毕业设计（论文）-在唐山建一座年产180万吨生铁的高炉车间.doc

学 号20067610318HEBEI POLYTECHNIC UNIVERSITY毕业设计说明书GRADUATE DESIGN设计题目：在唐山建一座年产180万吨生铁的高炉车间学生姓名：唐海永 专业班级：06冶金培（3）班 学 院：指导教师：郝素菊 老师 2008年11月22日摘要本设计要求在唐山地区建一座年产180万吨生铁的高炉车间。设计说明共分八章，分别是车间的八大系统，即高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统、炉顶装料系统和冷却系统,并都做了较为详细的叙述.而且对厂址选择和车间布置也做了总体设计。本设计的主要内容还包括设备选型、尺寸计算和生产能力计算。为了便于理解设计内容，本设计还用计算机AUTOCAD制作了四张图，包括高炉纵剖图、热风炉纵剖图、高炉车间剖面图和车间平面图。在设计过程中，采用国内外较先进的设计思想、方法、技术和设备，所以在对高炉车间的整体设计上，如节能、建筑费用、环保等都作了综合考虑。目录引 言11 概述22 配料计算、物料平衡、热平衡和高炉本体设计32.1 配料计算32.1.1 总述32.1.2 原燃料条件32.1.3 入炉矿石配比的确定42.1.4 复合矿和石灰石用量的确定42.1.5 炉渣成分52.1.6 生铁成分的校正（%）62.2 物料平衡62.2.1 总述62.2.2 风量的计算62.2.3 煤气量的计算72.3 热平衡计算92.3.1 总述92.3.2 热收入92.3.3 热支出102.3.4 分解吸热参数102.3.5 吸热项目112.4 高炉本体设计122.4.1 总述122.4.2 确定年工作日122.4.3 定容积122.4.4 炉缸尺寸122.4.5 死铁层厚度132.4.6 炉腰直径 炉腹角 炉腹高度132.4.7 炉喉直径 炉喉高度142.4.8 炉身角 炉身高度 炉腰高度142.4.9 校核炉容143 厂址选择163.1 考虑因素163.2 要求164 供料系统184.1 焦矿槽容积的确定184.1.1 贮矿槽和附矿槽的布置、容积及数目的确定184.1.2 焦矿槽的布置、容积及数目的确定194.2 槽上、槽下设备及参数的确定194.2.1 槽上设备194.2.2 槽下设备及参数选择194.3 皮带上料机能力的确定194.4 高炉槽下上料系统的设计与改进205 送风系统225.1 高炉鼓风机的选择225.1.1 高炉入炉风量225.1.2 鼓风机风量225.1.3 高炉鼓风压力225.1.4 鼓风机的选择235.2 热风炉235.2.1 热风炉座数的确定235.2.2 热风炉工艺布置235.2.3 热风炉型式的确定235.2.4 热风炉主要尺寸的计算235.2.5 热风炉设备245.2.6 热风炉管道及阀门255.3 风口的选择266 渣铁处理系统286.1 风口平台及出铁场286.2 炉渣处理设备286.3铁水处理设备306.3.1 铁水罐车316.3.2 铸铁机316.3.3 铁水炉外脱硫设备316.4 铁沟流咀布置316.4.1 渣铁沟的设计316.4.2 流咀的设计326.5 炉前设备的选择326.5.1 开铁口机326.5.2 堵铁口泥炮326.5.3 堵渣机326.5.4 换风口机326.5.5 炉前吊车327 煤气除尘系统设计337.1 荒煤气管道337.1.1 导出管337.1.2 上升管337.1.3 下降管347.2 除尘系统的选择和主要设备尺寸的确定347.2.1 粗除尘装置347.2.2 半精细除尘装置357.2.3 精细除尘装置357.2.4 附属设备358 喷吹燃料系统378.1 煤粉喷吹系统378.2 喷煤应注意的问题388.3 喷吹工艺流程388.4 高炉喷吹废塑料的现状与前景398.4.1. 我国高炉喷吹废塑料存在的问题398.4.2. 