冶金厂设计基础讲PPT课件

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1、冶金厂设计基础冶金厂设计基础n参考文献参考文献（1）张树勋钢铁厂设计原理（上）北京：冶金工业出版社，）张树勋钢铁厂设计原理（上）北京：冶金工业出版社，1994（2）蔡祺风有色冶金工厂设计概念北京：冶金工业出版社，）蔡祺风有色冶金工厂设计概念北京：冶金工业出版社，1991（3）张玉琦可行性研究与评估学沈阳：东北大学出版社，）张玉琦可行性研究与评估学沈阳：东北大学出版社，1993（4）赵润恩炼铁工艺设计原理北京：冶金工业出版社）赵润恩炼铁工艺设计原理北京：冶金工业出版社（5）董金波工业企业厂址选择与总体规划北京：冶金工业出版社，）董金波工业企业厂址选择与总体规划北京：冶金工业出版社，1993 冶金

2、厂设计基础冶金厂设计基础1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述2.冶金厂房建筑设计简介冶金厂房建筑设计简介3.冶金厂设计技术经济分析冶金厂设计技术经济分析4.工艺计算工艺计算5.冶金工厂设计冶金工厂设计6.主体设备设计主体设备设计7.附属设备的选择与设计附属设备的选择与设计1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述n设计：一般是针对某一客体的技术的和技术经济设计：一般是针对某一客体的技术的和技术经济的综合文件。的综合文件。n设计包括图纸、计算书、工艺流程、说明书等，设计包括图纸、计算书、工艺流程、说明书等，包括解决技术的、劳动组织的、社会的和经济的包括解决技术的、劳动组织的、社会的和经济的问题的方案，包括必须

3、的设备和生产方案。问题的方案，包括必须的设备和生产方案。n设计应该保证新建过程在工艺、装备和结构等方设计应该保证新建过程在工艺、装备和结构等方面具有更高的技术水平、机械化水平和自动化水面具有更高的技术水平、机械化水平和自动化水平，更高的劳动生产率，更安全和舒适的劳动条平，更高的劳动生产率，更安全和舒适的劳动条件，更好的环保措施。件，更好的环保措施。n设计分机械设备设计和工程设计，我们课程介绍设计分机械设备设计和工程设计，我们课程介绍的属于工程设计。的属于工程设计。1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则1.2 基本建设设计程序基本建设设计程序1.3 钢铁厂的组

4、成钢铁厂的组成1.4厂址选择厂址选择1.5总图运输总图运输1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则（1）客观性：）客观性：设设计计所所选选用用的的技技术术方方案案和和指指标标都都要要有有客客观观的的数数据据为为依依据据，做做出出的的设设计计应应该该经经得得起起客客观观的的评评审审，能能够够成成功功地地付诸实施付诸实施（2）经济性：）经济性：在在厂厂址址、产产品品、工工艺艺流流程程、设设备备选选择择上上选选择择最最经经济济的的方方案案。选选择择能能够够保保证证单单位位产产品品投投资资最最低低、产产品品成成本本最低及经济效益最好的方案。最低及经济效益最好的方案。（3）先进性：）先进性：设设计计应

5、应反反映映出出最最近近在在该该领领域域的的成成就就和和发发展展趋趋势势，要要求求在在建建设设完完成成和和投投产产后后，建建设设项项目目与与现现在在的的先先进进工工厂厂相相当或更先进。当或更先进。1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则（4）综合性：）综合性：设设计计的的各各种种设设备备应应该该综综合合匹匹配配，使使用用寿寿命命应应该该一一致致，或或是是整整倍倍数数。设设计计的的各各部部分分应应该该配配套套成成龙龙，局局部部方方案案与与总总体体方方案案一一致致，各各专专业业的的设设计计应应该该服服从从主主题题工工艺艺方方案。案。（5）安全环保：）安全环保：设设计计应应该该保保证证各各领领域域和

6、和各各岗岗位位都都能能够够安安全全生生产产，防防止止有害物污染环境，达到环保的各项要求。有害物污染环境，达到环保的各项要求。（6）定型化：）定型化：尽尽可可能能采采用用各各种种定定型型设设计计，包包括括定定型型的的设设备备、部部件件、建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。（减少设计工作，建设周期，降低成本和提高劳动生产率）（减少设计工作，建设周期，降低成本和提高劳动生产率）1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则（7）发展性：）发展性：要要考考虑虑到到将将来来发发展展的的可可能能性性，生生产产强强化化及及增增产产的的可可能能性性，适适当当保保留留

7、车车间间发发展展所所需需的的土土地地、交通线和服务设施。交通线和服务设施。（8）美学）美学设设计计中中应应该该注注意意遵遵循循工工业业美美学学（技技术术美美学学）的的原原则则，在在设设备备布布置置、工工厂厂布布局局方方面面做做到到排排列列美美观观、色色彩彩鲜鲜明明、安安全全宜宜人人。使使工工厂厂和和工工作作环环境境有有良良好好的的布布局局和和较较佳佳的的心心理理、生生理理学学劳动条件。劳动条件。1.1冶金工厂设计的原则冶金工厂设计的原则n平均先进性：平均先进性：在在技技术术经经济济指指标标的的选选择择、先先进进设设备备的的采采用用上上必必须须遵遵循循平平均均先先进进的的原原则则，应应该该保保证

8、证设设计计的的工工厂厂在在建建成成投投产产一一年年内内达达到到设设计计的的技技术术经经济济指指标标。采采用用的的新新工工艺艺、新新技技术术及及新新设设备备应应该该是是经经过过实实践践考考验验的的、能够长期稳定工作的。能够长期稳定工作的。n对对于于钢钢铁铁冶冶金金企企业业，由由于于规规模模大大，工工程程寿命长，通常都采用平均先进性原则。寿命长，通常都采用平均先进性原则。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序 冶金厂设计属于基本建设，国家对于基本建设都有冶金厂设计属于基本建设，国家对于基本建设都有法律规定，冶金工厂的设计必须符合基本建设的程序。法律规定，冶金工厂的设计必须符合基本建设的程序。通常基

9、本建设项目包括以下通常基本建设项目包括以下三阶段八步骤三阶段八步骤：n设计阶段设计阶段n建设项目建议书建设项目建议书n项目可行性研究项目可行性研究和和设计任务书设计任务书n编制初步设计编制初步设计n施工图设计施工图设计n施工阶段施工阶段n项目施工及设备安装项目施工及设备安装n设备试运转及试生产设备试运转及试生产1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n投产验收阶段投产验收阶段n建设项目投产及项目验收建设项目投产及项目验收n建设项目竣工图及总结报告建设项目竣工图及总结报告n建设项目建议书建设项目建议书 项目建议书是建设单位向国家提出申请建设某一具体项目的建议文件项目建议书是建设单位向国家提出申请建

10、设某一具体项目的建议文件n主要内容：主要内容：n建设项目名称及主要内容建设项目名称及主要内容n建设的理由和依据建设的理由和依据n建设单位的基本情况建设单位的基本情况n产品方案、建设规模、建设地点的初步设想产品方案、建设规模、建设地点的初步设想n资源情况、建设条件及外部协作条件资源情况、建设条件及外部协作条件n投资估算、资金筹措设想投资估算、资金筹措设想n进度安排进度安排n项目的经济效益和社会效益分析项目的经济效益和社会效益分析1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n项目可行性研究项目可行性研究对拟建项目进行技术、经济、环境等方面是否可行进行研究、分对拟建项目进行技术、经济、环境等方面是否可行进

11、行研究、分析、论证和评价，得到审批后，作为编制设计任务书的依据析、论证和评价，得到审批后，作为编制设计任务书的依据.主要内容：主要内容：n总论总论n市场预测和拟建规模市场预测和拟建规模n资源、原材料、燃料及公用设施状况资源、原材料、燃料及公用设施状况n建厂条件及厂址方案的比较建厂条件及厂址方案的比较n设计方案设计方案n生产方法和技术来源生产方法和技术来源n工艺流程的选择工艺流程的选择n主要设备的比较主要设备的比较n工厂布置方案工厂布置方案n公用辅助设施公用辅助设施n厂内外的交通运输方式厂内外的交通运输方式n环境保护和三废治理环境保护和三废治理1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n劳动安全和工

12、业卫生劳动安全和工业卫生n节能措施与综合利用方案节能措施与综合利用方案n企业组织、劳动定员及人员培训计划企业组织、劳动定员及人员培训计划n实施进度安排实施进度安排n投资概算和资金筹措投资概算和资金筹措n主要技术经济指标、经济效益和社会效益分析主要技术经济指标、经济效益和社会效益分析n附图：厂总平面图、工艺流程图和主体车间配置图附图：厂总平面图、工艺流程图和主体车间配置图1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n设计任务书设计任务书 设计任务书的编制是在可行性研究的基础上进行的，由设计单位的设计任务书的编制是在可行性研究的基础上进行的，由设计单位的主管部门组织编制，设计单位参加。主管部门组织编制，

13、设计单位参加。主要内容：主要内容：n生产规模、服务年限、产品方案、产品质量要求和主要的技术经生产规模、服务年限、产品方案、产品质量要求和主要的技术经济指标济指标n建厂地区或具体厂址建厂地区或具体厂址n矿产资源。主要的原材料、燃料、水、电等的供应和交通运输条矿产资源。主要的原材料、燃料、水、电等的供应和交通运输条件件n生产流程，车间组成，主要工艺设备和装备水平生产流程，车间组成，主要工艺设备和装备水平n三废治理，劳动安全和工业卫生要求三废治理，劳动安全和工业卫生要求n建设期限和建设程序建设期限和建设程序n投资限额投资限额n要求达到的经济效果要求达到的经济效果1.2基本建设设计程序基本建设设计程序

14、n编制初步设计编制初步设计 初步设计是设计承担单位根据设计任务书的内容和要求，在掌握了充分而可初步设计是设计承担单位根据设计任务书的内容和要求，在掌握了充分而可靠的主要资料基础上进行具体的工作步骤。靠的主要资料基础上进行具体的工作步骤。n主要内容主要内容n设计的指导思想；设计的指导思想；n建设规模，项目构成，产品方案；建设规模，项目构成，产品方案；n总体布置和总图运输；总体布置和总图运输；n工艺流程，主要设备；工艺流程，主要设备；n建筑结构和公用和辅助设施；建筑结构和公用和辅助设施；n占地面积和土地利用情况；占地面积和土地利用情况；n生产组织和劳动定员；生产组织和劳动定员；n主要建筑材料用量；

15、主要建筑材料用量；n工程投资概算；工程投资概算；n环保和市政要求等。环保和市政要求等。n完成方法完成方法n初步设计由各专业共同完成，各自编制专业设计说明书及绘制相关图纸。由初步设计由各专业共同完成，各自编制专业设计说明书及绘制相关图纸。由冶金工艺专业冶金工艺专业为主体，相关专业（设备、土建、动力、给排水及采暖通风、为主体，相关专业（设备、土建、动力、给排水及采暖通风、机修、总图运输、技术经济）为辅助进行。机修、总图运输、技术经济）为辅助进行。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n冶金专业初步设计的内容冶金专业初步设计的内容n绪论绪论n设计依据、规模和年限；设计依据、规模和年限；n原燃料来源、

16、数量、质量、特性及供应条件；原燃料来源、数量、质量、特性及供应条件；n产品品种及数量；产品品种及数量；n厂址及特点；厂址及特点；n运输、供水、供电及三废治理条件；运输、供水、供电及三废治理条件；n采用的工艺流程和自动化水平；建设顺序和扩建意见；采用的工艺流程和自动化水平；建设顺序和扩建意见；n主要的经济技术指标。主要的经济技术指标。n工艺流程和指标工艺流程和指标n从原燃料条件及当前的技术经济水平，说明采用工艺和指标的合理性、从原燃料条件及当前的技术经济水平，说明采用工艺和指标的合理性、可靠性及预期效果；可靠性及预期效果；n说明采用的新技术、新设备、新材料的可靠性、合理性及预期效果；说明采用的新

17、技术、新设备、新材料的可靠性、合理性及预期效果；n说明工艺流程和车间组成；介绍工作制度及各项技术操作条件；说明三说明工艺流程和车间组成；介绍工作制度及各项技术操作条件；说明三废治理及环境保护措施。废治理及环境保护措施。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n冶金工艺计算冶金工艺计算n配料计算配料计算:n计算工艺过程各种原燃料的需要量；计算工艺过程各种原燃料的需要量；n计算各种辅助材料的用量；计算各种辅助材料的用量；n计算产品的成分；计算产品的成分；n计算副产品的产出量。计算副产品的产出量。n物料平衡计算物料平衡计算n通过计算加入和离开流程的物质量的平衡，检验计算的准确性。通过计算加入和离开流程

18、的物质量的平衡，检验计算的准确性。n热平衡计算热平衡计算n通过技术过程的热平衡，考察工艺过程的能量利用和热效率，考通过技术过程的热平衡，考察工艺过程的能量利用和热效率，考察工艺过程能量是否合适。察工艺过程能量是否合适。n主体设备的设计和计算主体设备的设计和计算n主体设备的主要结构尺寸、材料及数量；主体设备的主要结构尺寸、材料及数量；n主体设备的主要参数的选定和计算；主体设备的主要参数的选定和计算；n主要设备的型号、规格的确定。主要设备的型号、规格的确定。n车间设备配置车间设备配置n在厂区合理配置各设备的位置；在厂区合理配置各设备的位置；n合理配置物料的运输合理配置物料的运输1.2基本建设设计程

19、序基本建设设计程序n技术检查、自动化检测与控制及主要的辅助设施技术检查、自动化检测与控制及主要的辅助设施n设计中存在的主要问题和解决问题的建议及其他需要特别说明的问设计中存在的主要问题和解决问题的建议及其他需要特别说明的问题题n附表：附表：n主要设备明细表主要设备明细表n主要基建材料表主要基建材料表n主要技术经济指标表主要技术经济指标表n主要原燃料及动力消耗表主要原燃料及动力消耗表n劳动定员表劳动定员表n基本概算表基本概算表n附图附图n工艺流程图；工艺流程图；n设备连接图；设备连接图；n主要车间配置图；主要车间配置图；n必要的非定型主体设备总图等。必要的非定型主体设备总图等。1.2基本建设设计

20、程序基本建设设计程序n冶金工艺专业除完成本专业的初步设计外，必须为相冶金工艺专业除完成本专业的初步设计外，必须为相关专业提供有关资料。包括：关专业提供有关资料。包括：n对土建专业：对土建专业：n各层的主要载荷；各层的主要载荷；n防腐、防温、防水、防震、防爆、防火的要求；防腐、防温、防水、防震、防爆、防火的要求；n对厂房结构形式、地面楼板的要求；对厂房结构形式、地面楼板的要求；n各种仓库的容积，对仓库材质的要求；各种仓库的容积，对仓库材质的要求；n主要设备的重量，起重设备的重量，起重运输设备的能力。主要设备的重量，起重设备的重量，起重运输设备的能力。n动力、仪表和自动化专业：动力、仪表和自动化专

21、业：n用电设备容量，工作制度，电动机数量、规格；用电设备容量，工作制度，电动机数量、规格；n仪器设备的防火、防爆、防腐蚀、防高温等的要求；仪器设备的防火、防爆、防腐蚀、防高温等的要求；n要求检测的信号类型、范围、精度及记录形式；要求检测的信号类型、范围、精度及记录形式；n蒸汽、压缩空气的用量和压力；蒸汽、压缩空气的用量和压力；n需要控制的参数及要求；需要控制的参数及要求；n通讯方式及电话安置地点、数量。通讯方式及电话安置地点、数量。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n水道专业：水道专业：n正常用水量和最大用水量；正常用水量和最大用水量；n对水温、水压、水质的要求；对水温、水压、水质的要求；

22、n排水量、排水方式、排水温度；排水量、排水方式、排水温度；n污水排放量及主要成分。污水排放量及主要成分。n采暖通风专业：采暖通风专业：n产生烟尘、蒸汽、及其它有害物质的程度、地点；产生烟尘、蒸汽、及其它有害物质的程度、地点；n散热设备的散热量、表面温度、表面积；散热设备的散热量、表面温度、表面积；n厂房的结构型式及车间结露、湿度等情况；厂房的结构型式及车间结露、湿度等情况；n要求采暖和通风的地点、程度。要求采暖和通风的地点、程度。n机修专业：机修专业：n金属结构的重量；金属结构的重量；n机电设备的种类、规格、台数和重量；机电设备的种类、规格、台数和重量；n需要经常或定期检修的设备的数量、重量；

23、需要经常或定期检修的设备的数量、重量；n各种铸钢件、铸铁件、铆焊件、耐火材料和防腐材料的年耗量或消耗定各种铸钢件、铸铁件、铆焊件、耐火材料和防腐材料的年耗量或消耗定额。额。1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n总图运输专业：总图运输专业：n各车间的平面布置；各车间的平面布置；n主要原燃料、主要产品和副产品的运输周期、年运输量、运输方式、运主要原燃料、主要产品和副产品的运输周期、年运输量、运输方式、运输路线、装卸方式及物料堆放场的大小。输路线、装卸方式及物料堆放场的大小。n技术经济专业：技术经济专业：n年度生产物料平衡表；年度生产物料平衡表；n主要技术经济指标；主要技术经济指标；n主要原燃料、

24、水、电的消耗定额；主要原燃料、水、电的消耗定额；n车间的工作制度及劳动定员；车间的工作制度及劳动定员；n工艺流程图工艺流程图1.2基本建设设计程序基本建设设计程序n施工图设计施工图设计n以车间为单位绘制，满足施工要求的图纸、说明书。以车间为单位绘制，满足施工要求的图纸、说明书。n工艺专业绘制的施工图：工艺专业绘制的施工图：n设备安装图；设备安装图；n机组安装图：机组安装图：n单体设备安装图：包括安装总图和零件图。单体设备安装图：包括安装总图和零件图。n管道安装图管道安装图n施工配置图施工配置图n现场施工和试车投产现场施工和试车投产1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成n钢铁联合企业钢铁联合企业n:组

25、成组成n矿石准备车间（选矿厂、烧结厂、氧化球团厂）；矿石准备车间（选矿厂、烧结厂、氧化球团厂）；n焦化车间（焦化车间（焦化厂焦化厂或化工厂）；或化工厂）；n炼铁车间（厂）；炼铁车间（厂）；n炼钢和连铸车间炼钢和连铸车间（厂）；（厂）；n轧钢车间轧钢车间（厂）；（厂）；n辅助修理车间（大修厂）；辅助修理车间（大修厂）；n动力厂（包括自备电站、鼓风机室、煤气站、氧气站和水站等）；动力厂（包括自备电站、鼓风机室、煤气站、氧气站和水站等）；n运输部等。运输部等。n优点优点n运输费用低：各车间产品和成品内部供应运输费用低：各车间产品和成品内部供应n可以热装热送，降低能耗，提高生产效率可以热装热送，降低能

26、耗，提高生产效率n充分利用厂内的副产物：煤气、蒸汽、余热等充分利用厂内的副产物：煤气、蒸汽、余热等n拥有辅助工厂（电厂、水站拥有辅助工厂（电厂、水站)等保证生产稳定进行，不受外界干扰。等保证生产稳定进行，不受外界干扰。1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成n钢铁加工厂钢铁加工厂n组成组成n炼钢车间（厂）；炼钢车间（厂）；n轧钢车间（厂）。轧钢车间（厂）。n优点优点n流程断短；流程断短；n成本低，效率高。成本低，效率高。1.3 钢铁厂的组成钢铁厂的组成n相关企业的要求及规模相关企业的要求及规模 为了保证钢铁联合企业能够正常稳定地生产，相关车间必须配为了保证钢铁联合企业能够正常稳定地生产，相关车间必须配

27、合。通常合。通常生产一吨生铁需要生产一吨生铁需要：n1.52.0吨成品铁矿石，吨成品铁矿石，n400700kg焦炭。焦炭。n一吨生铁可以冶炼一吨生铁可以冶炼1.11.2吨钢。吨钢。n建设一座年产建设一座年产360360万吨钢的联合企业，必须建设万吨钢的联合企业，必须建设：n年产年产450万吨的烧结厂及球团厂；万吨的烧结厂及球团厂；n年产年产250万吨冶金焦的炼焦厂与之配合；万吨冶金焦的炼焦厂与之配合；n一座年产一座年产300万吨的炼铁厂；万吨的炼铁厂；n一座年产一座年产350万吨的炼钢厂万吨的炼钢厂n一座年产一座年产280万吨的轧钢厂。万吨的轧钢厂。1.4厂址选择厂址选择确定厂址应该根据以下要

