冶金廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

冶金廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1.冶金廠設(shè)計(jì)概述2.冶金廠房建筑設(shè)計(jì)簡介3.冶金廠設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析4.工藝計(jì)算5.冶金工廠設(shè)計(jì)6.主體設(shè)備設(shè)計(jì)7.附屬設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)1.冶金廠設(shè)計(jì)概述1.1冶金工廠設(shè)計(jì)的原則1.2鋼鐵廠的組成1.3廠址選擇1.4總圖運(yùn)輸1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序1.1冶金工廠設(shè)計(jì)的原則（1）客觀性： 設(shè)計(jì)所選用的技術(shù)方案和指標(biāo)都要有客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)，做出的設(shè)計(jì)應(yīng)該經(jīng)得起客觀的評審，能夠成功地付諸實(shí)施（2）經(jīng)濟(jì)性： 在廠址、產(chǎn)品、工藝流程、設(shè)備選擇上選擇最經(jīng)濟(jì)的方案。選擇能夠保證單位產(chǎn)品投資最低、產(chǎn)品成本最低及經(jīng)濟(jì)效益最好的方案。（3）先進(jìn)性： 設(shè)計(jì)應(yīng)反映出最近在該領(lǐng)域的成就和發(fā)展趨勢，要求在建設(shè)完成和投產(chǎn)后，建設(shè)項(xiàng)目與現(xiàn)在的先進(jìn)工廠相當(dāng)或更先進(jìn)。1.1冶金工廠設(shè)計(jì)的原則平均先進(jìn)性： 在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇、先進(jìn)設(shè)備的采用上必須遵循平均先進(jìn)的原則，應(yīng)該保證設(shè)計(jì)的工廠在建成投產(chǎn)一年內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。采用的新工藝、新技術(shù)及新設(shè)備應(yīng)該是經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)的、能夠長期穩(wěn)定工作的。對于鋼鐵冶金企業(yè)，由于規(guī)模大，工程壽命長，投資巨大，設(shè)計(jì)時(shí)通常都采用平均先進(jìn)性原則。例如：煉鐵高爐通常日產(chǎn)生鐵2000～10000噸，壽命達(dá)6～20年；高爐熱風(fēng)爐壽命10～20年；轉(zhuǎn)爐日產(chǎn)2000～10000噸；1.1冶金工廠設(shè)計(jì)的原則（4）綜合性： 設(shè)計(jì)的各種設(shè)備應(yīng)該綜合匹配，使用壽命應(yīng)該一致，或是整倍數(shù)。設(shè)計(jì)的各部分應(yīng)該配套成龍，局部方案與總體方案一致，各專業(yè)的設(shè)計(jì)應(yīng)該服從主題工藝方案。（5）安全環(huán)保： 設(shè)計(jì)應(yīng)該保證各領(lǐng)域和各崗位都能夠安全生產(chǎn)，防止有害物污染環(huán)境，達(dá)到環(huán)保的各項(xiàng)要求。（6）定型化： 盡可能采用各種定型設(shè)計(jì)，包括定型的設(shè)備、部件、建筑物和構(gòu)筑物以及定型的基建和工藝裝備等。采用定型設(shè)計(jì)可以減少設(shè)計(jì)工作，縮短建設(shè)周期，降低建設(shè)成本和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。1.1冶金工廠設(shè)計(jì)的原則（7）發(fā)展性： 要考慮到將來發(fā)展的可能性，生產(chǎn)強(qiáng)化及增產(chǎn)的可能性，適當(dāng)保留車間發(fā)展所需的土地、交通線和服務(wù)設(shè)施。例如：高爐通常設(shè)計(jì)利用系數(shù)2.0～2.2，現(xiàn)在最高可以達(dá)到2.5～4.0t/m3.d。轉(zhuǎn)爐原先二吹一或三吹二，現(xiàn)在2吹1.8或3吹2.5，往往多裝，50噸的裝70噸等。（8）美學(xué)

設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意遵循工業(yè)美學(xué)（技術(shù)美學(xué)）的原則，在設(shè)備布置、工廠布局方面做到排列美觀、色彩鮮明、安全宜人。使工廠和工作環(huán)境有良好的布局和較佳的心理、生理學(xué)勞動(dòng)條件。1.2鋼鐵廠的組成鋼鐵聯(lián)合企業(yè):組成礦石準(zhǔn)備車間（選礦廠、燒結(jié)廠、氧化球團(tuán)廠）；焦化車間（焦化廠或化工廠）；煉鐵車間（廠）；煉鋼和連鑄車間（廠）；軋鋼車間（廠）；輔助修理車間（大修廠）；動(dòng)力廠（包括自備電站、鼓風(fēng)機(jī)室、煤氣站、氧氣站和水站等）；運(yùn)輸部等。1.4總圖運(yùn)輸鋼鐵廠總圖運(yùn)輸（或稱總平面設(shè)計(jì)）根據(jù)主要生產(chǎn)車間（煉鐵、煉鋼、軋鋼）和其他（燒結(jié)、焦化、耐火、機(jī)修）車間的規(guī)模大小，生產(chǎn)過程的組織和特點(diǎn)，在已選定的廠址上，合理地布置廠區(qū)所有的建筑物、構(gòu)筑物、堆場、運(yùn)輸和動(dòng)力設(shè)施等，全面解決他們的協(xié)調(diào)問題，經(jīng)濟(jì)合理地調(diào)度人流、物流，創(chuàng)造完善的衛(wèi)生、防火條件，綠化廠區(qū)，組織完整的建筑群體。鋼鐵廠內(nèi)部貨運(yùn)量大，種類多，總圖運(yùn)輸重點(diǎn)是運(yùn)輸方式和布置。主要影響：車間距離和建筑密度；廠內(nèi)管線長度鐵路、公路長度；產(chǎn)品成本和企業(yè)經(jīng)營管理。1.4總圖運(yùn)輸總圖布置方案 鋼鐵廠內(nèi)通常分為焦化區(qū)、燒結(jié)區(qū)、煉鐵區(qū)、煉鋼區(qū)、軋鋼區(qū)、機(jī)修區(qū)、動(dòng)力區(qū)、運(yùn)輸區(qū)和廠前區(qū)。 設(shè)計(jì)時(shí)主要根據(jù)工藝流程、主要車間排列、物料走向確定各車間的布置。串聯(lián)布置燒結(jié)車間、煉鐵車間、煉鋼車間、軋鋼車間順序布置成串聯(lián)式。以煉鐵車間為核心，將焦化、燒結(jié)等車間布置在它周圍，用皮帶運(yùn)輸機(jī)向高爐供料，稱作煉鐵系統(tǒng)。煉鐵系統(tǒng)由于外部原燃料運(yùn)輸量大，多安排在鐵路專用線或碼頭附近。煉鋼車間布置在煉鐵車間和軋鋼車間之間，若有多個(gè)煉鋼廠，這些煉鋼廠之間并聯(lián)。串聯(lián)布置適合于狹長地形的廠區(qū)和有兩個(gè)鐵路接軌站和編組站的大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。1.4總圖運(yùn)輸缺點(diǎn)：只有一個(gè)編組站時(shí)，成品需要往復(fù)運(yùn)輸。發(fā)電站兼顧鼓風(fēng)機(jī)站時(shí)，必須設(shè)置在煉鐵廠附近，距離主要用電戶軋鋼廠遠(yuǎn)。容易造成管線過長，增加投資。1.4總圖運(yùn)輸人字形并聯(lián)布置煉鐵車間與煉鋼車間成一定角度（45~60°）布置；煉鋼車間與軋鋼車間成平行布置。優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)車間緊湊，原料和成品運(yùn)輸距離短；動(dòng)力設(shè)施可以布置在主要用戶中央。缺點(diǎn)：鋼錠（鋼坯）到軋鋼車間距離長工廠擴(kuò)建難，一般適用于中小型鋼鐵企業(yè)。其它布置方式：并聯(lián)布置、人字形串聯(lián)布置。1.4總圖運(yùn)輸立體豎向布置除平面布置外鋼鐵廠還應(yīng)該考慮豎方向（垂直方向）的布置可以利用地形地貌，節(jié)省投資。平坡式布置：適宜平原地區(qū)；斜坡式布置：適宜于地面較平坦的地區(qū)。階梯式布置：廠區(qū)劃分成幾個(gè)臺(tái)階，各臺(tái)階有自己的標(biāo)高。適宜于起伏較大的丘陵地帶。1.4總圖運(yùn)輸鋼鐵廠運(yùn)輸方式 通常生產(chǎn)1噸鋼，廠內(nèi)外運(yùn)輸量為20噸。組織全廠運(yùn)輸非常重要。運(yùn)輸分為廠內(nèi)、廠外運(yùn)輸：廠內(nèi)運(yùn)輸：廠內(nèi)各車間之間；倉庫和各車間之間；車間內(nèi)部。廠外運(yùn)輸：由公用交通線（鐵路、公路、水路）和其它工廠向廠內(nèi)運(yùn)輸原燃料、輔助材料、耐火材料等；由公用交通線運(yùn)出成品、半成品、廢棄物等。1.4總圖運(yùn)輸運(yùn)輸方式有軌運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)軌（1435mm）運(yùn)輸 最主要（過去占90%以上）的運(yùn)輸方式，特點(diǎn)是運(yùn)輸量大，速度快，不受氣候條件影響，連續(xù)性強(qiáng)，適于運(yùn)輸大量、高溫及沉重的貨物。

窄軌運(yùn)輸：軌距900、700、500mm。 標(biāo)準(zhǔn)軌運(yùn)輸應(yīng)該考慮留有一定的凈空高度4800mm。相鄰的鐵路間距不少于4500mm，之間有支柱時(shí)，間距為4600mm加支柱尺寸。1.4總圖運(yùn)輸無軌運(yùn)輸：包括汽車、拖車、自動(dòng)裝卸車、起重運(yùn)輸車及人、畜力車等。

