高炉炼铁设计概述
第三章高炉炼铁详解
高炉结构
高炉是由耐火材料砌筑而成 竖式圆筒形炉体，外有钢板 制成炉壳加固密封，内嵌冷 却器保护，炉子自上而下依 次分为炉喉、炉身、炉腰、 炉腹和炉缸五部分。炉缸部 分设有风口、铁口和渣口， 炉喉以上为装料装置和煤气 封盖及导出管。
小料钟是控制原料进入料罐的，大料钟是控制原料进入炉
高炉 炉内 炉料 状况 及反
企业 名称
宝钢 武钢 鞍钢 邯钢 太钢 莱钢 鄂钢 杭钢 三明
炉 炉容 系数 焦比 煤比 风温 渣铁比 入炉品 号 m3 t/m3d Kg/t kg/t ℃ kg/t 位% 3 4350 2.344 276 200 1274 258 60.09 5 3200 2.208 377 138 1104 268 60.00 3 2580 2.140 357 160 1113 294 59.73 7 2000 2.188 326 125 1099 325 59.98 3 1200 2.159 375 110 1066 278 60.52 4 750 3.030 391 100 1115 327 59.32 8 620 2.640 401 101 1093 310 59.68 4 450 3.970 411 127 1066 260 60.52 3 380 3.98 404 107 1126 305 59.90
（1）形状：
随着原料与操作条件的变化，其纵剖面可形成倒V形、 W形或V形等分布,见下图。
（2）软熔带对高炉冶炼的影响： • 软熔带对高炉中下部起着煤气再分布的作用； • 影响矿石的间接还原、煤气利用以及对炉衬的维护等。
目前倒V形软熔带被公认是最佳软熔带。
3、滴落带
（1400℃以上）含铁炉料虽已熔化，但焦炭尚未 燃烧，因而该区料柱是由焦炭构成的塔状结构；
高炉炼铁技术简介
烧结 工艺 流程
精矿、粉矿 （0~10mm）
石灰石、白云石 （80~0mm）
碎焦、无烟煤 （25~0mm）
破碎
>3mm
• 炉渣中氧化物的种类：碱性氧化物、酸性氧化物 和中性氧化物。以碱性氧化物为主的炉渣称碱性 炉渣；以酸性氧化物为主的炉渣称酸性炉渣。
• 炉渣的碱度(R)：炉渣中碱性氧化物和酸性氧化 物的质量百分数之比表示炉渣碱度：
• 高炉炉渣碱度一般表示式：R=w(CaO)／w (SiO2)
• 炉渣的碱度根据高炉原料和冶炼产品的不同，一 般在1.0～1.25之间。
消耗的（干）焦炭量（焦比一定的情况 下）
高炉每天消耗的焦炭量 I=
高炉的有效容积
• 生铁合格率：生铁化学成分符合国家标准的总量 占生铁总量的指标。
• 休风率：高炉休风时间（不包括计划大、中、小 修）占日历工作时间的百分数。
规定的日历作业时间=日历时间-计划大中修及
封炉时间
休风率=
高炉休风时间 规定的日历作业时间 ×100%
高炉炉渣与脱硫
• 高炉炉渣是铁矿石中的脉石和焦炭(燃料)中 的灰分等与熔剂相互作用生成低熔点的化 合物，形成非金属的液相。
– 高炉炉渣的成分 – 高炉炉渣作用 – 成渣过程 – 生铁去硫
• 高炉炉渣的来源：矿石中的脉石、焦炭(燃料)中 的灰分、熔剂中的氧化物、被侵蚀的炉衬等。
• 高炉炉渣的成分：氧化物为主，且含量最多的是 SiO2、CaO、Al2O3、MgO。
② 物理性能 包括机械强度和粒度组成等。高炉要求烧结矿机械 强度高，粉末少，粒度均匀。 烧结矿粒度小于5mm的称之为粉末。粉末含量对高 炉料柱透气性影响很大。粉末含量高，高炉透气性差， 导致炉况不顺，可能引起崩料或悬料。 反应机械强度的指标为：转鼓指数、抗磨指数、筛 分指数。 目前武钢烧结矿的转鼓强度大约在79%～80%左右。
炼铁设计原理
D
h3 一般取值1～3m
D/d
小型高炉
1.25～1.5
h0 h1
hz
3.1.2.5 炉腰
承 上 启 下
h2
Hu