28、求确定厂址应该根据以下要求(p26)（1）由由于于钢钢铁铁厂厂原原燃燃料料、成成品品运运输输及及水水电电消消耗耗量量很很大大，厂厂址址应应该该靠靠近近铁铁路路接接轨轨站站，应应该该保保证证接接轨轨的的方方便便和和避避免免复复杂杂的的线线路路建建筑筑工工程程。靠靠近近原原燃燃料料基基地地和和产产品品销销售售地地，有有足够的水源、电源的供应。足够的水源、电源的供应。（2）厂厂址址应应该该位位于于城城市市和和居居民民区区主主导导风风向向的的下下风风向向。一一般般应应该该有有1000m以以上上的的距距离离，窝窝风风的的盆盆地地不不宜宜选选为为厂厂址址。厂址的设置不应该与其它企业相互干扰。厂址的设置不应

29、该与其它企业相互干扰。（3）厂址面积及形状能够满足建设及进一步发展的需要。）厂址面积及形状能够满足建设及进一步发展的需要。1.4厂址选择厂址选择（4）厂厂址址地地势势最最好好平平坦坦，地地表表由由中中心心向向四四周周倾倾斜斜，排水坡度在排水坡度在0.52.0%（5）厂厂址址应应靠靠近近城城市市和和已已有有的的工工厂厂，方方便便解解决决生生活福利设施和公用设施，有利于职工生活。活福利设施和公用设施，有利于职工生活。（6）厂厂址址地地耐耐力力应应该该在在1.52.0kg/cm2以以上上，地地下下水水位位尽尽可可能能低低于于地地下下建建筑筑物物和和构构筑筑物物基基础础的的深度，无侵蚀性。深度，无侵蚀

30、性。（7）厂厂址址最最低低处处要要高高于于河河流流或或海海水水上上涨涨的的最最高高水水位位0.5m，保证厂址不被洪水及大雨淹没。，保证厂址不被洪水及大雨淹没。1.4厂址选择厂址选择（8）厂厂址址不不应应位位于于矿矿床床或或已已开开采采的的矿矿坑坑、溶溶洞洞及及土土崩崩的的地地层层上上，不不应应布布置置在在各各种种有有机机废废物物、化化学学废物、舍弃物附近。废物、舍弃物附近。（9）厂址附近应有可以）厂址附近应有可以弃渣弃渣的低洼地带。的低洼地带。（10）工工厂厂的的排排水水（污污水水）应应该该尽尽量量排排到到城城市市的的下下游或取水点的下游。游或取水点的下游。（11）布布置置厂厂址址时时应应该该

31、充充分分利利用用地地形形，不不占占或或少少占占良田。良田。1.4厂址选择厂址选择钢铁厂选厂址的主要指标钢铁厂选厂址的主要指标规模规模面积面积耗电耗电耗水耗水,104t/d蒸汽量蒸汽量厂外货物厂外货物周转量周转量职工人数职工人数104t/a公顷公顷104kw直流量直流量循环量循环量104t/a104t/a3001506030108006002501301218101.611.320.4121610419.211.34.834.517.33.842.301.50400200136.512.962.22000120045022012030000160001300065001245厂址的技术经济指标分

32、析见厂址的技术经济指标分析见p311.5总图运输总图运输n钢铁厂总图运输（或称钢铁厂总图运输（或称总平面设计总平面设计）p36n根据主要生产车间（炼铁、炼钢、轧钢）和其他（烧根据主要生产车间（炼铁、炼钢、轧钢）和其他（烧结、焦化、耐火、机修）车间的规模大小，生产过程结、焦化、耐火、机修）车间的规模大小，生产过程的组织和特点，在已选定的厂址上，合理地布置厂区的组织和特点，在已选定的厂址上，合理地布置厂区所有的建筑物、构筑物、堆场、运输和动力设施等，所有的建筑物、构筑物、堆场、运输和动力设施等，全面解决他们的协调问题，经济合理地调度人流、物全面解决他们的协调问题，经济合理地调度人流、物流，创造完善

33、的卫生、防火条件，绿化厂区，组织完流，创造完善的卫生、防火条件，绿化厂区，组织完整的建筑群体。整的建筑群体。n钢铁厂内部货运量大，种类多，总图运输重点是运输钢铁厂内部货运量大，种类多，总图运输重点是运输方式和布置。主要影响：方式和布置。主要影响：n车间距离和建筑密度；车间距离和建筑密度；n厂内管线长度铁路、公路长度；厂内管线长度铁路、公路长度；n产品成本和企业经营管理。产品成本和企业经营管理。1.5总图运输总图运输n总图布置方案总图布置方案 钢铁厂内通常分为焦化区、烧结区、炼铁区、炼钢区、轧钢区、钢铁厂内通常分为焦化区、烧结区、炼铁区、炼钢区、轧钢区、机修区、动力区、运输区和厂前区。机修区、动

34、力区、运输区和厂前区。设计时主要根据工艺流程、主要车间排列、物料走向确定各车间设计时主要根据工艺流程、主要车间排列、物料走向确定各车间的布置。的布置。n串联布置串联布置n烧结车间、炼铁车间、炼钢车间、轧钢车间顺序布置成烧结车间、炼铁车间、炼钢车间、轧钢车间顺序布置成串联式串联式。n以炼铁车间为核心，将焦化、烧结等车间布置在它周围，用皮带运以炼铁车间为核心，将焦化、烧结等车间布置在它周围，用皮带运输机向高炉供料，称作输机向高炉供料，称作炼铁系统炼铁系统。n炼铁系统由于外部原燃料运输量大，多安排在铁路专用线或码头附炼铁系统由于外部原燃料运输量大，多安排在铁路专用线或码头附近。近。n炼钢车间布置在炼

35、铁车间和轧钢车间之间，若有多个炼钢厂，这些炼钢车间布置在炼铁车间和轧钢车间之间，若有多个炼钢厂，这些炼钢厂之间炼钢厂之间并联并联。n串联布置适合于狭长地形的厂区和有两个铁路接轨站和编组站的大串联布置适合于狭长地形的厂区和有两个铁路接轨站和编组站的大型钢铁联合企业。型钢铁联合企业。1.5总图运输总图运输烧结区烧结区炼铁区炼铁区炼钢区炼钢区1轧钢区轧钢区炼钢区炼钢区2炼钢区炼钢区3烧结烧结焦化焦化串联布置示意图串联布置示意图1.5总图运输总图运输n缺点缺点：n只有一个编组站时，成品需要往复运只有一个编组站时，成品需要往复运输。输。n发电站兼顾鼓风机站时，必须设置在发电站兼顾鼓风机站时，必须设置在炼

36、铁厂附近，距离主要用电户轧钢厂远。炼铁厂附近，距离主要用电户轧钢厂远。n容易造成管线过长，增加投资。容易造成管线过长，增加投资。1.5总图运输总图运输n人字形并联布置人字形并联布置n炼铁车间与炼钢车间成一定角度（炼铁车间与炼钢车间成一定角度（4560）布置；）布置；n炼钢车间与轧钢车间成平行布置。炼钢车间与轧钢车间成平行布置。炼钢车间炼钢车间1轧钢车间轧钢车间炼铁车间炼铁车间炼钢车间炼钢车间2人字形并联布置示意图人字形并联布置示意图1.5总图运输总图运输n优点：优点：n生产车间紧凑，原料和成品运输距离短；生产车间紧凑，原料和成品运输距离短；n动力设施可以布置在主要用户中央。动力设施可以布置在主

37、要用户中央。n缺点：缺点：n钢锭（钢坯）到轧钢车间距离长钢锭（钢坯）到轧钢车间距离长n工厂扩建难，一般适用于中小型钢铁企工厂扩建难，一般适用于中小型钢铁企业。业。n其它布置方式其它布置方式：并联布置、人字形串联布置：并联布置、人字形串联布置。1.5总图运输总图运输n立体竖向布置立体竖向布置除平面布置外钢铁厂还应该考虑竖方向（垂除平面布置外钢铁厂还应该考虑竖方向（垂直方向）直方向） 的布置的布置可以利用地形地貌，节省投资。可以利用地形地貌，节省投资。n平坡式布置：适宜平原地区；平坡式布置：适宜平原地区；n斜坡式布置：适宜于地面较平坦的地区。斜坡式布置：适宜于地面较平坦的地区。n阶梯式布置：厂区划

38、分成几个台阶，各台阶梯式布置：厂区划分成几个台阶，各台阶有自己的标高。适宜于起伏较大的丘陵地阶有自己的标高。适宜于起伏较大的丘陵地带。带。1.5总图运输总图运输n钢铁厂运输方式钢铁厂运输方式通常生产通常生产1吨钢，厂内外运输量为吨钢，厂内外运输量为20吨。组织全厂运输非常重要。吨。组织全厂运输非常重要。n运输分为厂内、厂外运输：运输分为厂内、厂外运输：n厂内运输：厂内运输：n厂内各车间之间；厂内各车间之间；n仓库和各车间之间；仓库和各车间之间；n车间内部。车间内部。n厂外运输：厂外运输：n由公用交通线（铁路、公路、水路）和其它工厂向厂内由公用交通线（铁路、公路、水路）和其它工厂向厂内运输原燃料

39、、辅助材料、耐火材料等；运输原燃料、辅助材料、耐火材料等；n由公用交通线运出成品、半成品、废弃物等。由公用交通线运出成品、半成品、废弃物等。1.5总图运输总图运输n运输方式运输方式n有轨运输有轨运输n标准轨（标准轨（1435mm）运输运输最主要（过去占最主要（过去占90%以上）的运输方式，以上）的运输方式，特点特点是运输量是运输量大，速度快，不受气候条件影响，连续性强，适于运输大，速度快，不受气候条件影响，连续性强，适于运输大量、高温及沉重的货物。大量、高温及沉重的货物。 n窄轨运输：轨距窄轨运输：轨距900、700、500mm。标准轨运输应该考虑留有一定的净空高度标准轨运输应该考虑留有一定的

40、净空高度4800mm。相邻的相邻的铁路间距不少于铁路间距不少于4500mm，之间有支柱时，间距为之间有支柱时，间距为4600mm加支柱尺寸。加支柱尺寸。n无轨运输：无轨运输：n包括汽车、拖车、自动装卸车、起重运输车及人、畜力车等。包括汽车、拖车、自动装卸车、起重运输车及人、畜力车等。 n水路运输：水路运输：n特点是运输量大、运费低、设备少，维修简单。特点是运输量大、运费低、设备少，维修简单。 n特种运输特种运输n包括传送带运输、管道及水力运输、索道及绳索牵引运输等。包括传送带运输、管道及水力运输、索道及绳索牵引运输等。 1.5总图运输总图运输n厂内运输组织厂内运输组织根据运输特点，厂内铁路运输

41、划分成几个运输区。通根据运输特点，厂内铁路运输划分成几个运输区。通常将关系密切的分成一个运输区。常将关系密切的分成一个运输区。n第一运输区：原燃料运输和装卸工作量大第一运输区：原燃料运输和装卸工作量大n炼铁厂炼铁厂n焦化厂焦化厂n发电厂发电厂n第二运输区：炼钢系统，包括渣铁运输，钢锭、钢第二运输区：炼钢系统，包括渣铁运输，钢锭、钢坯运输。特点是特种车辆的坯运输。特点是特种车辆的循环运输循环运输，运输的专业，运输的专业化。化。n第三运输区：机修仓库等。第三运输区：机修仓库等。n轧钢运输区：有时包括在第一或第二运输区。轧钢运输区：有时包括在第一或第二运输区。1.冶金厂设计概述冶金厂设计概述n思考题

42、：思考题：n钢铁厂设计应遵循的原则？钢铁厂设计应遵循的原则？n钢铁厂为什么要求建在居民区主导风向的下风向钢铁厂为什么要求建在居民区主导风向的下风向?n钢铁厂厂内运输有几种钢铁厂厂内运输有几种?形式特点是什么？形式特点是什么？n估算年产估算年产100万吨生铁的炼铁厂的日运输量，平均每天需要多少节万吨生铁的炼铁厂的日运输量，平均每天需要多少节50吨的火车皮？吨的火车皮？2.冶金厂房建筑设计简介冶金厂房建筑设计简介n 钢铁厂设计中，土木建筑和钢结构的设计占很大比钢铁厂设计中，土木建筑和钢结构的设计占很大比重。冶金工艺专业应该了解土建设计的基本知识和规重。冶金工艺专业应该了解土建设计的基本知识和规则。

43、原因：则。原因：n小型钢铁厂往往直接由冶金工艺职业设计者设计；小型钢铁厂往往直接由冶金工艺职业设计者设计；n大型钢铁厂冶金工艺专业必须为土建专业提供基础资料。大型钢铁厂冶金工艺专业必须为土建专业提供基础资料。2.1基础基础2.2柱网的选择柱网的选择2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式2.1基础基础n地基与基础的概念地基与基础的概念n地基：基础下面承受压力的地基：基础下面承受压力的土层土层n基础：房屋埋在地下的承重基础：房屋埋在地下的承重结构结构n地基：地基：n地耐力：地耐力：n地基承受基础传下来的载荷的能力，叫做地基的允许承载力。地基承受基础传下来的载荷的能力，叫做地基的允许承载力。例如

44、：高炉基础要求的地基允许承载力为例如：高炉基础要求的地基允许承载力为2.0kg/cm2 。n地基种类地基种类n岩石类：地耐力大；岩石类：地耐力大；n碎石类：地耐力较大；碎石类：地耐力较大；n砂类：地耐力中等砂类：地耐力中等n粘性土等：地耐力低粘性土等：地耐力低n地基加固地基加固n挖去软土，换成砂、低标号的块石混凝土；挖去软土，换成砂、低标号的块石混凝土；n打桩：钢筋混凝土桩、混凝土桩、钢桩打桩：钢筋混凝土桩、混凝土桩、钢桩土壤允许承载力土壤允许承载力 粘土类土壤：粘土类土壤：粘土粘土亚粘土亚粘土砂土和砾石类土壤：砂土和砾石类土壤：干砂土干砂土湿砂土湿砂土饱和了水分的泥土饱和了水分的泥土小块的干

45、砂子小块的干砂子小块的湿砂子小块的湿砂子饱和了水分的小块砂子饱和了水分的小块砂子中块砂子中块砂子大块砂子大块砂子砾石和卵石砾石和卵石2.562.54紧密紧密2.52.01.53.02.52.53.54.56.01.02.51.02.5中等紧密度中等紧密度2.01.51.02.01.51.52.53.55.0土壤种类土壤种类许可压力许可压力kg/cm2固体状态固体状态塑体状态塑体状态2.1基础基础n基础基础n基底：基础的底面，是基础与地基接触部分。基底：基础的底面，是基础与地基接触部分。n基础埋置深度：室外地面到基底的深度。基础埋置深度：室外地面到基底的深度。n冻结深度：冬天土壤冻结的厚度是多年

46、最大冻结深度的平均冻结深度：冬天土壤冻结的厚度是多年最大冻结深度的平均值，例如：北京为值，例如：北京为0.8m，哈尔滨哈尔滨2.0m，上海上海0.06m。n冰冻线：冻结层的下边缘，通常基础底面和附属建筑物的埋冰冻线：冻结层的下边缘，通常基础底面和附属建筑物的埋置深度应在冰冻线以下置深度应在冰冻线以下0.0.10.25m.25m。我国北方冰冻线深度：哈我国北方冰冻线深度：哈尔滨尔滨2.2米，沈阳米，沈阳1.2米，鞍山本溪米，鞍山本溪1.1米，包头米，包头1.03米，太米，太原小于原小于1.0米，南方可以不考虑。米，南方可以不考虑。 n地下水位：地下水的上表面。基础通常应该设在地下水位之地下水位：

47、地下水的上表面。基础通常应该设在地下水位之上，否则必须进行处理。上，否则必须进行处理。n基础的底宽及底面积：底面积由荷载和地基的承载能力确定，基础的底宽及底面积：底面积由荷载和地基的承载能力确定，有有PR。P基础底面传给地基的平均压力，基础底面传给地基的平均压力，t/m2；R地基允许的承载能力，地基允许的承载能力，t/m2 。2.1基础基础n基础的类型和材料基础的类型和材料n承重墙下的基础承重墙下的基础n以砖石砌筑的承重墙多用条形基础以砖石砌筑的承重墙多用条形基础n材料可以用墙身同种材料或石砌筑；材料可以用墙身同种材料或石砌筑；n地下水位高时采用混凝土或毛石混凝土；地下水位高时采用混凝土或毛石

48、混凝土；n地质较软同时荷载大时，采用钢筋混凝土基础。地质较软同时荷载大时，采用钢筋混凝土基础。n骨架结构的基础骨架结构的基础n骨架结构承重通常是柱，一般做成单独的基础，材料常常有骨架结构承重通常是柱，一般做成单独的基础，材料常常有钢筋混凝土。钢筋混凝土。n几种常见几种常见骨架结构的骨架结构的基础形式基础形式2.1基础基础n柱下独立基础柱下独立基础2.1基础基础n联合基础联合基础2.1基础基础n柱下交叉条形基础柱下交叉条形基础2.1基础基础n片筏基础片筏基础2.1基础基础n箱形基础箱形基础2.1基础基础n桩基础桩基础2.1基础基础n基础的埋置深度基础的埋置深度n从经济方面考虑，应该尽可能浅埋，但

49、应该埋在具有从经济方面考虑，应该尽可能浅埋，但应该埋在具有合适承载力的地基处。通常地表有一层松软的腐殖土，合适承载力的地基处。通常地表有一层松软的腐殖土，不能够做地基，所以通常埋置深度不得小于不能够做地基，所以通常埋置深度不得小于0.5m。n埋置深度应该使建筑物基础底面落于承载力高的层处；埋置深度应该使建筑物基础底面落于承载力高的层处；n埋置深度应该使基础底面位于冰冻线以下。埋置深度应该使基础底面位于冰冻线以下。2.2柱网的选择柱网的选择n模数制概念模数制概念n对建筑物及其构配件的设计、制作、安装所规定的标准尺度体系，对建筑物及其构配件的设计、制作、安装所规定的标准尺度体系，称建筑模数制。称建

50、筑模数制。n基本模数：基本模数：100mm，记做记做Mo。n扩大模数：扩大模数：3Mo、6Mo、15Mo、30Mo、60Mo。n通常民用建筑的开间、进深尺寸采用通常民用建筑的开间、进深尺寸采用3Mo的数列，即的数列，即3Mo的整倍的整倍数。数。n定位轴线的布置与画法定位轴线的布置与画法n定位轴线：确定房屋主要结构或构件的位置和尺寸的线。定位轴线：确定房屋主要结构或构件的位置和尺寸的线。n主要承重结构、构件的位置都应该画上定位轴线，并进行编号。主要承重结构、构件的位置都应该画上定位轴线，并进行编号。n定位轴线为细点划线，线端画一圆圈，圆内注写定位轴线编号，定位轴线为细点划线，线端画一圆圈，圆内注

51、写定位轴线编号，有平面图为准，水平方向编号为阿拉伯数字，由左向右编。垂直有平面图为准，水平方向编号为阿拉伯数字，由左向右编。垂直方向采用大写汉语拼音字母（不允许使用方向采用大写汉语拼音字母（不允许使用I、O、Z字母，防止与字母，防止与1，0，2混淆），由下向上编。编号一般在图下方和左侧。混淆），由下向上编。编号一般在图下方和左侧。2.2柱网的选择柱网的选择2.2柱网的选择柱网的选择n柱网的选择柱网的选择n厂房跨度：应该根据设备大小、布置方式、操作及吊车跨度、厂房跨度：应该根据设备大小、布置方式、操作及吊车跨度、安全等考虑。安全等考虑。n18m：采用采用6m的倍数。的倍数。n常用：常用：9、12

