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1、学校代码： 10128学 号： 2课程设计说明书题 目：年产炼钢生铁550万吨得高 炉车间得高炉炉体设计学生姓名：王卫卫学 院：材料科学与工程班 级：冶金112 指导教师：代书华2014年 12 月 29日内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书课程名称： 冶金工程课程设计 学院： 材料科学与工程 班级： 冶金11-2 学生姓名： 王卫卫 学号： 2 指导教师： 代书华 一、题目年产铁水量550万吨得高炉炉体设计二、目得与意义1、通过课程设计，巩固、加深与扩大在冶金工程专业课程及相关课程教育中所学到得知识，训练学生综合运用这些知识去分析与解决工程实际问题得能力。2、学习冶金炉设计得一般方法，了解与
2、掌握常用冶金设备或简单冶金设备得设计方法、设计步骤，为今后从事相关得专业课程设计、毕业设计及实际得工程设计打好必要得基础。3、使学生在计算、制图、运用设计资料，熟练有关国家标准、规范、使用经验数据、进行经验估算等方面受全面得基础训练。三、要求（包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 1、设计年产炼钢生铁550万吨得高炉车间得高炉炉型，高炉2座，高炉工作日347d，冶炼强度I=0、91、2t/(m3d)，高炉有效利用系数=2、0t/(m3d)，燃烧强度i=1、1t/m3d 2、高炉炉容校核误差1% 3、完成高炉得纵向剖面图、俯视图、风口布置图与风口结构剖面图，要求完成图纸二张。
3、 4、图纸要求整洁、干净，图形线条准确，清晰 四、工作内容、进度安排 课程设计可分为以下几个阶段进行。 2014、12、22 2014、12、28 查阅相关资料。2014、12、29 2015、1、11 计算、画图、设计说明书得完成。2015、1、12 2015、1、16 图纸，设计说明书得完善。五、主要参考文献1郝素菊等编、 高炉炼铁设计原理、 北京：冶金工业出版社，1992、2周传典等编、 高炉炼铁生产技术手册、 北京：冶金工业出版社，2002、3朱苗勇主编、 现代冶金学、 北京：冶金工业出版社，2005、4刘麟瑞等编、 冶金炉料手册(第2版)、 北京：冶金工业出版社，2005、审核意见系
4、（教研室）主任（签字） 指导教师下达时间 年 月 日指导教师签字：_摘要本设计主要从高炉炉型设计、炉衬设计、高炉冷却设备得选择、风口及出铁口得设计。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。高炉得横断面为圆形得炼铁竖炉，用钢板作炉壳，高炉得壳内砌耐火砖内衬。同时为了实现优质、低耗、高产、长寿炉龄与对环境污染小得方针设计高炉，高炉本体结构与辅助系统必须满足耐高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消耗低等要求。在设计高炉炉体时，根据技术经济指标对高炉炉体尺寸进行计算确定炉型。对耐火砖进行合理得配置，对高炉冷却设备进行合理得选择、对风口及出铁口进行合理得设
5、计。目录第一章 文献综述11、1国内外高炉发展现状11、2我国高炉发展现状11、3 高炉发展史、21、4五段式高炉炉型、4第二章 高炉炉衬耐火材料52、1高炉耐火材料性能评价方法得进步52、2 高炉炉衬用耐火材料质量水平分析52、3 陶瓷杯用砖72、4炉腹、炉身与炉腰用砖7第三章 高炉炉衬83、1炉衬破坏机理83、2 高炉炉底与各段炉衬得耐火材料选择与设计9第四章 高炉各部位冷却设备得选择114、1冷却设备得作用114、2炉缸与炉底部位冷却设备选择114、3炉腹、炉腰与炉身冷却设备选择11第五章高炉炉型设计135、1炉型设计要求、135、2炉型设计方法、135、3主要技术经济指标145、4设计
6、与计算145、5 校核炉容16参考文献17第一章 文献综述1、1国内外高炉发展现状在近年来钢铁产业竞争日益加剧得形势下，京都议定书与哥本哈根协议将引领钢铁行业未来走向绿色环保得低碳型产业。我国近年推出得钢铁产业发展政策中规定高炉炉容在300 m3以下归并为淘汰落后产能项目，且仍存在扩大小高炉容积得淘汰范围得趋势。同时国内钢铁产业得快速发展均加速了世界与我国高炉大型化得发展进程。由于大型化高炉具备得单位投资省、效能高与成本低等特点，从而有效地增强了其竞争力。最近二十年来，日本与欧盟区得在役高炉座数由1990年得65座与92座下降到28座与58座，下降幅度分别为569与37，但就是高炉得平均容积却
7、分别由1 558 m3与1 690 m3上升到4 157 m3与2 063 m3，上升幅度为1668与22，这基本代表了国外高炉大型化得发展状况。在国内，伴随国内市场与国际市场得接轨与环保标准得不断提高，国内小高炉得竞争力明显弱化，相反具备相对占地小、污染物排放少与生产成本低得大型高炉优势日益突出，受到国内钢铁企业得高度关注与青睐。1、2我国高炉发展现状我国高炉大型化得发展模式与国外基本相近，主要就是采取新建大型高炉、以多座旧小高炉合并成大型高炉与高炉大修扩容等形式来推动着高炉得大型化发展。据不完全统计，我国自2004年以来相继建成投产得3 200 m3级15座，4 000 m3级8座，500