前景399 炉顶设备419.1 炉顶基本结构419.2 布料方式4110 冷却设备选择、风口及铁口设计4310.1 炉底冷却型式选择4310.2 高炉各部位冷却设备的选择4310.2.1 炉缸和炉底部位冷却设备选择4310.2.2 炉腹、炉腰和炉身4310.2.3 炉顶4410.3 高炉供水量、水压的确定4410.3.1 供水量4410.3.2 供水水压4410.4 风口数目及直径4510.5 铁口4510.6 炉壳及钢结构确定4610.6.1 高炉钢结构4610.6.2 炉壳4611 基础与内衬4711.1 高炉炉基的形状及材质4711.1.1 对高炉基础的要求4711.1.2 高炉基础的形状、尺寸、材质结构4711.2 高炉炉底和各段炉衬的选择、设计和砌筑4811.2.1 炉底4811.2.2 炉缸4911.2.3 炉腹4911.2.4 炉腰4911.2.5 炉身4911.2.6 炉喉5012 炼铁车间平面布置5112.1 车间平面布置原则5112.2 车间平面布置形式51结 论52参考文献54致 谢56河北理工大学毕业设计说明书引 言 我国自1996年粗钢产量突破1亿t以来，连续稳居第一钢国的位置。2001年我国产钢量14892.72万t。由于市场需求的拉动，炼钢能力的发展，2001年我国生铁产量14540.96万t。虽然多年来我国生铁产量居世界第一位，但是我们应该看到与世界先进国家的差距。目前，我国正在生产的高炉有三千三百多座。近年来，由于生铁铁水供不应求，价格上涨，一些本应该淘汰的400m3容积以下的小高炉，又开始生产。应当承认，小高炉的发展现状，一定程度上阻碍了我国高炉大型化的发展。在21世纪，我国高炉炼铁将继续在结构调整中发展。高炉结构调整不能简单的概括为大型化，应该根据企业生产规模、资源条件来确定高炉炉容。从目前的我国的实际情况来看，高炉座数必须大大减少，平均炉容大型化是必然趋势。高炉大型化，有利于提高劳动生产率、便于生产组织和管理，提高铁水质量，有利于减少热量损失、降低能耗，减少污染点，污染容易集中管理，有利于环保。所有这一切都有利于降低钢铁厂的生产成本，提高企业的市场竞争力。根据唐山地区的原燃料条件和唐钢的工艺以及环境条件，设计年产180万吨的炼铁车间对于唐山地区的许多钢铁厂都具有比较好的借鉴作用。因此，本设计的深度和广度都比较适宜。11 概述现代任何国家是否发达的主要标志是其工业化及自动化的水平，及工业生产在国民经济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而劳动生产率是衡量工业化水平极为重要的标志之一。为达到较高的劳动生产率需要大量的机械设备。钢铁工业为制造各种机械设备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。故在一定意义上说，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济发达的程度。到目前为止还看不出，有任何其他材料在可预见的将来，能代替钢铁现有的地位。一座年产180万吨炼钢铁水的炼铁厂车间的设计首先要进行厂址选择，根据唐山地区的原燃料条件和唐钢的工艺以及环境条件，设计年产180万吨的炼铁车间对于唐山地区的许多钢铁厂都具有比较好的借鉴作用。因此，本设计的深度和广度都比较适宜，工作量比较大。本人查阅的炼铁设计的相关文献，设计思路比较清晰，设计结果结实际生产具有比较好的指导作用。58河北理工大学毕业设计说明书2 配料计算、物料平衡、热平衡和高炉本体设计2.1 配料计算2.1.1 总述烧结厂处理的原料种类繁多, 且物理化学性质差异甚大1。为了保证烧结矿的物理性能和化学成分稳定, 符合冶炼要求, 同时使烧结料具有良好透气性以获得较高的生产率, 必须把不同成分的含铁原料、熔剂和燃料等, 按烧结过程及烧结矿质量的要求进行精确配料2。计算方法的选择及配料结果恰当与否对烧结生产的成本、产量、质量均有很大影响。通用的可供用户自选配料计算方案的软件的开发也即成了烧结试验的迫切需求3。据此, 我们借助先进的微机技术和软件设计技术, 开发了烧结通用配料计算软件系统。本软件系统构架了一种通用的配料计算框架, 选取了常用的试验数据处理方法，可快速合理地选定所需的配矿方案, 预算烧结矿各项重要技术经济指标, 并对试验的数据进行分析。该软件系统的开发对烧结生产具有重要意义。