52、、15、18、24、30、36m。n厂房长度及柱距：厂房长度及柱距：n柱距：钢筋混凝土结构厂房柱距：钢筋混凝土结构厂房6m为基本柱距，可以采用为基本柱距，可以采用6、12、18m的混合柱距。砖石结构柱距为的混合柱距。砖石结构柱距为4m。n柱距大有利于有效空间利用，但柱距大有利于有效空间利用，但造价升高造价升高。n地面通道和门的设置地面通道和门的设置n通道：应该设置纵向和横向通道。通道：应该设置纵向和横向通道。n纵向通道：每跨设一条，在中间或一边。纵向通道：每跨设一条，在中间或一边。n横向通道：设一条或多条，横向通道：设一条或多条，6080m至少设一条。至少设一条。n门：通火车的门一般为门：通火

53、车的门一般为42005100mm（拖车宽度（拖车宽度3070mm ，机车高度，机车高度4424mm ）。）。2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式n砖混结构砖混结构n由砖墙和钢筋混凝土屋架构成。由砖墙和钢筋混凝土屋架构成。n吊车梁设置在壁柱上，为节约造价，吊车轨道也可以吊车梁设置在壁柱上，为节约造价，吊车轨道也可以设在砖墙上。设在砖墙上。n砖混结构造价低，但只适用于跨度不大于砖混结构造价低，但只适用于跨度不大于15m，檐檐高在高在8m以下，吊车吨位不超过以下，吊车吨位不超过5t的小型厂房。的小型厂房。n装配式钢筋混凝土结构装配式钢筋混凝土结构n由横向骨架和纵向联系构件组成。由横向骨架和纵向

54、联系构件组成。n横向：骨架由屋架、柱、基础组成，承受天窗、屋顶等传来横向：骨架由屋架、柱、基础组成，承受天窗、屋顶等传来的载荷，承受自重和吊车的载荷。的载荷，承受自重和吊车的载荷。n纵向联系构件：由联系梁、吊车梁、屋面板（或檩）、柱间纵向联系构件：由联系梁、吊车梁、屋面板（或檩）、柱间和屋架间支撑组成。目的是保证横向骨架的稳定性，承受纵和屋架间支撑组成。目的是保证横向骨架的稳定性，承受纵向水平载荷。向水平载荷。2.3单层厂房的结构形式单层厂房的结构形式n柱：截面一般不小于柱：截面一般不小于300300mm。n矩形柱：常用于无吊车厂房。矩形柱：常用于无吊车厂房。n带牛腿的支柱：带牛腿的支柱：n断

55、面：矩形、工字型、双肢柱断面：矩形、工字型、双肢柱n吊车梁吊车梁n标高：标高：n相对标高相对标高：底层室内主要地坪为零点的标高。一般钢铁厂相对标高：底层室内主要地坪为零点的标高。一般钢铁厂相对标高零点为铁路轨道表面为零标高。零点为铁路轨道表面为零标高。n绝对标高绝对标高：我国青岛附近黄海平均海平面为零点的标高。：我国青岛附近黄海平均海平面为零点的标高。n在工程建筑总说明书中说明相对标高和绝对标高的关系。在工程建筑总说明书中说明相对标高和绝对标高的关系。n标高以标高以m为单位，单体建筑工程的施工图中小数点后保留三位，总为单位，单体建筑工程的施工图中小数点后保留三位，总平面图为小数点后两位。标高不

56、满平面图为小数点后两位。标高不满1m时，小数点前应该写时，小数点前应该写0。n零点标注为：零点标注为：0.000n负标高前加负标高前加-，正标高前不用加，正标高前不用加+。2.冶金厂房建筑设计简介冶金厂房建筑设计简介n思考题：思考题：n基本模数和扩大模数模数系列是多少？基本模数和扩大模数模数系列是多少？n定位轴线、编号的标注方法。定位轴线、编号的标注方法。n绝对标高和相对标高，钢铁厂零标高怎样确定？绝对标高和相对标高，钢铁厂零标高怎样确定？n如何考虑基础的埋置深度和面积？如何考虑基础的埋置深度和面积？n跨度、柱距、变形缝、横向骨架、纵向联系构件、平腹杆双跨度、柱距、变形缝、横向骨架、纵向联系构

57、件、平腹杆双肢柱是什么？肢柱是什么？3.冶金厂设计技术经济分析冶金厂设计技术经济分析冶金厂设计的技术经济分析非常重要，但由冶金厂设计的技术经济分析非常重要，但由于市场价格、建设费用、银行贷款利率等变化很于市场价格、建设费用、银行贷款利率等变化很大，进行技术经济分析时必须调查当时的市场行大，进行技术经济分析时必须调查当时的市场行情，银行利率等，这通常是设计院进行技术经济情，银行利率等，这通常是设计院进行技术经济分析的重要内容。分析的重要内容。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算3.2产品成本的计算产品成本的计算3.3技术经济分析技术经济分析3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算基本建设

58、投资包括工程建设的总费用，一般都分解为基本建设投资包括工程建设的总费用，一般都分解为若干部分进行。若干部分进行。n按投资费用的按投资费用的性质性质分解（分解（3大类）大类）n工程费：直接构成固定资产的费用工程费：直接构成固定资产的费用n建筑工程费建筑工程费的计算：按工程量（土方、面积）的单位造价和的计算：按工程量（土方、面积）的单位造价和工程量计算。工程量计算。n设备购置费设备购置费的计算：的计算：n成套设备：采用类似法。应该参考已建成类似项目的造价和物成套设备：采用类似法。应该参考已建成类似项目的造价和物价指数、地区建设投资系数、间接费用系数等。价指数、地区建设投资系数、间接费用系数等。n非

59、成套设备：按当前平均价非成套设备：按当前平均价+运杂费。运杂费。n安装工程费安装工程费的计算：通常按设备价值、重量的一定比例计算，的计算：通常按设备价值、重量的一定比例计算，例如机械设备安装费在例如机械设备安装费在1.54.5%设备价格范围。设备价格范围。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算n其它费用其它费用n土地使用权购买费：土地使用权购买费：土地使用权出让最高年限按下列用途土地使用权出让最高年限按下列用途确定：确定： （1）居住用地七十年；）居住用地七十年； （2）工业用地五十年；）工业用地五十年； （3）教育、科技、文化、卫生、体育用地五十年；）教育、科技、文化、卫生、体育用地五十

60、年； （4）商）商业、旅游、娱乐用地四十年；业、旅游、娱乐用地四十年； （5）综合或者其他用地五十）综合或者其他用地五十年。年。 n工业产权购买费工业产权购买费：专利、商标、非专利技术等无形资产的购：专利、商标、非专利技术等无形资产的购买费等买费等n可行性研究费可行性研究费：项目投资的：项目投资的0.51.0%，小型项目比例高，小型项目比例高，13%。n投资促进活动费投资促进活动费n预备费用（不可预见费）预备费用（不可预见费）n涨价预备费涨价预备费n基本预备费基本预备费n通常费率通常费率515%。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算n按按投资费用的投资费用的工程项工程项分解分解n建筑工程

61、费建筑工程费房建工程、设备基础工程、筑炉工程、一般构筑物工程、厂内铁路公路房建工程、设备基础工程、筑炉工程、一般构筑物工程、厂内铁路公路工程、采暖、通风、照明、给排水工程、管道铺设工程和电力工程等的工程、采暖、通风、照明、给排水工程、管道铺设工程和电力工程等的投资费用。投资费用。n设备及安装费设备及安装费 冶金主体设备、机械电气设备购置和安装费用，自动化控制、检测仪表、冶金主体设备、机械电气设备购置和安装费用，自动化控制、检测仪表、通讯设备等的购置和安装费用，工具器具的购置费用等投资费用。通讯设备等的购置和安装费用，工具器具的购置费用等投资费用。n其它费用：烘炉费、试车费等。其它费用：烘炉费、

62、试车费等。n按基建阶段计算投资费用分解按基建阶段计算投资费用分解n投资估算投资估算规划阶段估算、建议书阶段估算、可行性研究阶段估算等。规划阶段估算、建议书阶段估算、可行性研究阶段估算等。n投资概算：初步设计阶段的概算投资概算：初步设计阶段的概算n施工图预算施工图预算n竣工决算竣工决算3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算n投资估算：投资估算：n规划阶段：极粗略的估算，准确度地，只作为参考而无约规划阶段：极粗略的估算，准确度地，只作为参考而无约束力。束力。n建议书阶段：略微精确的估算，准确度误差建议书阶段：略微精确的估算，准确度误差30%左右。左右。n可行性研究阶段：精确度较高，与概算偏离不

63、超过可行性研究阶段：精确度较高，与概算偏离不超过10%，是是设计任务书投资限额的依据设计任务书投资限额的依据。n投资概算：投资概算：n初步设计时进行，通过概算指标概略计算编制成的，初步设计时进行，通过概算指标概略计算编制成的，比投比投资估算准确。资估算准确。投资估算也是有误差，不如施工图设计的投投资估算也是有误差，不如施工图设计的投资预算准确。资预算准确。n投资概算确定了项目的全部基建投资，是投资概算确定了项目的全部基建投资，是订合同、招标、订合同、招标、贷款的依据。贷款的依据。n概算书依据初步设计说明书、图纸、设备和建筑材料的价概算书依据初步设计说明书、图纸、设备和建筑材料的价格、概算指标（

64、定额）和概算费用指标编制。格、概算指标（定额）和概算费用指标编制。n基本建设概算包括建设项目总概算、单项工程综合概算、基本建设概算包括建设项目总概算、单项工程综合概算、单位工程概算、其它工程与费用概算。单位工程概算、其它工程与费用概算。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算n建设项目：具有可行性研究报告、总体设计、经济上独立建设项目：具有可行性研究报告、总体设计、经济上独立核算、行政上独立组织的基本建设单位。如烧结厂、炼铁核算、行政上独立组织的基本建设单位。如烧结厂、炼铁厂、炼钢厂、轧钢厂。建设项目往往包括数个厂、炼钢厂、轧钢厂。建设项目往往包括数个单项工程单项工程。n单项工程：具有独立设

65、计文件，竣工后可独立发挥生产能单项工程：具有独立设计文件，竣工后可独立发挥生产能力或效益的工程。如：烧结厂的贮料、配料、混料、烧结、力或效益的工程。如：烧结厂的贮料、配料、混料、烧结、烟气处理、电控等都是单项工程。单项工程可以分解为建烟气处理、电控等都是单项工程。单项工程可以分解为建筑工程、设备及安装工程等筑工程、设备及安装工程等单位工程单位工程。n单位工程：具有独立设计，可以独立组织施工的工程。单位工程：具有独立设计，可以独立组织施工的工程。n建设项目总概算建设项目总概算n单项工程综合概算单项工程综合概算n单位工程概算单位工程概算n其它工程和费用概算其它工程和费用概算3.1基本建设投资的计算

66、基本建设投资的计算单位工程概算单位工程概算单项工程综合概算单项工程综合概算单位工程概算单位工程概算单位工程概算单位工程概算单位工程概算单位工程概算单项工程综合概算单项工程综合概算其它工程费用概算其它工程费用概算建设项目总概算建设项目总概算3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算概算书的层次关系概算书的层次关系总概算书总概算书第二部分第二部分其它工程及概算书其它工程及概算书未能预见未能预见工程和费用工程和费用第一部分第一部分单项工程综合概算书单项工程综合概算书单位工程概算书单位工程概算书回收金额回收金额建设单位建设单位管理费管理费土地征用土地征用补偿费补偿费主要单项工程项目主要单项工程项目综合

67、概算书综合概算书辅助生产工程综辅助生产工程综合概算书合概算书主主体体厂厂房房主主要要工工段段辅辅助助工工段段电电气气控控制制。墙墙壁壁基基础础。设设备备二二设设备备一一建筑工程建筑工程设备及安装工程设备及安装工程厂厂内内维维修修实实验验室室化化验验室室。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算冶炼工艺部分的概算书冶炼工艺部分的概算书n设备概算价值设备概算价值n设备原价：设备原价：n标准件：产品目录价；无价格表的参考类似估价并可上浮标准件：产品目录价；无价格表的参考类似估价并可上浮1020%。n非标准件：参考类似装置，往往按重量定价。非标准件：参考类似装置，往往按重量定价。n工具、器具和生产用

68、家具费按设备价的工具、器具和生产用家具费按设备价的1.53%估算。估算。n设备安装费：设备安装费：n通用设备按设备价乘安装费率；通用设备按设备价乘安装费率；n非标设备：按重量的安装费率计算。非标设备：按重量的安装费率计算。n运杂费：根据距离、设备原价计算（如：设备原价乘运杂费运杂费：根据距离、设备原价计算（如：设备原价乘运杂费率）。率）。n组装（组装（0.11.2%）费和拆除费。）费和拆除费。3.1基本建设投资的计算基本建设投资的计算n工业炉概算价值：按单位工程编制概算工业炉概算价值：按单位工程编制概算n标准工业炉：标准工业炉：n非标准工业炉：非标准工业炉：n工业炉设备及安装工程工业炉设备及安

69、装工程n工业炉建筑工程工业炉建筑工程n基础工程量基础工程量n砌筑工程量砌筑工程量n钢结构工程量钢结构工程量n管道工程量管道工程量n铸件工程量铸件工程量n附属设备及安装工程量附属设备及安装工程量n工艺管道概算价值工艺管道概算价值n金属结构件概算价值金属结构件概算价值3.2产品成本的计算产品成本的计算n产品成本构成产品成本构成n制造成本制造成本n制造费制造费n直接材料费直接材料费n直接工资费直接工资费n其它直接支出费其它直接支出费n期间费用期间费用n管理费用管理费用n财务费用财务费用n销售费用销售费用3.2产品成本的计算产品成本的计算n产品成本的计算产品成本的计算n原材料费原材料费n入库价：入库价

70、：n途耗途耗n库耗库耗n运杂费：运杂费：13%至至1020%，随路途远近变化。，随路途远近变化。n水、动力、燃料费水、动力、燃料费n工资和附加工资和附加n全厂工资：年人均工资全厂工资：年人均工资职工总数职工总数n单位产品工资：单位产品工资：n工资附加费工资附加费n福利基金：工资总额的福利基金：工资总额的1013%n企业基金：工资总额的企业基金：工资总额的5%n劳动报酬：基本工资、奖金、津贴。劳动报酬：基本工资、奖金、津贴。3.2产品成本的计算产品成本的计算n车间经费车间经费n车间折旧费车间折旧费n折旧率：通常取折旧率：通常取5%，近来有增加的趋势。，近来有增加的趋势。n维修费：包括大、中、小修

71、所需费用维修费：包括大、中、小修所需费用n大修费率：冶金厂为大修费率：冶金厂为23%n中小修及日常维护费率中小修及日常维护费率0.1%。n车间管理费车间管理费n综合利用收益综合利用收益n各种副产品和联产品的收益各种副产品和联产品的收益n如；高炉煤气、转炉煤气、高炉水渣、高炉尘、各种废铁废如；高炉煤气、转炉煤气、高炉水渣、高炉尘、各种废铁废钢；回收的蒸汽、电力等钢；回收的蒸汽、电力等n企业管理费企业管理费n企业管理产生的费用企业管理产生的费用n车间之外的固定资产折旧费车间之外的固定资产折旧费n企业其它业务费用企业其它业务费用n销售费用销售费用3.2产品成本的计算产品成本的计算3.3技术经济分析技

72、术经济分析n技术经济指标技术经济指标n要求的资料要求的资料n设计的原始资料设计的原始资料n冶炼过程的消耗冶炼过程的消耗n设计方案比较和主要技术设计方案比较和主要技术n冶炼流程图冶炼流程图n劳动定员明细表劳动定员明细表n各种定额资料各种定额资料n主要内容主要内容n综合技术经济指标，方案比较；综合技术经济指标，方案比较；n劳动定员、劳动生产率；劳动定员、劳动生产率；n基建投资、流动资金、产品成本；基建投资、流动资金、产品成本；n投资贷款偿还能力、企业建设效果分析。投资贷款偿还能力、企业建设效果分析。n投资效益分析投资效益分析n投资利税率投资利税率n投资利润率投资利润率n投资回收年限投资回收年限n静

73、态：静态：n动态：考虑到投资贷款建设期和生产期利息的投资回收年限。动态：考虑到投资贷款建设期和生产期利息的投资回收年限。3.3技术经济分析技术经济分析3.3技术经济分析技术经济分析n炼铁厂简单技术经济分析炼铁厂简单技术经济分析n投资估算：投资估算：n基建投资基建投资n流动资金流动资金n成本估算成本估算n支出：原燃料、矿石及其它费用。支出：原燃料、矿石及其它费用。n收入：成品钢铁及其副产品。收入：成品钢铁及其副产品。n技术经济分析技术经济分析投资估算投资估算n年产生铁：年产生铁：n制钢铁制钢铁600万吨，铸造生铁万吨，铸造生铁50万吨万吨n折算为制钢铁：折算为制钢铁：600+50*1.1=655

74、万吨万吨n车间规模：车间规模：n高炉总容积：高炉总容积：Vu=6550000/350/2.18913立方米立方米n单位炉容投资：（单位炉容投资：（5080万元）万元）n确定为确定为80万万/m3n车间基建投资：车间基建投资：80*8913=713040万元万元=71.304亿元亿元n流动资金：流动资金：80163万元万元n总投资：总投资：793203万元万元成本估算成本估算成本估算成本估算1、静态反本期 =2、投资利润率 =3、吨铁基建投资 =5.05年13.52%1088.61元/吨铁成本估算成本估算4. 工艺计算工艺计算进行冶金厂设计时，首先应该进行工艺计算，进行冶金厂设计时，首先应该进行

75、工艺计算，通过计算获得设计必须的参数。进行计算时，需通过计算获得设计必须的参数。进行计算时，需要许多数据，这些都通过参考同类工厂的考察、要许多数据，这些都通过参考同类工厂的考察、原燃料基地资料的收集、建设地区各种资料的收原燃料基地资料的收集、建设地区各种资料的收集获得。集获得。对于毕业设计则通过毕业实习、文献资料阅对于毕业设计则通过毕业实习、文献资料阅读和收集获得。读和收集获得。工艺计算通常包括：工艺计算通常包括：n配料计算：计算单位产品的原燃料消耗和产品成分。配料计算：计算单位产品的原燃料消耗和产品成分。n物料平衡：计算冶炼过程进入和排出的物质的平衡。物料平衡：计算冶炼过程进入和排出的物质的

76、平衡。n热平衡：计算冶炼过程能量的收入和支出平衡。热平衡：计算冶炼过程能量的收入和支出平衡。4. 工艺计算工艺计算工艺计算分两类，一种是新建冶金工厂的计算，工艺计算分两类，一种是新建冶金工厂的计算，一种是对生产厂进行的计算，这里我们主要介绍一种是对生产厂进行的计算，这里我们主要介绍新厂设计的工艺计算。新厂设计的工艺计算。工艺计算的条件：工艺计算的条件：n原燃料条件原燃料条件n自然环境条件自然环境条件n冶炼条件和冶炼产品冶炼条件和冶炼产品n装备水平装备水平n热力学及热工数据热力学及热工数据4. 工艺计算工艺计算n原燃料条件：原燃料条件：n原燃料成分、温度、消耗量。原燃料成分、温度、消耗量。n自然

77、环境条件：自然环境条件：n当地的海拔；当地的海拔；n年平均气温、最低气温和最高气温年平均气温、最低气温和最高气温n年平均湿度、最高年平均湿度、最高(夏季夏季)平均湿度、最低平均湿度、最低(冬季冬季)平均湿度。平均湿度。n冶炼条件和冶炼产品：冶炼条件和冶炼产品：n冶炼产品、副产品的量及成分。冶炼产品、副产品的量及成分。n冶炼过程元素的分配冶炼过程元素的分配(金属、渣和炉气金属、渣和炉气 )和损失和损失n冶炼的主要工艺参数。冶炼的主要工艺参数。n装备水平：装备水平：n装备水平与冶炼条件、副产品排出、原燃料消耗有关。装备水平与冶炼条件、副产品排出、原燃料消耗有关。n热力学及热工数据：热力学及热工数据