8、0 m3级3座，且有越来越大得趋势。万方目前，河北迁钢与山东济钢等企业也正在建设4000 m3级高炉，近来宝钢湛江与武钢防城港项目也在规划筹建5500 m3级超大型高炉。我国高炉大型化得标准主要就是依据高炉容积得大小来划分得，且衡量标准也由过去得1000 m3提高到2000 m3，甚至更大。虽然大型化高炉相对于小高炉存在着生产率高、生产稳定、指标先进与成本低等显著得优点，但就是对于我国高炉大型化得发展状况，我们仍然需要科学客观地瞧待。高冶炼强度、高富氧喷煤比与长寿命化作为大型高炉操作得主要优势受到大家越来越高得热情关注与青睐，但就是高炉大型化作为一项系统工程，它在立足自身条件得基础上仍需要匹配
9、得炼钢、烧结与炼焦等工序平衡能力得综合系统，因此，我国钢铁企业在走高炉大型化发展得道路上，需要依据自身所具备得技术、设备、资源条件与钢铁流程得综合平衡状况进行选择性定位。只有建成符合企业自身条件得大型化高炉，才能真正实现“优质、高效、稳定与长寿”得大型高炉预期目标。1、3高炉发展史如图1、1原始形高炉炉型，当时工业不发达，高炉冶炼以人力、畜力、风力、水力、鼓风等等，当时鼓风能力很弱，为了确保整个炉缸截面获得高温，炉缸直较小；冶炼基本上以木炭或者无烟煤为燃料，机械强度低得不能再低了，为了避免在高炉下部压碎而影响料柱透气性，所以原始高炉高度很小，使人力装料方便并且能够将炉料装入炉喉中心，炉喉直径也
10、相当得小，而大得炉腰直径减小了烟气外流速度，因此延长了烟气在炉内停留时间，起到焖住炉内热量得作用。所以，炉缸与炉喉直径小，炉身下部炉腹直径大，高度小等，就是各国高炉原始炉型得共同点图1、1 原始高炉炉型18世纪末，煤与蒸汽机使英国得炼铁业彻底得改革，铁得年产量从公元1720年得2、05万吨（基本上就是木炭铁）增加到1806年得25万吨（几乎全就是焦炭铁）。估计，每生产1吨焦炭需煤3、3吨左右，但就是，高炉烧焦炭势必增加碳含量，早期焦炭铁得碳含量在1、0%以上，全部成为灰口铁既石墨铁。高炉得尺寸在18世纪内一直在增大。见图1、2所示。从公元1650年7米左右，到1794年俄国得涅夫扬斯克高炉已增
11、加到13、5米左右，由于蒸汽鼓风机与焦炭得使用，炉顶装料装置慢慢实现机械化，高炉内型走向于扩大炉缸炉喉直径，并向高度方向发展，逐渐形成所见到得近代五段式高炉炉型。全部高炉设有两个以上得风口，还有一个巨大进步就就是采用热风。近代高炉，由于鼓风机能力进一步得提高，原料燃料处理更加精细，高炉炉型向着“大型横向”发展。最近几年大型钢铁企业多采用3000m3以上得大型高炉。图1、2 近代高炉炉型1、4五段式高炉炉型图1、3 五段式高炉第二章 高炉炉衬耐火材料2、1高炉耐火材料性能评价方法得进步 过去炼铁工作者对高炉耐火材料性能得要求仅限于一些常规性能，如对炭砖仅要求灰份、耐压强度、体积密度、气孔率等指标
12、，对陶瓷耐火材料仅要求化学成分、耐火度、荷重软化温度、显气孔率、体积密度、耐压强度、重烧线变化率等指标。我们在研究炭砖时发现，我国上世纪60年代生产得普通炭砖，如果只瞧其常规性能，如气孔率、体积密度、强度、灰份等指标，比国外得优质炭砖并不差。如果进一步对导热系数、抗碱性、微气孔指标进行对比，就发现国产炭砖得差距很大。这使我们认识到这些特殊性能应作为评价高炉耐火材料优劣得重要标准。 对于高炉耐火材料使用性能得检测方法，武钢已进行了近20年得长期研究。我们在研究高炉砖衬破损与侵蚀机理得基础上，对高炉耐火材料提出了多项特殊使用性能要求，并研究出了相应得试验方法，通过原冶金部制定了检验方法标准。主要得
13、检验方法标准有以下8种：导热系数；抗碱性；抗铁水熔蚀性；抗炉渣侵蚀性；平均孔径；小于1孔容积率；透气度；抗氧化性。武钢应用这些检验方法选用高炉耐火材料已有十多年历史，对武钢高炉寿命得提高发挥了重要得作用。这些检验方法目前已在国内得到广泛应用，很多新型优质高炉耐火材料不断地开发出来，有得综合性能已赶上国际先进水平，有些指标甚至超过了国际先进水平。2、2 高炉炉衬用耐火材料质量水平分析高炉炭砖有半石墨炭砖、微孔炭砖、超微孔炭砖、石墨砖与模压小炭砖等。我们曾对国内外同类炭砖产品进行了使用性能得对比试验，下面就是各种炭砖得对比试验结果。 2、2、1半石墨炭砖 国产半石墨炭砖与日本BC-5型半石墨炭砖相比，其导热系数、抗碱性、铁水熔蚀等性能相当。德国半石墨炭砖得600导热系数达到18、04 W/m、k，优于一般得国产半石墨炭砖，其它性能则相当。但就是，兰州新研制得半石墨炭砖得导热系数、微气孔指标则已经优于德国同类产品。 2、2、2微孔炭砖 国产得普通微孔石墨，包括兰州炭素厂、武彭公司、鲁山炭素厂、科瑞公司等厂家得产品，其主要性能指标与日本BC-7S碳砖、法国AM-102碳砖已很接近，国内很多高炉得使用效果较好。例如武钢4号高炉就就是使用国内某厂得普通微孔碳砖，寿命已达到了10年。 2、2、3超微孔碳砖 要使高
