1、不得用于商業(yè)用途畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書冶金與能源工程學(xué)院冶金工程專業(yè)2008級(jí)學(xué)生姓名：楊寶富畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目根據(jù)昆鋼原、燃料條件，設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)煉鋼生鐵200萬噸的高爐煉鐵車間畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：1.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)選擇及論證；煉鐵全計(jì)算（配料計(jì)算；物料平衡及熱平衡計(jì)算）；爐座規(guī)劃、爐型計(jì)算；爐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要附屬設(shè)備選型；繪制車間平面布置圖、車間縱剖面圖各一張；編制設(shè)計(jì)說明書一份。專題（子課題）題目專題（子課題）內(nèi)容：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師（簽字）：主管教學(xué)院（部）長（簽字）：年月日年產(chǎn)200萬噸煉鋼生鐵的高爐煉鐵車間設(shè)計(jì)說明書編制人:楊寶富學(xué)號(hào):3240專業(yè):冶金工程年級(jí):2008

2、級(jí)學(xué)院:冶金與能源工程學(xué)院指導(dǎo)教師:丁躍華指導(dǎo)教師職稱:教授指導(dǎo)教師單位:冶金與能源工程學(xué)院提交日期:2012年6月1日DesignSpecificationonaBlastFurnaceIron-makingPlantwithAnnualCapacityof2.0MillionTonsofHotMetalDesigner:YangBaoFuSchoolNumber:3240Specialty:MetallurgicalEngineeringGrade:2008Faculty:MetallurgicalEngineeringandenergy,KUSTSupervisor:DingYuehua

3、Title:ProfessorSet-up:FacultyofMetallurgicalandenergyEngineering,KUSTSubmissionDate:Jun.1,2012僅供個(gè)人參考不得用于商業(yè)用途目錄摘要錯(cuò)誤！未定義書簽ABSTRACT錯(cuò)誤！未定義書簽前言錯(cuò)誤！未定義書簽第一章高爐煉鐵設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽1.1高爐煉鐵設(shè)計(jì)概述錯(cuò)誤！未定義書簽1.1.1高爐煉鐵的發(fā)展現(xiàn)狀錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.2高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1.3高爐及其附屬設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2高爐煉鐵設(shè)計(jì)的基本原則錯(cuò)誤！未定義書簽。高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則錯(cuò)誤！未定義書簽。1.2

4、.2鋼鐵廠的組成錯(cuò)誤！未定義書簽。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)錯(cuò)誤！未定義書簽。1.4高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)錯(cuò)誤！未定義書簽。1.5設(shè)計(jì)所采用的先進(jìn)技術(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。1.6高爐煉鐵廠的廠址選擇錯(cuò)誤！未定義書簽第二章高爐煉鐵綜合計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽2.1原始資料錯(cuò)誤！未定義書簽2.2配料計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2.1鐵礦石用量的計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3物料平衡計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3.1鼓風(fēng)量的計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽G錯(cuò)誤！未定義書簽b2.3.3煤氣量的計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4高爐熱平衡計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義

5、書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽第三章高爐煉鐵車間設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽3.1高爐座數(shù)及容積確定錯(cuò)誤！未定義書簽3.1.1生鐵產(chǎn)量的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1.2高爐煉鐵車間總?cè)莘e的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1.3高爐座數(shù)的確定錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2高爐煉鐵車間平面布置錯(cuò)誤！未定義書簽。高爐煉鐵車間平面布置應(yīng)遵循的原則錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.2高爐煉鐵車間平面布置形式錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3高爐車間勞動(dòng)定員錯(cuò)誤！未定義書簽第四章高爐本體設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽4.1高爐爐型錯(cuò)誤！未定義書簽4.1.1五段式高爐爐型錯(cuò)誤！未定義書簽。4.1.2爐型設(shè)計(jì)與計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2高爐爐襯錯(cuò)誤！未定義書簽。

6、4.2.1爐襯破損機(jī)理錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.2高爐用耐火材料的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2.3高爐爐襯的設(shè)計(jì)與砌筑錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3高爐冷卻設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.1冷卻設(shè)備的作用錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.2冷卻介質(zhì)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.3高爐冷卻結(jié)構(gòu)形式錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.4高爐給排水系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.3.5高爐冷卻系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4高爐送風(fēng)管路錯(cuò)誤！未定義書簽。錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4.2送風(fēng)支管錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4.3直吹管錯(cuò)誤！未定義書簽。4.4.4風(fēng)口裝置錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5高爐鋼結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5.1高爐本體鋼結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤！

7、未定義書簽。4.5.2爐殼錯(cuò)誤！未定義書簽。4.5.3爐體框架錯(cuò)誤！未定義書簽。4.6高爐基礎(chǔ)錯(cuò)誤！未定義書簽。4.6.1高爐基礎(chǔ)的負(fù)荷錯(cuò)誤！未定義書簽。4.6.2對(duì)高爐基礎(chǔ)的要求錯(cuò)誤！未定義書簽第五章附屬設(shè)備系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽5.1供料系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽貯礦槽、貯焦槽及槽下運(yùn)輸稱量錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1.2皮帶運(yùn)輸錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2裝料設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.1并罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2.2探料裝置錯(cuò)誤！未定義書簽。5.3送風(fēng)系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.3.1高爐鼓風(fēng)機(jī)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.3.2熱風(fēng)爐錯(cuò)誤！未定義書簽。5.3.3提高風(fēng)溫的途徑錯(cuò)誤！未定義

8、書簽。5.4煤粉噴吹系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.4.1煤粉制備工藝錯(cuò)誤！未定義書簽。5.4.2噴吹工藝錯(cuò)誤！未定義書簽。5.5煤氣處理系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.5.1重力除塵器錯(cuò)誤！未定義書簽。5.5.2溢流文氏管錯(cuò)誤！未定義書簽。5.5.3脫水器錯(cuò)誤！未定義書簽。5.6渣鐵處理系統(tǒng)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.6.1風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。5.6.2爐前主要設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽。5.6.3鐵水處理設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽。5.6.4爐渣處理設(shè)備錯(cuò)誤！未定義書簽第六章能源回收利用和環(huán)境保護(hù)錯(cuò)誤！未定義書簽6.1高爐爐頂余壓發(fā)電錯(cuò)誤！未定義書簽6.2熱風(fēng)爐煙道廢氣余熱回收錯(cuò)誤！未定義書簽。6.3

