毕业设计—高炉炉型设计
目录
中文摘要 (Ⅰ)
英文摘要 (Ⅱ)
1 绪论 (4)
1.1砖壁合一薄壁高炉炉型的发展和现状 (4)
1.2砖壁合一薄壁高炉炉型的应用 (4)
2 高炉能量利用计算 (6)
2.1高炉能量利用指标与分析方法 (6)
2.2直接还原度选择 (7)
2.3配料计算 (8)
2.4物料平衡 (13)
2.5 热平衡 (17)
3 高炉炉型设计 (23)
3.1 炉型设计要求 (23)
3.2 炉型设计方法 (24)
3.3炉型设计与计算 (24)
4 高炉炉体结构 (28)
4.1 高炉炉衬结构 (28)
4.2高炉内型结构 (29)
4.3 炉体冷却 (30)
4.4 炉体钢结构 (31)
4.5风口、渣口及铁口设计 (31)
5砖壁合一的薄壁炉衬设计 (33)
5.1砖壁合一的薄壁炉衬结构的布置形式 (33)
5.2砖壁合一的薄壁炉衬高炉的内型 (33)
5.3砖壁合一的薄壁炉衬高炉的内衬 (34)
5.4薄壁高炉的炉衬结构和冷却形式 (34)
6结束语 (36)
参考文献 (37)
摘要
近年来, 炼铁技术迅猛发展, 总的发展趋势是建立精料基础, 扩大高炉容积, 减少高炉数目, 延长高炉寿命, 提高生产效率,控制环境污染, 持续稳定地生产廉价优质生铁, 增加钢铁工业的竞争力。现代高炉的冶炼特征是, 低渣量, 大喷煤, 低焦比, 高利用系数；高炉结构的特征是,采用软水冷却、全冷却壁、薄壁炉衬、操作炉型的薄壁高炉。高炉采用大喷煤、高利用系数冶炼, 要求改善高炉的料柱透气性和延长高炉寿命高炉精料、布料、耐火材料、冷却等技术的进步,不断促进长寿的薄壁高炉发展。
高炉的炉型随着高炉精料性能、冶炼工艺、高炉容积、炉衬结构、冷却形式的发展而演变, 高炉设计的理念也随着科学技术的进步和生产实践的进展而更新。
薄壁高炉的设计炉型就是高炉的操作炉型, 在生产中几乎始终保持稳定, 消除了畸形炉型。长期稳定而平滑的炉型, 有利于高炉生产的稳定和高效长寿。高炉操作炉型的显著特征是, 炉腰直径扩大, 高径比减小, 炉腹有、炉身角缩小。这种炉型发展趋势是炼铁技术进步的反, 它有利于改善高炉料柱透气性, 稳定炉料和煤气流的合理分布, 延长高炉寿命, 对大型高炉采用大喷煤、低焦比、高利用系数冶炼更有意义。
关键词：高炉炉型砖壁合一设计
ABSTRACT
In recent years, the rapid development of iron technology, the overall trend is expected to establish a fine basis for the expansion of blast furnace capacity, reduce the number of blast furnace, blast furnace to extend life, increase productivity, control of environmental pollution, continuous and stable production of low-cost high-quality pig iron, iron and steel industry increased competitiveness. Characteristics of a modern blast furnace smelting, the low amount of slag, the pulverized coal injection and low coke rate, high utilization factor; blast furnace structure is characterized by the use of soft water cooling, cooling the whole wall, thin lining, the thin-walled blast furnace operation. Large blast furnace pulverized coal injection, high utilization factor smelting, blast furnace to improve permeability of the material column and extend the
life of blast furnace blast furnace feed, cloth, refractories, cooling and other technological advances, and constantly promote the development of long thin-walled blast furnace.
With the furnace blast furnace blast furnace feed performance, smelting process, blast furnace capacity, lining structure, cooling the evolution of forms of development, blast furnace design concepts with the scientific and technological progress and production and update the progress of practice.
Thin-wall design of blast furnace is the blast furnace operation, almost always in production remained stable, the elimination of the deformity furnace. Long-term, stable and smooth furnace, blast furnace production is conducive to the stability and efficiency and longevity. Blast furnace operation of the salient features is that the furnace to expand the waist diameter, height-diameter ratio decreases, there is belly stove, heater body narrow angle. This trend is the development of iron-smelting furnace technology anti-, it will help to improve the blast-furnace column permeability, stability, and charge a reasonable distribution of the gas flow to extend the life of a blast furnace, blast furnace of large large coal, low coke ratio, high utilization factor is more meaningful smelting.
Keywords:Furnace Blast；Furnace ；One brick wall ；Design
1 绪论
高炉在冶金工业中的重要地位, 决定了高炉钢结构设计技术的理论和经济价值。高炉炉型合理与否，对炼铁生产技术经济指标有着扳其重要的影响。近十几年来, 随着高炉结构向现代化、大型化的发展, 高炉冶炼技术和冶炼强度不断提高, 要求愈来愈精细的炉型结构与之相适应。现代化高炉，其设备不仅承受着巨大的载荷，而且在生产过程中还处于高温、高压和多尘的严酷条件下工作，极易磨损和侵蚀。为了确保高炉生产长时期顺利进行，对高炉提出了越来越高的要求。这些要求主要包括：有高度的可靠性；寿命长，易于维修；尽可能定型化合标准化；易于实现自动化操作等。
1.1砖壁合一薄壁高炉炉型的发展和现状
近年来, 炼铁技术迅猛发展, 总的发展趋势是建立精料基础, 扩大高炉容积, 减少高炉数目, 延长高炉寿命, 提高生产效率,控制环境污染, 持续稳定地生产廉价优质生铁, 增加钢铁工业的竞争力。
现代高炉的冶炼特征低渣量, 大喷煤, 低焦比, 高利用系数高炉结构的特征是,采用软水冷却、全冷却壁、薄壁炉衬、操作炉型的薄壁高炉。
高炉采用大喷煤、高利用系数冶炼, 要求改善高炉的料柱透气性和延长高炉寿命高炉精料、布料、耐火材料、冷却等技术的进步,不断促进长寿的薄壁高炉发展。近年来新建或改造的薄壁高炉, 设计标准炉龄15年, 利用系数大于等于2.3, 单位炉容产铁10000t/m3以上。
1.2砖壁合一薄壁高炉炉型的应用
德国不来梅厂2号高炉工作容积3143 m³,炉缸直径12m,全部采用冷却壁软水闭环冷却,设计炉龄15年,生产能力7300t/d,高炉于1999年11月大修改造后投产。炉型的主要特征为:炉腹角0
83.04。炉缸墙上部采用微孔炭
73.67,炉身角0
砖,炉缸下部和炉底异常侵蚀区采用超微孔炭砖,炉缸炭砖热面以小块刚玉砖保护炉缸炉底周围采用2段铜冷却壁 ,高热负荷区采用段铜冷却壁,热面只喷涂50mm绝热保护层。炉身中上部及炉喉区域,采用8段铸铁冷却壁。
武钢1号高炉大修改造 ,炉容从1386 m³扩大到 2200 m³,炉缸直10.7m,采用全冷却壁软水串联冷却系统,设计生产能力170万t/a,炉龄15年,计划2001年5月投产。炉型为矮胖型 ,高径比2.45,炉身角0
