年产值刚生铁450吨的高炉车间中高炉内型设计

课程设计说明书

题目名称：年产值钢生铁450吨的高炉车间中高炉内型设计

系部：机械系工程系

专业班级：

学生姓名：

学号：

指导教师：

完成日期：2014.6.20

新疆工程学院

课程设计评定意见

设计题目

系部_________________ 专业班级

学生姓名_________________ 学生学号

评定意见：

评定成绩：

指导教师（签名）：年月日

新疆工程学院

____________系(部)课程设计任务书

学年学期年月日

教研室主任（签名）系（部）主任（签名）

目录

前言 (1)

配料计算方法 (3)

配料计算原始条件 (3)

吨铁简易配料计算 (5)

物料平衡计算方法 (10)

物料平衡计算的原始条件 (10)

吨铁物料平衡计算 (10)

高炉内型设计方法 (15)

炉缸 (15)

炉腹 (16)

炉身 (17)

炉腰 (17)

炉喉 (17)

死铁层厚度 (18)

高炉内型计算 (18)

高炉内型图 (20)

参考资料 (21)

一、前言

近年来，随着我国经济的快速发展，在基础设施建设,房地产，汽车，家电，机电等行业的带动下我国炼铁工业也处于高速发展阶段，2007年全国生铁产量达到4.6944亿t,比上年度增长15.19%，占世界总产量的49.74%,08年全国生铁产量4.7067亿t，炼铁生产能力超过6亿t,09年全国生铁产量达5.4375亿t，但有6000万t/年的生产能力居于淘汰之列（主要是300m³以下容积小高炉）。在产量不断增长的同时，我国的高炉炼铁技术也取得了较大的进步，入炉焦比和炼铁工序能耗不断下降，喷煤比、热风温度和利用系数也不断提高，高炉操作技术也日趋成熟，各项技术经济指标得到进一步改善。我国现有高炉1300多座,大于1000m3以上容积的高炉有150多座。近年来，高炉大型化的步伐加快，宝钢建成三座4 000m³级的高炉，另外已建成和在建的7 座4000m³级高炉以及首钢曹妃甸2座5500 m³高炉。大型高炉均采用了先进的技术装备，一大批成熟高新技术和装备的应用大大降低了生产成本和劳动强度，自动化程度也进一步提升，生产环境有了很大改善，企业生产效率和经济效益得到明显提高。但是,目前我国只有宝钢，武钢，鞍钢，沙钢，首钢等少数几家钢厂的技术装备水平及产品结构、品质达到世界先进水品，大多数中小企业整体相对比较落后，因此我国炼铁工业还有很长的路要走，需要大批有经验，懂理论，会技术的的建设者和接班人。我国炼铁工业产业集中度较低，全国近千家炼铁企业，而年产生铁能力大于500万吨的21家企业产量不及总产量的40%。这说明,我国炼铁工业是处于多种结构，不同层次，各种生产技术指标共存的发展阶段。这个现状对于我国炼铁技术水平的提高和整个行业的发展十分不利，造成资源、能源的很大浪费并对环境造成很大破坏。所以，我国炼铁企业要加快淘汰落后产能，加大自主创新和技术攻关的投入力度，增加高科技人才的引进，积极与科研院所和相关高校实施合作，通过多种渠道努力实现炼铁企业的高效生产，使我国钢铁工业走向健康的可持续发展的道路。

炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。高炉炼铁是现代炼

铁的主要方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料）中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出,铁矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。

二、高炉配料计算

1. 配料计算方法

高炉配料计算是根据冶炼条件、生铁品种等原始数据，通过计算确定单位生铁所需的矿石、溶剂、焦炭、喷吹物和其他附加物理量，以保证高炉合理的造渣制度与热平衡计算的基础。

配料计算的方法很多，但其基本原则是一样的，即加入炉内的炉料中各元素和化合物的总和应等于高炉产品中各元素和化合物的总和。下面我们介绍简易配料计算。

2.配料计算原始条件

在简易配料计算中，较比和喷吹物数量是根据冶炼条件直接选定的，矿石和溶剂数量需通过计算确定。如果生铁中的含锰量有特殊要求而所用矿石不能满足要求时，还要通过计算确定锰矿需要量。如果要求炉渣中含有含有一定得MgO，则还要通过计算确定白云石需要量。为了进行配料计算，需要现手机、整理一些资料：

（1）需要原料和燃料的全分析数据，并折算成100%。

（2）生铁品种及其成分。参照国家标准，根据生产计划和冶炼条件确定生铁品种机器主要成分含量。

（3）确定矿石配比。根据矿石供应情况和造渣制度的要求等，选定适宜的配矿比。

（4）确定焦比。课根据实际冶炼焦比来确定，在喷吹条件行下，还应结合选定的喷吹燃料量。

（5）各种元素在生铁、炉渣和煤气见的分配率。课按实际生产经验来确定。

（6）炉渣成分。根据所炼铁种选定合适的炉渣碱度。

3.确定原始条件

（1）原料主要成分：

焦炭成分表（%）