畢業(yè)設計（論文）-設計年產年產量為150萬噸煉鋼生鐵的高爐車間.doc

學 號：20100010301河北理工大學成人教育畢業(yè)論文（設計說明書）論文題目：設計年產年產量為150萬噸煉鋼生鐵的高爐車間學 院：河北理工大學繼續(xù)教育學院專 業(yè)：冶 金 技 術班 級：現(xiàn) 10 冶 金 3 班姓 名：指導教師：2012年 11月 20河北理工大學成人教育畢業(yè)論文（設計說明書）設計年產年產量為150萬噸煉鋼生鐵的高爐車間學 院：河北理工大學繼續(xù)教育學院專 業(yè)：冶 金 技 術班 級：現(xiàn) 10 冶 金 3 班姓 名：指導教師：2012年 11 月 20 日河北理工大學成人教育畢業(yè)設計（論文）任務書學院繼續(xù)教育學院學生姓名指導教師設計（論文）題目設計年產150萬噸煉鋼生鐵車間設計主要研究目標和研究內容目標：設計符合現(xiàn)代社會的高爐煉鐵車間內容：設計方案的選擇確定，高爐本體設計說明書（論文）的要求1. 對待設計的任務態(tài)度要嚴肅認真2. 設計應具有合理性，計算要準確3. 設計說明書要工整，符合要求圖紙的要求繪圖應準確，尺寸標記要完整，圖面要整齊，清潔。進度安排2012年6月 進行畢業(yè)設計的第一和第二部分；2012年9月 完成全部設計的手稿，并進行畢業(yè)設計的電子稿整理；2012年10月-11月 進行畢業(yè)設計最后定稿打印。設計的基礎數據和主要參考文獻【1】 張樹勛,鋼鐵廠設技原理M 冶金工業(yè)出版社【2】 土筱留.鋼鐵冶金學 冶金工業(yè)出版社【3】 煉鐵工藝及設備 蔣仲樂 冶金工業(yè)出版社【4】 現(xiàn)代高爐煉鐵 戴云閣等 冶金工業(yè)出版社 【5】 煉鐵五百問 郝素菊 化學工業(yè)出版社指導老師簽字：_ 系主任簽字：_河北理工大學成人教育畢業(yè)設計（論文）進程表學 院繼續(xù)教育學院姓 名賈瑞鵬合作者姚月巖設計（論文）題目設計年產150萬噸煉鋼生鐵車間設計時 間工 作 內 容完 成 情 況2012年6月2012年9月2012年10月-11月進行畢業(yè)設計的第一和第二部分；完成全部設計的手稿，并進行畢業(yè)設計的電子稿整理進行畢業(yè)設計最后定稿打印。完成完成完成本人完成部分論文（說明書）約3.6萬字 圖紙指導教師簽字： 姚月巖 摘要 本設計要求建年產量為150萬噸煉鋼生鐵的高爐車間。在設計中采用了2048 m3的高爐1座，不設渣口，2個出鐵口，采用矩形出鐵場。送風系統(tǒng)采用四座外燃式熱風爐，煤氣處理系統(tǒng)采用重力除塵，文氏管和電除塵。渣鐵處理系統(tǒng)采用輪法?；幚砉に囂幚?，特殊情況采用干渣生產，上料系統(tǒng)采用皮帶上料機，保證高爐的不間斷供料。在設計中，首先作了物料平衡.熱平衡.爐型的設計與計算，以及設備的選擇；設計中應用了選多先進的工藝，這些工藝在實行大噴煤技術提高傳熱效率，節(jié)能，提高生產率方面起了重要作用。在設計中，廣泛吸收前任技術革新和國內外科學研究成果。根據實際需要及可能性，盡量采用先進設備.結構.材料及新工藝。做到技術上先進，經濟上合理，有減少環(huán)境污染。關鍵詞：高爐 物料平衡 熱平衡目錄緒論I1 高爐冶煉綜合計算11.1 概述21.2 配料計算21.2.1 原燃料條件31.2.2 計算礦石需要量31.2.3原燃料條件41.2.4爐渣成分的計算41.2.5校核成分的計算52 物料平衡計算72.1 風量計算72.2 爐頂煤氣成分及數量的計算72.3 編制物料平衡表82.4熱平衡的計算102.4.1熱量收入102.4.2 熱量支出102.4.4熱平衡表133高爐本體設計133.1高爐數目及總容量的確定143.2爐形設計與計算154高爐基礎和內襯164.1 爐基的形狀及材質174.1.1 高爐基礎的要求184.1.2高爐基礎的形狀.尺寸.材質結構194.2高爐爐底和各段爐塵的選擇.設計和砌筑204.3爐腹和爐腰的爐塵設計214.4施工技術要求225冷卻設備選擇.