冶金技术毕业论文高炉炼铁系统设备.doc

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1、莱芜职业技术学院毕业论文论文标题：高炉炼铁系统设备作者：学校名称：莱芜职业技术学院专业：冶金技术年级：07冶金技术指导教师：日期：2010.4.1目录内容提要与关键词3论文要手抄在论文本上，目录要根据手抄在论文本上的具体页数来确定。正文4参考文献58摘 要本论文的主要内容包括高炉车间的七大系统：即高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统和冷却系统的设备类型、尺寸计算和生产能力计算。高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针，系统的设计了炼铁设备。包括

2、绪论、工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、 供料设备、送风设备、炉顶设备、煤气处理设备、渣铁处理设备、高炉喷吹设备等。设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化，以期达到最佳的生产效益。关键词：设备；设计；高炉；炼铁；渣铁；喷吹；第一章 绪论1.1概述钢铁是重要的金属材料之一，被广泛应用于各个领域，钢铁生产水平是一个国家发展程度的标志。现代任何国家是否发达的主要标志是其工业化及自动化的水平，及工业生产在国民经济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而

3、劳动生产率是衡量工业化水平极为重要的标志之一。为达到较高的劳动生产率需要大量的机械设备。钢铁工业为制造各种机械设备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。故在一定意义上说，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济发达的程度。到目前为止还看不出，有任何其他材料在可预见的将来，能代替钢铁现有的地位。 1.2 高炉生产主要经济技术指标衡量高炉炼铁生产技术水平和经济效果的技术经济指标，主要有：（1）高炉有效容积利用系数（v）。高炉有效容积利用系数是指每昼夜、每1 m3高炉有效容积的生铁产量，即高炉每昼夜的生铁产量P与高炉有

4、效容积V有之比： v=v是高炉冶炼的一个重要指标，v愈大，高炉生产率愈高，目前，一般大型高炉超过2.0t/(m3d),一些先进高炉可达2.22.3 t/(m3d)。小型高炉的v更高,100300 m3高炉的利用系数为2.83.2 t/(m3d)。（2）焦比（K）。焦比是指冶炼每吨生铁消耗的焦碳量，即每昼夜焦碳消耗量Qk与每昼夜生铁产量P之比 K= 焦碳的消耗量约占生铁成本的3040，欲降低生铁成本必须力求降低焦比。焦比大小与冶炼条件密切相关，一般情况下焦比为450500Kg/t,喷吹煤粉可以有效地降低焦比。（3）煤比（Y）。冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。当每昼夜煤粉的消耗量为时，则： Y=

5、 喷吹其它辅助燃料时的计算方法类同，但气体燃料应以体积（）计算。单位质量的煤粉所代替的焦炭的质量称为煤焦置换比，它表示煤粉利用率的高低。一般煤粉的置换比为0.70.9。（4）冶炼强度（I）。冶炼强度是每昼夜 、每1高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜焦炭消耗量与有效容积的比值：I= 冶炼强度表示高炉的作业强度，它与鼓入高炉的风量成正比，在焦比不变的情况下，冶炼强度越高，高炉产率越大，当前国内外大型高炉一般为1.05左右。 （5）生铁合格率。化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指针。 （6）生铁成本。生产1t合格生铁所消耗的所有原

6、料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和，单位为元/t。 （7）休风率。休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护的水平。先进高炉休风率小于1。实践证明，休风率降低1，产量可提高2。 （8）高炉一代寿命。高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为1015年。 判断高炉一代寿命结束的准则主要是高炉生产的经济性和安全性。如果高炉的破损程度已使生产陷入效率低、质量差、成本高、故障多、安全差的境地，就应该考虑停炉大修或改建。衡量高炉炉龄的指标有两条，一是高炉的炉龄，二是一代炉龄内单位容积的产铁量。 1.3

