560吨高炉炼铁毕业设计说明书要点

1、河北联合大学轻工学院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY毕业设计说明书设计题目：设计年产560万吨炼钢生铁的炼铁厂学生姓名：张旭阳学号：201015091230专业班级：10冶金12班学部：材料化工部指导教师：闫亚坤 教授2014年5月31日按照设计说明书的要求，设计一座年产560万吨的炼钢生铁的炼铁厂。该厂 的高炉车间由2座有效容积3446m3的高炉，车间布置形式采用半岛式布置。高炉炼铁生产工艺流程主要包括六个系统：高炉本体系统、高炉车间原料系 统、高炉送风系统、高炉喷煤系统、煤气除尘系统渣跳处理系统。其中高炉的炉衬设计方法采用的是均衡炉衬的方法

2、， 根据不同的冶炼条件砌 筑不同的砖。冷却方式：炉身部分采用板壁结合的方式炉腰部分采用凸台冷却壁； 炉缸和炉底采用光面冷却壁和水冷炉底结构。设计的热风炉采用传统改进型内燃式热风炉。蓄热式和燃烧室在同一炉壳内。这部分同时包括热风炉各种设备和阀门的选取计算。上料系统采用的皮带机连续上料，同时增加了皮带的速度和宽度，满足高炉 冶炼的要求。炉顶装料设备采用用罐式无料钟炉顶装料。 喷吹系统增加了煤的数 量，采用了单管路用罐式直接喷吹。煤气处理设备采用的是湿法除尘设备。所涉及的计算有高炉和热风炉尺寸的计算、高炉的物料平衡和热平衡计算以 及热风炉风机的选择等。本设计依据现有的经验结合国内外先进生产技术， 对

3、设备及相应的参数进行 选择并作了具体阐述和计算，同时对高炉车间工艺布置作了比较详细的叙述， 并 绘制里高炉本体砌砖与冷却设备图、热风炉剖面图、高炉车间平面布置图、高炉车间总剖面图四张图。关键词 高炉；热风炉；湿法除尘；工艺流；布置-I-引言AbstractThe design ' s task is to build an ironaking plant, which has two blast furnaces and each capacity is 3446m3. The plant generates5600,000 tons iron every year. There ar

4、e seven chapters in the design.The seven systems of the iron-making plant is follow: blast furnace systerm raw material system、blast air blowing system > fuel injecting system > gas dust removal system slag processing systemsThe BF lining adopted equalization lining method and was made of alum

5、ina brick and chayote in upper of BF and all carbon brick in the bottom of BF.The cooling methods were batten wall style in shaft, boss-cooling stave in bosh, smooth cooling stave in hearth and water-cooling stave in bottom of hearth.The air-stove was modified tradition style of internal combustion.

6、 The checker chamber and combustion chamber were in the same furnace shell and divided by heat insulation wall. And the combustion chamber was eye-style. Furthermore this part of the paper included the selection of various equipments and valves.The charging equipment used the belt machine to continu

7、ing supplying charge and the belt velocity and width were increased in order to meet the BF melting needs. The furnace roof equipment used string pot style of non-bell furnace roof. Injection system increased amount of coal and use single valve line sting pot direct injection. The gas treating syste

8、m used hydro filter equipment.The computes in the paper have size of BF and air-stave, charge balance, heat balance and fan of air-stave choice, etc.The design experience based on the existing domestic and foreign advanced production technology, equipment and the appropriate choice of parameters and

9、 were calculated in detail and at the same time on the blast furnace process layout of the workshop were described in more detail, and ontology mapping in blast furnace bricklayer and cooling equipment, maps, profiles of hot gas, blast furnace workshop floor plan, the total cross-section of blast fu

10、rnace workshop 4 maps.Keywords: blast furnace; process;plant;design;layout.-II-引言引言进入21世纪，国际钢铁工业的共同的时代命题是市场竞争力和可持续发展 问题。在走新型工业化道路，落实科学发展观和建设资源节约环境友好型社会的 时代背景下，提高质量、经济效益，降低资源、能源消耗，减轻地球环境负荷， 走绿色化道路，实现可持续发展， 将是我国钢铁工业今后巨大的发展空间。 以较 少的能源、资源消耗，合理的钢产量规模，高效的产品，以及较低的地球环境负 荷支持我国的工业化过程是我国钢铁工业的历史责任。钢铁工业是国民经济的重要基

