是根据娄底地区设计年产量为万吨的高炉炼铁车间，该地区矿藏丰富，水资源充沛，交通发达，设计炼铁车间比较合理。炼铁方法主要有高炉法直接还原法熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中还原物质适宜温度等通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。虽然现在高炉并不是以后炼钢的发展趋势，但高炉冶金是获得生铁的重要手段。它是以铁矿石是为原料，焦炭煤粉作为燃料和还原剂，在高炉内通过燃料燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物造渣等系列复杂的物理化学过程。随着冶金技术的不断发展，对其冶炼的关键设备高炉。也有了越来越严格的要求。高效率高质量高寿命低能耗低污染是本次设计所追求的目标。在本次设计中翻阅了大量的参考文献，相当于又系统的学习了遍高炉的有关知识，是对高炉发展的新的具体认识和总结，是本人三年专业知识学习的个促进过程。本次设计中得到了王建丽老师的悉心指导和帮助，本人表示非常的感谢。然而，由于本人水平有限，设计中难免有不足和纰漏之处。望各位给予指正。第章绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„高炉炼铁任务及工艺流程„„„„„„„„„„„„„„„高炉生产的特点及优点„„„„„„„„„„„„„„„„设计原则和指导思想„„„„„„„„„„„„„„„„„厂址及建厂条件论证„„„„„„„„„„„„„„„„„第二章炼铁工艺计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„配料计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„根据铁平衡求铁矿石需要量„„„„„„„„„„„„„„渣量及炉渣成分计算„„„„„„„„„„„„„„„„„物料平衡计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„热平衡计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第三章高炉本体„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„高炉炉型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„高炉炉衬„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„炉体冷却方式„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„冷却系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„高炉钢结构及高炉基础„„„„„„„„„„„„„„„„第四章炉顶装料系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„串罐式无钟炉顶装料设备„„„„„„„„„„„„„„„串罐式无钟炉顶的特点„„„„„„„„„„„„„„„„第五章供料系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„高炉供料系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„储矿焦槽及其主要设备„„„„„„„„„„„„„„槽下运输及炉料称量„„„„„„„„„„„„„„„„第六章送风系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„鼓风机的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„热风炉设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„热风炉常用耐火材料„„„„„„„„„„„„„„„„„燃烧器及送风制度的选择„„„„„„„„„„„„„„„热风炉主要管道直径的选定„„„„„„„„„„„„„„第七章渣铁处理系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„风口平台及出铁场„„„„„„„„„„„„„„„„„„炉前设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„炉渣处理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第八章煤气除尘系统„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第九章喷吹系统设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„喷煤车间设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第十章车间布置形式高炉车间平面布置„„„„„„„„„„„„„„„„„结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„主要参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„绪论高炉炼铁的任务及工艺流程高炉炼铁的任务是用还原剂焦炭煤粉在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。