9、環(huán)境保護(hù)錯(cuò)誤！未定義書簽第七章成本核算錯(cuò)誤！未定義書簽7.1營業(yè)收入錯(cuò)誤！未定義書簽7.2成本費(fèi)用估算錯(cuò)誤！未定義書簽結(jié)論錯(cuò)誤！未定義書簽總結(jié)與體會(huì)錯(cuò)誤！未定義書簽辭謝錯(cuò)誤！未定義書簽參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽附錄一（英文原文）錯(cuò)誤！未定義書簽附錄二（翻譯）錯(cuò)誤！未定義書簽摘要本論文是根據(jù)昆鋼原、燃料條件，設(shè)計(jì)一座年產(chǎn)200萬噸煉鋼生鐵的高爐煉鐵車間。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：廠址選擇；關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；高爐煉鐵綜合計(jì)算（包括配料計(jì)算、物料平衡計(jì)算及熱平衡計(jì)算）；爐座規(guī)劃和車間平面布置；高爐本體設(shè)計(jì)高爐內(nèi)型、內(nèi)襯材質(zhì)、冷卻、高爐鋼結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)；高爐車間附屬設(shè)備系統(tǒng)選型；以及兩張0號(hào)圖紙。主要設(shè)計(jì)特征概括如

10、下：高爐：有效容積：1269.7m3；座數(shù)：2；布置形式：一列式。熱風(fēng)爐：結(jié)構(gòu)形式：外燃式；座數(shù)：4單位蓄熱面積：95m2/m3；熱風(fēng)溫度：1400C。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：有效容積利用系數(shù)：2.2t/m3.d；焦比：420kg/t；煤比：150kg/t；綜合冶煉強(qiáng)度：1.18t/m3.d；代壽命：15年。含鐵爐料：組成：燒結(jié)礦，球團(tuán)礦，塊礦；混合礦品位：52.99%；混合礦消耗：1784.58kg/t。爐渣：渣量，501.83kg/t；堿度（CaO/SiO2）,1.12。鐵水：Si,0.48%；S,0.028%；P,0.071%；Ti,0.144%,V,0.163%,C，4.5%；Mn，0.25

11、%，F(xiàn)e,94.364%。鼓風(fēng)參數(shù)：風(fēng)量：2664.9m3/min；風(fēng)溫：1200C；富氧率：3%；鼓風(fēng)濕份：1.5%。爐頂煤氣：煤氣量1911.9m3/t；煤氣溫度，200C；爐頂煤氣壓力，0.16MPa；煤氣利用率,44.21%。設(shè)計(jì)遵循技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的原則,采用了一系列煉鐵先進(jìn)技術(shù),包括：熱壓炭磚陶瓷杯結(jié)構(gòu)的爐底、爐缸；銅冷卻壁冷卻的薄爐襯；軟水密閉循環(huán)冷卻；高壓操作；并罐式無鐘爐頂裝料；爐頂煤氣剩余壓力發(fā)電；熱風(fēng)爐廢氣余熱利用；以及嚴(yán)格的環(huán)境保護(hù)措施等等。關(guān)鍵詞：高爐車間設(shè)計(jì),高爐本體,冶金計(jì)算,高爐附屬系統(tǒng),強(qiáng)化冶煉措施AbstractThispaperistherefere

12、nceconditionofKunmingsteelsoriginalandfuel,designanannualoutputof2milliontonsofpigironforsteelmakingblastfurnaceironmakingplant.Themaindesignelementsinclude:siteselection;keytechnicalandeconomicindex,thesmeltingsyntheticcalculation(includingBFburdencalculation,equilibriumcalculationsofbothmaterialsa

13、ndcalories),furnacesplanningandplantplanelay-out,thedesignofBFproper-innerprofile,lining,cooling,steelstructuresandfoundation,thechoosingofauxiliaryBFequipmentsystems,theworkshopenvironmentalprotectionmeasures,andtwodesigndrawingssizedAO.Principaldesignfeaturesaresummarizedasfollows:BF:Effectivevolu

14、me:1269.7m3;Number:2;Arrangement:in-line.Hotblaststove:Structuraltype:external-combustionstyle;Number:4;Regenerativearea:95m2/m3;Curvedrooftemp:1400C.Maintechnicalandeconomicindexes:Effective-volumeutilizationfactor:2.2t/m3.d;Cokeratio:420kg/t;PCIratio:150kg/t;Overallsmeltingintensity:1.18t/m3.d;Cam

15、paign:15years.Iron-bearingburden:Composition:fluxedsinter,acidpellet,rawconcentrate;Mixedore:52.99%;Mixedoreconsumption,1784.58kg/t.Slag:Ratio,501.83t/t;Basicity(CaO/SiO2),1.12.Hotmetal:Si，0.48%；S，0.028%；P，0.071%；Ti，0.144%，V,0.163%，C，4.5%；Mn，0.25%，F(xiàn)e,94.364%.Blastcharacteristics:Blowingrate:2664.9m3

16、/min;Temp:1200C;Oxygenenrichmentpercentage:3%;Moisture:1.5%.Topgas:Rate:1911.9m3/t;Temp:200C;Toppressure:0.16MPa;CO2to(CO+CO2)ratio:44.21%.Inaccordancewiththeprinciplesofadvancedtechniqueandrationaleconomy,aseriesofleadingtechniquesiniron-makingfieldareemployed,whichincludecarbonbricksconstructionan

17、dporcelaincupatBFbottomandhearth,thinliningwithcoppercoolingstaves,enclosedsoftenwatercirculatingcooling,hightoppressureoperation,bell-lesstopcharging,TRT(toprecoveryturbine)equipment,stovewasteheatutilization,andstrictenvironmentalmeasures.KeywordsBFiron-makingworkshopdesign,BFproperdesign，metallur

18、gicalcalculation,BFsubsidiarysystem,strengtheningsmeltingmeasures前言21世紀(jì)，以鋼鐵為主體的金屬材料不僅仍然是經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展必選的原材料和重要的結(jié)構(gòu)材料，而且仍將是世界上銷售量最大的功能材料。由于資源的大量開發(fā)及環(huán)境的嚴(yán)重破壞，鋼鐵業(yè)也面臨了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，為了節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，就得必須不斷的改進(jìn)新技術(shù)，促進(jìn)鋼鐵業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。此設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)200萬噸煉鋼生鐵的高爐車間，其中還包括各種附屬設(shè)備的選型。其意義在于要結(jié)合當(dāng)今國內(nèi)外的各種先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)一座各方面指標(biāo)都比同等類型先進(jìn)的高爐車間。此次設(shè)計(jì)的各方面設(shè)備和技術(shù)都根