7、高炉辅助设计和生产流程图高炉及辅助设备如下：高炉本体 上料系统 送风系统 煤气除尘系统 渣铁处理系统 喷吹燃料系统。流程图如下：原料（烧结矿、焦碳、球团矿）上料系统 喷煤系统 高炉 热风炉 鼓风机 炉渣 生铁 煤气 水渣 渣棉 干渣 铸钢 铸造 除尘 净煤气 燃气厂 水泥材料 绝热材料 建筑铺路材料 热装铸钢 铸造机 炉尘 烧结第二章 高炉本体 2.1. 总述高炉包括基础、钢结构、炉衬、冷却设备等。高炉的大小以高炉有效容积表示，高炉有效容积和高炉座数表明高炉车间的规模，高炉炉型设计是高炉本题设计的基础8。高炉本体结构设计的先进、合理是实现优质、低耗、高产、长寿的先决条件，也是高炉辅助系统设计和

8、造型的依据9。2.2 确定年工作日：347天日产量 P总=3458.2t2.3 定容积：选定高炉座数为2座，利用系数为: =2.0t/（m3 d） 每座高炉日产量： P= =1729.1t每座高炉容积 ： = =864.6m32.4 炉缸尺寸 1. 炉缸直径 选定冶炼强度 I=0.95t（m3d）;燃烧强度=1.05 t（h），则: d=0.23=0.23=6.43m 取d=6.4m 校核 =26.88 合理 2. 炉缸高度 1) 渣口高度hz=1.647m 取hz =1.7m2) 风口高度 = =3.03m 取=3.0m3) 风口数目 n=2(d+2)=2(6.4+2)=16.8 取n=18

9、个 4) 风口结构尺寸 选取 a=0.5m 则:5) 炉缸高度 h1=hf+a=3.0+0.5=3.5m2.5 死铁层厚度 选取 h0=1.5m 2.6 炉腰直径 炉腹角 炉腹高度选取 =1.10 则 D=1.096.4=7.04 取D=7m选取=8030 则 = =8030=1.76m 取=1.7m 校核 = =5.67 =80028133112.7 炉喉直径 炉喉高度 选取 =0.64 则 =0.647=4.48 取= 4.5m 选取 h5=2.0m2.8 炉身角 炉身高度 炉腰高度 选取 =840 则 h4=11.89m 取h4=12m 校核 tan=9.6 =8103211611 选取

10、 Hu/D=3.0 则 Hu=3.07=21 取Hu=21m h3=Hu-h1-h2-h4-h5=21-3.5-1.7-12-2.0=1.8m2.9 校核炉容1. 炉缸体积: V1= =112.54m3 2. 炉腹体积: V2=59.95m3 3. 炉腰体积: V3=54.35 m34. 炉身体积: V4=316.36m3 5.炉喉体积：V5 = =31.79 5 高炉容积： = V1VVV4112.54+59.95+54.35+316.36+31.79574.99m 误差： =0.33%1% 炉型设计合理，符合要求。第三章 供料设备 原料系统包括：卸料、堆料、冶炼前的准备（破碎、筛分、混匀）

11、，运输到贮矿槽上；按高炉的需要配料、称量；装入料车或上料皮带，经过炉顶装料装置装入高炉等 。3.1 贮矿槽 高炉炉后贮矿槽和贮焦槽是用来接受和贮存炉料的。此外，还应设置一些数目的杂矿槽，以贮存熔剂和洗炉料等。1. 贮矿槽结构：采用钢钢筋混凝土混合式结构形式，矿槽周壁用钢筋混凝土浇灌，底壁、支柱和轨道梁用钢板焊成。槽内加衬板，槽底板与水平面夹角50 55。2副矿槽设计杂矿槽：752 块矿槽：10023.1.2 焦矿槽 1每个焦槽容积为：3362.1/n=840.5， 焦槽贮存能力（时间）：3362.124/(48032.2)=7.64小时 2另备一个100碎焦槽。3.2 槽上、槽下设备 3.2.

