年产350万吨生铁炼铁的车间设计.doc

年产350万吨生铁炼铁的车间设计红河学院本科毕业论文（设计）摘 要本设计为年产量350万吨生铁炼铁的高炉车间。高炉车间的主要系统：高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统和冷却系统都做了一定的叙述。并且对厂址选择和车间布置也做了总体设计。本设计还对设备类型、尺寸计算和生产能力进行了粗略计算。为了更加具有科学性，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针，在预设计建造一座年产生铁350万吨的高炉炼铁车间，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计、本设计参考了国内外的相似高炉的生产经验和数据。力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化，以期达到最佳的生产效益。关键词： 高炉 ； 热风炉 ； 车间设计 ABSTRACTThis is designed to yield 3.5 million tons of pig iron blast furnace shop. The major systems of the blast furnace shop: the blast furnace body systems, feeding systems, slag and iron handling system, injection system, air supply system, dust removal system and cooling system have done a certain narrative. The overall design and site selection and plant layout. The design also includes the device type, size, computing and capacity computing. In order to more scientific, the spirit of quality, high yield, low energy consumption and environmental pollution guidelines, pre-designed to build an annual output of 350 tons of pig iron blast furnace ironmaking plant, the design specifications detailed its blast furnace design , the reference design similar to the blast furnace of domestic and foreign production experience and data. Strive to make the design of the blast furnace to achieve a high degree of mechanization, automation and large-scale, in order to achieve optimum production efficiency.Keywords: Blast furnace ；Hot stove ；Plant design 目录1 绪论11.1 概述11.1.1 高炉炼铁简史和近况11.1.2中国钢铁业急需升级换代及展望21.1.3原料检测设备21.1.4休风率31.1.5生铁合格率31.1.6主要经济技术指标31.2 近代高炉炼铁技术发展41.2.1 精料51.2.2 采用新技术51.2.3高风温51.2.4高压操作51.2.5 喷吹燃料61.2.6 富氧鼓风61.2.7 炉渣处理61.2.8能源回收61.2.9高炉长寿及快速大修61.3 我国高炉炼铁技术的发展趋势61.4当前世界钢铁工业形势81.5 本设计的目的和任务82 工艺流程102.1高炉炼铁工艺流程103 高炉炼铁综合计算113.1 高炉配料计算113.1.1 矿石选配113.2计算方法与过程133.2.1 