83.45,炉腹0
81.63。炉缸采用微孔炭砖和陶瓷杯结构 ,炉底水冷,上砌2层1.2m半石墨炭砖 ,顶面以2层高铝砖保护,炉底异常侵蚀区亦采用微孔炭砖,死铁层深2m。炉腹采用2段双层水管
铸铁冷却壁,热面嵌砌一刚玉砖,砖衬厚度150mm,炉腰和炉身下部引进PW型铜冷却壁2段夕铜冷却壁厚度120mm ,含 C99.9%,连铸成型并铸椭圆形流通道 ,消除传统铸管产生的绝热层 ,热面嵌砌155mm厚一砖衬 ,炉身中下部采用4层双层水管铸铁冷却壁 ,热面亦嵌砌一砖衬炉身中上部采用单层水管铸铁冷却壁 ,热面嵌砌155mm厚浸磷粘土砖炉身上部采用1段光面冷却壁 ,维持布料内型长期稳定。
莱钢1000m³高炉设计采用全覆盖、砖壁合一薄壁炉衬、铜冷却壁、炭砖-陶瓷杯复合炉底、软水密闭循环冷却系统、PW串罐无料钟炉顶、改进型顶染式热风炉、全干法布袋除尘等一系列先进实用技术。
炉体框架设计采用自立式框架结构,炉腰平台以下的4根框架柱为倾斜结构,底部框架跨距为16m*16m,炉体中上部14m*14m,平台宽敞,炉体负荷轻.高炉内型设计有利于强化冶炼的矮胖型,并采用全冷却壁、砖壁合一薄壁内衬、水冷炉喉钢砖、铜冷却壁、水冷炭砖炉底、软水密闭循环冷却系统等技术。保证了高炉的顺利生产。
在总结国内外同类型容积高炉内型尺寸，原燃料条件，建议设计采用适宜强化冶炼的矮胖炉型，其优点如下：
（1）适当矮胖,减小炉腹角、炉身角。有效高度Hu26.2m,可适应济钢焦碳强度,H u/D为2.4,适应济钢原料条件,可保证炉况顺行和强化生产需要。较小的炉身角有利于受热膨胀后的炉料下降,较小的炉腹角有利于煤气流的均匀分布,减小对炉腹生成渣皮的冲刷,保护炉腹冷却壁,延长其寿命。
（2）加深死铁层厚度,有利于开通死料柱下部通道,从而减少出铁时铁水环流对炉衬的侵蚀,提高炉底炉缸寿命。同时较深的死铁层可多贮存铁水,保证炉缸有充足的热量储备,稳定铁水温度和成分。
（3）加大炉缸高度。可保证风口前有足够的风口回旋区，有利于煤粉的充分燃烧及改善高炉下部中心焦的透气（液）性，有利于改善气体动力学条件。
2 高炉能量利用计算
钢铁联合企业中，炼铁工序能耗占吨钢能耗50%以上。2007年我国钢铁工业能源消耗量占全国总能耗的14%以上。相当长时期内，能源都将是制约我国国民经济发展的重要因素，所以炼铁节能工作的必要性和重要性就更为突出了。
炼铁过程所耗能源品种很多、如燃料、电力、等各种耗能。在各种形式的能耗中，燃料占每吨生铁总能耗的80％以上。因此，充分利用高炉冶炼过程所用燃料的能量，是节能的中心问题。
作为炼铁能源的燃料主要是焦炭、煤粉，焦炭不仅为高炉冶炼提供必要的热能和化学能，而且在炉内还起着骨架作用。所以分析高炉冶炼的能量利用时，需就以上三个方面全面考虑、研究改善和利用的途径。迄今为止，对燃料热能和化学能的利用研究较多，而对焦炭的骨架作用，因其尚未成为冶炼过程的突出矛盾，尚待深入研究。应当指出，高炉焦节的下限是由骨架作用决定的。因此，节约焦炭不只是充分利用其能量，也应不断改善焦炭的冶金机械性能。
往高炉内鼓入具有一定压力的热风，也是一种重要的耗能工质，或者说载能介质。热风具有的能量一是热能，风温愈高、风量愈大，所带入的热能愈多；另一是压力能，风压越高，能量越大，这部分能量因热风燃烧燃料后而以煤气的压力形式表现出来。煤气在炉内上升过程中，克服料层阻力而损失了一部分能量，剩余的能量由具有一定压力的炉顶煤气带走。目前国内多数高炉把这部分能量利用起来进行煤气余压发电。
余压作为二次能源，受到高度重视并逐渐加以利用。高炉冶炼所得的其它二次能源，如冷却水的压力（头）和热量、渣、铁水的显热，热风炉烟气的余热等的用，也开始受到重视，有的已在生产中得到利用，如冷却水压差发电，热风炉烟气余热回收等。
2.1高炉能量利用指标与分析方法
2.1.1能量利用指标
高炉能量利用指标，一般分为两大类，即热能利用指标和化学能利用指标。前者如有效热量利用系数，碳素热能利用系数等；后者如CO、H2的利用率，直接还原度，间接还原度等，即能量总的利用程度则集中表现为焦比或燃料比。①有效热量利用系数K T与碳素热能利用系数Kc]5[
Q与总热量消1）有效热量利用系数K T，它是指冶炼单位生铁的有效热量消耗效
耗总Q 的百分比： ％总效100Q Q K T ⨯= （2-1） 其值大小，表明高炉中热能利用的好坏，通常为80%～90％。
2）碳素热能利用系数Kc 是指高炉内每单位固定碳燃烧时放出的热量，与碳完全燃烧时所放出的热量之比
1CO CO CO C C C C 707.0293.0C
33410C 33410)C C (9797C 33410Q K 222-⋅+=⨯⨯+-⨯=⨯= （2-2）
式中 Q C ——冶炼单位生铁时，在高炉内燃烧生成CO 和CO 2，放出的总热量，kJ ；
2CO C ——冶炼单位生铁燃烧成CO 2的碳量，kg ；
C ——冶炼单位生铁消耗的碳量，kg 。
其值大小表明高炉热效率的高低，通常为50%～60％。显然在一定碳耗下，间接还原愈发展，Kc 值就愈高。
② CO 和H 2的利用率
CO 和H 2利用率是衡量煤气化学能利用程度的指标，在计算时不应包括炉料带入的H 2O 和CO 2。CO 和H 2的利用率是正相关的，改善H 2的利用，也同时改善了CO 的利用。但在高炉不同部位，它们的利用率是不一样的。在高炉下部高温区域，H 2的利用率大于CO 的利用率；而在高炉上部低温区域，则CO 利用率大于H 2的利用率。其相关性有多种经验公式表示。式2-3是其中一例。
1.0n 88.0CO H 2
+=η （2-3） 2.1.2能量利用分析方法
在生产中一般是观察炉顶煤气温度，比较CO 2曲线，分析混合煤气中的CO 2含量，计算实际焦比、燃料比等。这些方法比较简便、直观，较粗略，能大致看出高炉内能量利用的情况；但不能全面地反映能量利用的好坏，一般情况下，也不能从中分析出进一步改善煤气能量利用的途径。
另外一种普遍使用的方法是计算法，或计算与图解相结合的方法。计算法包括直接还原度计算、配料计算、物料平衡与热平衡计算，理论焦比计算等。计算与图解法有巴甫洛夫直接还原度图解，Rist 操作线和区域热平衡图解等。
2.2直接还原度选择
在编制物料平衡时，为了确定单位生铁消耗的风量，必须先知道铁的直接还
原度。铁的直接还原度可按经验公式计算。如果经验公式中数据不全，则可按拉姆推荐的数值（表2-1）进行选择。在喷吹燃料后，由于H 2的还原作用加强，r d 的值小于表2-1中数据。此时，可计算出H 2的还原率2H r ，由2
H d r r -即可作为所在条件下的直接还原度。
高炉直接还原度也可按拉姆建议的直接还原度指标d R ‘即
％气
气100N CO 5.0CO N )CO CO (5.0R ~100R 22i d ⨯β-+β-+='=' （2-4） 式中 R 'i --高炉间还原度；
气N --煤气中的N 2量，％；
CO 、CO 2--分别为煤气中该成分的百分含量，％；
β--风中O 2/N 2的比值。（)
f 1(79.0f 5.0)f 1(21.0-+-=β，f 为鼓风湿度，％） 表2-1 不同冶炼条件下的直接还原度
冶炼条件
r d 炼钢生铁：
0.38～0.7 1.最易还原的矿石：高碱度熔剂性烧结矿富褐铁矿及焙烧过的
菱铁矿等
0.35～0.5 2.赤铁矿、假象赤铁矿及普通烧结矿
0.45～0.6 3.不很致密的磁铁矿、含FeO 较高的烧结矿及未经焙烧的菱铁矿
0.6～0.7 4.致密的磁铁矿，未处理的钛磁铁矿及过熔烧结矿铸造铁及镜铁：
比炼钢生铁高5％～10％ 硅铁及锰铁：
0.85～1.0 由（2-4）式可知，只要根据煤气的平均成分和鼓风湿度，便能计算出高炉的
直接还原度，使用很方便。
2.3配料计算
配料计算是高炉操作的重要依据，也是检查能量利用状况的计算基础。配料计算的目的，在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量（而焦比或燃料比一般根据生产经验和设计指标来确定），以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。通常以一吨生铁的原料用量为基础进行计算。
2.3.1计算准备及需要确定的已知条件
①原始资料整理
在生产中原料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不吻合，加之分析方法不同存在分析误差，以致各种化学组成之和不等于100％。为此，首先要确定元素在原料中存在的形态，然后进行核算，并使总和为100％。换算为100％的方法，可以均衡地扩大或缩小各成分的百分比，调整为100％；或者按分析误差允许范围，人为地调整为100％。调整幅度不大时，以调Al 2O 3或MgO 为宜。
在各种原料中化合物存在的形式和有关换算，按下述方法处理。
烧结矿分析中的S 、P 、Mn ，分别以FeS 、P 2O 5、MnO 形态存在。它们的换算为：
S →FeS %32
88⨯=S FeS P →P 2O 5 %31
2142P O P 52⨯⨯= Mn →MnO %55
71Mn MnO ⨯= 式中S 、P 、Mn 等元素皆为分析值（百分含量）。当要计算Fe 2O 3时，需从生铁（TFe ）
中扣除FeO 和FeS 中的Fe ，再进行换算。
%8856FeS 7256FeO Fe 112162O Fe 32⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯-⨯-= 式中的Fe 、FeO 为分析所得烧结矿的全铁和氧化亚铁的百分含量，FeS 为换算所得的硫化铁量。