19、據(jù)昆鋼的礦石和當(dāng)?shù)氐匦蔚那闆r采用當(dāng)今世界上此類高爐最先進(jìn)的，并且還考慮了未來高爐的發(fā)展趨勢，在高爐長壽、富氧大噴煤、高壓操作及提高利用系數(shù)等方面都做了較深入的考慮。本設(shè)計(jì)在這些方面都已經(jīng)達(dá)到了很高的要求?？梢哉f在當(dāng)今國內(nèi)外同等爐型的高爐中已達(dá)很先進(jìn)的水平。由于水平和時(shí)間有限，在設(shè)計(jì)過程中難免有不妥和錯(cuò)誤之處，敬請各位老師和同學(xué)提出寶貴意見。第一章高爐煉鐵設(shè)計(jì)高爐煉鐵設(shè)計(jì)概述1.1.1高爐煉鐵的發(fā)展現(xiàn)狀Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse鋼鐵一直是人類社會(huì)使用量最大、覆蓋面最寬的重要材料，鋼鐵業(yè)是工業(yè)經(jīng)濟(jì)和人民生活改善的

20、支柱產(chǎn)業(yè)。人類使用的金屬中，鋼鐵占90%以上。人們生活離不開鋼鐵，人們從事生產(chǎn)或其它活動(dòng)所使用的工具和設(shè)施也都要使用鋼鐵。鋼鐵產(chǎn)量往往是蘅量一個(gè)國家工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的其它工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。20世紀(jì)是世界鋼鐵工業(yè)大發(fā)展的世紀(jì)。全球鋼產(chǎn)量由1900年的2850萬t增加到2000年的8.43億to20世紀(jì)前半葉，世界鋼鐵工業(yè)中心是英國；二次世界大戰(zhàn)中及在戰(zhàn)后的20年間，鋼鐵工業(yè)頭號(hào)強(qiáng)國轉(zhuǎn)向了美國與前蘇聯(lián)；自20世紀(jì)70年代中后期起日本在鋼鐵生產(chǎn)中又處于領(lǐng)先地位。世界鋼鐵工業(yè)發(fā)展勢頭由歐洲轉(zhuǎn)向美洲，又轉(zhuǎn)向亞洲。21世紀(jì)國際鋼鐵工業(yè)的發(fā)展重點(diǎn)

21、將由發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。自1996年以來我國一直是世界第一產(chǎn)鋼大國。2001年我國產(chǎn)鋼量為14892.72萬t。由于市場需求的拉動(dòng)，煉鋼能力的發(fā)展，2005年我國生鐵產(chǎn)量為3.49億to雖然多年來我國生鐵產(chǎn)量居世界第一位，但我們應(yīng)該看到與先進(jìn)國家的差距。目前，我國正在生產(chǎn)的高爐有三千三百多座。近年來，由于生鐵鐵水供不應(yīng)求，價(jià)格上漲，一些本應(yīng)該淘汰的100m3容積以下的小高爐，又開始生產(chǎn)。應(yīng)當(dāng)承認(rèn)，小高爐的發(fā)展現(xiàn)狀，一定程度上阻礙了我國高爐大型化進(jìn)程。在21世紀(jì)，我國高爐煉鐵將繼續(xù)在結(jié)構(gòu)調(diào)整中發(fā)展。高爐結(jié)構(gòu)調(diào)整不能簡單的概括為大型化，應(yīng)當(dāng)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、資源條件來確定高爐爐容。從目前的我

22、國實(shí)際情況看，高爐座數(shù)必須大大減少，平均爐容大型化是必然趨勢。高爐大型化，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、便于生產(chǎn)組織和管理，提高鐵水質(zhì)量，有利于減少熱量損失、降低能耗，減少污染點(diǎn)，污染容易集中治理，有利于環(huán)保。所有這一切都有利于降低鋼鐵廠的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的市場競爭力。高爐大型化后，一個(gè)鋼廠的高爐座數(shù)將減至23座，一座高爐大修將使鋼廠的產(chǎn)量減少1/21/3，這時(shí)高爐長壽就顯得尤其重要。我們所講的長壽指的是穩(wěn)定高產(chǎn)、“健康”的長壽。目前，我國高爐一代壽命中包括若干次中修、即更換風(fēng)口以上的磚襯和冷卻設(shè)備（有時(shí)連爐缸磚也要更換，只保留爐底磚不動(dòng)）。這種中修方式，不僅減少了高爐的有效作業(yè)時(shí)間，而且浪費(fèi)大量的

23、耐火材料、設(shè)備和人力物力。21世紀(jì)鋼鐵工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展之路，就是不再增加對(duì)地球環(huán)境的負(fù)荷，努力減少鋼鐵工業(yè)的資源消耗，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)程中的排出物實(shí)行無害化、再資源化處理。煉鐵系統(tǒng)能耗占整個(gè)鋼鐵工業(yè)總能耗的60%70%，煉鐵系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)承擔(dān)全行業(yè)節(jié)能、降耗的重任。高爐煉鐵走可持續(xù)發(fā)展的重要步驟就是降低資源消耗（包括能源消耗）由于我國已經(jīng)加入世界貿(mào)易組織，世界經(jīng)濟(jì)的格局將發(fā)生重大變化，外商投資將保持良好的增長態(tài)勢，世界機(jī)械制造業(yè)，化工業(yè)的重心將加快向我國轉(zhuǎn)移，入世受益行業(yè)發(fā)展速度將有所加快，這將加大國內(nèi)鋼材需求。在鋼材消費(fèi)增加的同時(shí)，消費(fèi)結(jié)構(gòu)將保持多層次、多樣化，并逐漸向高層次演化。21世紀(jì)，隨著經(jīng)濟(jì)的日益

24、全球化，競爭不斷加劇，21世紀(jì)的我國鋼鐵行業(yè)既有前所未有的發(fā)展機(jī)遇，又面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。1.1.2高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程高爐煉鐵的實(shí)質(zhì)在于用焦碳做燃料和還原劑,在高溫下，將鐵礦石或含鐵原料中的鐵，從氧化物或礦物狀態(tài)（如Fe2O3、Fe3O4、Fe2SiO4、Fe3O4TiO2等）還原成液態(tài)生鐵。因此，高爐煉鐵的本質(zhì)是鐵的還原過程。其生產(chǎn)工藝流程見圖1-1。圖1-1高爐生產(chǎn)工藝流程圖通常高爐煉鐵必備焦炭、熔劑、鐵礦石三種原料。焦炭作為燃料和還原劑，是主要能源。熔劑，如石灰石，主要用來助熔、造渣（本設(shè)計(jì)未用石灰石）。鐵礦石則是冶煉的主要對(duì)象。高爐冶煉用的鐵礦石有天然富礦和人造富礦兩大類。一般天然鐵礦石