生铁成分133.2.2 计算混合矿量143.2.3 根据碱度平衡计算石灰石用量143.2.4 终渣成分及渣量计算153.2.5 生铁成分校核163.3 高炉物料平衡计算173.3.1初始条件173.3.2风量计算173.3.3 煤气成分及数量计算183.3.4物料平衡表203.4 高炉热平衡计算213.4.1 热平衡计算213.4.2 热量支出计算224 高炉炉型设计274.1年工作日的确定274.2 定容积274.3 炉缸尺寸274.3.1炉缸直径274.3.2 炉缸高度、渣口高度274.3.4 死铁层的厚度274.3.5 炉腰直径,炉腹角及炉腹高度284.3.6 炉喉直径和炉喉高度284.3.7 炉身角、炉身高度及炉腰高度284.4 校核炉容285 高炉供料系统设计305.1 高炉供料系统305.1.1 装料设备选择305.1.2 受料漏斗315.1.3称量料罐和密封阀315.1.4材料检测设备315.2 布料方式315.3 炉后供料系统325.4 供料系统的形式与布置325.5 给料设备326 送风系统336.1 高炉鼓风机的选择336.1.1 高炉入炉风量336.1.2 鼓风机风量336.1.3 高炉鼓风压力336.1.4 鼓风机选择336.1.5 选择风机要考虑以下两点346.2 热风炉346.2.1热风炉座数的确定346.2.2 热风炉工艺布置346.2.3 热风炉型式的确定346.2.4 热风炉主要尺寸的计算356.2.6 热风炉设备386.2.7 热风炉管道及阀门的确定386.3 风口的选择406.4送风调节406.4.1风量406.4.2 风温406.4.3风压406.4.4.鼓风湿分41参考文献42致 谢43红河学院本科毕业论文（设计）1 绪论 进入21世纪以来，世界钢铁工业一改30年来停滞不前的局面，开始进入快速发展阶段。在世界钢铁产量不断增长的同时，世界钢铁生产的设备技术也不断发展与完善，广泛应用于各个领域，因此钢铁生产水平是一个国家工业发展程度的标志之一。国外高炉炼铁的产量约占整个铁产量90%, 如扣除直接还原铁, 则约99%。受炼钢需求量的驱动, 西方采取提高现有高炉生产率或改为扩建大高炉的方式来扩大高炉流程的产能。中国是目前国际上首次在5000立方米以上特大型高炉使用的国家。1.1 概述钢铁作为基础工业材料自身价格相对低廉同时具有以下优点：（1）钢铁拥有很高的韧性及强度。（2）在加工的过程中易于铸、锻、切削以及焊接等，能够得到人们需要的任何钢铁产品。（3）生产所需的原料、燃料、石灰石等储量丰富，开采容易，生产成本较低。高炉生产是获得大量生铁的主要手段。它的原料是富铁矿或人造富矿(烧结矿或球团矿)。燃料主要是焦炭，其次是煤粉、重油、天然气等。熔剂是石灰石。 （4）钢铁拥有上千年的生产技术，较其他金属具有工业规模大、产量高、成本低的优势。1.1.1 高炉炼铁简史和近况炼铁的历史悠久，早期高炉使用木炭或煤作为燃料，18世纪改用焦炭，19世纪中叶改为热风。20世纪初美国的大型高炉日产生铁量达450吨。70年代初，日本建成4197立方米高炉，日产生铁超过1万吨，燃料比低于500千克/每吨生铁。中国在清朝末年开始发展现代钢铁工业。1890年开始筹建汉阳铁厂，1号高炉（248米，日产铁100吨）于1894年5月投产。1908年组成包括大冶铁矿和萍乡煤矿的汉冶萍公司。1980年，中国高炉总容积约8万米,其中1000米以上的26座。1980年全国产铁3802万吨，居世界第四位。世界40005500m3的大型高炉已有约30座，高炉最长寿命达16年，一代炉役的单位炉容出铁量达10000tm3。1.1.2中国钢铁业急需升级换代及展望高炉炼铁技术，适合于那些工业化初步发展的国家，生产大路货、初级钢材，但在发达国家，高炉技术需要更加先进和创新。作为世界上第一钢铁生产大国，世界铁矿第一进口大国，世界钢铁业初级钢材第一出口大国，世界钢铁第一进口大国，世界钢铁产业人数最多的国家，世界钢铁厂最多的国家，中国必须认真思考中国钢铁业的下一步发展战略。不能以推动就业为借口，把钢铁业的发展寄托在国家的巨型投资拉动钢铁业的繁荣，而要认真的思考减少污染，提高产品附加值和适应市场的实际需求，实现钢铁业的产业升级，效益升级。进入新世纪后，国家冶金工业技术装备政策和炼铁技术的发展将要求尽快淘汰落后装备。