2.1.2 原燃料条件表1 烧结矿化学成分（%）试样TFeFeOCaOMgOSiO2Al2O3SMnP烧损烧结矿52.42715.6211.783.869.921.330.0510.1160.157澳矿64.9830430.282.471.520.0160.0820.0702.80石灰石55.300.621.030.12粉尘38.206.828.113.309.872.620.390.0930.109C=20.16焦灰分6.296.471.8247.7835.49煤灰分6.206.892.1645.7336.76表2 燃料工业分析（一）种类FCdAdVdStdH2O焦碳85.8512.761.390.694.12煤粉72.6310.9312.440.47表3 燃料工业分析（二）挥发分 CO2 CO CH4 H2 N2 O2 焦碳 23.02 22.45 3.88 20.29 30.36 100煤粉 3.69 13.42 6.89 43.17 14.74 18.09 100表4 预定铁水成分（%）Fe Si Mn S P C94.516 0.48 0.03 0.026 0.098 4.85表5 挥发分成分（%）CO2COCH4H2N2O2焦炭33.5533.5532.89煤粉56.2222.8620.98另：烧结矿：球团矿：澳矿=70：10：20 n2；焦比360；煤比150；炉尘重量20kg/t；鼓风湿度1.5%；炉渣碱度R=1.1；还原度rd=0.452.1.3 入炉矿石配比的确定 由已知条件知：入炉矿石的碱度为2，另烧结矿：70% ， 球团矿：10% ，澳矿：20% 2.1.4 复合矿和石灰石用量的确定 令：复合矿用量为X kg/t,石灰石用量Y kg/t1. 利用生产过程中的铁平衡列方程X0.5989+Y0.0141+3600.12760.0434+1500.10930.0228= 945.16+200.4059 整理得： 0.5989X+0.0141Y=953.7545 2. 利用炉渣碱度平衡来确定另一个方程 1.1= 整理得：0.00933X+0.52454Y=23.1453 联立得：X=1592.3 kg Y=15.8 kg2.1.5 炉渣成分1.CaO=0.060151592.3+0.53415.8+3600.12760.0362+1500.10930.0396-200.0595 =105.34kg2. SiO2=0.04621592.3+0.008615.8+3600.12760.5184+1500.10930.597-200.0627- =95.76kg 3. S含量的确定 S=1592.30.000152+3600.0069+1500.0047 =3.43kg 1) 进入生铁：Ls=0.026 ，S=0.26kg 2) 进入煤气：3.435%=0.17kg 3) 进入炉尘：200.12%=0.024 4）进入炉渣：3.43-0.26-0.17-0.024=2.886kg 4. FeO=945.16=3.66kg 5. MnO=0.5=1.00kg6. MgO=1592.3(0.760.0283+0.10.0031+0.140.0.0013)+2.510.0065+3800.12760.0101+1500.10930.0121 =36.77kg7. Al2O3=1639.31(0.760.0138+0.10.0148+0.140.0124)+2.510.0046+3800.12760.3801+1500.10930.3142-200.0253 =45.52kg表6 炉渣成分计算结果SiO2Al2O3CaOMgOFeOMnOS/2102.3245.52112.6036.773.671.751.81304.44kg33.6114.9536.9912.081.210.570.59100%2.1.6 生铁成分的校正（%） =0.027 =0.36 =94.874 =1.75=0.136=1000100=0.125=100-0.027-0.36-94.874-0.136-0.125=4.4782.2 物料平衡2.2.1 总述 在生产中产生较大的是原燃料的成分分析和实际产量与生产统计产量有差别4。所以在进行物料平衡计算前要注意原燃料成分的调整和生铁损耗的确定，有些需要进行多次实测，例如各种磅秤的误差5。2.2.2 风量的计算1. 进入高炉的CC=3800.8585+1500.7363=436.68kg 2. 