11、础产业之一，”对于经济竞争力和国家安全都 是至关重要的”，是“国家的经济命脉”。21世纪，钢铁工业是“很有魅力的工业”，是世界上最高产、高效和技术先 进的工业之一，钢铁产业是一个强大的、充满活力的经济行业，并以环境友好、 成本经济的方式为用户提供高质量的钢材。21世纪以来，国际钢铁工业的第二个高速增长期是由发展中国家，特别是 中国钢铁工业崛起推动的。本世纪初的 5年，世界钢产量增加2.848亿吨，其中 中国增加量占78.6%。中国钢铁工业的发展经历了曲折、 徘徊和崛起的历史进程。 2005年中国粗钢产量达到35239万吨，2007年中国粗钢产量又进一步跃升到 4.8 亿吨，约占世界粗钢产量的3

12、5%这一历史进程是艰辛而丰富多彩的。在21世纪，我国高炉炼铁将继续在结构调整中发展。高炉结构调整不能简 单的概括为大型化，应该根据企业生产规模、 资源条件来确定高炉炉容。从目前 我国的实际情况来看，高炉的座数必须大大减少，平均炉容大型化是必然趋势。 高炉大型化，有利于提高劳动生产率、便于生产组织和管理，提高铁水质量，有 利于减少热量损失、降低能耗、减少污染点，是污染容易集中管理，有利于环境 保护。所有这一切都有利于降低钢厂的生产成本，提高企业的市场竞争力。根据唐山地区的燃料条件和唐钢的工艺以及环境条件， 设计一座年产560万 吨的炼铁生产车间，对唐山及各个地区的许多炼铁厂都具有比较的借鉴作用。

13、 因 此，本设计的深度和广度都是比较适宜的。-III-目 录摘要 IAbstractII引言皿第1章绪论1.1.1 厂址选择 11.2 原燃料条件 21.3 主要经济技术指标 3第2章工艺计算5.2.1 配料计算 52.1.1 原燃料成分的整理 52.1.2 预定生铁成分 52.1.3 原燃料的消耗 62.1.4 渣量及炉渣成分的计算 62.1.5 生铁成分的校对 72.2 物料平衡计算 72.2.1 风量的计算 72.2.2 炉顶煤气成分的计算 82.2.3 物料平衡表 102.3 热平衡 102.3.1 热收入的计算 102.3.2 热支出的计算 112.3.3 热平衡编制表14第3章炉型

14、设计1.53.1 高炉数目及总容量的确定 153.2 炉型设计1.5第4章基础和内衬 194.1 炉基的形状及材质 194.2 炉底和炉衬的设计20第5章冷却设备选择和风口铁口设计 225.1 炉底冷却型式的选择 225.2 高炉各部位冷却设备选择 225.3 高炉供水量和水压的确定 225.4 风口数目及直径24-IV-5.5 铁口 245.6 炉壳及钢结构确定 24第6章原料系统266.1 焦矿槽容积的确定 266.1.1 .贮矿槽和附属矿槽的布置及其数目和容积 276.1.2 .焦矿槽的布置及其数目容积 276.2 槽上槽下设备参数的设计 276.2.1 .槽上设备 276.2.2 .槽

15、下设备及参数选择 276.3 皮带上料机能力的确定28第7章送风系统297.1 高炉鼓风机的选择 297.1.1 高炉入炉风量 297.1.2 鼓风机风量 297.1.3 高炉鼓风压力 297.1.4 鼓风机的选择 307.2 热风炉 307.2.1 热风炉座数的确定 307.2.2 热风炉工艺布置 307.2.3 热风炉型式的确定 317.2.4 热风炉主要尺寸的计算 317.2.5 热风炉设备 337.2.6 热风炉管道及阀门 33第8章炉顶设备368.1 炉顶基本结构： 368.2 布料方式 368.3 基本参数计算37第9章煤气处理系统399.1 荒煤气管道 399.1.1 导出管：

