年產(chǎn)鐵180萬噸高爐車間工藝優(yōu)化設(shè)計大學(xué)課程答辯

1、年產(chǎn)鐵180萬噸的高爐車間工藝優(yōu)化設(shè)計,,本設(shè)計目的,1.掌握文獻的查閱方法及技巧，了解高爐生產(chǎn)的現(xiàn)狀，完成文獻綜述。 2.熟練物料衡算和熱衡算過程計算。 3.正確選擇主體設(shè)備和輔助設(shè)備,目錄,1. 文獻綜述2. 配料計算3. 物料平衡和熱平衡4. 高爐內(nèi)型設(shè)計5. 主體設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇6. 結(jié)論,1. 文獻綜述,高爐冶煉是獲得生鐵的主要手段，它以鐵礦石（天然富礦，燒結(jié)礦，球團礦）為原料，焦碳，煤粉，

2、重油，天然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為溶劑，在高爐內(nèi)通過燃料燃燒，氧化物中鐵元素的還原以及非氧化物造渣等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)過程，獲得生鐵。其主要副產(chǎn)品有高爐爐渣和高爐煤氣。為了實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)，低耗，高產(chǎn)和延長爐齡，高爐本體結(jié)構(gòu)及輔助系統(tǒng)必須滿足冶煉過程的要求，即耐高溫，耐高壓，耐磨，耐侵蝕密封性好，工作可靠，壽命長，而且具有足夠的生產(chǎn)能力。,,1.1概述,1.2高爐冶煉現(xiàn)狀及其發(fā)展,,1.爐容大型化 2.精料3.提高休風(fēng)溫度

3、4.高壓操作5 富氧大噴吹6.電子計算機的采用,1.文獻綜述,2.高爐配料計算,2.1配料計算目的 配料計算的目的，在于根據(jù)已知的原料條件和冶煉要求來決定礦石和熔劑的用量，以配制合適的爐渣成分和獲得合格的生鐵。,2.2確定冶煉條件,原燃料成分分析，入爐礦石成分見表,2.高爐配料計算,焦炭成分分析見表,2.高爐配料計算,噴吹物成分見表,確定焦比與煤比根據(jù)目前國內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)驗，選擇焦比為360 Kg/t，煤比為150

4、Kg/t。元素分配率,2.高爐配料計算,2.3計算過程2.3.1計算方法為精確配料，現(xiàn)根據(jù)設(shè)計的生產(chǎn)要求，先假定生鐵成分，然后用理論方法進行配料比計算，然后以配出的礦石為基礎(chǔ)對礦石用量、生鐵中鐵量、渣量及爐渣進行計算，最后爐渣性能、生鐵成分進行校核。 2.3.2確定生鐵成分根據(jù)設(shè)計的生產(chǎn)要求假定的生鐵成分，規(guī)定Si=0.35，S=0.03，Mn=

5、0.08，P=0.09，R=1.10，由公式[C]=4.3-0.27[Si]-0.32[P]+0.03[Mn],可得C=4.18，F(xiàn)e=95.27。,2.高爐配料計算,2.3.4計算冶煉每噸生鐵爐料的實際用量冶煉每噸生鐵爐料的實際用量計算見表,2.3.5終渣成分及渣量計算,2.高爐配料計算,2.3.6生鐵成分校核,3.物料平衡和熱平衡,3.1高爐物料平衡計算的意義 通過高爐配料計算確定單位生鐵所需要的礦石、焦炭、石灰石和噴吹物

6、等數(shù)量，這是制定高爐操作制度和生產(chǎn)經(jīng)營所不可缺少的參數(shù)。而在此基礎(chǔ)上進行的高爐物料平衡計算，則要確定單位生鐵的全部物質(zhì)收入與支出，即計算單位生鐵鼓風(fēng)數(shù)量與全部產(chǎn)品的數(shù)量，使物質(zhì)收入與支出平衡。這種計算為工廠的總體設(shè)計、設(shè)備容量與運輸力的確定及制定生產(chǎn)管理與經(jīng)營制度提供科學(xué)依據(jù)，是高與各種附屬設(shè)備的設(shè)計及高。,3.物料平衡和熱平衡,3.2 高爐物料平衡計算的內(nèi)容 物料平衡是建立在物質(zhì)不滅定律的基礎(chǔ)上，以配料計算為依據(jù)編算的。計算內(nèi)

