《2022年炼铁课程方案设计书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年炼铁课程方案设计书.docx（21页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品学习资源课程设计说明书设计题目：设计一座年产制钢生铁（L08） 220 万吨的高炉1 物料运算1.1 原燃料成分的整理表一原燃料成分的整理品种T.FeFe2O3FeOCaOMgOSiO2Al 2O3SP烧结矿56.269.739.59.62.845.620.060.12校核56.269.739.59.62.845.620.060.12球团矿61.869.1717.21.61.018.50.60.060.04校核62.9370.4417.521.631.038.650.610.060.04澳矿64.791.960.420.020.252.461.420.020.14校核64.8692.190
2、.420.020.252.471.420.020.14复合矿58.0872.959.037.462.35.471.780.050.11石灰石53.460.521.241.32校核53.460.521.241.32炉尘48.0654.8612.424.640.9415.041.420.120.11校核48.5155.3812.544.680.9515.181.430.120.11焦炭灰分5.056.166.240.9946.4339.69校核5.056.166.240.9946.4339.69煤灰分5.727.353.281.648.0639.71校核5.727.353.281.648.0639
3、.71MnOMnO2P2O5FeS1/2S3/2SCO2H2 O0.330.270.030.11000.330.270.030.11000.090.0398.20.090.031000.120.150.320.030.262.4696.2380.120.150.320.030.262.471000.270.250.030.110.3510043.4610043.461001.440.250.061.66.499.071.450.250.031.626.461000.080.41100欢迎下载精品学习资源0.080.41100100100欢迎下载精品学习资源焦炭成分（ %）表二燃料工业分析及挥发
4、份成分欢迎下载精品学习资源固定碳灰分（ 12.17）CSiO 2Al 2O3CaOMgOFeOFeSP2O585.635.654.830.760.120.750.050.01挥发分（ 0.9）有机物（ 1.30）H2OTFeTSCO 2COCH 4H 2N2H2N2S0.330.330.030.060.150.40.40.510040.620.52煤粉成分（ %）固定碳灰分（ 14.96 ）有机物及挥发分（10.43）H2OTFeTSCSiO2Al 2 O3CaOMgOFeOH2O2H2ON2S1001.60.860.5874.617.195.940.490.241.104.464.150.8
5、10.430.58表三 元素安排FeMnPS生铁0.9970.51.0炉渣0.0030.5煤气0.051.2 主要技术经济指标表 4：其他条件焦比 kg/t煤比 kg/t炉渣碱度直接仍原度炉尘 kg/t鼓风湿度 %风温11004001501.20.45201.21.3 预定钢水成分表三预定铁水成分FeSiMnSPC 94.5160.450.30.0280.154.5欢迎下载精品学习资源1.4 矿石配比的确定烧结矿：球团矿：混合矿 =76：10：141.5 铁矿石的用量设生产每吨生铁所用的复合矿和石灰石分别为X , Y单位 : Kg依据铁平稳0.5808X+400 0.1217 0.0505+1
6、50 0.1496 0.0572=945.16+945.160.003/0.997+20 0.4851欢迎下载精品学习资源碱度平稳0.0746X 0.5346Y400 12.17%6.24%150 14.96%3.28% 20 4.68%1.2欢迎下载精品学习资源0.0547X 0.0124Y40012.17%46.43% 15014.96%48.06% 20 15.18%4.56028欢迎下载精品学习资源解得： X=1642.5kgY=14.08kg烧结矿： 1248.3kg球团矿： 164.25kg澳矿： 229.95kg1.6 渣量和炉渣成分的运算欢迎下载精品学习资源1、S原燃料带入的