12、1槽上设备目前，槽上设备有料车上料和皮带上料两种，本设计采用皮带上料。3.2.2槽下设备及参数选择1. 给料器槽下设放料闸门，为电动装置，同时也设手动装置。2. 筛分设备为改善高炉料柱的透气性，必须筛除粉末。槽下筛分是炉料入炉前的最后一次筛分。将给料机底板换成筛网，可在给料的同时起到筛分的作用。本设计中采用电磁震动筛作为筛分设备。3. 槽下运输及炉料称量本设计采用皮带机供料方式。焦炭称量漏斗：安装在贮焦槽下面，用来称量经筛分的焦炭，之后将焦炭卸入胶带上料机运往高炉炉顶。矿石称量漏斗：主要安装在贮矿槽下面，用来称量烧结矿、球团矿及生矿石，矿石采用分散筛分分散称量的方法12。其优点在于：布置操作灵

13、活，备用能力大，便于维护。称量后的炉料经胶带上料机运往高炉炉顶。第四章 送风设备高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路及管路上的各种阀门等。 4.1 高炉鼓风机 高炉鼓风机用来提供燃料所必需的氧气、热空气和焦炭在风口燃烧所生成的煤气，又是在鼓风机提供的风压下才能克服料柱阻力从炉顶排出。4.1.1 高炉入炉风量= 4780.88 m3/min高炉有效容积；每吨干焦消耗标态风量，2700 m3/t 高炉冶炼强度，取1.05tm3dt标态入炉风量，m3/min4.1.2 鼓风机风量 =(1+10)4780.88=5258.96 m3/min高炉入炉风量，m3/min高炉要求的鼓风机出

14、口风量，m3/min 送风系统漏风系数，对大型高炉为104.1.3高炉鼓风压力1. 高炉炉顶压力： 3.0 105 Pa=0.30 2. 高炉料柱阻力损失： 1.3105 Pa0.133. 高炉送风系统阻力损失： 21040.02则:鼓风机出口风压:=+ +=0.30+0.13+0.02=0.45 。 4.2 热风炉设备热风炉设备主要包括：热风炉本体、燃烧器、助燃风机、热风炉烟道、烟囱以及各个管道和阀门，其中燃烧系统的阀门有：空气燃烧阀、高炉煤气燃烧阀、高炉煤气阀、高炉煤气放散阀、焦炉煤气燃烧阀、焦炉煤气阀、吹扫阀、焦炉煤气放散阀、助燃空气流量调节阀、高炉煤气流量调节阀、焦炉煤气流量调节阀及烟

15、道阀等。送风系统的阀门有：热风阀、冷风阀、混风阀、混风流量调节阀，充风阀、废气阀及冷风流量调节阀等。燃烧器用来混合高炉煤气与空气，并把混合气体送入热风炉的燃烧室。空气由单独的送风机供给。本设计采用套筒式陶瓷燃烧器。4.2.6 热风炉管道及阀门1. 热风炉系统设有冷风管、热风管、混风管、燃烧用净煤气管和助燃风管、倒流休风管等，这些管道均为普通碳素钢板焊成。管道直径根据合适的流速确定，按下式计算： 式中 - 圆形管道内径， - 气体在实际状态下的体积流量， - 气体在实际状态下的流速，。管道内气体流速参考数据见表1：表1 管道内气体流速参考数据名称实际流速（）冷风管道正风压1520负风压1015热

16、风管道正风压3035负风压2530净煤气管道612根据我国高炉热风炉管道内径参考数据，本设计选取热风炉管道内径见表12：表2 热风炉管道内径高炉容积净煤气总管净煤气管道冷风总管冷风直管热风总管热风围管冷风混风管12101500110014001200150015001200热风炉的烟道设置在热风炉组一侧的地面以下，为耐热混凝土结构。断面形状为圆形。烟道的高度为1200mm，宽度为800mm，烟道内流速为25m/s。热风炉组的烟囱设置在远离高炉方向末端，为混凝土结构，高度为70m。2. 热风炉主要阀门有：1) 热风阀：安装在热风出口和热风主管之间的热风短管上。其作用是：在燃烧期关闭，割断热风炉与

17、热风管道之间的联系。2) 切断阀：由闸板阀、曲柄盘式阀、盘式烟道阀构成。其作用是：切断煤气、助燃空气、冷风及烟气。3) 调节阀：一般采用蝶形阀，其作用是：调节煤气流量、助燃空气流量、冷风流量及混风的冷风流量等。4) 充风阀：其作用是：热风炉从燃烧期转换到送风期，当冷风阀上没有设置均压小阀时，在冷风阀打开之前必须使用充风阀提高热风炉的压力。5) 废气阀：其作用在于：热风炉从送风期转入燃烧期时，在烟道阀打开之前应打开废气阀，将热风炉内相当于鼓风压力的压缩空气由废气阀放掉以降低炉内压力。6) 放风阀和消音器：位于鼓风机和热风炉组织间的冷风管道上。其作用在于：在鼓风机不停止工作的情况下，用放风阀把一部