天然矿石中的S 以FeS 2形态存在，换算式如下：
%64
120S FeS 2⨯= 式中S 为分析所得的百分含量。
焦炭工业分析是指干焦分析，固定碳是由100％减去各项成分的百分含量后得到的，故焦炭分析不需调整。但是焦炭灰分各组成若按100％计算，亦应调到100％；同理，挥发分也应如此。但因挥发分中N 2量为总量与各项含量之差，故
亦不需再调。
焦炭中的Fe 以FeO ·SiO 2及FeS 状态存在，Mn 呈MnO ·SiO 2形态，S 以有机
S 和FeS 状态存在，P 以磷酸盐存在，C 以近似石墨碳和无定型碳各半存在于焦炭之中。
熔剂的碱性物质必须与其烧损（CO 2量）相适应，在此基础上再调为100％。
石灰石、白云石中的Fe 以FeCO 3、Fe 2O 3状态为主，Mn 以高价氧化物状态存在，P
为P 2O 5或磷酸盐，S 呈SO 3状态。
②选配矿石
在使用多种矿石冶炼时，应据矿石供应量及炉渣成分要求选定适当配比。此时需注意矿石含P量不应超过生铁允许含P量。因考虑P全部进入生铁，故需依矿石含P量事先核算，若某种矿石冶炼含P超标，此种情况下，只能搭配含P 更低的矿石冶炼。
③需要确定的冶炼条件
1)根据原料条件、国家标准及行业标准等确定生铁成分。C、P元素一般操作不能控制；而Si、Mn、S等元素可以改变操作条件加以控制。
2)各种元素在铁、渣和煤气中的分配比例，按经验和实际生产数据选择，一般可参考表2.2选定。
表2.2常见元素分配率（炼钢铁）
元素
Fe Mn P S V
铁种
生铁0.997 0.500 1.000 －0.800 炉渣0.003 0.500 －－0.200 煤气－－－0.050 －
3)炉渣碱度。碱度的选择，主要取决于炉渣脱硫的要求，此外若冶炼低硅生铁、钒钛磁铁矿时，还应考虑炉渣抑制硅钛还原和利于钒的回收能力。在正常的炉缸温度下，要保证流动性和稳定性。因此，除考虑二元碱度外，还需有适宜的MgO 含量。若炉料含碱金属，还应兼顾炉渣排碱要求。
4)燃料比。确定燃料比应依据冶炼铁种、原料条件、风温水平和生产经验等全面衡定。在有喷吹的高炉上，力争多喷燃料。
5)炉尘量、废铁加入量，应根据冶炼条件事先确定。
④计算内容
1)矿石用量计算；
2)熔剂用量计算；
3)生铁成分验算；
4)渣量及炉渣成分计算；
5)炉渣性能校验。
⑤计算步骤
任务要求:
入炉原料品位:w(TFe)=56%; 焦比:≤355kg/t铁
煤比:≥125kg/t铁; 熟料率:≥85%
风温:≥1150℃; 利用系数:≥2.2t/( m³.d)
炉渣碱度:1.0----1.05; 炉渣MgO%=7.0---13.0%
a.原料成分
表2.3原料成分（％）
成分
原料
Fe Mn P S Fe2O3FeO MnO2MnO CaO 烧结矿55.63 0.093 0.048 0.033 70.30 8.18 －0.12 10.10 优质
块矿
58.94 0.164 0.043 0.64 76.4 7.02 0.26 －0.82 混合矿55.99 0.102 0.047 0.036 73.00 6.30 0.03 0.016 9.08 成分
原料
MgO SiO2Al2O3P2O5FeS2FeS SO2烧损Σ
烧结矿 2.61 6.20 1.13 0.11 －0.09 － 1.16 100.00 优质
块矿
047 7.13 0.95 0.105 0.25 －－ 1.13 100.00 混合矿 2.37 6.30 1.26 0.115 0.03 0.08 － 1.16 100.00 b.焦炭成分
表2.4 焦炭成分（%）
固定炭
灰分，12.17
SiO2Al2O3CaO MgO FeO FeS P2O5
85.63 5.65 4.83 0.76 0.12 0.75 0.05 0.01
续表2.4
挥发分，0.90 有机物，1.30
Σ游离水CO2CO CH4H2N2H2N2S
0.33 0.33 0.03 0.06 0.15 0.40 0.40 0.50 100.00 0.52 4.8
c.喷吹物成分
表2.5喷吹物成分（％）
成分品种C H2O2H2O N2S
灰分
Σ
SiO2Al2O3CaO MgO FeO
煤粉
77.4
8
4.35 4.05 0.79 0.42 0.66 7.48 3.42 0.60 0.30 0.45 100.00
d.配矿比。烧结矿:优质块矿＝89:11，配成混合矿。
e.生铁成分。
表2.6生铁成分（％）
成分Si Mn S P C Fe Σ
％0.35 0.09 0.03 0.08 4.45 95.00 100.00
f.焦比350kg，煤比130kg。风温1200℃
g.元素分配率。
表2.7各种元素分配表
Fe Mn P S 生铁 0.997 0.5 1.0 炉渣 0.003 0.5 0 煤气
0.06
h.炉渣碱度R=
2
1.04CaO
SiO = 现以1000kg 生铁作为计算单位进行计算。 矿石量＝
矿
渣
焦煤Fe Fe Fe Fe +∑-][103ω kg ﹒t -1 (2-5)
式中 Fe 矿——矿石含铁量，％；
Fe ——焦炭及煤粉带入铁量，kg ； ω[Fe]——生铁含铁量kg ； Fe 渣——进入炉渣的铁kg 。 据（2-5）铁平衡关系式得：
焦炭带入Fe 量＝560.0075560.0005350 2.1537288⨯⨯⎛⎫
⨯+= ⎪⎝⎭
(kg) 煤粉带入Fe 量＝56
1300.00450.45572
⨯⨯=（kg ）
； 进入渣中Fe 量＝997
.0003
.0950⨯
＝2.86（kg ）；（相当于FeO3.68kg ） 需要混合矿量＝950 2.180.4375 2.86
0.5603
--+＝1695.97（kg ）
表2.8每吨生铁炉料实际用量
名称 干料用量，kg 机械损失，％
水分，％ 实际用量，kg 混合矿 1695.97 0.5 － 1695.97×1.005＝1704 焦炭 350.0 0.5 4.8 350.0×1.053＝368.5
煤粉 165 － － 165 共计 2210.97
2237.5
⑥终渣成分 1）终渣S 量
炉料全部含S 量＝1695.97×0.0005＋350×0.0052＋165×0.0066 ＝3.76(kg) 进入生铁S 量＝0.3(kg)
进入煤气S 量＝3.76×0.06＝0.22(kg)
进入炉渣S 量＝3.76-(0.3+0.23)＝3.23（kg ）
2）终渣FeO 量＝3.68kg
3）终渣MnO 量＝1695.97×0.001×0.5×
55
71
＝1.12(kg) 4）终渣SiO 2量＝1695.97×0.0630＋350×0.0565＋165×0.0748-3.5×28
60 ＝131.46（kg ）
5）终渣CaO 量＝1695.97×0.0908＋350×0.00076＋165×0.006 ＝155.25（kg ）
6）终渣Al 2O 3量＝1695.97×0.0126＋350×0.0483＋165×0.0342 ＝43.92（kg ）
7）终渣MgO 量＝1695.97×0.0237＋350×0.0012＋165×0.003 ＝41.1（kg ）
将终渣成分及数量列表。
表2.9终渣成分
成分 SiO 2
Al 2O 3
CaO
MgO
MnO FeO S/2①
Σ R kg 131.46 43.92 155.25 41.10 1.12 3.68 1.61 378.14 ％ 34.76 11.61 41.06 10.86
0.29
0.97
0.43
100
生铁成分校核
1)含P 量＝10-3×（1695.97×0.00047＋350×0.0001×142
62
）＝0.08％ 2)含S 量＝0.03％；67.2803
.02
43.0=⨯=
Ls 3)含Si 量＝0.35％
4)含Mn 量＝1000
100
715510.1⨯⨯＝0.09％
5)含Fe 量＝95％
6)含C 量＝100－（95.00＋0.09＋0.35＋0.03＋0.08）＝4.45％
2.4物料平衡
物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上，以配料计算为依据编算的。计算
内容包括风量、煤气量、并列出收支平衡表。物料平衡有助于检验设计的合理性，深入了解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性，校核高炉冷风流量，核定煤气成分和煤气数量，并能检查现场炉料称量的准确性，为热平衡及燃料消耗计算打基础。
2.4.1原始资料
①原料全分析并校正为100％；
②生铁全分析； ③各种原料消耗量； ④鼓风湿度；
⑤选择直接还原度，或依煤气成分算得；
⑥假定焦炭和喷吹物含C 总量的1.2％与H 2反应生成CH 4，（全焦冶炼可选0.5％～1.0％的C 与H 2生成CH 4）。
上述1、2、3原始条件已由配料计算给出，本例仅假定其余各项未知条件，分别为鼓风湿度f ＝1.5％，即12g ·m -3；直接还原度r d ＝0.45。
2.4.2根据碳平衡计算风量
①风口前燃烧的碳量C 风据碳平衡得：
C 风＝ΣC 燃－ω[C]×103－ΣC 直－C CH4 （2-6）
式中 C 风——风口前燃烧的C 量，kg ；
ΣC 燃、ΣC 直、C CH4——分别为燃料带入C 量，直接还原耗C 和生成CH 4的C 量，kg ，
ω[C]——生铁含C 量，％。 按（2-6）式分别进行计算。
燃料带入固定碳＝C J ＋C M ＝350×0.8563＋130×0.7748