因此利用高炉大修的时机，采用成熟、适用的先进技术对高炉进行改造，满足涟钢发展的需要已势在必行。2011年是“十二五”的开局之年，我国政府在国内物价上涨压力较大、国际经济持续动荡的背景下，在控物价、稳增长和调结构中寻求平衡，实现了有效遏制物价过快上涨，保持了经济平稳较快发展的预期目标。2011年我国钢铁工业总体运行态势良好，国内钢铁市场因基础设施投资和工业生产的平稳增长，特别是国家对于保障性住房投资力度的加大，需求较为旺盛，带动钢铁生产大幅增长。但在供大于求和钢材金融属性日益增强的情况下，国内钢铁市场波动频繁。 2012年我国经济仍将面临国际经济环境不稳定、外需放缓的局面，同时国内经济在经济结构调整、转变经济发展方式的方针指引下，增速也将适度放缓。转变经济发展方式将降低单位国内生产总值钢铁消费强度，这对于钢铁工业来说既是机遇也是挑战。钢铁工业将在“十二五”规划和市场对资源有效配置的共同作用下，逐步提升产品质量，调整结构，推动钢铁工业转型升级，提高钢铁工业整体竞争力，逐步改变中国钢铁业多年来“大而不强”的局面，向钢铁强国迈出坚实的步伐。1.1.3原料检测设备 （1）高炉炼铁对精料的要求 精料就是全面改进原燃料的质量，为降低焦比和提高冶炼强度打下物质基础。保证高炉能在大风、高压、高风湿、高负荷的生产条件下仍然能稳定运行。 周传典同志说：“高炉必须采用精料，这是两千多年来中外炼铁人员反复认识的共同结论。”它是一条根本的准则。 精料的具体内容可概括为“高、熟、净、匀、小、稳”六个字，此外，应注意高温冶金性能及合理的炉料结构。或者高炉精料方针的内容归结为：“高、熟、净、匀、小、少、好”）。1.1.4休风率休风率是指休风时间占全年日历时间的百分数。降低休风率是高炉增产的重要途径一般高炉休风率低于2。1.1.5生铁合格率生铁合格率是指化学成分符合规定要求的生铁量占全部生铁产量的百分数，是评价高炉优质生产的主要指标。1.1.6主要经济技术指标在研究分析国内2000高炉原燃料条件和实际技术经济指标的基础上，结合涟钢的实情和现有高炉的生产经验，确定了高炉的主要技术经济指标见下表1-1。该指标体现了国内外同类型高炉的先进性。下表1-1为涟钢2200级高炉主要技术经济指标 表1-1涟钢2200级高炉主要技术经济指标指标名称指标备注高炉有效容积；m2200年平均利用系数；t/md2.02.2设备能力2.5燃料比；kg/tFe500焦比；kg/tFe350煤比；kg/tFe150设备能力200炉顶压力；MPa0.2设备能力0.25热风温度；12001500设备能力1250富氧率；%13入炉风量；Nm/min4300渣比；kg/tFe300熟料比；%9092入炉矿品位；%58.5高炉年平均工作日；t/a350年产生铁；t/a154169.4设备能力210年产生渣；t/a5461高炉煤气产生量；N/h3236.1高炉一代寿命；a15热风炉一代寿命；a301.2 近代高炉炼铁技术发展我国是世界上最早掌握炼铁技术的国家之一，其历史可以追溯到公元5世纪。但是19世纪中叶以来，由于众所周知的原因，在很长一个历史时期内，我国炼铁技术处在被动落后的状态。1949年新中国成立后，中国炼铁工业经过5O多年的发展，面貌焕然一新，取得了重大进步。自1994年以来我国生铁产量一直位居世界第一，2001年，全国钢产量达到15亿吨，部分高炉的技术经济指标达到、接近世界领先或世界先进水平，这表明高炉操作技术有了新的进展。自五十年代末以来，世界各国高炉容积不断扩大，产量不断增加，据不完全统计，目前世界上大于2000米 的高炉已超过150座，4000米 的高炉约有3O余座。高炉大型化是建立在精料、高风温、超高压炉顶等现代技术上的，故大型高炉生产效率高。目前利用系数达到2.0吨米 日。到20世纪后期容积增大到40005000 m，最大的达5500 m，日产铁万吨以上。自动化不但降低劳动强度，更重要的是使高炉操作稳定，对高炉操作参数进行定量化。这是高炉技术由粗放型转变到集约型和精细化的必由之路。1.2.1 精料精料是现代高炉生产的物质基础，近年来世界各国在精料上都做了大量工作，取得了显著成效。其中包括提高入炉铁矿原料品位、提高熟料率、稳定入炉原料成分、整粒。与此同时焦炭质量也不断提高。这些，使高炉冶炼指标明显改善。1.2.2 采用新技术为提高高炉产量，降低能耗，改善环境，近年来世界各国在高炉生产中相继采用了很多新技术，取得了很大的成效。