年产量480万吨炼钢生铁和70万吨铸造生铁的高炉炼铁车间设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产量480万吨炼钢生铁和70万吨铸造生铁的高炉炼铁车间设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

.............................................................. 61 高炉炉顶余压发电 ........................................................................................ 61 热风炉烟道废气余热回收 ............................................................................ 61 参考文献 ...................................................................................................................... 62 专题研究 ...................................................................................................................... 63 外文翻译 ...................................................................................................................... 77 附录 .............................................................................................................................. 91 致谢 ................................................................................................错误 !未定义书签。 辽宁科技学院本科生毕业设计 (论文 ) 第 1 页 绪论 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。 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。 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。 辽宁科技学院本科生毕业设计 (论文 ) 第 2 页 1 高炉冶炼综合计算 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，得到也了主要产品（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 %。 配料计算 原燃料条件 原料成分（原始成分为烧结矿、球团矿、天然 矿 、石灰石 以及炉尘，表中只显示计算后的综合矿）见表 ； 燃料成分，见表 、表 ； 确定冶炼条件；预定生铁成分（ %），见表。 辽宁科技学院本科生毕业设计 (论文 ) 第 3 页 表 成分（ %） 原料 TFe Mn P S FeO CaO MgO SiO2 综合矿 炉尘 石灰石 原料 Al2O3 MnO P2O5 FeS Fe2O3 烧损 Σ H2O CO2 综合矿 炉尘 C= 石灰石 注：综合矿 =70%烧结矿 +20%球团矿 +10%天然矿。 表 焦炭成分（ %） 表 喷吹燃料成分（ %） 品种 C H O H2O N S 灰分 Σ SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 煤粉 100 表 生铁成分（ %） Fe Si Mn P S C 固定炭 灰分（ ） 有机物（ ） 挥发份（ ） Σ 水 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO H2 N2 S CO2 H2 CO CH4 N2 100 辽宁科技学院本科生毕业设计 (论文 ) 第 4 页 其中 Si、 S 由生铁质量要求定分别为 、 ； Mn、 P 由原料条件定为 、。 C＝ － － － ＋ 某元素在生铁、炉渣、炉气中的分配率（ %），见表。 表 元素分配率 Fe Mn S P 生铁 炉渣 炉气 0 50 50 0 — — 5 100 0 0 燃料消耗量（ kg/t 生铁） 焦炭 （干） 310 焦炭（湿） 317 煤粉 145 置换比 鼓风湿度 12g/m3 相对湿度 Φ＝ 12/1000＝ % 风温 1150℃ 炉尘量 20 kg/t 生铁 入炉熟炉料温度 80℃ 炉顶煤气温度 200℃ 焦炭冶炼强度 (dm3) 综合冶炼强度 (dm3) 利用系数 2t/(dm3) 计算矿石需要量 G 矿 燃料带入的铁量 GFe燃 首先计算 20 kg 炉尘中的焦粉量： G 焦粉 ＝ G 尘 C%尘 /C%焦 ＝ 20＝ 高炉内衬参加反应的焦炭量为： G 焦 ＝ 310－ ＝ 辽宁科技学院本科生毕业设计 (论文 ) 第 5 页 故 GFe 燃 ＝ G 焦 %焦 FeO%56/72＋ G 煤 FeO%煤 56/72 ＝ %56/72＋ 145%56/72 ＝ 进入炉渣中的铁量： GFe 渣 ＝ 1000 Fe%生铁 %/%＝ 1000%%/%＝ 式中 %、 %分别为铁在炉渣和生铁中的分配率 需要由铁矿石带入的铁量为： GFe 矿 ＝ 1000 Fe%生铁 ＋ GFe 渣 － GFe 燃 ＝ ＋ － ＝ 冶炼 1吨生铁的铁矿石需要量。 G 矿 ＝ GFe 矿 / Fe%矿 ＝ ＝ 考虑到炉尘吹出量，入炉铁矿石量为： G`矿 ＝ G 矿 ＋ G 尘 － G 焦粉 ＝ ＋ 20－ ＝ 计算熔剂需要量 G 熔 设定炉渣碱度 R＝ CaO/SiO2＝ 制钢生铁： R＝ ~；铸造生铁： R＝ ~ 石灰石的有效熔剂性 CaO%有效 ＝ CaO%熔剂 － RSiO2%熔剂 ＝ － %＝ % 原料、燃料带有的 CaO 量 GCaO. 铁矿石带入的 CaO 量为： GCaO 矿 ＝ G 矿 CaO%矿 ＝ %＝ 焦炭带入的 CaO 量为： GCaO 焦 ＝ G 焦 CaO%焦 ＝ %＝ 煤粉带入的 CaO 量为： GCaO 煤 ＝ G 煤 CaO%煤 ＝ 145%＝ 故 GCaO＝ GCaO 矿 ＋ GCaO 焦 ＋ GCaO 煤 ＝ ＋ ＋ ＝ 原料、燃料带入的 SiO2 量 铁矿石带入的 SiO2 量为： 矿 ＝ G 矿 SiO2%矿 ＝ %＝ 辽宁科技学院本科生毕业设计 (论文 ) 第 6 页 焦炭带入的 SiO2 量为： 焦 ＝ G 焦 SiO2%焦 ＝ %＝ 煤粉带入的 SiO2 量为： 煤 ＝ G 煤 SiO2%煤 ＝ 145%＝ 硅素还原消耗的 SiO2 量为： 还 ＝ 1000Si%生铁 60/28＝ 1000%60/28＝ 故 ＝ 矿 ＋ 焦 ＋ 煤 － 还 ＝ ＋ ＋ － ＝ 熔剂（石灰石）需要量为： G 熔 ＝ （ R GCaO） /CaO 有效 ＝（ － ） /%＝ 炉渣成分的计算 原料、燃料及熔剂的成分见表。 表 每吨生铁带入的有关物质的量 炉渣中 CaO 的量 GCaO 渣。 由表 ： GCaO 渣 ＝ kg 原燃料 数量 kg CaO MgO SiO2 Al2O3 MnO S % kg % kg % kg % kg % kg % kg 综合矿。