水路運(yùn)輸：特點(diǎn)是運(yùn)輸量大、運(yùn)費(fèi)低、設(shè)備少，維修簡單。

特種運(yùn)輸包括傳送帶運(yùn)輸、管道及水力運(yùn)輸、索道及繩索牽引運(yùn)輸?shù)取?/p>

1.4總圖運(yùn)輸廠內(nèi)運(yùn)輸組織 根據(jù)運(yùn)輸特點(diǎn)，廠內(nèi)鐵路運(yùn)輸劃分成幾個(gè)運(yùn)輸區(qū)。通常將關(guān)系密切的分成一個(gè)運(yùn)輸區(qū)。第一運(yùn)輸區(qū)：原燃料運(yùn)輸和裝卸工作量大煉鐵廠焦化廠發(fā)電廠第二運(yùn)輸區(qū)：煉鋼系統(tǒng)，包括渣鐵運(yùn)輸，鋼錠、鋼坯運(yùn)輸。特點(diǎn)是特種車輛的循環(huán)運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)膶I(yè)化。第三運(yùn)輸區(qū)：機(jī)修倉庫等。軋鋼運(yùn)輸區(qū)：有時(shí)包括在第一或第二運(yùn)輸區(qū)。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序 冶金廠設(shè)計(jì)屬于基本建設(shè)，國家對于基本建設(shè)都有法律規(guī)定,冶金工廠的設(shè)計(jì)必須符合基本建設(shè)的程序.通?；窘ㄔO(shè)項(xiàng)目包括以下三階段九步驟:設(shè)計(jì)階段建設(shè)項(xiàng)目建議書項(xiàng)目可行性研究編制和審批可行性報(bào)告和下達(dá)基本建設(shè)設(shè)計(jì)任務(wù)書初步設(shè)計(jì)施工圖設(shè)計(jì)施工階段項(xiàng)目施工及設(shè)備安裝設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)及試生產(chǎn)1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序投產(chǎn)驗(yàn)收階段建設(shè)項(xiàng)目投產(chǎn)及項(xiàng)目驗(yàn)收建設(shè)項(xiàng)目竣工圖及總結(jié)報(bào)告建設(shè)項(xiàng)目建議書內(nèi)容建設(shè)項(xiàng)目名稱及主要內(nèi)容建設(shè)的理由和依據(jù)建設(shè)單位的基本情況產(chǎn)品方案、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)地點(diǎn)的初步設(shè)想資源情況、建設(shè)條件及外部協(xié)作條件投資估算、資金籌措設(shè)想進(jìn)度安排項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序可行性研究 對擬建項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等方面是否可行進(jìn)行進(jìn)行研究、分析、論證和評價(jià),得到審批后，作為編制設(shè)計(jì)任務(wù)書的依據(jù).總論市場預(yù)測和擬建規(guī)模資源、原材料、燃料及公用設(shè)施狀況建廠條件及廠址方案的比較設(shè)計(jì)方案生產(chǎn)方法和技術(shù)來源工藝流程的選擇主要設(shè)備的比較工廠布置方案公用輔助設(shè)施廠內(nèi)外的交通運(yùn)輸方式環(huán)境保護(hù)和三廢治理1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生節(jié)能措施與綜合利用方案企業(yè)組織、勞動(dòng)定員及人員培訓(xùn)計(jì)劃實(shí)施進(jìn)度安排投資概算和資金籌措主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益分析附圖：廠總平面圖、工藝流程圖和主體車間配置圖1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)任務(wù)書生產(chǎn)規(guī)模、服務(wù)年限、產(chǎn)品方案、產(chǎn)品質(zhì)量要求和主要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)建廠地區(qū)或具體廠址礦產(chǎn)資源。主要的原材料、燃料、水、電等的供應(yīng)和交通運(yùn)輸條件生產(chǎn)流程，車間組成，主要工藝設(shè)備和裝備水平三廢治理，勞動(dòng)安全和工業(yè)衛(wèi)生要求建設(shè)期限和建設(shè)程序投資限額要求達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序初步設(shè)計(jì)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想；建設(shè)規(guī)模，項(xiàng)目構(gòu)成，產(chǎn)品方案；總體布置和總圖運(yùn)輸；工藝流程，主要設(shè)備；建筑結(jié)構(gòu)和公用和輔助設(shè)施；占地面積和土地利用情況；生產(chǎn)組織和勞動(dòng)定員；主要建筑材料用量；工程投資概算；環(huán)保和市政要求等。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序完成方法初步設(shè)計(jì)由各專業(yè)共同完成，各自編制專業(yè)設(shè)計(jì)說明書及繪制相關(guān)圖紙。由冶金工藝專業(yè)為主體，相關(guān)專業(yè)（設(shè)備、土建、動(dòng)力、給排水及采暖通風(fēng)、機(jī)修、總圖運(yùn)輸、技術(shù)經(jīng)濟(jì)）為輔助進(jìn)行。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序冶金專業(yè)初步設(shè)計(jì)的內(nèi)容緒論設(shè)計(jì)依據(jù)、規(guī)模和年限；原燃料來源、數(shù)量、質(zhì)量、特性及供應(yīng)條件；產(chǎn)品品種及數(shù)量；廠址及特點(diǎn)；運(yùn)輸、供水、供電及三廢治理?xiàng)l件；采用的工藝流程和自動(dòng)化水平；建設(shè)順序和擴(kuò)建意見；主要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序工藝流程和指標(biāo)從原燃料條件及當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平，說明采用工藝和指標(biāo)的合理性、可靠性及預(yù)期效果；說明采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的可靠性、合理性及預(yù)期效果；說明工藝流程和車間組成；介紹工作制度及各項(xiàng)技術(shù)操作條件；說明三廢治理及環(huán)境保護(hù)措施。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序冶金工藝計(jì)算配料計(jì)算:計(jì)算工藝過程各種原燃料的需要量；計(jì)算各種輔助材料的用量；計(jì)算產(chǎn)品的成分；計(jì)算副產(chǎn)品的產(chǎn)出量。物料平衡計(jì)算通過計(jì)算加入和離開流程的物質(zhì)量的平衡，檢驗(yàn)計(jì)算的準(zhǔn)確性。熱平衡計(jì)算通過技術(shù)過程的熱平衡，考察工藝過程的能量利用和熱效率，考察工藝過程能量是否合適。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序主體設(shè)備的設(shè)計(jì)和計(jì)算主體設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)尺寸、材料及數(shù)量；主體設(shè)備的主要參數(shù)的選定和計(jì)算；主要設(shè)備的型號、規(guī)格的確定。設(shè)備配置在廠區(qū)合理配置各設(shè)備的位置；合理配置物料的運(yùn)輸1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序技術(shù)檢查、自動(dòng)化檢測及控制、主要的輔助設(shè)施的要求附表：主要設(shè)備明細(xì)表主要基建材料表主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表主要原燃料及動(dòng)力消耗表勞動(dòng)定員表基本概算表附圖工藝流程圖；設(shè)備連接圖；主要車間配置圖；必要的非定型主體設(shè)備總圖等。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序冶金工藝專業(yè)除完成本專業(yè)的初步設(shè)計(jì)外，必須為相關(guān)專業(yè)提供有關(guān)資料。包括：對土建專業(yè)：各層的主要載荷；防腐、防溫、防水、防震、防爆、防火的要求；對廠房結(jié)構(gòu)形式、地面樓板的要求；各種倉庫的容積，對倉庫材質(zhì)的要求；主要設(shè)備的重量，起重設(shè)備的重量，起重運(yùn)輸設(shè)備的能力。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序動(dòng)力、儀表和自動(dòng)化專業(yè)：用電設(shè)備容量，工作制度，電動(dòng)機(jī)數(shù)量、規(guī)格；儀器設(shè)備的防火、防爆、防腐蝕、防高溫等的要求；要求檢測的信號類型、范圍、精度及記錄形式；蒸汽、壓縮空氣的用量和壓力；需要控制的參數(shù)及要求；通訊方式及電話安置地點(diǎn)、數(shù)量。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序水道專業(yè)：正常用水量和最大用水量；對水溫、水壓、水質(zhì)的要求；排水量、排水方式、排水溫度；污水排放量及主要成分。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序采暖通風(fēng)專業(yè)：產(chǎn)生煙塵、蒸汽、及其它有害物質(zhì)的程度、地點(diǎn)；散熱設(shè)備的散熱量、表面溫度、表面積；廠房的結(jié)構(gòu)型式及車間結(jié)露、濕度等情況；要求采暖和通風(fēng)的地點(diǎn)、程度。機(jī)修專業(yè)：金屬結(jié)構(gòu)的重量；機(jī)電設(shè)備的種類、規(guī)格、臺(tái)數(shù)和重量；需要經(jīng)?；蚨ㄆ跈z修的設(shè)備的數(shù)量、重量；各種鑄鋼件、鑄鐵件、鉚焊件、耐火材料和防腐材料的年耗量或消耗定額。1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序總圖運(yùn)輸專業(yè)：各車間的平面布置；主要原燃料、主要產(chǎn)品和副產(chǎn)品的運(yùn)輸周期、年運(yùn)輸量、運(yùn)輸方式、運(yùn)輸路線、裝卸方式及物料堆放場的大小。技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)：年度生產(chǎn)物料平衡表；主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；主要原燃料、水、電的消耗定額；車間的工作制度及勞動(dòng)定員；工藝流程圖1.5基本建設(shè)設(shè)計(jì)程序施工圖設(shè)計(jì)以車間為單位繪制，滿足施工要求的圖紙、說明書。工藝專業(yè)繪制的施工圖：設(shè)備安裝圖；機(jī)組安裝圖：單體設(shè)備安裝圖：包括安裝總圖和零件圖。管道安裝圖施工配置圖現(xiàn)場施工和試車投產(chǎn)1.冶金廠設(shè)計(jì)概述思考題：鋼鐵廠設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則？鋼鐵廠為什么要求建在居民區(qū)主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向；沈陽的主導(dǎo)風(fēng)向是什么？鋼鐵廠廠內(nèi)運(yùn)輸有幾種?形式特點(diǎn)是什么？估算年產(chǎn)100萬噸生鐵的煉鐵廠的日運(yùn)輸量，平均每天需要多少節(jié)50噸的火車皮？4.工藝計(jì)算 進(jìn)行冶金廠設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)該進(jìn)行工藝計(jì)算，通過計(jì)算獲得設(shè)計(jì)必須的參數(shù)。進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要許多數(shù)據(jù)，這些都通過參考同類工廠的考察、原燃料基地資料的收集、建設(shè)地區(qū)各種資料的收集獲得。 對于畢業(yè)設(shè)計(jì)則通過畢業(yè)實(shí)習(xí)、文獻(xiàn)資料閱讀和收集獲得。工藝計(jì)算通常包括：配料計(jì)算：計(jì)算單位產(chǎn)品的原燃料消耗和產(chǎn)品成分。物料平衡：計(jì)算冶煉過程進(jìn)入和排除的物質(zhì)的平衡。熱平衡：計(jì)算冶煉過程能量的收入和支出平衡。4.工藝計(jì)算 工藝計(jì)算分兩類，一種是新建冶金工廠的計(jì)算，一種是對生產(chǎn)廠進(jìn)行的計(jì)算，這里我們主要介紹新廠設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算。工藝計(jì)算的條件：原燃料條件：自然環(huán)境條件：冶煉條件和冶煉產(chǎn)品：裝備水平：熱力學(xué)及熱工數(shù)據(jù)：4.工藝計(jì)算原燃料條件：原燃料成分、溫度、消耗量。。。自然環(huán)境條件：當(dāng)?shù)氐暮０?；年平均氣溫、最低氣溫和最高氣溫年平均濕度、最?夏季)平均濕度、最低(冬季)平均濕度。冶煉條件和冶煉產(chǎn)品：冶煉產(chǎn)品、副產(chǎn)品的量及成分。冶煉過程元素的分配(金屬、渣和爐氣)和損失冶煉的主要工藝參數(shù)。裝備水平：裝備水平與冶煉條件、副產(chǎn)品排出、原燃料消耗有關(guān)。熱力學(xué)及熱工數(shù)據(jù)：4.工藝計(jì)算煉鐵工藝計(jì)算計(jì)算準(zhǔn)備：原燃料數(shù)據(jù)的整理確定生鐵成分確定元素在渣、鐵、爐氣中的分配比確定爐塵吹出量及其成分確定焦比、直接還原度、爐渣堿度、爐渣成分的限制要求、鼓風(fēng)富氧水平、熱風(fēng)溫度氫利用率、甲烷生成率。。。4.工藝計(jì)算配料計(jì)算：目的：確定原燃料配比。物料平衡計(jì)算：目的：確定物料收入和支出熱平衡計(jì)算：目的：確定能量利用4.工藝計(jì)算配料計(jì)算成分CSiMnPS溫度℃%4.2500.8500.5800.1500.0371250鐵水成分及溫度4.工藝計(jì)算物料平衡計(jì)算4.工藝計(jì)算熱平衡計(jì)算4.工藝計(jì)算煉鋼工藝計(jì)算物料平衡根據(jù)煉鋼過程進(jìn)入和排出的物質(zhì)總量進(jìn)行計(jì)算，包括鋼、渣和爐氣及噴濺損失。熱平衡煉鋼過程的熱收支平衡，確定煉鋼工藝操作煉鋼物料平衡物料平衡的基本數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)）鐵液和廢鋼成分及溫度通常鐵液溫度取1300℃。造渣劑及爐襯成分CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5SCO2H2O石灰91.01.51.61.50.50.10.063.640.10礦石1.05.610.521.1061.8FeO=29.40.070.50螢石0.35.50.61.61.588.00.900.101.5輕燒白云石50.150.4641.80.746.85爐襯1.00.9279.80.281.60C=16.4%煉鋼物料平衡冶煉鋼種及成分Q235：[C]0.14~0.22,[Si]0.12~0.3,[Mn]0.3~0.7.[P]:≤0.045%,[S]:≤0.045%.鐵合金種類及成分硅鐵：[Si]70%，。。錳鐵：[Mn]75%，[Si]2.5%，[C]7.5%，。。。操作實(shí)測數(shù)據(jù)終渣堿度：CaO/SiO2=3.0%螢石加入量：鐵水的0.5%礦石加入量：鐵水的1%噴濺鐵損：鐵水量的0.1~0.3%。渣中鐵損：渣量的1~2.5%煉鋼物料平衡氧氣純度：99.5%，N2：0.5%爐襯侵蝕量：鐵水量的0.1~0.3%。終渣T.Fe：13%，其中FeO=1.35*（Fe2O3）煙塵量：鐵水量的1.3~1.5%。煙塵含F(xiàn)eO75%，F(xiàn)e2O320%。爐氣自由氧含量：0.5%氣化脫硫量：總硫量的1/3C氧化比例：80~85%氧化成CO，其余氧化成CO2。煉鋼物料平衡和熱平衡鐵水吹煉過程的物料平衡渣量及成分鐵水中元素的氧化：C、Si、Mn、P、S的氧化。造渣劑加入量：礦石、螢石、爐襯帶入：輕燒白云石：控制渣中MgO為6~10%。（1.5kg/100kg鐵水左右）石灰：根據(jù)爐渣堿度確定石灰加入量。（4.7kg/100kg鐵水左右）終渣TFe及渣中氧化鐵：終渣量：先計(jì)算無鐵渣量，然后計(jì)算含氧化鐵渣量。（約10.7kg/100kg鐵水左右）礦石及煙塵中的鐵及氧：礦石帶入體系的鐵全部還原為金屬鐵，氧提供煉鋼過程氧化劑。煙塵帶走鐵和煙塵的鐵氧化消耗的氧。煉鋼物料平衡和熱平衡爐氣成分、重量和體積：包括CO、CO2、H2O、SO2和自由氧的體積及氮?dú)怏w積。氧氣消耗量及體積：包括氧化消耗（扣除物料帶入的氧及脫硫產(chǎn)生的氧）、過剩的自由氧和帶入的氮?dú)?。鋼液重量：扣除氧化損失、噴濺損失、煙塵損失和渣中帶鐵損失，計(jì)入礦石帶入鐵量。求出鋼水收得率。未加廢鋼時(shí)的物料平衡未加廢鋼時(shí)的物料平衡煉鋼過程的熱平衡煉鋼過程的熱平衡基本數(shù)據(jù)物料平均熱容及熔化潛熱入爐料溫度和產(chǎn)物溫度煉鋼過程的熱平衡元素降低鐵熔點(diǎn)的值煉鋼反應(yīng)熱效應(yīng)煉鋼過程的熱平衡元素降低鐵熔點(diǎn)的值煉鋼反應(yīng)熱效應(yīng)氧化反應(yīng)：C、Si、Mn、P、Fe的氧化熱效應(yīng)成渣反應(yīng)：2CaO·SiO2，4CaO·P2O5分解反應(yīng)：碳酸鈣和碳酸鎂的分解煉鋼過程的熱平衡計(jì)算內(nèi)容熱收入鐵水物理熱：元素氧化熱和成渣熱煙塵氧化熱爐襯碳氧化熱熱支出鋼水物理熱：確定鋼液溫度。爐渣物理熱：出鋼溫度+10~15℃。爐氣、煙塵、鐵珠、噴濺金屬的物理熱白云石分解熱礦石分解熱熱損失：3~8%剩余熱和廢鋼比：計(jì)算過剩熱，計(jì)算廢鋼加入量和廢鋼比。煉鋼過程的熱平衡熱效率：通常在80~85%范圍熱效率=（鋼水物理熱+爐渣物理熱+廢鋼物理熱）/總熱收入×100%煉鋼過程的熱平衡加廢鋼后的物料平衡加廢鋼后的物料平衡廢鋼元素氧化廢鋼耗氧、氧化產(chǎn)物加廢鋼和脫氧后的物料平衡加廢鋼和脫氧后的物料平衡脫氧劑硅鐵錳鐵增碳劑5.冶金工廠設(shè)計(jì)煉鐵車間設(shè)計(jì)煉鋼車間設(shè)計(jì)煉鐵車間設(shè)計(jì)主要包括：工廠規(guī)模、平面布置及總圖運(yùn)輸