3.1.2.6 炉喉
作用：承接炉料，稳定料面，保证炉料合理分布
d1/D取值在0.64～0.73之间。
3.1.2.7 死铁层厚度
定义：铁口中心线到炉底砌砖表面之间的距离
作用：隔绝铁水和煤气对炉底的侵蚀，其热容量可使炉底温度均匀稳定，
具有 时间性和相对性
1. 比较法 产量确定炉容 寻找条件相似 确定几个主要设计参数
合理的炉型
比较、修订计算
容积计算
2. 计算法
经验数据的统计法 分析和统计 关系式 计算校核 修定
设计炉型
h0 0.0937 Vu d 2
（3－15）
大型高炉：
H u 6.44Vu
0.2
d 0.32Vu
0.3942
0.719Vu
0.2152
0.517Vu
0.7848
0.841
)
h3 0.3586Vu
0.7848
6.3278Vu
0.7701
h4 (6.3008Vu 47.7323 ) (Vu
d1 0.4317Vu
0.3771
0.7833Vu
0.2446
0.5769Vu
（6）生铁成本 （7）休风率
（8）高炉一代寿命
1.3 高炉炼铁设计的基本原则
一. 高炉炼铁设计应遵循的基本原则
1）合法性。
2）客观性。 3）先进性。
4）经济性。
5）综合性。 6）发展远景。 7）安全和环保。 8）标准化。
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。
第一章 06.2.7高炉炼铁概述##定
第一章高炉炼铁概述一、高炉炼铁生产工艺流程与特点自高炉炼铁技术发明以来，就淘汰了原始古老的炼铁方法（例如地坑法），炼铁生产获得巨大发展，炼铁技术不断进步。
至今，世界上绝大多数炼铁厂一直沿用高炉冶炼工艺，虽然现代技术研究了直接炼铁、熔融还原等冶炼新工艺，但还不能取代它。
（一）高炉炼铁生产工艺流程高炉冶炼生铁的本质就是从铁矿石中将铁还原出来并熔化成铁水流出炉外。
还原铁矿石需要的还原剂和热量由燃料燃烧产生。
炼铁的主要燃料是焦炭，为了节省焦炭而使用了喷吹煤粉、天然气等辅助燃料。
为了使高炉生产获得较好的生产效果，现代高炉几乎全部采用了人造富矿(烧结矿、球团矿)作为含铁原料，因炉料的特性不同，有的高炉在冶炼时还需加入适量的熔剂(石灰石、白云石等)。
现代高炉炼铁生产工艺流程如图1－1所示。
图1-1高炉炼铁生产工艺流程1-贮矿槽；2-焦仓；3-料车；4-斜桥；5-高炉本体；6-铁水罐；7-渣罐；8-放散阀；9-切断阀；10-除尘器；11-洗涤塔；12-文氏管；13-脱水器；14-净煤气总管；15-热风炉（三座）；16-炉基基墩；17-炉基基座；18-烟囱；19-蒸汽透平；20-鼓风机；21-煤粉收集罐；22-储煤罐；23-喷吹罐；24-储油罐；25-过滤器；26-加油泵高炉生产工艺流程包括以下几个系统：1．高炉本体高炉本体是炼铁生产的核心部分，它是一个近似于竖直的圆筒形的设备，如图1-2所示。
它包括高炉的基础、炉壳（钢板焊接而成）、炉衬（耐火砖砌筑而成）、炉型（内型）、冷却设备、立柱和炉体框架等组成。
高炉的内部空间叫炉型，从上到下分为五段：即炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。
整个冶炼过程是在高炉内完成的。
图1-2高炉内型图2.上料设备系统它包括储矿场、储矿槽、槽下漏斗、曹下筛分、称量和运料设备，皮带运输或料车斜桥向炉顶供料设备。
其任务是将高炉所需原燃料，按比例通过上料设备运送到炉顶的受料漏斗中。
3.装料设备系统装料设备系统一般分为钟式、钟阀式、无钟式三类，我国多数高炉采用钟式装料设备系统，技术先进的高炉多采用无钟式装料设备系统。
炼铁专家解读高炉原理与设计炉内气体流动对冶炼过程的影响
炼铁专家解读高炉原理与设计炉内气体流动对冶炼过程的影响高炉是炼铁过程中至关重要的设备之一，其原理和设计对于冶炼过程的效率和质量起着重要的影响。
