年产量500万吨高炉炼铁车间设计毕业论文

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目录

1 绪论

1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程 (8)

1.2 高炉生产的特点及优点 (9)

1.3 设计原则和指导思想 (9)

2炼铁工艺计算

2.1 配料计算 (10)

2.2 物料平衡计算 (12)

2.3 热平衡计算 (15)

3高炉本体

3.1 高炉炉型 (19)

3.2 高炉炉衬 (20)

3.3 炉体冷却方式 (21)

3.4 冷却系统 (24)

3.5 高炉钢结构及高炉基础 (25)

4 炉顶装料制度

4.1 并罐式无钟炉顶装料设备 (29)

4.2 均压装置 (31)

4.3 探料尺 (32)

5 供料系统

5.1 矿槽、焦槽容积与数量的确定 (33)

5.2 筛分 (33)

5.3上料系统 (33)

5.4 贮矿槽下运输称量 (34)

6送风系统

6.1 鼓风机的选择 (35)

6.2 热风炉的结构 (35)

6.3 热风炉常用耐火材料 (37)

6.4 燃烧器及送风制度的选择 (37)

6.5 热风炉主要管道直径的选定 (37)

7.渣铁处理系统

7.1 风口平台及出铁场 (39)

7.2 炉前设备 (39)

7.3 炉渣处理 (41)

8 煤气除尘系统

8.1 除尘设备及原理 (44)

8.2 有关设备 (45)

8.3 重力除尘器 (45)

9 喷吹设备

9.1 设计为喷吹煤粉 (47)

9.2 高炉喷煤设备 (48)

10车间布置形式

10.1 车间布置 (50)

10.2 本设计车间平面布置形式 (50)

结束语 (52)

参考文献 (53)

1 绪论

1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程

高炉炼铁的任务是用还原剂（焦炭、煤粉）在高温条件下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。高炉生产要求以最小的投入获得最大的产出，即做到高产、优质、低耗、有良好的经济效益。

高炉生产时借助高炉本体和其辅助设备来完成的。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其他附属系统的配合，其生产工艺流程如图1-1所示。

图1-1 高炉炼铁生产工艺流程

1—矿石输送皮带机；2—称量漏斗；3—贮矿槽；4—焦炭输送皮带机；5—给料机； 6—焦粉输带机；7—焦粉仓；8—贮焦槽；9—电除尘器；10—调节阀；11—文氏管除尘器；12—净煤气放散管；13—下降管；14—重力除尘器；15—上料皮带机；16—焦炭称量漏斗；17—矿石称量漏斗；18—冷风管；19—烟道；20—蓄热室；21—热风主管；22—燃烧室； 23—煤气主管；24—混风管；25—烟筒。

（1）供料系统。包括贮矿槽、贮焦、称量与筛分等一系列设备，其任务是将

高炉冶炼所需要原燃料通过上料系统装入高炉。

（2）送风系统。包括鼓风机、热风炉及一系列管道和阀门等，其任务是连续可靠的供给高炉冶炼所需要的热风。

（3）煤气除尘系统。包括煤气管道、重力除尘器、洗绦塔、文氏管、脱水器等，其任务是将高炉冶炼所产生的煤气，经过一系列的净化使其含尘量降至10mg/m3以下，以满足用户对煤气质量的要求。

（4）渣铁处理系统。包括出铁场、开铁口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，其任务是及时处理高炉排放出来的渣铁，保证高炉生产正常进行。

（5）喷煤燃料系统。包括原煤的储存、运输，煤粉的制备、收集以及煤粉喷吹大量的煤粉以煤带代焦，降低焦炭消耗。

1.2 高炉生产的特点及优点

特点：（1）高炉是一个多相复杂的巨型高温化学反应器；

（2）炉两股逆向流动物流是一切反应的基础；

（3）高炉寿命长；

（4）连续作业率高；

（5）热效率高，生产率高；

（6）生铁质量稳定。

优点：采用高炉冶炼，是因为这种方法既能利用多种的原料，产能性质又能满足广泛的质量要求，，又具有大规模生产的能力。

1.3 设计原则和指导思想

设计的总要求是技术上先行，工艺上可行，经济上合理。

（1）应积极采用成熟的生产工艺，设备和结构；

（2）学习总结生产经验，移植适用可行的先进技术；

（3）在现有条件的情况下，留有足够的发展余地；

（4）充分考虑节约能源，资源的综合利用，改善劳动条件和环境保护。

2 炼铁工艺计算

2.1 配料计算

2.1.1原料成分

铁矿石成分，焦炭成分，煤粉成分分别见表2-2，表2-3，表2-4。预定生

铁成分见表2-5。

冶炼条件的确定：

焦比：345kg/t 煤比：180kg/t 利用系数：2.5[t/(m³·d)] 置换比：0.85 相对湿度：1.493% 鼓风湿度：12g/ m³

炉尘量：20kg/t 风温：1250℃

炉顶煤气温度：℃ 入炉熟料温度：80℃ 综合冶炼强度：1.38[t/(m³·d)] 焦炭冶炼强度：0.952[t/(m³·d)]

表2-1 常见元素分配表

表2-2 铁矿石成分 %

表2-3 焦炭成分 %

表2-4 煤粉成分 %

表2-5 预定生铁成分 % 2.1.2 根据碱度平衡计算铁矿石配比

根据原料条件，假设烧结矿的配比为x ，则球团矿的配比为1-x 。再按照生产经验确定炉渣碱度R 渣，然后根据碱度平衡求出x 。

R

渣

=]

[Q 14.2)1(75.185.0)1(2222Si SiO QK SiO QK SiO x xSiO S CaO QK CaO QK CaO x xCaO -++-+⨯-++-+煤煤焦焦球烧料

煤煤焦焦球烧

Q=

]

[)1Fe Fe x xFe 球

烧（-+

取R 渣=1.20，得到烧结矿和球团矿的比例为80:20，按此比例得到混合矿的成分，见表2-2。

2.1.3 根据铁平衡求铁矿石需要量

（1）燃料带入的铁量 进入炉尘的焦炭量

G 尘C 尘/C 焦=20×11.95/84.74=2.82(Kg)

其中11.95%为炉尘中碳的烧损量

高炉参加反应的焦炭量为G 焦=345-2.82=342.18(Kg) 故焦、煤带入的铁

GFe 燃=(342.18×0.68%+180×0.93%)×56/72=3.112(Kg)

（2）进入炉渣中的铁量

GFe 渣=95.50%×1000×0.30%/99.7%=2.874（Kg ）

（3）需要由铁矿石带入的铁量