工藝條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定工廠規(guī)模高爐車間平面布置及運(yùn)輸

鋼鐵生產(chǎn)工藝流程1.2高爐本體及生產(chǎn)附屬系統(tǒng)

煉鐵車間設(shè)計(jì)工藝條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定主要冶煉條件及工藝參數(shù)的確定

原燃料條件

根據(jù)《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，入爐原料應(yīng)該以燒結(jié)礦為主，以不加或盡量少加熔劑為原則。優(yōu)先采用高堿度燒結(jié)礦配加酸性塊礦、球團(tuán)礦。 燒結(jié)礦的粒度范圍為5~50mm，富礦塊礦粒度為5~30mm，球團(tuán)礦粒度為6~18mm（或5~20mm）。

表

爐容對入爐原料品位、熟料率的要求≥85≥85≥85≥85≥85熟料率(%)≥56≥54≥53≥52≥50平均含鐵(%)40002500，300020001200300，750爐容級別(m3)煉鐵車間設(shè)計(jì)表爐容對入爐焦炭的要求

75~2575~2075~2075~2075~1575~15焦炭粒度(mm)≤0.6≤0.7≤0.7≤0.7≤0.7≤0.7焦炭含硫(%)≤12≤13≤13≤13≤13≤14焦炭灰分(%)≤7≤8≤8≤8.5≤9≤9M10(%)≥82≥80≥78≥76≥75≥74M40(%)40002500，300020001200750300爐容級別(m3)煉鐵車間設(shè)計(jì)熱風(fēng)溫度、爐頂壓力、富氧率及設(shè)備富氧率：通常為～6％熱風(fēng)溫度、爐頂壓力如下表。表不同爐容對爐頂壓力、風(fēng)溫的要求

1250~13001200~125012001200~1150~1150熱風(fēng)溫度(℃)200~250200~250150~200150~200100~20080~120>30爐頂壓力(kPa)40003000250020001200750300爐容級別(m3)煉鐵車間設(shè)計(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定高爐主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)包括高爐有效容積利用系數(shù)、綜合焦比、噴煤比、爐頂壓力、風(fēng)溫、年工作日及高爐一代壽命等，根據(jù)《高爐煉鐵工藝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》如下表，高爐年工作日定為350天。高爐的冶煉強(qiáng)度通常在0.9～1.1范圍。爐容級別(m3)30075012002000250030004000年平均利用系數(shù)，t/(m3·d)≥1.8≥1.9≥2.0≥2.1年平均綜合焦比，kg/t≤590≤570≤550≤490富氧2~4%時(shí)的噴煤量，kg/t130140150高爐一代壽命（年）≥6.5≥8≥9≥10煉鐵車間設(shè)計(jì)工廠規(guī)模高爐容積及座數(shù)的確定高爐容積是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的生鐵年產(chǎn)量、年工作日、高爐利用系數(shù)、生鐵品種及高爐座數(shù)確定的。設(shè)計(jì)任務(wù)書通常給出制鋼生鐵和鑄造生鐵的年產(chǎn)量，此時(shí)應(yīng)該將鑄造生鐵折算成制鋼生鐵。折算系數(shù)如下表：鐵種含Si，%折算系數(shù)制鋼鐵鑄造鐵Z15Z20Z25Z30Z35

1.25~1.751.75~2.252.25~2.752.75~3.253.25~3.751

1.051.101.151.201.25煉鐵車間設(shè)計(jì)如果設(shè)計(jì)任務(wù)書只給出了鋼錠產(chǎn)量和外運(yùn)生鐵產(chǎn)量，則需根據(jù)金屬平衡及煉鋼工藝確定生鐵產(chǎn)量。已知鋼錠產(chǎn)量時(shí)，首先算出鋼液消耗量。 一般單位鋼錠消耗系數(shù)為1.05~1.020，單位連鑄坯的消耗系數(shù)為1.050~1.055。單位鋼液消耗的生鐵量取決于煉鋼方法、爐容大小及廢鋼消耗量。根據(jù)鋼液量算出生鐵消耗量轉(zhuǎn)爐不加廢鋼時(shí)生鐵消耗量為1.05~1.10t/t鋼配入17%的廢鋼時(shí)，生鐵消耗量為0.87~0.91t/t鋼。此外，還需加上本廠機(jī)修、鑄造等單位需要的自用生鐵（如鋼錠模用生鐵）。

煉鐵車間設(shè)計(jì)生鐵產(chǎn)量的確定設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的生鐵年產(chǎn)量是確定高爐煉鐵車間年產(chǎn)量的依據(jù)如果任務(wù)書給出多種品種生鐵的年產(chǎn)量如制鋼鐵與鑄造鐵，則應(yīng)換算成同一品種的生鐵。一般是將鑄造鐵乘以換算系數(shù)，換算為同一品種的制鋼鐵，求出總產(chǎn)量。年工作日一般取日歷時(shí)間的95%

