設計一座年產制鋼生鐵L08320萬噸的高爐課程設計設計

1、.課 程 設 計題目：設計一座年產制鋼生鐵（L08）320萬噸的高爐目錄原始數據：2一 配料計算31.礦石和熔劑消耗量的計算（以生產1t生鐵為單位）32.渣量和爐渣成分的計算43.生鐵成分校正：5二 物料平衡計算：61.風量的計算62.煤氣量的計算：63.編制物料平衡表8三.熱平衡的計算91.熱收入：92.熱支出的計算103.熱平衡表14四設計一座年產制鋼生鐵320萬噸的高爐14五. 高爐砌磚計算(高鋁磚)17原始數據 成分品種TFeFe2O3FeOSMnOPSiO2Al2O3CaOMgOCO2H2O1/2S3/2SP2O5燒損燒結礦5669.59.70.060.350.115.42.029.

2、53.00.20.030.2599.75球團礦62.57017.70.060.0388.70.71.61.050.030.0899.86澳礦65.692.70.40.040.120.162.41.60.020.260.060.3797.93石灰石1.151.61.381.4753.50.542.142.1100.55爐塵48.155.212.50.121.40.125151.44.650.951.726.600.060.298.32106.31焦炭灰分4.25.551.938.63.11.0100.1煤灰分2.22.8658.433.63.721.2299.8據上表校核原料成分： 成分品種TF

3、eFe2O3FeOSMnOPSiO2Al2O3CaOMgOCO2H2O1/2S3/2SP2O5燒損燒結礦56.1469.679.720.060.350.115.412.039.523.010.200.030.25100球團礦62.5970.117.720.060.388.710.781.61.050.030.08100澳礦66.9994.660.410.040.120.162.451.630.020.270.060.38100石灰石1.141.591.371.4653.210.541.8741.87100爐塵45.2551.9211.760.121.320.12514.111.324.370.

4、891.626.210.060.277.83100焦炭灰分4.25.551.8438.563.11.0100煤灰分2.202.8758.5233.673.731.22100焦碳和煤粉及其揮發(fā)分的成分如下表品種成分FcdAdVdSt.dH20焦炭85.612.81.40.554.0煤粉74.516.69.50.5品種成分CO2COCH4H2N2O2焦炭揮發(fā)分22.820.53.8519.629.4煤粉揮發(fā)分43.226.522.3生鐵預定成分如下表生鐵預定成分FeSiMnSPC （L08）/94.5160.480.030.0260.0984.85100.00 其他條件焦比Kg/t煤比Kg/t爐渣

5、堿度直接還原度爐塵Kg/t鼓風濕度%風溫4401251.105420001.001100一 配料計算1.礦石和熔劑消耗量的計算（以生產1t生鐵為單位）礦石配比取 燒結礦/球團礦/澳礦=76/10/14，計算混合礦成分。品種TFeFeOSiO2Al2O31/2SCaOMgOFe2O3P2O5MnO燒結礦56.149.72 5.412.030.039.52 3.01 69.670.25 0.35球團礦62.5917.728.710.780.031.61.0570.10.08澳礦66.990.412.451.630.06（3/2S）0.020.2794.660.380.12混合礦58.309.225

6、.331.850.037.402.4873.210.250.28設需要混合礦為X kg/t，石灰石為Y kg/t由 TFe 的平衡可列出： (1) 由二元堿度R可列出： （2）聯立（1）（2）解得 X=1636.52 Kg/t Y = 8.89Kg/t所以：燒結礦的用量為：1636.52×76 1243.76 kg/t 球團礦的用量為：1636.52×10 163.65 kg/t 澳礦的用量為： 1636.52×14 229.11 kg/t2渣量和爐渣成分的計算 127.50 kg/t 由（2）式分子可得 115.91 kg/t 由（2）式分母可得 945.16&

7、#215;（0.003/0.997）×（72/56） 3.65 kg/t （1636.52×0.0028-20×0.0132）×0.5=2.16 kg/t1636.52×0.0248 8.89×0.005 440×0.128×0.01 125×0.166×0.0122-20×0.0089 41.27kg/t1636.52×0.0185 8.89×0.0146 440×0.128×0.3856125×0.166×0.3367-2