風口及鐵口設計235.1高爐冷卻設備的作用及冷卻介質245.2爐底冷卻型式選擇255.2.1給水方式265.2.2爐底結構水管排列275.3高爐各部位冷卻設備選擇285.4高爐供水量.水壓的選擇285.4.1供水量295.4.2水壓305.5風口數目及直徑315.6鐵口325.7爐殼及鋼結構的確定336高爐煉鐵車間的供料系統(tǒng)346.1貯礦槽及貯焦槽的設計356.1.1貯礦槽的設計366.1.2貯焦槽的設計376.2槽上.槽下設備及參數的確定386.2.1槽上設備396.2.2槽下設備及參數選擇406.3膠帶機的設計416.3.1皮帶機選擇426.3.2皮帶機操作436.4高爐槽下上料系統(tǒng)的設計與改進447 高爐送風系統(tǒng)457.1高爐用鼓風機467.1.1 高爐入爐風量477.1.2鼓風機風量487.1.3高爐鼓風壓力497.1.4鼓風機選擇497.2高爐熱風爐設計507.3熱風爐設備517.3.1燃燒器527.3.2熱風爐管道及閥門537.4熱風爐用耐火材料547.5提高風溫途徑558爐頂設備568.1概述578.2爐頂基本結構588.3布料方式598.4基本參數的確定599煤氣除塵系統(tǒng)設計609.1煤氣上升管和下降管609.1.1導出管619.1.2上升管619.1.3下降管629.2除塵系統(tǒng)的選擇和主要設備尺寸的確定629.2.1粗除塵裝置639.2.2精細除塵裝置649.2.3附屬設備6510渣鐵處理系統(tǒng)6610.1風口平臺及出鐵口6710.1.1風口平臺6810.1.2出鐵場6910.2爐渣處理設備6910.3鐵水處理設備6910.3.1鐵水罐車7010.3.2鑄鐵機7010.3.3鐵水爐外脫硫設備7010.4爐前設備的選擇7110.4.1開鐵口機7210.4.2堵鐵口泥炮7210.4.3堵渣機7210.4.4換風口機7210.4.5爐前吊車7211噴吹燃料系統(tǒng)7211.1煤粉制備系統(tǒng)7311.1.1原煤的貯存7311.1.2給煤機7311.1.3煤粉的干燥7311.1.4磨煤機7311.1.5粗粉分離機7311.1.6PPCS氣箱式脈沖布袋收粉器7311.1.7木屑分離器和鎖氣器7311.2煤粉噴吹系統(tǒng)7311.2.1噴吹工序的分類7311.2.2噴吹設備7311.3噴煤應注意的問題7412高爐車間設計7412.1廠址的選擇7512.2高爐生產主要經濟指標及技術7512.3車間布置形式75結論75參 考 文 獻76謝辭771.1緒論目前我國正處在發(fā)展中的關鍵階段，國民經濟實力需要大力提升，各個方面的硬件設施都需要大力完善，而鋼鐵行業(yè)在其中起著舉足輕重的作用，例如在國民生產中就會大量的需要建筑材料，特種鋼材等等。國民經濟水平也需要鋼鐵行業(yè)來做有力的支撐。我國現(xiàn)在雖然的年產量為5億多噸，世界排名第一位?，F(xiàn)在，我國的鋼鐵產量雖然居世界首位，但是我們還要每年從國外進口很多的鋼材，這是由于我國的技術力量還達不到，生產不出某些高尖端的鋼種，所以我們只能依靠到國外去進口，從這一角度來說我國雖然是一個鋼鐵大國，但是并不是一個鋼鐵強國，因此我們在修建鋼鐵廠的時候要注意加大高新技術的投入量，改進現(xiàn)有的設備和技術。做到科學合理布局，轉爐煉鋼，精練，連鑄一體化，提高原材料使用率，降低能耗，減少污染，高效生產高質量鋼材。 高爐冶煉是獲得生鐵的主要手段，它以鐵礦石 (天然富礦，燒結礦，球團礦)為原料、焦炭、煤粉、重油、大然氣等為燃料和還原劑，以石灰石等為熔劑，在高爐內通過燃料燃燒，氧化物中鐵元素的還原以及非氧化物造渣等一系列復雜的物理化學過程，獲得生鐵。其主要副產品有高爐爐渣和高爐煤氣。為了實現(xiàn)優(yōu)質、低耗、高產和延長，爐齡，高爐本體結構及輔助系統(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能力。2高爐冶煉綜合計算1.1概述 組建煉鐵車間或新建高爐，都必須依據產量以及原料和燃料條件作高爐冶煉綜合計算包括配料計算、物料平衡計算和熱平衡計算。