生成的CH4：C=436.680.7%=3.06kg 3. 进入生铁的C：44.78kg 4. 直接还原的C：C=1.36+3.6+1.25+948.740.45=96.08kg 5. 燃烧带走的C：C=2014.78%=2.96kg 6. 燃烧的C： C= 436.68-3.06-44.78-96.08-2.96=289.80kg 7. VO2 =270.48m3 8. 煤粉提供的氧：O2=1500.15440.4209=6.82m3 9. 股风供氧：O2=270.48-6.82=263.66 m3 O2 =0.21（1.0.015）+0.50.015=0.2144 所以风量：=1229.76 m3 G风=1229.761.28=1574.09kg2.2.3 煤气量的计算 1. CH4 =3.06=5.71 m3 （生成的） 焦灰分中：3800.01390.0388=0.29 m3总：CH4=5.71+0.29=6 m32. H2： 1) 鼓风带入的：1229.760.015=18.45 m3 2) 煤粉带入的：1500.15440.4317=111.98 m3 3) 焦炭带入的：3800.01390.2029=12 m3 4) 参加还原的：（18.45+111.98）40%=52.17 m35) 生成CH4的：62=12 m3. 所以进入高炉炉顶的为H2：18.45+111.98+12-52.17-12=78.26 m3 3. CO21) Fe2O3FeO 产生的CO21639.31=1639.31（0.760.5054+0.10.5957+0.140.6118） =173.56 m3 2) FeOFe产生的CO2 948.74(1-0.45-52.17948.74)=156.55 m33) CaCO3CaO产生的CO2 2.510.4246=0.52 m3 4) 焦炭挥发分产生的CO2 CO2=3800.01390.2202=0.59 m3 进入煤气的CO2总量：173.55+156.55+0.52+0.59=331.21 m3 4. CO： 1) 燃烧生成的：289.8=540.96 m3 2) 直接还原的：96.68=179.35 m3 3) 焦炭挥发分：3800.01390.2145=0.91 m3 进入煤气的CO：540.96+179.35+0.91-173.55-156.55=391.12 m3 5. N2：1) 鼓风进入的：1229.76（1-0.015）0.79=956.94 m32) 焦炭挥发分：3800.01390.2936=1.24 m33) 煤粉挥发分：1500.15440.1395=2.58 m3进入煤气的N2：956.94+1.24+2.58=960.76 m3 表7 炉顶煤气成分表CO2CON2H2CH4体积m3331.21391.12960.7678.2661767.35%18.7422.1354.364.430.34100 煤气重度g= =1.332kg/ m3G煤气=1767.351.332=2362.34kg表8 物料平衡表收入kg支出kg烧结矿1245.87生铁1000球团矿163.93炉渣304.44澳 矿229.50煤气2362.34焦 炭380炉尘20煤 粉150水气25.4风 量1574.09石灰石2.513745.913712.18相对误差：100%=0.08%1%2.3 热平衡计算2.3.1 总述 根据计算的目的和分析的需要，常把过程的热平衡分为全炉热平衡和区域热平衡6。60年代前，炼铁工作者大都采用全炉热平衡，其原因在于区域热平衡的边界条件，特别是边界处的炉料和煤气温度差的选定有较大的任意性，而这个温度差的大小又在很大程度上决定着热平衡分析的可靠性7。60年代以来，对高炉传输过程的研究和高炉解剖研究的结果或多或少地帮助了这一温差的选定，而且随着冶炼技术的进步，决定高炉冶炼指标的因素又较多地集中在高炉下部，因此高温区域热平衡受到普遍重视。2.3.2 热收入1. C氧化放热：氧化成1 m3CO放热5241.72 KJ，氧化成1 m3CO2放热17869.50KJQ=331.2117869.50+391.125241.72=7968698.62 KJ2. 