7、容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。物料平衡有助于檢驗設(shè)計的合理性，深入了解冶煉過程的物理化學(xué)反應(yīng)，檢查配料計算的正確性。校驗高爐冷風(fēng)流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場爐料稱量的準確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎(chǔ)。(1) 原料全分析并校正為100%；(2) 生鐵全分析；(3) 各種原料消耗量；(4) 鼓風(fēng)濕度，f=1.5%；,3.物料平衡和熱平衡,(5) 本次計算選擇直接還原度rd=0.45；(6) 假定焦炭和噴

8、吹物含C總量的1.0%與H2 反應(yīng)生成CH4。上述(1)，(2)，(3)原條件已經(jīng)由配料計算給出，本例僅假定其余各項未知條件，分別為鼓風(fēng)濕度f=1.5%（12g/m3 ），富氧率2.5%，氧氣濃度98%。,由計算結(jié)果，列出煤氣組成表,3.物料平衡和熱平衡,編制物料平衡表,3.3熱平衡計算方法,熱平衡計算的理論依據(jù)是能量守恒定律，即單位生鐵投入的能量總和應(yīng)等于其中鐵各項熱消耗總和。,3.物料平衡和熱平衡,根據(jù)熱收入與熱支出數(shù)值列表,3

9、.物料平衡和熱平衡,4.3.3 熱平衡指標計算碳素?zé)崮芾孟禂?shù)Kc,=,熱量有效利用系數(shù)K Kt =（高爐總熱量收入-煤氣帶走熱-外部熱損失）%=（100-4.69-5.46）%=89.85%從上述指標可以看出，Kc值一般在50%～60%之間，個別可高達65%。本例Kc=58.02%說明碳素?zé)崮芾帽容^好。Kt值一般為80%～90%，本例的利用系數(shù)比較高。,4.高爐內(nèi)型設(shè)計,設(shè)計要求高爐工作日350d/a4.1日產(chǎn)量：,利用系

10、數(shù)為2.5,4.2高爐容積：,,,高爐容積：,,高爐各部分尺寸見下表,,,4.高爐內(nèi)型設(shè)計,5.主體設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇,,并罐式無料鐘爐頂主要由受料漏斗、稱量料罐、中心喉管、氣密箱、旋轉(zhuǎn)布料溜槽、密封閥、卸料閥等組成。,5.1 爐頂裝料設(shè)備,本設(shè)計中采用改進型內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。內(nèi)燃式熱風(fēng)爐由爐襯、燃燒室、蓄熱室、爐殼、爐箅子、支柱、管道及閥門等組成。,5.2 高爐熱風(fēng)爐設(shè)計,5.3 煤粉噴吹系統(tǒng),本設(shè)計采用單管路噴吹,單管路噴吹是從噴吹

11、罐中只引出一條噴吹管路，必須與分配器配合使用。其優(yōu)點是：工藝簡單，設(shè)備少，投資低，噴吹管粗，安裝煤粉過濾篩和自動切。,5.主體設(shè)備和輔助設(shè)備的選擇,5.4 爐頂余壓發(fā)電,本設(shè)計采用高爐TRT技術(shù)。由于高爐煤氣量很大，因此余壓具有的作功能力是相當可觀的。在蘇聯(lián)和日本的大型高爐上，絕大多數(shù)均安裝余壓回收裝置TRT。高爐TRT是國際上公認的很有價值的二次能源回收裝置。這種發(fā)電方式既不消耗 任何燃料，也不產(chǎn)生環(huán)境污染，發(fā)電成本低，是高爐冶煉的

12、重大節(jié)能項目，經(jīng)濟效益十分顯著。,6.結(jié)論,本次設(shè)計嚴格遵從現(xiàn)代高爐的設(shè)計思想：優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽、高效率、環(huán)保，通過查閱相關(guān)書籍和期刊并結(jié)合國內(nèi)外大高爐的設(shè)計經(jīng)驗來對本高爐改進和建造。本設(shè)計先從礦石的來源，鐵礦石品位和化學(xué)成分以及燃料和噴吹物的成分出發(fā)，然后從高爐物料平衡、熱平衡、高爐本體設(shè)計以及其他輔助設(shè)備的選取一來進行設(shè)計的。通過本次設(shè)計，我對這幾年來學(xué)習(xí)的相關(guān)專業(yè)知識進行了一次較系統(tǒng)的回顧，并對其進行了系統(tǒng)性的整理運用，使自