本文旨在通过解读高炉原理与设计以及分析炉内气体流动对冶炼过程的影响来帮助读者更好地理解和掌握高炉冶炼技术。
一、高炉原理与设计高炉是将铁矿石还原为铁的设备，其工作原理主要涉及到还原、分解、熔化等过程。
高炉内的矿石经过还原剂（主要是焦炭）供给的热量和碳与氧的反应，发生还原反应生成铁、一氧化碳和二氧化碳。
其中，二氧化碳在上升过程中进一步还原为一氧化碳，在与铁矿石反应生成铁时释放出大量的热量，在高炉内维持熔融状态。
高炉的设计通常包括炉身、鼓风系统、料槽、渣槽等组成部分。
炉身是高炉的主体部分，一般为圆筒形，由耐火材料砌筑而成，能够承受高温和高压的作用。
鼓风系统是用来供给高温、富氧空气的装置，通过鼓风机将空气送入炉身底部，以维持高炉内的燃烧和熔融状态。
料槽是储存铁矿石和还原剂的地方，而渣槽用于储存熔化后的残渣和熔渣。
二、炉内气体流动对冶炼过程的影响炉内气体流动是高炉冶炼过程中不可忽视的因素之一，它直接影响着冶炼过程的效果和反应速率。
炉内气体的流动主要包括上升气流和下降气流两种情况，不同的气体流动状态对冶炼过程有着不同的影响。
1. 上升气流上升气流主要由鼓风系统供应的空气在炉底喷吹形成，它在高炉内上升，与炉料和煤粉发生反应，提供热量和氧气，维持炉内的燃烧和熔融状态。
上升气流对冶炼过程有以下的影响：（1）燃烧反应：上升气流中的氧气与煤粉反应生成一氧化碳和二氧化碳，其中一氧化碳还可继续反应生成更多的二氧化碳，提供燃烧所需的热量。
（2）物料炉外损失：由于上升气流的存在，部分颗粒物料可能被带出高炉，导致冶炼过程中的矿石和还原剂的丢失。
（3）温度分布：上升气流的温度较高，会对高炉内的温度分布产生影响，进而影响炉渣的形成和铁的冷凝。
2. 下降气流下降气流主要是指在炉料中下降的气体流动，它主要包括高温还原气和顶空气流两种。
高炉炼铁初步设计
高炉炼铁初步设计一、引言高炉炼铁是钢铁工业中重要的冶炼过程之一。
它通过将铁矿石与焦炭在高温下反应，使铁矿石中的氧化铁还原为金属铁，同时还通过还原气体将不需要的杂质从矿石中去除。
本文将对高炉炼铁的初步设计进行全面、详细、完整且深入地探讨，并提供相应的步骤和工艺参数。
二、初步设计步骤2.1 确定生产规模高炉炼铁的初步设计首先需要确定生产规模。
生产规模的大小将直接影响高炉的尺寸、产能以及相应的设备和工艺参数。
确定生产规模时需要考虑市场需求、原料供应情况以及可行性等因素。
2.2 确定高炉参数根据生产规模确定高炉参数，包括高炉容积、内径、高度等。
高炉的容积直接影响产能，内径和高度的大小将影响高炉的温度分布、炉渣流动等。
2.3 确定燃料选择燃料在高炉炼铁中起到关键作用，燃料的选择将影响高炉的燃烧状况、热量利用率以及排放情况。
常用的燃料包括焦炭、煤粉等，根据实际情况选择合适的燃料。
2.4 确定原料配比高炉的原料主要包括铁矿石、焦炭和燃料等。
确定原料配比是高炉炼铁的重要步骤，合理的原料配比能够保证炼铁反应的顺利进行，提高炉温和产量。
三、高炉热工特性3.1 热平衡高炉的热平衡是指高炉内各部分的热量输入和输出保持平衡。
在高炉炼铁过程中，热平衡的达成对于保障高炉的正常运行至关重要。
3.2 炉渣特性高炉炼铁的炉渣是由矿石中的杂质与燃料灰分等生成的。
炉渣的特性将直接影响高炉的工艺参数和操作条件。
3.3 煤气重利用高炉炼铁过程中会产生大量的煤气，煤气的利用对于降低能源消耗、减少环境污染具有重要意义。
通过合理设计和利用煤气可以实现高炉自供能。
3.4 热交换效率高炉内部有大量的热交换过程，包括煤气和炉渣的热交换、风口和炽热物料的热交换等。
提高热交换效率可以提高高炉的燃烧效率和能源利用效率。
四、高炉炼铁工艺参数4.1 煤气成分高炉炼铁中的煤气主要由CO、CO2、N2等组成，不同的炼铁过程中煤气成分可能存在差异。
