设计一座年产制钢生铁L08320万吨的高炉课程设计毕业设计

1、课 程 设 计题目：设计一座年产制钢生铁（l08）320万吨的高炉目录原始数据：2一 配料计算31.矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1t生铁为单位）32.渣量和炉渣成分的计算43.生铁成分校正：5二 物料平衡计算：61.风量的计算62.煤气量的计算：63.编制物料平衡表8三.热平衡的计算91.热收入：92.热支出的计算103.热平衡表14四设计一座年产制钢生铁320万吨的高炉14五. 高炉砌砖计算(高铝砖)17原始数据 成分品种tfefe2o3feosmnopsio2al2o3caomgoco2h2o1/2s3/2sp2o5烧损烧结矿5669.59.70.060.350.115.42.029.5

2、3.00.20.030.2599.75球团矿62.57017.70.060.0388.70.71.61.050.030.0899.86澳矿65.692.70.40.040.120.162.41.60.020.260.060.3797.93石灰石1.151.61.381.4753.50.542.142.1100.55炉尘48.155.212.50.121.40.125151.44.650.951.726.600.060.298.32106.31焦炭灰分4.25.551.938.63.11.0100.1煤灰分2.22.8658.433.63.721.2299.8据上表校核原料成分： 成分品种tfe

3、fe2o3feosmnopsio2al2o3caomgoco2h2o1/2s3/2sp2o5烧损烧结矿56.1469.679.720.060.350.115.412.039.523.010.200.030.25100球团矿62.5970.117.720.060.388.710.781.61.050.030.08100澳矿66.9994.660.410.040.120.162.451.630.020.270.060.38100石灰石1.141.591.371.4653.210.541.8741.87100炉尘45.2551.9211.760.121.320.12514.111.324.370.8

4、91.626.210.060.277.83100焦炭灰分4.25.551.8438.563.11.0100煤灰分2.202.8758.5233.673.731.22100焦碳和煤粉及其挥发分的成分如下表品种成分fcdadvdst.dh20焦炭85.612.81.40.554.0煤粉74.516.69.50.5品种成分co2coch4h2n2o2焦炭挥发分22.820.53.8519.629.4煤粉挥发分43.226.522.3生铁预定成分如下表生铁预定成分fesimnspc （l08）/94.5160.480.030.0260.0984.85100.00 其他条件焦比kg/t煤比kg/t炉渣碱

5、度直接还原度炉尘kg/t鼓风湿度%风温4401251.105420001.001100一 配料计算1.矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1t生铁为单位）矿石配比取 烧结矿/球团矿/澳矿=76/10/14，计算混合矿成分。品种tfefeosio2al2o31/2scaomgofe2o3p2o5mno烧结矿56.149.72 5.412.030.039.52 3.01 69.670.25 0.35球团矿62.5917.728.710.780.031.61.0570.10.08澳矿66.990.412.451.630.06（3/2s）0.020.2794.660.380.12混合矿58.309.225.

6、331.850.037.402.4873.210.250.28设需要混合矿为x kg/t，石灰石为y kg/t由 tfe 的平衡可列出： (1) 由二元碱度r可列出： （2）联立（1）（2）解得 x=1636.52 kg/t y = 8.89kg/t所以：烧结矿的用量为：1636.52×76 1243.76 kg/t 球团矿的用量为：1636.52×10 163.65 kg/t 澳矿的用量为： 1636.52×14 229.11 kg/t2渣量和炉渣成分的计算 127.50 kg/t 由（2）式分子可得 115.91 kg/t 由（2）式分母可得 945.16&#

7、215;（0.003/0.997）×（72/56） 3.65 kg/t （1636.52×0.0028-20×0.0132）×0.5=2.16 kg/t1636.52×0.0248 8.89×0.005 440×0.128×0.01 125×0.166×0.0122-20×0.0089 41.27kg/t1636.52×0.0185 8.89×0.0146 440×0.128×0.3856125×0.166×0.3367-20