鼓风带入：1100空气热容：1.4233KJ/ m3，1100煤气热容：1.7393KJ/ m3，热风=1229.760.98=1205.17 m3Q=（1100-0）=1893134.06KJ3. H氧化放热：1 m3氢气氧化成水蒸气放热Q=52.1710788.58=562840.22KJ4. 成渣热：2.51（0.5231+0.0065）1128.6=1500.24 KJQ总=7968698.62+1893134.06+1500.24=10426173.14 KJ2.3.3 热支出1. 在烧结矿中含2FeOSiO2 20% ，Fe3O4 80%以2FeOSiO2形式存在的FeO=1639.310.760.08710.2=21.70kg2. 以Fe3O4形式存在的FeO=1639.310.760.08710.8=86.81 kg3. 以Fe3O4形式存在Fe2O3： 86.81=192.91 kgFe3O4=192.91+86.81=279.72 kgFe2O3=1639.310.5293-192.91=1446.4kg2.3.4 分解吸热参数1. 分解1kgFe3O4 耗热4791.78kg，分解1kgFe2O3 耗热4791.78kg1kg以 2FeOSiO2 存在的FeO耗热4068.52kg铁的氧化物分解耗热：Q=21.704068.52+279.724791.78+1446.45144.28=8903042.67KJ2. MnO分解耗热 1.367350.53=9996.72 KJ3. SiO2分解吸热 3.631028.14=111701.3 KJ 4. 3CaOP2O5 分解吸热 1.2535697.2=44621.5 KJ2.3.5 吸热项目1. CaO脱S吸热5392.2KJ/kg,MgO脱S吸热8025.6 KJ/kgMnO脱S吸热6249.1KJ/kg,FeO脱S吸热5496.7 KJ/kg平均：6290.9 KJ/kgQ=6290.9（0.18+3.17）=21074.52 KJ2. 碳酸盐分解：2.510.52314037.88+2.510.00652482.92=5342.17 KJ3. 水分解吸热：1229.760.015107888.58=1990155.9 KJ4. 喷吹物分解吸热：150836=125400 KJ5. 游离水蒸发：0100，1004.81KJ；100水 100水蒸气5404.81KJ3800.046404.18=40663.04 KJ6. 铁水带走：10002964.18=1237280 KJ7. 炉渣带走：304.444434.18=563743.73 KJ8. 煤气带走：200煤气热容：Kcal/m3表9 炉顶煤气成分表N2COCO2H2CH4H2O0.31350.31350.42960.31090.43460.3609干煤气：（960.760.3135+78.260.3109+391.120.3135+331.210.4296+0.4346）4.18200=719765.86 KJ煤气中谁蒸气带走:200.24.18200=3344 KJ煤气带走：719765.86+21447.39+3344=744554.25 KJQ支总=56374.37+9069362.19+21074.52+5342.17+1990155.9+125400+40663.04+1237280+563743.73=10017575.8 KJ热损失：=100%=3.92%2.4 高炉本体设计2.4.1 总述高炉包括基础、钢结构、炉衬、冷却设备以及高炉炉型设计等。高炉的大小以高炉有效容积表示，高炉有效容积和高炉座数表明高炉车间的规模，高炉炉型设计是高炉本题设计的基础8。近代高炉炉型向着大型横向发展，目前，世界高炉有效容积最大的是5580m3 ，高径比2.0左右。高炉本体结构设计的先进、合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件，也是高炉辅助系统设计和造型的依据9。2.4.2 确定年工作日36595%=347 天日产量 P总=180000/347 =5187.3t2.4.3 定容积选定高炉座数为2座，利用系数为: =2.2t/（m3 d） 每座高炉日产量： P= =5187.3/2=2593.7t每座高炉容积 ： VU = =2593.7/2.2=1179m32.4.4 炉缸尺寸 1. 