1.2.3高风温为高炉提供更高风温必须提高热风炉拱顶温度。在高热值煤气缺乏的情况下，通过预热煤气和助燃空气的办法提高燃烧温度。通过开发顶燃式热风炉的燃烧器，使拱顶温度与风温之间的温度差缩小; 同时采取缩短送风时间，减少拱顶温度与风温之间的差; 从提高热风炉的利用效率来提高风温。从控制高炉炉腹煤气量指数，降低吨铁炉腹煤气量的途径; 实现既降低燃料比，又提高利用系数达到强化高炉冶炼方法就要求减少吨铁入炉风量，从而控制高炉入炉风量。这样既能降低鼓风能耗，以能提高热风炉的能力。因为鼓风能耗约占高炉能耗的10%，同时在提高富氧率时减少吨铁耗氧量，以及吨铁加热鼓风的能耗。随着原料的改善，喷吹燃料技术的发展，操作水平的提高，以及热风炉构造和耐火材料的改进，高炉风温水平从20世纪中期的500600提高到20世纪后期的11001350。由于风温水平大幅度提高，焦比显著降低了。1.2.4高压操作由于高压操作、富氧鼓风等新技术的广泛运用，以及高炉计测仪表的完备，当前已经具备精确计算炉腹煤气量，并作为控制高炉操作的条件。采用高压炉顶后（顶压力在0.150.25MPa），可使炉内煤气流速减慢，煤气流的压头损失减小，在维持一定的压差条件下，可加大风量，强化冶炼，达到增产的目的。1.2.5 喷吹燃料我国高炉六十年代中期就开始喷吹煤粉，由于风温水平大幅度提高，焦比显著降低。三十年来在国内普遍推广，无论在喷煤量还是在喷吹时间上，都位居世界前列。1.2.6 富氧鼓风为减少煤气体积，利于炉况顺行，与喷吹燃料相配合，能加大喷吹量，取代更多的焦炭，获得较理想的经济效益，根据高炉生产经验，在喷吹燃料量固定的条件下，每增加氧量10 ，可增产50 。1.2.7 炉渣处理炉渣处理有两种方法：一种是传统的渣罐出渣，热熔渣由渣罐车运往炉渣处理场冲制水渣或制成干渣块；另一种是在炉前设置水渣和干渣坑两套设施。也可只单设水渣或干渣坑，在炉前就地处理。1.2.8能源回收包括炉顶余压回收、炉顶均压煤气回收、炉渣余热利用、热风炉废气余热回收。 完善资源的综合利用和环保设施高炉炉渣已经得到广泛利用。我国目前有多种水渣粒化技术，设备基本国产化。宝钢2 号高炉的国产转鼓水渣处理工艺在节能、节水方面超过国外技术。高锌高炉煤气灰中的锌也正在积极回收利用。大型高炉已经装备了烟尘回收处理设施、废水、废气进行了治理和控制了噪声。1.2.9高炉长寿及快速大修由于高炉大型化的结果高炉大修对整个钢铁企业将产生影响巨大，由于设备更新资金的短缺，世界各国都非常关心高炉的长寿。各国都在大力研究改善高炉炉体结构，高炉稳定操作和炉体维修技术。世界各国都十分重视高炉的长寿技术。超过15 年的长寿高炉不断增加，我国也出现了超过15年的长寿高炉，宝钢3 号高炉正在向20 年的长寿迈进，一代炉役单位炉容产铁量达到70009000t/m，高的达到12000t/m1。1.3 我国高炉炼铁技术的发展趋势近10年来，中国高炉大型化、高效化、现代化、长寿化、清洁发展进程加快，炼铁技术经济指标不仅性能显着提高,而且也表现的工艺技术和装备水平迅速提高，其中一些已进入世界领先行列。炼铁技术的发展趋势包括：(1) 在今后较长时期内，高炉炼铁仍将是生铁生产的主要手段。由于世界焦煤储量短缺，高炉炼铁技术的发展将在精料的基础上进一步降低焦比，开发非焦煤能源的利用，如提高煤粉喷吹量。在降低高炉能耗的同时，发展长寿技术，开发计算机专家系统，炉容逐步大型化。(2) 直接还原法作为高炉炼铁法的补充，将在钢铁工业发展中占有一定地位。它可以不用焦炭，而以天然气、石油、非焦煤等为能源。20世纪60年代进入工业化阶段后，直接还原铁在特殊钢和优质钢的生产中发挥提高产品质量的特殊作用。（3）直接还原法作为高炉炼铁法的补充，将在钢铁行业中占据一定的地位。它可以不使用焦炭，转而使用天然气，石油，非炼焦煤能源。直接还原铁在20世纪60年代进入工业化阶段后，发挥了特殊的作用，在生产特殊钢和优质钢提高产品质量方面具有重要作用。（4）熔融还原法炼铁摆脱昂贵的焦炭、天然气、石油的依赖，缩短了生产流程，减少对环境的污染和有利于铁水在转炉炼钢生产。 1989年南非钢铁公司（ISCOR）新的30万吨/年熔融还原设备投入生产。 20世纪90年代，许多国家的规划建设熔融还原设备。熔融还原技术，预计将有更大的发展。 中国高炉炼铁虽然已达到国际先进水平，但和国外一样，围绕实现高效率，低油耗，高长寿以及保护环境等方面不断改善和优化。