8、×0.0132 59.09 kg/t进入高炉的总s量： ms=1636.52×0.0006440×0.0055125×0.005=4.05 kg/t进入生铁的ms 1000×0.026=0.26 kg/t进入煤气的ms 4.05×50.20kg/t进入炉尘的ms 20×0.0012=0.02kg/t则进入炉渣的ms 4.050.260.200.023.57 kg/t炉渣化学成分和渣量成分sio2al2o3caomgofeomnos/2重量/kg115.9159.09127.5041.273.652.161.79351.37百

9、分率/32.9916.8236.2911.751.030.610.511003生铁成分校正：ws0.026 %wsi0.48 %wfe94.516 %wmn2.16×(55/71)×100/10000.17 %wp1636.52×0.0025×(62/142)×100/10000.179 %wc10094.5160.0260.480.170.1794.63%二 物料平衡计算：直接还原度rd= 0.54 ， 鼓风湿度f= 1.0 1. 风量的计算c 总 440×0.856125×0.745469.77kg/tc ch4 469

10、.77×0.7=3.29 kg/tc生铁1000×4.6346.30 kg/tc直接1.7×12/554.8×24/481.79×60/62945.16×0.54×12/56 113.87 kg/tc尘20×0.07831.57kg/tc燃469.773.2946.30113.871.57304.74 kg/to2 密度0.21（10.01）0.5×0.010.2129c燃烧需要的氧气 vo2304.74×22.4/24284.42 m3煤挥发分提供的o2：vo2 125×0.095&

11、#215;0.223×22.4/32=1.85 m3则需鼓风量为：v风(284.421.85)/0.21291327.24 m3 m风1.28×1327.241698.87 kg/t2.煤气量的计算：1）.ch4 碳生成ch43.29×22.4/126.14 m3焦炭挥发分中的ch4440×0.014×0.0385×22.4/160.33 m3总的ch46.140.336.47 m32）.h2鼓风带入的h21327.24×0.01519.91 m3煤分带入的h2125×0.095×0.432×2

12、2.4/2=57.46 m3焦炭带入的h2440×0.014×0.196×22.4/213.52 m3还原消耗的h2(19.91+57.46+13.52) ×4036.36 m3生成ch4消耗的h26.14×212.28 m3所以：炉顶煤气中的h219.91+57.46+13.52-36.36-12.2842.25 m33）.co2还原fe2o3生成的co2(1636.52×0.73218.89×0.015) ×22.4/160167.75 m3还原feo生成的137.54 m3石灰石分解产生的焦炭带入的所以：进入

13、炉顶煤气的co2167.75137.541.890.72307.90 m34）.coc燃烧生成的直接还原产生的焦炭挥发分中的间接还原消耗的所以：进入炉顶煤气中的co568.85212.561.01305.29477.13 m35）.鼓风中的焦炭中的 煤分中的 所以炉顶煤气中的煤气成分如下co2coch4h2n2体积/m3307.90 477.136.4742.251036.761870.51百分比/%16.4625.510.352.2655.431003.编制物料平衡表煤气密度煤气重量 氢气还原生成的物料平衡表收入 kg支出 kg烧结矿1243.76生铁1000球团矿163.65炉渣351.3

14、7澳矿229.11煤气2505.74焦炭440.00炉尘20.00煤粉125.00水分29.22石灰石8.89鼓风1698.873909.283906.33绝对误差：3909.28-3906.332.95 kg相对误差： 满足要求三.热平衡的计算风温：1100 冷矿：25 铁水：1450炉渣: 1500 炉顶煤气：200 1.热收入： 1）.碳氧化放热： 由c氧化成1 m3co2放热：17869.50 kj 由c氧化成1 m3 co放热：5241.72 kj 则c氧化放热q1= 2）.热风带入的热：1100空气热容 1.4233kj/(m3·)水蒸气热容 1.7393 kj/(m3&

15、#183;)2%的空气用于输送煤粉入炉热风热风带入热量q2 3）. h2氧化放热1m3 h2氧化成h2o蒸气放热 10788.58kjh2氧化放热q3=42.25×10788.58=455817.51kj 4）. 成渣热1kgcao和mgo的成渣热为 1128.60kj成渣热q4=8.89×（0.5321+0.005）×1128.60=5388.86kj 5）. 矿石带入热量25炉料热容为 0.6897 kj/(kg·)矿石带入热量q5=1636.52×0.6897×25=28217.70kj总热收入q收10514106.90kj2.