高炉生产要求以最小的投入获得最大的产出，即做到高产优产低耗有良好的经济效益。高炉生产是借助高炉本体和其辅助设备来完成的。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其他附属的配合，其工艺流程如图所示。供料系统包括贮矿槽贮焦称量与筛分等系列设备，其任务是将高炉冶炼所需要原料通过上料系统装入高炉。送风系统包括鼓风机热风炉及系列管道和阀门等，其任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需要的热风。煤气除尘系统包括煤气管道重力除尘器洗涤塔文氏管脱水器等，其任务是将高炉冶炼所产生的煤气，经系列的净化使其含尘量降至以下，以满足用户对煤气质量的要求。渣铁处理系统包括出铁场开铁口机炉前吊车铁水罐车及水冲渣设备等，其任务是及时处理高炉排放的渣铁，保证高炉生产正常进行。喷吹燃料系统包括原煤的存储运输煤粉的制备收集罐车及煤粉喷吹，以煤代焦，降低焦炭消耗。高炉生产的特点及优点特点高炉是个多相复杂的巨型高温化学反应器炉内两股逆向流动是切反应的基础高炉寿命长连续作业率高热效率高生铁质量稳定。优点既能利用多种原料，产品性能又能满足广泛的质量要求，铁的收得率高，又具备大规模生产的能力。设计原则和指导思想设计的总要求是技术上优先，工艺上可行，经济上合理。积极采用成熟的生产工艺，设备和结构学习总结生产经验，移植适用可行的先进技术在现有条件允许的情况下，留足够的发展余地充分考虑节约能源，资源的综合利用，改善劳动条件和环境保护。厂址及建厂条件论证本设计是针对娄底地区设计的。娄底市，是湖南的能源矿产和化工重镇，也是省内重要的铁路枢纽，有世界锑都百里煤海之称。位于省湖南中部。铁路建设方面，沪昆客运专线经过娄底，并在娄底城区和新化设站娄邵铁路既有线改造开工建设。高速公路方面，二广高速娄底段娄新高速新溆高速建设如火如荼长娄娄益娄衡高速进入了省里的建设，我市东南西北四个高速出口即将全面打通，个面向湘西大西南的综合交通枢纽城市日益显现在公众面前。炼铁工艺计算配料计算原始资料的收集和整理矿石成分分析见表焦炭成分分析见表煤粉成分分析见表矿石的选配因现场提供的化验成分不完全，为此因按元素在原料中存在形态不全应有的组成，并各组分含量之和等于。如矿石中其他物质如碱金属化合物未做化验分析，所以常规分析组分之和包括烧损等不等于，则可补加个其他项，使总和等于。表矿石成分生铁矿烧结矿球团矿综合矿表焦炭成分灰分挥发分有机物游离水表煤粉成分灰分表预定生铁成分表常见元素分配率原料生铁炉渣煤气冶炼条件的确定燃料消耗量焦比煤比重比置换比鼓风湿度相对湿度风温炉尘量入炉熟料温度炉顶煤气温度焦炭冶炼强度综合冶炼强度利用系数燃烧强度根据碱度平衡求铁矿石配比根据原料条件，假设生铁矿的配比为，烧结矿的配比为，球团矿的配比为。在按照生产经验确定炉渣碱度，然后根据碱度平衡求出。其中煤煤焦焦球烧矿煤煤焦焦球烧矿如果假设焦煤带入的铁和进入炉渣和炉尘的铁相等，既有球烧生本设计选定，计算得生铁矿，烧结矿和球团矿的配比为，按比例得到混合矿的成分，见表。根据铁平衡求铁矿石需要量燃料带入的铁量进入炉尘的焦炭量尘尘焦为炉尘中炭的烧损量。高炉内参加反应的焦炭量为焦故焦，煤带入的铁燃进入炉渣中的铁量渣需要由铁矿石带入的铁量矿渣燃冶炼生铁的矿石需要量矿矿矿考虑到炉尘吹出量，入炉矿石量为矿入渣量及炉渣成分计算渣中量渣中量每吨生铁含硫量进入生铁中的硫进入煤气中的硫进入渣中的硫表炉渣成分组元校核生铁成分表校核后生铁成分物料平衡计算风量计算燃料带入总量总焦焦煤煤溶入生铁中的量生铁生成甲烷的量甲烷直接还原消耗的量锰还原消耗的量锰磷还原消耗的量磷硅还原消耗的量硅铁直接还原消耗的量铁直故直风口前燃烧的量计算鼓风量风鼓风中的氧浓度燃燃烧需要的氧为煤粉带入氧量重油带入氧量需鼓风供给的体积风故风炉顶煤气成分及数量计算甲烷的体积由燃料碳生成的量焦炭挥发分中的量故氢的体积由鼓风中水分分解产生的量焦炭挥发分及有机物中量煤粉分解产生的量重油分解产生的量炉缸煤气中的总量生成甲烷消耗的量参加间接还原消耗的量故二氧化碳的体积由矿石带入的的量参加还原为的氢气量由氢还原的的量由还原的的量故还还原为生成的量焦炭挥发分中量故氧化碳的体积风口前炭燃烧生成量燃直接还原生成量直焦炭挥发分中的量间接还原消耗的量故由以上计算结果得煤气成分表，见表。表煤气成分表成分体积编制物料平衡表鼓风质量的计算，鼓风的质量为风鼓风的质量为风煤气质量的计算，煤气的质量为煤气煤气的质量为煤气煤气中的水分焦炭带入的水分量氢气参加还原生成的水分量间故由以上计算结果编制物料平衡表，见表。表物料平衡表收入项支出项铁矿石生铁焦炭炉渣鼓风煤气煤粉煤气中水分重油炉尘总计总计相对误差热平衡计算高炉热平衡是按照能量守恒定律以物料平衡为基础来计算的。通过热平衡计算可以了解冶炼过程的能量利用情况，找出改善热量利用焦比的途径，指导高炉生产。以生铁作业为计算单位。计算热量收人收碳氧化放热碳氧化为放出的热量碳氧化产生的的体积为氧化煤气氧化式中氧化为放热，。碳氧化为放出的热量氧化煤气挥氧化式中氧化为放热，。故鼓风带入的热量风风风风空气风水汽式中空气在下空气的热容量，其值为水汽在下空气的热容量，其值为。氢氧化为水放热还式中氧化为水放热，。甲烷生成热碳式中甲烷生成热，。炉料物理热冷烧结矿比热容为。物矿热量总收入收风物热量支出支出氧化物分解吸热氧化物分解假设焦炭和煤粉中的全以硅酸铁形态存在，熔剂性烧结矿和球团矿，可以考虑其中有以硅酸铁形态