從計算中得到原料、燃料消耗量及鼓風消耗等，得到也了主要產品(除生鐵以外)煤氣及爐渣生產量等基本參數。以這些參數為基礎作煉鋼車間或高爐設計。 計算之前，首先必須確定主要工藝技術參數。對于一種新的工業(yè)生產裝置，應通過實驗室研究、半工業(yè)性試驗、以致于工業(yè)性試驗等一系列研究來確定基本下藝技術參數。高爐煉鐵一業(yè)已有200余年的歷史，技術基本成熟，計算用基本工藝參數的確定，除特殊礦源應做冶煉基本研究外，一般情況下都是結合地區(qū)條件、地區(qū)高爐冶煉情況予以分析確定。例如冶煉強度、焦比、有效容積利用系數等。1.2配料計算1.2.1原燃料條件原燃料是高爐冶煉的基礎。為了使高爐實現(xiàn)高產、優(yōu)質、低耗、低成本，就必須實行精料方針。精料的主要措施有:提高鐵礦石含鐵量，增加自熔性燒結礦和球團礦使用率，縮小粒度，篩除粉礦，減小成分波動，以及提高原燃料強度等。表1-1成分(%)原料燒結礦59.170.030.0320.0310.107.321.945.64球團礦65.720.10.0420.0030.304.550.650.41天然礦430.1650.0210.1349.29.02.116.34綜合礦58.960.060.0330.0358.056.931.705.66石灰石1.80.060.0010.0031.1040.44212.151.38爐塵43.390.240.0240.0915.3013.461.318.30續(xù)上原料燒損 燒結礦1.510.0390.0560.08373.22球團礦0.1530.1330.1050.00893.546天然礦2.320.2440.0480.39851.030.5748.426綜合礦1.320.0780.0650.05975.060.0570.843石灰礦0.340.0780.0090.0080.9391.0642.43爐塵1.990.310.060.24344.771.960 表1-2焦炭成分(%)灰分（13.1） 有機物（1.32） 揮發(fā)分（0.43） 水 84.747.614.560.520.140.680.30.250.770.150.0260.160.0170.077100.004.00表1-3噴吹燃料成分（%）品種 灰分 煤粉67.844.854.050.790.420.6611.487.420.60.31.45100表1-4生鐵成分（%）94.760.50.40.10.044.2其中、由生鐵質量要求定；、由原料條件定=100% 某元素在生鐵，爐渣，爐氣中的分配率（%）見表1-5生鐵99.7505100爐渣0.350900爐氣0050燃料消耗量（Kg/生鐵）焦炭400煤粉180 置換比0.7鼓風溫度12相對溫度=12/100022.4/18=1.493%風溫1150爐塵量20生鐵入爐熟料溫度25爐頂煤氣溫度200焦炭冶煉強度0.87綜合冶煉強度0.95利用系數2.21.2.2計算礦石需要量（1）燃料帶入的鐵量首先計算20爐塵中的粉塵量、=/=2011.95/84.74=2.82高爐內襯參加反映的焦炭量為：=4002.82=397.18=56/7256/72 =397.180.68%56/72+1801.45%56/72 =4.13（2）進入爐渣的鐵量=10000.3%/99.7% =100094.76%0.3%/99.7% =2.851 式中0.3%，99.7%-分別為貼在爐渣和生鐵中的分配率（3）需要由鐵礦石帶入的鐵量為：=1000 =947. 