16、399.1.2 上升管： 399.1.3 下降管： 409.2 除尘系统的选择和主要设备尺寸的确定 409.2.1 粗除尘装置 409.2.2 半精细除尘装置4.1-V-9.2.3 精细除尘装置 419.2.4 布袋除尘器 429.2.5 附属设备42第10章渣铁处理系统 4310.1 风口平台及出铁场 4310.2 炉渣处理设备 4310.3 铁水处理设备 4410.3.1 铁水罐车 4410.3.2 铸铁机 4410.3.3 铁水炉外处理设备 4410.4 铁沟流咀布置 4410.4.1 渣铁沟白设计 4410.4.2 渣铁沟白设计 4510.5 炉前设备的选择 4510.5.1 开铁口机

17、 4510.5.2 堵铁口泥炮 4510.5.3 炉前吊车4.6第11章高炉喷吹系统4711.1 煤粉制备系统 4711.1.1 煤粉制备工艺 4711.1.2 煤粉喷吹系统 4811.2 喷吹工艺流程 49第12章炼铁车间平面布置5112.1 高炉炼铁平面布置应遵循的原则 5112.2 车间平面布置形式51结论52参考文献53谢辞55注释56附录57-VI-第1章绪论第1章绪论高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一， 在 国民经济建设中起着举足轻重的作用。高炉炼铁是以铁矿石（包括天然富矿、烧结矿、球团矿）为原料，以焦炭、煤粉、重油、天然气等为燃料和还原剂，以石 灰石等

18、为熔剂，在高炉内通过炉料燃烧、氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物 造法等一系列复杂的物理化学过程获得生铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤 气。高炉炼铁车间的生产设备除高炉本体之外还必须有其他附属系统的配合，包括：（1）供料系统：包括贮矿槽、贮焦槽、称量与筛分等一系列设备，其主要任 务是及时、准确、稳定地将合格原料送入高炉。（2）送风系统：包括鼓风机、热 风炉及一系列管道和阀门等，其主要任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需的热 风。（3）煤气除尘系统：包括煤气管道、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器 等，其主要任务是回收高炉煤气，使其含尘量降至10mg/m3以下，满足用户对煤气质量要求。（4）渣铁处

19、理系统：包括出铁场、开铁口机、堵渣口机、炉前吊 车、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，其主要任务是及时处理高炉排放的渣、 铁保证高炉生产正常运行。（5）喷吹燃料系统：包括原煤的储存、运输、煤粉的 制备、收集及煤粉喷吹等系统，其主要任务是均匀稳定地向高炉喷吹大量煤粉以 煤代焦，降低焦炭消耗。为实现优质、低耗、高产和延长炉龄，高炉本体结构和辅助系统必须满足耐 高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消 耗低等要求。现代化高炉已成为高度机械化、自动化和大型化的一种综合生产装 置。高炉车间的设计也必须满足高炉生产的经济技术指标，以期达到最佳的生产效益。1.1厂址选择确定厂址

20、要做多方案比较，选择最佳者，厂址选择的合理与否，不仅影响建 设速度和投资，也影响到投产后的产品成本和经济效益，必须十分慎重。厂址选择应考虑以下因素：a.要考虑工业布局，有利于经济合作；b.合理利用地形设计工艺流程，简化工艺，减少运输量 ，节省投资；c.尽可能接近原料产地及消费地点，以减少原料及产品的运输费用；d.地质条件要好，地层下不能有开采价值的矿物，也不能是已开采区；e.水电资源要丰富，高炉车间要求供水、供电不得间断，供电要双电源；-1-第1章绪论f.尽量少占良地；g.厂址要位于居民区主导风向的下风向或测风向。本设计对厂址选择如下：(1)冶金工厂的原料和成品运输及水电的消耗量很大，厂址应选