25、的含鐵量若超過其理論含鐵量的70%，可稱為天然富礦。對(duì)一般鐵礦石若其含鐵量在50%以上，即可作為富礦，經(jīng)適當(dāng)破碎、篩分處理，直接用于高爐。天然貧礦一般不能直接入爐，須經(jīng)破碎、富選而后重新造塊，變成燒結(jié)礦或球團(tuán)礦，即所謂人造富礦，再入高爐。這樣的人造富礦含鐵一般在5065%之間。由于事先經(jīng)過焙燒或燒結(jié)高溫處理，因此又常稱為熟料。天然塊礦相對(duì)成為生料?，F(xiàn)代高爐冶煉多用熟料，因?yàn)槠湟苯鹦阅鼙忍烊桓坏V優(yōu)越。1.1.3高爐及其附屬設(shè)備高爐本體是冶煉生鐵的主體設(shè)備，它是由耐火材料砌筑的豎立式圓筒形爐體，最外層是由鋼板制成的爐殼，在爐殼和耐火材料之間有冷卻設(shè)備。高爐內(nèi)部工作空間的形狀稱為高爐內(nèi)型，它由爐缸、

26、爐腹、爐腰、爐身、爐喉五段組成。高爐的大小用有效容積來表示。所謂有效容積就是自出鐵口中心線到大料鐘下降位置下緣這段有效高度Hu范圍內(nèi)的內(nèi)部工作空間的體積，也就是相當(dāng)于五段內(nèi)型體積之和。要完成高爐煉鐵生產(chǎn)，除高爐本體外，還必須有其它附屬系統(tǒng)的配合，它們是：（1）供料系統(tǒng)：包括貯礦槽、貯焦槽、稱量與篩分等一系列設(shè)備，主要任務(wù)是及時(shí)、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地將合格原料送入高爐。（2）送風(fēng)系統(tǒng)：包括鼓風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)爐及一系列管道和閥門等，主要任務(wù)是連續(xù)可靠地供給高爐冶煉所需熱風(fēng)。（3）煤氣除塵系統(tǒng)：包括煤氣管道、重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器等，主要任務(wù)是回收高爐煤氣，使其含塵量降至10mg/m3以下，以滿足用戶

27、對(duì)煤氣質(zhì)量的要求。（4）渣鐵處理系統(tǒng)：包括出鐵廠、開鐵口機(jī)、堵渣口機(jī)、爐前吊車、鐵水罐車及水沖渣設(shè)備等，主要任務(wù)是及時(shí)處理高爐排放出的渣、鐵，保證高爐生產(chǎn)正常進(jìn)行,獲得合乎規(guī)格的生鐵和爐渣產(chǎn)品。（5）噴吹燃料系統(tǒng)：包括原煤的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、煤粉的制備、收集及煤粉噴吹等設(shè)備，主要任務(wù)是均勻穩(wěn)定地向高爐噴吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。高爐煉鐵設(shè)計(jì)的基本原則高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)該保證新建的高爐車間工藝布置合理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)、設(shè)備有較高的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，有安全和盡可能舒適的勞動(dòng)條件，有可靠而穩(wěn)定的環(huán)境保護(hù)措施。高爐煉鐵設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則有：（1）合法性。設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)

28、方案的確定，應(yīng)當(dāng)符合國家工業(yè)建設(shè)的方針和政策。（2）客觀性。設(shè)計(jì)所選擇的指標(biāo)和技術(shù)方案應(yīng)以客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)，做出的設(shè)計(jì)經(jīng)得起全面的客觀的評(píng)審，保證所采用的方案有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并且能成功地付諸實(shí)踐。（3）先進(jìn)性。設(shè)計(jì)應(yīng)反映出最近在該領(lǐng)域里的成就，并應(yīng)考慮到發(fā)展趨勢。（4）經(jīng)濟(jì)性。在廠址、產(chǎn)品、工藝流程等多方案的比較中，選擇最經(jīng)濟(jì)的方案，使得單位產(chǎn)品投資最低、成本最低、經(jīng)濟(jì)效益最佳。（5）綜合性。在設(shè)計(jì)過程中，各部分的設(shè)計(jì)方案要互相聯(lián)系，局部方案應(yīng)與總體方案相一致，各專業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)服從工藝部分。（6）發(fā)展遠(yuǎn)景。要考慮車間將來發(fā)展的可能性，適當(dāng)保留車間發(fā)展所需的土地、交通線和服務(wù)設(shè)施。（7）安全和環(huán)保。

29、保證各領(lǐng)域和工作崗位都能安全生產(chǎn)，不受污染，力爭做到“場外看不到煙，場內(nèi)聽不到聲”，排放的廢水、廢氣應(yīng)達(dá)到國家環(huán)保法的要求。（8）標(biāo)準(zhǔn)化。在設(shè)計(jì)中盡可能采用各種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，這樣可減小設(shè)計(jì)工作量和縮短建設(shè)周期。（9）美學(xué)原則。車間和工作環(huán)境具有良好的布局和較好的勞動(dòng)條件。在廠內(nèi)應(yīng)具有排列美觀、色彩明快、安全宜人的環(huán)境，以減少疲乏和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。1.2.2鋼鐵廠的組成鋼鐵廠一般包括煉鐵、煉鋼、軋鋼三個(gè)車間，如果再加上礦石準(zhǔn)備車間和焦化車間，這個(gè)工廠就稱為鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。只有煉鋼和軋鋼車間組成的工廠叫做鋼鐵加工廠。鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是一個(gè)完整生產(chǎn)過程的組合體，在經(jīng)濟(jì)上是最合理的，可以保證較低的產(chǎn)品成本，在技

30、術(shù)上可以合理利用資源、能源及本企業(yè)的各種副產(chǎn)品。因此，一般大型企業(yè)都建成鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。它與不完整的鋼鐵廠和鋼鐵加工廠比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)輸費(fèi)用低廉。如煉鋼或軋鋼所需要的原材料均由本廠直接供應(yīng)，這樣可節(jié)省大量運(yùn)輸費(fèi)用。（2）在生產(chǎn)中可以采用熱裝，因而可以節(jié)約燃料、提高產(chǎn)量。（3）能充分利用本企業(yè)的副產(chǎn)品。如將高爐煤氣、焦?fàn)t煤氣或焦油供給本企業(yè)其它熔煉爐或加熱爐作為燃料。（4）聯(lián)合企業(yè)設(shè)有許多輔助設(shè)施，如發(fā)電站、水站及各種加工廠等，這樣可以充分保證本企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，不致受外界因素的影響。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)任務(wù)是一座年產(chǎn)煉鋼生鐵200萬噸的高爐煉鐵車間。高爐生產(chǎn)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)生鐵