＝400.429(kg)；
溶于生铁的碳＝00.04445×1000＝44.5(kg)；
直接还原耗碳＝C Mn ＋C Si 十C P ＋C Fe
＝0.9×5512＋3.5×2824＋0.8×6260＋950×0.45×56
12
＝0.20＋3＋0.77＋91.60＝95.58(kg)；
生成CH 4耗碳＝400.429×0.012＝4.805 （kg ）；
则风口前燃烧的C 量：C 风＝400.429－44.5－95.58－4.805＝255.54 （kg ）。占入炉总C 量的63.82％。
②风量计算（V 风）根据氧平衡可得：
f
29.021.0Q 933.0C C V 2
O +-⨯'⨯∑=风料风
m 3/t 铁 （2-7） 其中 324.221816)(22⨯⎥⎦⎤⎢⎣
⎡
⨯⋅+⋅=M M O O H M O M Q m 3/t 铁
式中 ΣC 料×C'风×0.933——风口前燃烧的C 所需氧量（m 3）（ΣC 料为燃料带入C 量，C'风为C 在风口前的燃烧率）；
2O Q ——燃料带入的氧量（m 3
）
（M ，为煤粉，O M 、H 2O M 为煤带入的氧和H 2O 量）；
0.21＋0.29f ——鼓风含氧浓度（f 为鼓风湿度）。 按（2-7）式分别进行计算。
鼓风含氧浓度＝0.21＋0.29×0.015＝0.2144 （m 3·m -3）；
风口前C 燃烧所需氧量＝400.429×63.82%×0.933＝238.4（m 3）；
燃料带入氧量＝130×（0.0405＋0.0079×1816）×32
4
.22＝4.32（m 3）；
每吨生铁鼓风量＝238.4 4.32
0.2144
-=1091.8（m 3）。
2.4.3煤气成分及数量计算
①计算步骤
1)CH 4由燃料碳素生成CH 4＝4.32×
124
.22＝8.064 （m 3） 焦炭挥发分含CH 4＝350×0.0003×16
4
.22＝0.147（m 3）
进入煤气的CH 4＝8.064+0.147＝8.211 （m 3）
2)H 2 入炉总H 2量＝鼓风带入H 2＋焦炭带入H 2＋煤粉带入H 2
即H 2
总
＝1091.8×0.015＋350×（0.0006＋0.004）×
2
4
.22＋130×24.221820079.00435.0⨯
⎪⎭
⎫ ⎝⎛
⨯+＝99.023（m 3）
设在喷吹条件下有40％H 2参加还原，则参加还原的
H 2＝99.023×0.4＝39.61（m 3）
生成CH 4的H 2＝8.064×2＝16.128 （m 3）
进入煤气的H 2＝99.023－（39.61＋16.128）＝43.286（m 3）
2256
43.286322.47.64%950
H ri ⨯⨯
=
=（假定用 H 2还原的铁氧化物中，1/3是用于还原Fe 3O 4，2/3是用于还原FeO ）
3)CO 2 由Fe 2O 3→FeO 生成的CO 2＝1695.97×0.6999×1604
.22＝166.14 （m 3）
由FeO →Fe 生成的CO 2＝950×（1.0－0.45-0.0844）×56
4
.22＝176.93 （m 3）
由MnO 2→MnO 生成的CO 2＝1695.97×0.0003×874
.22＝0.131（m 3）
另外，H 2参加还原反应，相当于同体积的CO 所参加的反应，所以CO 2生成量中应
减去48.09m 3，总计间接还原生成CO 2量＝166.14＋176.93＋0.131－43.58＝299.621 （m 3）
各种炉料分解或带入的CO 2＝CO 2焦＋CO 2矿
＝350×0.0033×
444.22＋1695.97×0.0116×44
4
.22 ＝10.6（m 3）
煤气中总CO 2量＝299.621＋10.6＝310.22(m 3)
4)风口前碳素燃烧生成CO ＝299.55×124
.22＝558.6 （m 3）
元素直接还原生成CO ＝95.58×124
.22＝178.42（m 3）
焦炭挥发分中CO ＝350×0.0033×124
.22＝2.156（m 3）
间接还原消耗CO ＝295.11 （m 3）
煤气中总CO ＝558.6＋178.42＋2.156－295.11＝444.066（m 3） 5)N 2 N 2由鼓风、焦炭及煤粉带入，其总量为： N 2＝N 2风＋N 2焦＋N 煤
＝1091.8×(1－0.015)×0.79＋350×0.0055×
28
4
.22＋165×0.0042×
28
4
.22＝851.434（m 3） 据以上计算结果，列出煤气组成如表2.10。
表2.10煤气成分表
成分
CO 2
CO
N 2 H 2 CH 4 总计 V g /V 风 体积，
m 3
310.22 444.066 851.434 43.286 8.211 1657.217 1.416 ％ 18.65 26.7 51.19
2.96
0.5
100.00
2.4.4编制物料平衡表
①计算鼓风量
1m 3鼓风质量＝
4
.2218
015.028985.079.032985.021.0⨯+⨯⨯+⨯⨯＝1.28 （kg ﹒m -3）
全部鼓风质量＝1091.8×1.28＝1397.504（kg ）
②计算煤气质量
1m 3煤气质量＝
4
.222
0289.0160056.0285508.0282456.0441691.0⨯+⨯+⨯+⨯+⨯
＝1.33 （kg ﹒m -3）
全部煤气质量＝1657.217×1.33＝2204.099 （kg ）
③水分计算
炉料带入水分＝350×0.048＝16.8（kg ）
煤粉水分=130×0.0079=1.027（kg）
H 2还原生成水分＝39.61×
4.
22
18
＝31.83（kg）
总计水分质量＝16.8＋1.027＋31.83＝49.66（kg）
④炉料机械损失＝2237.5－2210.97－16.8－1.027＝8.703 （kg）
根据上述计算结果，列出物料平衡，如表2.11。
表2.11 物料平衡表
序号收入项Kg 序号支出项kg
1 原燃料2237.5 1 生铁1000.00
2 鼓风1397.504 2 炉渣378.14
3 煤气2204.099
4 水分49.66
5 炉尘8.703
共计3635.004 共计3640.602
绝对误差0.154% 相对误差0.0042% 2.5 热平衡
热平衡计算的目的，是为了了解高炉内热量供应和消耗的状况，掌握高炉内热能的利用情况，研究改善高炉热能利用和降低消耗的途径。编制热平衡计算表是研究高炉冶炼过程的基本方法之一。
热平衡计算的基础是能量守恒定律，即供应高炉的热量应等于各项热量的消耗；而依据是配料计算和物料平衡计算所得的有关数据。热平衡计算采用差值法，即热量损失是以总的热量收入，减去各项热量消耗而得到的，即把热量损失作为平衡项，所以热平衡表面上没有误差，因为一切误差都集中掩盖在热损失之中。
根据不同需要，可以把热平衡分为两大类，即全炉热平衡和区域热平衡。全炉热平衡是整个高炉内的热量收支平衡，作为衡量全高炉的热能利用状况；区域热平衡则是研究高炉不同部位热能的利用情况，尤其是高炉的高温区域。
全炉热平衡现有三种编制方法，这里仅介绍第一热平衡。
第一热平衡是根据热化学中的盖斯定律编制的，即根据加入高炉物料的最初形态和产品的最终形态，以计算量的转变，而不考虑高炉内的实际反应过程。例如铁矿石加入高炉内最终变为生铁，在热消耗中，只依据原料所含的铁氧化合物分解耗热；焦炭燃烧最后变成煤气，在热收入项中，只依据焦炭所含碳素的燃烧反应放热。所以计算简便，也能反映高炉内燃烧和直接、间接还原状况。可以用来分析直接还原发展的程度，为巴甫洛夫直接还原的图解分析方法奠定了基础。
因此，这种热平衡方法可称为经典式的一种方法而广为流传。
但是第一热平衡不能真实地反映高炉冶炼过程的热量分配状况，夸大了热量的收入和支出。比如反应FeO＋C→Fe＋CO，在计算时，既支出了FeO的分解热269755.5kJ﹒(kg﹒mol)-1，也收入了碳燃烧热117565.3kJ﹒(kg﹒mol)-1；而实际上反应是吸热117565.3－269755.5＝－152190.2kJ﹒(kg﹒mol) -1、虽然收支平衡无错（这也是第一热平衡值得肯定和供使用的重要原因），但高炉内既未放热117565.3kJ，也没有吸热269755.5kJ。这样在利用热平衡分析热量收支时，就不能得出更为合理的结论；同时，这种方法不符合现代关于还原机理的概念。
第二热平衡基本上按高炉内实际反应过程编制，它克服了热量收入上的不合理计算。例如前述FeO直接还原反应，只计算此反应实际吸热152190.2kJ﹒(kg ﹒mol)-1，而不是按前述二步法来计算。实际上第一热平衡的计算，是设想各还原过程都包括氧化物的分解，和还原剂的氧化二步组成，这和还原机理的二步理论一样，显然是不符合实际的。
按第二热平衡计算所得的热量总值，接近于高炉内实际收入的热量，也完全相当于高炉内进行化学变化和物理变化所消耗的热量总值。在热量收支比例上，减少了不合实际的碳素燃烧热量收入和氧化物热量支出的比值，因而也相应增大了其它热收入项和热支出项的比例，同时，能量利用指标也有改变。据以上分析，以第二热平衡为依据，进行能量利用分析和考虑节焦途径与效果，就比较真实可靠。
2.5.1第一总热平衡计算
需要补充的原始条件：
鼓风温度1200℃；炉顶温度200℃；入炉矿石温度80℃。鼓风温度与前面不符。
①热量收入
1)碳素氧化热
由C氧化成1m3的CO
2放热＝
4.
22
66
.
33410
×12＝17898.43 （kJ﹒m-3）
由C氧化成1m3的CO放热＝
4.
2211 .