78、：4. 工艺计算工艺计算n炼铁工艺计算炼铁工艺计算n计算准备：计算准备：n原燃料数据的整理原燃料数据的整理n确定生铁成分确定生铁成分n确定元素在渣、铁、炉气中的分配比确定元素在渣、铁、炉气中的分配比n确定炉尘吹出量及其成分确定炉尘吹出量及其成分n确定焦比、直接还原度、炉渣碱度、炉渣成分的限制要求、确定焦比、直接还原度、炉渣碱度、炉渣成分的限制要求、鼓风富氧水平、热风温度鼓风富氧水平、热风温度n氢利用率、甲烷生成率。氢利用率、甲烷生成率。n配料计算：配料计算：n物料平衡计算：物料平衡计算：n热平衡计算：热平衡计算：4. 工艺计算工艺计算n配料计算配料计算 目的：确定加入高炉的的各种炉料（矿石、熔

79、剂和燃料）之间的比例，从而获得规定成分的生铁和适当的炉渣。 在进行配料计算前，首先应该将所有的原燃料成分进行整理，还应该确定冶炼的生铁品种及各种元素或者化合物在渣、铁和煤气中的分配，确定高炉尘量及成分，确定冶炼焦比及炉渣碱度和某些成分的含量。4. 工艺计算工艺计算n物料平衡计算物料平衡计算 目的：确定进入高炉和排出高炉物质的量，考察冶炼参数选取是否合理，配料计算是否正确。4. 工艺计算工艺计算n热平衡计算热平衡计算 目的：确定高炉冶炼过程能量利用是否合理，冶炼参数选择是否合理。4. 工艺计算工艺计算n炼钢工艺计算炼钢工艺计算n物料平衡物料平衡n根据炼钢过程根据炼钢过程进入进入和和排出排出的物质

80、总量进行计算，包的物质总量进行计算，包括钢、渣和炉气及喷溅损失。括钢、渣和炉气及喷溅损失。n热平衡热平衡n计算炼钢过程的热收支平衡，确定炼钢工艺操作计算炼钢过程的热收支平衡，确定炼钢工艺操作炼钢物料平衡炼钢物料平衡n物料平衡的基本数据物料平衡的基本数据n铁液和废钢成分及温度铁液和废钢成分及温度n通常铁液温度取通常铁液温度取1300。元元 素素CSiMnPS温度温度/ 铁水铁水/% 4.100.700.650.1500.0501300废钢废钢/% 0.180.250.550.0300.03025炼钢物料平衡炼钢物料平衡n造渣剂及炉衬成分造渣剂及炉衬成分CaOSiO2MgO Al2O3Fe2O3C

81、aF2P2O5SCO2H2O石灰石灰91.01.51.61.50.50.10.063.640.10矿石矿石1.05.61 0.521.1061.8FeO=29.40.070.50萤石萤石0.35.50.61.61.588.00.900.101.5轻烧轻烧白云石白云石50.15 0.46 41.80.746.85炉衬炉衬1.00.92 79.80.281.60C=16.4%炼钢物料平衡炼钢物料平衡n冶炼钢种及成分冶炼钢种及成分Q235：C0.140.22%,Si0.120.3%,Mn0.30.7%.P 0.045%,S 0.045%. n铁合金种类及成分铁合金种类及成分n硅铁：硅铁：Si70%，

82、 Mn0.7%， Fe29.31% ， 。n锰铁：锰铁：Mn75%，Si2.5%， Fe14.59% ，。n操作实测数据操作实测数据n终渣碱度：终渣碱度：CaO/SiO2=3.0n萤石加入量：铁水的萤石加入量：铁水的0.5%n矿石加入量：铁水的矿石加入量：铁水的1.0%n喷溅铁损：铁水量的喷溅铁损：铁水量的0.10.3%，取，取0.2%计算计算n渣中铁损：渣量的渣中铁损：渣量的12.5%，取，取2.5%计算计算炼钢物料平衡炼钢物料平衡n氧气纯度：氧气纯度：99.5%，N2：0.5%n炉衬侵蚀量：铁水量的炉衬侵蚀量：铁水量的0.10.3%，取，取0.10%计算计算n终渣终渣T.%Fe：T.%Fe

83、 =56* (%FeO)/72+112* (%Fe2O3)/160，取，取13%计算，其中（计算，其中（ FeO）=1.35*（Fe2O3 ）n烟尘量：铁水量的烟尘量：铁水量的1.31.5%，取，取1.5%计算，烟尘含计算，烟尘含FeO75%，Fe2O320%。n炉气自由氧含量：为炉气体积的炉气自由氧含量：为炉气体积的0.5%n气化脱硫量：总硫量的气化脱硫量：总硫量的1/3nC氧化比例：氧化比例：8085%氧化成氧化成CO，其余氧化成其余氧化成CO2，取，取80%计计算，则算，则20%的的C氧化成氧化成CO2 炼钢物料平衡炼钢物料平衡n计算过程（以计算过程（以100g铁水为基础）铁水为基础）n

84、炉渣量及成分炉渣量及成分（P136）n铁水中各元素的氧化量及氧化物产量：铁水中各元素的氧化量及氧化物产量：nC、Si、Mn、P、S的氧化，终点钢水的成分是根据同类转的氧化，终点钢水的成分是根据同类转炉冶炼炉冶炼Q235钢种选取。其中，钢种选取。其中，C:应根据冶炼钢种含碳量应根据冶炼钢种含碳量和预估计的脱氧剂的增碳量来确定终点钢水含碳量，取和预估计的脱氧剂的增碳量来确定终点钢水含碳量，取0.10%；Si:在碱性氧化炉炼钢法中，铁水的硅几乎全在碱性氧化炉炼钢法中，铁水的硅几乎全部被氧化进入炉渣；部被氧化进入炉渣；Mn:终点钢水残锰量，一般为铁水中终点钢水残锰量，一般为铁水中锰含量的锰含量的50%

85、-60%，取，取50%；P：采用低磷铁水操作，：采用低磷铁水操作，铁水中的磷约铁水中的磷约85%-95%氧化进入炉渣，在此取脱磷率为氧化进入炉渣，在此取脱磷率为90%；S:氧气转炉的去硫率不高，一般在氧气转炉的去硫率不高，一般在30%-50%，取，取40%。炼钢物料平衡炼钢物料平衡n100g铁水中各元素氧化量铁水中各元素氧化量元元 素素CSiMnPS合合 计计铁水铁水/kg4.100.700.650.1500.050终点钢水终点钢水/kg0.10痕迹痕迹0.3250.0150.030氧化量氧化量/kg4.00.700.3250.1350.0205.180炼钢物料平衡炼钢物料平衡n造渣剂加入量及

86、各组元质量：造渣剂加入量及各组元质量：n矿石、萤石、炉衬带入：矿石、萤石、炉衬带入： 由矿石、萤石加入量和炉衬侵蚀量和其中各组由矿石、萤石加入量和炉衬侵蚀量和其中各组元的成分可以算出各组元的质量元的成分可以算出各组元的质量n轻烧白云石：轻烧白云石： 保护炉衬，控制渣中保护炉衬，控制渣中MgO为为610%效果好。效果好。（1.5kg/100kg铁水左右）铁水左右）n石灰：石灰： 根据炉渣碱度确定石灰加入量。根据炉渣碱度确定石灰加入量。 （4.7kg/100kg铁水左右）铁水左右）炼钢物料平衡炼钢物料平衡n终渣终渣T.%Fe及渣中氧化铁：及渣中氧化铁： 终渣终渣T.%Fe与终点碳含量和终渣碱度有关

87、，根与终点碳含量和终渣碱度有关，根据生产数据，终渣据生产数据，终渣T.%Fe取取13%计算。按照计算。按照（%FeO）=1.35 (%Fe2O3)和和T.%Fe =56* (%FeO)/72+112* (%Fe2O3)/160的关系，求的关系，求得得(FeO)=10%、 (Fe2O3)=7.41%n终渣量：终渣量： 先计算无铁渣量，然后计算含氧化铁渣量。（约先计算无铁渣量，然后计算含氧化铁渣量。（约10.7kg/100kg铁水左右）铁水左右）炼钢物料平衡炼钢物料平衡n矿石及烟尘中的铁及氧：矿石及烟尘中的铁及氧：n假定假定矿石带入体系的铁全部还原为金属铁，分开计算矿石带矿石带入体系的铁全部还原为

88、金属铁，分开计算矿石带入铁量、烟尘带走铁量、矿石带入氧量、烟尘消耗氧量，其入铁量、烟尘带走铁量、矿石带入氧量、烟尘消耗氧量，其它造渣剂的它造渣剂的Fe2O3带入的铁量和氧量忽略不计。带入的铁量和氧量忽略不计。n炉气成分、重量和体积：包括炉气成分、重量和体积：包括CO、CO2、H2O、SO2和自由氧的体积及氮气体积。和自由氧的体积及氮气体积。n氧气消耗量及体积：包括氧化消耗（扣除物料带入的氧气消耗量及体积：包括氧化消耗（扣除物料带入的氧及脱硫产生的氧）、过剩的自由氧和带入的氮气。氧及脱硫产生的氧）、过剩的自由氧和带入的氮气。n钢液重量：扣除氧化损失、喷溅损失、烟尘损失和渣钢液重量：扣除氧化损失、

89、喷溅损失、烟尘损失和渣中带铁损失，计入矿石带入铁量。求出钢水收得率。中带铁损失，计入矿石带入铁量。求出钢水收得率。未加废钢时的物料平衡未加废钢时的物料平衡n未加废钢时的物料平衡未加废钢时的物料平衡炼钢过程的热平衡炼钢过程的热平衡n炼钢过程的热平衡炼钢过程的热平衡n基本数据基本数据n物料平均热容及熔化潜热物料平均热容及熔化潜热n入炉料温度和产物温度入炉料温度和产物温度生铁生铁钢钢炉渣炉渣矿石矿石烟气烟气炉气炉气固态，固态，KJ/Kg.K0.7450.6991.0451.0470.966液态，液态，KJ/Kg.K0.8370.8371.248融化热，融化热， KJ/Kg.K218272209209

90、209气态热容，气态热容， KJ/Kg.K1.137炼钢过程的热平衡炼钢过程的热平衡n溶入铁液中元素降低铁熔点的值溶入铁液中元素降低铁熔点的值n炼钢反应热效应炼钢反应热效应n氧化反应：氧化反应：C、Si、Mn、P、Fe的氧化热效应的氧化热效应n成渣反应：成渣反应：2CaOSiO2，4CaOP2O5n分解反应：碳酸钙和碳酸镁的分解分解反应：碳酸钙和碳酸镁的分解炼钢过程的热平衡炼钢过程的热平衡n计算内容计算内容n热收入热收入n铁水物理热：铁水物理热：n元素氧化热和成渣热元素氧化热和成渣热n烟尘氧化热烟尘氧化热n炉衬碳氧化热炉衬碳氧化热n热支出热支出n钢水物理热：确定钢液温度。钢水物理热：确定钢液温

91、度。n炉渣物理热：出钢温度炉渣物理热：出钢温度+1015。n炉气、烟尘、铁珠、喷溅金属的物理热炉气、烟尘、铁珠、喷溅金属的物理热n白云石分解热白云石分解热n矿石分解热矿石分解热n热损失热损失：38%n剩余热和废钢比：计算过剩热，计算废钢加入量和废钢比。剩余热和废钢比：计算过剩热，计算废钢加入量和废钢比。n热效率：通常在热效率：通常在8085%范围范围热效率热效率=（钢水物理热（钢水物理热+炉渣物理热炉渣物理热+废钢物理热）废钢物理热）/总热收入总热收入100%炼钢过程的热平衡炼钢过程的热平衡加废钢后的物料平衡加废钢后的物料平衡n加废钢后的物料平衡加废钢后的物料平衡n废钢元素氧化废钢元素氧化n废

92、钢耗氧、氧化产物废钢耗氧、氧化产物脱氧和合金化后的物料平衡脱氧和合金化后的物料平衡n脱氧和合金化后的物料平衡脱氧和合金化后的物料平衡n脱氧剂脱氧剂n硅铁硅铁n锰铁锰铁n增碳剂增碳剂n焦粉焦粉5.冶金工厂设计冶金工厂设计n炼铁车间设计炼铁车间设计n炼钢车间设计炼钢车间设计炼铁车间设计炼铁车间设计主要包括：工厂规模、平面布置及总图运输主要包括：工厂规模、平面布置及总图运输（P70）n高炉容积及座数的确定高炉容积及座数的确定 n高炉车间平面布置及运输高炉车间平面布置及运输 炼铁车间设计炼铁车间设计n高炉高炉高炉容积及座数的确定高炉容积及座数的确定 通常考虑煤气平衡与金属平衡，新建炼铁厂高炉座数通常考

93、虑煤气平衡与金属平衡，新建炼铁厂高炉座数取取2-3座。计算单座高炉炉容时，通常先计算炼铁厂高炉座。计算单座高炉炉容时，通常先计算炼铁厂高炉总容积，然后计算单座高炉炉容。总容积，然后计算单座高炉炉容。 炼铁厂高炉总容积炼铁厂高炉总容积=生铁年产量生铁年产量/年工作日年工作日/高炉有效容积利用系数，高炉有效容积利用系数，（m3） 单座高炉炉容单座高炉炉容=炼铁厂高炉总容积炼铁厂高炉总容积/炼铁厂高炉坐数，（炼铁厂高炉坐数，（m3）炼铁车间设计炼铁车间设计n高炉车间平面布置及运输高炉车间平面布置及运输 对于大中型钢铁厂联合企业中的炼铁车间对于大中型钢铁厂联合企业中的炼铁车间（厂），平面布置主要考虑贮

94、矿场、贮矿槽、上（厂），平面布置主要考虑贮矿场、贮矿槽、上料系统、高炉本体及出铁厂、水渣处理系统、热料系统、高炉本体及出铁厂、水渣处理系统、热风炉系统、煤气处理系统等建筑物的布置，考虑风炉系统、煤气处理系统等建筑物的布置，考虑车间运输方式及铁路、公路等的布局车间运输方式及铁路、公路等的布局。n平面布置遵循原则平面布置遵循原则n主要的平面布置方式主要的平面布置方式炼铁车间设计炼铁车间设计n平面布置遵循原则平面布置遵循原则 （1）足够的运输能力：平面布置最重要的就是提高高炉的运输能力。）足够的运输能力：平面布置最重要的就是提高高炉的运输能力。 （2）布置紧凑：高炉车间占地面积大，在满足工艺流程合理

95、、操作安）布置紧凑：高炉车间占地面积大，在满足工艺流程合理、操作安全、满足生产的条件下，应该尽量紧凑布置，减少投资。全、满足生产的条件下，应该尽量紧凑布置，减少投资。 （3）位置适当：高炉车间主要设备布置位置要适当。）位置适当：高炉车间主要设备布置位置要适当。 （4）应该考虑到高炉大修、扩建时，施工作业及其运输不应该妨碍其）应该考虑到高炉大修、扩建时，施工作业及其运输不应该妨碍其他高炉的生产及运输。他高炉的生产及运输。n主要的平面布置方式主要的平面布置方式高炉平面布置最常见的形式有四种：高炉平面布置最常见的形式有四种：（1）一列式布置；（）一列式布置；（2）并列式布置；）并列式布置；（3）岛式

96、布置；）岛式布置； （4）半岛式布置。）半岛式布置。炼铁车间设计炼铁车间设计（1）一列式布置）一列式布置 特点是高炉成对地建设，高炉与热风炉中心线在同一列线上。出铁场布置特点是高炉成对地建设，高炉与热风炉中心线在同一列线上。出铁场布置在高炉列线上，车间铁路线与高炉列线平行。这种布置方法可以共用一些设在高炉列线上，车间铁路线与高炉列线平行。这种布置方法可以共用一些设施，投资较低，高炉可以共用出铁场、桥式起重机，或热风炉共用一个烟囱施，投资较低，高炉可以共用出铁场、桥式起重机，或热风炉共用一个烟囱及值班室。但是在高炉大修时会影响高炉的运输能力，所以只适用于中小型及值班室。但是在高炉大修时会影响高炉

97、的运输能力，所以只适用于中小型高炉建设。高炉建设。 炼铁厂一列式布局炼铁厂一列式布局炼铁车间设计炼铁车间设计（2）并列式布置）并列式布置 布置基本与一列式布置相同，只是热风炉列线与高炉列线并行，布置基本与一列式布置相同，只是热风炉列线与高炉列线并行，出铁场在高炉列线上。优缺点同一列式布置。也只适用于中小高炉。出铁场在高炉列线上。优缺点同一列式布置。也只适用于中小高炉。 炼铁厂并列式布局炼铁厂并列式布局炼铁车间设计炼铁车间设计（3）岛式布置）岛式布置 特点是每座高炉与它的热风炉、出铁场、渣铁罐停放线等自成体系，在高特点是每座高炉与它的热风炉、出铁场、渣铁罐停放线等自成体系，在高炉两侧设有车间铁路

98、线，车间铁路线与高炉列线成炉两侧设有车间铁路线，车间铁路线与高炉列线成1113的角。优点是高的角。优点是高炉通过能力强，运输能力大。缺点是占地面积大，投资高，通常比一列式投炉通过能力强，运输能力大。缺点是占地面积大，投资高，通常比一列式投资高资高23%。一列式布置适用于大型高炉。一列式布置适用于大型高炉。炼铁厂岛式布局炼铁厂岛式布局炼铁车间设计炼铁车间设计（4）半岛式布置）半岛式布置 这种布置类似于岛式布置，高炉及其附属设备自成体系，但只在高炉的一这种布置类似于岛式布置，高炉及其附属设备自成体系，但只在高炉的一侧设有车间铁路，高炉的渣铁罐停放线是有堵头的。这种布置相对于岛式布侧设有车间铁路，高

99、炉的渣铁罐停放线是有堵头的。这种布置相对于岛式布置更加紧凑，适用于大型高炉。置更加紧凑，适用于大型高炉。 炼铁厂半岛式布局炼铁厂半岛式布局炼钢车间设计炼钢车间设计根据车间的生产规模，设计车间的组成、各根据车间的生产规模，设计车间的组成、各项作业系统的工艺流程、车间的布置、厂房尺项作业系统的工艺流程、车间的布置、厂房尺寸、各跨间设备的数量及布置、合理的运输方寸、各跨间设备的数量及布置、合理的运输方式等。式等。n原则：原则：n各工艺互不干扰；各工艺互不干扰；n物料流向顺行；物料流向顺行；n运输路线畅通；运输路线畅通；n满足生产需要，留有发展余地。满足生产需要，留有发展余地。炼钢车间设计炼钢车间设计

100、n全连铸全连铸转炉炼钢车间的组成和布置转炉炼钢车间的组成和布置(P157)转炉炼钢车间主要分为炼钢部分和连铸部分。转炉炼钢车间主要分为炼钢部分和连铸部分。炼钢车间主要包括以下作业：炼钢车间主要包括以下作业：n铁水预处理铁水预处理n铁水、废钢供应铁水、废钢供应n转炉吹炼转炉吹炼n造渣剂和铁合金供应造渣剂和铁合金供应n钢水炉外精炼钢水炉外精炼n连铸及铸坯输送连铸及铸坯输送n钢水、炉渣的运输钢水、炉渣的运输n烟气的净化和回收烟气的净化和回收炼钢车间设计炼钢车间设计炼钢车间主厂房的各跨：炼钢车间主厂房的各跨：n装料跨：装料跨：n转炉跨：转炉跨：n钢水接受跨钢水接受跨n浇注跨浇注跨n切割跨切割跨n出坯跨

101、等出坯跨等辅助建筑：辅助建筑：n渣处理间渣处理间n铁水预处理站铁水预处理站n地下料仓地下料仓炼钢车间设计炼钢车间设计n典型横向全连铸转炉车间布置典型横向全连铸转炉车间布置（P158）炉渣间炉渣间主控室主控室加料跨加料跨真空脱气区真空脱气区出坯跨出坯跨连铸机连铸机混铁车区混铁车区转炉跨转炉跨修包跨修包跨切割跨切割跨浇注跨浇注跨钢水接受跨钢水接受跨操操作作室室废钢准备废钢准备铁水扒渣铁水扒渣炉外精炼区炉外精炼区散散装装原原料料皮皮带带机机炼钢车间平面布置炼钢车间平面布置_模铸模铸炼钢车间平面布置炼钢车间平面布置_模铸模铸+连铸连铸炼钢车间平面布置炼钢车间平面布置_全连铸全连铸炼钢车间平面布置炼钢车