18、分或全部鼓风排放到大气中去的方法来调节入炉风量。7) 冷风阀：是位于冷风之管上的切断阀。其作用是：在送风期，打开冷风阀可以把高炉鼓风机鼓出的冷风送入热风炉。燃烧期则关掉冷风阀，以切断冷风管。第五章 渣铁处理设备高炉冶炼中有大量高温液态的生铁和炉渣由高炉下部的铁口和渣口放出。及时、合理的处理这些生铁和炉渣是保证高炉正常生产的重要环节。为了搞好这些工作，必须有完好的出铁和出渣设施及足够的运输能力。5.1炉渣处理设备从高炉炉渣处理的发展来看，无论新上项目还是改扩建或大修项目，轮法粒化渣处理工艺因其经济性、可靠性而成为首选工艺。现国内唐钢二炼铁、宝新炼铁厂已采用，其它许多厂家也正准备采用此工艺。因此，

19、轮法粒化渣处理工艺在我国应用前景广阔18。鉴于本设计也采用轮法粒化渣处理工艺，其工艺流程如图1所示： 1：流渣咀；2：粒化器；3：脱水器；4：集气管；5：压缩空气；6：出料斗；7、8：皮带输送机；9：气力提升机；10：循环水罐；11：工业用水；12：新水；13：粒化泵；14：工业用水；15：循环用水；16：溢流装置图1轮法粒化渣处理工艺流程图 轮法粒化渣处理工艺主要设备有:摆动流渣嘴、粒化器、脱水器、滋流装置、气力提升机(气泡泵)或渣浆泵等。5.2铁水处理设备高炉生产的铁水主要是供给给转炉用来炼钢，同时还考虑炼钢设备检修等暂时性生产能力配合不上时，将部分铁水铸成铁块；生产的铸造生铁一般要铸成铁

20、块，因此铁水处理设备包括运送铁水的铁水罐车和铸铁机两种。5.2.1 铁水罐车 铁水罐车是用普通机车牵引的特殊的铁路车辆，由车架和铁水罐组成，铁水罐通过车身的两对枢轴支撑在车架上。另外还设有被吊车吊起的枢轴，供铸铁时翻罐用的双耳和小轴。铁水罐由钢板焊成，罐内砌有耐火砖衬，并在砖衬与罐壳之间填以石棉绝热板。铁水车可以分为两种类型：上部敞口式和混铁炉式，本设计采用混铁炉式铁水罐。5.2.2 铸铁机 铸铁机是把铁水连续铸成铁块的机械化设备。本设计采用LZ441型双带滚轮固定式铸铁机。5.2.3 铁水炉外脱硫设备 本设计采用喷吹气体搅拌法对铁水实行炉外脱硫。将喷枪插入到铁水中，通过喷枪把含有脱硫剂的气体

21、混合物吹入到铁水中，并利用喷吹气体使铁水发生搅拌，以脱除铁水中的硫。喷吹气体为氮气。5.3 铁沟流咀布置5.3.1 渣铁沟的设计在保证渣、铁分离的前提下，尽量缩短渣铁沟长度。1. 设计参数：1) 铁沟坡度：主铁沟段坡度为9，支铁沟段坡度为：6，下渣沟坡度为7，流嘴处坡度为10。2) 主铁沟长为15，宽1.2，身1.2。2. 构造：1) 渣沟：80厚的铸铁槽内捣一层垫沟料，铺上河沙即可。2) 铁沟：80厚的铸铁槽内，砌一层115的粘土砖，上面捣一碳素耐火泥。3. 撇渣器：位于主铁沟末端，利用渣铁比重不同，用挡渣板把下渣挡住，只让铁水从下面通过，达到了渣铁分离的目的。本设计如下：1)渣沟的下渣口到