9797
×12＝5250.50 （kJ﹒m-3）
碳素氧化热＝299.621×17899.43＋(444.066－2.156)×5250.50
＝5363045.11+2320248.455
＝7683293.565（kJ）
2)热风带入热
1200℃时干空气及水蒸汽比热容分别为1.433kJ ·m-3﹒℃和1.777kJ·m-3﹒℃。
热风带入热＝〔(1091.8－17.827)×1.433＋17.827×1.777〕×1200
＝1884818.3kJ
3)成渣热
炉料中以碳酸盐形式存在的CaO 和MgO ，在高炉内生成钙铝硅酸盐时，1kg 放出1130.49kJ 的热量。
混合矿中的CaO ＝1695.97×0.0116×
44
56
＝25.03（kg ） 成渣热＝25.03×1130.49＝28296.16（kJ ） 4)混合矿带入物理热
80℃时混合矿的比热为1.0 kJ ﹒(kg ﹒℃)-1
混合矿带入物理热＝1695.97×1.0×80＝135677.6 （kJ ） 5)H 2氧化放热。
1m 3H 2氧化成H 2O 放热10806.65kJ
H 2氧化放热＝39.61×10806.65＝428051.4 （kJ ） 6) CH 4生成热 1kgCH 4生成热＝
16
4
.77874＝4865.29 （kJ ） CH 4生成热＝8.064×
4
.2216
×4865.29＝28024.07 （kJ ） 冶炼一吨生铁的总热量收入等于1～6项热量之和，即
Q 总收＝7683293.565+1884818.3+28296.16+135677.6+428051.4+28024.07 =10188161.1（kJ ）
②热量支出 1)氧化物分解与脱硫 a.铁氧化物分解热
设焦炭和煤粉中的FeO 以硅酸铁形态存在，烧结矿中FeO 有20％以硅酸铁形态存在，其余以Fe 3O 4形态存在。铁氧化物分解热由FeO 、Fe 3O 4和Fe 2O 3三部分组成。
FeO 硅酸铁＝1695.97×0.87×0.0818×0.20+350×0.0075+130×0.0045 ＝27.35 （kg ）
去除入渣中的FeO ，它也以硅酸铁形式存在，计3.68kg 。 余下的FeO 硅酸铁＝27.35－3.68＝23.67 （kg ）
FeO 四氧化三铁＝1695.97×0.063－1695.97×0.87×0.0818×0.2＝72.7 （kg ）
Fe 2O 3四氧化三铁＝72.7×72
160
＝161.6 （kg ）
Fe 2O 3自由＝1695.97×0.73－161.6＝1076.46 （kg ）
依据每千克铁氧化物分解热，即可算出总的分解热。
FeO 硅酸铁分解热＝23.67×4075.21＝96460.22 （kJ ）
（4075.21kJ ﹒(kgFeO 硅酸铁)-1）
Fe 3O 4分解热＝(72.7＋161.6)× 4799.98＝1124635.314（kJ ）
（4799.98kJ ·(kg Fe 3O 4)-1）
Fe 2O 3分解热＝1076.46×5152.94＝5546933.8kJ
（5152.94kJ ﹒(kg Fe 2O 3)-1)
铁氧化物总分解热＝996460.22+1124635.314+5546933.8=6768029.3264（kJ ） b.锰氧化物分解热：
MnO 2→MnO 分解热＝1695.97×0.0003×2629.44＝1337.83（kJ ）
（2629.44kJ ·(kgMnO 2)-1）
MnO →Mn 分解热＝0.9×7362.84＝6626.56（kJ ）
（7362.84kJ ﹒(kgMn) -1）
锰氧化物分解总热＝1337.83＋6626.56＝7964.39 （kJ ） c.SiO 2分解热
SiO 2分解热＝3.5×30288.76＝106010.65 （kJ ）
（30288.76kJ ﹒(kgSi)-1）
d.Ca 3(PO 4)2分解热
Ca 3(PO 4)2分解热＝0.8×35756.98＝28605.58 （kJ ）
（35756.98kJ ﹒(kgP)-1）
e.脱硫耗热
由于CaO 脱硫耗热为5401.23kJ ﹒(kg.S)-1，MgO 脱硫耗热为8039.4kJ ﹒(kgS)-1二者差别较大，故取其渣中成分比例（39.74:10.59≈4:1）来计算平均脱硫耗热。
1kg 硫的平均耗热＝（5401.23×
5
4
＋8039.04×51）＝5928.79 （kJ ）
脱硫耗热＝3.23×5928.79＝19150（kJ ）
氧化物分解和脱硫总耗热为上述a ～e 项热耗之和，即
Q 氧＝6768029.3264+7964.39+106010.65+28605.58+19150
＝6929759.9464（kJ ）
2)碳酸盐分解热
由CaCO 3分解出1kgCO 2需热4044.64kJ ，由MgCO 3分解出1kgCO 2需热2487.08kJ ，混合矿石CO 2量＝1695.97×0.0116＝19.67（kg ）。假定CaCO 3和MgCO 3是按比例分配的，其中以CaCO 3分解的CO 2为:
毕业设计—高炉炉型设计
目录 中文摘要 (Ⅰ) 英文摘要 (Ⅱ) 1 绪论 (4) 1.1砖壁合一薄壁高炉炉型的发展和现状 (4) 1.2砖壁合一薄壁高炉炉型的应用 (4) 2 高炉能量利用计算 (6) 2.1高炉能量利用指标与分析方法 (6) 2.2直接还原度选择 (7) 2.3配料计算 (8) 2.4物料平衡 (13) 2.5 热平衡 (17) 3 高炉炉型设计 (23) 3.1 炉型设计要求 (23) 3.2 炉型设计方法 (24) 3.3炉型设计与计算 (24) 4 高炉炉体结构 (28) 4.1 高炉炉衬结构 (28) 4.2高炉内型结构 (29) 4.3 炉体冷却 (30) 4.4 炉体钢结构 (31) 4.5风口、渣口及铁口设计 (31) 5砖壁合一的薄壁炉衬设计 (33) 5.1砖壁合一的薄壁炉衬结构的布置形式 (33) 5.2砖壁合一的薄壁炉衬高炉的内型 (33) 5.3砖壁合一的薄壁炉衬高炉的内衬 (34) 5.4薄壁高炉的炉衬结构和冷却形式 (34) 6结束语 (36) 参考文献 (37)
摘要 近年来, 炼铁技术迅猛发展, 总的发展趋势是建立精料基础, 扩大高炉容积, 减少高炉数目, 延长高炉寿命, 提高生产效率,控制环境污染, 持续稳定地生产廉价优质生铁, 增加钢铁工业的竞争力。现代高炉的冶炼特征是, 低渣量, 大喷煤, 低焦比, 高利用系数；高炉结构的特征是,采用软水冷却、全冷却壁、薄壁炉衬、操作炉型的薄壁高炉。高炉采用大喷煤、高利用系数冶炼, 要求改善高炉的料柱透气性和延长高炉寿命高炉精料、布料、耐火材料、冷却等技术的进步,不断促进长寿的薄壁高炉发展。 高炉的炉型随着高炉精料性能、冶炼工艺、高炉容积、炉衬结构、冷却形式的发展而演变, 高炉设计的理念也随着科学技术的进步和生产实践的进展而更新。 薄壁高炉的设计炉型就是高炉的操作炉型, 在生产中几乎始终保持稳定, 消除了畸形炉型。长期稳定而平滑的炉型, 有利于高炉生产的稳定和高效长寿。高炉操作炉型的显著特征是, 炉腰直径扩大, 高径比减小, 炉腹有、炉身角缩小。这种炉型发展趋势是炼铁技术进步的反, 它有利于改善高炉料柱透气性, 稳定炉料和煤气流的合理分布, 延长高炉寿命, 对大型高炉采用大喷煤、低焦比、高利用系数冶炼更有意义。 关键词：高炉炉型砖壁合一设计 ABSTRACT In recent years, the rapid development of iron technology, the overall trend is expected to establish a fine basis for the expansion of blast furnace capacity, reduce the number of blast furnace, blast furnace to extend life, increase productivity, control of environmental pollution, continuous and stable production of low-cost high-quality pig iron, iron and steel industry increased competitiveness. Characteristics of a modern blast furnace smelting, the low amount of slag, the pulverized coal injection and low coke rate, high utilization factor; blast furnace structure is characterized by the use of soft water cooling, cooling the whole wall, thin lining, the thin-walled blast furnace operation. Large blast furnace pulverized coal injection, high utilization factor smelting, blast furnace to improve permeability of the material column and extend the
年产180万吨的炼钢生铁高炉设计毕业设计
毕业设计 毕业设计题年产180万吨的炼钢生铁高炉设计毕业设计类型□产品设计√工艺设计□方案设计姓名 班级 所属系部(院) 专业 校内指导教师 职称 企业指导老师 完成时间
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
高炉炉体设计说明书
学校代码：10128 学号：201120411032 课程设计说明书 题目：年产炼钢生铁550万吨的高 炉车间的高炉炉体设计 学生姓名：王卫卫 学院：材料科学与工程 班级：冶金11— 2 指导教师：代书华 2014 年12 月29 日