21、在靠近铁 路接轨站，并应保证接轨的方便和避免复杂的线路建设工程。应靠近原料、燃料的基地和产品销售的地点。近水源、电源，以缩短运输距离和管线长度，以减少 建厂的投资和运营费用。(2)厂址的面积和外形应能满足生产工艺过程的需要，把所有的建筑物、 构筑物合理地布置在厂区之内，并应有一定的扩充余地，以供工厂发展之用。(3)厂址应位于城市和居民区主导风向的下风向，一般应有1000米以上的距离，并应与其他企业不相干扰。窝风的盆地不宜选择为工厂厂址。(4)厂址应靠近城市和已有的工厂，以便在生活福利和公用设施上互相协 作。(5)厂址的地势最好是平坦的，厂址的地表应由中心向四周倾斜，以便使 地面水能依自然坡度向

22、外畅流，不需要大量的土方工程。(6)冶金工厂主要的建筑物、构筑物，大多需要较深的基础和地下室，在 建筑房屋和构筑物时厂址的土壤不需要复杂的基础工程。地下水位尽可能低于地 下建筑和构筑物基础的深度，并无侵蚀性。(7)厂址不受洪水及大雨的淹没，厂址最低处应该高出河流或海水涨潮的 最高水位0.5。(8)厂址不应位于矿床或已开采的矿坑、溶洞和土崩的地层上，不应布置 在各种有机废物、化学废物、舍弃物的附近。(9)厂址应有较容易弃渣的低洼地带。(10)工厂的污水(符合国家环保法规定范围的)应尽量排到城市的下游或 取水点的下游。(11)布置厂址时应充分利用地形，不占或少占农田。1.2 原燃料条件原燃料是高炉

23、冶炼的基础。为了使高炉实现高产、优质、低耗、低成本，就 必须实行精料方针。精料是多快好省地发展冶金工业的重要技术政策。精料的主 要措施有：提高铁矿石含铁量，增加自熔性烧结矿和球团矿使用率，缩小粒度、 筛选粉矿，减少成分波动，以及提高原、燃料强度等。炼铁所需原料包括铁矿石(天然铁矿石、烧结矿和球团矿)、钮矿石、熔剂及辅助原料等。原料条件见表1,高炉使用的主要燃料是焦炭。高炉喷吹用的燃-2-第1章绪论料有重油、煤、天然煤气等。计算原始数据如下：表1-1烧结矿化学成分（）TFeFeOCaO MgOSiO2Al 2O3SMnp烧结矿55.828.4910.112.075.841.080.010.150

24、.09球团矿63.530.730.690.318.201.210.010.110.07巴西矿63.591.890.210.132.790.670.010.080.02石灰心1.2352.310.651.610.46炉尘39.469.844.813.846.572.530.120.070.11C=14.87焦碳灰分3.873.621.2651.8938.01煤灰分2.093.941.3357.9732.571-2不性CdAdVdStdH2O焦碳86.0312.541.430.824.00煤粉71.949.8718.20.35表1-3预定铁水成分（）FeSiMnSPC94.8520.310.120

25、.0270.0914.61.3 主要技术经济指标（1）高炉有效容积利用系数（1）：高炉有效容积利用系数即每昼夜生铁的产量与高炉有效容积之比，即每昼夜1m3有效容积的生铁产量。可用下式表示：式中“v-高炉有效容积利用系数，吨铁/米3 昼夜;P-高炉每昼夜的生铁产量，吨铁/昼夜；V有-高炉有效容积，米3。是高炉冶炼的一个重要指标，本设计=2.3 。（2）焦比（K）:-3-第1章绪论焦比即每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比，即冶炼每吨生铁消耗焦灰重。可用下式表小:QkK 二P式中K-高炉焦比，千克/吨铁；P-高炉每昼夜的生铁产量，吨铁/昼夜；Qk -高炉每昼夜消耗焦炭量，千克/昼夜。焦比可根据设计

26、采用的原燃料、 风温、设备、操作等条件与实际生产情况进 行全面分析比较和计算确定。当高炉采用喷吹燃料时，计算时必须考虑喷吹物的 焦炭置换量。本设计的焦比为350。(3)煤比(Y):冶炼每吨生铁消耗的煤粉为煤比。本设计煤比为 190 o(4)冶炼强度(I )和燃烧强度(i ):高炉冶炼强度是每昼夜1有效容积燃烧的焦炭量，即高炉每昼夜焦炭消耗量 与的比值,本设计=0.95。燃烧强度既每小时每炉缸截面积所燃烧的焦炭数量。 本设计 =1.05 。(5) 休风率：休风率即因故休风的休风时间占作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维 护的水平，先进高炉的休风率小于 1%,实践证明，休风率降低 1%,产量可提

