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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书题 目：包头原料条件下3200m3高炉本体设计及渣铁处理系统的设计学生姓名：桓新明学 号：1077145119专 业：稀土工程班 级：稀土2010-1班指导教师：樊文军 副教授66内蒙古科技大学毕业设计说明书包头原料条件下3200m3高炉本体及渣铁处理系统设计摘 要高炉本体和渣铁处理系统设计是炼铁车间设计的重要部分。设计出一个较好的车间不但可以使高炉生产达到高产，使炼铁设备寿命长久，还可以降低耗能，节约成本，从而达到经济环保的目标，所以本设计，从高炉内型设计、耐火材料、冷却设备及渣铁处理方式的设计均借鉴了国内外先进高炉的情况。设计采用了陶瓷杯炉缸炉底，选择铜冷
2、却壁作为高热负荷区的冷却设备。高炉冷却方式采用软水密闭循环进行冷却。风口平台出铁场设计为矩形双出铁场，四铁口平衡布置，渣铁沟布置合理，铁水摆动流嘴，出铁场平坦化，炉前设备选型机械化程度高，选用除尘设施改善出铁场操作环境。关键词：高炉；设计；耐火材料；冷却设备；渣铁The Design of 3200 m3 Blast Furnace Ontology and The Slag and Iron Processing System Under the Raw Material Conditions in BaotouAbstractThe blast furnace body and the s
3、lag and iron processing system design is an important part of the iron-smelting plant design. Not only can design a good workshop so that the blast furnace production to achieve high yield, long service life of the iron-smelting equipment, can also reduce energy consumption, cost savings, so as to a
4、chieve the goal of economic environmental protection, the design, from the design of blast furnace refractories. the design of cooling equipment and handling of slag and iron were borrowed from domestic and foreign advanced blast furnace. The design uses the hearth and bottom of the ceramic cup, cop
5、per stave heat load cooling equipment. The blast furnace cooling method using soft water closed loop cooling. Outlet platform casthouse rectangular double casthouse, four iron port balance arrangement, slag and iron ditch is reasonably arranged, and molten iron to swing stream mouth, a flat field of
6、 iron blast furnace equipment selection high degree of mechanization, the choice of the dust removal facilities to improve iron field operating environment.Key words: blast furnace；design；refractory；cooling equipment；slag and iron目 录摘 要IAbstractII第一章 文献综述11.1高炉冶炼概况及发展11.1.1高炉生产主要经济指标技术11.1.2炉容大型化及其空
7、间尺寸的发展21.1.3炉料向精料发展21.1.4提高鼓风温度21.1.5提高炉顶压力31.1.6富氧大喷吹31.1.7电子计算机的应用31.2高炉本体31.2.1高炉炉型发展31.2.2五段式高炉炉型及炉型尺寸31.3高炉炉衬51.3.1对高炉耐火材料性能要求61.3.2各种耐火材料的发展71.4高炉冷却81.4.1高炉冷却目的81.4.2冷却介质选择及处理81.4.3合理的冷却结构101.4.4高炉冷却壁的应用现状及其发展101.5高炉基础111.6 渣铁处理系统的设计111.6.1炉前操作平台111.6.2炉前设备141.7铁水处理151.7.1铁水罐车161.7.2铸铁机171.8炉渣
