年產鐵180萬噸高爐車間工藝優(yōu)化設計大學課程答辯

1、年產鐵180萬噸的高爐車間工藝優(yōu)化設計,,本設計目的,1.掌握文獻的查閱方法及技巧，了解高爐生產的現狀，完成文獻綜述。 2.熟練物料衡算和熱衡算過程計算。 3.正確選擇主體設備和輔助設備,目錄,1. 文獻綜述2. 配料計算3. 物料平衡和熱平衡4. 高爐內型設計5. 主體設備和輔助設備的選擇6. 結論,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。為了實現優(yōu)質，低耗，高產和延長爐齡，高爐本體結構及輔助系統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。,,1.1概述,1.2高爐冶煉現狀及其發(fā)展,,1.爐容大型化 2.精料3.提高休風溫度

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目前國內生產經驗，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，現根據設計的生產要求，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確定生鐵成分根據設計的生產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，Fe=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、等數量，這是制定高爐操作制度和生產經營所不可缺少的參數。而在此基礎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收入與支出，即計算單位生鐵鼓風數量與全部產品的數量，使物質收入與支出平衡。這種計算為工廠的總體設計、設備容量與運輸力的確定及制定生產管理與經營制度提供科學依據，是高與各種附屬設備的設計及高。,3.物料平衡和熱平衡,3.2 高爐物料平衡計算的內容 物料平衡是建立在物質不滅定律的基礎上，以配料計算為依據編算的。計算內

7、容包括：風量、煤氣量，并列出收支平衡表。物料平衡有助于檢驗設計的合理性，深入了解冶煉過程的物理化學反應，檢查配料計算的正確性。校驗高爐冷風流量，核定煤氣成分和煤氣數量，并能檢查現場爐料稱量的準確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎。(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 反應生成CH4。上述(1)，(2)，(3)原條件已經由配料計算給出，本例僅假定其余各項未知條件，分別為鼓風濕度f=1.5%（12g/m3 ），富氧率2.5%，氧氣濃度98%。,由計算結果，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是能量守恒定律，即單位生鐵投入的能量總和應等于其中鐵各項熱消耗總和。,3.物料平衡和熱平衡,根據熱收入與熱支出數值列表,3

9、.物料平衡和熱平衡,4.3.3 熱平衡指標計算碳素熱能利用系數Kc,=,熱量有效利用系數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%說明碳素熱能利用比較好。Kt值一般為80%～90%，本例的利用系數比較高。,4.高爐內型設計,設計要求高爐工作日350d/a4.1日產量：,利用系

10、數為2.5,4.2高爐容積：,,,高爐容積：,,高爐各部分尺寸見下表,,,4.高爐內型設計,5.主體設備和輔助設備的選擇,,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、旋轉布料溜槽、密封閥、卸料閥等組成。,5.1 爐頂裝料設備,本設計中采用改進型內燃式熱風爐。內燃式熱風爐由爐襯、燃燒室、蓄熱室、爐殼、爐箅子、支柱、管道及閥門等組成。,5.2 高爐熱風爐設計,5.3 煤粉噴吹系統,本設計采用單管路噴吹,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，設備少，投資低，噴吹管粗，安裝煤粉過濾篩和自動切。,5.主體設備和輔助設備的選擇,5.4 爐頂余壓發(fā)電,本設計采用高爐TRT技術。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。在蘇聯和日本的大型高爐上，絕大多數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，經濟效益十分顯著。,6.結論,本次設計嚴格遵從現代高爐的設計思想：優(yōu)質、低耗、高產、長壽、高效率、環(huán)保，通過查閱相關書籍和期刊并結合國內外大高爐的設計經驗來對本高爐改進和建造。本設計先從礦石的來源，鐵礦石品位和化學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、高爐本體設計以及其他輔助設備的選取一來進行設計的。通過本次設計，我對這幾年來學習的相關專業(yè)知識進行了一次較系統的回顧，并對其進行了系統性的整理運用，使自