62.8514.13 =946.3（4）冶煉1噸生鐵的鐵礦石需要量：=/=946.3 /59.17%=1599.3考慮到爐塵吹出量，入爐鐵礦石量為：= =1599.3202.82 =1616.481.2.3計算熔劑需要量（1） 設定爐渣堿度=1.15制鋼生鐵：=1.101.2；鑄造生鐵：=1.01.1（2）石灰石的有效熔劑性= =40.442%1.151.38% =38.86%（3）原料，燃料帶有的量鐵礦石帶入的量為：= =1599.36.93% =110.83焦炭帶入的量為= =397.180.52% =2.07煤粉帶入的量為：= =1800.6% =1.08故= =110.832.071.08 =113.98（4）原料，燃料帶入的量鐵礦石帶入的量為：= =1599.35.66% =90.52焦炭帶入的量為：= =397.187.61% =30.22煤粉焦炭帶入的量為=18011.48% =20.66硅素還原消耗的量為：=100060/28 =10000.5%60/28 =11故= =90.5230.2222.6611 =132.4熔劑（石灰石）需要量為：=（）=（1.15132.4113.98）38.86% = 98.501.2.4爐渣成分的計算原料，燃料及熔劑的成分見表1-6原燃料數量 綜合礦1599.36.93110.831.7027.115.6690.521.3221.110.0781.250.0350.56焦炭397.180.522.070.140.567.6130.224.5618.110.773.05石灰石98.5040.4439.8312.1511.971.381.360.340.330.0780.0770.0030.03煤粉1800.61.080.30.5411.520.77.4213.360.661.19 2274.98 153.81 40.18 142.8 52. 91 1.327 4.83 表1-6 每頓生鐵帶入的有關物質的量（1）爐渣中的量表6知=153.81（2）爐渣中的量=142.811 =131.8 式中 142.8原燃料帶入的總量，（見表6） 11還原小號消耗的量（），（3）爐渣中由表6知： =52.91 （4）爐渣中的量表6可知：=40.18（5）爐渣中的量表6可知：=1.32750%=0.664式中 1.327原燃料帶入的總量，（見表6） 50%錳元素在爐渣中的分配率（見表5）（6）爐渣中的量進入渣中的鐵量為：=2.851，并以形式存在，故而=2.85172/56=3.67 （7）爐渣中的量原燃料帶入的總硫量=4.813（表6）進入生鐵的硫量為：=1000 =10000.04%=0.4進入煤氣中的硫量為：= =4.8135%=0.24故= =4.8130.40.24 =4.173爐渣成分見表7表7 爐渣成分組元 153.8140.18131.852.910.6643.672.086385.121.1539.9410.4334.2213.740.170.950.55100.00表中：渣中以形式存在，在計算中的全部按形式處理，氧原子量為16，原子量為32.相當以計入，故表中再計入。將，四元組成換算成100%。見表8表8 四種渣成分39.9434.2213.7410.4398.3340.6234.8013.9710.61100.00圖1 此圖為-四元系熔化溫度圖2 此圖為含量為15%的四元渣系粘度（）由圖1圖2查得爐渣熔化溫度=14001500爐渣粘度：1500時為0.3（）1400時為0.8（）硫分配系統(tǒng)：=()/1.2.5校核生鐵成分(1)生鐵含磷.按原料帶入的磷全部進入生鐵計算。鐵礦石帶入的磷量為：=1599.30.033%=0.53石灰石帶入的磷量為：= =98.500.001% =0.000985 故=(0.53+0.000985)1/1000 =0.053%(2)生鐵含量.按原料帶入的錳有50%進入生鐵計算，原料共帶入為1.327 見表6故=（1599.3+20+98.50）0.655%50%55/71100/1000=0.44%(3) 生鐵含碳=100(94.76+0.5+0.024+0.053+0.44)%=4.22%(4)生鐵含硅=0.5%(5)生鐵含硫=4.813(15%90%)/1000=0.024%校核后的生鐵成分（%）見表9表9校核后生鐵成分94.760.50.440.0530.0244.221.3物料平衡計算1.3.1風量計算（1）風口前燃燒的碳量燃燒帶入的總碳量為：= =397.1884.74%18067.84%=458.68熔入生鐵中的碳量為：=1000 =1000 4.22% =42.2生成甲烷的碳量為：燃料帶入的總碳量約1%-1.5% 