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1、LOGO指导教师：高艳宏指导教师：高艳宏年产铁年产铁180180万吨的高炉车间工艺优化设计万吨的高炉车间工艺优化设计 n专业：冶金技术专业：冶金技术10100101n学生：熊良斌学生：熊良斌n学号：学号：20106302612010630261本设计目的本设计目的 1.1.掌握文献的查阅方法及技巧，了解高炉生产的掌握文献的查阅方法及技巧，了解高炉生产的现状，完成文献综述。现状，完成文献综述。 2.2.熟练物料衡算和热衡算过程计算。熟练物料衡算和热衡算过程计算。 3 3. .正确选择主体设备和辅助设备正确选择主体设备和辅助设备目录目录u1. 1. 文献综述文献综述u2. 2. 配料计算配料计算u
2、3. 3. 物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡u4. 4. 高炉内型设计高炉内型设计u5. 5. 主体设备和辅助设备的选择主体设备和辅助设备的选择u6. 6. 结论结论1. 1. 文献综述文献综述 高高炉炉冶冶炼炼是是获获得得生生铁铁的的主主要要手手段段，它它以以铁铁矿矿石石（天天然然富富矿矿，烧烧结结矿矿，球球团团矿矿）为为原原料料，焦焦碳碳，煤煤粉粉，重重油油，天天然然气气等等为为燃燃料料和和还还原原剂剂，以以石石灰灰石石等等为为溶溶剂剂，在在高高炉炉内内通通过过燃燃料料燃燃烧烧，氧氧化化物物中中铁铁元元素素的的还还原原以以及及非非氧氧化化物物造造渣渣等等一一系系列列复复杂杂的的物物理理化化
3、学学过过程程，获获得得生生铁铁。其其主主要要副副产产品品有有高高炉炉炉炉渣渣和和高高炉炉煤煤气气。为为了了实实现现优优质质，低低耗耗，高高产产和和延延长长炉炉龄龄，高高炉炉本本体体结结构构及及辅辅助助系系统统必必须须满满足足冶冶炼炼过过程程的的要要求求，即即耐耐高高温温，耐耐高高压压，耐耐磨磨，耐耐侵侵蚀蚀密密封封性性好好，工工作作可可靠靠，寿寿命长，而且具有足够的生产能力。命长，而且具有足够的生产能力。1.11.11.11.1概述概述概述概述1.21.21.21.2高炉冶炼现状及其发展高炉冶炼现状及其发展高炉冶炼现状及其发展高炉冶炼现状及其发展1.1.炉容大型化炉容大型化 2.2.精料精料3
4、.3.提高休风温度提高休风温度 4.4.高压操作高压操作5 5 富氧大喷吹富氧大喷吹6.6.电子计算机的采用电子计算机的采用 1.1.文献综述文献综述2.2.高炉配料计算高炉配料计算 2.12.1配料计算目的配料计算目的 配料计算的目的，在于根据已知的原料条件和配料计算的目的，在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量，以配制合适冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。的炉渣成分和获得合格的生铁。2.22.2确定冶炼条件确定冶炼条件原燃料成分分析，入炉矿石成分见原燃料成分分析，入炉矿石成分见表表表表2.2.高炉配料计算高炉配料计算焦炭成分分析见表焦炭成
5、分分析见表 2.2.高炉配料计算高炉配料计算喷吹物成分见表喷吹物成分见表 确定焦比与煤比确定焦比与煤比根据目前国内生产经验，选择焦比为360 Kg/t，煤比为150 Kg/t。元素分配率元素分配率2.2.高炉配料计算高炉配料计算2.32.3计算过程计算过程2.3.12.3.1计算方法计算方法为精确配料，现根据设计的生产要求，先假定生铁成分，然后用理论方法进行配料比计算，然后以配出的矿石为基础对矿石用量、生铁中铁量、渣量及炉渣进行计算，最后炉渣性能、生铁成分进行校核。 2.3.22.3.2确定生铁成分确定生铁成分根据设计的生产要求假定的生铁成分，规定Si=0.35，S=0.03，Mn=0.08，
6、P=0.09，R=1.10，由公式C=4.3-0.27Si-0.32P+0.03Mn,可得C=4.18，Fe=95.27。 2.2.高炉配料计算高炉配料计算2.3.42.3.4计算冶炼每吨生铁炉料的实际用量计算冶炼每吨生铁炉料的实际用量冶炼每吨生铁炉料的实际用量计算见表冶炼每吨生铁炉料的实际用量计算见表2.3.52.3.5终渣成分及渣量计算终渣成分及渣量计算2.2.高炉配料计算高炉配料计算2.3.62.3.6生铁成分校核生铁成分校核3.3.物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡3.13.1高炉物料平衡计算的意义高炉物料平衡计算的意义 通过高炉配料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数