22、撇渣器中心线的距离为500；2)下渣沟砂坝底高于残渣沟砂坝；3)残渣沟砂坝下沿与沟头在同一水平面。5.3.2 流咀的设计本设计采用摆动流咀。摆动流咀安装在出铁场下面，其作用是把经铁水沟流出来的铁水注入出铁场平台下的任意一个铁水罐中。设置摆动流嘴缩短了铁水沟长度，简化了出铁场布置，减轻了许多修补铁沟的作业。5.4炉前设备的选择炉前设备主要有：开铁口机、堵铁口泥炮、堵渣机、换风口机、炉前吊车等。5.4.1 开铁口机本设计采用冲钻式开铁口机，它由起吊机构、转臂机构和开口机构组成。开口机构中钻头以冲击运动为主，同时通过旋转机构是钻头产生旋转运动，即钻头即可进行冲击运动又可进行旋转运动；既能完成钻孔动作

23、，又能完成捅铁口动作。5.4.2 堵铁口泥炮本设计中采用液压泥炮。泥炮主要由打泥机构、压紧机构和转炮机构组成。转炮用液压马达，压炮和打泥用液压缸。5.4.3 堵渣机堵渣机常用铰接的平行四连杆结构。本设计采用吹风式堵渣机，其特点是放渣时把塞头拔出即放渣，而不必人工打开渣口。5.4.4 换风口机本设计采用吊挂式换风口机。它主要由小车运行结构、立柱回转及升降机构、挑杆伸缩机构、挑杆摆动机构、挑杆冲击机构及卷扬机构等组成。5.4.5 炉前吊车为减轻炉前劳动强度需设置炉前吊车，它的主要作用是用于吊运炉前的各种材料，清理渣铁沟，更换主铁沟、撇渣器和检修炉前设备等。第六章 煤气除尘设备高炉冶炼过程中，从炉顶

24、排除大量烟气，每吨生铁约产生1800标准立方米煤气，其中含2024%，约含2%， 0.5%，发热值约3500。因此高炉煤气具有一定使用价值。由高炉炉顶排出的煤气，其温度150300，标态时含有粉尘约40100，需降温除去后才能使用。6.1 荒煤气管道高炉煤气由炉顶封板（炉头）引出，经导出管、上升管、下降管进入除尘器。6.2 除尘系统的选择和主要设备尺寸的确定本设计中高炉煤气除尘处理采用重力除尘器和一文、二文除尘设备；高炉出铁均采用布袋除尘；料斗内漏斗、筛分处用布袋除尘。6.2.1 布袋除尘器高炉煤气干法滤袋除尘工艺从70年代开始，以其节水、节电、投资低、污染少等优势在中小高炉上得以广泛应用，并

25、逐步发展用于大型高炉、显示出明显的社会和经济效益19。目前，高炉煤气净化多采用湿法除尘，而干法除尘是在高温条件下进行的煤气净化技术。与湿法除尘相比,干法除尘可简化工艺系统,合理利用煤气显热，提高煤气热效率，而且解决了二次水污染及污泥的处理问题，还可配套建设高炉顶压发电设备20。高炉进行易地大修改造，受水资源匮乏和场地的制约，应采用全干法布袋除尘系统比较合适21。新的煤气除尘系统工艺流程为:高炉炉顶(粗煤气) 煤气下降管重力除尘器(半净煤气) 半净煤气总管半净煤气支管手动蝶阀手动扇形盲板阀布袋除尘器(净煤气) 手动扇形盲板阀电动蝶阀净煤气支管净煤气总管调压阀组净煤气总切断阀煤气降温装置净煤气总管

26、。煤气干法滤袋除尘工艺流程如图2 所示。1：重力除尘器； 2：荒煤气冷却系统； 3：旋风冷却器；4：干法滤袋箱体；5：二次偏心蝶阀；6：煤气切断阀；7：净煤气主管；8：反吹清灰净煤气管；9：星形拨料阀；10：中间灰仓；11：螺旋输料机；12：斗式提升机；13：集灰仓；14：卸灰阀；15：反吹清灰系统图2干法滤袋除尘工艺流程图 6.2.2 附属设备1. 煤气遮断阀设置在重力除尘器上部圆筒形管道内，是一盘式阀。高炉正常生产时处于常通状态，高炉休风时用来切断高炉炉顶与除尘器之间的管路联系。本设计采用两段锥形密封结合面，以具有良好的密封性。2. 煤气放散阀煤气放散阀属于安全装置，设置在煤气上升管顶端、