與氧化合成甲烷，取1%=1 =0.01458.68 =4.59直接還原消耗的：錳還原消耗的碳量為：=1000%12/55 =10000.44%12/55 =0.96硅還原消耗的碳量為：=100024/28 =10000.5%24/28=4.29磷還原消耗的碳量為：=100060/6210000.05360/62 =0.51鐵直接還原消耗的碳量為：=100012/56=一般為0.40.5本計算取0.45=56/2()2/18(18/22.4)H2/1000%=56/2397.18(0.026%0.3%)1804.85%2/18(12001.493%18/22.41800.79%)0.350.9/(100094.76%)=0.11=0.450.11=0.34式中 H2氫在高爐內的利用率，一般為0.30.5,本計算取0.35;被利用氫量中，參加還原FeO的半粉量，一般為0.85一1.0，本計算0.9設定的每噸生鐵耗風量，本計算取1200=100094.76%12/560.34 =69.03故= =0.964.290.5169.03 =74.79風口錢燃燒的鐵量為：=458.6842.24.5974.79=337.11.3.2計算鼓風量 鼓風中氧的濃度為：=21%(1) 0.5 =21%(11.493%)0.51.493% =21.43%燃燒需要氧的體積為：=22.4/(212) =337.122.4/(212)=314.63煤粉帶入氧的體積為：=（）22.4/32=180(4.05%0.79%16/18) 22.4/32=5.99需鼓風共給氧的體積為：=314.635.99=308.64故=/ =308.64/21.43% =1440.221.3.3爐頂煤氣成分及數量計算（1）甲烷的體積由燃料碳素生成的甲烷量為： =22.4/12 =4.5922.4/12 =8.57焦炭揮發(fā)中的甲烷量為：=22.4/16 =397.180.017%22.4/16 =0.095故=8.570.095=8.67（2）氫的體積 由鼓風中水分分解產生的氫量為：=1440.221.493%=21.50 焦炭揮發(fā)及有機物中的氫量為：=（+）22.4/2 =397.18(0.026%+0.3%)22.4/2 =14.5 煤粉分解產生的氫量為：=（+2/18）22.4/2 =180(4.85%+0.79%2/18) 22.4/2 =99.54 爐缸煤氣中氫的總生產能量：=+=21.50+14.5+99.54=135.54 生成甲烷消耗的氫量為：=2 =28.67 =17.34 參加間接還原消耗的氫量為：=H2 =135.540.35 =47.44故= =135.5417.3447.44 =70.76（3）二氧化碳的體積由還原為生成的 由礦石帶入的的質量為：= =1599.373.22% =1171.0參加還原為的氫量為：=H2（1）2/22.4 =135.540.35(10.9) 2/22.4 =0.42由氫還原的質量為：=160/2 =0.42160/2 =33.6由還原的質量為：= =117133.6 =1137.4故=22.4/160=159.3由還原為生成的量為：=1000%122.4/56 =947.610.350.1122.4/56 =204.7石灰石分解產生的量為：=22.4/44=98.5042.43%22.4/44 =21.3 焦炭揮發(fā)份中的量為：=22.4/44 =397.18 0.15%22.4/44 =0.3故= =159.3204.721.30.3 =385.6（4）一氧化碳的體積風口前碳素燃燒生成量為：=22.4/12 =337.122.4/12=629.25 直接還原生成量為：=22.4/12 =74.7922.4/12 =139.6 焦炭揮發(fā)份中量為：=22.4/28 =397.180.16%22.4/28 =0.5 間接還原消耗的量為：= =159.3204.7=364故= =629.25139.60.5364 =405.35（5） 氮氣的體積 鼓風帶入的量為：=（1）=1440.22（11.493%）79%=1120.7 