7、量，这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。而在此基础上进行的高炉物料平衡计算，则要确定单位生铁的全部物质收入与支出，即计算单位生铁鼓风数量与全部产品的数量，使物质收入与支出平衡。这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据，是高与各种附属设备的设计及高。3.3.物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡3.2 3.2 高炉物料平衡计算的内容高炉物料平衡计算的内容 物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上，以配料计算为依据编算的。计算内容包括：风量、煤气量，并列出收支平衡表。物料平衡有助于检验设计的合理性，深入了解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性。
8、校验高炉冷风流量，核定煤气成分和煤气数量，并能检查现场炉料称量的准确性，为热平衡及燃料消耗计算打基础。(1) 原料全分析并校正为100%；(2) 生铁全分析；(3) 各种原料消耗量；(4) 鼓风湿度，f=1.5%；3.3.物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡(5) 本次计算选择直接还原度rd=0.45；(6) 假定焦炭和喷吹物含C总量的1.0%与H2 反应生成CH4。上述(1)，(2)，(3)原条件已经由配料计算给出，本例仅假定其余各项未知条件，分别为鼓风湿度f=1.5%（12g/m3 ），富氧率2.5%，氧气浓度98%。由计算结果，列出煤气组成表由计算结果，列出煤气组成表3.3.物料平衡和热平衡
9、物料平衡和热平衡编制物料平衡表编制物料平衡表3.33.3热平衡计算方法热平衡计算方法热平衡计算的理论依据是能量守恒定律，即单位生铁投入的能量总和应等于其中铁各项热消耗总和。 3.3.物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡根据热收入与热支出数值列表根据热收入与热支出数值列表 3.3.物料平衡和热平衡物料平衡和热平衡4.3.3 4.3.3 热平衡指标计算热平衡指标计算碳素热能利用系数碳素热能利用系数K Kc c=热量有效利用系数热量有效利用系数K K Kt =（高炉总热量收入-煤气带走热-外部热损失）%=（100-4.69-5.46）%=89.85%从上述指标可以看出，Kc值一般在50%60%之间，个别
10、可高达65%。本例Kc=58.02%说明碳素热能利用比较好。Kt值一般为80%90%，本例的利用系数比较高。4.4.高炉内型设计高炉内型设计设计要求高炉工作日350d/a4.14.1日产量：日产量：利用系数为2.5 4.24.2高炉容积高炉容积： 高炉容积： 高炉各部分尺寸见下表高炉各部分尺寸见下表 4.4.高炉内型设计高炉内型设计5.5.主体设备和辅助设备的选择主体设备和辅助设备的选择 并罐式无料钟炉顶主要由受料漏斗、称量料罐、中心喉管、气密箱、旋转布料溜槽、密封阀、卸料阀等组成。5.1 5.1 炉顶装料设备炉顶装料设备 本设计中采用改进型内燃式热风炉。内燃式热风炉由炉衬、燃烧室、蓄热室、炉
11、壳、炉箅子、支柱、管道及阀门等组成。 5.2 5.2 5.2 5.2 高炉热风炉设计高炉热风炉设计高炉热风炉设计高炉热风炉设计5.3 5.3 5.3 5.3 煤粉喷吹系统煤粉喷吹系统煤粉喷吹系统煤粉喷吹系统本设计采用单管路喷吹单管路喷吹是从喷吹罐中只引出一条喷吹管路，必须与分配器配合使用。其优点是：工艺简单，设备少，投资低，喷吹管粗，安装煤粉过滤筛和自动切。 5.5.主体设备和辅助设备的选择主体设备和辅助设备的选择5.4 5.4 炉顶余压发电炉顶余压发电本设计采用高炉TRT技术。由于高炉煤气量很大，因此余压具有的作功能力是相当可观的。在苏联和日本的大型高炉上，绝大多数均安装余压回收装置TRT。
12、高炉TRT是国际上公认的很有价值的二次能源回收装置。这种发电方式既不消耗 任何燃料，也不产生环境污染，发电成本低，是高炉冶炼的重大节能项目，经济效益十分显著。6.6.结论结论 本次设计严格遵从现代高炉的设计思想：优质、低本次设计严格遵从现代高炉的设计思想：优质、低耗、高产、长寿、高效率、环保，通过查阅相关书籍和耗、高产、长寿、高效率、环保，通过查阅相关书籍和期刊并结合国内外大高炉的设计经验来对本高炉改进和期刊并结合国内外大高炉的设计经验来对本高炉改进和建造。本设计先从矿石的来源，铁矿石品位和化学成分建造。本设计先从矿石的来源，铁矿石品位和化学成分以及燃料和喷吹物的成分出发，然后从高炉物料平衡、以及燃料和喷吹物的成分出发，然后从高炉物料平衡、热平衡、高炉本体设计以及其他辅助设备的选取一来进热平衡、高炉本体设计以及其他辅助设备的选取一来进行设计的。通过本次设计，我对这几年来学习的相关专行设计的。通过本次设计，我对这几年来学习的相关专业知识进行了一次较系统的回顾，并对其进行了系统性业知识进行了一次较系统的回顾，并对其进行了系统性的整理运用，使自己所学的专业知识得到的整理运用，使自己所学的专业知识得到了了了了提升。提升。谢谢大家