炉缸直径 选定冶炼强度 I=0.95t/（m3d）;燃烧强度 i燃=1.05 t/（h），则: d=0.23=0.23=7.5m取d=8m 校核 =23.5 合理 2. 炉缸高度 1) 渣口高度 hz=1.58m 取hz = 1.6m2) 风口高度 = =3.20m 取= 3.2m3) 风口数目 n=2(d+2)=2(8+2)=20 取n = 20个 4) 风口结构尺寸 选取 a=0.5m 则:5) 炉缸高度 h1=hf+a=3.2+0.5=3.7m2.4.5 死铁层厚度 选取 h0=1.5m 2.4.6 炉腰直径 炉腹角 炉腹高度选取 =1.12 则 D=1.1028=8.96 取D=9m选取=810301则 = =3.34 取h2=3.5m 校核 = =81048130112.4.7 炉喉直径 炉喉高度 选取 =0.7 则 =0.79=6.3 取d1= 7.0m 选取 h5=2.2m2.4.8 炉身角 炉身高度 炉腰高度 选取 =840301则 h4= =10.38m 取h4=11.0m校核 tan=11.0 取=84048, 选取 Hu/D=2.56 则 Hu=23.4 h3=Hu-h1-h2-h4-h5=2.75m2.4.9 校核炉容1. 炉缸体积: V1= =185.9m3 2. 炉腹体积: V2=170.3m3 3. 炉腰体积: V3=174.85 m34. 炉身体积: V4=555.5 m3 5. 炉喉体积: V5=92.3 m3 Vu= V1+ V2+ V3+ V4+ V5=185.9+170.3+174.85+555.5+92.3=1178.85 m3 Vu=0.013%1% 合理3 厂址选择3.1 考虑因素确定厂址要做多方案比较,选择最佳者。厂址选择的合理与否,不仅影响建设速度和投资,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. 要考虑工业布局,有利于经济合作;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,也不能是已开采区5. 水电资源要丰富,高炉车间要求供水、供电不得间断，供电要双电源；6. 尽量少占良地；7.厂址要位于居民区主导风向的下风向或测风向。3.2 要求本设计对厂址选择如下：1. 冶金工厂的原料和成品运输及水电的消耗量很大，厂址应选在靠近铁路接轨站，并应保证接轨的方便和避免复杂的线路建设工程。应靠近原料、燃料的基地和产品销售的地点。近水源、电源，以缩短运输距离和管线长度，以减少建厂的投资和运营费用。2. 厂址的面积和外形应能满足生产工艺过程的需要，把所有的建筑物构筑物合理地布置在厂区之内，并应有一定的扩充余地，以供工厂发展之用。3. 厂址应位于城市和居民区主导风向的下风向，一般应有1000米以上的距离，并应与其他企业不相干扰。窝风的盆地不宜选择为工厂厂址。4. 厂址应靠近城市和已有的工厂，以便在生活福利和公用设施上互相协作。5. 厂址的地势最好是平坦的，厂址的地表应由中心向四周倾斜，以便使地面水能依自然坡度向外畅流，不需要大量的土方工程。6. 冶金工厂主要的建筑物、构筑物，大多需要较深的基础和地下室，在建筑房屋和构筑物时厂址的土壤不需要复杂的基础工程。地下水位尽可能低于地下建筑和构筑物基础的深度，并无侵蚀性。7. 厂址不受洪水及大雨的淹没，厂址最低处应该高出河流或海水涨潮的最高水位0.5。8. 厂址不应位于矿床或已开采的矿坑、溶洞和土崩的地层上，不应布置在各种有机废物、化学废物、舍弃物的附近。9. 厂址应有较容易弃渣的低洼地带。10. 工厂的污水（符合国家环保法规定范围的）应尽量排到城市的下游或取水点的下游。11. 布置厂址时应充分利用地形，不占或少占农田。4 供料系统各种入炉原料(含焦炭) 均采用带式输送机输送至高炉矿槽，保证了供料系统的连续性和可靠性。槽下取消称量车，采用称量皮带自动配料，保证了上料的准确性和合理性10。并设置相应的除尘设施, 改善槽下操作环境。原料系统包括：卸料、堆料、冶炼前的准备（破碎、筛分、混匀），运输到贮矿槽上；按高炉的需要配料、称量；装入料车或上料皮带，经过炉顶装料装置装入高炉等11。