31、是建設(shè)高爐的目的。高爐的高效化，提高利用系數(shù)是重要的方面之一，但不應(yīng)片面理解高效化即為了提高利用系數(shù)，而應(yīng)從高爐的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益上，全面認(rèn)識(shí)高爐的高效化。高爐在高效利用資源和能源方面，應(yīng)將降低燃料比和焦比放在突出的位置。降低燃料比和焦比是強(qiáng)化高爐冶煉的有力措施，是提高利用系數(shù)的有效途徑，是全面降低煉鐵能源消耗的手段。強(qiáng)化高爐冶煉包括兩個(gè)方面：一是提高冶煉強(qiáng)度；二是降低燃料比，缺一不可。兩者必須統(tǒng)一。延長高爐壽命，使高爐在一代爐役中單位爐容生產(chǎn)更多的生鐵，以充分利用高爐設(shè)備資源。衡量高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效果的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，主要有：高爐利用系數(shù)(nV)。高爐利用系數(shù)是指高爐日產(chǎn)量高爐有效

32、容積之比，即每晝夜、每lm3高爐有效容積的合格生鐵產(chǎn)量。高爐每晝夜的生鐵產(chǎn)量P與高爐有效容積V有之比：P耳二(1-1)VV有高爐利用系數(shù)與高爐爐容有關(guān)，是高爐冶煉的一個(gè)重要指標(biāo)，高爐利用系數(shù)越大，高爐生產(chǎn)率越高。目前，一般大型高爐的高爐利用系數(shù)為2.22.5t/(m3d)。小型高爐利用系數(shù)更高。本設(shè)計(jì)取nv=2.2t/(m3d)。焦比(K)。焦比是指高爐冶煉每噸合格生鐵所消耗的干焦炭量，即每晝夜干焦炭消耗量Qk與每晝夜生鐵產(chǎn)量P之比：K=Qk(1-2)P焦炭消耗量約占生鐵成本的30%40%，欲降低生鐵成本必須力求降低焦比。焦比大小與冶煉條件密切相關(guān)，噴吹煤粉可以有效地降低焦比。本設(shè)計(jì)的焦比為4

33、20kg/t。煤比(Y)。冶煉每噸生鐵消耗的煤粉量稱為煤比。當(dāng)每晝夜煤粉的消耗量為QY時(shí)，則：Y=Qy(1-3)P噴吹其它輔助燃料時(shí)的計(jì)算方法類同，但氣體燃料應(yīng)以體積(m3)計(jì)量。單位質(zhì)量的煤粉所代替的焦炭的質(zhì)量稱為煤焦置換比，它表示煤粉利用率的高低。一般煤粉的置換比為0.70.9。本設(shè)計(jì)的置換比為0.8。噴吹的煤粉用量為150Kg/t。冶煉強(qiáng)度(I)。冶煉強(qiáng)度是每晝夜、每lm3高爐有效容積燃燒的干焦炭量，即高爐一晝夜焦炭消耗量qk與有效容積V有的比值：二Qk(1-4)V有冶煉強(qiáng)度表示高爐的作業(yè)強(qiáng)度，它與鼓入高爐的風(fēng)量成正比，在焦比不變的情況下，冶煉強(qiáng)度越高，高爐產(chǎn)量越大。高爐利用系數(shù)需、焦比

34、k和冶煉強(qiáng)度i有如下關(guān)系：綜由前三個(gè)生產(chǎn)指標(biāo)可求的綜合冶煉強(qiáng)度i得二K勺=(420+150 x0.8)/1000 x2.2=1.18t/(m3-d)V生鐵合格率?；瘜W(xué)成分符合國家標(biāo)準(zhǔn)的生鐵稱為合格生鐵，合格生鐵占總產(chǎn)生鐵量的百分?jǐn)?shù)為生鐵合格率。它是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)。現(xiàn)在由于冶煉條件好，生鐵的合格率很高可達(dá)98%以上，甚至能達(dá)到100%。本設(shè)計(jì)的生鐵合格率為99%。生鐵成本。生產(chǎn)1t合格生鐵所消耗的所有原料、燃料、材料、水電、人工等一切費(fèi)用的總和，單位為元/to作業(yè)率。作業(yè)率是指高爐實(shí)際作業(yè)時(shí)間占日歷時(shí)間的百分?jǐn)?shù)。作業(yè)率反映高爐設(shè)備維護(hù)的水平。休風(fēng)率。休風(fēng)率是指高爐休風(fēng)時(shí)間占高爐規(guī)定作業(yè)時(shí)間的

35、百分?jǐn)?shù)。休風(fēng)率反映高爐設(shè)備的水平，先進(jìn)高爐休風(fēng)率1%。實(shí)踐證明，休風(fēng)率降低1%，產(chǎn)量可提高2%為降低休風(fēng)率在設(shè)計(jì)中選擇了近幾年出現(xiàn)的大量新技術(shù)選進(jìn)裝備，可將休風(fēng)率保持在1%。（9）高爐一代壽命。高爐一代壽命是從點(diǎn)火開爐到停爐大修之間的冶煉時(shí)間，或是指高爐兩次大修之間的冶煉時(shí)間。大型高爐一代壽命為1015年?，F(xiàn)在由于冷卻工藝的發(fā)展，高爐內(nèi)除了主體設(shè)備外，其它設(shè)備都可更換。本設(shè)計(jì)采用銅冷卻壁，設(shè)計(jì)壽命為15年。判斷高爐一代壽命結(jié)束的主要是高爐生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性和安全性。如果高爐的破損程度已使生產(chǎn)陷入效率低、質(zhì)量差、成本高、故障多、安全差的境地，就應(yīng)考慮停爐大修或改建。衡量高爐爐齡的指標(biāo)有兩條，一是高爐的

36、爐齡，二是一代爐齡內(nèi)單位容積的產(chǎn)鐵量。設(shè)計(jì)所采用的先進(jìn)技術(shù)（1）提高鼓風(fēng)溫度：提高鼓風(fēng)溫度可以大幅度降低焦比，特別是在鼓風(fēng)溫度較低時(shí)效果更為顯著:一般認(rèn)為，在1000C以下每提高風(fēng)溫100C,可節(jié)焦1020kg/t鐵，在1100C以上，每提高風(fēng)溫100C，可降焦810kg/t鐵。近年來，噴燃料量逐漸增加，提高風(fēng)溫更是迫切的措施。當(dāng)前先進(jìn)的高爐年平均風(fēng)溫達(dá)到1300C；而設(shè)計(jì)風(fēng)溫有的高達(dá)1350C或1400C。提高風(fēng)溫的途徑有諸多方面。首先是增加單位高爐爐容的加熱面積，目前新高爐普遍取80100m2/m3爐容或更高。為了提高拱頂溫度，采用新型耐火材料，例如硅磚拱頂，硅磚荷重軟化溫度可達(dá)16201