102、间平面布置_全连全连铸铸炼钢车间设计炼钢车间设计n转炉炼钢车间主厂房设计转炉炼钢车间主厂房设计（P159）n主厂房布置：主厂房布置：n加料跨、浇注跨布置在转炉跨两侧，使转炉在一侧加料、倒加料跨、浇注跨布置在转炉跨两侧，使转炉在一侧加料、倒渣，在对应的另外一侧出钢。渣，在对应的另外一侧出钢。n大型车间在转炉跨和浇注跨之间设钢水接受跨，用于钢水炉大型车间在转炉跨和浇注跨之间设钢水接受跨，用于钢水炉外精炼、钢包周转维护。外精炼、钢包周转维护。n加料跨：加料跨：n中部为炉前操作区（炉前平台）中部为炉前操作区（炉前平台）n一侧是铁水系统作业区一侧是铁水系统作业区n另一侧是废钢作业区另一侧是废钢作业区n厂

103、房高度：取决于吊车轨道面高度。一般来说，采用混铁车厂房高度：取决于吊车轨道面高度。一般来说，采用混铁车供应铁水，铁水吊车的轨面标高主要取决于能顺利地向转炉供应铁水，铁水吊车的轨面标高主要取决于能顺利地向转炉兑铁水的操作要求。兑铁水的操作要求。炼钢车间设计炼钢车间设计n铁水吊车的轨面标高铁水吊车的轨面标高H H=H1+h1+h2+h3+h4 mm H1：转炉耳轴中心线标高，：转炉耳轴中心线标高，mm h1：转炉耳轴水平中心线至铁：转炉耳轴水平中心线至铁水罐水平耳轴中心线距离，水罐水平耳轴中心线距离，mm h2：50t以下吊车使用单独龙门以下吊车使用单独龙门钩的高度钩的高度 h3：吊车安全操作距离

104、，：吊车安全操作距离，600800mm h4：吊车升高极限至轨面距离。：吊车升高极限至轨面距离。 吊车的轨面标高及转炉中心线与厂房柱子纵向列线间的距离吊车的轨面标高及转炉中心线与厂房柱子纵向列线间的距离L示意图示意图炼钢车间设计炼钢车间设计n转炉跨：转炉跨：n转炉位置的确定转炉位置的确定n转炉在厂房纵向上的位置和转炉中心距：转炉一般布置在转炉转炉在厂房纵向上的位置和转炉中心距：转炉一般布置在转炉跨纵向中间位置，转炉之间的中心距通常为厂房基本柱距的整跨纵向中间位置，转炉之间的中心距通常为厂房基本柱距的整倍数。倍数。n转炉垂直中心线与厂房柱子纵向线距离转炉垂直中心线与厂房柱子纵向线距离L:该距离该

105、距离L应能保证能向应能保证能向转炉兑入铁水，加入废钢，同时能满足布置氧枪升降机构的要转炉兑入铁水，加入废钢，同时能满足布置氧枪升降机构的要求。求。L值按下式确定：值按下式确定： L=L1+L2-L3-L4 mmL1:转炉倾动到受铁位置时炉口内缘与转炉中心线的距离，转炉倾动到受铁位置时炉口内缘与转炉中心线的距离，mm；L2:铁水罐内全部铁水兑入转炉时，铁水罐嘴至铁水罐耳轴中心线铁水罐内全部铁水兑入转炉时，铁水罐嘴至铁水罐耳轴中心线的水平距离，的水平距离，mm；L3:吊车主钩的移动极限与安全距离之和，安全距离一般为吊车主钩的移动极限与安全距离之和，安全距离一般为300500m；L4:吊车轨道中心线

106、与厂房柱子中心线的距离，吊车轨道中心线与厂房柱子中心线的距离，mm。n转炉耳轴标高转炉耳轴标高H1：取决于转炉最大回转半径：取决于转炉最大回转半径R和钢包系统高度。和钢包系统高度。H1按下式确定：按下式确定：炼钢车间设计炼钢车间设计H1=h1+h2+h3+R mmh1：钢包最低点至钢包车：钢包最低点至钢包车轨面之间的距离，轨面之间的距离，mm；h2：钢包全高，：钢包全高，mmh3：钢包运行安全距离，：钢包运行安全距离，可取可取200300mm；R：转炉最大回旋半径：转炉最大回旋半径。转炉耳轴中心线标高转炉耳轴中心线标高H1示意图示意图炼钢车间设计炼钢车间设计n转炉工作平台标高转炉工作平台标高H

107、2 ：该标高的确定是将转炉倾动至大致水：该标高的确定是将转炉倾动至大致水平位置时，以操作工站在炉前操作平台，能方便地从炉内一平位置时，以操作工站在炉前操作平台，能方便地从炉内一定深度取金属样和渣样为准。转炉操作平台由以下经验公式定深度取金属样和渣样为准。转炉操作平台由以下经验公式确定：确定： H2=H1-d/2+k mmH1: 转炉耳轴标高，转炉耳轴标高，mm；d: 转炉新炉炉口内径，转炉新炉炉口内径，mm；K: 常数，一般取常数，一般取K=250300mm。大炉取下限，小炉取上限。大炉取下限，小炉取上限。n其它平台其它平台n炉口平台炉口平台n散状料系统平台散状料系统平台n供氧系统平台供氧系统

108、平台n副枪平台副枪平台n转炉跨吊车轨面标高：取决于更换副枪（或氧枪）。转炉跨吊车轨面标高：取决于更换副枪（或氧枪）。炼钢车间设计炼钢车间设计n连铸跨：采用连铸工艺浇注时连铸机大多采用横向布置，其跨度连铸跨：采用连铸工艺浇注时连铸机大多采用横向布置，其跨度和高度取决于连铸机。和高度取决于连铸机。n连铸机总长连铸机总长L ： 弧形连铸机总长是指从结晶器外弧线至冷床后固定挡板间的距离。弧形连铸机总长是指从结晶器外弧线至冷床后固定挡板间的距离。 L=R+L1+L2+L3+L4 mn连铸机高度连铸机高度H： 连铸机的高度是从拉矫机底座基础面至中间包顶面的距离，连铸机的高度是从拉矫机底座基础面至中间包顶面

109、的距离， H=H1+R+H2+H3+H mn钢水接受跨轨面标高钢水接受跨轨面标高H0： 通常在连铸跨采用钢包回转台，将装有钢水的钢包从钢水接受跨过通常在连铸跨采用钢包回转台，将装有钢水的钢包从钢水接受跨过渡到连铸跨浇注。此时，钢水接受跨轨面标高渡到连铸跨浇注。此时，钢水接受跨轨面标高 H0=H+h1+h2+h3+h4 mH：中间包顶面标高，：中间包顶面标高，m；h1：中间包与钢包地面距离，一般约：中间包与钢包地面距离，一般约0.3mh2：钢包地面至钢包耳轴中心距离；：钢包地面至钢包耳轴中心距离；h3：吊车安全距离，一般为：吊车安全距离，一般为0.60.8m；h4：吊钩升高极限位置至轨面距离，：

110、吊钩升高极限位置至轨面距离，m。炼钢车间设计炼钢车间设计n连铸操作平台标高连铸操作平台标高h ： 一般低于结晶器顶面一般低于结晶器顶面0.30.4m。n连铸机流间距和连铸机中心距：连铸机流间距和连铸机中心距： 连铸机的流间距连铸机的流间距主要取决于生产铸坯的最大宽度、结晶器的主要取决于生产铸坯的最大宽度、结晶器的结构、扇形段更换导轨的设置以及一定的维修空间。对于生结构、扇形段更换导轨的设置以及一定的维修空间。对于生产宽度为产宽度为5802300mm铸坯的铸坯的2流板坯连铸机，流间距流板坯连铸机，流间距54007500mm。 连铸机中心距连铸机中心距一般取决于浇铸平台上中间包长度及其烘烤设一般取

111、决于浇铸平台上中间包长度及其烘烤设备的布置。铸机中心距备的布置。铸机中心距K: K=3a+2b+c ma：中间包长度，：中间包长度，m；b：处于操作位置的中间包与处于相邻烘烤位置的中间包的间隔：处于操作位置的中间包与处于相邻烘烤位置的中间包的间隔距离，可取距离，可取4.05.0m；c：两个相邻烘烤位置的中间包的间距，可取：两个相邻烘烤位置的中间包的间距，可取1.01.5m。 6.主体设备设计主体设备设计n高炉主体设备设计高炉主体设备设计n炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计高炉主体设备设计高炉主体设备设计n高炉炉型设计高炉炉型设计n高炉内衬高炉内衬n高炉冷却器高炉冷却器n高炉冷却方式及给排水高炉冷

112、却方式及给排水n高炉钢结构高炉钢结构 n高炉基础高炉基础 高炉炉型设计高炉炉型设计 高炉内型是指高炉内部耐火炉衬围成的工作高炉内型是指高炉内部耐火炉衬围成的工作空间剖面的轮廓。高炉内型必须满足高炉冶炼过空间剖面的轮廓。高炉内型必须满足高炉冶炼过程焦炭燃烧、炉料下降、煤气流上升及满足高炉程焦炭燃烧、炉料下降、煤气流上升及满足高炉内传热传质和还原的需要。保证高炉冶炼过程稳内传热传质和还原的需要。保证高炉冶炼过程稳定顺行，高产低耗。随着高炉冶炼技术的发展，定顺行，高产低耗。随着高炉冶炼技术的发展，高炉炉型固定为五段式，如图高炉炉型固定为五段式，如图6-5。从上到下分。从上到下分别为炉喉、炉身、炉腰、

113、炉腹和炉缸。别为炉喉、炉身、炉腰、炉腹和炉缸。 高炉炉型设计高炉炉型设计n炉喉炉喉nd1,h5.n炉身炉身nh4,n炉腰炉腰nh3,Dn炉腹炉腹nh2,n炉缸炉缸nh1,d ,hz,hfn死铁层死铁层nh0d1Ddh1h2h3h4h5h0Huhfhz图6.5高炉内型尺寸表示法高炉炉型设计高炉炉型设计n高炉炉型特点及对冶炼的影响高炉炉型特点及对冶炼的影响 高炉炉型在上部主要是适应炉料下降过程温高炉炉型在上部主要是适应炉料下降过程温度上升体积增大，在下部矿石融化成渣铁体积度上升体积增大，在下部矿石融化成渣铁体积收缩的特点，适应煤气上升过程温度下降体积收缩的特点，适应煤气上升过程温度下降体积缩小的特

114、点，高炉内型成为上下小，中间大的缩小的特点，高炉内型成为上下小，中间大的五段结构。五段结构。高炉炉型设计高炉炉型设计n有效高度有效高度Hu和有效容积和有效容积Vu 高炉有效高度高炉有效高度Hu是从铁口中心线到料线的距离，由于实际料线是从铁口中心线到料线的距离，由于实际料线位置是变化的，我国和前苏联通常以高炉大料钟下降下沿为料线零位置是变化的，我国和前苏联通常以高炉大料钟下降下沿为料线零位，日本通常定于大料钟下降下沿以下位，日本通常定于大料钟下降下沿以下1000mm，美国则定在大，美国则定在大料钟下降下沿以下料钟下降下沿以下915mm位置。对于无料钟炉顶，通常取料槽最位置。对于无料钟炉顶，通常取

115、料槽最低位置或其下一定距离，如武钢新低位置或其下一定距离，如武钢新3号高炉料线零位为料槽最低位号高炉料线零位为料槽最低位置以下置以下1500mm。 高炉有效容积高炉有效容积Vu指有效高度范围内高炉内衬所包围的空间。指有效高度范围内高炉内衬所包围的空间。 高炉有效高度高炉有效高度取决于高炉有效容积和焦炭的质量。高炉越大，取决于高炉有效容积和焦炭的质量。高炉越大，有效高度越高，但随着高炉有效容积的增大，有效高度上升很慢。有效高度越高，但随着高炉有效容积的增大，有效高度上升很慢。高炉有效高度还取决于高炉使用的焦炭质量。焦炭质量好高炉有效高炉有效高度还取决于高炉使用的焦炭质量。焦炭质量好高炉有效高度可

116、以高一些。所以设计高炉时，应该考察焦炭的质量，如果质高度可以高一些。所以设计高炉时，应该考察焦炭的质量，如果质量较差，则不适于建设大型高炉。量较差，则不适于建设大型高炉。高炉炉型设计高炉炉型设计n炉缸直径炉缸直径d及高度及高度h1： 炉缸直径炉缸直径是高炉的最重要的设计参数，一般根据高炉是高炉的最重要的设计参数，一般根据高炉冶炼强度冶炼强度i和炉缸截面积燃烧强度和炉缸截面积燃烧强度j确定。炉缸燃烧强度确定。炉缸燃烧强度j通常在通常在1.01.2t/(m2h)范围，国外大型高炉多在范围，国外大型高炉多在1.0t/(m2h)。计算公式为：。计算公式为： m 式中：式中：i为高炉冶炼强度，为高炉冶炼

117、强度，t/(m3d)； j为炉缸燃烧强度，为炉缸燃烧强度，t/(m2h)。 炉缸直径也可以按经验公式确定，公式为：炉缸直径也可以按经验公式确定，公式为： m 高炉炉型设计高炉炉型设计n高炉炉缸高度高炉炉缸高度主要取决于生铁日产量、日出铁次数、渣量及风口结主要取决于生铁日产量、日出铁次数、渣量及风口结构尺寸。在有渣口的高炉上，通常先确定渣口高度，然后再确定风构尺寸。在有渣口的高炉上，通常先确定渣口高度，然后再确定风口高度和炉缸高度。口高度和炉缸高度。渣口高度渣口高度计算公式如下：计算公式如下： m式中：式中：Vu是高炉有效容积，是高炉有效容积，m3；是高炉有效容积利用系数，是高炉有效容积利用系数

118、，t/（m3d）；）；b是生铁产量波动系数，一般取是生铁产量波动系数，一般取1.2；d是炉缸直径，是炉缸直径，m；N是出铁次数，根据高炉容积和产量，一般为是出铁次数，根据高炉容积和产量，一般为812次次/d，大高，大高炉取大值；炉取大值；c是渣口以下炉缸容积利用系数，一般为是渣口以下炉缸容积利用系数，一般为0.550.65；m是渣铁比，是渣铁比，t/t；是下渣率，一般取是下渣率，一般取30%；P是铁水密度，一般为是铁水密度，一般为7.1 t/m3；S是炉渣密度，一般为是炉渣密度，一般为1.41.8t/m3； 高炉炉型设计高炉炉型设计n渣口与风口间距渣口与风口间距hd为：为：mn风口中心线高度风

119、口中心线高度hf为：为： mn对于没有渣口的大型高炉，可以直接计算风口中对于没有渣口的大型高炉，可以直接计算风口中心线高度，公式为：心线高度，公式为： mn炉缸高度为：炉缸高度为： m 式中：式中：a为风口结构尺寸，一般为为风口结构尺寸，一般为0.350.5m。高炉炉型设计高炉炉型设计n炉腹角炉腹角及炉腹高度及炉腹高度h2 高炉炉腹为倒圆台形状，主要是为了适应高炉炉料软高炉炉腹为倒圆台形状，主要是为了适应高炉炉料软熔收缩和熔化滴落造成的体积收缩，稳定下料速度，使熔收缩和熔化滴落造成的体积收缩，稳定下料速度，使风口高温煤气流离开炉墙等。炉腹的主要结构尺寸是炉风口高温煤气流离开炉墙等。炉腹的主要结

120、构尺寸是炉腹角和炉腹高度。高炉炉腹角通常取腹角和炉腹高度。高炉炉腹角通常取7983。炉腹角。炉腹角过大不利于煤气分布，过小使炉料下降阻力增加不利于过大不利于煤气分布，过小使炉料下降阻力增加不利于顺行。大型高炉炉腹高度通常在顺行。大型高炉炉腹高度通常在3.04.0m范围。炉腹范围。炉腹高度取值主要受炉缸直径、炉腰直径及炉腹角取值的影高度取值主要受炉缸直径、炉腰直径及炉腹角取值的影响。计算公式为：响。计算公式为： m 式中：式中：D、d分别为炉腰直径和炉缸直径，分别为炉腰直径和炉缸直径，m；为炉腹为炉腹角。角。 大于大于2000m3的高炉也可以用下式计算：的高炉也可以用下式计算： m高炉炉型设计高

121、炉炉型设计n炉腰直径炉腰直径D及高度及高度h3 炉腰直径炉腰直径D是高炉直径最大处，处于高炉炉是高炉直径最大处，处于高炉炉料的软熔带部位，较大的炉腰直径有利于改善料的软熔带部位，较大的炉腰直径有利于改善高炉透气性，有利于顺行。设计中常常根据炉高炉透气性，有利于顺行。设计中常常根据炉缸直径计算，通常缸直径计算，通常D/d值大型高炉取值大型高炉取1.071.15，高炉越大比值越小。炉腰高度设，高炉越大比值越小。炉腰高度设计中通常取计中通常取13m之间，炉腰高度对冶炼过程之间，炉腰高度对冶炼过程影响不大，炉容大取大值，设计中通常用炉腰影响不大，炉容大取大值，设计中通常用炉腰高度调整设计炉容。高度调整

122、设计炉容。高炉炉型设计高炉炉型设计n炉身高度炉身高度h4及炉身角及炉身角 高炉炉身高度高炉炉身高度通常占高炉有效高度的通常占高炉有效高度的5060%，对高炉内炉料的传热、还原有很大，对高炉内炉料的传热、还原有很大的影响。炉身角对炉料下降、炉身部煤气分布的影响。炉身角对炉料下降、炉身部煤气分布都有重大影响。炉身角小有利于炉料下降，但都有重大影响。炉身角小有利于炉料下降，但边缘煤气流容易发展，不利于降低焦比和提高边缘煤气流容易发展，不利于降低焦比和提高高炉寿命。炉身角大有利于抑制边缘煤气流，高炉寿命。炉身角大有利于抑制边缘煤气流，但不利于炉料下降。炉身角通常取值为但不利于炉料下降。炉身角通常取值为

123、80.585.5范围，大高炉取小值。炉身高度范围，大高炉取小值。炉身高度h4根据炉腰直径和炉喉直径及炉身角确定。根据炉腰直径和炉喉直径及炉身角确定。 m高炉炉型设计高炉炉型设计n炉喉直径炉喉直径d1及高度及高度h5 炉喉直径与炉腰直径、炉身高度和炉身角有关，通常炉喉直径与炉腰直径、炉身高度和炉身角有关，通常由由d1/D值确定。一般高炉值确定。一般高炉d1/D值在值在0.640.73范围，范围，多在多在0.67左右。炉喉高度应能够保证炉喉布料及料线调左右。炉喉高度应能够保证炉喉布料及料线调节的需要，一般为节的需要，一般为13m。n死铁层高度死铁层高度h0 为了防止铁水及炉渣流动对炉底的侵蚀，在铁

124、口中心为了防止铁水及炉渣流动对炉底的侵蚀，在铁口中心线以下到炉底砌砖表面通常设一个空间，使其中存在的线以下到炉底砌砖表面通常设一个空间，使其中存在的渣铁不流动，起到保护炉底及稳定渣铁温度的作用。大渣铁不流动，起到保护炉底及稳定渣铁温度的作用。大型高炉一般取型高炉一般取1.02.5m。高炉炉型设计高炉炉型设计n渣、铁口数及风口数目渣、铁口数及风口数目 通常小型高炉设置一个渣口，大中型高炉设置两个渣口，两个通常小型高炉设置一个渣口，大中型高炉设置两个渣口，两个渣口高度往往相差渣口高度往往相差100200mm，渣口直径为，渣口直径为5060mm。当。当超大型高炉设置超大型高炉设置34个铁口时，高炉可