根據(jù)高爐煉鐵車間日產(chǎn)量和高爐有效容積利用系數(shù)可以計(jì)算出高爐煉鐵車間總?cè)莘e：

高爐有效容積利用系數(shù)一般直接選定。大高爐選低值，2.0～2.2左右；小高爐選高值，100m3高爐取2.7～3.0。

煉鐵車間設(shè)計(jì)國家最新規(guī)定，不允許建設(shè)小于1000m3的高爐，目前世界最大高爐6000m3，其對原燃料要求很高，所有我們通常取高爐容積在1000～5000m3范圍。確定高爐座數(shù)的原則：保證在一座高爐停產(chǎn)時(shí)，鐵水和煤氣的供應(yīng)不致間斷。一般新建車間2～3座高爐。煉鐵車間設(shè)計(jì)高爐車間平面布置及運(yùn)輸

對于大、中型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的煉鐵車間，平面布置主要考慮貯礦場、貯礦槽、上料系統(tǒng)、高爐本體及出鐵場、水渣處理系統(tǒng)、熱風(fēng)爐系統(tǒng)、煤氣處理系統(tǒng)、鑄鐵機(jī)、鐵水罐修理庫、碾泥機(jī)室等的建筑物、構(gòu)筑物和工藝設(shè)備的布置，考慮車間運(yùn)輸方式及鐵路、公路等的布置。平面布置應(yīng)該遵循的原則

足夠的運(yùn)輸能力：1000m3高爐運(yùn)輸量為8000～10000噸。布置緊湊：節(jié)省土地和投資，盡可能共用某些設(shè)備。

位置適當(dāng)：如鑄鐵機(jī)、生鐵塊倉庫、鐵水罐修理庫通常位于通向煉鋼廠的方向

應(yīng)該考慮到高爐大修、擴(kuò)建時(shí)，施工作業(yè)及其運(yùn)輸不應(yīng)該妨礙其它高爐的生產(chǎn)及運(yùn)輸。

煉鐵車間設(shè)計(jì)主要的平面布置方式

一列式布置：

圖2－1一列式高爐平面布置圖1－高爐；2－熱風(fēng)爐；3－重力除塵器；4－出鐵場；5－高爐計(jì)器室；6－休息室；7－水渣溝；8－卷揚(yáng)機(jī)室；9－熱風(fēng)爐計(jì)器；10－煙囪；11－貯礦槽；12－貯焦槽；13－鐵水罐車停放線煉鐵車間設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)是：高爐與熱風(fēng)爐在同一列線，出鐵場也布置在高爐列線上成為一列，并且與車間鐵路線平行優(yōu)點(diǎn)：1.可以共用出鐵場和爐前起重機(jī)，共用熱風(fēng)爐值班室和煙囪，節(jié)省投資；2.熱風(fēng)爐距高爐近，熱損失少。缺點(diǎn)：運(yùn)輸能力低，在高爐數(shù)目多，產(chǎn)量高時(shí)，運(yùn)輸不方便，特別是在一座高爐檢修時(shí)車間調(diào)度復(fù)雜煉鐵車間設(shè)計(jì)并列式布置：

圖2－2并列式高爐平面布置圖1－高爐；2－熱風(fēng)爐；3－重力除塵器；4－出鐵場；5－高爐計(jì)器室；6－休息室；7－水渣池；8－卷揚(yáng)機(jī)室；9－熱風(fēng)爐計(jì)器；10－煙囪；11－鐵水罐車停放線；12－洗滌塔煉鐵車間設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)：高爐與熱風(fēng)爐分設(shè)于兩條列線上，出鐵場布置在高爐列線，車間鐵路線與高爐列線平行。優(yōu)點(diǎn)：可以共用一些設(shè)備和建筑物，節(jié)省投資；高爐間距離近缺點(diǎn)：熱風(fēng)爐距高爐遠(yuǎn)，熱損失大，并且熱風(fēng)爐靠近重力除塵器，勞動(dòng)條件不好煉鐵車間設(shè)計(jì)島式布置：

圖2－3島式高爐平面布置圖1－高爐及出鐵場；2－貯焦槽；3－貯礦槽；4－上料皮帶機(jī)；5－熱風(fēng)爐；6－重力除塵器；7－文氏管；8－干渣坑；9－計(jì)器室；10－循環(huán)水設(shè)施；11－濃縮池；12－出鐵場除塵設(shè)施；13－煤氣罐；14－修理中心；15－修理場；16－總值班室煉鐵車間設(shè)計(jì)島式布置是指每座高爐和它的熱風(fēng)爐、出鐵場、鐵水罐車停放線等組成一個(gè)獨(dú)立的體系，稱為島。主要特點(diǎn)：（1）鐵水罐車停放線與車間兩側(cè)的調(diào)度線成一定交角，一般為11～13o。（2）島式布置的鐵路線為貫通式，空鐵水罐車從一端進(jìn)入爐旁，裝滿鐵水的鐵水罐車從另一端駛出，運(yùn)輸量大。（3）并且設(shè)有專用輔助材料運(yùn)輸線。缺點(diǎn)：高爐間距大，管線長；設(shè)備不能共用，投資高。圖6-4煉鐵廠半島式平面布置煉鐵車間設(shè)計(jì)半島式布置：

煉鐵車間設(shè)計(jì)特點(diǎn)：（1）高爐和熱風(fēng)爐列線與車間調(diào)度線間交角可以大到45o，因此高爐距離近；（2）在高爐兩側(cè)各有三條獨(dú)立的有盡頭的鐵水罐車停放線，和一條輔助材料運(yùn)輸線；（3）出鐵場和鐵水罐車停放線垂直，縮短了出鐵場長度；（4）設(shè)有擺動(dòng)流嘴，出一次鐵可放置幾個(gè)鐵水罐車。煉鐵車間設(shè)計(jì)煉鐵廠的主要運(yùn)輸方式

現(xiàn)代化大型高爐的運(yùn)輸方式通常是：焦炭、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦通過皮帶運(yùn)輸進(jìn)入礦槽，通過斜橋料車或皮帶上料；生鐵通過鐵路運(yùn)輸；爐渣沖水渣后，通過皮帶、鐵路或汽車運(yùn)出車間，干渣通常由汽車運(yùn)輸；輔助材料運(yùn)輸采用公路或鐵路運(yùn)入，粉塵及粉礦通過皮帶、汽車或鐵路運(yùn)出高爐車間。

煉鋼車間設(shè)計(jì) 根據(jù)車間的生產(chǎn)規(guī)模，車間的組成、各項(xiàng)作業(yè)系統(tǒng)的工藝流程、車間的布置、廠房尺寸、各跨間設(shè)備的數(shù)量及布置、合理的運(yùn)輸方式等。原則：各工藝互不干擾；物料流向順行；運(yùn)輸路線暢通；滿足生產(chǎn)需要，留有發(fā)展余地。煉鋼車間設(shè)計(jì)全連鑄轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的組成和布置 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主要分為煉鋼部分和連鑄部分。煉鋼車間主要包括以下作業(yè)：鐵水預(yù)處理鐵水、廢鋼供應(yīng)轉(zhuǎn)爐吹煉造渣劑和鐵合金供應(yīng)鋼水爐外精煉連鑄及鑄坯輸送鋼水、爐渣的運(yùn)輸煙氣的凈化和回收煉鋼車間設(shè)計(jì)煉鋼車間主廠房的各跨：裝料跨：轉(zhuǎn)爐跨：鋼水接受跨澆注跨切割跨出坯跨等輔助建筑：渣處理間鐵水預(yù)處理站地下料倉煉鋼車間設(shè)計(jì)典型橫向全連鑄轉(zhuǎn)爐車間布置爐渣間主控室加料跨真空脫氣區(qū)出坯跨連鑄機(jī)混鐵車區(qū)轉(zhuǎn)爐跨修包跨切割跨澆注跨鋼水接受跨操作室廢鋼準(zhǔn)備鐵水扒渣爐外精煉區(qū)散裝原料皮帶機(jī)煉鋼車間平面布置_模鑄煉鋼車間平面布置_模鑄+連鑄煉鋼車間平面布置_全連鑄煉鋼車間平面布置_全連鑄煉鋼車間設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主廠房設(shè)計(jì)主廠房布置：加料跨、澆注跨在轉(zhuǎn)爐跨兩側(cè)大型車間在轉(zhuǎn)爐跨和澆注跨之間設(shè)鋼水接受跨。加料跨：中部為爐前操作區(qū)（爐前平臺(tái)）一側(cè)是鐵水系統(tǒng)作業(yè)區(qū)另一側(cè)是廢鋼作業(yè)區(qū)廠房高度：取決于吊車軌道面高度。主要取決于向轉(zhuǎn)爐兌鐵水的操作要求。煉鋼車間設(shè)計(jì)煉鋼車間設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐跨：轉(zhuǎn)爐位置的確定轉(zhuǎn)爐在廠房縱向上的位置和轉(zhuǎn)爐中心距，中心距通常為廠房基本柱距的整倍數(shù)。轉(zhuǎn)爐中心線與廠房柱子的距離：L轉(zhuǎn)爐耳軸標(biāo)高：取決于轉(zhuǎn)爐最大回轉(zhuǎn)半徑和鋼包系統(tǒng)高度。轉(zhuǎn)爐工作平臺(tái)標(biāo)高：H2其它平臺(tái)爐口平臺(tái)散狀料系統(tǒng)平臺(tái)供氧系統(tǒng)平臺(tái)副槍平臺(tái)轉(zhuǎn)爐跨吊車軌面標(biāo)高：取決于更換副槍（或氧槍）。副槍中心線與氧槍中心線距離：S1煉鋼車間設(shè)計(jì)連鑄跨：跨度和高度取決于連鑄機(jī)。連鑄機(jī)總長：L連鑄機(jī)高度：H鋼水接受跨軌面標(biāo)高：H0連鑄操作平臺(tái)標(biāo)高：h，低于結(jié)晶器頂面0.3~0.4m。連鑄機(jī)流間距和連鑄機(jī)中心距。6.主體設(shè)備設(shè)計(jì)高爐主體設(shè)備設(shè)計(jì)煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)高爐主體設(shè)備設(shè)計(jì)高爐爐型設(shè)計(jì)高爐內(nèi)襯高爐冷卻器高爐冷卻方式及給排水高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐基礎(chǔ)

高爐主體設(shè)備設(shè)計(jì)高爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、利用系數(shù):η=P（高爐晝夜產(chǎn)鐵量）/Vu（高爐有效容積）t/m3.d）2、焦比:

K=Q（晝夜焦碳用量）/P（現(xiàn)主要核算綜合焦比）3、冶煉強(qiáng)度:

I=Q/Vu

（反應(yīng)焦碳的燃燒能力）4、休風(fēng)率:計(jì)劃外的檢修時(shí)間占規(guī)定作業(yè)時(shí)間的百分比（≤2%）5、生鐵成本：原料占80%±6、一代爐齡：高爐點(diǎn)火開爐→停爐大修歷經(jīng)時(shí)間（與耐材砌筑、I有關(guān)）高爐爐型設(shè)計(jì)爐喉d1,h5.爐身h4,β爐腰h3,D爐腹h2,α爐缸h1,d,hz,hf死鐵層h0d1Ddh1h2h3h4h5h0βαHuhfhz圖6.4.1高爐內(nèi)型尺寸表示法高爐爐型設(shè)計(jì)高爐爐型特點(diǎn)及對冶煉的影響高爐爐型主要是適應(yīng)：爐料下降過程在上部溫度上升體積增大；在下部礦石融化成渣鐵體積收縮；適應(yīng)煤氣上升過程溫度下降體積縮小，高爐內(nèi)型為上下小，中間大的五段結(jié)構(gòu)。有效高度Hu和有效容積Vu

高爐有效高度Hu：是從鐵口中心線到料線的距離。 實(shí)際料線位置是變化的，我國和前蘇聯(lián)通常以高爐大料鐘下降下沿為料線零位，日本通常定于大料鐘下降下沿以下1000mm，美國則定在大料鐘下降下沿以下915mm位置。對于無料鐘爐頂，通常取料槽最低位置或其下一定距離，如武鋼新3號高爐料線零位為料槽最低位置以下1500mm。

高爐爐型設(shè)計(jì)高爐有效容積Vu：指有效高度范圍內(nèi)高爐內(nèi)襯所包圍的空間。高爐有效高度取決于高爐有效容積和焦炭的質(zhì)量。爐缸直徑d及高度h1：爐缸直徑一般根據(jù)高爐冶煉強(qiáng)度i和爐缸截面積燃燒強(qiáng)度j確定。爐缸燃燒強(qiáng)度j通常在1.0~1.2t/(m2·h)范圍。國外大型高爐多在1.0t/(m2·h)。計(jì)算公式為：

爐缸直徑(m)也可以按經(jīng)驗(yàn)公式確定，公式為：爐缸高度：主要取決于生鐵日產(chǎn)量、日出鐵次數(shù)、渣量及風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸。

在有渣口的高爐上，通常先確定渣口高度，然后再確定風(fēng)口高度和爐缸高度。高爐爐型設(shè)計(jì)高爐爐型設(shè)計(jì)式中：Vu是高爐有效容積，m3；

η是高爐有效容積利用系數(shù)，t/（m3·d）； b是生鐵產(chǎn)量波動(dòng)系數(shù)，一般取1.2； d是爐缸直徑，m； N是出鐵次數(shù)，根據(jù)高爐容積和產(chǎn)量，一般為8~12次/d，大高爐取大值； c是渣口以下爐缸容積利用系數(shù)，一般為0.55~0.65； m是渣鐵比，t/t；

ε是下渣率，一般取30%；

γP是鐵水密度，一般為7.1t/m3；

γS是爐渣密度，一般為1.4~1.8t/m3；渣口高度（m)計(jì)算公式如下：高爐爐型設(shè)計(jì)渣口與風(fēng)口間距hd(m)為：

風(fēng)口中心線高度hf為：

高爐爐型設(shè)計(jì)對于沒有渣口的大型高爐，可以直接計(jì)算風(fēng)口中心線高度，公式為：

爐缸高度為：

高爐爐型設(shè)計(jì)爐腹角α及爐腹高度h2

爐腹角:通常取79~83°。 爐腹角過大不利于煤氣分布，過小使?fàn)t料下降阻力增加不利于順行。

爐腹高度h2:大于2000m3的高爐也可以用下式計(jì)算：

高爐爐型設(shè)計(jì)爐腰直徑D及高度h3

爐腰直徑D是高爐直徑最大處，處于高爐爐料的軟熔帶部位，較大的爐腰直徑有利于改善高爐透氣性，有利于順行。設(shè)計(jì)中常常根據(jù)爐缸直徑計(jì)算，通常D/d值大型高爐取1.07~1.15，高爐越大比值越小。爐腰高度設(shè)計(jì)中通常取1~3m之間，爐腰高度對冶煉過程影響不大，爐容大取大值，設(shè)計(jì)中通常用爐腰高度調(diào)整設(shè)計(jì)爐容。

高爐爐型設(shè)計(jì)爐身高度h4及爐身角β

爐身角對爐料下降、爐身部煤氣分布都有重大影響。爐身角小有利于爐料下降，但邊緣煤氣流容易發(fā)展，不利于降低焦比和提高高爐壽命。爐身角大有利于抑制邊緣煤氣流，但不利于爐料下降。爐身角通常取值為80.5~85.5°范圍，大高爐取小值。高爐爐身高度通常占高爐有效高度的50~60%，對高爐內(nèi)爐料的傳熱、還原有很大的影響。爐身高度h4根據(jù)爐腰直徑和爐喉直徑及爐身角確定。

高爐爐型設(shè)計(jì)爐喉直徑d1及高度h5

爐喉直徑與爐腰直徑、爐身高度和爐身角有關(guān)，通常由d1/D值確定。一般高爐d1/D值在0.64~0.73范圍，多在0.67左右。爐喉高度應(yīng)能夠保證爐喉布料及料線調(diào)節(jié)的需要，一般為1~3m。死鐵層高度h0

為了防止鐵水及爐渣流動(dòng)對爐底的侵蝕，在鐵口中心線以下到爐底砌磚表面通常設(shè)一個(gè)空間，使其中存在的渣鐵不流動(dòng)，起到保護(hù)爐底及穩(wěn)定渣鐵溫度的作用。大型高爐一般取1.0~2.5m。

高爐爐型設(shè)計(jì)渣、鐵口數(shù)及風(fēng)口數(shù)目

渣口： 通常小型高爐設(shè)置一個(gè)渣口，大中型高爐設(shè)置兩個(gè)渣口，兩個(gè)渣口高度往往相差100~200mm，渣口直徑為φ50~60mm。當(dāng)超大型高爐設(shè)置3~4個(gè)鐵口時(shí)，高爐可以不設(shè)渣口。鐵口： 高爐鐵口數(shù)目根據(jù)爐容及產(chǎn)量確定，一般1000m3以下的高爐設(shè)一個(gè)鐵口，1500~3000m3的高爐設(shè)2~3個(gè)鐵口，3000m3以上的高爐往往設(shè)3~4個(gè)鐵口。也可以按照每1500~2500噸出鐵量設(shè)一個(gè)鐵口。高爐爐型設(shè)計(jì)風(fēng)口：式中：n為風(fēng)口數(shù)；d為爐缸直徑，m；S為風(fēng)口中心距，在1.0~1.5m范圍，常常取1.1~1.2m。爐型尺寸設(shè)計(jì)完后，應(yīng)該對爐容進(jìn)行校核，容積誤差應(yīng)小于0.25%。高爐爐型設(shè)計(jì) 高爐風(fēng)口數(shù)目主要取決于爐容大小、風(fēng)口間距和操作空間。風(fēng)口數(shù)目多有利于高爐爐缸部位煤氣沿圓周分布均勻，有利于活躍爐缸。通常風(fēng)口數(shù)可按下式計(jì)算，計(jì)算后往往取整數(shù)。式中：n為風(fēng)口數(shù)；d為爐缸直徑，m；S為風(fēng)口中心距，在1.0~1.5m范圍，常常取1.1~1.2m。爐型尺寸設(shè)計(jì)完后，應(yīng)該對爐容進(jìn)行校核，容積誤差應(yīng)小于0.25%。高爐內(nèi)襯高爐用耐火材料

耐火材料破損原因高溫渣鐵的滲透和侵蝕渣侵蝕：FeO、CaO、MnO與耐火磚中的SiO2作用鐵、重金屬（鉛等）、堿金屬的滲透：凝固、析出，體積膨脹造成破損。高溫和熱震破損：主要是溫度波動(dòng)產(chǎn)生裂紋。爐料和煤氣流的摩擦和沖刷堿金屬和其它有害元素的破壞堿金屬和鋅：循環(huán)富集、析出、膨脹、降低熔點(diǎn)。高爐內(nèi)襯碳質(zhì)耐火材料

特點(diǎn)耐火度高：不熔化，在3500℃升華；抗渣性好：不與還原性爐渣反應(yīng)，不被侵蝕；導(dǎo)熱性好：能夠?qū)崃繉?dǎo)出，通過冷卻產(chǎn)生保護(hù)層；強(qiáng)度高：抗壓強(qiáng)度高；抗熱震性好，熱膨脹系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好?？寡趸圆?，易氧化。高爐內(nèi)襯考察指標(biāo)導(dǎo)熱性抗氧化性體積密度氣孔率抗強(qiáng)堿性能。要求：致密，氣孔率低，氣孔直徑小，密度高，導(dǎo)熱性好。使用部位：高爐在爐底和爐缸通常采用碳質(zhì)耐火材料。對于含氟的侵蝕性強(qiáng)的爐渣，也可以在爐腹部使用。通常不能用于高爐上部的氧化區(qū)。高爐內(nèi)襯陶瓷質(zhì)耐火材料種類：粘土磚：38~42％Al2O3高鋁磚:48~65％Al2O3莫來石磚剛玉磚:95％Al2O3硅線石磚硅磚特點(diǎn)成本低，良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨性?？疾熘笜?biāo)耐火度，荷重軟化點(diǎn)，氣孔率，重?zé)湛s率。高爐內(nèi)襯碳化硅質(zhì)耐火材料

耐高溫、荷重軟化溫度高，硬度高，耐磨，價(jià)貴。復(fù)合型耐火材料

鋁碳磚、鋁碳化硅磚、鋁碳化硅碳磚耐高溫、抗氧化性好、價(jià)格較低。主要用于爐腹、爐腰和爐身下部。不定型耐火材料搗打料、噴涂料、澆注料、泥漿、填料等成分：碳質(zhì)、粘土質(zhì)優(yōu)點(diǎn)：成形工藝簡單、能耗低、整體性好、抗熱震性好、價(jià)格低。高爐內(nèi)襯高爐內(nèi)襯設(shè)計(jì)