7、S：1642.5 0.0005+4000.005+150 0.0058=3.69Kg进入生铁的 S : 0.28 Kg进入煤气的 S : 3.69 0.05=0.18Kg进入炉尘的 S：20 0.0012=0.024 Kg炉渣中的 S ： 3.69-0.28-0.18-0.024=3.21Kg欢迎下载精品学习资源2、FeO3、MnO945.160.00270.003720.997561642.5203.66 Kg0.0145710.5552.67 Kg欢迎下载精品学习资源4、SiO2碱度平稳中的分母5、CaO碱度平稳中的分子110.75kg132.89 kg欢迎下载精品学习资源6 、 MgO1
8、642.5 0.023+14.08 0.0052-20 0.0143+400 0.1217 0.0099+150 0.1496 0.016=38.5 Kg7 、 Al 2O31642.5 0.0178+14.08 0.0132+400 0.1217 0.3969+150 欢迎下载精品学习资源0.1496 0.3971-200.0143=57.37 Kg表四 炉渣成分表347.45100组元CaOSiO2Al 2O3MgOMnOFeOS/2kg132.89110.7557.3738.52.673.661.61%38.2531.8816.5111.080.771.050.461.7生铁成分的校对S
9、=0.028%Si=0.45%Fe=94.516% Mn=2.67 55/71 100/1000=0.21%P= （1642.5 0.0011-20 0.011 ） 62/142 100/1000=0.07%C=100-0.028-0.45-94.516-0.07-0.21=4.72%2.1 物料平稳2.1.1 风量的运算直接仍原度 rd=0.45鼓风湿度 f=1.2%C燃=C焦+C煤-C 直-C 生铁 -CCH4-C 尘进入高炉 C总=400 0.8563+150 0.7461=454.44Kg CCH4=0.7%C 总=454.440.007=3.18 KgC生铁 =10004.72%=4
10、7.2KgC直 =24/28 4.5+12/55 2.1+0.7 60/62+945.16 0.45 12/56=96.14C尘=200.0162 12/44=0.09 KgC燃=454.44-3.18-47.2-96.14-0.09=307.83 KgWO2=0.21 1-0.012+0.5 0.012=0.2135 VO2=307.83 22.4/24=287.31 m 3煤粉供应的氧气 =150 0.0415 22.4/32=4.38 m 3欢迎下载精品学习资源3鼓风 VO2=287.31-4.38=282.93 m3风量 V 风=282.93/0.2135=1325.2 m鼓风重量 =
11、1325.2 1.28=1696.26 Kg2.1.2 煤气量的运算1、CH43炭生成的 CH4=3.1822.4/12=5.94 m3焦炭挥发的 CH4=400 0.0033 22.4/16=1.85 m3生成总量 =5.94+1.85=7.79 m2、H23鼓风带入 H2=1325.2 0.012=15.9 m3煤粉带入 H2=1500.0446 22.4/2=74.93 m3焦炭带入 H2=4000.0006 22.4/2=2.69 m3仍原消耗 H2=（15.9+74.93+2.69） 0.4=37.41 m3生成 CH4H2=5.942=11.88 m3炉顶 H2=（ 15.9+74
12、.93+2.69） 0.6 -11.88=44.23 m3、CO2Fe2O3 +CO FeO+C2O3CO2=1642.5 0.729522.4/160=167.75 mFeO+H2 Fe+HO2 rH2=7244.23 56/ （22.4 945.16 72）解得： rH2=0.123FeO+CO Fe+CO2CO2=945.161-0.45-0.12322.4/56=161.43 m 3石灰石分解 CO2=14.08 0.4346 22.4/44=3.12 m 3欢迎下载精品学习资源3焦炭带入 CO2=400 0.0033 22.4/44=0.67 m3进入炉顶 CO2=167.75+16