125、以不设渣口。个铁口时，高炉可以不设渣口。 高炉铁口数目根据炉容及产量确定，一般高炉铁口数目根据炉容及产量确定，一般1000m3以下的高炉设以下的高炉设一个铁口，一个铁口，15003000m3的高炉设的高炉设23个铁口，个铁口，3000m3以上以上的高炉往往设的高炉往往设34个铁口。也可以按照每个铁口。也可以按照每15002500吨出铁量设吨出铁量设一个铁口。一个铁口。 高炉风口数目主要取决于炉容大小、风口间距和操作空间。风高炉风口数目主要取决于炉容大小、风口间距和操作空间。风口数目多有利于高炉炉缸部位煤气沿圆周分布均匀，有利于活跃炉口数目多有利于高炉炉缸部位煤气沿圆周分布均匀，有利于活跃炉缸。

126、通常风口数可按下式计算，计算后往往取整数。缸。通常风口数可按下式计算，计算后往往取整数。 式中：式中：n为风口数；为风口数；d为炉缸直径，为炉缸直径，m；S为风口中心距，在为风口中心距，在1.01.5m范围，常常取范围，常常取1.11.2m。 炉型尺寸设计完后，应该对炉容进行校核，容积误差应小于炉型尺寸设计完后，应该对炉容进行校核，容积误差应小于0.25%。高炉内衬高炉内衬n高炉用耐火材料高炉用耐火材料 n碳质耐火材料碳质耐火材料 n陶瓷质耐火材料陶瓷质耐火材料 n碳化硅质耐火材料碳化硅质耐火材料 n复合型耐火材料复合型耐火材料 n不定型耐火材料不定型耐火材料 n高炉内衬设计高炉内衬设计 n炉

127、底炉底 n炉缸炉缸n炉腹炉腹n炉腰和炉身下部炉腰和炉身下部 n炉身上部和炉喉炉身上部和炉喉 图6-6综合炉底图高炉内衬高炉内衬n炉底炉底 高炉炉底在高炉炉底在14001600的高温下，要承受煤气、的高温下，要承受煤气、炉料和渣铁的压力，承受渣铁的冲刷、侵蚀和渗透，工炉料和渣铁的压力，承受渣铁的冲刷、侵蚀和渗透，工作条件十分恶劣。炉底位于高炉底部，是高炉最重要的作条件十分恶劣。炉底位于高炉底部，是高炉最重要的部位之一。炉底被侵蚀破坏的程度是决定高炉大修的关部位之一。炉底被侵蚀破坏的程度是决定高炉大修的关键。高炉设计时，炉底耐火材料的选择主要考虑抗铁水键。高炉设计时，炉底耐火材料的选择主要考虑抗铁

128、水性能和导热性能。使炉底性能和导热性能。使炉底1150等温线尽量靠近炉底等温线尽量靠近炉底耐火材料表面。目前炉底主要耐火材料表面。目前炉底主要采用综合炉底采用综合炉底（如图（如图6-6）、）、全碳砖炉底全碳砖炉底和和陶瓷杯炉缸炉底陶瓷杯炉缸炉底（如图（如图6-7）方式，）方式，中小型高炉也可以采用陶瓷质耐火材料。中小型高炉也可以采用陶瓷质耐火材料。高炉内衬高炉内衬n陶瓷陶瓷杯炉杯炉缸炉缸炉底底图6-7陶瓷杯炉底图高炉内衬高炉内衬n炉缸炉缸 高炉炉缸工作环境与炉底类似，目前主要采用环形碳高炉炉缸工作环境与炉底类似，目前主要采用环形碳砖砌筑。砖缝为薄缝。过去碳砖只砌到风口以下，但目砖砌筑。砖缝为薄

129、缝。过去碳砖只砌到风口以下，但目前已经砌筑到炉缸上沿。陶瓷杯炉缸炉底在炉缸内侧有前已经砌筑到炉缸上沿。陶瓷杯炉缸炉底在炉缸内侧有一层刚玉砌体。一层刚玉砌体。n炉腹炉腹 高炉炉腹部位工作条件非常恶劣，既要承受煤气流的高炉炉腹部位工作条件非常恶劣，既要承受煤气流的冲刷，又要抵御炉料的磨损，还要受到高冲刷，又要抵御炉料的磨损，还要受到高FeO渣的侵蚀。渣的侵蚀。炉腹部位温度还经常波动，造成炉衬的破损。生产实践炉腹部位温度还经常波动，造成炉衬的破损。生产实践表明，高炉炉腹部位耐火材料开炉后很快损坏，主要靠表明，高炉炉腹部位耐火材料开炉后很快损坏，主要靠产生的渣皮工作，因此，炉腹部位通常只砌一层产生的渣

130、皮工作，因此，炉腹部位通常只砌一层345mm厚的粘土砖。近来，大型高炉在炉腹部位也有厚的粘土砖。近来，大型高炉在炉腹部位也有采用碳化硅砖的。采用碳化硅砖的。 高炉内衬高炉内衬n炉腰和炉身下部炉腰和炉身下部 高炉炉腰和炉身下部，受煤气流和炉料磨损，还受到高炉炉腰和炉身下部，受煤气流和炉料磨损，还受到高高FeO渣的侵蚀和碱金属及锌的破坏，是高炉内衬易破渣的侵蚀和碱金属及锌的破坏，是高炉内衬易破损部位，通常采用较好的耐火材料，如高铝砖、铝碳砖损部位，通常采用较好的耐火材料，如高铝砖、铝碳砖及碳化硅砖等。近来也有主张不砌耐火砖，采用喷涂料及碳化硅砖等。近来也有主张不砌耐火砖，采用喷涂料在冷却器内形成喷

131、涂层，待高炉开炉后形成渣皮来维持在冷却器内形成喷涂层，待高炉开炉后形成渣皮来维持內型。內型。 炉身下部耐火炉衬通常厚炉身下部耐火炉衬通常厚575mm（230+345mm两层砖）、两层砖）、690mm（2303mm三层砖）和三层砖）和805mm（2302+345mm三层砖）。目前高炉炉身三层砖）。目前高炉炉身部内衬正向薄的方向发展，如果不砌耐火砖，使用喷涂部内衬正向薄的方向发展，如果不砌耐火砖，使用喷涂料时，炉衬厚度可进一步降低。料时，炉衬厚度可进一步降低。高炉内衬高炉内衬n各种炉腰各种炉腰 高炉炉腰有厚墙炉腰、薄墙炉腰和过渡型炉腰三种结构形高炉炉腰有厚墙炉腰、薄墙炉腰和过渡型炉腰三种结构形式（

132、如图式（如图6-8）。高炉冶炼过程煤气沿炉腹斜面上升，在与）。高炉冶炼过程煤气沿炉腹斜面上升，在与炉腰交接处方向转变，煤气流对炉腰部炉衬冲刷严重，使炉炉腰交接处方向转变，煤气流对炉腰部炉衬冲刷严重，使炉腰耐火炉衬受损，造成炉腹扩大上升，径向尺寸变大。厚墙腰耐火炉衬受损，造成炉腹扩大上升，径向尺寸变大。厚墙炉腰有利于这种转化，薄墙炉腰有固定炉型的作用不利于这炉腰有利于这种转化，薄墙炉腰有固定炉型的作用不利于这种转化，过渡型炉腰介于两者之间。种转化，过渡型炉腰介于两者之间。图6-8炉腰结构图高炉内衬高炉内衬n炉身上部和炉喉炉身上部和炉喉 高炉炉身上部温度较低，炉衬只受煤气流冲高炉炉身上部温度较低，

133、炉衬只受煤气流冲刷和炉料磨损，通常采用粘土砖或高铝砖。在刷和炉料磨损，通常采用粘土砖或高铝砖。在与炉喉交接处，炉衬可能会受到冲击，所以目与炉喉交接处，炉衬可能会受到冲击，所以目前有些高炉在炉身与炉喉交界处，设一段钢内前有些高炉在炉身与炉喉交界处，设一段钢内衬，内部喷涂一层喷涂料。衬，内部喷涂一层喷涂料。 炉喉部位除受煤气冲刷和炉料磨损外，还要炉喉部位除受煤气冲刷和炉料磨损外，还要承受温度的急剧波动及炉料的冲击。由于此处承受温度的急剧波动及炉料的冲击。由于此处温度不高，可以采用钢结构件，所以通常采用温度不高，可以采用钢结构件，所以通常采用铸铁、铸钢制成炉喉衬板，称为炉喉钢砖或炉铸铁、铸钢制成炉喉

134、衬板，称为炉喉钢砖或炉喉保护板（如图喉保护板（如图6-9）。）。高炉内衬高炉内衬n炉喉钢砖炉喉钢砖图6-9条状炉喉保护板高炉冷却器高炉冷却器n 高炉使用的冷却器主要包括风渣口、冷却壁、高炉使用的冷却器主要包括风渣口、冷却壁、冷却板、冷却水箱、炉身喷水冷却用环管、炉底冷却板、冷却水箱、炉身喷水冷却用环管、炉底冷却管、热风阀冷却器等。冷却管、热风阀冷却器等。n 高炉风、渣口冷却通常采用水套。风口冷却采高炉风、渣口冷却通常采用水套。风口冷却采用三个水套，风口小套用紫铜制造，形式有空腔用三个水套，风口小套用紫铜制造，形式有空腔式、复腔贯流式和螺旋式三种。空腔式冷却强度式、复腔贯流式和螺旋式三种。空腔式

135、冷却强度最低但造价低，螺旋式冷却强度最高但造价高。最低但造价低，螺旋式冷却强度最高但造价高。目前普通高炉多使用空腔式风口，长寿高炉多使目前普通高炉多使用空腔式风口，长寿高炉多使用复腔贯流式风口。风口中套由紫铜或青铜制造，用复腔贯流式风口。风口中套由紫铜或青铜制造，大套是铸铁制造的，内部铸有蛇形钢管。宝钢高大套是铸铁制造的，内部铸有蛇形钢管。宝钢高炉的新式风口如图炉的新式风口如图6-10。图6-10高炉风口图高炉冷却器高炉冷却器n风口风口高炉冷却器高炉冷却器n高炉渣口高炉渣口 渣口冷却采用四渣口冷却采用四个水套，大套、二个水套，大套、二套为铸铁制造，内套为铸铁制造，内部铸有蛇形钢管。部铸有蛇形钢

136、管。渣口三套是青铜制渣口三套是青铜制造的空腔式结构。造的空腔式结构。渣口小套是紫铜制渣口小套是紫铜制成的空腔式结构，成的空腔式结构，内径内径4560mm。渣口结构如图渣口结构如图6-11。图6-11高炉渣口图高炉冷却器高炉冷却器n普通高炉铁口不冷却，但出铁负荷过大的铁口可普通高炉铁口不冷却，但出铁负荷过大的铁口可以在其上方、两侧插入冷却板进行冷却。以在其上方、两侧插入冷却板进行冷却。n高炉炉底通常采用风冷或水冷。高炉炉底通常采用风冷或水冷。 n高炉炉底周围和炉缸通常采用光面冷却壁。高炉炉底周围和炉缸通常采用光面冷却壁。n高炉炉腰和炉身中、下部，可以采用密集铜冷却高炉炉腰和炉身中、下部，可以采用

137、密集铜冷却板冷却形式、冷却板（即扁水箱）加冷却壁的组板冷却形式、冷却板（即扁水箱）加冷却壁的组合冷却形式或强化型（带凸台）冷却壁冷却形式。合冷却形式或强化型（带凸台）冷却壁冷却形式。n高炉炉身上部可以采用支梁式冷却水箱、冷却板、高炉炉身上部可以采用支梁式冷却水箱、冷却板、镶砖冷却壁或不冷却。镶砖冷却壁或不冷却。 高炉冷却器高炉冷却器n光板冷却壁和镶砖冷却壁光板冷却壁和镶砖冷却壁图6-12高炉光面冷却壁和镶砖冷却壁高炉冷却器高炉冷却器n冷却水箱冷却水箱1图6-13高炉冷却水箱1.支梁式水箱，2.扁水箱高炉冷却方式及给排水高炉冷却方式及给排水n高炉冷却方式高炉冷却方式 在水源充足且水质好的地区，高

138、炉冷却方式可以采用在水源充足且水质好的地区，高炉冷却方式可以采用工业水开路循环冷却方式，一般地区大型高炉应该采用工业水开路循环冷却方式，一般地区大型高炉应该采用软水或纯水闭路循环冷却方式。炉体冷却应该满足分区软水或纯水闭路循环冷却方式。炉体冷却应该满足分区分段冷却，使高炉可以调节炉体各部位的冷却强度。分段冷却，使高炉可以调节炉体各部位的冷却强度。n冷却水耗量冷却水耗量 可根据冷却热负荷及进出水温差确定。设计时冷却水可根据冷却热负荷及进出水温差确定。设计时冷却水耗量可参考表耗量可参考表6-9确定。确定。 表表6-9 高炉炉体冷却水耗量高炉炉体冷却水耗量炉容25562010001260150032

139、004063耗水量，t/（m3h）2.01.61.41.751.32.01.6高炉冷却方式及给排水高炉冷却方式及给排水n冷却水压冷却水压 应该保证大于该处炉内煤气压力，防止冷却器损坏时煤气流入冷应该保证大于该处炉内煤气压力，防止冷却器损坏时煤气流入冷却器。一般风口冷却水压力要比热风压力高却器。一般风口冷却水压力要比热风压力高0.1Mpa，炉身部分冷却，炉身部分冷却水压要比该处炉内压力高水压要比该处炉内压力高0.05Mpa。现代大型高炉风口冷却水压达。现代大型高炉风口冷却水压达到到1.6MPa。冷却水流速根据冷却器形式确定。铸有无缝钢管的冷却。冷却水流速根据冷却器形式确定。铸有无缝钢管的冷却器内

140、部流速为器内部流速为1.21.5m/s。空腔式冷却器内部流速通常较低，只。空腔式冷却器内部流速通常较低，只有提高水压才能提高内部冷却水流速。复腔贯流式冷却器中冷却水有提高水压才能提高内部冷却水流速。复腔贯流式冷却器中冷却水流速很快，如宝钢风口水压流速很快，如宝钢风口水压1.6Mpa，流速在，流速在1219m/s。n冷却水进水温度冷却水进水温度 高炉应该控制冷却水进水温度，一般不超过高炉应该控制冷却水进水温度，一般不超过35，最大不应该超，最大不应该超过过40。冷却水温差根据高炉不同部位确定，炉缸。冷却水温差根据高炉不同部位确定，炉缸34，炉腹，炉腹炉腰炉腰612，炉身下部，炉身下部812，炉身

141、上部，炉身上部1016，风口，风口35，风渣口大套，风渣口大套56，风渣口二套，风渣口二套78，软水闭路循环，软水闭路循环515 。高炉冷却方式及给排水高炉冷却方式及给排水n高炉给排水系统高炉给排水系统 高炉车间要求供水系统必须安全可靠，水泵站必须有高炉车间要求供水系统必须安全可靠，水泵站必须有两路供电电源且两路电源不是来自一个供电点，最好有两路供电电源且两路电源不是来自一个供电点，最好有自己的备用发电机。泵房应有足够的备用泵，向高炉供自己的备用发电机。泵房应有足够的备用泵，向高炉供水应设置两条供水主管路及两套供水网。还应该设置水水应设置两条供水主管路及两套供水网。还应该设置水塔，储有供高炉使

142、用塔，储有供高炉使用30min的水量。的水量。 高炉给排水系统为：供水主管高炉给排水系统为：供水主管滤水器滤水器各层给水围各层给水围管管配水器配水器冷却器、喷水管冷却器、喷水管环形排水槽、排水箱环形排水槽、排水箱排水管排水管集水池（如图集水池（如图6-14）。供水管直径由给水量确）。供水管直径由给水量确定，正常条件下供水管内水流速定，正常条件下供水管内水流速0.71.0m/s，排水管，排水管直径为供水管直径的直径为供水管直径的1.32.0倍。供水管上应该设置逆倍。供水管上应该设置逆止阀，防止煤气倒流入冷却水系统。排水槽、箱标高应止阀，防止煤气倒流入冷却水系统。排水槽、箱标高应高于冷却器，保证冷

143、却器内充满水。高于冷却器，保证冷却器内充满水。高炉冷却方式及给排水高炉冷却方式及给排水n给排水给排水图6-14高炉给排水图高炉钢结构高炉钢结构n 高炉钢结构包括：炉壳、支柱和框架、炉腰托圈、炉顶平台、高炉钢结构包括：炉壳、支柱和框架、炉腰托圈、炉顶平台、斜桥、热风炉及其送风管道、除尘器及煤气系统管道以及走梯、过斜桥、热风炉及其送风管道、除尘器及煤气系统管道以及走梯、过桥、平台等。设计高炉钢结构应该考虑以下各点：桥、平台等。设计高炉钢结构应该考虑以下各点： 1）各种设备的安装、检修、更换的可行性、安全性和方便性，）各种设备的安装、检修、更换的可行性、安全性和方便性，大型设备的运进运出、吊装、临时

144、停放的可能性、安全性及方便性。大型设备的运进运出、吊装、临时停放的可能性、安全性及方便性。 2）某些钢结构的高温强度、耐磨性和密封性。）某些钢结构的高温强度、耐磨性和密封性。 3）运动装置运动轨迹周围应该有足够的净空尺寸，要考虑到安）运动装置运动轨迹周围应该有足够的净空尺寸，要考虑到安装的允许误差和受力变形等。装的允许误差和受力变形等。 4）支撑件应根据载荷做强度校核，必须考虑到静载荷、动载荷、）支撑件应根据载荷做强度校核，必须考虑到静载荷、动载荷、事故载荷、检修安装时的附加载荷及外部载荷（如风、地震等的载事故载荷、检修安装时的附加载荷及外部载荷（如风、地震等的载荷）。荷）。 5）露天及扬尘点

145、附近的钢结构应避免积尘积水。）露天及扬尘点附近的钢结构应避免积尘积水。 6）合理设计走梯、过桥、平台等，达到安全可靠且操作方便。）合理设计走梯、过桥、平台等，达到安全可靠且操作方便。高炉钢结构高炉钢结构 n高炉钢结构形式高炉钢结构形式 高炉本体钢结构主要解决炉顶载荷及炉身载荷传递到高炉基础的方式，同时还要考高炉本体钢结构主要解决炉顶载荷及炉身载荷传递到高炉基础的方式，同时还要考虑炉壳的密封、高炉周围操作空间的大小等。目前主要有虑炉壳的密封、高炉周围操作空间的大小等。目前主要有5种形式（如图种形式（如图6-14）：）：图6-15高炉钢结构图高炉钢结构高炉钢结构n大框架和炉缸支柱式：大框架和炉缸支

146、柱式： 炉顶载荷由炉体框架传递到基础，炉身载荷由炉腰托圈、炉缸支炉顶载荷由炉体框架传递到基础，炉身载荷由炉腰托圈、炉缸支柱传递到基础。这种方式工作可靠但风口平台拥挤，操作不方便，柱传递到基础。这种方式工作可靠但风口平台拥挤，操作不方便，只使用于较小的高炉。只使用于较小的高炉。n炉缸支柱式：炉缸支柱式： 炉顶炉身载荷通过炉皮传递到炉腰托圈和炉缸支柱再传至基础。炉顶炉身载荷通过炉皮传递到炉腰托圈和炉缸支柱再传至基础。特点是节约钢材造价低，但风口平台拥挤，操作不便，大修更换炉特点是节约钢材造价低，但风口平台拥挤，操作不便，大修更换炉壳不方便，特别是炉龄后期，炉皮强度下降，冷却不好时易发生重壳不方便，

147、特别是炉龄后期，炉皮强度下降，冷却不好时易发生重大事故。只用于中小高炉。大事故。只用于中小高炉。n炉身炉缸支柱式炉身炉缸支柱式： 炉顶装料设备和煤气管道的载荷由炉壳传递至炉腰托圈，炉顶框炉顶装料设备和煤气管道的载荷由炉壳传递至炉腰托圈，炉顶框架、大小钟载荷由炉身支柱传递至炉腰托圈，所有载荷经过炉腰托架、大小钟载荷由炉身支柱传递至炉腰托圈，所有载荷经过炉腰托圈通过炉缸支柱传递到高炉基础。这种方式工作可靠，造价较低，圈通过炉缸支柱传递到高炉基础。这种方式工作可靠，造价较低，但风口平台拥挤，操作不方便。可用于中大型高炉。但风口平台拥挤，操作不方便。可用于中大型高炉。高炉钢结构高炉钢结构n炉体框架式：