煤气成分的分析可以为高炉操作和能源利用提供指导。
3000立方米炼铁高炉设计
3000立方米炼铁高炉设计炼铁高炉简介炼铁高炉是一种用于将铁矿石转化为生铁的设备。
它是冶金领域中最为重要的设施之一。
高炉利用高温反应，将铁矿石内的氧化铁还原为金属铁，并同时将一部分杂质排出，从而得到高纯度的生铁。
基本原理炼铁高炉的基本原理是利用燃料和高温下的炉料还原反应来将铁矿石转化为铁。
矿石在高炉内逐渐下降，而燃料从顶部供给，经过燃烧产生的高温和还原性气体使矿石中的氧化铁还原为金属铁，并与一部分杂质形成渣滓排出。
功能炼铁高炉的主要功能是生产高纯度的生铁以及副产品，如炉渣和煤气。
生铁是铁合金的一种，可以用于制造各种钢铁产品。
炉渣是矿石中的杂质经过还原反应排出后形成的固体物质。
煤气是在高炉过程中产生的燃烧气体，可以用来发电或作为燃料。
参考文献炼铁高炉](https:___炼铁高炉)高炉基本原理](/item/高炉基本原理/xxxxxxx)高炉尺寸与结构：考虑高炉容量为3000立方米，确定高炉内直径和有效高度。
确定高炉冷却壁面的结构和材料，确保高炉能承受高温和高压的环境。
冶炼过程与工艺：设计高炉的冶炼过程，包括料层结构、燃烧过程、矿石还原和熔化等。
确定高炉内煤气分布、温度分布等重要参数。
热工与能量平衡：进行高炉的热工计算，包括燃料燃烧产生的热量、矿石还原吸收的热量等。
确保炉内能量平衡，合理利用热能。
高炉操作与控制：设计高炉的操作系统和自动控制系统。
考虑高炉内参数监测、温度控制、煤气处理等。
环保与排放控制：设计高炉的烟气处理系统，控制烟气中的污染物排放。
考虑高炉的废渣处理和排放标准，确保环保要求。
安全与可靠性：设计高炉的安全措施和紧急停炉系统，确保操作人员和设备的安全。
提高高炉的可靠性，减少事故风险。
请注意，以上仅列出了设计3000立方米炼铁高炉时需要考虑的要点，详细设计和计算需要进一步深入。
3000立方米炼铁高炉设计请注意，以上仅列出了设计3000立方米炼铁高炉时需要考虑的要点，详细设计和计算需要进一步深入。
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2.1.3高炉座数的确定 高炉炼铁车间的总容积确定之后就可以
确定高炉座数和一座高炉的容积。设计 时，一个车间的高炉容积最好相同。这 样有利于生产管理和设备管理。 高炉座数要从两方面考虑： 1）从投资、生产效率、管理等方面考虑， 数目越少越好。 2）从铁水供应、高炉煤气供应的角度考 虑，则希望数目多些。
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2.1.2 高炉炼铁车间总容积的确定 1）高炉炼铁车间日产量：
高炉炼铁车间生铁年产量除以工作日 高炉年工作日一般取日历时间的95% 2）高炉炼铁车间总容积： 高炉炼铁车间日产量除以高炉有效容积 利用系数。 3）高炉有效容积利用系数一般直接选定。 大高炉选低值，小高炉选高值
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2.2.2高炉炼铁车间平面布置形式 1）一列式布置： 特点：高炉与热风炉在同一列线，出铁
厂也布置在高炉列线上成为一列，并且 与车间铁路平行。
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2）并列式布置： 特点：高炉与热风炉分设于两条列线上，
出铁场布置在高炉列线，车间铁路线与 高炉列线平行。
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4）炉缸高度：
炉缸高度的确定，包括渣口高度、风口高度以及 风口安装尺寸的确定.