27、除尘器的顶端和除尘系统煤气放散管的顶端，为常关阀。当高炉休风时打开放散阀并通入水蒸气，将煤气驱入大气，操作时应注意不同位置的放散阀不能同时打开。3. 煤气压力调节阀组 高压高炉炉顶煤气压力调节阀组设置在煤气除尘系统二级文氏管之后，用来调节和控制高炉炉顶压力。调节阀组由四个调节阀和一个常通管道组成。4. 煤气切断阀 用来把煤气清洗系统与钢铁联合企业的煤气管阀隔开，煤气切断阀设置在精细除尘设备后的净煤气管道上。6.2.3 布袋除尘器目前要解决的问题1. 目前的滤料耐温约为200 0C，当人口煤气温度高时，要在重力除尘器里加雾化喷嘴喷水来降低煤气温度，但喷嘴的喷水量、喷雾细度如何随煤气温度的波动而变

28、化，不致因喷水量、雾滴过大而影响除尘器的性能仍需研究。2. 滤袋的寿命要延长。频繁更换滤袋是一项很繁重而条件恶劣的工作。目前，应积极开发玻璃纤维针刺毡、合成纤维等滤料的应用。3. 要采用先进的清灰方式。目前使用的反吹风清灰普遍存在清灰能力弱，因而过滤负荷低，阻力高，设备数量多，占地面积大，并且反吹时有严重的荒煤气和粉尘的二次污染等问题。4. 要有更可靠适用的连续自动检漏装置。第七章 喷吹燃料设备它包括原料的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等系统，主要任务是均匀稳定地向高炉喷吹大量煤粉，以代替焦，降低焦炭消耗。 7.1. 喷吹设备的确定 1) 喷吹罐有效容积的确定喷吹罐有效容积按向高炉连续

29、喷吹料时的喷吹量来设计。指最低和最高料面间的容积，最低料面指在料面以下保留23吨煤粉的料面；最高料面指在离罐顶的球形的转折处8001000的料面。 可以用以下公式确定： 式中：喷吹罐有效容积，；倒罐周期，,；小时煤粉喷吹量 ， ；煤粉堆密度,设=0.62 喷吹量 式中：喷煤量， =0.2 =25202.10.2/24=44.1 则:= 0.544.1/0.62=35.56 2) 贮煤罐贮煤罐有效容积指大于喷煤罐，最低料面是斜阀，最高料面以上也是要留出8001000的距离。取 = 4。7.2. 喷吹系统附属设备1) 混合器：将煤粉与压缩空气混合并使煤粉启动的设备，由壳体与喷咀组成，安装在喷吹罐下

30、面。喷嘴长度在13517之间，直径与风量相关，在36之间。2) 分配器：本设计采用盘式分配器。一座高炉使用两个分配器，两个分配器对称布置于高炉两侧，喷吹主管进入分配器前应有相当长的垂直段，采用3.5。3) 喷煤枪：由混合器或经过分配器吹送的煤粉，通过喷枪送到高炉直吹管进入炉内。由耐热无缝钢管制成，直径1525之间。本设计采用斜插式。 含挥发分高的烟煤粉是易燃易爆物质，在高压喷吹系统中，贮煤罐和喷煤罐又是高压容器，一旦爆炸，破坏相当大，因此在设计与操作中须十分注意安全。 第八章 炉顶设备本设计采用并罐式无料钟炉顶旋转溜槽布料。8.1 炉顶基本结构：并罐式无料钟炉顶主要由受料漏斗、称量料罐、中心喉

