对误差390928390633295KG相对误差满足要求3075283909三热平衡的计算风温1100冷矿25铁水1450炉渣1500炉顶煤气2001热收入1）碳氧化放热由C氧化成1M3CO2放热1786950KJ由C氧化成1M3CO放热524172KJ则C氧化放热Q1KJ04798162540134750786954762）热风带入的热1100空气热容14233KJ/M3水蒸气热容17393KJ/M32的空气用于输送煤粉入炉热风370198024137MV风热风带入热量Q2KJ792043161739155023）H2氧化放热1M3H2氧化成H2O蒸气放热1078858KJH2氧化放热Q34225107885845581751KJ4）成渣热1KGCAO和MGO的成渣热为112860KJ成渣热Q4889（053210005）112860538886KJ105）矿石带入热量25炉料热容为06897KJ/KG矿石带入热量Q516365206897252821770KJ总热收入Q收1051410690KJ2热支出的计算1）氧化物分解吸热（1）铁氧化物分解吸热（存在状态FE2O3、FE3O4、2FEOSIO2）烧结矿中FEO的20以2FEOSIO2状态存在80以FE3O4状态存在球团矿中FEO100以FE3O4存在焦炭灰分、煤粉灰分中FEO100以2FEOSIO2存在以2FEOSIO2存在的FEOKG87201650184020976143以磁铁矿状态存在的FEOK6542976532以磁铁矿状态存在的KG481012OFE39486512FE43游离的赤铁矿KG801642015730O32分解1KG以2FEOSIO2状态存在的FEO需要耗热406852KJ分解1KG磁铁矿耗热479178KJ分解1KG赤铁矿耗热514428KJ11则铁氧化物分解吸热KJ067851432514809674109852406872Q1（2非铁氧化物分解吸热（MN、SI、P）分解生成1KGMN耗热735053KJ分解生成1KGSI耗热3102814KJ分解生成1KGP耗热3569720KJKJ9625380369714302857301Q则KJ96842）脱硫吸热CAO脱硫耗热539220KJ/KGMGO脱硫耗热802560KJ/KGMNO脱硫耗热624910KJ/KGFEO脱硫耗热549690KJ/KG取平均为629090KJ/KG脱硫吸热Q2（358020）6290902377960KJ3）碳酸盐分解由CACO3分解成1KGCAO吸热403788KJ由MGCO3分解成1KGMGO吸热248292KJ碳酸盐分解吸热Q3KJ03192248058940752189124）H2O分解吸热分解1M3水蒸气吸热1078858KJH2O分解吸热Q4KJ521785107841375）煤粉分解吸热分解1KG煤粉分解吸热836KJ煤粉分解吸热Q5KJ104583626）游离水蒸发吸热1KG水从0100吸热418KJ100水100水蒸气吸热22572KJ游离水蒸发吸热Q6KJ70483215748047）铁水带走的热量1KG1450铁水带走的热量123728KJ铁水带走的热量Q7KJ123780108）炉渣带走的热量1KG1500炉渣带走的热量185174KJ炉渣带走的热量Q8KJ8650471359）煤气带走热量200有关煤气成分的热容（KG/M3）成分N2COCO2H2H2OCH4热容131041310417844129961508618166干煤气热容）煤气KG/M3910453081603529610784162C313干煤气带走的热量KJ7852013915870Q）（煤气煤气中水分带走的热量J71425086123650812018404Q）（）（水炉尘热容C尘0836KJ/KG炉尘带走的热量Q尘2008362003344KJ则煤气带走的热量3762049KJ5910热损失热损失KJQII687210收损3热平衡表热收入热支出项目热量比例项目热量比例碳氧化放热7981486047591氧化物分解7010472027121热风2043196791943脱S2377960024氢氧化45581751434碳酸盐分解19211030195成渣热5388860051水分分解21478552218矿石物理热2821770027煤粉分解104500106游离水蒸发4708370048铁水带走12372801257炉渣带走65064588661煤气带走537620495461051410690100984537824100热损失6687286602314四设计一座年产制钢生铁320万吨的高炉确定工作日D3479536日产量TP92134701定容积利用系数3DMTV2每座高炉日产量PTPP612每座高炉容积35204VVU3炉缸尺寸A炉缸直径选择冶炼强度9503DMTI燃烧强度1HI燃则取IIVDU510230燃MD10校核合理9104523AUB炉缸高度渣口高度MDNCBPHZ801750146227122铁取MZ815风口高度取MKHZF2135608MHF03风口数目取24个42DN风口结构尺寸选取炉缸高度MHF5301C死铁层厚度选取M504炉腰直径，炉腰角，炉腰高度选取13DD则取0D31选取8则取MTGTGDH6802312H732校核8057DHT5炉喉直径，炉喉高度选取则取6/1DMD7316801D71选取MH0256炉身角，炉身高度，炉腰高度选取84则取MTGTGDDH17842312H174校核9184HT选取2/DHU则取M63MHU3216求得MHHHU81027532542137校核炉容炉缸体积321218940DV炉腹体积32227681017DDH炉腰体积3233504M炉身体积32212449371MV炉喉体积