148、炉体框架式： 炉顶框架、煤气上升管以上的煤气管道、无钟炉顶的炉顶框架、煤气上升管以上的煤气管道、无钟炉顶的装料设备、大小钟等的载荷通过炉体框架传递到高炉基装料设备、大小钟等的载荷通过炉体框架传递到高炉基础。煤气导出管、无钟炉顶的布料装置、钟式高炉的大础。煤气导出管、无钟炉顶的布料装置、钟式高炉的大小料斗和布料器、炉顶封盖、炉身装置的载荷都通过炉小料斗和布料器、炉顶封盖、炉身装置的载荷都通过炉皮传到基础。这种形式由于取消了炉缸支柱，风口平台皮传到基础。这种形式由于取消了炉缸支柱，风口平台宽敞，炉前操作方便。目前大型和超大型高炉都采取这宽敞，炉前操作方便。目前大型和超大型高炉都采取这种方式。种方式

149、。n自立式：自立式： 高炉所有载荷都由炉壳承受并传递到基础。高炉结构高炉所有载荷都由炉壳承受并传递到基础。高炉结构简单，操作方便，投资最低，但只使用于中小高炉。简单，操作方便，投资最低，但只使用于中小高炉。高炉钢结构高炉钢结构n高炉炉壳高炉炉壳 炉壳的作用主要是固定冷却设备，保证高炉砌体的牢固，炉壳的作用主要是固定冷却设备，保证高炉砌体的牢固，保证气体密封，承受炉身和部分炉顶载荷等。高炉炉壳除承受保证气体密封，承受炉身和部分炉顶载荷等。高炉炉壳除承受巨大的重力外，还承受热应力和内部煤气压力等，有时还要抵巨大的重力外，还承受热应力和内部煤气压力等，有时还要抵抗煤气爆炸、崩料、坐料等的突然冲击力，

150、所以炉壳必须有足抗煤气爆炸、崩料、坐料等的突然冲击力，所以炉壳必须有足够的强度够的强度 。 炉壳形状要求与高炉内型、炉衬厚度、冷却设备结构形式炉壳形状要求与高炉内型、炉衬厚度、冷却设备结构形式相适应。应该尽量减少炉壳转折点。炉缸下部转折点应在铁口相适应。应该尽量减少炉壳转折点。炉缸下部转折点应在铁口框以下框以下100mm，炉腹下部转折点应在风口大套法兰盘边缘以，炉腹下部转折点应在风口大套法兰盘边缘以上不小于上不小于100mm处。炉腹上部的转折点位置决定于炉体内衬处。炉腹上部的转折点位置决定于炉体内衬厚度及结构形式。对于有炉缸支柱的薄壁炉腰高炉，炉腹上部厚度及结构形式。对于有炉缸支柱的薄壁炉腰高

151、炉，炉腹上部转折点一般与炉腰高度相适应。对于有炉缸支柱的厚壁炉腰高转折点一般与炉腰高度相适应。对于有炉缸支柱的厚壁炉腰高炉，转折点一般与炉腹内型高度或托圈高度相适应。炉顶封板炉，转折点一般与炉腹内型高度或托圈高度相适应。炉顶封板与炉喉外壳连接处的转折角（水平夹角）一般应大于与炉喉外壳连接处的转折角（水平夹角）一般应大于50。 高炉钢结构高炉钢结构n 炉壳使用炉壳使用A3钢，也有使用钢，也有使用16Mn低合金钢的。炉壳厚度应与工作条件相适应。对低合金钢的。炉壳厚度应与工作条件相适应。对于于A3钢，炉壳厚度可由下式计算钢，炉壳厚度可由下式计算: =KD 式中：式中：为计算部位的炉壳厚度为计算部位的

152、炉壳厚度(mm)；D为计算部位炉壳的直径为计算部位炉壳的直径(m)；K为系数为系数(mm/m)，可按表，可按表6-10取值。炉壳各带划分如图取值。炉壳各带划分如图6-16。图6-16高炉各弦带分界图部位部位K值值炉顶封板与炉喉炉顶封板与炉喉5055时：时：55时：时： 4.03.6 炉身（不包括下弦）炉身（不包括下弦）: 2.0炉身下弦炉身下弦 :2.2炉腰、炉腹、炉缸、炉底：炉腰、炉腹、炉缸、炉底： 2.7热风炉筒体下弦带：热风炉筒体下弦带：2.2热风炉筒身：热风炉筒身：1.5表6-10 高炉不同部位的K值高炉钢结构高炉钢结构n热风围管与热风支管热风围管与热风支管 热风围管都采用吊挂式，大框

153、架高炉热风围管吊挂在横梁上；炉热风围管都采用吊挂式，大框架高炉热风围管吊挂在横梁上；炉缸支柱式高炉热风围管吊挂在支柱外侧的吊挂板上；自立式高炉则缸支柱式高炉热风围管吊挂在支柱外侧的吊挂板上；自立式高炉则吊挂在炉壳上或吊挂在厂房梁上。吊挂在炉壳上或吊挂在厂房梁上。 热风围管的直径取决于风量和风速。应该以最大流量来计算。计热风围管的直径取决于风量和风速。应该以最大流量来计算。计算公式如下：算公式如下： m 式中：式中：d为热风围管内径，为热风围管内径，m；V为实际状态下热风的体积流量，为实际状态下热风的体积流量，m3/s；w为热风围管内的允许的实际状态下的流速，为热风围管内的允许的实际状态下的流速

154、，m/s。 当风压小于当风压小于0.05MPa时，时，w取取2530m/s；风压大于；风压大于0.09MPa时，时，w取取3035m/s。高压高炉。高压高炉w还可以取得更大些，如宝钢还可以取得更大些，如宝钢4063m3的高炉的高炉w最大为最大为4550m/s。 热风围管是钢板焊成，内部衬有绝热保温材料和耐火材料。从钢热风围管是钢板焊成，内部衬有绝热保温材料和耐火材料。从钢板向里依次是耐火材料喷涂层，绝热填料层，轻质耐火砖层和粘土板向里依次是耐火材料喷涂层，绝热填料层，轻质耐火砖层和粘土（或高铝）耐火砖层。（或高铝）耐火砖层。 热风支管见图热风支管见图6-10。是由弯管（鹅颈管）、短管、弯头、直

155、吹。是由弯管（鹅颈管）、短管、弯头、直吹管等组成。管等组成。 高炉基础高炉基础 高炉基础是高炉下部的承重结构，作用是将高炉的载荷传递到地高炉基础是高炉下部的承重结构，作用是将高炉的载荷传递到地基。高炉基础由埋在地下的基座和地面上的基墩组成（图基。高炉基础由埋在地下的基座和地面上的基墩组成（图6-17）。）。n高炉基础应满足以下要求：高炉基础应满足以下要求： 1)基础把高炉载荷传给地基时不产生过度沉陷，特别是不产生不均基础把高炉载荷传给地基时不产生过度沉陷，特别是不产生不均匀下陷。要求下沉量小于匀下陷。要求下沉量小于30mm，倾斜值不大于，倾斜值不大于0.10.5%。 2)基墩有足够的耐热性，通

156、常采用耐热混凝土。基墩有足够的耐热性，通常采用耐热混凝土。 3)适应现场的水文地质条件，通常应高于地下水位。如果建筑基础适应现场的水文地质条件，通常应高于地下水位。如果建筑基础在地下水位以下，必须加以处理。在地下水位以下，必须加以处理。 4)基础底面和附属建筑物的埋置深度应在冰冻线以下基础底面和附属建筑物的埋置深度应在冰冻线以下0.10.25m。我国北方冰冻线深度为哈尔滨我国北方冰冻线深度为哈尔滨2.2米，沈阳米，沈阳1.2米，鞍山本溪米，鞍山本溪1.1米，米，包头包头1.03米，太原小于米，太原小于1.0米。南方可不考虑此问题。米。南方可不考虑此问题。 5)基座大小应与现场地质土壤条件适应。

157、基座大小应与现场地质土壤条件适应。 6)尽可能低的造价。尽可能低的造价。 注：注：高炉基座应该建筑在承压能力大于高炉基座应该建筑在承压能力大于2.0kg/cm2的地层上，当地的地层上，当地层承压能力不够时，应该做地基处理。处理方法有加垫层、打钢桩层承压能力不够时，应该做地基处理。处理方法有加垫层、打钢桩等。高炉基座通常作成圆形或八角形，现代大高炉多为八角形。等。高炉基座通常作成圆形或八角形，现代大高炉多为八角形。图6-17高炉基础图高炉基础高炉基础n高炉基础高炉基础炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n氧气转炉设计氧气转炉设计n转炉座数：转炉座数：2吹吹1，3吹吹2。n转炉的公称容量：转炉的公称容

158、量：n平均金属装入量平均金属装入量n平均出钢量平均出钢量 G=Wm/m t Wm:车间年产钢水量车间年产钢水量 m:车间年出钢炉数车间年出钢炉数n平均炉产良坯量平均炉产良坯量炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n转炉炉型转炉炉型及主要参及主要参数数n炉型：炉型：n筒球型筒球型n截锥型截锥型n锥球型。锥球型。炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n主要参数主要参数n炉容比炉容比:转炉炉内的有效体积转炉炉内的有效体积V与转炉的共称容量与转炉的共称容量G之比。之比。 n顶吹转炉：顶吹转炉：0.900.95m3/tn复吹转炉：复吹转炉：0.850.95m3/tn如何确定炉容比？如何确定炉容比？ 考虑原材料条件和

159、转炉的操作条件，当铁水的比例较大，或考虑原材料条件和转炉的操作条件，当铁水的比例较大，或铁水含磷、硅较高，或采用较大的供氧强度，氧枪喷头的孔数铁水含磷、硅较高，或采用较大的供氧强度，氧枪喷头的孔数少、使用铁矿石或氧化铁皮作为冷却剂时，炉容比要选择大些；少、使用铁矿石或氧化铁皮作为冷却剂时，炉容比要选择大些；反之选择小些。反之选择小些。n熔池直径熔池直径D：熔池处于平静时金属液面的直径。：熔池处于平静时金属液面的直径。炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n溶池深度：指熔池平静时金属液面到炉底溶池深度：指熔池平静时金属液面到炉底最低处的距离。最低处的距离。n球缺形转炉球缺形转炉 取底半径取底半径R=1

160、.11.25倍熔池直径倍熔池直径D，再利用，再利用金属熔池体积和几何关系求出熔池深度。金属熔池体积和几何关系求出熔池深度。n筒球型转炉筒球型转炉炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n炉帽尺寸：转炉一般采用正口对称炉帽，形状为上大下小炉帽尺寸：转炉一般采用正口对称炉帽，形状为上大下小的截圆锥形。的截圆锥形。n炉口直径炉口直径d=KD m，K=0.430.53n炉帽倾角炉帽倾角：6068，大炉取下限，小炉取上限。，大炉取下限，小炉取上限。n炉口直线段：炉口直线段： Hd=300400mmn炉帽高度炉帽高度HC：n炉帽有效容积炉帽有效容积VC：n炉身尺寸：转炉在熔池以上，炉帽以下的之间的容积为炉炉身尺寸

161、：转炉在熔池以上，炉帽以下的之间的容积为炉身容积身容积Vb，其高度为，其高度为Hb，计算式为：，计算式为： n出钢口直径：出钢口通常位于炉帽炉身交界处，以使在出出钢口直径：出钢口通常位于炉帽炉身交界处，以使在出钢时出钢口位于最低位置，将钢水出尽。钢时出钢口位于最低位置，将钢水出尽。ndt：n出钢口角度：出钢口中心线与水平线的夹角，大型转炉一般出钢口角度：出钢口中心线与水平线的夹角，大型转炉一般为为020。炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n复吹转炉底部供气元件复吹转炉底部供气元件 复吹转炉底部供气元件主要有两大类，一类为底部吹入非氧化性气体如复吹转炉底部供气元件主要有两大类，一类为底部吹入非氧化

162、性气体如N2、Ar用用的环缝型管、缝砖管、直孔砖型管和细钢管过孔型；另外一类是从底部吹入氧化性气的环缝型管、缝砖管、直孔砖型管和细钢管过孔型；另外一类是从底部吹入氧化性气体如体如O2、CO用的同心双层管，如图用的同心双层管，如图7-2所示。所示。7-2 复吹转炉底部供气元件复吹转炉底部供气元件各种底吹供气部件各种底吹供气部件炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n转炉炉衬设计转炉炉衬设计n绝热层：石棉板，厚度绝热层：石棉板，厚度1020mm，位于永久层，位于永久层与炉壳钢板间。与炉壳钢板间。n永久层：一般为侧砌标准型镁砖，炉帽和炉身的永永久层：一般为侧砌标准型镁砖，炉帽和炉身的永久层为一层镁砖，厚度

163、为久层为一层镁砖，厚度为113或或115mm；大型转；大型转炉炉底的永久层采用三层镁砖堆砌，厚度炉炉底的永久层采用三层镁砖堆砌，厚度339345mm。n填充层：通常用焦油镁砂或焦油白云石散装料捣大填充层：通常用焦油镁砂或焦油白云石散装料捣大而成，位于永久层和工作层之间，厚度而成，位于永久层和工作层之间，厚度60100mm。一般只用在炉帽和炉身部位。一般只用在炉帽和炉身部位。n工作层：多采用镁碳砖砌筑，厚度为工作层：多采用镁碳砖砌筑，厚度为500800mm，不同部位工作层厚度不同，一般，不同部位工作层厚度不同，一般炉底厚些，炉帽薄些。炉底厚些，炉帽薄些。炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n转炉炉壳

164、设计转炉炉壳设计n转炉炉壳：包括炉帽、炉身和炉底三个部分，各部转炉炉壳：包括炉帽、炉身和炉底三个部分，各部分用钢板成形后，再焊接成整体。各部分炉壳的厚分用钢板成形后，再焊接成整体。各部分炉壳的厚度按经验确定。度按经验确定。n炉壳材质：主要采用焊接性能好、抗蠕变性能高的炉壳材质：主要采用焊接性能好、抗蠕变性能高的耐压锅炉钢板或低合金钢板来制造。耐压锅炉钢板或低合金钢板来制造。n转炉高宽比校核转炉高宽比校核n指转炉炉壳高度指转炉炉壳高度Hw和炉壳外径和炉壳外径Dw之比（之比（ Hw / Dw ）。我国推荐的高宽比为）。我国推荐的高宽比为1.351.60，大型转炉取，大型转炉取下限。下限。炼钢主体设

165、备设计炼钢主体设备设计n氧枪设计：氧枪设计：n喷头类型喷头类型n拉瓦尔型、直筒型拉瓦尔型、直筒型n单孔型、多孔型：多为单孔型、多孔型：多为3孔、孔、5孔。孔。n吹氧型、吹氧吹氧型、吹氧-石灰粉型、石灰粉型、吹氧吹氧-燃燃喷头型喷头型 单孔拉瓦尔型喷头供养强度低，冲击面积小，只适单孔拉瓦尔型喷头供养强度低，冲击面积小，只适合小型转炉使用，大中型转炉常采用三孔、四孔、五合小型转炉使用，大中型转炉常采用三孔、四孔、五孔的多孔型拉瓦尔型喷头。多孔型喷头将集中供氧变孔的多孔型拉瓦尔型喷头。多孔型喷头将集中供氧变为分散供氧，增大了冲击面积，可减少喷溅，提高金为分散供氧，增大了冲击面积，可减少喷溅，提高金属

166、收得率，枪位稳定，成渣速度快，供氧强度大，可属收得率，枪位稳定，成渣速度快，供氧强度大，可提高生产率提高生产率。炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n喷头尺寸喷头尺寸 合理的喷头结构是氧气转炉合理的供氧制度的基础。氧气喷头合理的喷头结构是氧气转炉合理的供氧制度的基础。氧气喷头设计的关键在于正确选择喷头参数。目前主要根据可压缩流体理论设计的关键在于正确选择喷头参数。目前主要根据可压缩流体理论进行喷头参数的计算。进行喷头参数的计算。n氧流量或供氧强度：氧流量或供氧强度： 吨钢氧耗量，吨钢氧耗量，4869Nm3/tn喷孔出口马赫数喷孔出口马赫数Ma： 喷孔出口马赫数决定了喷孔氧气出口速度，也决定了氧气射

167、流喷孔出口马赫数决定了喷孔氧气出口速度，也决定了氧气射流对溶池的冲击搅拌能力，对溶池的冲击搅拌能力，1.952.2。n炉膛压力与设计公况氧压炉膛压力与设计公况氧压P0： 炉膛压力炉膛压力指氧枪喷头在炉膛内的环境压力，指氧枪喷头在炉膛内的环境压力，0.990.102MPa； 设计工况压力设计工况压力指喷头进口处的氧气压力，近似等于氧气的滞止指喷头进口处的氧气压力，近似等于氧气的滞止压力。压力。 炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n喷孔夹角与喷孔间距：喷孔夹角与喷孔间距： 喷孔夹角喷孔夹角指喷孔中心线与喷头中轴之间的夹角；指喷孔中心线与喷头中轴之间的夹角； 喷孔间距喷孔间距指喷孔出口中心点与喷头中轴

168、线之间的距离。指喷孔出口中心点与喷头中轴线之间的距离。n喷孔形状和尺寸：喷孔形状和尺寸： 喷孔形状喷孔形状基本都采用拉瓦尔型喷孔。拉瓦尔型喷头是一个收基本都采用拉瓦尔型喷孔。拉瓦尔型喷头是一个收缩缩-扩张型喷头，它由收缩段、喉口和扩张段组成，当出口氧扩张型喷头，它由收缩段、喉口和扩张段组成，当出口氧压与进口氧压之比压与进口氧压之比p出出/p进进0.528时形成超声速流。时形成超声速流。 喷孔尺寸：喷孔尺寸：1）喉口直径及喉口长度；）喉口直径及喉口长度；2）收缩段长度及入口）收缩段长度及入口直径；直径；3）喷孔出口直径及扩张段长度；）喷孔出口直径及扩张段长度；4）喷头氧气进口直）喷头氧气进口直径

169、。径。炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n枪身设计枪身设计 氧枪枪身是由三层同心的无缝钢管组成，内层管通氧气，内管氧枪枪身是由三层同心的无缝钢管组成，内层管通氧气，内管与中层管的环缝是冷却水的进水通道，中层管和外管之间的环缝与中层管的环缝是冷却水的进水通道，中层管和外管之间的环缝是出水通道。是出水通道。n内层管直径内层管直径n中层管直径中层管直径n外层管直径外层管直径n氧枪全长及行程氧枪全长及行程炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n铁水罐及钢包尺寸铁水罐及钢包尺寸 钢包各部分尺寸可按表钢包各部分尺寸可按表7-36和图和图7-7进行计算。进行计算。表表7-36 盛钢桶各部位尺寸关系盛钢桶各部位尺寸关

170、系炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计图图7-7 盛钢桶各部位尺寸盛钢桶各部位尺寸炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计n用于向转炉兑铁水的铁水罐的主要外形尺寸可根据图用于向转炉兑铁水的铁水罐的主要外形尺寸可根据图7-8和表和表7-37选取选取图图7-8 铁水罐外形结构铁水罐外形结构炼钢主体设备设计炼钢主体设备设计铁水罐外形各部分尺寸铁水罐外形各部分尺寸 mm氧枪结构氧枪结构喷头结构喷头结构副枪概要副枪概要7.附属设备的选择与设计附属设备的选择与设计n高炉炼铁车间附属设备高炉炼铁车间附属设备n炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备高炉附属设备高炉附属设备n原料系统原料系统n送风系统送风系统n渣铁处理系统渣铁处

