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1、内蒙古科技大学毕业设计说明书本科生毕业设计说明书题 目：宝山地区原料条件下4500m3高炉本体设计学生姓名：学 号：专 业：冶金工程班 级：冶2010-5班指导教师： II宝山地区原料条件下4500m3高炉本体设计摘 要随着炼铁技术的不断发展，高炉一代炉役寿命的不断提高，长寿高炉技术应用越来越广泛。它是降低炼铁成本，提高钢铁企业经济效益的重要手段。在大型高炉设计中，通过优化炉型、采用合理炉缸内衬结构、铜冷却壁、软水密闭循环冷却系统、薄壁内衬等技术为高炉长寿创造条件，提出了长寿高炉的基本设计思想。为了适应这一发展趋势，在本次长寿高炉设计中，对高炉合理炉型、合理内衬结构和不同部位耐火材料的选择、冷
2、却方式和冷却系统（包括冷却器的结构、材质和水质等）及其它有关方面作了综合考虑。在本设计中炉缸炉底采用优质碳砖砌筑；炉腹采用耐火度高、体积密度大致密度高的铝碳砖砌筑；炉腰、炉腹采用具有较好的耐磨性、抗热冲击性的SiC砖砌筑；炉身采用抗磨损、抗冲击、抗碱金属侵蚀的高铝砖砌筑。关键词 ：高炉 ；长寿技术 ；炉体设计 ；矮胖型 Baoshan material conditions 4000m3 blast furnace designAbstractBF campaign life is continuously increased as unceasing development of iron
3、making technology. It is being used more and more abroad. The long campaign technologies of blast furnace is one of the most important measures which reduce the iron making production cost and improve the economic profits of Iron and Steel Company. In the design of large BF, the technologies like op
4、timized BF profile, reasonable hearth lining, copper stave, soft water closed circulating cooling system and thin-walled lining etc. were applied to prolong BF campaign life. The basic concept of designing long campaign blast furnace was put forward. In order to adapt to the trend, during designing
5、long campaign blast furnace, the rational; furnace profile, rational furnace lining structure and selection of different refractories for various areas, cooling method and system (including cooler structure and material, cooling water and so on) and concerned aspects must be comprehensively consider
6、ed.In the design of hearth bottom adopts high quality carbon brick masonry; Bosh adopts high refractoriness, high volume density roughly the density of aluminum carbon brick masonry; Furnace waist, bosh has good wear resistance, thermal impact of SiC brick masonry; Shaft adopts the abrasion resistan
7、ce, impact resistance, resistance to alkali erosion of high alumina brick masonry.Key Words：BF；Longevity； Design of Furnace Body内蒙古科技大学毕业设计说明书目 录摘 要I第一章 文献综述11.1 炉型设计的概述11.1.1 炉型的发展11.1.2 高炉炉龄的影响因素21.2 炉衬的发展31.2.1 高炉炉缸、炉底的耐火材料的选择51.2.2 高炉风口耐火材料的选择51.2.3 高炉炉身耐火材料的选择51.2.4 高炉炉腹耐火材料的选择61.2.5 高炉炉喉耐火材料的选
8、择61.3 高炉冷缺设备61.3.1 冷却的目的和意义61.3.2 冷却方式71.4 高炉钢结构及高炉基础概述91.4.1 高炉钢结构91.4.2 高炉基础101.4.3高炉炉壳101.5高炉未来的发展趋势10第二章 工艺计算112.1宝山地区原料条件112.2成分补齐122.3配料计算132.3.1 生铁成分的计算142.3.2 石灰石用量的计算142.3.3 渣量及炉渣成分的计算152.3.4 硫负荷152.3.5炉渣性能校核162.4 物料平衡计算162.4.1 鼓风量的计算162.4.2煤气组分及煤气量计算172.4.3 煤气中水量计算192.5热平衡计算202.5.1热收入202.5