爐底

爐缸爐腹?fàn)t腰和爐身下部

爐身上部和爐喉

高爐內(nèi)襯爐底全碳磚爐底國外大型高爐常常采用，我國寶鋼1＃，武鋼高爐。爐底厚度：2500～3500mm；碳磚截面通常400×400mm；現(xiàn)在接近表面處采用熱壓小塊碳磚。特點(diǎn)：爐底薄，導(dǎo)熱好，壽命長。高爐內(nèi)襯綜合爐底外圍砌環(huán)形碳磚，中心上部砌高鋁磚，下部砌碳磚。底部碳磚通常為3～4層（1200～1600mm），上部高鋁磚4～6層（1600～2400mm），爐底厚度在2800～4000mm。圖6-6綜合爐底圖高爐內(nèi)襯陶瓷杯爐底在全碳磚的爐底和碳磚爐缸的內(nèi)側(cè)，砌筑一個(gè)杯狀的剛玉磚砌體特點(diǎn)可以提高鐵水溫度。提高爐底爐缸抗鐵水的侵蝕性。圖6-7陶瓷杯爐底圖高爐內(nèi)襯爐缸通常采用環(huán)形碳磚砌筑，近年來采用陶瓷杯爐底爐缸后在內(nèi)側(cè)砌有剛玉磚。爐腹特點(diǎn)高爐爐腹處爐襯工作條件惡劣，承受煤氣沖刷，高FeO渣的侵蝕，遭到爐料的磨損，采用各種耐火材料都會(huì)在短期內(nèi)被侵蝕掉，正常工作靠渣皮保護(hù)。通常采用粘土磚或高鋁磚砌筑，近年來也采用碳化硅磚砌筑。厚度：通常采用一層345mm的粘土磚。高爐內(nèi)襯爐腰：特點(diǎn)受到煤氣沖刷、爐料磨損，堿金屬破壞及高fEo渣侵蝕，工作條件惡劣。通常采用高鋁磚、碳化硅磚、鋁碳磚等。各種爐腰圖6-8爐腰結(jié)構(gòu)圖高爐內(nèi)襯爐身爐身下部受侵蝕條件與爐腰類似通常采用高鋁磚、碳化硅磚、鋁碳磚。爐身上部主要是物料的磨損。常常采用粘土磚、高鋁磚?？拷鼱t喉部位，為了防止原料沖擊造成破損，近年來加設(shè)一段內(nèi)側(cè)噴涂一層噴涂料的鋼質(zhì)的內(nèi)襯。爐喉主要承受加入爐料的沖擊和煤氣沖刷，承受溫度的急劇波動(dòng)。通常采用鋼結(jié)構(gòu)，稱爐喉保護(hù)板或爐喉鋼磚。高爐內(nèi)襯爐喉鋼磚圖6-9條狀爐喉保護(hù)板高爐冷卻器鐵口不冷卻高爐渣口由四個(gè)套組成小套：紫銅三套：青銅大套和二套：鑄鐵（內(nèi)部有蛇形冷卻水管）圖6-11高爐渣口圖圖6-10高爐風(fēng)口圖高爐冷卻器風(fēng)口三個(gè)套組成風(fēng)口小套：紫銅。中套：紫銅或青銅。大套：內(nèi)有蛇形鋼管的鑄鐵。高爐冷卻器光板冷卻壁和鑲磚冷卻壁光面冷卻壁爐底和爐缸鑲磚冷卻壁爐腹不帶托磚的凸起爐身帶托磚的凸起材質(zhì)：鑄鐵（內(nèi)部有蛇形鋼管）銅冷卻壁。圖6-12高爐光面冷卻壁和鑲磚冷卻壁高爐冷卻器冷卻水箱支梁式水箱爐身上部鑄鐵扁水箱爐腰和爐身下部與鑲磚冷卻壁配合鑄鐵（內(nèi)部有冷卻鋼管）。銅冷卻板鑄銅爐腹、爐腰和爐身下部。1圖6-13高爐冷卻水箱1.支梁式水箱，2.扁水箱高爐冷卻方式及給排水高爐冷卻方式工業(yè)水開路循環(huán)、軟水或純水閉路循環(huán)、汽化冷卻。噴水冷卻：環(huán)形冷卻水管：工業(yè)水或海水。爐身和爐腹輔助冷卻方式：用于冷卻器損壞后。爐缸：沒有光面冷卻壁的碳磚爐缸爐底的高爐（日本、寶鋼）爐底冷卻風(fēng)冷爐底水冷爐底風(fēng)渣口冷卻、各種冷卻壁和冷卻板分區(qū)分段冷卻高爐冷卻方式及給排水冷卻器工作制度冷卻水耗量根據(jù)冷卻熱負(fù)荷和冷卻水溫差確定冷卻水壓大于煤氣壓力0.05MPa風(fēng)口應(yīng)該大于熱風(fēng)壓力0.1MPa。普通冷卻水總管壓力在0.3～0.4MPa。風(fēng)口用冷卻水壓力可達(dá)1.6MPa.但使用高壓水冷卻應(yīng)該嚴(yán)密監(jiān)控漏水，防止大量水進(jìn)入高爐。冷卻水流速冷卻鋼管內(nèi)水流速通常1.2～1.5m/s高爐冷卻方式及給排水冷卻水溫差和進(jìn)口溫度進(jìn)水溫度通常不大于35℃，最高不超過40℃水溫差：爐缸：<3~4℃爐腹?fàn)t腰：6～12℃爐身下部：8~12℃爐身上部：10~16℃風(fēng)口：3~5℃風(fēng)渣口大套：5～6℃風(fēng)渣口二套：7～8℃軟水閉路循環(huán)：5～15℃高爐冷卻方式及給排水圖6-14高爐給排水圖給排水供排水系統(tǒng) 供水主管－濾水器－各層給水圍管－配水器－冷卻器和噴水管－環(huán)形排水槽和排水箱－排水管－集水池。供水兩套獨(dú)立系統(tǒng)電力和供電供水供水網(wǎng)備用水塔可使用30min高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)形式大框架和爐缸支柱式爐缸支柱式爐缸和爐身支柱式爐體框架式式※自立式高爐爐殼厚度：高爐鋼結(jié)構(gòu)4.03.62.02.22.7爐頂封板和爐喉50°<β<55°Β≥55°爐身爐身下弦爐腰、爐腹、爐缸、爐底K值部位圖6-17高爐基礎(chǔ)圖高爐基礎(chǔ)煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐冶煉流程裝入廢鋼和鐵水副原料投入吹煉副槍測定溫度和成分出鋼（脫氧及合金化）倒渣煉鋼原料（1）主原料（鐵水和廢鋼）：主要鐵源。（2）副原料：用于造渣去除P、S等雜質(zhì)和調(diào)節(jié)鋼水溫度。（3）鐵合金：用于脫氧和調(diào)整鋼水成分。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼主體設(shè)備及氧槍煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐座數(shù)：2吹1，3吹2。轉(zhuǎn)爐的公稱容量：平均金屬裝入量平均出鋼量：一般多采用平均出鋼量。平均爐產(chǎn)良坯量轉(zhuǎn)爐公稱容量的確定年產(chǎn)鋼水量Wm：連鑄車間：Wm=W坯/η坯……噸W坯：年產(chǎn)良坯量；η坯：連鑄坯收得率，96～98％部分連鑄車間：Wm=W/[α×η坯+（1-α）×η錠]……噸W：年產(chǎn)良錠和良坯之和；α：連鑄比；η錠：鋼錠收得率，97～99％。煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)年出鋼爐數(shù)m：m＝n×365×β×24×60/τ……爐n：車間轉(zhuǎn)爐工作模式，三吹二時(shí)n=2，二吹一時(shí)n=1；β：轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，80～90％；τ:轉(zhuǎn)爐煉鋼平均冶煉周期，如下表:38~4532~3828~32平均冶煉周期，min>10030~100<30轉(zhuǎn)爐容量，t16~2014~1812~16平均吹氧時(shí)間，min煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐平均出鋼量G；G＝Wm/m……噸3003203204502502752754002002202203601501801802801201501502251001201201805060601003036408020303063公稱容量，t最大出鋼量，t鋼包容量，t起重機(jī)能力，t數(shù)值項(xiàng)目煉鋼轉(zhuǎn)爐爐型(ConverterType)

轉(zhuǎn)爐爐型是指轉(zhuǎn)爐內(nèi)部自由空間的幾何形狀，由耐火材料砌成。筒球型錐球型截錐型煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)煉鋼轉(zhuǎn)爐爐體(ConverterBody)

爐底結(jié)構(gòu)有兩種類型，即固定式爐底和可拆卸式活爐底。

爐殼要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，一般采用低合金鋼容器鋼板制作。煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)主要參數(shù)爐容比（V/G):頂吹轉(zhuǎn)爐：0.90~0.95m3/t復(fù)吹轉(zhuǎn)爐：0.85~0.95m3/t有效容積Ve：Ve=G×(V×G) m3熔池直徑D：煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)溶池深度：球形底半徑R=1.1~1.25D金屬熔池體積V金屬：熔池深度h：h穿/h≤0.7對筒球型轉(zhuǎn)爐煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)爐帽尺寸：截圓錐形爐口直徑d：d=K*D,m, K=0.43~0.53爐口傾角θ：60~68°爐口直線段：Hd=300~400mm爐帽高度Hc：爐帽有效容積Vc：煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)爐身尺寸：熔池以上，爐帽以下的高度爐身容積Vb和Hb：出鋼口直徑：爐帽爐身交界處dt：出鋼口角度：出鋼口中心線與水平線的夾角0~20°。300噸轉(zhuǎn)爐爐型圖煉鋼轉(zhuǎn)爐內(nèi)襯(ConverterInnerLining)絕熱層adiabaticlayer永久層permanentlayer填充層packinglayer工作層workinglayer煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計(jì)絕熱層：石棉板，10～20mm。永久層：標(biāo)準(zhǔn)鎂磚爐帽和爐身部位：一層，113～115mm；大型轉(zhuǎn)爐爐底：三層，339～345mm.填充層:焦油鎂砂或焦油白云石散狀料搗打成。通常只用于爐帽和爐身部位。厚度：60～100mm。工作層:鎂碳磚厚500～800mm。爐底厚些，爐帽薄些。轉(zhuǎn)爐高寬比校核：Hw/Dw=1.35~1.60，大容量取下限。Hw：總高； Dw：爐殼外徑。由噴頭、槍身和槍尾組成，通常吹氧裝置都帶兩只氧槍，一只工作，一只備用。噴頭：導(dǎo)熱性能好的紫銅鍛造或者鑄造成型。槍身：無縫鋼管制作的三層套管組合而成。尾部結(jié)構(gòu)：氧氣管路、冷卻水的進(jìn)水和出水軟管連接。槍身由三層同心圓鋼管組成，槍尾與進(jìn)水管、出水管和進(jìn)氧管相連。氧槍設(shè)計(jì)煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼4.2