37、650C高溫蠕變小。采用外燃式熱風(fēng)機(jī)，提高煤氣熱值，預(yù)熱煤氣及助燃空氣等。本次設(shè)計(jì)風(fēng)溫取1100C。（2）高壓操作:高壓操作可以延長煤氣在爐內(nèi)的停留時(shí)間，改善煤氣熱能及化學(xué)能利用，有利于穩(wěn)定操作，為強(qiáng)化冶煉創(chuàng)造條件。有資料表明，當(dāng)爐頂?shù)膲毫υ?.3MPa以下時(shí)，每提高0.01MPa，可增產(chǎn)近2%,將低焦比0.5%。當(dāng)前先進(jìn)高爐超高壓操作，爐頂壓力已達(dá)到0.350.4MPa，同樣具有良好的節(jié)焦增產(chǎn)的效果。無鐘爐頂、軸流式高壓風(fēng)機(jī)的采用，都為提高爐頂壓力創(chuàng)造了條件。本設(shè)計(jì)的爐頂壓力為0.16MPa。（3）富氧大噴吹:從60年代起，世界各國都在發(fā)展向爐內(nèi)噴吹燃料的技術(shù)，取代部分焦炭。噴吹的燃料有重油

38、、天然氣和煤粉等，燃料種類的選擇與國家和地區(qū)的資源條件有關(guān)。初期，曾以噴吹重油為主，石油危機(jī)以來，噴吹量逐漸下降。目前國內(nèi)外大多以噴吹煤粉（無煙煤和煙煤）為主，正常噴吹量可以穩(wěn)定在80100kg/t鐵。噴吹燃料時(shí)，由于燃料的分解，爐缸的理論燃燒溫度有所降低，煤氣量增加，塊狀區(qū)熱流比下降，煤氣利用變差。富氧鼓風(fēng)可以克服這些不足，合適的富氧與噴吹的燃料成分有關(guān)，富氧大噴吹可達(dá)到優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽的冶煉效果。首鋼1號(hào)高爐噴煤200kg/t鐵，富氧率2.53.5%。最低月平均焦比為336Kg/t鐵，利用系數(shù)達(dá)到2.5t/(m3d)，富氧效果是肯定的。目前的情況是制氧機(jī)滿足不了高爐的要求，高爐制氧機(jī)

39、氧氣純度一般為6090%，這種制氧機(jī)成本為煉鋼制氧機(jī)成本的三分之二。德國為V有4080m3高爐建了一臺(tái)70000m3/h、純度為60%制氧機(jī)。我國應(yīng)加強(qiáng)低純度大功率制氧機(jī)的研制。本設(shè)計(jì)采用富氧率為3%。陶瓷杯復(fù)合爐襯技術(shù)：陶瓷杯復(fù)合爐襯為強(qiáng)化冶煉的大型高爐爐缸、爐底長壽奠定了重要的基礎(chǔ)，具有重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。該技術(shù)采用國產(chǎn)與進(jìn)口優(yōu)質(zhì)耐火材料配合使用，具有施工簡便、總體投資省的優(yōu)勢。該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，使?fàn)t缸熱量充沛，爐缸工作均勻活躍，爐況穩(wěn)定順行，降低燃料消耗，提高鐵水溫度和鐵水質(zhì)量，大幅度延長高爐壽命，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本設(shè)計(jì)采用的技術(shù)為炭磚一陶瓷杯復(fù)合爐襯結(jié)合水冷碳磚爐底結(jié)

40、構(gòu)。高爐薄壁內(nèi)襯技術(shù)：薄壁內(nèi)襯優(yōu)點(diǎn)是，高爐內(nèi)襯薄，內(nèi)型穩(wěn)定。設(shè)計(jì)爐型就是生產(chǎn)爐型，高爐在一代壽命里爐型始終處于最佳狀態(tài)。因此，高爐操作穩(wěn)定順行，產(chǎn)量高、焦比低、噴煤效果好；高爐內(nèi)襯薄，耐材耗量少，節(jié)約投資；冷卻壁取消凸臺(tái)，節(jié)省了水量，冷卻壁外部連管簡單、整潔，便于維護(hù)管理；煤氣利用好，提高了噴煤效果；爐腹、爐腰及爐身中下部采用雙層水冷冷卻壁或銅冷卻壁，實(shí)現(xiàn)了高熱負(fù)荷冷卻壁的無過熱化，抗高熱負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，冷卻壁熱面溫度低，便于結(jié)渣掛渣及渣皮脫落后的快速恢復(fù)。高爐壽命長，采用全鑄鐵冷卻壁的高爐壽命可達(dá)1215年，采用部分銅冷卻壁的高爐壽命可達(dá)1520年。本次設(shè)計(jì)采用高爐薄壁內(nèi)襯技術(shù)以及鑲磚銅冷卻

41、壁進(jìn)行冷卻。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用：60年代起高爐開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)，目前已可以控制配料、裝料和熱風(fēng)爐操作。在高爐上計(jì)算機(jī)的配置有兩種形式。一種是整個(gè)高爐設(shè)一臺(tái)控制機(jī)控制全部變量；另一種是幾臺(tái)計(jì)算機(jī)分別控制原料和熱風(fēng)爐等，由一臺(tái)熱工用計(jì)算機(jī)集中控制各現(xiàn)場小型計(jì)算機(jī)，組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。前者計(jì)算機(jī)臺(tái)數(shù)少，但要求容量大，可靠性好；后者分機(jī)工作，有一臺(tái)出現(xiàn)故障其余仍可照常工作。高爐冶煉計(jì)算機(jī)控制的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)總體全部自動(dòng)控制，但由于目前的綜合技術(shù)水平，還難于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。冶煉數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性和完善性是計(jì)算機(jī)控制的核心。高精度的測量儀表是計(jì)算機(jī)控制的關(guān)鍵。原料性質(zhì)穩(wěn)定，執(zhí)行機(jī)構(gòu)靈敏則是計(jì)算機(jī)控制的必要的必要條件。

42、由于以上這些問題尚未達(dá)到完美的狀態(tài)，所以目前高爐冶煉尚未實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。高爐煉鐵廠的廠址選擇確定廠址要做多方案比較，選擇最佳者。廠址選擇的合理與否，不僅影響建設(shè)速度和投資，也影響到投產(chǎn)后的產(chǎn)品成本和經(jīng)濟(jì)效益，必須十分慎重。廠址選擇應(yīng)考慮以下因素：（1）要考慮工業(yè)布局，有利于經(jīng)濟(jì)協(xié)作；（2）合理利用地形設(shè)計(jì)工藝流程，簡化工藝，減少運(yùn)輸量，節(jié)省投資；（3）盡可能接近產(chǎn)地及消費(fèi)地點(diǎn)，以減小原料及產(chǎn)品的運(yùn)輸費(fèi)用；（4）地質(zhì)條件要好，地層下不能有具有開采價(jià)值的礦物，也不能是已開采區(qū)；（5）水電資源要豐富，高爐車間要求供水、供電不得間斷，供電要雙電源；（6）盡量少占良田；（7）廠址要位于居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)