16、 热支出的计算1）.氧化物分解吸热：（1）.铁氧化物分解吸热：（存在状态fe2o3、fe3o4、2feo·sio2）烧结矿中feo的20%以2feo·sio2状态存在80%以fe3o4状态存在球团矿中feo 100%以fe3o4存在焦炭灰分、煤粉灰分中feo100%以2feo·sio2存在以2feo·sio2存在的feo=以磁铁矿状态存在的feo=以磁铁矿状态存在的游离的赤铁矿分解1kg以2feo·sio2状态存在的feo需要耗热4068.52kj分解1kg磁铁矿耗热4791.78kj分解1kg赤铁矿耗热5144.28kj则铁氧化物分解吸热（2

17、).非铁氧化物分解吸热：（mn、si、p）分解生成1kg mn耗热：7350.53kj分解生成1kg si耗热 ：31028.14kj分解生成1kg p耗热 ：35697.20kj则 2）. 脱硫吸热：cao脱硫耗热： 5392.20kj/kgmgo脱硫耗热： 8025.60kj/kg mno脱硫耗热： 6249.10kj/kgfeo脱硫耗热 ：5496.90kj/kg取平均为： 6290.90kj/kg脱硫吸热q2=（3.58+0.20）×6290.90=23779.60 kj 3）. 碳酸盐分解由caco3分解成1kgcao吸热：4037.88kj由mgco3分解成1kgmgo吸

18、热：2482.92kj碳酸盐分解吸热q3 4）. h2o分解吸热分解1m3水蒸气吸热10788.58kjh2o分解吸热q4= 5）. 煤粉分解吸热分解1kg煤粉分解吸热：836kj煤粉分解吸热q5= 6）. 游离水蒸发吸热1kg水从0 100吸热：418kj 100水 100水蒸气吸热：2257.2kj游离水蒸发吸热q6 7）. 铁水带走的热量1kg 1450铁水带走的热量：1237.28kj铁水带走的热量q7= 8）. 炉渣带走的热量1kg 1500炉渣带走的热量：1851.74kj炉渣带走的热量q8= 9）. 煤气带走热量200有关煤气成分的热容（kg/(m3·)）成分 n2 c

19、o co2 h2 h2o ch4 热容 1.3104 1.3104 1.7844 1.2996 1.5086 1.8166 干煤气热容干煤气带走的热量煤气中水分带走的热量炉尘热容c尘：0.836 kj/(kg·)炉尘带走的热量q尘=20×0.836×200=3344kj则煤气带走的热量 10). 热损失热损失 3.热平衡表热收入热支出项目热量比例%项目热量比例%碳氧化放热7981486.0475.91氧化物分解7010472.02 71.21热风2043196.7919.43脱s23779.600.24氢氧化455817.514.34碳酸盐分解19211.030.

20、195成渣热5388.860.051水分分解214785.522.18矿石物理热28217.700.27煤粉分解1045001.06游离水蒸发 47083.700.48铁水带走123728012.57炉渣带走650645.886.61煤气带走537620.495.4610514106.90100 9845378.24100热损失668728.660.23四设计一座年产制钢生铁320万吨的高炉.确定工作日 日产量 1. 定容积 利用系数 2. 每座高炉日产量p= 每座高炉容积 3. 炉缸尺寸a.炉缸直径选择冶炼强度 燃烧强度 则 取 校核 合理b.炉缸高度 渣口高度 取 风口高度 取 风口数目 取24个风口结构尺寸选取 炉缸高度 c.死铁层厚度 选取 4. 炉腰直径，炉腰角，炉腰高度 选取 则 取 选取 则 取 校核 5. 炉喉直径，炉喉高度选取 则 取 选取 6. 炉身角，炉身高度，炉腰高度选取 则 取 校核 选取 则