27、 高2%。(6)生铁合格率：高炉生产的生铁其化学成分符合国家规定的合格生铁占总产生铁量的百分 数为生铁合格率。(7)高炉一代寿命：高炉从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间称为高炉一代寿命，即相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为1015年。(8) 生铁成本：生产1合格生铁所需消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和，单位为元/t。-4-第2章工艺计算第2章工艺计算2.1配料计算2.1.1原燃料成分的整理表2-1原燃料成分的整理(%)TFeFeOFe2O3CaOMgOSiO2Al2O3SMnP烧结矿55.828.4970.3110.112.075.841.080.010.15

28、0.09校核56.7828.63671.52210.2842.1065.9411.099-球团矿63.530.7389.940.690.318.201.210.010.110.07校核62.6620.7288.7110.6810.3068.0881.193-巴西矿63.591.8988.740.210.132.790.670.010.080.02校核66.9891.99193.4830.2210.1372.9390.706-石灰心1.23-1.7652.310.651.610.46-校核1.247-1.78553.050.6591.6330.467-炉尘39.469.8445.434.813.

29、846.572.530.120.070.11校核44.69311.14551.4545.4484.3497.4412.865-复合矿58.906.8576.547.811.635.711.05-品种MnOMnO 2P2O51/2S3/2S烧损烧结矿0.19-0.210.005-98.305校核0.193-0.2140.005-100球团矿0.14-0.160.005-101.385校核0.138-0.1580.005-100巴西矿-0.1270.046-0.0150.30894.926校核-0.1340.048-0.0160.324100石灰心-41.81598.605校核-42.407100

30、炉尘0.09-0.2980.06-14.8788.292校核0.102-0.3040.068-16.842100复合矿0.160.020.180.004-0.051002.1.2预定生铁成分-5-第2章工艺计算表2-2预定铁水成分FeSiMnSPC94.8520.310. 120.0270.0914.62.1.3原燃料的消耗原燃料的消耗矿石和溶剂的计算：设生产每吨生铁所用的复合矿为 X,熔剂 用量为Y,单位kg/t根据铁平衡：Fe铁+Fe渣+Fe =Fe矿+Fe焦+Fe煤948.52+948.52 0.003/0.997+20 0M4693=0.5890X+350 0.1254 0.0387+

31、190 X 0.0987 0.0209+0.01247Y碱平衡：(0.0781X+0.5305Y+350X0.1254 )0.0362+190 >0.0987 )0.0394-20 0.05448) /(0.0571X+0.01633Y+350 0X254 0.5189+190 0.0987 0.5797-20 007441-3.1 60/ 28)=1.1解得：X=1626.78 kg/tY=3.78 kg/t烧结矿1602.76 )0.75=1220.09 kg/t球团矿1602.76 )0.1=162.68 kg/t巴西矿 1602.76 )0.15=244.02kg/t2.1.4渣

32、量及炉渣成分的计算(1) CaO 量：GcaoS=Gcao渣=CaO矿+CaO 焦+CaO煤+CaO 熔剂一CaO尘=130.29kg (2) SiO2 量：Gsio215 =SiO2 矿+SiO2 熔剂+SiO2 焦+SiO2 煤一SiO2 尘一SiO2还=118.47kg(3) FeO 量：GFeo 渣=948.54)0.003/0.997 72/56= 3.67kg(4) MgO 量：GMgO 渣=MgO 矿 +MgO 熔剂 +MgO 焦 +MgO 煤MgO 尘 = 1626.78 0.0163+3.78 000659-20 0.04349+350 0J254 0.0126+190 0.

