冶金专业炼铁厂年产175万吨高炉设计_毕业设计(编辑修改稿)

冶金专业炼铁厂年产175万吨高炉设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

（ 8） 生铁成本： 生产 1t 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 高炉冶炼现状及其发展 ： 近两年来中国生铁产量高速增长 ,同时高炉炼铁技术也取得了较大进步。 20xx年全国重点钢铁企业高炉炼铁焦比达到 392kg/ t， 热风温度达到 1125℃ ， 喷煤比达到 137kg/ t， 利用系数为 2. 677 t/m3. d。 这些指标创造出我国历史最好水平。 宝钢 、 武钢、首钢、鞍钢等企业的大高炉生产技术进入成熟发展阶段 ， 炼铁燃料第 1 章 绪论 5 比低于 500kg/ t。 但是 ,中国炼铁产业集中 度低 ， 炼铁企业发展不平 ， 先进与落后共存。 尚有 6000多万 t/年生产能力属于淘汰之列 ， 造成中国炼铁技术发展不平衡。 1） 炉容大型化 2） 生产高效化 ① 精料； ② 高温化； ③ 高压炉顶操作； ④ 喷吹燃料与富氧鼓风； ⑤ 提高高炉寿命； ⑥ 加强二次能源回收。 3）高炉自动化 ① 炉顶装料自动化； ② 热风炉操作自动化； ③ 喷煤操作自动化； ④ 炉喉煤气成分温度检测自动化。 4） 工业环保化 ① 含铁含碳粉尘回收利用； ② 粉尘烟气、工业废水排放达标； ③ 减少高温直接热辐射； ④ 减少噪声污染。 本设计采用的新 技术 ，布料旋转溜槽可实现多种方式布料。 ，有利于拱顶气流分布和热风温度提高，隔墙间加耐热钢板防止蓄热室气体短路。 第 2 章 高炉车间设计 6 第 2 章 高炉车间设计 厂址的选择 确定厂址要做多方案比较 ， 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； 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第 2 章 高炉车间设计 7 最高水位。 （ 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。 高炉炼铁车间平面布置应遵循的原则 本设计的车间平面布置遵循了以下原则： 1． 在工艺合理，操作安全，满足生产的条件下，应尽量紧凑，并合理共用一些设备及建筑物 ， 以求少占土地及缩短运输线、管网线的距离。 2． 足够运输能力，保证原料及时入厂和产品（副产品）及时运出。 3． 车间内部铁路、道路布置要畅通。 4． 要考虑到扩建的可能性，在可能的条件下留一座高炉的位置。 在高炉大修、扩建时，施工安装作业及材料设 备堆放等不得影响其他高炉正常生产。 车间平面布置形式 高炉炼铁车间布置形式根据铁路线的布置可以分为： 一 列式布置，并列式布置，岛式布置和半岛式布置。 本设计车间布置形式采用半岛式布置：半岛式布置形式的高炉和热风炉列线与车间调度线交角增大到 45176。 ，因此高炉距离近，并且在高炉两侧各有三条独立的有尽头的铁水罐车停放线和一条辅助材料运输线。 出铁场与铁水罐车停放线垂直，缩短了出铁场长度，设有摆动流嘴，出一次铁可放置多个铁水罐车。 第 3 章 高炉本体设计 8 第 3 章 高炉本体设计 高炉数目及总容积的确定 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（ 1982 3m ）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 ） : 高炉炼铁车间日产量＝ 年工作日 年产量 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（ 3m ） : 高炉炼铁车间总容积＝高炉有效容积利用系数 日产量 高炉有效容积利用系数一般直接选定。 大高炉选低值（ ～ 左右），小高炉选高值（ ～ 左右）。 本设计为年产生铁 275 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 v = 3。 ⑴ 定年工作日 : 36595%=347d ； 日产量 : 总P = 34710*275 4 = ⑵ 确定高炉容积 : 选定高炉座数为 2 座 ,利用系数 v = 3 每座高炉日产量 P = 2总P = 2 = 每座高炉容积 39。 Vu =vP = = 3m 取 39。 