内蒙古工业大学课程设计（论文）任务书 课程名称： 冶金工程课程设计 学院： 材料科学与工程 班级： 冶金11-2 学生姓名： 王卫卫 学号： 201120411032 指导教师： 代书华 一、题目 年产铁水量 550万吨的高炉炉体设计 二、目的与意义 1. 通过课程设计，巩固、加深和扩大在冶金工程专业课程及相关课程教育中所学到的知识， 训练学生综合运用这些知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2. 学习冶金炉设计的一般方法，了解和掌握常用冶金设备或简单冶金设备的设计方法、设计 步骤，为今后从事相关的专业课程设计、毕业设计及实际的工程设计打好必要的基础。 3. 使学生在计算、制图、运用设计资料，熟练有关国家标准、规范、使用经验数据、进行经 验估算等方面受全面的基础训练。 三、要求 （包括原始数据、技术参数、设计要求、图纸量、工作量要求等） 3 1、设计年产炼钢生铁 550 万吨的高炉车间的高炉炉型， 高炉 2 座，高炉工作日 347d ，冶炼强度 I=0.9～1.2t/(m ·d)， 高炉有效利用系数 η=2.0t/(m 3·d)，燃烧强度 i=1.1t/m 3·d 2、高炉炉容校核误差＜ 1% 3、完成高炉的纵向剖面图、俯视图、风口布置图和风口结构剖面图，要求完成图纸二张。 4、图纸要求整洁、干净，图形线条准确，清晰 四、工作内容、进度安排 课程设计可分为以下几个阶段进行。 2014.12.22 — 2014.12.28 查阅相关资料。 2014.12.29 — 2015.1.11 计算、画图、设计说明书的完成。 2015.1.12 — 2015.1.16 图纸，设计说明书的完善。 五、主要参考文献 [1] 郝素菊等编 . 高炉炼铁设计原理 . 北京：冶金工业出版社， 1992. [2] 周传典等编 . 高炉炼铁生产技术手册 . 北京：冶金工业出版社， 2002. [3] 朱苗勇主编 . 现代冶金学 . 北京：冶金工业出版社， 2005. [4] 刘麟瑞等编 . 冶金炉料手册 ( 第 2 版). 北京：冶金工业出版社， 2005. 审核意见 系（教研室）主任（签字） 指导教师下达时间 年 月 日 指导教师签字： _______________
昆明理工大学高炉1800立方米设计
目录 1 高炉本体设计 1.1炉型设计要求 (4) 1.2炉型设计方法 (4) 3 高炉冷却设备 (14) 3.1冷却设备的作用 (14) 3.2冷却分类 (14) 3.3炉底冷却设计 (14) 3.4炉缸冷却设计 (14) 3.5炉腹、炉腰及炉身中上部冷却设计 (14) 3.6炉身上部到炉喉冷却设计 (15) 4 高炉送风管路 (15) 4.1热风围管 (15) 4.2送风支管 (15) 4.3直吹管 (16) 4.4风口装置 (16) 5 高炉钢结构 (17) 5.1高炉钢结构 (17) 5.2炉壳 (17)
5.3炉体框架 (17) 5.4炉缸炉身支柱、炉腰之圈和支柱坐圈 (18) 6 高炉基础 (18) 6.1静负荷 (19) 6.2动负荷 (19) 6.3热应力的作用 (19) 6.4对高炉基础的要求 (19) 结论 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)
五段式高炉简图 1.1炉型设计要求 高炉炉型的合理性，是高炉能实现高产、优质、低耗、长寿的重要条件。合理炉型应该是使炉型能够很好地适应于炉料的顺利下降和煤气流的上升运动。 在设计炉型时，尽可能地使设计炉型接近于合理炉型是设计工作者的重要任务和努力方向。炉型设计应当满足下列要求： 1、与原燃料条件和送风制度等操作条件相适应，有利于炉况的顺行； 2、能够燃烧较多数量的燃料，提高冶炼强度，增加生铁产量； 3、有利于煤气的热能和化学能的充分利用降低焦比； 4、适应于采用喷吹等强化操作的新技术。 5、能与炉衬结构及冷却方式配合，易于生成保护性渣皮，防止炉衬的迅速烧坏和侵蚀，有较长的一代寿命。 炉型设计的总原则是合理确定炉型各部分尺寸之间的比例。高炉的合理炉型应该满足冶炼强度，降低焦比，有利于炉况顺行和长寿的要求，随着冶炼条件的改善，装备水平和操作水平的提高，高炉内型尺寸逐步向矮胖型发展。 另外，高炉鼓风机能够提供高炉冶炼足够的风量和风压，高炉炉顶设备的改进和发展，能够满足高炉炉顶高压操作和各种布料方式的要求，高炉富氧喷吹煤粉，高风湿的使用等等。为高炉大型化和炉型向矮胖型方向发展提供了有利条件。 因此，在设计合理炉型，必须综合考虑，保证高炉炉型合理的情况下，更好地适应于炉料顺行和煤气运动。 1.2炉型设计方法 由于高炉冶炼过程和工作条件十分复杂，用理论计算方法设计出来的炉型难以满足生产条件。
毕业设计----年产305万吨的高炉炼铁车间
摘要 本设计是根据唐山地区条件设计的一个年产305万吨的高炉炼铁车间。整个车间的平面布置采用半岛式平面布置形式。 设计的高炉有效容积是2200m3。其中高炉的炉衬设计方法采用的是均衡炉衬的方法，根据不同的冶炼条件砌筑不同的砖。上部采用的砖型有高砖，下部采用的是全碳砖炉底。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，中间用隔热墙隔开；采用眼睛型燃烧室。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。炉顶装料设备采用串罐式无料钟炉顶装料。喷吹系统增加了煤的数量，采用了单管路串罐式直接喷吹。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。 关键词：高炉；热风炉；湿法除尘；风机；无钟炉顶
Abstract A blast furnace plant of 3.05 million tons product annual was desigened in the in the paper according to Tangshan area condition. The horizontal layout of the whole plant is peninsula type layout. The dischargeable capacity of the BF in this design is 2200m3.among it, the BF lining adopted equalization lining method and was made of alumina 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. 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 continuing 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 system 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. Key word: blast furnace, air-stove, hydro filter, fan, non-bell furnace roof
高炉本体毕业设计完整版.
内蒙古科技大学 本科生毕业设计说明书 题目：内蒙古包头地区条件下2500m3 高炉炉体系统设计 学生姓名：张瑜 学号：1176803442 专业：冶金工程 班级：4班 指导教师：宋萍
包头地区条件下2500m3高炉炉体系统设计 摘要 高炉炼铁的历史悠久，炼铁技术日益成熟，是当今主要的炼铁方式，随着炼铁技术的不断发展，高炉一代炉役寿命的不断提高，长寿高炉技术应用越来越广泛。它是降低炼铁成本，提高钢铁企业经济效益的重要手段。在大型高炉设计中，通过优化炉型、采用合理炉缸内衬结构、铜冷却壁、软水密闭循环冷却系统、薄壁内衬等技术为高炉长寿创造条件，提出了长寿高炉的基本设计思想。为了适应这一发展趋势，.在本次长寿高炉设计中，对高炉合理内型、合理内衬结构和不同部位耐火材料的选择、冷却方式和冷却系统(包括冷却器的结构、材质与水质等)及其它有关方面作了综合考虑。 关键词：高炉长寿高炉内衬炉体冷却
Design of Long Life BF ABSTRACT Has a long history of BF ironmaking, is the main way of ironmaking，BF campaign life is continuously increased as unceasing development of iron making technology.It is being used more and more abroad. The long campaign technologies of blast furnace is one of the most important measures which reduce the iron making production cost and improve the economic profits of Iron and Steel Company. In the design of large BF，the technologies like optimized BF profile，reasonable hearth lining，copper stave，soft water closed circulating cooling system and thin-walled lining etc. were applied to prolong BF campaign life. The basic concept of designing long campaign blast furnace was put forward.In order to adapt to the trend，during designing long campaign blast furnace，the rational; furnace profile，rational furnace lining structure and selection of different refractories for various areas，cooling method and system (including cooler structure and material，cooling water and so on) and concerned aspects must be comprehensively considered. Key Words：Blast furnace life .Blast furnace lining. Furnace cooling
高炉炉体系统设计
高炉炉体系统设计(blast furnace proper system design) 高炉炉体系统的范围是从基础至炉顶圈(也叫炉顶法兰盘)(图1)。设计内容包括高炉内型、高炉内衬、高炉钢结构型式、炉体设备和长寿技术等。 高炉内型高炉内部工作空间的形状和主要尺寸必须适合炉料和煤气在炉内运动的规律。合理的内型有利于高炉操作顺行，高产低耗。高炉内型(图2)从下往上分为炉缸、炉腹、炉腰、炉身和炉喉五部分。 各国对高炉容积的表示方法不尽相同。在中国，对于钟式炉顶高炉，有效容积通常是指从铁口中心线至大钟全开位置下沿所包括的容积；对于无钟炉顶高炉，有效容积是指从铁口
中心线至炉喉上沿之间的容积。欧美诸国把从风口中心线至料线之间的容积称为工作容积。日本把从铁口底端至料线之间的容积称为内容积。料线位置，日本定在大钟全开位置底面以下一米的水平面上，美国一般定在炉喉高度的一半处。对于高炉内型各部尺寸的合理比例及算法，是雷得布尔(A．jejeyp)在他1878年出版的著作里首次提出的。巴甫洛夫(M．A．ПaBJoB) 提出用下式表示全高(H)与有效容积(V u) 的关系：H= n (V u )1/3。式中n是大于2．85的数字，并且H：D的比值愈高，n的数值愈大。有效容积按要求的生铁日产量和利用系数求出后，用上式可求出全高H。炉腰直径D可按公式D =(V u／0．54H) 1/2求出，然后再决定内型其它尺寸。巴氏建议选择炉缸直径应以燃烧强度(每小时每m2炉缸面积燃烧的焦炭量，用kg表示)为出发点。美国莱斯(Owen Rice)在计算燃烧强度时所指的炉缸面积是从风口前端起6f t 环状带的面积。拉姆(A．H．Pamm) 内型每个尺寸都是与有效容积成一定方次的函数，建议用经验公式x=cV n u 计算内型各部分尺寸x，式中n和c对内型各部分尺寸是固定的系数。 高炉内型主要与原、燃料条件和操作制度有关。合适的内型来源于生产实践，实际上高炉内型的设计大都是根据冶炼条件类似的同级高炉的生产实践进行分析和比较确定。中国高炉内 1。