31、管、气密箱、旋转布料溜槽、密封阀、卸料阀等组成。受料漏斗的作用是接受皮带机卸下的炉料，并将炉料卸入到贮料罐。本设计采用水平移动式受料斗。受料斗壳体是由钢板焊成，内壁衬以锰钢保护板。称量料罐的上部为球顶型，中部为圆筒型，下部为锥型。其有效容积取决于高炉有效容积和料批组成大小。贮料罐本体为钢结构件，内壁衬以高锰耐磨保护板。密封阀为摆动盘式阀，阀座与阀板接触处采用耐高温的硬质合金硬密封和嵌硅橡胶圈软密封。其直径大小取决于炉料的粒度和下料速度。卸料阀为直插式扇形闸阀，设置在贮料罐的下部。 由于二个贮料罐的中心线和高炉中心线不一致，采用叉形管及中心炉喉将贮料罐和布料溜槽接通。中心炉喉的直径为500700

32、（本设计取600），壳体内壁衬以耐磨保护钢板。溜槽布料器系统包括布料溜槽、气密箱、星形减速箱及电器控制等。布料溜槽是一个半圆形的槽体，壳体用铸钢作成，槽壁为抗磨铸钢衬板，衬板表面堆焊硬质合金，料槽作成锥形。气密箱通过壳体支撑在高炉炉顶钢圈上，溜槽传动系统的零件安装在气密箱内，溜槽吊挂在气密箱内的旋转圆筒下端。气密箱要加以密封和冷却。探料装置：在炉顶装有探测料面的装置，探料尺、微波式料面计、激光料面计。本设计采用探料尺,每座高炉设有两个探料尺,互成180。8.2 布料方式 本设计采用旋转布料，旋转布料时布料器的主、副电动机同时启动，溜槽作匀速旋转运动的同时，溜槽倾角还作渐变径向运动，使炉料形成变

33、径螺旋形分布。旋转布料时溜槽倾角的改变，采用由外向内跳变。这种布料方式能将炉料布到炉喉截面上的任一部位，并可根据需要调节料层的厚度，以获得较为平坦的料面。8.3 基本参数的计算 排料口的周边长度 排料口的流通面积 排料口的水力半径 下料速度 排料率 每次布料时间 每次布料层数 其中 排料口直径，；重力加速度：98 ；原料流动系数一般0.61.2之间，焦炭取小值,矿物取大值； 出口料流的轴心线与水平面之间的夹角，本设计取50； 料罐有效容积； 布料器转速，。无料钟炉顶基本参数计算表3表3 无料钟炉顶基本参数炉容DLFR012100.82.060.250.120.61.00.91.50.230.3

34、72088.553811.87.1第九章 冷却系统设备 9.1炉底冷却型式选择大型高炉炉缸直径较大，周围径向冷却壁的冷却，已不足以将炉底中心部位的热量散发出去，如不进行冷却则向下侵蚀严重。目前，多数高炉炉底都采用水冷的方法，即水冷炉底。 水冷管中心线以下埋置在炉基耐火混凝土基墩上表面中，中心线以上为碳素捣固层，水冷管为4010，炉底中心部位水冷管间距200300（本设计取200），边缘水冷管间距为300500（本设计取300），水冷管两端伸出炉壳外50100。炉壳开孔后加垫板固定，开空处应避开炉壳折点150以上。 水冷炉底结构应保证切断给水后，可排出管内积水，工作时排水口要高出水冷管水平面，保

35、证管内充满水。9.2 高炉各部位冷却设备的选择9.2.1 炉缸和炉底部位冷却设备选择炉缸和炉底选用光面冷却壁，砌与冷却壁之间留100150（本设计取150）的缝隙，其中填以炭质填料。光面冷却壁与炉壳之间留20的缝隙，并用稀泥浆灌满。光面冷却壁尺寸大小要考虑到制造与安装的方便，冷却壁宽度一般为7001500，厚度80120（本设计取120），高度视炉壳折点而定，一般小于3000（本设计取1300）。安装时，同段冷却壁间直缝为20，上下段间水平缝为30，上下两段冷却壁间垂直缝应相互错开，缝间用铁质锈接料锈接严密。9.2.2 炉腹、炉腰和炉身这些部位采用镶砖冷却壁冷却，冷却壁紧靠炉衬。从外形看，镶砖