33、0987 0.01 33=26.47 kg(5) Al 2O3 量：Gai2O3 造=Al 2O3 矿 +Al 2O3 熔剂 +Al 2O3 焦 +Al 2O3 煤 一 Al 2O3 尘 = 1626.78 0.0105+3.78 000467+350 0J254 0;3801+190 0.0987 0.3257-20 0.028 65=39.32kg(6) MnO 量：GMnO 渣=0.5 >(MnO 矿-MnO 尘)=(1626.78 4.0016-20 0.00102) >0.5=1.29kg(7) 炉渣S含量：进入高炉的S: S矿+S焦+S煤-6-第2章工艺计算=1626.

34、78 0.00008+350 0082+190 灰0035=3.67 kg进入生铁的S : 0.27 Kg进入煤气的 S : 3.67 0.05=0.184 Kg进入炉尘的 S: 20>0.0014=0.028Kg进入炉渣的 S: Gs渣=3.67-0.27-0.184-0.028=3.19 kg表2-3炉渣成分表CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOS/2ECaO/SiO2kg130.29118.4739.3226.471.293.671.6321.11-%40.5736.8912.258.240.401.140.501001.1S=0.027%Si=0.31%Fe=94.852%

35、Mn=1.29 55/71 100/1000=0.10P= (1626.78 0.0018-20 0.00285) 62/142 100/1000=0.125C=100-0.027-0.31-94.852-0.10-0.125=4.5862.1.5生铁成分的校对表2-4成分总结调整-FeSiSMnPc原来94.8520.310.0270.120.0914.6现在94.8520.310.0270.100.1254.5862.2物料平衡计算2.2.1风量的计算直接还原度rd=0.45鼓风湿度f=1.5%C燃=C焦+C煤-C直-C生铁-cCH4-c尘进入高炉 C 总=350X0.8603+190 &

36、gt;0.7194=437.791 KgCCH4=0.7%C 总=437.791 >0.007=3.06 KgC 生铁=1000X4.586%=45.86KgC 直=24/28 >3.1+12/55 0.10+1.25 60/62+948.52 0.45 X2/56-7-第2章工艺计算=95.55kgC 尘=20X0.16842=3.37 KgC 燃=437.791-3.06-45.86-95.55-3.37= 289.95Kg一3O2=0.21 41-0.015)+0.5 0.015=0.2144m3VO2=289.95 22.4/24=270.62 m风量：V 风=270.62

37、/0.2144=1262.22nf鼓风重量：1262.22 1.29=1628.26 Kg2.2.2 炉顶煤气成分的计算(1) CH4炭生成的CH4=3.06 22.4/12= 5.71 m3焦炭挥发的CH4=350>0.0143 灰0388 22.4/16=0.27 m3生成总量 CH4=5.98 m3(2) H2鼓风带入H2=1262.22 0.015= 18.93m3煤粉带入H2=190>0.1819 0.4317 22.4/2=167.10 m3焦炭带入H2=350>0.0143 0.2029 22.4/2= 11.37 m3还原消耗H2= (18.93+167.10

38、+11.37) >0.4=78.96 m3生成 CH4H2=5.71 次=11.42 m3炉顶 H2=18.93+167.10+11.37-78.96-11.42=107.02 m(3) CO2Fe2O3 一 F%O4 一 FeO:3CO2=(1626.78 0.7654+3.78 0.01785) 22.4/160=174.33 m-8-第2章工艺计算FeCH Fe:_3CO2=948.52 (1-0.45-78.96 56/22.4/948.52) 22.4/56=129 m石灰石分解CO2=3.78 0.42407 22.4/44=0.82 m3焦炭带入CO2=350 >0.

39、0143 0.2302 22.4/44=0.59 m3煤粉带人CO2=190 >0.1819 0.0369 22.4/44=0.65 m3进入炉顶CO2=174.33+129+0.82+0.59+0.65=305.39 n3(4) CO燃烧生成CO=289.95<22.4/12=541.24 m3直接还原CO=95.55X22.4/12=178.36 m3焦炭挥发份CO=350 0.0143 )0.2245 )22.4/28=0.9 m3煤粉挥发分CO=190 0.1819 )0.1342 )22.4/28=3.71 m3间接还原CO=174.33.52+129=303.33 m3

40、炉顶CO=541.24+178.36+0.9+3.71-303.33=420.88 m3(5) N2鼓风N2=1262.22 X(1-0.015) >0.79=982.20 m3焦炭带入N2=350>0.0143 0.3036 22.4/28=1.22 m3煤粉带入N2=190>0.1819 0.1474 22.4/28=4.08 m3炉顶带入N2=982.20+1.22+4.08=987.50 m(6) 炉顶煤气成分表2-5 煤气成分表-CH4H2CO2CON2总体积m35.98107.02305.39420.88987.501826.77%0.335.8616.7223.