高炉炉型设计
高炉比较完善的形式结构是5段式：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。其中，炉喉、炉腰、炉缸均为圆筒形，而炉身和炉腹则分别为上小下大和上大下小的圆锥台。5段式的炉型结构既满足了炉料下降时受热膨胀而引起体积增大的需要，同时又适应了炉料的还原熔化以及选渣过程，也适应了煤气上升过程中冷却收缩的情况。 实践已经证明，5段式作为一个现代炉型结构满足了炼铁生产的要求，并取得了明显的效果。高炉内型作为一个外部条件对冶炼过程确实有很大的影响，现就内型各段在冶炼过程中的特征表现及作用分述如下：
高炉有效容积和有效高度 1）有效高度：高炉大钟下降位置的下缘到铁口中心线的距离称为高炉有效高度（H u），对于无钟炉顶为旋转溜槽最低位置的下缘到铁口中心线之间的距离。 2）高炉有效容积：在有效高度范围内，炉型所包括的容积称为高炉有效容积（V u）。Hu/D:有效高度与炉腰直径的比值(Hu/D)是表示高炉“矮胖”或“细长”的一个重要设计指标不同炉型的高炉，其比值的范围是:巨型高炉~2.0大型高炉2.5~3.1中型高炉 2.9~ 3.5小型高炉3.7~ 4.5。 炉喉：主要起着保护炉衬，合理布料和限制煤气灰被气体大量带出的作用。在这里形成煤气流的3次分布，从炉喉煤气曲线可以从另一侧面看出高炉的冶炼行为。其炉喉形状大小随高炉使用原料条件的变化而变化。一般炉喉直径与炉腰直径之比为0.69-0.72，其高度在3m以内。正常生产时，炉喉的温度为400─500℃。由于炉料的撞击和摩擦比较剧烈，钢砖一般选用铸钢件。 炉身：主要起着炉料的余热、加热、还原和造渣的作用。在这里发生了一系列的物理化学变化。为了是炉料顺利下降和煤气不断上升，炉身要有一定的倾斜度，以利于边缘煤气有适当发展。当炉身角太大的时候，边缘煤气不发展，便会发生悬料事故，造成高炉不顺行；反之，炉身角太小，大量的煤气会从边缘跑掉，煤气能量利用变差，矿石就得不到充分的加热和还原，以致焦化比升高。因此，合适的炉身角很重要。小高炉的料柱低，为了充分利用煤气的热能和化学能，炉身角
高炉设计.doc
1 绪论 1.1概述 高炉炼铁是获得锰铁的主要手段，它以铁矿石（天然富矿，烧结矿，球团矿）为原料，焦炭，煤粉，重油，天然气等为焦炭和还原剂，以石灰石等为熔剂，在高炉内通过焦炭燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程，获得锰铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤气。为了实现优质，低耗，高产和延长炉龄，高炉本体结构及辅助系统必须满足冶炼过程的要求，即耐高温，耐高压，耐腐蚀密封性好，工作可靠，寿命长，而且有足够的生产能力。 1.2高炉炉体结构技术的进步 高炉炉体结构中，两方面的进步是显著的。一是软水或纯水闭路循环冷却得到了大面积的推广，其避免结垢、节水降耗的效果十分明显。同时，我国的铜冷却避及传统的球磨铸铁冷却壁都具有世界先进水平。二是国内的耐火材料技术已经达到或接近世界先进水平，这包括热风炉使用的硅砖和高炉炉缸使用的刚玉莫来石砖、复合棕榈刚玉砖、微孔刚玉砖以及炉身使用的SiC砖、铝碳砖等。 1.3 高炉生产主要经济技术指标 高炉生产效果以其技术经济指标衡量，主要技术经济指标如下： （1）高炉有效容积利用系数（η）：高炉有效容积利用系数即昼夜锰铁的产量P（t）与高炉有效容积V之比。η是高炉冶炼的一个重要指标，η越大，其高炉生产效率就越高。本设计η=0.85。 （2）焦比（K）：焦比即每昼夜焦炭消耗量Q k与每昼夜锰铁产量P（t），喷吹焦炭可以有效降低焦比，从而降低成本。 （3）煤比（Y），油比（M），燃气比（G）：指每吨锰铁消耗的煤粉或重油或燃气量。从风口向炉内喷吹煤粉，重油或天然气，焦炉煤气等焦炭，可降低焦炭的消耗量。 （4）冶炼强度（I）:高炉冶炼强度是每昼夜1m³有效容积燃烧的焦炭量。夜凉强度表示高炉的指标，它与鼓入高炉的冷风成正比，在焦比一定的情况下，冶炼强度越高，高炉产量越大，本设计的冶炼强度为I=1.19t/m³d。 （5）休风率：指休风时间占日历时间的百分比。 （6）锰铁合格率：高炉生产的划线成分符合国家规定的合格锰铁占锰铁量的百分比为锰铁合格率。 （7）高炉一代寿命：指高炉从点火开炉到停炉大修之间的时间或相邻两次大
毕业论文：高炉炼铁系统设计-精品【范本模板】
莱芜职业技术学院毕业论文 论文标题：高炉炼铁系统设计 作者：凌宗峰 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 手抄在论文本上，最后再根据内容补填目录，要求手写！正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4 参考文献¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨58
摘要 本设计要求建年产量为200万吨生铁的高炉系统。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都做了较为详细的叙述。 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,在预设计建造一座年产生铁200万吨的高炉炼铁系统，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计,其中包括绪论、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、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统等。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：高炉;炼铁;设计;煤气处理；渣鉄处理; 1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。 一座年产200万吨炼钢铁水的炼铁厂车间的设计首先要进行厂址选择，根据唐山 地区的原燃料条件和唐钢的工艺以及环境条件，设计年产200万吨的炼铁车间对于唐山地区的许多钢铁厂都具有比较好的借鉴作用。因此，本设计的深度和广度都比较适宜，工作量比较大.本人查阅的炼铁设计的相关文献,设计思路比较清晰，设计结果对实际生产具有比较好的指导作用。 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1 m 3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 V P ηv 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/（m 3•d)，一些先进高炉可达2.2～2.3 t/（m 3•d ）.小型高炉的ηv 更高,100～300 m 3高炉的利用系数为2.8～3。2 t/(m 3•d ）.
高炉炉壳结构设计方法
高炉炉壳结构设计方法 高炉作为冶金行业的重要设备，其炉壳结构的设计对于炉体的安全 运行和效率的提升起着至关重要的作用。本文将介绍高炉炉壳结构的 设计方法，包括选择合适的材料、优化设计方案、考虑结构的强度和 稳定性等方面。 一、选择合适的材料 在高炉炉壳结构设计中，选择合适的材料是首要考虑的因素。常见 的高炉炉壳材料有钢、混凝土和耐火材料等。在选择材料时，需考虑 其机械性能、耐高温性能、耐腐蚀性能等因素。一般来说，钢材具有 良好的机械性能和耐高温性能，但容易受到腐蚀的影响；混凝土结构 坚固耐用，但对温度变化敏感；耐火材料能够承受高温和腐蚀，但其 强度相对较低。因此，综合考虑不同材料的特点，选择适用于高炉炉 壳的材料是关键。 二、优化设计方案 在高炉炉壳结构设计中，需要根据实际情况进行优化设计。首先， 需要明确高炉的工作参数，包括温度、压力、炉体结构尺寸等。其次，根据这些参数，进行力学分析和热力学分析，以确定炉壳结构的承载 能力和热稳定性。同时，还需要考虑高炉的操作和维护便利性，尽量 减少结构的复杂性，方便炉体的检修和维护工作。 三、考虑结构的强度和稳定性
在高炉炉壳结构设计中，结构的强度和稳定性是非常重要的。结构的强度要求能够承受高温和压力的作用，不产生变形或破坏。稳定性则要求结构在长期运行过程中不会发生塌陷或变形等问题。因此，在设计过程中，需要进行结构强度计算和稳定性分析，确定结构的承载能力和抗变形能力，并通过合理的增强措施来提高结构的强度和稳定性。 四、考虑隔热措施 高炉内部温度极高，需要在炉壳结构设计中考虑隔热措施。常见的隔热材料有耐火砖、陶瓷纤维、保温砂浆等。通过在炉壳内部设置隔热材料，可以有效降低炉壳表面温度，提高炉体的热效率，并保护炉壳结构不受高温影响。 五、合理布局和连接方式 在高炉炉壳结构设计中，合理的布局和连接方式对于整体结构的稳定性和安全性起着重要作用。需要将各个部分的结构设计合理连接，以确保炉壳整体的稳固性。同时，还要考虑布置高炉内部的冷却设备和烟道等组件，以保证高炉的正常运行。 综上所述，高炉炉壳结构设计方法包括选择合适的材料、优化设计方案、考虑结构的强度和稳定性、考虑隔热措施以及合理布局和连接方式等。通过科学的设计方法和合理的结构布局，可以提高高炉的运行效率和安全性，实现冶金生产的稳定运行。
2580m高炉毕业设计方案
2580m高炉毕业设计方案 摘要 本文针对炼钢高炉的设计及操作问题，提出了一种新型的高炉设计方案，该高炉的高度为2580m，可满足现代工业对于大产量、高效率的需求。该设计方案有利于提高钢铁行业的生产效率和降低成本，同时也具有一定的环保优势。本文就该高炉的整体结构、燃烧系统、废气处理等主要问题进行了详细的研究及探讨。 关键词：高炉、设计方案、燃烧系统、环保 概述 高炉是炼钢采用的主要设备之一，其主要作用是通过高温下的还原反应使矿石中的铁氧化物还原成金属铁，同时去除其中的杂质，从而获得较为纯净的钢铁。现代工业对于钢铁的产量和品质要求越来越高，因此需要一种新型的高炉设计，以满足这些要求。该设计方案将高炉的高度增加至2580m，以达到更高的生产效率和更低的成本。 一、高炉设计 该高炉的整体结构采用了较为先进的不锈钢材料，以保证高炉的稳定性和耐用性。高炉的总高度为2580m，直径为30m，容积为1.3万立方米。高炉底部为圆形的锅炉炉室，其上方为上部炉身，最后是顶部炉喉和罩壳。高炉的整体设计符合国际环保标准，能够有效地降低废气排放量。 二、燃烧系统 该高炉采用了较为先进的燃烧系统，其中主要包括喷嘴和燃料供应系统等部分。喷嘴采用了新型的旋转喷雾技术，以确保燃料的均匀分布；燃料供应系统采用了液态环保燃料，可有效地降低废气的排放量。该燃烧系统能够从根本上解决传统高炉设计中存在的燃烧不充分和排放量过大等问题。 三、废气处理 该高炉的废气处理系统采用了多级净化技术，可将排放的废气中的二氧化碳、硫化氢等有害物质有效地清除。此外，该系统还采用了高效的氮氧化物治理技术，以确保排放的废气不会对环境造成危害。该废气处理系统的设计既能够满足高炉燃烧排放的要求，又能够有效地保护环境。 结论 2580m高炉是一种新型的高炉设计方案，旨在提高钢铁行业的生产效率和降低成本，同时也具有一定的环保优势。该设计方案采用了先进的不锈钢材料、新型的
