产量280万吨炼钢生铁40万吨铸造生铁的炼铁车间设计毕业设计.doc

首钢工学院成教学院本科毕业设计题目 年产量 280 万吨炼钢生铁 40 万吨铸造生铁的炼铁车间专题 高炉专家系统模型的应用及发展首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 1 -年产量 280 万吨炼钢生铁 40 万吨铸造生铁的炼铁车间摘要本设计是设计年产 280 万吨炼钢生铁，40 万吨铸造生铁的高炉炼铁车间。在设计中采用了 2022m3 的高炉 2 座，不设渣口， 2 个出铁口，采用矩形出铁场。送风系统采用四座新日铁式外燃式热风炉，煤气处理系统采用重力除尘器、文氏管和电除尘。渣铁处理系统采用拉萨法水淬渣（RASA）处理，特殊情况采用干渣生产，上料系统采用皮带上料机，保证高炉的不间断供料。在设计中，首先做了物料平衡、热平衡，炉型的设计与计算，以及设备的选择；设计中应用了许多先进的工艺，这些工艺在实行大喷煤技术提高传热效率，节能，提高生产率方面起了重要的作用。在设计中，广泛吸收前人技术革新和国内外科学研究成果。根据实际需要及可能性，尽量采用先进设备、结构、材料及新工艺。做到技术上先进，经济上合理，又减少环境污染。车间总体布置形式为半岛式。关键词高炉，物料平衡，热平衡，半岛式首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 2 -Design of an ironmaking workshop with annual output of 2.8 million tons of steelmaking iron and 0.4 million tons of Casting ironAbstractThe assignment is the design of the 2.8 million tons annual production capacity of steel-making pig iron, 0.4million of blast furnace cast pig iron workshop. I design two 1800 m3 blast furnaces，and set up two tap holes with no slag hole，which use rectangular field of iron. Blast system 4 Nippon external combustion hot stoves，Dust catcher system uses gravity precipitators, venturi tube and electrostatic precipitator. The s of slag iron processing system use water quenching residue Lhasa RASA, special circumstances use dry slag productions to deal with. The charging system is using belt feeding machine to ensuring uninterrupting charging of blast furnace. In the design，first of all, calculating the material balance, heat balance, and the furnace structure, as well as the choice of equipment; the design of the application of a number of advanced technology, these processes in the implementation of large pulverized coal injection technology to enhance heat transfer efficiency，to save energy ，to improve productivity ,which played an important role. The design has broadly absorpted technological innovations and the results of scientific research at home and abroad. According to the actual needs and possibilities use advanced equipment as far as possible，advanced structure，advanced materials and so on. Achieve technically advanced and economically rational，and reduce environmental pollution. The of workshop with the overall layout is peninsula.Key words blast furnace, material balance, eheat balance, peninsula首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 3 -目录绪论 ........................................................................................................................11 高炉冶炼综合计算 ............................................................................................21.1 概述 .........................................................................................................21.2 配料计算 .................................................................................................31.2.1 原燃料条件 ..................................................................................31.2.2 计算矿石需要量 G 矿 ..................................................................41.2.3 计算熔剂需要量 G 熔 ..................................................................51.2.4 炉渣成分的计算 ..........................................................................71.2.5 校核生铁成分 ..............................................................................91.3 物料平衡计算 .........................................................................................91.3.1 风量计算 ......................................................................................91.3.2 炉顶煤气成分及数量的计算 ....................................................111.3.3 编制物料平衡表 ........................................................................151.4 热平衡计算 ...........................................................................................171.4.1 热量收入 q 收 .............................................................................171.4.2 热量支出 q 支 .............................................................................181.4.3 热平衡表 ....................................................................................212 高炉本体设计 ..................................................................................................232.1 高炉炉型 ...............................................................................................232.2 炉型设计与计算 ...................................................................................232.3 高炉炉衬设计 .......................................................................................272.3.1 炉底的炉衬设计与砌筑 .............................................................272.3.2 炉缸设计的炉衬设计 .................................................................282.3.3 炉腹、炉腰和炉身下部的炉衬设计 .........................................292.3.4 炉身上部和炉喉的炉衬设计 .....................................................302.4 高炉冷却设备 .......................................................................................312.4.1 冷却设备的作用 ........................................................................31首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 4 -2.4.2 冷却介质及水的软化 ................................................................322.4.3 冷却方式 ....................................................................................322.4.4 高炉冷却系统 ............................................................................342.5 高炉送风管路 .......................................................................................352.5.1 热风围管 ....................................................................................352.5.2 送风支管 ....................................................................................352.5.3 直吹管 ........................................................................................352.5.4 风口装置 ....................................................................................362.6 高炉钢结构 ...........................................................................................372.6.1 高炉本体钢结构 ........................................................................372.6.2 炉壳 ............................................................................................382.6.3 炉体框架 ....................................................................................382.6.4 炉缸炉身支柱、炉腰支圈和支柱坐圈 ....................................382.7 高炉基础 ...............................................................................................392.7.1 高炉基础的负荷 ........................................................................392.7.2 对高炉基础的要求 ....................................................................403 高炉炼铁车间供料系统 ..................................................................................413.1 车间的运转 ...........................................................................................413.2 贮矿槽、贮焦槽及槽下运输筛分称量 ...............................................423.2.1 贮矿槽与贮焦槽 ........................................................................423.2.2 槽下运输称量 ............................................................................423.3 上料设备 ...............................................................................................434 炉顶装料设备 ..................................................................................................444.1 无钟式炉顶装料设备 ...........................................................................444.1.1 串罐式无钟炉顶装料设备 ........................................................444.1.2 无钟式炉顶的布料方式 ............................................................444.2 探料装置 ...............................................................................................455 送风系统 ..........................................................................................................465.1 高炉用鼓风机 .......................................................................................46首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 5 -5.1.1 高炉冶炼对鼓风机的要求 ........................................................465.1.2 高炉鼓风机的工作原理和特性 ................................................475.1.3 高炉鼓风机的选择 ....................................................................485.2 热风炉 ...................................................................................................485.2.1 外燃式热风炉 ............................................................................495.2.2 外燃式热风炉的特点 ................................................................496 高炉喷吹煤粉系统 ..........................................................................................516.1 煤粉的制备 ...........................................................................................516.2 高炉喷煤系统 .......................................................................................516.2.1 三罐单列式高炉喷煤系统 ........................................................516.2.2 喷吹罐组有效容积的确定 ........................................................516.3 煤粉喷吹的安全措施 ...........................................................................536.3.1 制粉系统的安全措施 ................................................................536.3.2 喷吹系统的安全措施 ................................................................537 高炉煤气处理系统 ..........................................................................................547.1 煤气管道 ...............................................................................................547.2 粗除尘装置 ...........................................................................................547.2.1 重力除尘器除尘原理 ................................................................547.3 半精细除尘装置 ...................................................................................547.4 精细除尘装置 .......................................................................................557.4.1 文式管 ........................................................................................557.4.2 静电除尘器 ................................................................................567.5 脱水器 ...................................................................................................568 渣铁处理系统 ..................................................................................................588.1 风口平台及出铁场设计 .......................................................................588.1.1 风口平台及出铁场 ....................................................................588.1.2 渣铁沟和撇渣器 ........................................................................598.1.3 摆动流嘴 ....................................................................................598.2 炉前主要设备 .......................................................................................60首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 6 -8.2.1 开铁口机 ....................................................................................608.2.2 堵铁口泥炮 ................................................................................608.2.3 炉前吊车 ....................................................................................608.3 铁水处理 ...............................................................................................608.3.1 鱼雷罐车 ....................................................................................608.3.2 铸铁机 ........................................................................................618.4 炉渣处理设备 .......................................................................................618.4.1 拉萨法水淬渣 ............................................................................618.4.2 干渣生产 ....................................................................................619 能源回收利用 ..................................................................................................629.1 高炉炉顶余压发电 ...............................................................................629.2 热风炉烟道废气余热回收 ...................................................................62参考文献 ..............................................................................................................63专题研究 ..............................................................................................................64外文翻译 ..............................................................................................................72致 谢 ....................................................................................................................82首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 7 -前言在近代国家是否发达的主要标志是其工业化及生产自动化的水平，即工业生产在国民经济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而劳动生产率是衡量工业化水平极为重要的标志之一。为达到较高的劳动生产率需要大量的机械设备。钢铁工业为制造各种机械设备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。一定意义上，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济发达的程度。衡量钢铁工业的水平应考察其产量（人均占有钢的数量） 、质.量、品种、经济效益及劳动生产率等各方面。纵观当今世界各国，所有发达国家无一不是具有相当发达的钢铁工业的。钢铁工业的发展需要多方面的条件，如稳定可靠的原材料资源，包括铁矿石、煤炭及某些辅助原材料，如锰矿、石灰石及耐火材料等；稳定的动力资源，如电力、水等。此外，由于钢铁企业生产规模大，每天原材料及产品的吞吐量大，需要庞大的运输设施为其服务。一般要有铁路或水运干线经过钢铁厂。对于大型钢铁企业来说，还必须有重型机械的制造及电子工业为其服务。此外，建设钢铁企业需要的投资大，建设周期长，而回收效益慢。故雄厚的资金是发展钢铁企业的重要前提。钢铁之所以成为各种机械装备及建筑、民用等各部门的基础材料，是因为它具备以下优越性能，并且价格低廉。1、有较高的强度及韧性。2、容易用铸、锻、切削及焊接等多种方式进行加工，以得到任何结构的工件。3、所需资源（铁矿、煤炭等）贮量丰富，可供长期大量采用，成本低廉。4、人类自进入铁器时代以来，积累了数千年生产和加工钢铁材料的丰富经验，已具有成熟的生产技术。自古至今，与其他工业相比，钢铁工业相对生产规模大、效率高、质量好和成本低。到目前看不出，有任何其他材料在可预见的将来，能代替钢铁现在的地位。首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 8 -首钢工学院成教学院毕业设计（论文）- 9 -1 高炉冶炼综合计算1.1 概述组建炼铁车间或新建高炉，都必须依据产量以及原料和燃料条件作高炉冶炼综合计算，包括配料计算、物料平衡计算和热平衡计算。从计算中得到原料、燃料消耗量及鼓风消耗等，也得到了主要产品（除生铁以外）煤气及炉渣生产量等基本参数。以这些参数为基础作炼铁车间或高炉设计。计算之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置，应通过实验室研究、半工业性试验、以致于工业性试验等一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工业已有 200 余年的历史，技术基本成熟，计算用基本工艺参数的确定，除特殊矿源应做冶炼基本研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。计算用的各种原料、燃料以及辅助材料等必须做工业全分析，而且将各种成分之总和换算成 100，元素含量和化合物含量要相吻合。将依据确定的工艺技术参数、原燃料成分计算出单位产品的原料、燃料以及辅助材料的消耗量，以及主、副产品成分和产量等，供车间设计使用。配料计算也是物料平衡和热平衡计算的基础。依据质量守衡定律，投入高炉物料的质量总和应等于高炉排出物料的质量总和。物料平衡计算可以验证配料计算是否准确无误，也是热平衡计算的基础。物料平衡计算结果的相对误差不应大于 0.3。1.2 配料计算1.2.1 原燃料条件1、原料成分（原始成分为烧结矿、球团矿、天然矿以及炉尘，表中只显示计算后的综合矿）见表 1.1；2、燃料成分，见表 1.2、表 1.3；3、确定冶炼条件；预定生铁成分（） ，见表 1.4。