焦炭帶入的量為：=22.4/28=397.18(0.077%0.25%)22.4/28=1.04 煤粉帶入的量為=22.4/28=1800.42%22.4/28=0.6故= =1120.71.040.6 =1122.34煤氣成分見表10 表10 煤氣成分 體積，385.6405.351122.3470.768.671992.7219.3520.3456.323.550.44100.001.3.4編制物料平衡表（1） 鼓風質量的計算1鼓風的質量為：=0.21(1)320.79(1)2818/22.4 =0.210.0985320.790.98528+181.493%/22.4 =1.01鼓風的質量為：= =1440.221.01 =1454.62（2）煤氣質量計算1煤氣的質量為：=442828216/22.4 =4419.35%2820.34%2856.32%23.55%160.44%/22.4 =1.345煤氣的質量為：=1992.721.345=2680.26煤氣中的水分 焦炭帶入的水分為：= =397.184.0% =15.89 石灰石帶入的水分為：= =98.501.06% =1.044 氫氣參見還原生成的水分為：=2/22.418/2 =47.442/22.418/2 =38.12故= =15.891.04438.12 =55.054物料平衡表見表11 表11 物料平衡表入相 出相 綜合礦1616.4843.14生鐵100024.21焦炭397.1810.60爐渣376.769.12石灰石98.502.63煤氣2680.2664.86鼓風1454.6238.82煤氣中水55.0541.33煤粉1804.81爐塵200.483746.781004132.074100相對誤差=（4132.0743746.78）/3746.78=0.1%0.31.4熱平衡計算1.4.1熱量收支(l)碳素氧化放熱碳素氧化為放出的熱量碳素氧化產生的體積為:= =385.621.30.3 =364=12/22.433436.2 =36412/22.433436.2 =6520059 式中33436.2氧化為放熱，碳素氧化為放出的熱量碳素氧化生成的體積為：= =405.350.5 =404.85=12/22.49804.6 =404.8512/22.49804.6 =2 126 460.1660714 式中 9804.6氧化為放熱，故=6 520 0592 126 460.1660714 =8 646 519.17鼓風帶入的熱量 =(一)=(1440.221440.221.493%)1643.111440.221.493%2030.26=2374764.57式中 在1150 下空氣的熱容量，其值為1643.11在1150下水氣的熱容量，其值為2030.26 氫氧化為水放熱=13454.09=38.1213454.09=512869.9式中 13454.09氧化為水放熱， 甲烷生成熱=16/22.44709.56=8.5716/22.44709.56=28829.24 式中4709.56甲烷生成熱, 成渣熱，石灰石分解產生的和和與反應放熱，每千克（）放熱1131.3=（）1131.3 =98.50（40.44%12.15%）1131.3 =58602.64爐料物理熱80冷綜合礦比熱容為0.674=0.67480 =1599.30.67480 =86234.3熱量總收入：= =8646519.172374764.57512869.928829.2458602.6486234.3 =11707819.82 1.4.2熱量支出(1)氧化物分解吸熱鐵氧化物分解吸熱可以考慮其中有20%以硅酸鐵形式存在，其余以形式存在，因此:=20% =1599.38.05%20% =25.75= =1599.38.05%25.75 =102.99=160/72 =102.99160/72 =228.87= =1599.373.22%228.87 =942.14= =102.99228.87 =331.86=4078.25 =25.754078.25 =105 