高炉设计的基础概念
高炉设计的基础概念(总13页) --本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-- --内页可以根据需求调整合适字体及大小--
文献综述 高炉炉型概述 高炉炉型的发展 高炉是一种竖炉型的冶炼炉，它由炉体内耐火材料砌成的工作空间、炉体设备、炉体冷却设备、炉体钢结构等组成。 高炉生产实践表明：合理的炉体结构，对高炉一代炉龄的高产、优质、低耗和长寿起到保证作用，由此可以看出高炉的炉型应该有炉型和炉龄两个方面阐述。 近代高炉，由于鼓风机能力进一步提高，原料燃料处理更加精细，高炉炉型向着“大型横向”发展。对于炉型而言，从20世纪60年代开始，高炉逐步大型化，大型高炉的容积由当时的1000～1500m3逐步发展到现在的4000～5500m3。随着炉容的扩大，炉型的变化出现以下特征：高炉的H /D即高径比缩 U 小，大型高炉的比值已降到，1000m3级高炉降到，300m3级高炉也降到左右。和大小同步的还有高炉矮胖炉型发展，矮胖高炉的特征是炉子下部容积扩大，在适当的配合条件下利于增加产量，提高利用系数.但如矮胖得过分，易导致上部煤气利用差，使燃料比升高.此外，从全国节能要求出发，在高炉建设和炼铁生产经营管理中，应既抓产量，又抓消耗、质量和寿命的优秀实例进行总结推广，提倡全面贯彻“高产、优质、低耗、长寿，”八字方针。与盛高炉型相比，矮胖炉型的主要优点是：与炉料性能相适应，料柱阻力减小；风口增多，利于接受风量;高护更易顺行稳定。这些优点，给高炉带来了多产生铁，改进生铁质量，降低燃料消耗和延长寿命的综合效果。通过研究发现,当今用于炼铁的高炉炉喉直径均偏小，其炉喉直径与炉缸直径的比值均小于。通过研究发现，炉喉直径偏小影响炉身的间接还原效率，致使高炉能耗较高，影响高炉经济效益，因此，为了提高高炉炉身的间接还原效率，改善高炉产生技术指标和进行节能减排，特别推出一种扩大炉喉直径的新炉型高炉。采用的技术方案是：它包含炉缸、炉腹、炉腰、炉身、炉喉五部分，其中炉缸在炉腹的下面，炉缸上面连接炉腹，炉腹上面连接炉腰，炉腰上面连接炉身，炉身上面连接炉喉；由上述5部分组成的高炉内型，5个部分的横截面均呈圆形，其中炉缸直径用d
年产350万吨炼钢生铁高炉车间毕业设计-word格式[管理资料]
前言 (1) 1设计条件 (2) (2) (3) 2高炉炉型设计 (5) 高炉炉型选择 (5) (5) : (7) 3炉衬选择 (8) 高炉炉基的形状及材质 (8) 高炉炉底和各段炉衬的选择、设计和砌筑 (11) 4冷却设备选择、风口及铁口设计 (13) (13) (14) 、水压的确定 (15) (16) 、出铁场及铁口 (16) (17) 结论 (19) 参考文献 (20) 致谢 (21)
我国修建现代化高炉始于1891年，解放前期，铁的年产量只有25万吨，。随着时代的变迁，新中国的炼铁工业从以中小高炉占绝对主导地位起步，到20世纪50年代末大办钢铁时大兴“平地吹”土法烧结和土高炉盛行，再到20世纪8O年代中期300 立方米、620立方米、1000立方米高炉通用设计，走过了一条随着时代的变迁的道路。 目前，我国正在生产的高炉有三千三百多座。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地概括为大型化，应该根据企业生产规模、资源条件来确定高炉炉容。从目前的我国实际状况看，高炉座数必须大大减少，平均炉容大型化是必然趋势。高炉大型化，有效容积从1000立方米以上乃至3000立方米以上超大型高炉。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．污染容易集中治理，有利于环保。所有这一切都有利于降低钢铁厂的生产成本，提高企业的市场竞争力。创造更大的经济效益及社会效益。 一座年产350万吨炼钢铁水的高炉是较能适应唐山地区的原燃料条件和唐钢的工艺以及环境条件，并且在节能环保方面较小高炉有很大的优势，同时初期投资相对较小，对于唐山地区的许多钢铁厂都具有比较好的借鉴作用。因此，本设计为2520立方米高炉设计，设计结果结合实际生产，力求对实际生产具有比较好的指导作用。
设计一座年产制钢生铁(L08)320万吨的高炉课程设计毕业设计 精品
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 ....................................................................................................................... - 3 - 1.矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1t生铁为单位）................................................... - 3 - 2.渣量和炉渣成分的计算 .................................................................................................... - 4 - 3.生铁成分校正： ................................................................................................................ - 5 -二物料平衡计算： ............................................................................................................. - 5 - 1.风量的计算 ........................................................................................................................ - 6 - 2.煤气量的计算： ................................................................................................................ - 6 - 3.编制物料平衡表 ................................................................................................................ - 8 - 三.热平衡的计算 .................................................................................................................. - 9 - 1.热收入： ........................................................................................................................... - 9 - 2.热支出的计算 ................................................................................................................. - 10 - 3.热平衡表 .......................................................................................................................... - 13 -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) ................................................................................................ - 16 -
高炉设计.doc
1 绪论 1.1概述 高炉炼铁是获得锰铁的主要手段，它以铁矿石（天然富矿，烧结矿，球团矿）为原料，焦炭，煤粉，重油，天然气等为焦炭和还原剂，以石灰石等为熔剂，在高炉内通过焦炭燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程，获得锰铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤气。为了实现优质，低耗，高产和延长炉龄，高炉本体结构及辅助系统必须满足冶炼过程的要求，即耐高温，耐高压，耐腐蚀密封性好，工作可靠，寿命长，而且有足够的生产能力。 1.2高炉炉体结构技术的进步 高炉炉体结构中，两方面的进步是显著的。一是软水或纯水闭路循环冷却得到了大面积的推广，其避免结垢、节水降耗的效果十分明显。同时，我国的铜冷却避及传统的球磨铸铁冷却壁都具有世界先进水平。二是国内的耐火材料技术已经达到或接近世界先进水平，这包括热风炉使用的硅砖和高炉炉缸使用的刚玉莫来石砖、复合棕榈刚玉砖、微孔刚玉砖以及炉身使用的SiC砖、铝碳砖等。 1.3 高炉生产主要经济技术指标 高炉生产效果以其技术经济指标衡量，主要技术经济指标如下： （1）高炉有效容积利用系数（η）：高炉有效容积利用系数即昼夜锰铁的产量P（t）与高炉有效容积V之比。η是高炉冶炼的一个重要指标，η越大，其高炉生产效率就越高。本设计η=0.85。 （2）焦比（K）：焦比即每昼夜焦炭消耗量Q k与每昼夜锰铁产量P（t），喷吹焦炭可以有效降低焦比，从而降低成本。 （3）煤比（Y），油比（M），燃气比（G）：指每吨锰铁消耗的煤粉或重油或燃气量。从风口向炉内喷吹煤粉，重油或天然气，焦炉煤气等焦炭，可降低焦炭的消耗量。 （4）冶炼强度（I）:高炉冶炼强度是每昼夜1m³有效容积燃烧的焦炭量。夜凉强度表示高炉的指标，它与鼓入高炉的冷风成正比，在焦比一定的情况下，冶炼强度越高，高炉产量越大，本设计的冶炼强度为I=1.19t/m³d。 （5）休风率：指休风时间占日历时间的百分比。 （6）锰铁合格率：高炉生产的划线成分符合国家规定的合格锰铁占锰铁量的百分比为锰铁合格率。 （7）高炉一代寿命：指高炉从点火开炉到停炉大修之间的时间或相邻两次大修之间的时间称为一代寿命。 1.4锰铁基础知识（牌号化学成分、检验标准等）