8、0×0.0132 59.09 kg/t進入高爐的總S量： ms=1636.52×0.0006440×0.0055125×0.005=4.05 kg/t進入生鐵的ms 1000×0.026=0.26 kg/t進入煤氣的ms 4.05×50.20kg/t進入爐塵的ms 20×0.0012=0.02kg/t則進入爐渣的ms 4.050.260.200.023.57 kg/t爐渣化學成分和渣量成分SiO2Al2O3CaOMgOFeOMnOS/2重量/kg115.9159.09127.5041.273.652.161.79351.37

9、百分率/32.9916.8236.2911.751.030.610.511003生鐵成分校正：WS0.026 %WSi0.48 %WFe94.516 %WMn2.16×(55/71)×100/10000.17 %WP1636.52×0.0025×(62/142)×100/10000.179 %WC10094.5160.0260.480.170.1794.63%二 物料平衡計算：直接還原度rd= 0.54 ， 鼓風濕度f= 1.0 1. 風量的計算C 總 440×0.856125×0.745469.77kg/tC CH4 46

10、9.77×0.7=3.29 kg/tC生鐵1000×4.6346.30 kg/tC直接1.7×12/554.8×24/481.79×60/62945.16×0.54×12/56 113.87 kg/tC塵20×0.07831.57kg/tC燃469.773.2946.30113.871.57304.74 kg/tO2 密度0.21（10.01）0.5×0.010.2129C燃燒需要的氧氣 VO2304.74×22.4/24284.42 m3煤揮發(fā)分提供的O2：VO2 125×0.095

11、×0.223×22.4/32=1.85 m3則需鼓風量為：V風(284.421.85)/0.21291327.24 m3 M風1.28×1327.241698.87 kg/t2.煤氣量的計算：1）.CH4 碳生成CH43.29×22.4/126.14 m3焦炭揮發(fā)分中的CH4440×0.014×0.0385×22.4/160.33 m3總的CH46.140.336.47 m32）.H2鼓風帶入的H21327.24×0.01519.91 m3煤分帶入的H2125×0.095×0.432×

12、22.4/2=57.46 m3焦炭帶入的H2440×0.014×0.196×22.4/213.52 m3還原消耗的H2(19.91+57.46+13.52) ×4036.36 m3生成CH4消耗的H26.14×212.28 m3所以：爐頂煤氣中的H219.91+57.46+13.52-36.36-12.2842.25 m33）.CO2還原Fe2O3生成的CO2(1636.52×0.73218.89×0.015) ×22.4/160167.75 m3還原FeO生成的137.54 m3石灰石分解產生的焦炭帶入的所以：進

13、入爐頂煤氣的CO2167.75137.541.890.72307.90 m34）.COC燃燒生成的直接還原產生的焦炭揮發(fā)分中的間接還原消耗的所以：進入爐頂煤氣中的CO568.85212.561.01305.29477.13 m35）.鼓風中的焦炭中的 煤分中的 所以爐頂煤氣中的煤氣成分如下CO2COCH4H2N2體積/m3307.90 477.136.4742.251036.761870.51百分比/%16.4625.510.352.2655.431003.編制物料平衡表煤氣密度煤氣重量 氫氣還原生成的物料平衡表收入 kg支出 kg燒結礦1243.76生鐵1000球團礦163.65爐渣351.

14、37澳礦229.11煤氣2505.74焦炭440.00爐塵20.00煤粉125.00水分29.22石灰石8.89鼓風1698.873909.283906.33絕對誤差：3909.28-3906.332.95 kg相對誤差： 滿足要求三.熱平衡的計算風溫：1100 冷礦：25 鐵水：1450爐渣: 1500 爐頂煤氣：200 1.熱收入： 1）.碳氧化放熱： 由C氧化成1 m3CO2放熱：17869.50 KJ 由C氧化成1 m3 CO放熱：5241.72 KJ 則C氧化放熱Q1= 2）.熱風帶入的熱：1100空氣熱容 1.4233KJ/(m3·)水蒸氣熱容 1.7393 KJ/(m3

15、·)2%的空氣用于輸送煤粉入爐熱風熱風帶入熱量Q2 3）. H2氧化放熱1m3 H2氧化成H2O蒸氣放熱 10788.58KJH2氧化放熱Q3=42.25×10788.58=455817.51KJ 4）. 成渣熱1KgCaO和MgO的成渣熱為 1128.60KJ成渣熱Q4=8.89×（0.5321+0.005）×1128.60=5388.86KJ 5）. 礦石帶入熱量25爐料熱容為 0.6897 KJ/(Kg·)礦石帶入熱量Q5=1636.52×0.6897×25=28217.70KJ總熱收入Q收10514106.90KJ2