以合理的大型化带动高效化1提高富氧率和开发新炉料2提高煤比，降低焦比和燃料比3稳定高炉操作，实现长寿4完善监测控制系统，实现高炉的稳定顺行5优化流程和配置，实现系统节能降耗6控制污染排放，实现达标生产7降低铁钢比，减少CO2排放 8追求炼钢零排放，要达到炼钢过程零排放，粉尘和污泥尤其是含锌粉尘必须循环利用。鲁基公司2000年开始研发Radust系统，该系统混合喷吹粉尘和燃料、氧，将危险有机物燃烧，火焰温度将进3000，大部分的Zn、Pb和碱金属挥发掉，产生的熔渣可以循环利用，产生的富一氧化碳尾气进行二次燃烧，重金属以氧化物形式通过粉尘回收。该技术成功进行了半工业试验，但还没有实现商业化。目前正在进行的项目是将各地的废弃物进行集中处理，转底炉是考虑采用的工艺，每年可处理50万吨，而目前北欧国家普遍采用填满处理。采用一套大型设备集中处理，其投资比每个厂用小设备单独处理要低得多。9要保持连续高效的钢铁生产，必须对各工序技术进行整合。北欧钢厂已付出了巨大的努力，对各钢厂内部生产系统、地区钢铁生产及与当地社区的关系进行了整合。1.4当前世界钢铁工业形势 目前世界主要发达国家人均钢材消费量在400-500kg，进入工业化阶段的中国，印度，巴西，阿根廷的发展中国家的钢铁消费量在快速增长，为世界钢铁工业的发展注入新的发展动力，发展中国家的工业化进程会使世界钢铁工业至少能够有10-15年的繁荣期。 在世界钢铁产量不断增长的同时，世界钢铁生产的设备，技术也不断发展与完善，钢铁生产呈现出以下的特征：（1）连续，紧凑，高效化。近终形连铸，薄板坯连铸连轧等工艺的开发，是的钢铁生产有了工艺流程紧凑，生产周期短，物料消耗少，生产效率高的一系列优点。板坯连铸连轧技术是世界积极开发应用的一项重大钢铁生产技术。（2）设备水平高端化，智能化。世界开发应用了一批高效，优质的工艺技术装备。如：顶底复合吹炼转炉，lf刚报精炼炉等。（3）生产高附加值特征。国外现代化钢铁企业产品品种构成中的冷轧板卷，镀锡板，镀锌板，涂层带钢，冷轧硅钢片，高强度无缝钢管，高级造船板等高科技含量，高附加值钢材产品占钢材总产量的60%以上。（4）钢铁产业国际化特征。以2005年全球钢产量最大的钢铁企业-米塔尔为例，2004年，米塔尔出资10.5亿美元，获得波兰phs钢铁公司60%的股权；以4340万美元的价格收购了罗马尼亚著名的胡内阿拉钢铁联合企业；完成对南非最大的钢铁企业伊斯科公司的收购；获得波黑泽尼察公司51%的股权等1.5 本设计的目的和任务本次设计为年产350万吨炼钢生铁的高炉车间设计。要求广泛查阅相关文献并进行全面评述，选择工艺流程并论证，进行设计计算，绘制图纸等。本设计的主要内容包括：绪论，厂址选择，工艺流程及主要经济技术指标的选择与论证，高炉炼铁综合计算，高炉本体设计，高炉附属系统设计，车间布置设计等部分。另外还有主体设备图纸3张。152 工艺流程2.1高炉炼铁工艺流程高炉炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂或铸造厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉炼铁工艺流程见图2-1。 图2-1 炼铁工艺流程3 高炉炉型设计4.1年工作日的确定设计要求高炉工作日350d/a日产量：4.2 定容积选定高炉座数为2座，利用系数=2.0每座高炉日产量： 炼钢法、氧气顶吹转炉炼钢法、侧吹转炉、顶底复合吹转每座高炉容积：4.3 炉缸尺寸4.3.1炉缸直径选定冶炼强度 I=0.95t（m3d）;燃烧强度=1.05 t（h），则d=9.51取=9.51 m校核=35.21 合理4.3.2 炉缸高度、渣口高度hz=2.16 取hz=2.16m风口高度 =4.32 取=4.32m风口数目 =2(+2)=2(9.51+2)=23.02 取=24个风口结构尺寸选 取=0.5m则炉缸高度 =+=4.32+0.5=4.82m4.3.4 死铁层的厚度选取h0=0.2d=0.29.51=1.90m4.3.5 炉腰直径,炉腹角及炉腹高度选取=1.1 则=1.1=1.19.51= 10.46 取=10.46m选取： 则：80.5=2.84 取：m校核： (79.0, 81.5) 所以合理。