炼系统设备。

莱芜职业技术学院毕业论文论文标题：高炉炼铁系统设备作者：刘呈祥学校名称：莱芜职业技术学院专业：冶金技术年级：07冶金技术指导教师：冯博楷日期：2010.4.1目录内容提要与关键词¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3论文要手抄在论文本上，目录要根据手抄在论文本上的具体页数来确定。正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4参考文献¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨581摘要本论文的主要内容包括高炉车间的七大系统：即高炉本体系统、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的设备类型、尺寸计算和生产能力计算。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。高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针，系统的设计了炼铁设备。包括绪论、工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、供料设备、送风设备、炉顶设备、煤气处理设备、渣铁处理设备、高炉喷吹设备等。设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，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：设备；设计；高炉；炼铁；渣铁；喷吹；第一章绪论1.1概述钢铁是重要的金属材料之一，被广泛应用于各个领域，钢铁生产水平是一个国家发展程度的标志。现代任何国家是否发达的主要标志是其工业化及自动化的水平，及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。故在2一定意义上说，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。到目前为止还看不出，有任何其他材料在可预见的将来，能代替钢铁现有的地位。1.2高炉生产主要经济技术指标衡量高炉炼铁生产技术水平和经济效果的技术经济指标，主要有：（1）高炉有效容积利用系数（ηv）。高炉有效容积利用系数是指每昼夜、每1m3高炉有效容积的生铁产量，即高炉每昼夜的生铁产量P与高炉有效容积V有之比：ηv=有VPηv是高炉冶炼的一个重要指标，ηv愈大，高炉生产率愈高，目前，一般大型高炉超过2.0t/(m3•d),一些先进高炉可达2.2~2.3t/(m3•d)。小型高炉的ηv更高,100~300m3高炉的利用系数为2.8~3.2t/(m3•d)。（2）焦比（K）。焦比是指冶炼每吨生铁消耗的焦碳量，即每昼夜焦碳消耗量Qk与每昼夜生铁产量P之比K=PQk焦碳的消耗量约占生铁成本的30％～40％，欲降低生铁成本必须力求降低焦比。焦比大小与冶炼条件密切相关，一般情况下焦比为450～500Kg/t,喷吹煤粉可以有效地降低焦比。（3）煤比（Y）。冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。当每昼夜煤粉的消耗量为yQ时，则：Y=PQY喷吹其它辅助燃料时的计算方法类同，但气体燃料应以体积（3m）计算。3单位质量的煤粉所代替的焦炭的质量称为煤焦置换比，它表示煤粉利用率的高低。一般煤粉的置换比为0.7～0.9。（4）冶炼强度（I）。冶炼强度是每昼夜、每13m高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜焦炭消耗量kQ与有效容积有V的比值：I=有VQK冶炼强度表示高炉的作业强度，它与鼓入高炉的风量成正比，在焦比不变的情况下，冶炼强度越高，高炉产率越大，当前国内外大型高炉一般为1.05左右。（5）生铁合格率。化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指针。（6）生铁成本。生产1t合格生铁所消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和，单位为元/t。（7）休风率。休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护的水平。先进高炉休风率小于1％。实践证明，休风率降低1％，产量可提高2％。（8）高炉一代寿命。高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为10～15年。判断高炉一代寿命结束的准则主要是高炉生产的经济性和安全性。如果高炉的破损程度已使生产陷入效率低、质量差、成本高、故障多、安全差的境地，就应该考虑停炉大修或改建。衡量高炉炉龄的指标有两条，一是高炉的炉龄，二是一代炉龄内单位容积的产铁量。41.3高炉辅助设计和生产流程图高炉及辅助设备如下：①高炉本体②上料系统③送风系统④煤气除尘系统⑤渣铁处理系统⑥喷吹燃料系统。流程图如下：原料（烧结矿、焦碳、球团矿）→上料系统↓喷煤系统→高炉←热风炉←鼓风机↙↓↘↑炉渣生铁煤气←←↙↓↘↙↘↓↑水渣渣棉干渣铸钢铸造除尘→净煤气→燃气厂↙↓↘↓↓↓水泥材料绝热材料建筑铺路材料热装铸钢铸造机炉尘→烧结第二章高炉本体2.1.总述高炉包括基础、钢结构、炉衬、冷却设备等。高炉的大小以高炉有效容积表示，高炉有效容积和高炉座数表明高炉车间的规模，高炉炉型设计是高炉本题设计的基础[8]。高炉本体结构设计的先进、合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件，也是高炉辅助系统设计和造型的依据[9]。52.2确定年工作日：347天日产量P总=347101204=3458.2t2.3定容积：选定高炉座数为2座，利用系数为:ην=2.0t/（m3·d）每座高炉日产量：P=2P总=23458.2=1729.1t每座高炉容积：uV=VP=2.01729.1=864.6m32.4炉缸尺寸1.