渣口高度：此高度取决于原料条件，大、中型高炉渣 口高度多为1.5~1.7m。小型高炉一个渣口，大中型 设有两个渣口，两个渣口高度差为100~200mm，也可 在同一水平面上。大于2000m3的高炉一般设置多个 铁口，而不设渣口。
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2.2 高炉炼铁车间平面布置
2.2.1 高炉炼铁车间平面布置应遵循的 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，并合理地共用一 些设备与建筑物，以求少占土地和缩短 运输线、管网线的距离。
2）有足够的运输能力，保证原料及时入 厂和产品技术运出。
3）车间内部铁路、道路布置要畅通 4）要考虑扩建的可能性
3 高炉本体设计 高炉本体包括高炉基础、钢结构、炉衬、
冷却壁以及高炉炉型设计等。 近代高炉炉型向着大型横向发展，目前，
世界高炉有效容积最大的是5580m3， 高径比2.0左右。 高炉本体结构设计的先进性、合理性是 实现优质、低耗、高产、长寿的先决条 件。
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3.1 高炉炉型 高炉冶炼的实质是上升的煤气流和下降
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1.3 高炉炼铁设计的基本原则
Байду номын сангаас.3.1 高炉炼铁设计应遵循的基本原则 1）合法性 2）客观性 3）先进性 4）经济性 5）综合性 6）发展远景 7）安全和环保 8）标准化 9）美学原则
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1.3.2 钢铁厂的组成 一般大型企业都建成钢铁联合企业，
提出项目建议书及设计任务书 进行项目可行性研究 审批初步设计 进行初步设计 审批可行性研究报告 进行施工图设计 施工建设 竣工验收 交付使用
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1.5 高炉炼铁厂的厂址选择
厂址选择应考虑以下因素： 1）要考虑工业布局，有利于经济协作； 2）合理利用地形设计工艺流程，简化工艺，
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3）炉缸直径：
过大将导致炉腹角过大，边缘气流过分发展，中 心气流不活跃而引起炉缸堆积，加速对炉衬的侵蚀； 过小则限制焦炭的燃烧，影响产量。
/4*d2*i燃*24=IVu
d=0.23(Ivu/ i燃)1/2
炉型
Vu/A
不同炉容的Vu/A
大型
中型
22~28 15~22
小型
10~13
hz=h铁*(b/c)
p= h铁A铁N
hz =4 b p/ N C铁d2
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风口高度：渣口高度与风口高度之比，一般取0.5~0.6， 所以，一般根据渣口高度计算风口高度。 hf=hz/k k取0.5~0.6
的炉料之间进行传热传质的过程，因此 必须提供燃料燃烧的空间，提供高温煤 气流与炉料进行传热传质的空间。 3.1.1炉型的发展过程 1）无型阶段 2）大腰阶段 3）近代高炉
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3.1.2五段式高炉炉型 1）有效容积
2）有效高度
巨型高炉 约2.0
有效高度与炉腰直径的比值 大型高炉 中型高炉 小型高炉 2.5~3.1 2.9~3.5 3.7~4.5
1.1 高炉炼铁生产工艺流程
高炉炼铁生产工艺流程：
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附属高炉本体的五大系统
1
供料系统
2
送风系统
3
煤气除尘系统
4
渣铁处理系统
5
喷吹燃料系统
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1.2 高炉生产主要技术经济指标
（1）高炉有效容积利用系数 （2）焦比 （3）煤比 （4）冶炼强度 （5）生铁合格率 （6）生铁成本 （7）休风率 （8）高炉一代寿命
2 高炉炼铁车间设计
2.1高炉座数及容积的确定 2.1.1 生铁产量的确定 设计任务书规定的生铁年产量是确定高 炉车间年产量的依据。 如果任务书给出多种品种生铁的年产量 如制钢铁与铸造生铁，则应换算成同一 品种的生铁。一般是将铸造生铁乘以换 算系数，求出总产量。折算系数与铸造 生铁的硅含量有关。
它与不完整的冶金工厂和加工厂，具有 以下优点： 1）运输费用低廉； 2）在生产中可以采用热装； 3）能充分利用本企业的副产品； 4）设有发电站，水站等，可以充分保证 企业生产的正常进行。
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1.4 高炉炼铁设计程序和内容 高炉炼铁设计的基本程序是有强约束作
用的法定程序。一般要经过以下几个阶 段：
3）岛式布置 特点：每座高炉和它的热风炉、出铁场、
铁水罐车停放线等组成一个独立的体系， 并且铁水罐车停放线与车间两侧的调度 线成一定的交角。
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4）半岛式布置。 特点：半岛式布置是岛式布置和并列式
布置的过渡，高炉和热风炉列线与车间 调度线间的交角增大，距高炉距离近。
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减少运输量，节省投资； 3）尽可能接近原料产地及消费地点，以减小
原料及产品的运输费用 4）地址条件要好，地层下不能有有开采价值
的矿物，也不能是已开采区； 5）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； 6）尽量少占良田； 7）厂址要位于居民区主导风向的下风或侧风
向
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