171、理系统n煤气除尘系统煤气除尘系统n喷煤系统喷煤系统原料系统原料系统 原料系统是指各种原料运入高炉车间到装入高炉的一原料系统是指各种原料运入高炉车间到装入高炉的一系列设施，包括：原料的卸载、存储、处理（筛分、混系列设施，包括：原料的卸载、存储、处理（筛分、混匀）、配料的称量、上料、装料布料等装置与设备。匀）、配料的称量、上料、装料布料等装置与设备。n储矿槽和贮焦槽储矿槽和贮焦槽n矿槽能够贮存高炉生产矿槽能够贮存高炉生产1218小时所需的矿石小时所需的矿石 ；n焦槽能够贮存高炉生产焦槽能够贮存高炉生产8小时以上所需的焦炭；小时以上所需的焦炭； n小高炉或外购矿石及焦炭的高炉，矿槽和焦槽容积可以大些

172、；小高炉或外购矿石及焦炭的高炉，矿槽和焦槽容积可以大些；n设计时可以根据高炉炉容确定矿槽、焦槽容积，大中型高炉矿槽设计时可以根据高炉炉容确定矿槽、焦槽容积，大中型高炉矿槽总容积与高炉容积的比为总容积与高炉容积的比为1.32.5，焦槽总容积与高炉有效容积，焦槽总容积与高炉有效容积之比为之比为0.50.7；n矿槽数量和容积取决于冶炼使用的矿槽数量和容积取决于冶炼使用的矿石种类矿石种类和数量。和数量。n槽上槽下运输槽上槽下运输 槽上槽下运输应该采用胶带运输设施。槽上槽下运输应该采用胶带运输设施。胶带的宽度胶带的宽度根据物料的种根据物料的种类、粒度、堆密度、堆积角，运输量、胶带倾角等确定。胶带的宽类、

173、粒度、堆密度、堆积角，运输量、胶带倾角等确定。胶带的宽度可以用下式确定：度可以用下式确定：原料系统原料系统 m m B: B:胶带宽度，胶带宽度，m m； Q:Q:运输量，运输量，t/ht/h； V:V:胶带速度，胶带速度，m/sm/s； K:K:断面系数；断面系数； C:C:倾角系数；倾角系数； r:r:原料堆密度重，原料堆密度重，t/mt/m3 3。 物料的堆密度，富铁矿取物料的堆密度，富铁矿取2.5t/m2.5t/m3 3，烧结矿、石灰石和白云石取，烧结矿、石灰石和白云石取1.6t/m1.6t/m3 3，焦粉取，焦粉取0.7t/m0.7t/m3 3，焦炭取，焦炭取0.5t/m0.5t/m

174、3 3 ，贫铁矿取，贫铁矿取2.0t/m2.0t/m3 3。n筛分与称量筛分与称量装置装置 根据炼铁工艺设计的技术规定，烧结矿和焦炭入炉前必须进行槽根据炼铁工艺设计的技术规定，烧结矿和焦炭入炉前必须进行槽下筛分。目前烧结矿多数采用振动筛，筛出小于下筛分。目前烧结矿多数采用振动筛，筛出小于5mm的粉末。焦的粉末。焦炭可采用滚筛或者振动筛，根据高炉容积筛分粒级不同，分别筛出炭可采用滚筛或者振动筛，根据高炉容积筛分粒级不同，分别筛出25mm（大型高炉）、（大型高炉）、15mm（中型高炉）、（中型高炉）、10mm （小高炉）（小高炉）以下的的碎焦。以下的的碎焦。 入炉矿石、焦炭及辅助原料的称量通常采用

175、称量漏斗，使用机械入炉矿石、焦炭及辅助原料的称量通常采用称量漏斗，使用机械秤或者电子秤。秤或者电子秤。原料系统原料系统n上料系统上料系统n上料装置与设备上料装置与设备 高炉上料机是将高炉原燃料运输到高炉炉顶的装置，可以分为斜桥料车高炉上料机是将高炉原燃料运输到高炉炉顶的装置，可以分为斜桥料车式和胶带式两种。高炉上料机应该满足以下几点要求：式和胶带式两种。高炉上料机应该满足以下几点要求：1）足够的上料能力，不仅满足正常生产的要求，还要在最高日产量时满足）足够的上料能力，不仅满足正常生产的要求，还要在最高日产量时满足赶料线的要求。为此上料机的作业率不要超过赶料线的要求。为此上料机的作业率不要超过7

176、075%；2）高炉生产是连续长时间的，装料制度要根据高炉冶炼情况经常需要调整，）高炉生产是连续长时间的，装料制度要根据高炉冶炼情况经常需要调整，保证上料机系统工作的运转可靠和耐用；保证上料机系统工作的运转可靠和耐用；3）可靠的自动控制和安全装置，最大程度的实现上料自动化；）可靠的自动控制和安全装置，最大程度的实现上料自动化；4 4）结构简单，维护和修理方便。）结构简单，维护和修理方便。n双钟式装料设备双钟式装料设备 n无钟式装料设备无钟式装料设备 n炉顶压力控制装置炉顶压力控制装置和和探料设备探料设备 原料系统原料系统宝钢宝钢1#高炉贮矿槽工艺布置图高炉贮矿槽工艺布置图原料系统原料系统图6-2

177、0双钟料车式炉顶装料设备图6-21并罐式无钟炉顶原料系统原料系统原料系统原料系统图6-22串罐式无钟炉顶送风系统送风系统 高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管道、热风炉、热风管道及高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管道、热风炉、热风管道及各种阀门。各种阀门。n高炉鼓风机的选择高炉鼓风机的选择 高炉鼓风机是高炉生产的关键设备，必须满足高炉冶炼的需求，高炉鼓风机是高炉生产的关键设备，必须满足高炉冶炼的需求，即要有足够的鼓风量和鼓风压力，稳定的风量及调节范围。即要有足够的鼓风量和鼓风压力，稳定的风量及调节范围。 n风量风压的确定风量风压的确定 n入炉标态风量：入炉标态风量： 鼓风机出口风量：鼓风机出口风

178、量：V=（1+R）V0 m3/min n风压：等于炉顶压力风压：等于炉顶压力+料柱阻力料柱阻力+送风系统阻力送风系统阻力n炉顶压力：炉顶压力：大型高炉在大型高炉在0.10.3 MPa范围范围 n料柱阻力：料柱阻力：大型高炉在大型高炉在0.110.17MPa范围范围 n送风系统阻力：送风系统阻力：一般为一般为0.010.02MPa 送风系统送风系统n风量风压的修正风量风压的修正 n风量修正系数风量修正系数K1 ：式中：式中：PS是风机吸风口压力（等于使用地区大气压力减去鼓风机吸风是风机吸风口压力（等于使用地区大气压力减去鼓风机吸风口阻力损失），口阻力损失），Pa；是使用地区大气相对湿度，是使用地

179、区大气相对湿度，%；PH是使用地是使用地区温度条件下的饱和蒸汽压，区温度条件下的饱和蒸汽压，Pa；T1是测定风机特性曲线时的绝对是测定风机特性曲线时的绝对温度，温度，K；T2是风机使用地区的绝对温度，是风机使用地区的绝对温度，K ；P1是测定风机特性是测定风机特性曲线时的压力，曲线时的压力，Pa。该地区风机出口风量：该地区风机出口风量：V V=V/K=V/K1 1，m m3 3/min/min。 n风压修正系数：风压修正系数：实际出口压力：实际出口压力：P=K2P，PaPa P是风机特性曲线工况点上的压力是风机特性曲线工况点上的压力式中：式中：P1是测定风机特性曲线时的大气压力，是测定风机特性

180、曲线时的大气压力，Pa；P2是使用地区的大气压力，是使用地区的大气压力，Pa；T1是测定风机特性曲线时的温度，是测定风机特性曲线时的温度，K；T2是是使用地区的温度，使用地区的温度，K。 送风系统送风系统送风系统送风系统n鼓风机的选择鼓风机的选择 高炉用鼓风机主要有离心式风机和轴流式鼓风机。一般在中小高高炉用鼓风机主要有离心式风机和轴流式鼓风机。一般在中小高炉多使用离心式风机，大型高炉多使用轴流式鼓风机。选择鼓风机炉多使用离心式风机，大型高炉多使用轴流式鼓风机。选择鼓风机主要考虑以下几个特点：主要考虑以下几个特点：nl l能够稳定地按风量连续送风，有宽的送风范围；能够稳定地按风量连续送风，有宽

181、的送风范围；nl l长期连续安全运行和便于维修；长期连续安全运行和便于维修；nl l原动机和鼓风机运转效率高；原动机和鼓风机运转效率高；nl l调节性能好，配置有自动控制和安全装置。调节性能好，配置有自动控制和安全装置。nl l 在选配风机时，应该根据其特性曲线，确定鼓风机在安全运行时风在选配风机时，应该根据其特性曲线，确定鼓风机在安全运行时风量风压的变动范围（称为工况区），高压操作高炉鼓风机运行工况区应量风压的变动范围（称为工况区），高压操作高炉鼓风机运行工况区应该按图该按图6-24考虑。夏季最热月份最高平均气象条件下，最高冶炼强度时考虑。夏季最热月份最高平均气象条件下，最高冶炼强度时运行工

182、况高压操作为运行工况高压操作为A点，常压操作为点，常压操作为B点。冬季最冷月份最低平均气象点。冬季最冷月份最低平均气象条件下，最低冶炼强度时运行工况高压操作条件下，最低冶炼强度时运行工况高压操作为为D点，常压操作为点，常压操作为C点。在点。在年均气象条件下，平均冶炼强度时高压操作为年均气象条件下，平均冶炼强度时高压操作为E点，常压操作为点，常压操作为F点。选点。选择鼓风机时，应该使鼓风机能力满足择鼓风机时，应该使鼓风机能力满足A点要求，点要求，C、D点必须在安全工作点必须在安全工作范围内，范围内，E、F必须在经济运转区内。总体说，鼓风机在夏季能够满足最必须在经济运转区内。总体说，鼓风机在夏季能

183、够满足最高冶炼强度要求且有余地，冬季在最低冶炼强度工作时不必放风。高冶炼强度要求且有余地，冬季在最低冶炼强度工作时不必放风。 送风系统送风系统n图图6-4 6-4 高压高炉鼓风机的工况示意图高压高炉鼓风机的工况示意图 最高转速最高转速最低转速最低转速振荡界限振荡界限高压操作高压操作常压操作常压操作夏季夏季冬季冬季BCDA风量风量风风压压EF送风系统送风系统n脱湿鼓风与富氧鼓风脱湿鼓风与富氧鼓风 为了稳定高炉冶炼炉况，减少水分分解吸热，现代化高炉多采用为了稳定高炉冶炼炉况，减少水分分解吸热，现代化高炉多采用脱湿鼓风。脱湿鼓风一般采用鼓风吸入侧冷却脱湿。脱湿鼓风。脱湿鼓风一般采用鼓风吸入侧冷却脱湿

184、。 为了提高喷吹燃料效果，高炉设有富氧鼓风装置。氧气可以在风为了提高喷吹燃料效果，高炉设有富氧鼓风装置。氧气可以在风机吸入口前或鼓风机后加入。机吸入口前或鼓风机后加入。n蓄热式热风炉蓄热式热风炉 热风炉是将鼓风加热的装置，高炉使用的热风炉主要是蓄热式，热风炉是将鼓风加热的装置，高炉使用的热风炉主要是蓄热式，根据燃烧室位置不同可以分为内燃式、外燃式和顶燃式三种。根据燃烧室位置不同可以分为内燃式、外燃式和顶燃式三种。送风系统送风系统n蓄热式热风炉结构蓄热式热风炉结构 图6-25内燃式热风炉外燃式热风炉煤气除尘系统煤气除尘系统 荒煤气温度荒煤气温度150300，含有大量的粉尘，含有大量的粉尘，约约4

185、0100g/m3。高炉煤气必须降温除尘后高炉煤气必须降温除尘后（煤气含尘小于（煤气含尘小于510mg/m3）才能够使用。才能够使用。n煤气除尘系统的主要设备煤气除尘系统的主要设备n粗除尘：重力除尘器粗除尘：重力除尘器n半精细除尘：洗涤塔半精细除尘：洗涤塔n精细除尘：电除尘器、干式布袋除尘器、文氏管、环精细除尘：电除尘器、干式布袋除尘器、文氏管、环缝洗涤器缝洗涤器n脱水器、消音器、高压阀组、余压发电机等。脱水器、消音器、高压阀组、余压发电机等。煤气除尘系统煤气除尘系统n荒煤气管道选择设计荒煤气管道选择设计 n重力除尘器的简易设计重力除尘器的简易设计n除尘设备的选择除尘设备的选择n煤气系统附属设备

186、煤气系统附属设备的选的选择择渣铁处理系统渣铁处理系统n风口平台及出铁场风口平台及出铁场 n炉前设备炉前设备 ：开铁口机、开铁口机、堵铁口泥炮、堵渣机、吊车和换风口机械等。堵铁口泥炮、堵渣机、吊车和换风口机械等。 n铁水处理铁水处理 ：铸铁机、脱硅、脱硫、脱磷铸铁机、脱硅、脱硫、脱磷n炉渣处理炉渣处理 n干渣处理干渣处理n干渣坑法干渣坑法n渣罐倾倒法渣罐倾倒法 n水渣处理水渣处理n沉淀池法沉淀池法n拉萨法拉萨法n因巴法因巴法n水渣坑法水渣坑法 渣铁处理系统渣铁处理系统鞍钢鞍钢11#高炉高炉喷煤系统喷煤系统n煤粉制备系统：煤粉制备系统：n贮存运输设备贮存运输设备n干燥磨煤设备干燥磨煤设备n粗粉分离

187、设备粗粉分离设备n细粉收集设备细粉收集设备n煤粉贮存设备等。煤粉贮存设备等。 n煤粉喷吹系统：煤粉喷吹系统：n煤粉喷吹设备煤粉喷吹设备n有双罐并列式喷吹罐有双罐并列式喷吹罐n三罐单列式喷吹罐三罐单列式喷吹罐n喷吹附属设备。喷吹附属设备。 炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备n原材料贮运及加料设备原材料贮运及加料设备n混铁炉混铁炉 混铁炉是高炉和转炉之间的炼钢辅助设备，它主要用于调节和均衡高混铁炉是高炉和转炉之间的炼钢辅助设备，它主要用于调节和均衡高炉和转炉之间铁水供求的设备，保证不间断地供给转炉需要的铁水。铁炉和转炉之间铁水供求的设备，保证不间断地供给转炉需要的铁水。铁水在混铁炉中水在混铁炉中储存

188、储存和和混匀铁水成份混匀铁水成份、均匀温度均匀温度及及保温保温，它对转炉炼钢非，它对转炉炼钢非常有利。常有利。 混铁炉一般分为混铁炉一般分为300吨、吨、600吨、吨、900吨和吨和1300吨，主要由：底座、吨，主要由：底座、炉体、传动机构、回转机构、开盖机构、鼓风装置、煤气空气管道、气炉体、传动机构、回转机构、开盖机构、鼓风装置、煤气空气管道、气动送闸装置、干油润滑装置、混铁炉平台、电气系统等动送闸装置、干油润滑装置、混铁炉平台、电气系统等11部分组成。炉部分组成。炉体是由可拆的侧面凸起的端盖和开有兑铁水口、出铁水口的圆筒组成筒体是由可拆的侧面凸起的端盖和开有兑铁水口、出铁水口的圆筒组成筒体

189、。炉体内砌有耐火材料，耐火材料与炉壳之间填有硅藻土料填料层，体。炉体内砌有耐火材料，耐火材料与炉壳之间填有硅藻土料填料层，借以隔热和缓冲炉衬受热膨胀对炉壳产生的压力，填料层向里砌有硅藻借以隔热和缓冲炉衬受热膨胀对炉壳产生的压力，填料层向里砌有硅藻土砖用来隔热，硅藻土砖里面是粘土砖，粘土砖里面是直接与铁水接触土砖用来隔热，硅藻土砖里面是粘土砖，粘土砖里面是直接与铁水接触的工作层，工作层是用镁砖砌筑的。的工作层，工作层是用镁砖砌筑的。 n公称容量：转炉的公称容量：转炉的1520倍，通常设两座。倍，通常设两座。n系列：系列：150、300、600、1000、1500、2500炼钢车间附属设备炼钢车间

190、附属设备炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备混铁炉出铁水混铁炉出铁水炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备混铁炉兑入铁水混铁炉兑入铁水炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备混铁炉底座混铁炉底座炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备n混铁车混铁车 混铁车是钢铁厂内运输铁水的专用设备，它将高炉冶炼出来混铁车是钢铁厂内运输铁水的专用设备，它将高炉冶炼出来的铁水通过铁路专用运输线运至炼钢厂用以炼钢，并取代铁水车的铁水通过铁路专用运输线运至炼钢厂用以炼钢，并取代铁水车和混铁炉。铁车一般为和混铁炉。铁车一般为 25250吨，最大吨，最大600吨。吨。n铁水罐车铁水罐车n散状料间散状料间n高位料仓高位料仓n给料、称量和加料设备给

191、料、称量和加料设备原材料贮运及加料设备原材料贮运及加料设备混铁炉混铁炉混铁车混铁车高位料仓高位料仓钢水测温装置钢水测温装置炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备n铸锭铸坯设备铸锭铸坯设备n盛钢桶：盛钢桶：n外壳和内衬外壳和内衬n塞棒控制系统塞棒控制系统n滑动水口滑动水口n中间包中间包n连铸机连铸机n立式连铸机立式连铸机n立弯式连铸机立弯式连铸机n弧形连铸机弧形连铸机n离心连铸机离心连铸机n水平连铸机水平连铸机n铸锭设备铸锭设备n钢锭模钢锭模n保温帽保温帽连铸机构造连铸机构造立式连铸机立式连铸机立弯式连铸机立弯式连铸机弧形连铸机弧形连铸机水平连铸机水平连铸机炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备n烟气净化、

192、环保和综合利用烟气净化、环保和综合利用n烟气的净化烟气的净化n特点：炉气量变化大，成分、温度变化也大。设计按最大炉气量设特点：炉气量变化大，成分、温度变化也大。设计按最大炉气量设计。含尘量计。含尘量15120g/m3。烟尘颗粒小，烟尘颗粒小，1m的占的占95%（燃烧（燃烧法），法），1020 m的占的占70%以上（未燃法）。以上（未燃法）。n燃烧法：燃烧法：7278%氮气，氮气，1020%氧气，氧气，612%COn未燃法：未燃法：5070%CO，2510%CO2，1020%氮气，氮气，0.30.8%O2，0.52.0%氢。氢。n吨钢回收煤气吨钢回收煤气6070m3。n热值：热值：1500200

193、0千卡千卡/米米3n烟气收集和冷却烟气收集和冷却n不回收煤气和余热法：空气燃烧不回收煤气和余热法：空气燃烧CO和冷却烟气，喷水冷却烟气。和冷却烟气，喷水冷却烟气。n不回收煤气，利用余热，采用余热锅炉回收蒸汽。不回收煤气，利用余热，采用余热锅炉回收蒸汽。n回收煤气和余热，只在碳氧化期回收煤气。回收煤气和余热，只在碳氧化期回收煤气。n烟尘收集：文氏管、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器等烟尘收集：文氏管、电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器等OG法转炉煤气处理法转炉煤气处理炼钢车间附属设备炼钢车间附属设备n污水处理污水处理n分级：水力旋流器分级：水力旋流器n浓缩：沉淀池浓缩：沉淀池n脱水：真空吸滤机脱水

194、：真空吸滤机n干燥：含水干燥：含水25%的泥饼需要干燥的泥饼需要干燥n泥浆：直接送烧结厂泥浆：直接送烧结厂n炉渣处理：炉渣处理：120150kg/吨吨钢钢n泼渣：热泼后喷水泼渣：热泼后喷水转炉渣处理转炉渣处理炼钢车间其它设备炼钢车间其它设备n炉外精炼设备炉外精炼设备nLF炉炉nDH炉炉nRH炉炉nAOD炉炉nVAD炉炉n。n铁水预处理站铁水预处理站LF炉炉DH炉炉DH炉炉RH炉炉RH炉炉AOD炉炉VAD炉炉铁水预处理铁水预处理_摇动铁罐法摇动铁罐法铁水预处理铁水预处理_转鼓法转鼓法铁水预处理铁水预处理_机械搅拌法机械搅拌法铁水预处理铁水预处理_混铁车喷吹法混铁车喷吹法铁水预处理铁水预处理_气体搅拌法气体搅拌法