高炉车间系统设计毕业论文

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第一部分：高炉车间设计

第一章：概述

1.1 高炉炼铁生产工艺剂（焦炭、煤等）在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态流程。

高炉炼铁是用还原生铁的过程。

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，还必须有其它附属系统的配合，它们是：

（1）供料系统：包括贮矿槽、贮焦槽、称量与筛分等一系列设备，主要任务是及时、准确、稳定的将合格原料送入高炉。

（2）送风系统：包括鼓风机、热风炉及一系列管道和阀门等，主要任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需热风。

（3）煤气除尘系统：包括煤气管道、重力除尘器、洗涤塔、文氏管等，主要任务是回收高炉煤气，使其含尘量降至10mg/m3

以下，以满足用户对煤气质量地要求。

（4）渣铁处理系统：包括出铁场、开铁口机、堵渣口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，主要任务是及时处理高炉排

放出的渣、铁，保证高炉生产正常进行。

（5）喷吹燃料系统：包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等系统，主要任务是均匀稳定的向高炉喷吹大量

煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。

1.2主要技术经济指标

（1）高炉有效容积利用系数(η

v

)：

高炉有效容积利用系数是指每昼夜生铁的产量P与高炉有效容积V有之比，即每昼夜，每1m³高炉有效容积的生铁产量。

η

v 是高炉冶炼的一个重要指标，η

v

俞大，高炉生产率俞大。

目前，一般大型高炉超过2.0 t / m3·d，一些先进高炉可达2.2～2.3

t / m3·d。小型高炉的η

v

更高，100～300 m3高炉的利用系数为

2.8～

3.2t / m3·d。本设计η

v

=2.15 t / m3·d。

（2）焦比（K）：

焦比即每昼夜焦碳消耗量Q

K

与每昼夜生铁产量P之比，即冶炼每吨生铁消耗的焦碳量。

K＝ Q

K

/P

焦炭消耗量约占生铁成本的30%～40%，欲降低生铁成本必须降低焦比。焦比大小与冶炼条件密切相关，本设计的焦比为360 kg / t 。（3）煤比（Y）：

冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。当每昼夜煤粉的消耗量为

Q

Y

时，则Y＝Q Y /P

本设计煤比为120 kg / t。

（4）冶炼强度（I）和燃烧强度（i）：

高炉冶炼强度是每昼夜每1m³有效容积燃烧的焦碳量，即高

炉一昼夜焦炭的消耗量与有效容积V

有

的比值。

I＝Q K /V有本设计I =1.03 t / m3· d

燃烧强度即每小时每平方米炉缸截面所燃烧的焦碳数量。本设计

i =1.05 t / m2 ·h。

（5）休风率：

休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护的水平，先进高炉休风率小于1%，实践证明，休风率降低1%，产量可提高2%。

（6）生铁合格率：

化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁。合格生铁总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。

本设计为100%。

（7）高炉一代寿命：

高炉一代寿命是指从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为10～15年。

1.3 高炉炼铁厂的厂址选择

确定厂址要作多方案比较，选择最佳者。

（1）要考虑工业布局，有利于经济协作。

（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，也不是已开采区。

（5）水电资源要丰富，供电要双电源。

（6）尽量少占农田。

（7）厂址要位于居民区主导风向的下风或侧风向。

第二章工艺计算

2.1配料计算

2.1.1物料成分表（%）

焦炭成分（%）

煤粉成分（%）

2．1．2 预定铁水成分

2．1．3 矿石配比的确定，依据唐钢同类高炉的实际生产数据确定

为：烧结矿：球团矿：巴西矿=75：10：15

2．1．4 各元素分配表

2．1．5 入炉料的用量

假定焦比390 kg / t ，煤比138 kg / t ，鼓风湿度 1.3 % ，直接还原度r d =0.45 ，炉料碱度R=1.1 ，炉尘吹出量20Kg/t ，焦炭与喷吹燃料中总炭量的1.2%与H 2生成CH 4。

（1）矿石需要量的计算

Qk=

Fek

Feme

Fej Fech Feza Fet --++=

%

156502.0%106275.0%75563.0984.0%86.0138%62.096.0390486.020997

.00003

.

02.9492.949⨯+⨯+⨯⨯⨯-⨯⨯-⨯+⨯

+=1652Kg

其中：Qk ——矿石的需要量，千克/吨铁

Fet ——进入生铁的铁量 千克/吨铁 Feza ——进入炉渣的铁量 千克/吨铁 Feme ——煤粉带入的铁量 千克/吨铁

Fej ——焦炭带入的铁量 千克/吨铁 （2）熔剂需要量的计算

Ql=

()()()()()[]()()l

SiO R l CaO R ch SiO Si SiO me SiO j SiO k SiO 222222⨯-⨯--++

()()()()()l

SiO R l CaO ch CaO me CaO j CaO k CaO )2(⨯--++

0136

.01.15312.01

.128607155.0200719.0984.01380565.096.0390054.01652⨯-⨯⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯+⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛

0136

.01.15312.00466

.0200049.0984.01380076.096.0390073.01652⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯

=5.3Kg

式中：Ql ——熔剂的需要量 千克/吨铁 R ——炉渣碱度 （SiO 2）k ——矿石带入的SiO 2 千克/吨铁 （SiO 2）j ——焦炭带入的SiO 2 千克/吨铁

（SiO 2）me ——煤粉带入的SiO 2 千克/吨铁

（SiO 2）Si 还原硅消耗的SiO 2 千克/吨铁 （SiO 2）ch ——炉尘带走的SiO 2 千克/吨铁 （SiO 2）l ——熔剂中SiO 2 %

（CaO ）k —— 矿石带入的CaO 千克/吨铁 （CaO ）j ——焦炭带入的 CaO 千克/吨铁 （CaO ）me ——煤粉带入的 CaO 千克/吨铁