13、1.43+3.12+0.67=332.97m4、CO3燃烧生成 CO=307.83 22.4/12=574.62 m3直接仍原 CO=96.14 22.4/12=179.46 m3焦炭挥发份 CO=4000.0033 22.4/28=1.06 m3间接仍原 CO=167.75+161.43=329.18m3炉顶 CO=574.62+179.46+1.06-329.18=425.96m5、N23鼓风 N2=1325.2（ 1-0.012 ） 0.79=1034.35 m3焦炭带入 N2=4000.004 22.4/28=1.28 m3煤粉带入 N2=1500.0043 22.4/28=0.52
14、m3炉顶带入 N2=1034.35+1.28+0.52=1036.15m6、炉顶煤气成分表五CH4煤气成分表CON2H2CO2总体积m37.79425.961036.1544.23332.971847.1%0.2623.0656.092.3918.02100 煤 气 密 度 =0.0026 16+0.2306 28+0.5609 28+0.0239 32+0.1802 44/22.4=1.35 Kg/m煤气重量 =1847.1 1.35=2493.59 Kg氢仍原生成 H2O=37.41 18/22.4=30.06 Kg欢迎下载精品学习资源2.1.3 物料平稳表表六物料平稳表名称收入项数量 k
15、g百分比 %名称支出项数量 kg百分比 %复合矿1642.542.08铁水100025.7石灰石14.080.36炉尘200.51焦炭40010.25水分30.060.77煤粉1503.84煤气2493.5964.08鼓风1696.2643.47（炉干渣）347.458.94总计3902.84100总计3891.1100肯定误差 =3902.84- 3891.1=11.74误差校核： 11.74/3902.84.61=0. 29%0.3%，符合要求；2.2 热平稳2.2.1 热收入的运算一、热收入碳氧化：由 C 氧化生成 1m3CO2放热 17869.50KJ由 C 氧化生成 1m3CO 放热
16、 5241.72 KJQ1=（425.96-1.06）5241.72+167.75+161.4317869.50=8109488.84KJ热风： 1100C 的空气热容 1.4233KJ/ m3C 1100 C 水蒸气的热容 1.7393 KJ/ m3C鼓风中 98%进入热风炉， 2%用常温喷吹煤粉1325.2 0.98=1298.7 m3欢迎下载精品学习资源Q2=1298.71-0.012 1.4233+1298.7 0.012 1.7343 1100=2038702.54 KJH2 氧化放热： 1 m3 H2 氧化成水蒸气放热 10788.58 Q3=30.0610788.58=32430
17、4.72KJ成渣热： 1 千克氧化钙和氧化镁的成渣为 1128.60KJQ4=0.5346+0.0052 14.081128.60=8577.79KJ矿带入物理热： 25C 炉料的热容为 0.6897KJ/Kg C Q5=1642.50.6897 25=28320.81KJ热收入Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=8109488.84+2038702.54+324304.72+8577.79+28320.81=10509394.7 KJ二、热支出1. 氧化物的分解铁氧化物分解FeOFe3O480%2FeO.SiO220%以 2FeO.SiO2 存在的 FeOFeO=1248.3 0.095 0.
18、2+400 0.1217 0.0616+150 0.14960.0735= 28.37Kg以 Fe3O4 存在的 FeO FeO=1248.30.0950.8+164.25 01752=123.65Kg以 Fe3O4 存在的 Fe2O3欢迎下载精品学习资源Fe2O3=123.65160/72=274.77Kg就 Fe3O4=123.65+274.77=398.42Kg游离的 Fe2O3=1642.50.7295-274.77=923.44Kg分解 1Kg 以 2FeO.SiO2 状态存在的 FeO消耗 408.52 KJ分解 1Kg Fe3O4 消耗 4791.78KJ 分解 1KgFe2O3