43、向或側(cè)風(fēng)向。本著以上七點(diǎn)原則，本設(shè)計(jì)將廠址設(shè)在安寧市青龍鎮(zhèn)。生產(chǎn)廠區(qū)坐落于青龍鎮(zhèn)北側(cè)1.5公里的打金甸村，平均海拔1850米，年平均氣溫15C。青龍鎮(zhèn)是一個(gè)交通便利，氣候宜人的現(xiàn)代工業(yè)小鎮(zhèn)，成昆鐵路、昆廣鐵路復(fù)線穿鎮(zhèn)而過，比鄰安楚高速，安富公路、水青公路環(huán)繞之中，距離昆明市60公里、距安寧城區(qū)26公里，距青龍寺火車站1.5里，具有明顯的交通運(yùn)輸優(yōu)勢。此外，隸屬中國華電集團(tuán)公司的昆明二電廠也坐落于青龍鎮(zhèn)，在電力供應(yīng)方面優(yōu)勢明顯。其自然然條件：（1.）本區(qū)屬于中亞熱帶半濕潤涼東高原季風(fēng)氣候。冬季空氣溫暖，降水量少，晴天多，日照充足，氣候干燥，霜凍較易出現(xiàn)；夏季空氣濕度大，水汽足，降水和云量多，日照

44、較長。四季如春，冬春干旱，夏秋多雨，因大雨或連續(xù)性大雨過程常造成洪澇干旱。（2.）地震烈度。按國家地震局地質(zhì)大隊(duì)（77）地鑒字第064號(hào)文件，地震設(shè)計(jì)基本烈度按8度設(shè)防。（3.）地形地貌。第二章高爐煉鐵綜合計(jì)算高爐煉鐵綜合計(jì)算包括配料計(jì)算、物料平衡與熱平衡、影響高爐焦比和產(chǎn)量的因素、高爐操作線、理論最低碳比和煉鐵能量平衡等。設(shè)計(jì)要進(jìn)行配料計(jì)算、物料平衡計(jì)算與熱平衡計(jì)算。這是設(shè)計(jì)高爐時(shí)或高爐采用新的冶煉條件之前確定各種物料用量、選擇各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)和工藝參數(shù)的重要依據(jù)，更是全面地、定量地分析和評(píng)價(jià)高爐生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、熱能利用及高爐效率的一種有效方法。2.1原始資料冶煉1t生鐵，需要一定數(shù)量的礦石、

45、熔劑和燃料（焦炭及噴吹燃料）。對(duì)于煉鐵設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，燃料的用量是預(yù)先確定的，是已知的量，配料計(jì)算的主要任務(wù)，就是求出在滿足爐渣堿度要求條件下，冶煉規(guī)定成分生鐵所需要的礦石、熔劑數(shù)量。計(jì)算前下列數(shù)據(jù)是已知的：1.綜合礦石成分，如下表2-1；2.燃料（焦炭及噴吹煤粉）用量及它們的成分表2-2、表2-3；3.煉鐵焦比K=420kg；煤比M=150kg4.規(guī)定的爐渣堿度R=CaO/SiO2=1.125.元素Fe、Mn、P、S、V、Ti、C、Si在生鐵、爐渣與煤氣中的分配率，表2-4所示；6.規(guī)定的生鐵成分：Si,0.48%；S,0.028%；P,0.071%；Ti,0.144%,V,0.163%，C

46、，4.5%；Mn，0.25%，F(xiàn)e,94.364%。7.選取鐵的直接還原度r=0.44，氫的利用率=35%dH28.鼓風(fēng)濕度取為1.5%9.熱風(fēng)溫度為1200C10高爐使用的是冷燒結(jié)礦，爐頂溫度為200C表2-1鐵礦石原料成分（%）原料TFeMnSPFeOFeOo23CaOSiO2TiO2V2OS燒結(jié)礦50.55007.493563.890014.03006.91003.00000.2150球團(tuán)礦59.23007.466576.32001.12006.05004.22000.3220塊礦55.03001.228177.25000.460018.2200MgOMnOAl。23P2O5FeSFeS

47、?H2OCO2MeO合計(jì)1.06000.42002.56000.10500.013099.69653.88000.23000.89000.06000.0110100.56950.55000.52001.49000.07200.011099.8011表2-2煤粉成分表（%）燃料CHONSI。煤粉0.78570.04280.03970.00980.00200.0151FeOSiO2MgOAl2O3CaOMeO合計(jì)0.01100.05360.00170.02820.00680.00361.0000表2-3焦炭成分表（%）燃料固定碳CaOSi。？MgOAl2O3FeOFeSMeO焦炭0.85840.0

48、0480.05590.00150.04190.01680.00210.0015燃料SCO2COCH4H2N2H2O合計(jì)物焦炭0.00610.00200.00340.00260.00270.00030.02301.0000表2-4元素分配率表(%)成分SiTiVMnPSMgFe鐵中0.03000.02000.70000.50001.00000.08000.00000.9980渣中0.97000.98000.30000.50000.00000.83001.00000.0020煤氣0.09002.2配料計(jì)算2.2.1鐵礦石用量的計(jì)算設(shè)燒結(jié)礦、球團(tuán)礦的礦石用量分別為x、y(kg)，塊礦用量為w=100

49、kg。鐵在生鐵中的分配率n=0.998。(1)表5礦石主要成分礦石TFeCaOSiO2用量/kg燒結(jié)礦TFe(1)CaO(1)SiO2(1)X球團(tuán)礦TFe(2)CaOSiO：Y塊礦TFe(3)CaO(3)SiO：(3)W由于70%的釩進(jìn)入生鐵，則=xV=0.215X2x=0.1205x燒燒礦VO2x51+16x525=yV匕=0.322x2x51y=0.1861y球丿球礦VO2x51+16x525V=(V+V)X70%/1000=(0.1205x+0.1861y)x70%/1000燒球而磷則全部進(jìn)入生鐵中，則TOC o 1-5 h z2P2x31P=xP=0.105xx=0.0458x燒燒礦P

50、O2x31+16x5252P2x31P=yP=0.06xy=0.0262y球丿球礦PO2x31+16x525 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 2P2x31P=wP=100 x0.072x=3.144塊塊礦PO2x31+16x525P=(P+P+P)/1000=(0.0458x+0.0262y+3.144)/1000燒球塊根據(jù)高爐冶煉的任務(wù)和條件，假定生鐵中的Si、Ti、Mn、P、S的含量，則Fe=100-C-Si-Mn-P-S-Ti-V=94.598-P-V=94.595-0.0001x-0.0002y鐵分方程xxFe+yxFe+wxFe+

