高炉炉型设计ppt课件.ppt

1 高炉炉型设计 课程设计2 2 一 高炉炉型的概念 高炉是一种生产液态生铁的鼓风竖炉 其工作空间是用耐火材料砌筑而成的 高炉内部工作空间剖面的形状称为高炉炉型或高炉内型 BlastFurnaceProfile 高炉冶炼的实质是上升的煤气流和下降的炉料之间进行传热和传质的过程 因此必须提供相应的空间 高炉炉型必须适应原燃料条件的要求 保证冶炼过程的顺行 3 通过对高炉炉型的大量研究和探索 人们逐步认识了高炉炉型与原燃料和鼓风制度的适应关系 即炉型与炉料运动和煤气流运动规律的适应性 炉型是随着原燃料条件的改善 操作技术水平的提高 科学技术的进步而不断发展变化的 逐步形成了现代的五段式高炉炉型 4 五段式高炉炉型由炉缸 Hearth 炉腹 Bosh 炉腰 Belly 炉身 Shaft 和炉喉 Throat 组成 其中炉缸 炉腰和炉喉呈圆筒形 炉腹呈倒圆台形 炉身呈圆台形 这种两头小中间大的准圆筒型 符合炉料下降时受热膨胀 松动和软化熔化的要求 同时也与煤气上升过程中温度下降 体积收缩相适应 随着精料和高压操作等新技术的发展 高炉炉型进一步向着 矮胖 大型横向 发展 5 世界高炉之王 沙钢5860立方米炼铁高炉 6 日本第二大钢铁集团 日本JFE钢铁福山厂 左起 第2高炉 第3高炉 第4高炉 第5高炉 4号高炉2006年5月扩容到5000立方米 5号高炉扩容到5500立方米 7 全世界共有9座5500m 以上特大型炼铁高炉 1 沙钢的5860m 高炉 2 日本新日铁大分厂1号 2号高炉 容积均为5775m 3 俄罗斯北方钢铁切列波维茨厂5号高炉 容积5580m 4 日本新日铁君津厂4号高炉 容积5555m 5 德国蒂森钢铁斯韦尔根厂2号高炉 容积5513m 6 日本JFE福山厂5号高炉 容积5500m 7 韩国浦项光阳钢厂4号高炉 容积5500m 8 中国京唐钢铁1号高炉 容积5500m 截止到2009年11月 8 中国高炉现状 由于我国存在大量高污染 高能耗的小型高炉 国家从2005年制定钢铁产业政策时 就明确要淘汰300m 以下的高炉 2009年初 进一步将高炉淘汰标准提高到1000m 这将直接压缩落后钢铁产能1 8亿吨以上 从2009年后 我国大型炼铁高炉将进入建设高潮 5月21日 唐山曹妃甸首钢京唐公司新建成的5500立方米1号高炉试生产成功 10月21日 沙钢5860m 高炉投产 2010年首钢京唐5500立方米2号高炉将投产 此外宝钢湛江 武钢防城港项目均有建设5000立方米以上大型高炉的计划 9 二 高炉炉型的表示方法 高炉炉型通常用通过高炉中心线的纵剖面内型轮廓线来表示 我国高炉炉型的表示方法如图1所示 高炉有效容积 Vu 10 图1高炉炉型示意图 Hu 有效高 mm Vu 有效容积 m3 h1 炉缸高度 mmh2 炉腹高度 mm h3 炉腰高度 mm h4 炉身高度 mmh5 炉喉高度 mm hf 风口高度 mm hz 渣口高度 mmh0 死铁层高度 mm d 炉缸直径 mm D 炉腰直径 mmd1 炉喉直径 mm 炉腹角 炉身角 A 炉缸面积 11 三 炉型设计的要求 高炉炉型的合理性 是高炉能实现高产 优质 低耗 长寿的重要条件 实践证明 合理的设计炉型能促进高炉冶炼指标的改善 利于寿命的延长 因此 炉型是高炉最基本的要素 合理炉型应该是使炉型能够很好的适应于炉料的顺利下降和煤气流的上升运动 既要符合高炉冶炼规律 又要和原燃料 设备和生产技术等条件所达到的水平相适应 12 四 炉型设计的方法 1 高炉炉型设计分3种方法 1 比较法 2 计算法 经验数据的统计法 对一些比较先进的高炉炉型进行统计分析 得到炉型中某些主要尺寸与炉容的关系式 以及各部分尺寸间的关系式 3 计算法 13 在高炉炉型设计的各种方法中 理论计算法是十分重要的一种方法 通过理论计算得到的设计炉型 我们暂且称为理论炉型 尽管理论炉型一般不直接作为最终的设计结果 甚至可能与合理炉型相差较大 但是理论计算方法是建立在长期理论研究和生产实践经验总结的基础之上 并且直接从设计条件开始逐步计算直到得到完整的炉型参数 相对比较严格 14 2 高炉有效容积 Vu 的选取 理论计算的依据是单座高炉的生铁产量 由产量确定高炉有效容积 再以有效容积为基础 计算其它尺寸 设计年产制钢生铁W1万吨 年产铸造生铁W2万吨按换算系数为1 1将铸造生铁换算成制钢生铁 年产制钢生铁合计 W1 1 1W2 日产制钢生铁 年产量 一年按350个工作日 W1 1 1W2 350 15 若设计n座高炉 单座高炉日产P W1 1 1W2 350n利用系数 单座高炉日产 单座高炉有效容积 取 2 2 25t m3 d 16 五 按计算法 进行炉型设计 1 大型高炉 有效高度 d 炉缸直径 中小型高炉 17 2 炉缸尺寸 炉缸直径 渣口高度 风口高度 炉缸高度 炉缸直径 渣口高度 风口高度 k 渣口高度与风口高度之比 k 0 5 0 6 炉缸高度 a 风口结构尺寸 一般取值0 35 0 5m 18 hz 渣口与铁口中心线的距离称为渣口高度P 生铁日产量 tb 生铁产量波动系数 一般取值1 2N 昼夜出铁次数 8 12次 d 大高炉取大值 c 渣口以下炉缸容积利用系数 一般取0 55 0 6 炉容大 渣量大取低值 铁水密度 可取7 1t m3 d 炉缸直径 m 19 3 死铁层厚度ho 铁口中心线到炉底砌砖表面之距离 20 4 炉腹高度h2 炉腰直径D 炉腹角 选取炉腹角 一般取值79o 83oh2 选取D d 21 5 选取炉身角 炉身高度h4 炉喉直径d1 例如 4000 5000m3 81o30 22 6 选取炉喉高度h5 炉腰高度h3 一般h5 2 3m高炉有效高度Hu选取 h3 Hu h1 h2 h4 h5 炉腰高度h3等于有效高度减去其他各段高之差值 23 7 高炉有效容积较核 误差 V 1 Vu V1 V2 V3 V4 V5与规划炉容误差小于1 则计算符合要求