8、处理171.8.1图拉法水淬渣171.9高炉本体和出铁场设计方案18第二章 炼铁工艺计算192.1 高炉物料平衡计算192.1.1 原料条件及平衡计算22192.1.2 物料平衡计算242.2 高炉热平衡计算282.2.1 全炉热平衡282.2.2 高温区热平衡332.3炼铁焦比的计算353.1 炉缸设计373.1.1 炉缸尺寸373.1.2 渣口高度373.1.3 风口高度373.1.4 风口结构尺寸373.1.5 风口数目的确定373.1.6 死铁层厚度383.2 炉腰直径D，炉腹角，炉腹高度h2383.3 炉喉直径d1，炉喉高度h5，炉身角，炉身高度h4，炉腰高度 h3383.4 校核炉
9、容393.5 炉顶高度h6，全高H39第四章 炉衬设计424.1 高炉各部位耐火材料的选择424.1.1 炉缸及炉底部424.1.2 炉腹部位、炉腰部位及炉身中下部424.1.3 炉身上部及炉喉部位424.2 炉衬砌筑434.2.1 炉缸及炉底部位的砌筑434.2.2 炉腹部位砌筑444.2.3 炉腰部位砌筑444.2.4 炉身部位砌筑44第五章 高炉冷却设备的选择465.1炉底炉缸冷却设备的选择465.1.1 炉底冷却设备465.1.2 炉缸侧壁冷却设备475.1.3 炉底，炉缸的砌筑475.2 炉腹冷却设备的选择475.2.1炉腹冷却设备475.2.2炉腹冷却设备485.3 炉腰、炉身下部
10、冷却设备的选择485.3.1炉腰、炉身下部冷却设备485.3.2 炉腰冷却设备砌筑495.4炉身中部、上部冷却设备495.4.1 炉身中部冷却设备495.4.2 炉身上部及炉喉冷却设备505.4.3炉身冷却设备铺设505.5 高炉冷却水系统52第六章 渣铁处理系统的设计546.1风口平台及出铁场的设计546.1.1风口平台的设计546.1.2出铁场的设计546.1.3出铁场的平坦化546.2铁沟、渣沟及撇渣器的设计556.2.1铁沟的设计556.2.2渣沟的设计556.2.3撇渣器的设计556.2.4摆动流嘴566.3炉前设备的选型566.4铁水罐车的选择596.4.1 铸铁机的选择596.5
11、 INBA（因巴）法炉渣处理606.5.1渣量核算61参考文献62致谢65 内蒙古科技大学毕业设计说明书第一章 文献综述1.1高炉冶炼概况及发展高炉冶炼是获得生铁的主要手段，它以铁矿石（天然矿、烧结矿、球团矿）为原料，焦煤、煤粉、重油、天然气等燃料和还原剂，以石灰石、等为溶剂、在高炉内通过燃料燃烧、氧化物中铁元素的还原及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程，获得生铁，起主要副产品为高炉炉渣和高炉煤气。1.1.1高炉生产主要经济指标技术20世纪50年代以来，国家一直沿用从前苏联引来的高炉有效容积利用系数(1v)和冶炼强度(Is)等，作为评价高炉冶炼强化的指标。这些指标都是以高炉有效容积(Vu
12、)为基准得来。高炉有效容积利用系数 ，t/(m3d)高炉冶炼强度 ，t/(m3d)式中P，Q分别为高炉的生铁日产量和燃料日耗量，t/d高炉主要经济技术指标如表1.1：表1.1高炉主要经济技术指标技术指标单位指标值备注高炉有效容积m33200利用系数t/(m3d)2.28max2.5焦比kg/t310煤比kg/t200max250热风温度C1200max2500炉顶压力MPa0.2max0.25除外，欧洲流行采用以炉缸面积(A)为基准的强化指标：炉缸面积利用系数曲 ,t/m3d炉缸燃烧强度 对比而言，后者比前者在冶金概念上要科学些，生产实践表明，在一定的冶炼条件上，高炉的入炉风量、燃料燃烧量、煤
13、气生产量和生铁产量都与炉缸面积成正比，这是高炉大型化的基本出发点。1.1.2炉容大型化及其空间尺寸的发展我国现有高炉1250座左右，大于1000以上容积的高炉有仅128座，高炉结构不合理，平均炉容小，落后产能所占比重过大；固体废弃物(尘、泥和炉渣等)产生总量增长过快；烧结SO2排放形势日益严峻等。 生产实践证明，大型高炉容加上精料、高风温、高压炉顶、综合喷吹以及春水冷却等近代技术，可以降低单位烧结面积的基建投资和经营费用，提高劳动生产率，烧结矿质量，使高炉能耗降低、寿命增加，高炉利用系数也可达到2.0以上，同时生产管理方便，易于环境治理。1.1.3炉料向精料发展高炉的炉料结构从上世纪70年代以
14、来几经变化，由开始的原矿冶炼到全部使用烧结矿，最后改为机烧结矿配酸性球团矿，炉料结构变化及相应的主要生产指标如表1.2：炉料结构及主要生产指标表1.2炉料结构及主要生产指标时间年炉料结构系数t/m3d焦比Kg/t冶强t/m3d石灰石Kg/t熟料比%品位%1970块矿0.810350824903.0919701977土烧结矿和块矿1.09680.9756057.4350.2919801985高、低碱度烧结矿2.4115921.36417.410051.9219861988高碱度烧结矿、土烧球团矿2.4035931.4123.310056.271992高碱度烧结矿、土烧球团矿2.7955991.66314.910054.57注：入炉焦比按碎铁加入量进行了折算。随着高炉冶炼的强度的增加，炉料正向着精料方向发展，精料包括入炉矿石的品味，改善入炉原料的还原性能，调高熟料率，稳定入炉原料成份和粒度。1.1.4提高鼓风温度提高鼓风温度可以大幅度降低焦比，特别是在鼓风温度较低时效果更为显著，一般认为