51、Fe.r=Fex10/nTOC o 1-5 h z(1)(2)(3)(1)其中Fer為燃料帶入的鐵量，在這里不考慮，由上面的公式可得xxFe+yxFe+wxFe=(94.595一0.0001x一0.0002y)x10/0.998(1)(2)(3)xxFe+yxFe+100 x55.03%=(94.595-0.0001x-0.0002y)x10/0.998(1)(2)(Fe+0.001)xx+(Fe+0.002)xy=892.82(1)(2)(Fe+0.001)xx+(Fe+0.002)xy=T(1)(2)T=892.82T表示冶煉1t生鐵的全部鐵量(包括進(jìn)渣的部分)在扣除第三種礦石以及燃料帶入

52、的鐵量后的鐵量，亦即應(yīng)由第一、第二種礦石帶入的鐵量。堿度方程xxCaO+yxCaO+wxCaO+KxCaO+MxCaOTOC o 1-5 h zR=(1)(2)(3)(k)(muxxSiO+yxSiO+wxSiO+KxSiO+MxSiO-(SiO)2(1)2(2)2(3)2(k)2(m)2r其中(SiO2)r=10 xSix28=10 x48%x籌=01029整理后得到CaO-RxSiOxx+CaO-RxSiOxy=B(1)2(1)(2)2(2)其中B=wx(RxSiO-CaO)+Kx(RxSiO-CaO)2(3)(3)2(k)(k)+Mx(RxSiO-CaO)-Rx(SiO)2(m)(m)2

53、r二100X(1.12x0.1822-0.0046)+420 x(1.12x0.0559-0.0048)+150 x(1.12x0.0536-0.0068)-1.12x0.1029=52.1CaORxSiO=14.03%1.12x6.91%=0.0629(1)2(1)CaORxSiO=1.12%1.12x6.05%=-0.0566(2)2(2)用二階行列式解下列方程組(Fe+0.01)xx+(Fe+0.02)xy=T(1)(2)CaORxSiOxx+CaORxSiOxy=B(1)2(1)(2)2(2)TFe+0.002(2)BCaORxSiOX=(22(2)Fe+0.001Fe+0.002(1

54、)(2)CaORxSiOCaORxSiO(1)2(1)(2)2(2)892.82x(0.0566)52.1x(59.23%+0.002)(50.55%+0.001)x(0.0566)(59.23%+0.002)x0.06291233.87kgFe+0.001T(1)CaORxSiOBy(1)2(1)Fe+0.001Fe+0.002(1)(2)CaORxSiOCaORxSiO(1)2(1)(2)2(2)(50.55%+0.001)x52.1892.82x0.0629(50.55%+0.001)x(0.0566)(59.23%+0.002)x0.0629450.71kg則可得各種礦石用量分別為燒結(jié)

55、礦：1233.87kg球團(tuán)礦：450.71kg塊礦：100kg礦石總用量：1784.58kg生鐵成分表(%)FeSiMnPSCTiVE94.3640.480.250.0710.0284.50.1440.163100爐料帶入的各種爐渣組分的數(shù)量：m(CaO)=xxCaO+yxCaO+wxCaO+KxCaO+MxCaOTOC o 1-5 h z(1)(2)(3)(k)(m)=1233.87x0.1403+450.71x0.0112+100 x0.0046+420 x0.0048+150 x0.0068=181.66kgm(MgO)=xxMgO+yxMgO+wxMgO+KxMgO+MxMgO(1)(

56、2)(3)(k)(m)=1233.87x0.0106+450.71x0.0388+100 x0.0055+420 x0.0015+150 x0.0017=32.00kgm(SiO)=xxSiO+yxSiO+wxSiO+KxSiO+MxSiO-(SiO)22(1)2(2)2(3)2(k)2(m)2r=1233.87x0.0691+450.71x0.0605+100 x0.1822+420 x0.0559+150 x0.0536-0.1029=162.16kgm(AlO)=xxAlO+yxAlO+wxAlO+KxAlO+MxAlO2323(1)23(2)23(3)23(k)23(m)=1233.8

57、7x0.0256+450.71x0.0089+100 x0.0149+420 x0.0419+150 x0.0282=58.92kgm(TiO)=xxTiO+yxTiO22(1)2(2)=1233.87x0.03+450.71x0.0422=56.01kgm(VO)=xxVO+yxVO2525(1)25(2)=1233.87x0.00215+450.71x0.00322=4.10kgm(MnO)=10Mnxpx71/(55xn)(2)(2)=10 x0.25x0.5x71/(55x0.5)=3.2kgm(FeO)=10Fexpx72/(56xn)(1)(1)=10 x94.364x0.002x

58、72/(56x0.998)m(S)=ES-10S-S=(1入)xES-10SgsSS2S=(1-0.09)x1233.87x0.00013x一+450.71x0.00011x+100 x0.00011x一FeSFeSFeS2S+420 x(0.0021x+0.0061)+150 x0.002-10 x0.028FeS=2.6k9gU=m(CaO)+m(MgO)+m(SiO)+m(AlO)+m(FeO)+m(MnO)223+m(TiO)+m(VO)+m(S)/2225=181.66+32.00+162.16+58.92+56.01+4.10+3.2+2.43+2.69/2=501.83kg爐渣組

59、成列入表中如下：爐渣組成項(xiàng)目CaOMgOSiO2Al2O3MnOFeOS/2TiO2V2O5E數(shù)量/kg181.6632.00162.1658.923.22.431.3556.014.10501.83成分/%36.206.3832.3111.740.640.480.2711.150.83100.0爐渣實(shí)際堿度R=:CaO/：Si侶181.66/162.16=1.12(與規(guī)定堿度相符)爐渣脫硫之硫的分配系數(shù)LS=2x(S/2)/SS渣鐵=2x0.27/0.028=19.29查閱15%的Al2O3等熔化溫度相圖，其中CaO：39%,SiO2：35%,MgO：11%。707Q咼,T702D3飾0張？

60、X-阪琳書冬電域y、Ifl-Ji醉舉石巳二嗖茄&_-n泗為慢石一冊加一十一hquoa亠q*/”十/融f*和酋驗(yàn)巧方石弧圖2-1SiQELC203D40MffO1500TC2030400X2圖曠2A13O3-15%的四元渣系等粘度圖該爐渣熔化溫度為1350C黏度：溫度為1400C時(shí)粘度為5.5泊，溫度為1500C時(shí)粘度為3.2泊由爐渣成分及性能校核可以看出，這種爐渣是能夠符合高爐冶煉要求的。2.3物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算是煉鐵工藝計(jì)算中的重要組成部分，它是在配料計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。物料平衡計(jì)算包括鼓風(fēng)量、煤氣量以及物料收支總量等項(xiàng)內(nèi)容的計(jì)算。物料衡算有助于對(duì)高爐過程進(jìn)行全面定量的分析和深入研究，