炉缸直径选定冶炼强度I=0.95t（m3d）;燃烧强度燃i=1.05t（㎡·h），则:d=0.23·燃iIVu=0.23·05.16.86495.0=6.43m取d=6.4m校核AVu=24.646.864=26.88合理2.炉缸高度1)渣口高度hz=227.1dNcb铁=24.61.71055.02.11.172927.1=1.647m取hz=1.7m2)风口高度fh=khz=56.07.1=3.03m取fh=3.0m3)风口数目n=2×(d+2)=2×(6.4+2)=16.8取n=18个4)风口结构尺寸选取a=0.5m则:65)炉缸高度h1=hf+a=3.0+0.5=3.5m2.5死铁层厚度选取h0=1.5m2.6炉腰直径炉腹角炉腹高度选取dD=1.10则D=1.09×6.4=7.04取D=7m选取α=80°30′则2h=tan2dD=tan24.6780°30′=1.76m取2h=1.7m校核α=dDh22=4.677.12=5.67α=80028133112.7炉喉直径炉喉高度选取Dd1=0.64则1d=0.64×7=4.48取1d=4.5m选取h5=2.0m2.8炉身角炉身高度炉腰高度选取β=84°0′则h4=tan21dD=84tan25.47′=11.89m取h4=12m校核βtanβ=142dDh=5.47122=9.6β=81032116117选取Hu/D=3.0则Hu=3.0×7=21取Hu=21mh3=Hu-h1-h2-h4-h5=21-3.5-1.7-12-2.0=1.8m2.9校核炉容1.炉缸体积:V1=124hd=5.34.642=112.54m32.炉腹体积:V2=)(12222dDdDh=)4.64.677(7.11222=59.95m33.炉腰体积:V3=324hD=8.1742=54.35m34.炉身体积:V4=)(1221124dDdDh=)5.45.477(121222=316.36m35.炉喉体积：V5=5214hd=31.795高炉容积：uV=V1＋V2＋V3＋V4＝112.54+59.95+54.35+316.36+31.79＝574.99m3误差：u＝uuuVVV%1006.8646.86499.574=0.33%1%炉型设计合理，符合要求。第三章供料设备8原料系统包括：卸料、堆料、冶炼前的准备（破碎、筛分、混匀），运输到贮矿槽上；按高炉的需要配料、称量；装入料车或上料皮带，经过炉顶装料装置装入高炉等。3.1贮矿槽高炉炉后贮矿槽和贮焦槽是用来接受和贮存炉料的。此外，还应设置一些数目的杂矿槽，以贮存熔剂和洗炉料等。1.贮矿槽结构：采用钢—钢筋混凝土混合式结构形式，矿槽周壁用钢筋混凝土浇灌，底壁、支柱和轨道梁用钢板焊成。槽内加衬板，槽底板与水平面夹角50°～55°。2．副矿槽设计杂矿槽：753m×2块矿槽：1003m×23.1.2焦矿槽1．每个焦槽容积为：3362.1/n=840.53m，焦槽贮存能力（时间）：3362.1×24/(4803×2.2)=7.64小时2．另备一个1003m碎焦槽。3.2槽上、槽下设备3.2.1槽上设备目前，槽上设备有料车上料和皮带上料两种，本设计采用皮带上料。3.2.2槽下设备及参数选择1.给料器9槽下设放料闸门，为电动装置，同时也设手动装置。2.筛分设备为改善高炉料柱的透气性，必须筛除粉末。槽下筛分是炉料入炉前的最后一次筛分。将给料机底板换成筛网，可在给料的同时起到筛分的作用。本设计中采用电磁震动筛作为筛分设备。3.槽下运输及炉料称量本设计采用皮带机供料方式。焦炭称量漏斗：安装在贮焦槽下面，用来称量经筛分的焦炭，之后将焦炭卸入胶带上料机运往高炉炉顶。矿石称量漏斗：主要安装在贮矿槽下面，用来称量烧结矿、球团矿及生矿石，矿石采用分散筛分分散称量的方法[12]。其优点在于：布置操作灵活，备用能力大，便于维护。称量后的炉料经胶带上料机运往高炉炉顶。第四章送风设备高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路及管路上的各种阀门等。4.1高炉鼓风机高炉鼓风机用来提供燃料所必需的氧气、热空气和焦炭在风口燃烧所生成的煤气，又是在鼓风机提供的风压下才能克服料柱阻力从炉顶排出。4.1.1高炉入炉风量0V=1440ViVu＝1440270095.02684＝4780.88m3/min10Vu―高炉有效容积；V―每１吨干焦消耗标态风量，2700m3/ti―高炉冶炼强度，取1.05t／m3dt0V―标态入炉风量，m3/min4.1.2鼓风机风量00)1('VkV=(1+10﹪)×4780.88=5258.96m3/min0V―高炉入炉风量，m3/min'0V―高炉要求的鼓风机出口风量，m3/mink―送风系统漏风系数，对大型高炉为10﹪4.1.3高炉鼓风压力1.高炉炉顶压力：Pt＝3.0×105Pa=0.30MPa2.高炉料柱阻力损失：LSP＝1.3×105Pa＝0.13MPa3.高炉送风系统阻力损失：FSP＝2×104＝0.02MPa则:鼓风机出口风压:P=Pt+LSP+FSP=0.30+0.13+0.02=0.45MPa。4.2热风炉设备热风炉设备主要包括：热风炉本体、燃烧器、助燃风机、热风炉烟道、烟囱以及各个管道和阀门，其中燃烧系统的阀门有：空气燃烧阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气阀、高炉煤气放散阀、焦炉煤气燃烧阀、焦炉煤气阀、吹扫阀、焦炉煤气放散阀、助11燃空气流量调节阀、高炉煤气流量调节阀、焦炉煤气流量调节阀及烟道阀等。送风系统的阀门有：热风阀、冷风阀、混风阀、混风流量调节阀，充风阀、废气阀及冷风流量调节阀等。燃烧器用来混合高炉煤气与空气，并把混合气体送入热风炉的燃烧室。空气由单独的送风机供给。本设计采用套筒式陶瓷燃烧器。4.2.6热风炉管道及阀门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：vd4m式中d---圆形管道内径，m---气体在实际状态下的体积流量，sm/3---气体在实际状态下的流速，sm/。管道内气体流速参考数据见表1：表1管道内气体流速参考数据名称实际流速（sm/）冷风管道正风压15～20负风压10～15热