19、 消耗 5144.28 KJ铁氧化物耗热 G= 28.37 4068.52+398.42 4791.78+923.445144.28=6774998.82 KJ其他氧化物MnO 分解 1Kg Mn 耗热 7350.53 KJ由 SiO2分解出 1KgSi 耗热 31028.14KJ由 3CaO.P2O5分解出 1KgP 耗热 35697.26KJ其他氧化物分解吸热 G=2.1 7350.53+4.5 31028.14+0.7 35697.26=180050.83KJ Q1=6774998.82+180050.83=6955049.65KJ2. 脱硫吸热CaO.脱硫耗热 5392.20 KJ/
20、Kg MgO.脱硫耗热 8025.60 KJ/ Kg MnO 脱硫耗热 6249.10 KJ/ Kg FeO .脱硫耗热 5496.70 KJ/ Kg欢迎下载精品学习资源平均耗热 =6290.90 KJ/ Kg脱硫吸热 Q2=3.21+0.18 6290.90=19061.43KJ3. 碳酸盐分解吸热CaCO3 分解 1Kg CaO 吸热 4037.88 KJ MgCO 3分解 1Kg MgO 吸热 2482.92 KJ碳 酸 盐 分 解 吸 热Q3=14.08 0.5346 4037.88+14.08 0.0052 2482.92=30575.59KJ4. 水分分解吸热分解 1m3 水蒸气吸
21、热 10788.58KJ Q4=1325.2 0.012 10788.58=171564.31KJ5. 煤粉分解吸热分解 1Kg 煤粉吸热 836KJ Q5=150 836=125400KJ6. 游离水蒸发吸热主要是焦炭带入1KgH 2O 是由 0C 上升到 100C 吸热 418KJ1Kg 1000 C H2O 变成 100C 水蒸气吸热 2257.2KJ Q6=400（ 0.04+1） 0.04（ 418+2257.2）=37977.80KJ7. 铁水带走1Kg1450 C 铁水带走热量 1237.28KJ欢迎下载精品学习资源Q7=1000 1237.28=1237280KJ8. 炉渣带走
22、1Kg1500 C 铁水带走热量 1851.74KJ Q8=347.45 1851.74=643387.06KJ9. 煤气带走 200 C 煤气带走的热量N2COCO2H2CH4H2O热容1.31041.31041.78441.29961.81661.5086干燥气热容=0.0026 1.8166+0.23061.3104+0.56091.3104+0.18021.7844+0.0239 1.2996=1.46KJ/ m3 C干燥气带走热量 =1847.1 1.46（ 200-0） =687899.53KJ煤气中水分带走热量=（ 400 0.04 22.4/18）（ 200-100） 15.0
23、86+28.93（ 200-0） 1.5086=38766.66KJ炉尘带走热量炉尘热容 0.836 KJ/ Kg=200.836（ 200-0） =3344KJ Q9=687899.53+12610.55+3344=703854.08KJ10. 热缺失Q10=热收入-（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q9）=10509394.7-欢迎下载精品学习资源6955049.65+19061.43+30575.59+171564.31+125400+37977.8+1237280+643387.06+703854.08=585244.78 KJ表七热平稳表热收入热支出名称数量kJ%名称
24、数量kJ%碳素氧化放热8109488.8477.16氧化物分解6955049.6564.29鼓风带入热2038702.5419.4脱硫吸热19061.430.18氢氧化放热324304.723.09水分解171564.311.63成渣热8577.790.08游离水蒸发37977.800.36炉料物理热28320.810.27铁水带走123728011.77炉渣带走643387.066.13喷吹物分解1254001.19碳酸盐分解30575.590.29煤气带走703854.086.7热缺失585244.785.57总计10509394.7100.00总计10509394.7100.003. 高
25、炉本体设计3.1 高炉总容积的确定设计一座年产制钢生铁220 万吨的高炉车间；作业率为 95%；（1） ） 确定年工作日： 36595%=347 天日产量： P总=22010000/347=6340.06t（2） ） 定容积：高炉利用系数 v=2.0t/m3.d每座高炉日产量： P= P总/1=6340.06t每座高炉容积： Vu=P/v=6340.06/2.0=3170m3欢迎下载精品学习资源3.2 炉型设计（ 1） 炉缸直径（ d）：选定冶炼强度 I=0.90t/m3.d炉缸截面燃烧强度： i 燃=1.05t/m2.h欢迎下载精品学习资源就 d=0.23IVu =0.230.903170