014.94=4803.33 =331.864803.33 =1594033.09=5156.59 =942.145156.59 =4858229.8式中4078.25,4803.33, 5156.59 分別為, ，分解熱，= =105 014.941594033.094858229.8 =6557277.83錳氧化物分解吸熱為：=10007366.02 =0.44%10007366.02 =32410.4式中7366.02由分解產生1 錳吸收的熱量, 硅氧化物分解吸熱為：=100031102.37 =0.5%100031102.37 =155511.9式中31102.37由分解產生1 硅吸收的熱量, 磷酸鹽分解吸熱為：=100035782.6=0.053%100035782.6=18964.78式中35782.6由分解產生1 磷吸收的熱量, 故= =6557277.8332410.4155511.918964.78 =6764164.91（2）脫硫吸熱=8359.05 =4.1738359.05 =34882.3式中 8359.05假定礦中硫以形式存在，脫出1硫吸熱量值，（3）碳酸鹽分解吸熱 熔劑總和分解出的量為：=22.4/56=98.5040.442%22.4/56=15.93= =21.315.93 =5.37=44/22.4404844/22.42489 =15.9344/22.440485.3744/22.42489 =152920.76式中 4048，2489分別由和分解1的吸熱，（4）水分分解吸熱=（18/22.4）13454.1 =（1440.221.493%18/22.41800.79%）13454.1=251602.19式中 13454.1水分解吸熱，爐料游離水蒸發(fā)吸熱 =2682 =397.184.0%2682 =42609.47式中 26821水由0變成100水汽吸熱，鐵水帶走的熱=10001173=1173000式中 1173鐵水熱容量，爐渣帶走的熱=1760=376.761760=663097.6配吹物分解吸熱 =1048=1801048=188640式中 1048煤粉分解熱， 爐頂煤氣帶走的熱量從常溫到200之問，各種氣體的平均比熱容如下(表12):表12 各種氣體的平均比熱容1.2841.7771.2841.2781.6101.605 干煤氣帶走的熱量為：=（1.2841.7771.2841.2781.610）240 =(1.2841122.341.777385.61.284405.351.27870.761.6108.67）240 =660277.23 煤氣中水汽帶走的熱為：=160522.4/18(200100) =1.60555.05422.4/18100 =10996.11=660277.2310996.11=671273.34 爐塵帶走的熱量=0.7542200=200.7542200=3016.8式中 0.7542為爐塵的比熱容，故= =6764164.9134882.3152920.76251602.142609.471173000663097.6188640671273.333016.8=9945207.27 冷卻水帶走及爐殼散發(fā)熱損失=11707819.729945207.27 =1762612.45 4.3繪制熱平衡表表1-13熱平衡表熱收入熱支出碳素氧化放熱8646519.773.85氧化物分解6764164.9157.77熱風帶的熱2374764.5720.28脫硫34882.30.30氫氧化放熱512869.94.38碳酸鹽分解152920.761.31甲烷生成熱28829.240.25游離水蒸發(fā)42609.470.36生成渣58602.640.50鐵水帶熱117300010.01物料物理熱86234.20.74爐渣帶熱663097.65.66總計11707819.72100噴吹物分解1886401.61煤氣帶熱671273.335.73水分分解251602.12.15爐塵帶熱3016.80.026熱損失1762612.4515.05總計11707819.72100熱量利用系數=總熱量收支（煤氣帶走的熱熱損失）=100%-（5.73+15.05）%=80%對于一般中小型高爐值為80%-90%,近代高爐由于大型化和原料條件的改善可達到近90%碳素利用系數值對于中小型高爐為50%-60%,大型而原料條件較好的高爐可達65%以上。