噴頭(BlowHead)是將壓力能轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的能量轉(zhuǎn)換器，目前氧槍使用的噴頭多為拉瓦爾噴頭。收縮段喉口擴(kuò)張段氧槍(Airbrush)噴頭結(jié)構(gòu)煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)噴頭尺寸氧流量和供氧強(qiáng)度：氧流量Q：Q=V氧×G/τ氧噸鋼氧耗量V氧：通常圍48~55Nm3/t吹氧時(shí)間τ氧:噴孔出口馬赫數(shù)Ma：馬赫數(shù)通常為：1.95~2.2爐膛壓力與設(shè)計(jì)工況氧壓P0：爐膛壓力：噴頭在爐膛內(nèi)的環(huán)境壓力，0.099～0.102MPa。煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工況氧壓P0：噴頭進(jìn)口壓力，由馬赫數(shù)和出口壓力Pe確定。煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)噴孔夾角與噴孔間距：噴孔夾角：與孔數(shù)有關(guān) 噴頭孔數(shù)與噴孔夾角的關(guān)系噴孔間距： 噴孔出口中心與噴頭中軸線的間距。間距小會(huì)使氧氣射流相互吸引，射流向中心偏移，造成射流中心速度衰減過快，因此噴孔間距大好，但受尺寸限制。根據(jù)三孔噴頭測試，當(dāng)噴孔間距在（0.8～1.0）de時(shí)不會(huì)對射流速度衰減產(chǎn)生明顯影響。15~17°13~15°10~13°9~11°夾角>5543孔數(shù)煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)噴孔形狀和尺寸：噴孔現(xiàn)在多為拉瓦爾噴孔。喉口直徑d*：煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)喉口長度l*：通常5～10mm。收縮段長度l1：(0.8~1.5)×d*收縮段半錐角β：18～23°入口直徑d1：d1=d*+2×l1tgβ m噴孔出口直徑de:擴(kuò)張段長度l2：煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)槍身設(shè)計(jì)內(nèi)層管直徑：內(nèi)層管內(nèi)徑D1i：內(nèi)層管氧氣流速v1：通常為40～60m/s。內(nèi)層管壁厚ΔD1：通常為4～5mm。煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)中層管直徑中層管內(nèi)徑D2i:250～300180~220140～160100～12070～8055～65冷卻水量,t/h3002001501205030轉(zhuǎn)爐容量,t煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)中層管端部與噴頭端部間隙h2：保證端面處水流速度vwh達(dá)到8m/s。中層管厚度：通常4～6mm。外層管直徑水流速：6～7m/s。噴頭產(chǎn)生水溫差：10～15℃。內(nèi)徑D3i：計(jì)算方法同中層管。壁厚：7～9mm。煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)氧槍全長及行程：氧槍全長Hl：Hl=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8mh1：槍頭端面最低位置到爐口的距離，m；其等于爐役后期鋼液面至爐口的距離減去鋼液面距氧槍噴頭端面的距離h0，通常h0＝0.2～0.4m。h2:爐口至煙罩下沿距離，0.35~0.55m；h3:煙罩下沿至斜煙道拐點(diǎn)距離，3.0～4.0m；h4:斜煙道拐點(diǎn)至氧槍密封口上緣的距離，m；煉鋼主體設(shè)備設(shè)計(jì)h5:氧槍密封口上緣至氧槍噴頭最高位置的距離，通常為0.8～1.0m。該距離主要考慮氧槍清渣和更換氧槍所需高度。在采用機(jī)械化清渣時(shí)，在原有基礎(chǔ)上加0.75～0.85m的清渣器高度。h6:氧槍把持器下段要求的距離，通常0.5m；h7:把持器兩個(gè)卡座中心間距，2.0～4.0m;h8:把持器上段至氧槍吊環(huán)中心線的距離，通常0.8～1.0m。氧槍行程Hs：氧槍噴頭在爐內(nèi)最低點(diǎn)至上升最高點(diǎn)的距離. Hs=h1+h2+h3+h4+h5氧槍結(jié)構(gòu)7.附屬設(shè)備的選擇與設(shè)計(jì)高爐煉鐵車間附屬設(shè)備煉鋼車間附屬設(shè)備高爐附屬設(shè)備原料系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)渣鐵處理系統(tǒng)煤氣除塵系統(tǒng)噴煤系統(tǒng)原料系統(tǒng)儲(chǔ)礦槽和貯焦槽礦槽能夠貯存高爐生產(chǎn)12~18小時(shí)所需的礦石

焦槽能夠貯存高爐生產(chǎn)8小時(shí)以上所需的焦炭

大中型高爐礦槽總?cè)莘e與高爐容積的比為1.3~2.5；焦槽總?cè)莘e與高爐有效容積之比為0.5~0.7。礦槽數(shù)量和容積取決于冶煉使用的礦石和熔劑種類及其數(shù)量。礦石有燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦、錳礦、碎鐵。熔劑有石灰石、白云石、硅石和蛇紋石等。

高爐礦槽容積通常設(shè)計(jì)成四種體積，燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、塊礦為大槽，其余為小槽。焦炭通常為兩個(gè)大槽，也可以一排4～6個(gè)。原料系統(tǒng)槽上槽下運(yùn)輸槽上槽下運(yùn)輸應(yīng)該采用膠帶運(yùn)輸設(shè)施。 膠帶寬度根據(jù)物料種類、粒度、堆比重、堆積角，運(yùn)輸量、膠帶傾角等確定。膠帶寬度可以用下式確定。式中：B是膠帶寬度，米；Q是運(yùn)輸量，噸/小時(shí)；v是膠帶速度，米/秒；K是斷面系數(shù)；c是傾角系數(shù)；γ是原料堆比重，噸/米3。

原料系統(tǒng)膠帶速度，米/秒物料特性膠帶寬度，mm500~600800~10001200~1400大塊礦石（d>600mm）礦石及碎礦(d<160mm)焦炭1.0~1.61.0~2.01.0~1.61.0~2.01.25~2.61.25~1.61.25~2.01.25~2.61.25~2.0物料在帶面上的堆積角10°20°25°30°35°槽形帶平行帶31667385135422172458209496247斷面系數(shù)K值

原料系統(tǒng)物料的堆比重富鐵礦取2.5噸/米3；燒結(jié)礦、石灰石和白云石取1.6噸/米3；焦粉取0.7噸/米3；焦炭取0.5噸/米3；貧鐵礦取2.0噸/米3。通常一排礦槽下設(shè)一條膠帶，計(jì)算得膠帶寬度后應(yīng)該按標(biāo)準(zhǔn)帶寬選取。膠帶機(jī)標(biāo)準(zhǔn)寬度為500、650、800、1000、1200、1400、1800、2000、2400mm。膠帶傾角0°~7°8°~15°16°~20°21°~25°C值1.00.95~0.900.90~0.800.80~0.75傾角系數(shù)c值

原料系統(tǒng)篩分與稱量裝置篩分

根據(jù)煉鐵工藝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定，燒結(jié)礦和焦炭入爐前必須進(jìn)行槽下篩分。燒結(jié)礦篩分：多數(shù)采用振動(dòng)篩篩除小于5mm的粉末。焦炭篩分：可采用滾篩或振動(dòng)篩大型高爐篩除25mm以下的碎焦中型高爐篩除15mm以下的碎焦小高爐則篩除10mm以下的碎焦。篩下的粉礦及碎焦用膠帶送往燒結(jié)廠焦丁：10～25mm的碎焦，直接混入礦石入爐。原料系統(tǒng)稱量 稱量通常采用稱量漏斗，使用機(jī)械秤或電子秤。

集中篩分稱量系統(tǒng)主要用于焦炭。分散篩分集中稱量系統(tǒng)

用于焦炭和礦石分散篩分稱量系統(tǒng)

主要用于礦石和熔劑原料系統(tǒng)上料裝置 高爐上料裝置是將高爐原燃料運(yùn)輸?shù)礁郀t爐頂?shù)难b置，可以分為斜橋料車式和膠帶式兩種。

足夠的上料能力，不僅滿足正常生產(chǎn)的要求，還要在最高日產(chǎn)量時(shí)滿足趕料線的要求。為此上料機(jī)的作業(yè)率不要超過70~75%；保證上料機(jī)系統(tǒng)工作的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠和耐用；可靠的自動(dòng)控制和安全裝置，最大程度的實(shí)現(xiàn)上料自動(dòng)化；結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)和修理方便。爐頂壓力控制裝置：均壓放散系統(tǒng)探料設(shè)備：料尺原料系統(tǒng)寶鋼1#高爐貯礦槽工藝布置圖原料系統(tǒng)裝料裝置雙鐘式裝料裝置傳統(tǒng)式樣：缺點(diǎn)：密封難，重量大，上料能力有限，布料受限。多鐘式裝料裝置改善密封：缺點(diǎn)：密封較難，重量大，上料能力有限，布料受限。并罐式無料鐘裝料裝置克服鐘式裝料裝置的缺點(diǎn)略有偏料。串罐式無料鐘裝料裝置目前最好的裝料方式。原料系統(tǒng)圖6-22串罐式無鐘爐頂送風(fēng)系統(tǒng)高爐鼓風(fēng)機(jī)的選擇

要有足夠的鼓風(fēng)量和鼓風(fēng)壓力，穩(wěn)定的風(fēng)量及調(diào)節(jié)范圍。

風(fēng)量風(fēng)壓的確定

風(fēng)量：

V=（1+R）·V0 m3/min風(fēng)壓：等于爐頂壓力+料柱阻力+送風(fēng)系統(tǒng)阻力爐頂壓力：大型高爐在0.1~0.3MPa范圍

料柱阻力：大型高爐在0.11~0.17MPa范圍

送風(fēng)系統(tǒng)阻力：一般為0.01~0.02MPa送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量風(fēng)壓的修正

風(fēng)量修正系數(shù)K1：式中：PS是風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口壓力（等于使用地區(qū)大氣壓力減去鼓風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口阻力損失），Pa；Φ是使用地區(qū)大氣相對濕度，%；PH是使用地區(qū)溫度條件下的飽和蒸汽壓，Pa；T1是測定風(fēng)機(jī)特性曲線時(shí)的絕對溫度，K；T2是風(fēng)機(jī)使用地區(qū)的絕對溫度，K；P1是測定風(fēng)機(jī)特性曲線時(shí)的壓力，Pa。風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量：Vˊ=V/K1 ，m3/min。送風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)壓修正系數(shù)：實(shí)際出口壓力：P=K2·Pˊ，Pa

Pˊ是風(fēng)機(jī)特性曲線工況點(diǎn)上的壓力式中：P1是測定風(fēng)機(jī)特性曲線時(shí)的大氣壓力，Pa；P2是使用地區(qū)的大氣壓力，Pa；T1是測定風(fēng)機(jī)特性曲線時(shí)的溫度，K；T2是使用地區(qū)的溫度，K。