4.3.6 炉喉直径和炉喉高度选取 =0.63则 =0.63=0.6310.46=6.59取=6.59m选取 =2.04.3.7 炉身角、炉身高度及炉腰高度选取： 则： 取：m校核 (,) 所以合理。选取=2.9则=2.9=2.910.46=30.33取=30.33m求得:=-=30.33-4.82-2.84-18.40-2.0=2.27m4.4 校核炉容炉缸体积： 炉腹体积： 炉腰体积： 炉身体积： 炉喉体积： 高炉容积： 误差： % 1%设计合理，符合要求。5 高炉供料系统设计 供料系统的特点是运输数量大、工作节律性强。它的任务是将经过预处理的铁矿石、焦炭和辅助原料分别从原料场、烧结厂、炼焦厂用火车或皮带运输机送到高炉贮焦槽和贮矿槽。贮焦槽容积约为高炉容积的 0.7倍，贮焦68小时；贮矿槽容积约为高炉容积的1.6倍，贮矿914小时；辅助原料贮存20小时左右。原料、燃料由筛分器筛分后，经称量车卸入料罐或料车；20世纪上半叶大多使用斜桥供料；70年代大型高炉使用带式输送机上料，皮带宽1.62.5米，斜倾角1213左右，速度2米/秒左右5。 5.1 高炉供料系统高炉大型化以后，大钟 太大，运输不便，而且造成炉顶的布料径向不匀。60年代联邦德国设置可调炉喉导料板，改进布料，煤气利用率增高，焦比降低约30公斤/吨生铁，并能保护炉身砖衬。日本有带导料板和密封阀双钟炉顶的高炉。 5.1.1 装料设备选择设计采用了PW串罐无钟炉顶溜槽布料旋转，无料钟炉顶的优势如下：（1） 提高倾斜旋转的面料和提高操作的灵活性及面料的调控手段。（2） 用密封阀代替料钟，炉顶密封性能得到改善，为高炉采用高压炉顶创造了更好的条件。（3） 避免这样的罐体材料和面料的粒度和粒度偏析，下硬密封阀是连在一起的，压料罐和救灾不会影响重量值的准确性。（4） 设备采用模块化结构加工、运输和维修设备，减少设备重量。 串罐式无料钟炉顶设计参考攀钢2650m高炉设计数据，数据见表5-1。表5-1 串罐式无料钟炉顶设备的主要技术特征项目参数设计炉顶压力，MPa0.15溜槽倾动速度，r/min0.2667溜槽长度，mm3200上料闸直径，mm1100料流调节阀径，mm750上、下料罐容积，m40溜槽回转速度，r/min8上密封阀直径，mm1300下密封阀直径，mm9005.1.2 受料漏斗料斗的作用是接受输送带取出充电，储氢材料罐倾倒费。本设计采用的漏斗的水平移动。料斗外壳由钢板焊接而成，墙壁内衬与锰钢保护。5.1.3称量料罐和密封阀称量料罐球，中部为圆筒型，下部是圆锥。高炉有效容积的材料批准的大小取决于它的有效容积。存储罐体材料为钢件，墙壁上镶有高锰耐磨护板。硬质合金硬密封使用摆动碟阀，阀座和阀板的接触点的高温密封阀和嵌入在硅橡胶软密封环。它的直径取决于电荷的粒子的大小和切割速度。排放阀为扇形闸阀，在材料储罐下部设置。5.1.4材料检测设备本设计采用机械接触式探针材料尺，饲料足有两个探头的高炉，互成180。5.2 布料方式设计采用旋转布料的方式，布料时布料器的主要和次要电机同时启动旋转，同时均匀的旋转运动的滑道，滑道倾角的梯度径向运动，使电荷形成可调螺旋状分布。旋转布料溜槽倾角改变，使其由外到内的转变。可以收取炉喉节的任何部分，这种布料可以根据材料层的厚度进行调整，以获得一个表面相对平坦的材料。5.3 炉后供料系统按照高炉工艺操作要求，高炉供料系统的功能，原料和燃料炉中的各种测量体重按一定批量的材料发送到炉顶装料设备，根据规定的程序送到高炉炉顶装料设备，炉后供料系统包括：存储槽，斜桥，焦炭储存槽，筛分机，称重设备，材料车的桥梁和皮带输送机等。5.4 供料系统的形式与布置本设计采用称重漏斗、料车上料。重量和矿石漏斗中间料斗设置矿石，材料将被卸载到磁带喂养带式输送机皮带上，依靠设置上料皮带输送机，称量漏斗称重，通过自身的差距卸到料皮带输送机，焊剂及其他集中矿山通过设置到磁带运输装借助于自身的落差卸入到上料胶带运输机上，由料车运送至炉顶。 存储矿井，存储焦炭通道和其配套设备（1） 矿井存储和存储焦炭通道矿井的存储和存储在高炉焦槽用于接收和存储电荷，用于缓冲烧结厂，焦化厂和高炉生产的不平衡，以及所带来的影响带式输送机事故或维修长途。此外，还应该设置了若干杂项矿井，通量，储存和洗炉料等。（2）馈线电磁振动给料机主要由三个部分坦克，振动器，和减震器组成。 5.5 给料设备 本设计采用了小型的进料方式。