26、=11.98m欢迎下载精品学习资源i燃1.05取 d=12m欢迎下载精品学习资源校核： Vu/A=3170=28m欢迎下载精品学习资源4设计符合要求；（ 2） 炉缸高度：122欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源 渣口高度： hz=1.27bP1.271.20=2317021.7欢迎下载精品学习资源Nc 铁d100.557.112欢迎下载精品学习资源取 h z=1.7m式中： N昼夜出铁次数， 10 次；铁铁水比重， 7.1t/ m3； b生铁波动系数， 1.2； C渣口以下炉缸利用系数， 0.55； 风口高度：取 K =0.50hf= hz/k=1.7/0.5=4.15m取 hf=4.1
27、m 风口数目： n=2d+2=2 12+2=28取 n=28 个欢迎下载精品学习资源 风口结构尺寸：选取 a=0.5就炉缸高度： h1=hf+a=4.1+0.5=4.6m 3死铁层厚度：选取 h0=2 d=2 1.2=2.4m(4) 炉腰直径、炉腹角、炉腹高度： 选取 D/d=1.1就 D=1.112=13.2m取 D=13.2m选取 =80就 h2=D-d tg80/2=13.2-12 tg80/2=3.4m取 h2=3.4m校核： tg=2 h2/D-d=23.4/13.2-12=6=80(5) 炉喉直径、炉喉高度的确定： 选取 d1/D=0.67就 d1=0.67 13.2=8.85m取
28、 d1=8.9 m选取 h5=1.5m（ 6）炉身角、炉身高度、炉腰高度： 选取 =83o欢迎下载精品学习资源就 h4=D- d 1 tg/2=13.2-8.9tg83o/2=17.51m取 h4=17.5 m校核： tg=2h4/D- d 1=2 17.5/13.2-8.9=8.14=83o选取 Hu/D=2.28就 Hu=2.28 13.2=30.09 m取 H=30 m求得： h3=Hu-h1-h2-h4-h5=30-4.6-3.4-17.5-1.5=3m27 校核炉容：欢迎下载精品学习资源炉缸体积： V1=4d h1欢迎下载精品学习资源=3.14 1224.6/4=520.24 m3欢
29、迎下载精品学习资源炉腹体积： V2=12h D 2Ddd 2 欢迎下载精品学习资源2=3.14 3.4 13.22+13.2 12+122 /12欢迎下载精品学习资源=424.26m3炉腰体积： V3=4D 2h欢迎下载精品学习资源3=3.14 13.22 3/4欢迎下载精品学习资源=410.34m3欢迎下载精品学习资源炉身体积： V4=12h D 2Dd 1d 2 欢迎下载精品学习资源41=3.14 17.5（ 13.22+13.2 8.9+8.92）/12=1699.41m3欢迎下载精品学习资源炉喉体积： V5=2d1 h54欢迎下载精品学习资源=3.14 8.92 1.5/4=93.27
30、 m3高炉容积： Vu= V 1+V 2+V 3+V 4+V5=520.24+424.26+410.34+1699.41+93.27=3147.52 m3误差： V =（ Vu- Vu）/ Vu=（3170-3147.52） 100%/3170=0.7%1%3.3 内型尺寸及示意图欢迎下载精品学习资源4.1 高炉砌砖（高铝砖）1. 炉衬设计 ：炉缸、炉底采纳全碳砖，风口区以上的炉腹、炉腰采纳粘土砖，炉身中下部采纳碳化硅砖，炉身上部采纳粘土砖，炉喉采纳钢砖护板，基墩用耐火混凝土，基墩用钢筋混凝 土，选用过渡式炉腰；2. 高炉砌砖（高铝砖）运算(1) 炉腹砌砖炉腹用高铝砖，高炉炉腹高度为 3400
31、mm，就所需高铝砖层数 = 3400 =45 层，炉腹内衬75厚度为 345mm，采纳 G4-G2 协作；为设计便利，将炉腹分为3 段进行砌砖运算，从下往上每段的砖层数为15 层；第 1 段圆环内径 d=12000mm；欢迎下载精品学习资源G4：ns=2 a2=3.14345=87 块欢迎下载精品学习资源bdG2：nz=b1ns b1 b150= 3.141251200087150125=179 块欢迎下载精品学习资源G4=87G2=179 15h1125欢迎下载精品学习资源第 2 段依据砌砖公式R=tantan80=199mm欢迎下载精品学习资源式中： h 为砖的厚度 =1125mm；第 2