16、. 熱支出的計算1）.氧化物分解吸熱：（1）.鐵氧化物分解吸熱：（存在狀態(tài)Fe2O3、Fe3O4、2FeO·SiO2）燒結礦中FeO的20%以2FeO·SiO2狀態(tài)存在80%以Fe3O4狀態(tài)存在球團礦中FeO 100%以Fe3O4存在焦炭灰分、煤粉灰分中FeO100%以2FeO·SiO2存在以2FeO·SiO2存在的FeO=以磁鐵礦狀態(tài)存在的FeO=以磁鐵礦狀態(tài)存在的游離的赤鐵礦分解1Kg以2FeO·SiO2狀態(tài)存在的FeO需要耗熱4068.52KJ分解1Kg磁鐵礦耗熱4791.78KJ分解1Kg赤鐵礦耗熱5144.28KJ則鐵氧化物分解吸熱（

17、2).非鐵氧化物分解吸熱：（Mn、Si、P）分解生成1Kg Mn耗熱：7350.53kJ分解生成1Kg Si耗熱 ：31028.14kJ分解生成1Kg P耗熱 ：35697.20kJ則 2）. 脫硫吸熱：CaO脫硫耗熱： 5392.20kJ/kgMgO脫硫耗熱： 8025.60kJ/kg MnO脫硫耗熱： 6249.10kJ/kgFeO脫硫耗熱 ：5496.90kJ/kg取平均為： 6290.90kJ/kg脫硫吸熱Q2=（3.58+0.20）×6290.90=23779.60 kJ 3）. 碳酸鹽分解由CaCO3分解成1KgCaO吸熱：4037.88kJ由MgCO3分解成1KgMgO

18、吸熱：2482.92kJ碳酸鹽分解吸熱Q3 4）. H2O分解吸熱分解1m3水蒸氣吸熱10788.58kJH2O分解吸熱Q4= 5）. 煤粉分解吸熱分解1Kg煤粉分解吸熱：836kJ煤粉分解吸熱Q5= 6）. 游離水蒸發(fā)吸熱1Kg水從0 100吸熱：418kJ 100水 100水蒸氣吸熱：2257.2kJ游離水蒸發(fā)吸熱Q6 7）. 鐵水帶走的熱量1Kg 1450鐵水帶走的熱量：1237.28kJ鐵水帶走的熱量Q7= 8）. 爐渣帶走的熱量1Kg 1500爐渣帶走的熱量：1851.74kJ爐渣帶走的熱量Q8= 9）. 煤氣帶走熱量200有關煤氣成分的熱容（Kg/(m3·)）成分 N2

19、CO CO2 H2 H2O CH4 熱容 1.3104 1.3104 1.7844 1.2996 1.5086 1.8166 干煤氣熱容干煤氣帶走的熱量煤氣中水分帶走的熱量爐塵熱容C塵：0.836 KJ/(Kg·)爐塵帶走的熱量Q塵=20×0.836×200=3344KJ則煤氣帶走的熱量 10). 熱損失熱損失 3.熱平衡表熱收入熱支出項目熱量比例%項目熱量比例%碳氧化放熱7981486.0475.91氧化物分解7010472.02 71.21熱風2043196.7919.43脫S23779.600.24氫氧化455817.514.34碳酸鹽分解19211.030

20、.195成渣熱5388.860.051水分分解214785.522.18礦石物理熱28217.700.27煤粉分解1045001.06游離水蒸發(fā) 47083.700.48鐵水帶走123728012.57爐渣帶走650645.886.61煤氣帶走537620.495.4610514106.90100 9845378.24100熱損失668728.660.23四設計一座年產制鋼生鐵320萬噸的高爐.確定工作日 日產量 1. 定容積 利用系數 2. 每座高爐日產量P= 每座高爐容積 3. 爐缸尺寸A.爐缸直徑選擇冶煉強度 燃燒強度 則 取 校核 合理B.爐缸高度 渣口高度 取 風口高度 取 風口數目 取24個風口結構尺寸選取 爐缸高度 C.死鐵層厚度 選取 4. 爐腰直徑，爐腰角，爐腰高度 選取 則 取 選取 則 取 校核 5. 爐喉直徑，爐喉高度選取 則 取 選取 6. 爐身角，爐身高度，爐腰高度選取 則 取 校核 選取 則 取