Vu =1982 3m 第 3 章 高炉本体设计 9 炉型设计 ⑴ 炉缸尺寸 : 1) 炉缸直径 选定冶炼 强度 I = 3 ； 燃烧强 度 燃i = 3 ( 一般在 3 ) 则 d =燃i u= 取 d = 校核 AVu =2)(*41982 = 合理 2) 炉缸高度 渣口高度 ： hz =mm =2)(***10 **= 取 hz = 风口高度 ： fh = khz = = 取 fh = 风口数目 ： n=2(d +2)=2(+2)= 取 n =24个 风口结构尺寸 ： 选取 a = 则炉缸高度 1h = fh + a =+= ⑵ 死铁层厚度 ： 选取 oh = ⑶ 炉腰直径 ， 炉腹角 ， 炉腹高度 ： 选取 dD = 则 D=d == 取 D =11m 选取  =810 则 2h = tan2 dD = 081tan*2  = 取 h2=4m 校核 a tana = dDh22 = 4*2 = =176。 第 3 章 高炉本体设计 10 ⑷ 炉喉直径 ， 炉喉高度 ： 选取 Dd1 = 则 1d =D =11= 取 d1= 选取 5h = ⑸ 炉身角 ， 炉身高度 ， 炉腰高度 ： 选取  =840 则 4h = tan2dD 1  = 084tan*2  = 取 h4=17m 校核  tan =14dDh2 = *2 =  = 39。 39。 39。 0 21784 选取 DHu = 则 uH =D =11= 取 Hu= 求得 : 3h = uH 1h 2h 4h 5h == ⑹ 校核炉容 ： 炉缸体积 1V =124 hd = *)(*4 2 = 3m 炉腹体积 2V = )(12 222 ddDDh  = )*1111(**4 22  = 3m 炉腰体积 3V =324 hD = *11*4 2 = 3m 炉身体积 4V = )(12 21124 ddDDh  = )*1111(*17*12 22  = 3m 炉喉体积 5V =51 hd4 2 = **4 2 = 3m 高炉容积 uV = 1V + 2V + 3V + 4V + 5V =++++ 第 3 章 高炉本体设计 11 = 3m 误差 V =39。 39。 u uuVVV = =%1% 炉型设计合理 ,符合要求 . ⑺ 绘制高炉炉型图 : 图 2200 3m 高炉炉型图 参数 表 31 高炉炉型尺寸参数 （ 1） Vu/m3 d/mm D/mm d1/mm Hu/mm h0/mm h1/mm h2/mm h3/mm h4/mm 1982 9700 11000 7500 28200 1500 3500 4000 1700 17000 （续） h5/mm hz/mm hf/mm α/176。 β/176。 风口 /个 渣口 /个 A/m2 Vu/A Hu/D 20xx 1700 3000 81 39。 0784 24 第 3 章 高炉本体设计 12 炉衬设计及高炉基础 高炉炉基的形状及材质 高炉基础是高炉下部的承重结构，它的作用是将高炉全部载荷均匀地传递到地基。 高炉基础由埋在地下的基座和地面上的基墩组成。 （ 1） 对高炉基础的要求： 1) 高炉基础应把高炉全部载荷均匀地传给地基，不发生沉陷和不均匀沉陷。 高炉基础下沉会 引起高炉钢结构变形，管路破裂；不均匀下沉将引起高炉倾斜，破坏炉顶正常布料，严重时不能正常生产。 高炉总体设计，对基础的下沉量和倾斜率都有严格要求。 2) 具有一定的耐热能力。 一般混凝土只能在 150 C。 以下工作， 250 C。 便有开裂， 400 C。 时失去强度，钢筋混凝土 700 C。 时失去强度。 过去由于没有耐热混凝土基墩和风冷炉底设施，炉底破损到一定程度后，常引起 基础破坏，甚至爆炸。 采用风冷和水冷炉底及耐火基墩后，可以保证高炉基础很好工作。 （ 2） 高炉基础的形状、尺寸、材质结构 高炉基础是由基墩和基座组成的。 高炉基础的结构主要取决于地质条件和高炉的容积。 耐火混凝土基墩 钢筋混凝土基座高 炉 基 础 图 高炉基础 基墩的作用是隔热和调节铁口标高。 基墩用耐热混凝土 做成。 基墩的形状为圆柱体，直径尺寸与炉底相适应，并要求高度一般为 ～ ，本设计为。 高炉基墩 一般都浇注成整体结构，并在周围设置环行钢筋以保证其强度。 基墩下部的炉壳外面设有密封钢环，上部与炉壳焊接，下部浇注在基座的混凝土内。 钢环与炉壳之间留 100～ 150mm 空隙，内填充碳素材料。 基墩与基础之间留有第 3 章 高炉本体设计 13 10mm 的水平温度缝，其间填充石英砂，以抵抗形变损坏。 基座的主要作用是将上面传递来的载荷传递给地层。 基座的底面积较大，以减小单位面积的地基所承受的压力。 基座的直径与载荷和地基土质有关，基座用普通钢筋混凝土制成，其形状一 般为正多边形，本设计选用正八边形，其对角线长为 40m。 基座表面为带坡度的水泥沙浆层，以便于排出积水。 地表面积按下式计算 ： 允KSPA 其中： P 总载荷， K 安全系数， 允S 地基土质允许承载能力。 高炉炉底和各段炉衬的选择、设计和砌筑 炉缸、炉底承。