目前，由于高炉大型化和自动化胶带上料系统已经成为主流配置的优势，具有连续进料，不受加速和减速的影响等优点，可以显着提高生产效率，并更好地满足从遥远的高炉装卸，高炉车间布置分散，可以提高高炉周围的工作环境。由于许多地方的地域形成低，结构紧凑，生产设计的狭窄范围，布置不能给跨度较大的胶带布料机布局。因此本设计采用传统的车间上料系统。 176 送风系统6.1 高炉鼓风机的选择高炉鼓风机用来提供燃料所必需的氧气、热空气及焦炭在风口燃烧所生成的煤气，而且是在鼓风机提供的风压下才能克服料柱阻力从炉顶排出。6.1.1 高炉入炉风量 = 4739.58 m3/min高炉有效容积；每吨干焦消耗标态风量，2600 m3/t 高炉冶炼强度，取1.05tm3dt标态入炉风量，m3/min每吨干焦的耗风量与焦炭的灰分含量和风的湿度有关，焦炭灰分为时，每吨干焦的耗风量一般为。6.1.2 鼓风机风量 =(1+10.2)4739.58=5223.02 m3/min高炉入炉风量，m3/min高炉要求的鼓风机出口风量，m3/min 送风系统漏风系数，对大型高炉为10.26.1.3 高炉鼓风压力1. 高炉炉顶压力： 23.0 105 Pa=0.60 2. 高炉料柱的阻力损失： 21.3105 Pa0.263. 高炉送风系统阻力损失： 41040.04则:鼓风机出口风压:=+ +=0.30+0.13+0.02=0.45 6.1.4 鼓风机选择1. 对鼓风机风口量的修正风量修正系数：0.96，实际供风量：5223.02 /0.96=5440.642. 对风机风口压的确定风压修正系数：=1.05出口风压： = =0.4293. 风机选择表6-1 风机选择系数风机型号风 量转 速风 压传动方式功 率O5700-31560055501.6汽动6750此风机为离心式风机，二座高炉装三座，一台备用6.1.5 选择风机要考虑以下两点 1. 夏季：应该满足最高冶炼强度的要求： 冬季：的风机应能在经济区域工作； 2. 对于高压操作的高炉，应考虑常压冶炼的可行性和合理性。夏季高压操作应在最高冶炼强度工作点；冬季高压操作应在最低冶炼强度工作点；6.2 热风炉6.2.1热风炉座数的确定高炉热风炉是炼铁厂高炉主要配套的设备之一，一般一座高炉配34座热风炉,本设计选取3座热风炉。(1) 正常情况下三座热风炉投入工作，采用“二烧一送”的工作制度。热风炉转换顺序由现场设定。(2)特殊情况下，可以采用二座热风炉工作，即一座热风炉“燃烧”，另一座热风炉工作，采用“一烧一送”工作制度。 6.2.2 热风炉工艺布置 本设计有2座高炉，因此总的需要六座热风炉，排列方式为一字型排列。6.2.3 热风炉型式的确定 本设计采用改进型内燃式热风炉。可以大幅度降低建设投资，延长热风炉寿命、强化燃烧能力、也同样具有非常大的吸引力。风温的调节控制依靠混风实现，也同样达到了高风温的效果，这已经是目前国内外中小型高炉热风炉配置的趋势。 6.2.4 热风炉主要尺寸的计算 高炉容积为2500，配备3座改进型内燃式热风炉。 1. 确定基本参数 （1) 取单位炉容蓄热面积为92/; （2) 定热风炉钢壳下部内径12000,炉壳及拱顶钢板厚度为20,炉底钢板厚度为40。2.确定炉墙结构及热风炉内径1) 大墙厚：3502) 隔热砖（轻质粘土砖）：1153) 填料层（水渣石棉填料）：654) 不定型喷涂料：45共计：350+115+65+45=575 5) 热风炉内径：=10000-5752=10850燃烧室隔墙结构：下部：230高铝砖+345高铝砖+20滑动缝上部：230硅砖+345硅砖+20滑动缝3. 选燃烧室面积（包括隔墙）根据经验，选燃烧室面积占热风炉内截面积的29%1) 热风炉内截面积：=92.412) 燃烧室面积：=92.4129%=26.804. 蓄热室截面积=92.41-26.80=65.615. 选格子砖 选七孔砖，格孔直径为43，查表知1格子砖受热面积： =38.06 /6. 蓄热室蓄热面积（1)6座热风炉总蓄热面积：2500922=450000 （2) 1座热风炉蓄热面积4500004=112500 7. 1高蓄热室蓄热面积= 165.6138.06=2497.12 8. 蓄热室高度 =45.05 9. 