设计一座年产制钢生铁L08;320万吨的高炉课程设计毕业设计.doc

课 程 设 计题目：设计一座年产制钢生铁（L08）320万吨的高炉目录原始数据：2矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。一 配料计算3聞創沟燴鐺險爱氇谴净。1.矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1t生铁为单位）3残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。2.渣量和炉渣成分的计算4酽锕极額閉镇桧猪訣锥。3.生铁成分校正：5彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。二 物料平衡计算：6謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.风量的计算6厦礴恳蹒骈時盡继價骚。2.煤气量的计算：6茕桢广鳓鯡选块网羈泪。3.编制物料平衡表8鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。三.热平衡的计算9籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.热收入：9預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.热支出的计算10渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。3.热平衡表14铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。四设计一座年产制钢生铁320万吨的高炉14擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。五. 高炉砌砖计算(高铝砖)17贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。原始数据 成分品种TFeFe2O3FeOSMnOPSiO2Al2O3CaOMgOCO2H2O1/2S3/2SP2O5烧损烧结矿5669.59.70.060.350.115.42.029.53.00.20.030.2599.75球团矿62.57017.70.060.0388.70.71.61.050.030.0899.86澳矿65.692.70.40.040.120.162.41.60.020.260.060.3797.93石灰石1.151.61.381.4753.50.542.142.1100.55炉尘48.155.212.50.121.40.125151.44.650.951.726.600.060.298.32106.31焦炭灰分4.25.551.938.63.11.0100.1煤灰分2.22.8658.433.63.721.2299.8据上表校核原料成分： 成分品种TFeFe2O3FeOSMnOPSiO2Al2O3CaOMgOCO2H2O1/2S3/2SP2O5烧损烧结矿56.1469.679.720.060.350.115.412.039.523.010.200.030.25100球团矿62.5970.117.720.060.388.710.781.61.050.030.08100澳矿66.9994.660.410.040.120.162.451.630.020.270.060.38100石灰石1.141.591.371.4653.210.541.8741.87100炉尘45.2551.9211.760.121.320.12514.111.324.370.891.626.210.060.277.83100焦炭灰分4.25.551.8438.563.11.0100煤灰分2.202.8758.5233.673.731.22100焦碳和煤粉及其挥发分的成分如下表品种成分FcdAdVdSt.dH20焦炭85.612.81.40.554.0煤粉74.516.69.50.5品种成分CO2COCH4H2N2O2焦炭挥发分22.820.53.8519.629.4煤粉挥发分43.226.522.3生铁预定成分如下表生铁预定成分FeSiMnSPC （L08）/94.5160.480.030.0260.0984.85100.00 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4401251.105420001.001100一 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56.149.72 5.412.030.039.52 3.01 69.670.25 0.35球团矿62.5917.728.710.780.031.61.0570.10.08澳矿66.990.412.451.630.06（3/2S）0.020.2794.660.380.12混合矿58.309.225.331.850.037.402.4873.210.250.28设需要混合矿为X