41、0454.06100煤气重度 _ _3g=(0.0033 16+0.0586 2+0.1672 44+0.2304 28+0.5406 28)/22.4=1.305 Kg/m3煤气重量1826.77 >1.305=2374.80 Kg-9-第2章工艺计算氢还原生成H2O=78.96 M8/22.4=63.45Kg2.2.3 物料平衡表表2-6物料平衡表收入项支出项名称数量 kg百分比%名称数量kg百分比%复合矿1626.7842.82铁水100026.40石灰心3.780.10炉尘200.533509.21水分63.451.67煤粉1905.00煤气(干)2383.9262.93鼓风16

42、28.2642.86炉渣321.118.48总计3798.82100总计3788.48100绝对误差:3798.82-3788.48=10.34误差校核：10.34/3798.82=0.27%<0.3% 符合要求。2.3热平衡计算2.3.1 热收入的计算(1)碳氧化：由C氧化生成1m3CO2放热 17869.50KJ 由C氧化生成1m3CO放热5241.72 KJQ1=(420.88-0.9-3.71) 5241.72+(174.33+129) 17869.50=7602326.22KJ(2)热风：1150°C 的空气热容 1.4233KJ/ m3 C1150c水蒸气的热容1.

43、7393 KJ/ m3 C鼓风中98%进入热风炉，2%用常温喷吹煤粉31262.22 0.98=1236.976 m3-10-第2章工艺计算Q2=1236.976 (1-0.015) 14233+1262.22 0.015 1.7393 850=2032175.64 KJ(3) H2氧化放热：1 m3 H2氧化成水蒸气放热10788.58kJQ3=78.96 >10788.58=851866.28 KJ(4)成渣热：1千克氧化钙和氧化镁的成渣为1128.60KJQ4=(0.5305+0.00659) 3.78 1128.60=2291.28 KJ(5)矿带入物理热：25°C炉料

44、的热容为0.6897KJ/ Kg CQ5=1626.78 >0.6897 (25-0)=28049.75KJ总的热收入：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=7602326.22+2032175.64+851866.28+2291.28+28049.75=10516709.17KJ3.1 .2热支出的计算(1)氧化物的分解铁氧化物分解FeO FesO4 (80%)2FeO SiO2 (20% )以2FeO SiO2存在的FeOFeO=1220.09：0.08636 0.2+350 0.1254 0.0498+190 0.0987 灰0269= 23.76Kg以FesO4存在的FeOFeO=1

45、220.09：0.08636 0.8+162.68 0.0072+244.02 0>01991=90.32Kg以Fe3O4存在的Fe2O3Fe2Os90.32 160/72=200.71Kg贝(J Fe3O4=90.32+200.71=291.03Kg-11-第2章工艺计算游离的 Fe2O3=1626.78 0.7654+3.78 OO1785-200.71=1044.49Kg已知： 分解1Kg以2FeOSiO2状态存在的FeO消耗4068.52 KJ分解 1Kg Fe3O4 消耗 4791.78KJ分解 1Kg Fe2O3消耗 5144.28 KJ15铁氧化物耗热：G1= 23.76

46、4068.52+291.03 4791.78+1044.49 5144.28=7282164.79 KJ其他氧化物MnO 分解 1Kg Mn 耗热 7950.53 KJ;SiO2 分解出 1KgSi 耗热 31028.14KJ3CaO P2O5 分解出 1KgP 耗热 35697.2KJ其他氧化物分解吸热：G2=1.0 >7950.53+3.1 31028.14+1.25 35697.2=148759.26 KJY1=7282164.79+148759.26=7430924.05 KJ(2)脱硫吸热CaO.脱硫耗热 5392.20 KJ/ Kg； MgO.脱硫耗热 8025.60 KJ/