36、冷却壁一般有三种结构形式：普通型、上部带凸台型和中间带凸台型。镶砖冷却壁厚度为250350（本设计取350），高度小于3000。炉腹和炉腰采用普通型镶砖冷却壁，炉腹部位冷却壁高度取1600，炉腰部位冷却壁高度取2000;炉身采用上部带凸台型镶砖冷却壁，高度2000，凸台突出长度200，肋高200。凸台冷却壁的凸台部分起到支撑上部砌砖的作用，可以取消最长层的支梁水箱，简化了冷却系统结构，减少了炉壳开孔。9.2.3炉顶 采用喷水冷却 。 9.3 铁口铁口装置主要指铁口套。铁口套的作用是保护铁口处的炉壳。铁口套一般用铸钢制成，并与炉壳铆接后焊接。考虑不使应力集中，铁口套的形状，一般做成椭圆形，或四角

37、大圆弧半径的方形。9.4 炉壳及钢结构确定9.4.1 高炉钢结构炉体钢结构主要包括炉体支柱、炉顶框架、炉壳及平台结构等。1. 炉体支柱：炉体支柱是支撑炉体及炉顶设备重要的钢结构件。炉体支柱的结构形式取决于炉体内衬结构及炉顶设备的载荷传递到炉基的方式。本设计采用大框架结构。这种结构特点是炉顶框架上的全部载荷由四根大支柱组成的大框架直接传递到炉基，炉顶法兰盘上的载荷由炉壳传递到炉基，取消了炉腰托圈，炉缸支柱及炉身支柱。2. 炉顶框架：炉身支柱或大框架支柱上的部顶端一般都用横跨钢梁将支柱连接成整体，并在横跨钢梁上面满铺花纹钢板或普通钢板作为炉顶平台。炉顶平台是炉顶最宽敞的工作平台。炉顶框架是设置在炉

38、顶平台上面的钢结构支撑架。它主要支撑受料漏斗、大小料钟平衡杆机构及安装大梁等。炉顶框架结构形式在A字型和门型两种，本设计选用门型结构。门型结构钢架一般为24-40厚钢板焊成或槽钢制成。3. 平台结构：高炉炉体凡是在设置有人孔、探测孔、冷却设施及机械设备的部位，均应设置工作平台，以便于检修和操作。各层工作平台之间用走梯连接。9.4.2炉壳炉壳有钢板制成， 各部位炉壳厚度的计算公式如下： ，其值见表4：表4 炉体各部位系数部位值值本设计值，炉顶封板与炉喉50553.6-炉身上部区域2.01383027.66炉身下部区域2.21383030.43炉腰及其以下部位2.71070028.89炉缸及炉底3

39、.01331039.93致谢首先，感谢我的辅导老师冯博楷。在我的开题以及论文修改中做了大量的工作，给我以很多的指导和修正！对我们的论文亲自修改，极其认真，负责。还要感谢粉末冶金学院教务主任赵亮培老师，郑国良老师在这次毕业设计中给我很多帮助！心中不胜感激！在设计过程中，还要谢谢闫星光，姚明，凌宗峰，王升等同学的帮忙！ 刘呈祥 2010-04-20参考文献1 郝素菊、蒋武锋、方觉。高炉炼铁设计原理-北京：冶金工业出版社,20052 成兰伯，高炉炼铁工艺及计算。北京：冶金工业出版社，19913 薛立基、万真雅,钢铁冶金设计原理（上册）,重庆：重庆大学出版社,19924 张树勋,钢铁厂设计原理（上册）,北京：冶金工业出版社,19944 赵润恩,炼铁工艺设计原理,北京：冶金工业出版社,19935 章天华，鲁世英。炼铁。现代钢铁工业技术。北京：冶金工业出版社，19866 丁泽洲，钢铁厂总平面设计。北京：冶金工业出版社，1998 8 陈建新，张雪萍.韶钢350m3高炉供料及上料系统的设计. 钢铁，1999，9 刘青,高炉铜冷却壁的应用及探讨,钢铁研究,2001,（3）10 蒋玲，高炉长寿技术的新发展，钢铁研究，1998，（2）