4.1 焦矿槽容积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：=1886.4m3 =825.3 m34.1.1 贮矿槽和附矿槽的布置、容积及数目的确定高炉炉后贮矿槽和贮焦槽是用来接受和贮存炉料的。此外，还应设置一些数目的杂矿槽，以贮存熔剂和洗炉料等。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50 55。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：=1886.4/10 = 188.64 取=189矿槽贮存能力（贮存时间）：1886.424/(11792.2)= 17.45 小时3. 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10 。高度为12 m。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5。4副矿槽设计杂矿槽：752 块矿槽：10024.1.2 焦矿槽的布置、容积及数目的确定1本设计中设四个焦槽。每个焦槽容积为：825.3/4=206.3， 焦槽贮存能力（时间）：825.324/(11792.2)=7.64小时 2另备一个100碎焦槽。4.2 槽上、槽下设备及参数的确定4.2.1 槽上设备目前，槽上设备有料车上料和皮带上料两种，本设计采用皮带上料。4.2.2 槽下设备及参数选择1. 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。焦炭称量漏斗：安装在贮焦槽下面，用来称量经筛分的焦炭，之后将焦炭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12。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。4.3 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2，皮带水平投影长度为258，输送量2000。宽度选择如下：= ,式中 胶带机宽度，胶带输送量，断面系数，=320输送带速度，取=2物料堆比重，1.6 倾角系数，=0.92速度系数，=1.0代入数据，则:=1.46 取=1.52. 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。4.4 高炉槽下上料系统的设计与改进1. 提高槽下地坪标高本设计在槽下设置配料带式输送机, 并将槽下地坪提高，料坑底部和矿仓底部的标高也相应提高, 改善了操作环境和采光条件, 使设备维护检修方便, 并为实现PLC上料自动化创造了更好的条件。2. 主卷扬机室座落于矿槽顶部受总图布局、场地紧张限制, 在主控楼已无法布置主卷扬机。在经过比较和计算后, 将主卷场机室布置在矿仓顶部端头的位置, 矿仓平台与炉前平台通过走道和梯子连接起来, 方便管理。3. 焦炭槽下筛分带式输送机将焦炭送至焦炭槽, 仓下设置焦炭筛, 筛下物用DJ型大倾角波纹挡边带式输送机送至碎焦仓。与普通带式输送机相比, 该设备具有运行稳定, 故障率低, 维修量小, 安装、维护简单, 工艺布置紧凑合理, 总图布局灵活等特点。这项技术的采用克服了碎焦卷扬机故障多, 维修困难等缺点, 运行可靠。既提高了作业率, 又节省场地, 减少工程投资。4. 槽下上料系统采用PLC 自动称量早期高炉上料控制系统多采用继电控制，主要存在两大缺陷，一是控制系统复杂；二是工作模式只有手动和机旁两种操作方式，不能实现自动化生产。随着电子技术的发展及普及应用，采用PLC 作为主控制器实现高炉上料系统的自动控制成为技术进步的必然13。它有效解决了传统继电控制的缺陷，提高高炉上料系统的稳定性、实全性、可靠性和自动化,为高炉的稳产、高产创造了技术和设备条件。槽下称量系统和上料系统均采用PLC 自动控制。设计中采用了分散称量、集中校核、自动补偿的方式, 使称量准确、合理。烧结矿、规格矿及熔剂矿通过矿仓闸门、电机振动给料机落入分散称量斗称量, 通过带式输送机输送到中间称量斗复核, 校验后再下到料车, 如有差异, 则通过PLC 微机系统自动补偿。