47、 KgMnO 脱硫耗热 6249.10 KJ/ Kg; FeO 脱硫耗热 5496.70 KJ/ Kg平均耗热：6290.90 KJ/ Kg脱硫吸热：Y2=3.19 >6290.90=20067.97KJ(3)碳酸盐分解吸热CaCO3 分解 1Kg CaO 吸热 4037.88 KJ;MgCO3 分解 1Kg MgO 吸热 2482.92 KJ碳酸盐分解吸热：Y3=3.78 >0.5305 4037.88+3.78 000659 2482.92=8158.97KJ(4)水分分解吸热-12-第2章工艺计算分解1m3水蒸气吸热10788.58KJY4=1262,22 )0.015 10

48、788.58=204263.42KJ(5)煤粉分解吸热分解1Kg煤粉吸热836KJY5=190 X836=158840KJ(6)游离水蒸发吸热主要是焦炭带入1KgH2O是由0 C升高到100 C吸热418KJ;1Kg 1000 c H2O 变成 100 C 水蒸气吸热 2257.2KJY6=350X0.0400 640 M.18=37452.8 KJ(7)铁水带走1Kg1450 C铁水带走热量1237.28KJY7=1000 X1237.28=1237280KJ(8)炉渣带走1Kg1500 C铁水带走热量1851.74KJY8=321.11 X851.74=594612.23KJ(9)煤气带走

49、的热量-N2COCO2H2CH 4H2O1.31041.31041.78441.29961.81661.5086干煤气带走的热量：干燥气热容:0.0033 1.8166+0.2304 1刈104+0.5406 1刈104+0.0586 位996+3 .0.1672 1.7844=1.391KJ/ m3 C-13-第2章工艺计算干燥气带走热量：1826.77 X.391 X(200-0) =508207.41 KJ煤气中水分带走热量：(350X0.04 )22.4/18) 乂 (200-100) X1.5086+78.96 X(200-0)X.5086=26452.13KJ炉尘带走热量：炉尘热容

50、0.836 KJ/ Kg20 >0.836 X(200-0) =3344KJ则煤气带走热量：Y9=508207.41+26452.13+3344=538003.54 KJ则带总的热支出为：Y=7430924.05+20067.97+8158.97+204263.42+158840+37452.8+12 37280+594612.23+538003.54=10229602.98KJ热损失为：10516709.17-10229602.98=287106.19KJ3.2 .3热平衡编制表表2-7 热平衡表热收入热支出名称数量 kJ%名称数量 kJ%碳素氧化放热7602326.2272.29氧化

51、物分解7430924.0572.64鼓风带入热2032175.6419.33脱硫吸热20067.970.20氢氧化放热851866.288.10水分解204263.422.00成渣热2291.280.02游离水蒸发37452.80.37炉料物理热28049.750.27铁水带走123728012.10总计10516709.17100炉渣带走594612.235.81喷吹物分解1588401.55碳酸盐分解8158.970.08煤气带走538003.545.26热损失287106.192.81总计10229602.98100.00-14-第3章炉型设计第3章炉型设计3.3 高炉数目及总容积的确定

52、高炉炼铁车间建设高炉的座数，既要考虑尽量增大高炉容积，又要考虑企业 的煤气平衡和生铁量的均衡，所以一般根据车间规模，由两座或三座高炉组成即 可。本设计选取高炉车间由两座相同容积（3446）的高炉组成。由高炉炼铁车间生铁年产量除以年工作日，即得出高炉炼铁车间日产量（t）：、一年产量高炉炼铁车间日产量=二;年工作日根据高炉炼铁车间日产量和高炉有效容积利用系数可以计算出炼铁车间总容积（m3）:高炉炼铁车间总容积=高炉有效容积利用系数本设计为年产生铁550万吨的高炉车间，设计高炉一代寿命为10年，年作业率为95%,高炉有效利用系数为nv=2.3 t/m3 d。定年工作日：365X95%=347 d .日产量：p=550X04/347=15850.14t确定高炉容积：选定高炉座数为2座，利用系数 =2.3 t/（m3 d ）一、，、一、一P 总