kg/t，石灰石为Y kg/t由 TFe 的平衡可列出： (1) 由二元碱度R可列出： （2）联立（1）（2）解得 X=1636.52 Kg/t Y = 8.89Kg/t所以：烧结矿的用量为：1636.5276 1243.76 kg/t 球团矿的用量为：1636.5210 163.65 kg/t 澳矿的用量为： 1636.5214 229.11 kg/t2渣量和炉渣成分的计算 127.50 kg/t 由（2）式分子可得 115.91 kg/t 由（2）式分母可得 945.16（0.003/0.997）（72/56） 3.65 kg/t （1636.520.0028-200.0132）0.5=2.16 kg/t1636.520.0248 8.890.005 4400.1280.01 1250.1660.0122-200.0089 41.27kg/t坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1636.520.0185 8.890.0146 4400.1280.38561250.1660.3367-200.0132 59.09 kg/t蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。进入高炉的总S量： ms=1636.520.00064400.00551250.005=4.05 kg/t買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。进入生铁的ms 10000.026=0.26 kg/t进入煤气的ms 4.0550.20kg/t进入炉尘的ms 200.0012=0.02kg/t则进入炉渣的ms 4.050.260.200.023.57 kg/t炉渣化学成分和渣量成分SiO2Al2O3CaOMgOFeOMnOS/2重量/kg115.9159.09127.5041.273.652.161.79351.37百分率/32.9916.8236.2911.751.030.610.511003生铁成分校正：WS0.026 %WSi0.48 %WFe94.516 %WMn2.16(55/71)100/10000.17 %WP1636.520.0025(62/142)100/10000.179 %WC10094.5160.0260.480.170.1794.63%二 物料平衡计算：直接还原度rd= 0.54 ， 鼓风湿度f= 1.0 1. 风量的计算C 总 4400.8561250.745469.77kg/tC CH4 469.770.7=3.29 kg/tC生铁10004.6346.30 kg/tC直接1.712/554.824/481.7960/62945.160.5412/56 113.87 kg/t綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。C尘200.07831.57kg/tC燃469.773.2946.30113.871.57304.74 kg/tO2 密度0.21（10.01）0.50.010.2129C燃烧需要的氧气 VO2304.7422.4/24284.42 m3煤挥发分提供的O2：VO2 1250.0950.22322.4/32=1.85 m3则需鼓风量为：V风(284.421.85)/0.21291327.24 m3 M风1.281327.241698.87 kg/t2.煤气量的计算：1）.CH4 碳生成CH43.2922.4/126.14 m3焦炭挥发分中的CH44400.0140.038522.4/160.33 m3总的CH46.140.336.47 m32）.H2鼓风带入的H21327.240.01519.91 m3煤分带入的H21250.0950.43222.4/2=57.46 m3焦炭带入的H24400.0140.19622.4/213.52 m3还原消耗的H2(19.91+57.46+13.52) 4036.36 m3生成CH4消耗的H26.14212.28 m3所以：炉顶煤气中的H219.91+57.46+13.52-36.36-12.2842.25 m33）.CO2还原Fe2O3生成的CO2(1636.520.73218.890.015) 22.4/160167.75 m3驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。还原FeO生成的137.54 m3石灰石分解产生的焦炭带入的所以：进入炉顶煤气的CO2167.75137.541.890.72307.90 m34）.COC燃烧生成的直接还原产生的焦炭挥发分中的间接还原消耗的所以：进入炉顶煤气中的CO568.85212.561.01305.29477.13 m35）.鼓风中的焦炭中的 煤分中的 所以炉顶煤气中的煤气成分如下CO2COCH4H2N2体积/m3307.90 477.136.4742.251036.761870.51百分比/%16.4625.510.352.2655.431003.