焦炭通过焦仓闸门给料, 在槽下经焦炭振动筛筛分后, 合格焦炭进入焦炭称量斗称量, 碎焦则由大倾角波纹挡边带式输送机送至碎焦仓。5 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。高炉送风制度是高炉操作的根本制度，是高炉稳定顺行、优质、高产的重要条件。高炉合理送风制度应达到以下要求：炉料正常稳定下降，炉况顺行；初始煤气流达到合理的分布；炉缸活跃且均匀，渣铁物理热充沛，铁水质量合格；有利于炉型和设备的维护。5.1 高炉鼓风机的选择高炉鼓风机用来提供燃料所必需的氧气、热空气和焦炭在风口燃烧所生成的煤气，又是在鼓风机提供的风压下才能克服料柱阻力从炉顶排出。5.1.1 高炉入炉风量= 2100 m3/min高炉有效容积；每吨干焦消耗标态风量，2700 m3/t 高炉冶炼强度，取0.95tm3dt标态入炉风量，m3/min5.1.2 鼓风机风量 =(1+10)2100=2310 m3/min高炉入炉风量，m3/min高炉要求的鼓风机出口风量，m3/min 送风系统漏风系数，对大型高炉为105.1.3 高炉鼓风压力1. 高炉炉顶压力： 3.0 105 Pa=0.30 2. 高炉料柱阻力损失： 1.3105 Pa0.133. 高炉送风系统阻力损失： 21040.02则:鼓风机出口风压:=+ +=0.30+0.13+0.02=0.45 5.1.4 鼓风机的选择1. 对鼓风机出口风量的修正风量修正系数：0.95，实际供风量：2310/0.95=2431.62. 对风机出口风压的确定风压修正系数：=1.04出口风压： = =0.433. 风机选择表10 风机选择系数风机型号风 量风 压转 速功 率传动方式K4250-414250m3/min3.02600r/min17300kw汽动此风机为离心式风机，二座高炉装三座，一台备用5.2 热风炉5.2.1 热风炉座数的确定本设计每座高炉配备四座热风炉。5.2.2 热风炉工艺布置本设计的四座热风炉采用一字型排列。5.2.3 热风炉型式的确定本设计采用改进型外燃式热风炉。5.2.4 热风炉主要尺寸的计算高炉容积为1179，配备四座新日铁外燃式热风炉。1. 确定基本参数 1) 取单位炉容蓄热面积为90/;2) 定热风炉钢壳下部内径7960,炉壳及拱顶钢板厚度为20,炉底钢板厚度为36。2.确定炉墙结构及热风炉内径热风炉全高=50300蓄热室高度=47071 燃烧室高度=35300蓄热室直径=5500 燃烧室直径=26003. 选燃烧室面积（包括隔墙）燃烧室面积： 5.314. 蓄热室截面积蓄热室截面积：=23.765. 选格子砖选七孔砖，格孔直径为43，查表知1格子砖受热面积：=38.06 /6. 蓄热室蓄热面积1) 4座热风炉总蓄热面积：117990=1061102) 1座热风炉蓄热面积：1061104=26527.5 7. 格子砖高度及重量 格子砖高度=33500 格子砖质量=1989t燃烧器种类为：套筒陶瓷5.2.5 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。本设计采用套筒式陶瓷燃烧器。5.2.6 热风炉管道及阀门1. 热风炉系统设有冷风管、热风管、混风管、燃烧用净煤气管和助燃风管、倒流休风管等，这些管道均为普通碳素钢板焊成。管道直径根据合适的流速确定，按下式计算： 式中 - 圆形管道内径， - 气体在实际状态下的体积流量， - 气体在实际状态下的流速，。管道内气体流速参考数据见表11：表11 管道内气体流速参考数据名称实际流速（）冷风管道正风压1520负风压1015热风管道正风压3035负风压2530净煤气管道612根据我国高炉热风炉管道内径参考数据，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1200，宽度为800，烟道内流速为25。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70。2. 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