32、 段内径 d2=12000+2R=12000+2199=12398mm欢迎下载精品学习资源G4：ns=2 a2=3.14345=87 块欢迎下载精品学习资源bb1150125欢迎下载精品学习资源G2：nz=d2nsb1 b= 3.141239887150125=187 块欢迎下载精品学习资源G4=87G2=187 15欢迎下载精品学习资源第 3 段内径 d3=12000+4R=12000+4199=12796mm欢迎下载精品学习资源G4：ns=2 a2=3.14345=87 块欢迎下载精品学习资源bb1150125欢迎下载精品学习资源G2：nz=d3nsb1 b= 3.141279687150
33、125=196 块欢迎下载精品学习资源G4=87 G2=196 15欢迎下载精品学习资源炉腹砖的总数为 11640块；2. 高炉炉腰砌砖用高铝砖炉腰高度为 3000mm；就所需高铝砖层数为用 G4-G2 协作；3000 =40 层；炉腰内衬厚度为 345mm，采75欢迎下载精品学习资源G4：ns=87 块 G2：nz=块G4=87dnsb1 b= 3.141320087150125=204欢迎下载精品学习资源G2=204 40欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源炉腰砖的总数为 9735 块；(4) 高炉炉身砌砖用黏土砖炉身高度为 17500 mm，所需黏土砖的层数为17500 =234 层
34、75欢迎下载精品学习资源1） 炉身下半部将炉身下半部分为15 段，炉身下部炉衬厚度为575mm；第 1 段 G4：ns=87 块欢迎下载精品学习资源G2： nz=dns b1 b= 3.141320087150130=201 块欢迎下载精品学习资源G3=97G4=87G1=201G2=201 5欢迎下载精品学习资源第 2 段Rh= 575 =46mm欢迎下载精品学习资源tantan 83欢迎下载精品学习资源G3：ns=97 块 G1：nz=187 块G4=87G3=97G2=202G1=187 5第 3 段 G4：ns=87 块 G2： nz=197 块G3=97G4=87G1=197G2=1
35、97 5第 4 段 G3：ns=97 块 G1：nz=184 块G4=87G3=97G2=199G1=184 5第 5 段 G4：ns=87 块 G2：nz=194 块G3=97G4=87G1=194G2=194 5第 6 段 G3： ns=97 块 G1：nz=180 块G4=87G3=97G2=195G1=180 5第 7 段 G4： ns=87 块 G2：nz=190 块G3=97G4=87G1=190G2=190 5第 8 段 G3： ns=97 块 G1：nz=177 块G4=87G3=97 5欢迎下载精品学习资源G2=192G1=177第 9 段 G4：ns=87 块 G2：nz=
36、186 块G3=97G4=87G1=186G2=186 5第 10 段 G3：ns=97 块 G1： nz=174 块G4=87G3=97G2=189G1=174 5第 11 段 G4：ns=87 块 G2：nz=182块G3=97G4=87G1=182G2=182 5第 12 段 G3：ns=97 块 G1： nz=171 块G4=87G3=97 5G2=186G1=171第 13 段 G4：ns=87 块 G2： nz=178 块G3=97G4=87G1=178G2=178 5第 14 段 G3：ns=97 块 G1： nz=168 块G4=87G3=97G2=183G1=168 5第 15 段 G4：ns=87 块 G2： nz=174 块G3=97G4=87G1=174G2=174 52） 炉身上半部分为 11 段，炉身上半部炉衬厚度为 345mm第 1 段 G4： ns=87 块 G2：nz=172 块欢迎下载精品学习资源G4=87 G2=17215欢迎下载精品学习资源第 2 段 G4：ns=87 块 G2： nz=168 块欢迎下载精品学习资源G4=87 G2=16815欢迎下载精品学习资源第 3 段 G4：ns=87 块 G2： nz=164 块欢迎下载精品学习资源G4=87 G2=16415欢迎下载精品学习资源第