3高爐設計3.1.高爐座數，工作年及容積的確定1）確定工作年（年工作日一般取日歷時間的95%）：即36595%=347天即=4611.02）定容積高爐有效容積利用系數一般直接選定。大高爐選低值，2.02.2左右；小高爐選高值，100高爐取2.73.0。選定高爐座數為=1，高爐有效容積的利用系數：=2.2每座高爐日產量3.2 爐型設計及計算3.2.1高爐有效高度()的確定 高爐的有效高度決定著煤氣熱能和化學能的利用，也影響著順 行。增加有效高度能延長煤氣與爐料的接觸時間，有利于傳熱與還原，使煤氣能量得到充分利用，從而有利于降低焦比。但有效高度過高，煤氣流通過料柱的阻力增大，不利于順行。所以，實際確定高爐有效高度時，首先應考慮原燃料質量，其次是爐容和鼓風機性能。有效高度可用下述統(tǒng)計公式計算： 我國習慣規(guī)定 100 為小型高爐： =255620m3 為中型高爐：高爐有效高度=4.05：10以上為大型高爐：高爐有效高度=6.44本設計為大型高爐：=6.44=6.442095.90.2=29.72=29.7；高爐全高的確定 ：=+（式中死鐵層高度，選 1.6 ；（該值在同類高爐中偏大，目的是延長高爐壽命）則=+=29.7+1.6=31.133.2.2 爐缸各部分的計算1）爐缸直徑() 大型高爐由公式=0.32 計算中型高爐由公式=0.564 計算本設計為大型高爐由=0.32 =0.3220480.45 =9.89=102）爐缸直徑()的校核：爐缸直徑確定的是否合適，可以由比值來校核，根據爐容大小，合適的比值為：大型高爐 2228，中型高爐 1522 ，為爐缸截面積。本設計中 = 2048 ，=， =2048/=26.18將=10代入上式，則得：=26.69則爐缸直徑符合要求。3.2.3 爐缸高度 ()計算3.2.3.1爐缸高度 () 爐缸高度設計分為三段考慮， 一般先求渣口高度 ()， 然后求風口高度 () ，最后求出爐缸高度 () 。1） 渣口高度 () 可用公式 ：=1.27式中 ： 生鐵日產量，; 生鐵波動系數，取1.20； 爐缸截面積，； 每晝夜出鐵次數，11次 鐵水密度， 7.1 ； 渣口以下爐缸容積利用系數，多采用 0.550.60 ，本設計 取 0.60=1.27=(1.271.204611)/(110.607.1102 )=1.502 ）風口高度 () =（一般取0.50.6）本設計取0.56有 =1.5/0.56=2.68 3） 風口數目：4）風口結構尺寸：取則爐缸高度 () =+式中： 安裝風口的結構尺寸，大中型高爐 0.35 0.5 ，大中型高爐=0.35 0.5本設計取=0.5=+=3.0+0.5=3.55）鐵口數目 大型高爐可設 24 個鐵口，一般中小型高爐設一個鐵口。 6）爐腰直徑、爐腹角、爐腹高度大型高爐取值1.091.25，小型高爐1.251.5本設計中取值為1.12即=1.12則=1.1210=11.20取11.2爐腹角 ( )爐腹角一般為 ，爐腹角過小不利于爐料下降，影響順行 ； 爐腹角過大不利于煤氣流分布 ， 容易使邊緣煤氣流過分發(fā)展，同時不利于產生穩(wěn)定的渣皮保護爐襯。本設計選。 爐腹高度= =(11.2-10.0) 2=3.52取3.5校核=23.5/(11.2-10.0)=5.83即7）爐喉直徑 ()，爐喉高度，爐喉直徑可用 的比值確定，大中型高爐為0.650.70 ， 300以下的高爐取 0.700.75 為宜。爐腰直徑 ，取10.87 。 取0.68，=0.68，=0.6811.2=7.62 取=7.6選取=2.28）爐身角，爐身高度取=84=（11.2-7.6）2=17.13取=17.1校核=217.1/(11.2-7.6)=9.50即9）爐腰高度在我國爐腰直徑()與有效高度（ ）