9、.2热支出212.6高温区热平衡计算242.6.1高温区热收入242.6.2高温区热支出242.7焦比的计算25第三章 炉形参数的选择与计算273.1炉形计算273.2 炉型尺寸28表3.1 高炉的炉型尺寸28第四章 高炉各部位耐火材料的选择及计算304.1.各部位砖衬的选择304.1.1炉底、炉缸部位的选择304.1.2炉腹部位的选择304.1.3炉腰部位的选择304.1.4炉身及炉喉部位的选择304.2各部位砖量计算304.2.1 炉底、炉缸的计算314.2.2 炉腹的计算314.2.3 炉腰的计算324.2.4 炉身的计算32第五章 高炉冷却系统设计365.1高炉冷却设备365.1.1高
10、炉冷却目的及方法365.1.2冷却设备365.2冷却器的工作机制375.3合理的冷却结构38第六章高炉钢结构及基础416.1高炉钢结构416.1.1高炉本体钢结构416.1.2炉壳426.1.3炉体平台426.1.4炉体框架426.1.5热风围管436.2高炉基础43参考文献44致谢46第一章 文献综述 1.1 炉型设计的概述1.1.1 炉型的发展高炉是一种最有效的化学反应器和热交换器。高炉炼铁具有技术完备、适应性强、功能多、效率高等优点，一直是世界钢铁工业中生产铁的最经济、最有效的主要方法。目前高炉生产的铁占世界生铁产量的95左右，在炼铁生产中占统治地位。在新的技术和经济条件下，高炉具有的灵
11、活性和适应性比过去好。在未来相当长的时间内，高炉仍将是炼铁生产的主要设备1。通过高炉生产实践证明，炉型的合理与否，对高炉一代的技术经济指标及高炉寿命有很大影响。高炉内冶炼反应空间的几何形状称为高炉炉型，现代高炉炉型由炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分组成。而高炉合理炉型一直是国内外工作者一直研究的问题。所谓高炉合理炉型，是指高炉的设计炉型要与生产炉型尽可能一致，即高炉炉型要保证炉料在高炉内由上而下的顺利下行和高炉内煤气的由下而上的顺利上行并保证煤气流的合理分布。在炉型大小上，钢厂为了进一步提高劳动生产率，降低成本，增加生铁产量，从60年代初世界出现容积为2000 m级的高炉以来，国外新建高炉的
12、容积迅速增大。进入70年代后，日本建造了4000 m级高炉，使高炉大型化的发展速度更迅速。继日本之后，前苏联于1974年建起5026 m的巨型高炉，从而出现了日苏两国相争巨型高炉之冠的局面。迄今为止前苏联5580m，高炉仍为世界最大的高炉。 大型高炉具有可集中利用先进技术、生产技术经济指标先进, 劳动生产率高、产量高, 成本低, 基建投资低等优点。据前苏联的经验, 5000m级与3000m，级的高炉相比， 每吨生铁的基建投资可降低12 % ，劳动生产率可提高30 % ，生铁成本可降低1.9 %。高炉向大型化发展, 是不是高炉越大越好，多大容炉的高炉最为合适，目前仍尚无定论。据日本的分析指出，
13、炉容越大，单位容积的设备费用越便宜。但这种倾向随着炉容的增大而逐步减缓。如果综合作业费和设备费在一起加以比较，以2000 m的高炉为基准，炉容增大到2500m范围时，随着炉容的增大，其经济效益是很显著的。如果再继续增大，其经济性就逐步减缓。当增大到4000 m 以上时，随着炉容的增大，其经济性就不明显了。且高炉越大，要求炉料的强度越高，需要配置的设备越大这给高炉的建造、生产和维修等都带来困难。另外，当高炉需要停炉或大修时，牵涉到其他厂矿的生产平衡问题也越严重。目前，特大型、巨型高炉以4000m左右的居多。所以说，高炉炉型并非越大越好。在炉型形状上，19世纪及其以前的高炉，各部位尺寸差别很大，没
14、有炉喉高度，有的没有明显的炉腰与炉缸高度。由于受送风能力及炉料分布设备的限制，炉缸及炉喉直径都很小，为扩大炉容增加产量，出现了椭圆型炉缸。随着送风设备能力的提高，炉缸逐步扩大。炉腹角达到8 2左右(个别高炉还要大些) ，炉缸也定为圆形。此后的实际操作内型，逐步形成现代通用的喉、身、腰、腹、缸五段式炉型。随着冶炼条件改善技术与装备水平的提高，对高炉合理炉型的认识也在不断地深化，尤其是对高炉有效高度与炉腰直径(即高/ 径比)的认识，也在不断的修正、完善之中。结合北京科技大学的研究成果以及宝钢4063m、武钢3250m、马钢2545m等各大钢厂对高炉的设计实践,认为目前高炉合理炉型的基本变化趋势为：
15、（1）随着高炉容积的扩大, 高径比趋于减小, 即H u/ D 减小。（2）炉身角与炉腹角趋于接近。 （3）炉缸、炉腰、炉喉直径之比缩小，即D / d 减小。 简言之, 高炉实际炉型向降低高径比的矮胖型发展。高炉炉型随原料、装备和技术的发展而演变，并朝着扩大炉缸直径、炉腰直径，调整炉腹角、炉身角，向大型化矮胖型方向演变2。1.1.2 高炉炉龄的影响因素新建一座大型高炉或对一座大型高炉进行改造型大修，投资多达十几亿甚至几十亿元，因此国内外高炉工作者对高炉炉龄问题特别重视。90年代以来，高炉工作者从炉型设计，耐火砖的选择和组合、喷涂料的使用、炉体冷却设别的改进施工质量的提高以及高炉操作制度的改善等方面入手，做了大量工作使高炉一代炉龄不断