拱顶高度采用锥球形拱顶，见图1热风炉拱脚内径:=10000-2(45+65)=9780据经验:=0.60=0.609.78=5.87 图6-1 锥球形拱顶拱顶由球冠和圆锥台组成，具体尺寸如下：据经验：球冠弦长=0.45=0.459.78=4.31,球冠圆心角为120,圆锥斜边与水平夹角为60。 10. 热风炉全高及高径比 支柱及炉篦高：2.0+0.5=2.5 燃烧室比蓄热室高：0.45 大墙比燃烧室高：1.3 拱顶砖衬：400高铝砖+230轻质高铝砖+115硅藻土砖+45喷涂层=790则： =2.5+0.45+1.3+45.05+5.87+0.79+0.020+0.04=56.02 校核：=4.0 符合要求。 6.2.5 热风炉其他尺寸的确定 燃烧室内径为(R-0.23-0.345-0.02) 2=2.788m 蓄热室选用七孔高效格子砖填充。格子砖的热工参数为：格孔直径d=45mm,当量厚度为S=35.12mm；1m3格子砖的加热面积为f=38.8;1m2格子砖通气道面积（活面积）为=0.409；1m3格子砖中砖所占有的体积为（1-）=0.591。蓄热室格子砖与炉墙和隔墙之间留有膨胀缝2030mm,一般此膨胀缝面积占热风炉炉墙内空横断面积的1.0%1.5%，今取1.5%，扣除膨胀缝面积后，格子砖所占横断面积F4为：F4=35.12-44.40.01=34.676m2根据高炉炼铁工艺设计规范规定：单位炉容的蓄热面积宜为6575m2，最高不得超过85m2.选取65m2，则一座热风炉的蓄热面积为： （65*2500）/3=54166.67m2格子砖所占的体积为54166.67/38.8=1396.05 蓄热室格子砖总高度为1396.05/34.676=40.26m 取格子砖总高度为40300mm。整个蓄热室分为三段格子砖。选上部为低蠕变高铝格子砖，据经验，高温区格子砖占总高度的1/4，则上部格子砖高度为40300/4=10075mm,选取为14050mm。中段为高铝格子砖，取高度为11240mm。下部为黏土格子砖，其高度为36867mm。底板、支柱及炉箅子。热风炉炉壳底板为普通碳素钢板，底板钢板厚度为36mm，底板与炉壳下部以圆弧形过度焊接，并进行加强刚度处理。炉箅子支柱底板坐落在炉壳底板上，炉箅子厚度为加支柱高度为3200mm，炉箅子孔的形状及大小与蓄热室格子砖格孔相似。炉箅子及支柱均采用耐热铸铁。炉箅子及支柱安装完毕后，在热风炉地板上面浇注厚度为500mm的矾土水泥耐热混泥土保护层。 （1）热风炉中段以上炉墙结构与格子砖相对应。炉墙砌体从炉壳至内侧耐火材料厚度（mm)为：炉壳50+喷涂层70+耐火纤维毡75+漂珠砖114+轻质高铝砖114+高铝砖350+砖缝4=777则热风炉中上部炉壳外径为10850+777*2=12404mm。（2）拱顶结构。热风炉的拱顶结构形式有球形、锥形、抛物线形、悬链形及锥球结合形等。本例采用锥球形拱顶结构。拱顶耐火砌体从钢壳至内侧面厚度（mm)为：790mm取拱脚的内径为9780mm拱脚的外径为9780+7902=11360mm据经验，拱顶的高度为97800.6=5868mm球冠弦长为0.459780=4401mm拱顶采取大帽子结构，大帽子直段部分高取5300mm，炉墙伸入大帽子4405mm。蓄热室格子砖上沿至拱顶上段球形砌砖中心距离取4405mm,格子砖上沿比燃烧室隔墙上沿低300mm，以有利于烟气进入蓄热室分布均匀。隔墙与炉墙上沿取平齐。炉墙伸入拱顶大帽子部分，炉墙与火帽子之间的滑动缝采取迷宫式填料密封结构，迷宫缝隙内充填陶瓷耐火纤维。 6.2.6 热风炉设备热风炉设备包括：热风炉本体、热风炉燃烧器，助燃风机、热风炉烟道，烟囱及种渠道和阀门，送风系统的阀门有：热风阀，冷风阀，混风阀，混合空气流量控制阀。燃烧器的作用是把高炉煤气和空气混合气体混入热风炉燃烧室。由一个独立的鼓风机送风。采用套筒式陶瓷燃烧器6.2.7 热风炉管道及阀门的确定1. 热风炉系统设有冷风管、热风管、混风管、燃烧用净煤气管和助燃风管、倒流休风管等，这些管道均为普通碳素钢板焊成。 管道直径根据合适的流速确定，按下式计算： 式中 圆形管道内径， 气体在实际状态下的体积流量， 气体在实际状态下的流速，。管道内气体流速参考数据见表6-1：表6-1 管道内气体流速参考数据名称实际流速（）冷风管道正风压1525负风压1015热风管道正风压3040负风压2530净煤气管道612根据我国高炉热风炉管道内径参考数据，选取热风炉管道内径见表62：表6-2 热风炉管道内径高炉容