编制物料平衡表煤气密度煤气重量 氢气还原生成的物料平衡表收入 kg支出 kg烧结矿1243.76生铁1000球团矿163.65炉渣351.37澳矿229.11煤气2505.74焦炭440.00炉尘20.00煤粉125.00水分29.22石灰石8.89鼓风1698.873909.283906.33绝对误差：3909.28-3906.332.95 kg相对误差： 满足要求三.热平衡的计算风温：1100 冷矿：25 铁水：1450炉渣: 1500 炉顶煤气：200 1.热收入： 1）.碳氧化放热： 由C氧化成1 m3CO2放热：17869.50 KJ 由C氧化成1 m3 CO放热：5241.72 KJ 则C氧化放热Q1= 2）.热风带入的热：1100空气热容 1.4233KJ/(m3)水蒸气热容 1.7393 KJ/(m3)2%的空气用于输送煤粉入炉热风热风带入热量Q2 3）. H2氧化放热1m3 H2氧化成H2O蒸气放热 10788.58KJH2氧化放热Q3=42.2510788.58=455817.51KJ 4）. 成渣热1KgCaO和MgO的成渣热为 1128.60KJ成渣热Q4=8.89（0.5321+0.005）1128.60=5388.86KJ 5）. 矿石带入热量25炉料热容为 0.6897 KJ/(Kg)矿石带入热量Q5=1636.520.689725=28217.70KJ总热收入Q收10514106.90KJ2. 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FeO 100%以Fe3O4存在焦炭灰分、煤粉灰分中FeO100%以2FeOSiO2存在以2FeOSiO2存在的FeO=以磁铁矿状态存在的FeO=以磁铁矿状态存在的游离的赤铁矿分解1Kg以2FeOSiO2状态存在的FeO需要耗热4068.52KJ分解1Kg磁铁矿耗热4791.78KJ分解1Kg赤铁矿耗热5144.28KJ则铁氧化物分解吸热（2).非铁氧化物分解吸热：（Mn、Si、P）分解生成1Kg Mn耗热：7350.53kJ分解生成1Kg Si耗热 ：31028.14kJ分解生成1Kg P耗热 ：35697.20kJ则 2）. 脱硫吸热：CaO脱硫耗热： 5392.20kJ/kgMgO脱硫耗热： 8025.60kJ/kg MnO脱硫耗热： 6249.10kJ/kgFeO脱硫耗热 ：5496.90kJ/kg取平均为： 6290.90kJ/kg脱硫吸热Q2=（3.58+0.20）6290.90=23779.60 kJ 3）. 碳酸盐分解由CaCO3分解成1KgCaO吸热：4037.88kJ由MgCO3分解成1KgMgO吸热：2482.92kJ碳酸盐分解吸热Q3 4）. H2O分解吸热分解1m3水蒸气吸热10788.58kJH2O分解吸热Q4= 5）. 煤粉分解吸热分解1Kg煤粉分解吸热：836kJ煤粉分解吸热Q5= 6）. 游离水蒸发吸热1Kg水从0 100吸热：418kJ 100水 100水蒸气吸热：2257.2kJ游离水蒸发吸热Q6 7）. 铁水带走的热量1Kg 1450铁水带走的热量：1237.28kJ铁水带走的热量Q7= 8）. 炉渣带走的热量1Kg 1500炉渣带走的热量：1851.74kJ炉渣带走的热量Q8= 9）. 煤气带走热量200有关煤气成分的热容（Kg/(m3)）成分 N2 CO CO2 H2 H2O CH4 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。热容 1.3104 1.3104 1.7844 1.2996 1.5086 1.8166 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。干煤气热容干煤气带走的热量煤气中水分带走的热量炉尘热容C尘：0.836 KJ/(Kg)炉尘带走的热量Q尘=200.836200=3344KJ则煤气带走的热量 10). 热损失热损失 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7981486.0475.91氧化物分解7010472.02 71.21热风2043196.7919.43脱S23779.600.24氢氧化455817.514.34碳酸盐分解19211.030.195成渣热5388.860.051水分分解214785.522.18矿石物理热28217.700.27煤粉分解1045001.06游离水蒸发 47083.700.48铁水带走123728012.57炉渣带走650645.886.61煤气带走537620.495.4610514106.90100 9845378.24100热损失668728.660.23四设计一座年产制钢生铁320万吨的高炉.确定工作日 日产量 1. 定容积 利用系数 2. 每座高炉日产量P= 每座高炉容积 3. 炉缸尺寸A.炉缸直径选择冶炼强度 燃烧强度 则 取 校核 合理B.炉缸高度 渣口高度 取 风口高度 取 风口数目 取24个风口结构尺寸选取 炉缸高度 C.死铁层厚度 选取 4. 炉腰直径，炉腰角，炉腰高度 选取 则 取 选取 则 取 校核 5. 炉喉直径，炉喉高度选取 则 取 选取 6. 炉身角，炉身高度，炉腰高度选取 则 取