送風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)的選擇

能夠穩(wěn)定地按風(fēng)量連續(xù)送風(fēng)，有寬的送風(fēng)范圍；長期安全運(yùn)行和便于維修；原動(dòng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率高；調(diào)節(jié)性能好，配置有自動(dòng)控制和安全裝置。3.2高爐煉鐵熱風(fēng)爐(HotStove)任務(wù)：向高爐連續(xù)不斷地輸送溫度高達(dá)1100~1300℃的熱風(fēng)。按結(jié)構(gòu)形式分類內(nèi)燃式Internalcombustiontype頂燃式Topcombustiontype外燃式Externalcombustiontype送風(fēng)系統(tǒng)蓄熱式熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)內(nèi)燃式熱風(fēng)爐優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊投資低缺點(diǎn)不適于高風(fēng)溫隔墻兩側(cè)溫差大，容易破損，導(dǎo)致煙氣或熱風(fēng)短路蓄熱室煙氣氣流分布不均勻。圖6-25內(nèi)燃式熱風(fēng)爐送風(fēng)系統(tǒng)外燃式熱風(fēng)爐優(yōu)點(diǎn)可提供的風(fēng)溫高；取消了隔墻，工作穩(wěn)定蓄熱室氣流分布均勻。缺點(diǎn)占地面積大投資高外燃式熱風(fēng)爐高爐煉鐵工藝設(shè)備蓄熱式熱風(fēng)爐的構(gòu)成(外燃式)燃燒室蓄熱室烘頂儲(chǔ)存煤氣燃燒產(chǎn)生的大量熱量煤氣燃燒產(chǎn)生熱量的空間送風(fēng)系統(tǒng)頂燃式熱風(fēng)爐優(yōu)點(diǎn)占地面積小，投資低；沒有隔墻，不會(huì)產(chǎn)生氣體短路；蓄熱室煙氣分布均勻。缺點(diǎn)燃燒器和各種閥門在爐頂，位置高不易維護(hù)；直接在拱頂燃燒，空間小，適用于較小的高爐。送風(fēng)系統(tǒng)熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蓄熱面積通常按75～100m2/m3爐容確定總蓄熱面積；也可以按每分鐘每立方米鼓風(fēng)需要25~40m2的蓄熱面積設(shè)計(jì)。通常采用3～4座熱風(fēng)爐。高徑比：一般為5~6。煙氣流速：蓄熱室：為保證紊流，煙氣最低流速在1.2~2.0m/s以上。燃燒室：陶瓷燃燒器時(shí)不超過4~5m/s。

燃燒室截面積：通常為蓄熱室截面的33~42%。送風(fēng)系統(tǒng)管道及熱風(fēng)爐附屬設(shè)備

管道：熱風(fēng)爐管道內(nèi)徑可按下式計(jì)算，熱風(fēng)管道內(nèi)通常砌筑耐火磚和保溫磚。式中：d是管道內(nèi)徑，m；V是管道內(nèi)氣體的實(shí)際流量，m3/s；w是氣體實(shí)際流速（參看下表），m/s。送風(fēng)管道的允許氣體流速

冷風(fēng)管道壓力，kg/cm2熱風(fēng)管道壓力，kg/cm2凈煤氣管道>0.9<0.5>0.9<0.5實(shí)際流速，米/秒15~2010~1530~3525~306~12送風(fēng)系統(tǒng)煙道及煙囪

煙道斷面尺寸取決于煙氣量和煙氣流速。煙氣流速可取2~5標(biāo)米/秒。為便于施工和清理，煙道寬度不小于800mm，高度不小于1200mm。熱風(fēng)爐煙囪通常高60~80m。

燃燒器：

金屬套筒式燃燒器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，壓力損失小，對煤氣含塵量要求不嚴(yán)，煤氣與空氣混合調(diào)節(jié)范圍大，不易回火。缺點(diǎn)：是煤氣空氣混合效果差，燃燒效率低，火焰對隔墻沖擊大，火焰振動(dòng)大等，新建大型高爐的熱風(fēng)爐已經(jīng)不采用。

送風(fēng)系統(tǒng)陶瓷燃燒器：優(yōu)點(diǎn)：煤氣空氣混合好，燃燒完全穩(wěn)定，空氣過剩系數(shù)小，燃燒溫度高，燃燒無振動(dòng)。套筒式陶瓷燃燒器：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但火焰長，燃燒能力小于格柵式陶瓷燃燒器，適用于低架的外燃式熱風(fēng)爐和內(nèi)燃式熱風(fēng)爐。格柵式陶瓷燃燒器：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但煤氣空氣混合均勻，燃燒能力大，適用于大型外燃式熱風(fēng)爐。送風(fēng)系統(tǒng)閥門

燃燒系統(tǒng)：空氣燃燒閥、高爐煤氣燃燒閥、高爐煤氣閥、高爐煤氣放散閥、焦?fàn)t煤氣燃燒閥、焦?fàn)t煤氣閥、吹掃閥、焦?fàn)t煤氣放散閥、助燃空氣流量調(diào)節(jié)閥、高爐煤氣流量調(diào)節(jié)閥、焦?fàn)t煤氣流量調(diào)節(jié)閥及煙道閥等。送風(fēng)系統(tǒng)：有熱風(fēng)閥、冷風(fēng)閥、混風(fēng)閥、混風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥、充風(fēng)閥、廢風(fēng)閥、冷風(fēng)流量調(diào)節(jié)閥等。

送風(fēng)系統(tǒng)閥門直徑和截面積熱風(fēng)閥：熱風(fēng)閥直徑根據(jù)熱風(fēng)實(shí)際流速不大于75m/s來確定。熱風(fēng)閥等在高溫下工作，需要水冷。

其它閥門截面：積根據(jù)熱風(fēng)閥面積確定。各種閥門截面積與熱風(fēng)閥截面積之比為：冷風(fēng)閥1.0，放風(fēng)閥0.8~1.0，煤氣切斷閥和空氣燃燒閥、燃燒閥0.7~1.0，煙道閥2.0~2.8，混風(fēng)閥0.3~0.4，廢風(fēng)閥和充風(fēng)閥0.05~0.12。倒流休風(fēng)管：是設(shè)置在熱風(fēng)主管上的煙囪，用于休風(fēng)時(shí)放掉爐內(nèi)高壓煤氣。

煤氣除塵系統(tǒng)3.2.4煤氣除塵系統(tǒng)(BFGSystem)煤氣引導(dǎo)管道除塵設(shè)備余壓發(fā)電頂壓調(diào)節(jié)煤氣除塵系統(tǒng)

荒煤氣溫度150~300℃，含有大量的粉塵，約40~100g/m3。高爐煤氣必須降溫除塵后（煤氣含塵小于5~10mg/m3）才能夠使用。煤氣除塵系統(tǒng)的主要設(shè)備粗除塵：重力除塵器半精細(xì)除塵：洗滌塔溢流文氏管精細(xì)除塵：電除塵器；干式布袋除塵器；文氏管；環(huán)縫洗滌器高爐煉鐵粗除塵重力除塵器在高爐煤氣除塵系統(tǒng)中用的最普遍。重力除塵器可以除去粒徑大于30μm的大顆粒灰塵，除塵率可達(dá)80%，出口的煤氣含塵量為2~10g/m3。重力除塵器精除塵(濕法)文氏管

收縮管

喉口

擴(kuò)張管文氏管除塵器除去粉塵的同時(shí)，也使煤氣流得到冷卻。精除塵(干法)布袋除塵

布袋房

集塵倉

進(jìn)出氣孔

反清倉管道煤氣除塵系統(tǒng)除塵設(shè)備的選擇高壓操作的大型高爐：多采用重力除塵器、雙文氏管、余壓發(fā)電機(jī)、高壓閥組、消音器等組成除塵系統(tǒng)。中低壓高爐：多采用重力除塵器、洗滌塔、文氏管、脫水器及高壓閥組、消音器組成。干式除塵：是近年來的新除塵方法，具有煤氣含水低，煤氣溫度高等優(yōu)點(diǎn)。布袋除塵器設(shè)備龐大占地面積多，現(xiàn)多用于中小型高爐。對于高壓操作的高爐，應(yīng)該設(shè)置爐頂余壓發(fā)電設(shè)備。煤氣除塵系統(tǒng)煤氣系統(tǒng)附屬設(shè)備

主要是各種閥門：煤氣遮斷閥、煤氣放散閥、煤氣切斷閥、煤氣清灰閥和煤氣調(diào)壓閥組、消音器等。煤氣遮斷閥是盤式閥，安裝于除塵器上部圓筒形管道內(nèi)，用于高爐休風(fēng)時(shí)切斷高爐陸地與除塵器之間的管道聯(lián)系。煤氣放散閥屬于安全裝置，設(shè)置在煤氣上升管、除塵器頂部，在高爐休風(fēng)時(shí)將內(nèi)部的煤氣放散入大氣，大型高爐常采用揭蓋式盤式閥。煤氣切斷閥是插板閥，安裝于除塵器后，用于切斷高爐煤氣系統(tǒng)與工廠煤氣系統(tǒng)管道的聯(lián)系，通常還配有U形管水封煤氣裝置。煤氣清灰閥安裝于除塵器底部，用于除去除塵器內(nèi)的粉塵。

渣鐵處理系統(tǒng)風(fēng)口平臺(tái)及出鐵場

爐前設(shè)備：開鐵口機(jī)、堵鐵口泥炮、堵渣機(jī)、吊車和換風(fēng)口機(jī)械等。

鐵水處理：鑄鐵機(jī)、脫硅、脫硫、脫磷爐渣處理

干渣處理干渣坑法渣罐傾倒法

水渣處理沉淀池法拉薩法因巴法水渣坑法

渣鐵處理(TreatmentofSlagandIron)由高爐爐缸排出的渣鐵經(jīng)出鐵場的主溝上的渣鐵分離器分開，鐵水經(jīng)擺動(dòng)流咀裝入魚雷罐車運(yùn)到煉鋼廠煉鋼。爐渣則進(jìn)一步處理變成水渣或干渣。大型高爐每天出鐵12次以上渣鐵處理系統(tǒng)噴煤系統(tǒng)煤粉制備系統(tǒng)：貯存運(yùn)輸設(shè)備干燥磨煤設(shè)備粗粉分離設(shè)備細(xì)粉收集設(shè)備煤粉貯存設(shè)備等。

煤粉噴吹系統(tǒng)：煤粉噴吹設(shè)備有雙罐并列式噴吹罐三罐單列式噴吹罐噴吹附屬設(shè)備。

煉鋼車間附屬設(shè)備原材料貯運(yùn)及加料設(shè)備混鐵爐公稱容量：轉(zhuǎn)爐的15~20倍，通常設(shè)兩座。系列：150、300、600、1000、1500、2500混鐵車：125~250噸，最大600噸。鐵水罐車：散狀料間：高位料倉：給料、稱量和加料設(shè)備原材料貯運(yùn)及加料設(shè)備混鐵爐混鐵車高位料倉鋼水測溫裝置副原料自動(dòng)輸送裝置煉鋼車間附屬設(shè)備鑄錠鑄坯設(shè)備盛鋼桶：外殼和內(nèi)襯塞棒控制系統(tǒng)滑動(dòng)水口中間包：連鑄機(jī)立式連鑄機(jī)立彎式連鑄機(jī)弧形連鑄機(jī)離心連鑄機(jī)水平連鑄機(jī)鑄錠設(shè)備鋼錠模保溫帽連鑄機(jī)構(gòu)造立式連鑄機(jī)立彎式連鑄機(jī)弧形連鑄機(jī)水平連鑄機(jī)煉鋼車間附屬設(shè)備煙氣凈化、環(huán)保和綜合利用煙氣的凈化特點(diǎn)：爐氣量變化大，成分、溫度變化也大。設(shè)計(jì)按最大爐氣量設(shè)計(jì)。含塵量15~120g/m3。煙塵顆粒?。?lt;1μm的占95%（燃燒法）10~20μm的占70%以上（未燃法）。燃燒法：72~78%氮?dú)猓?0~20%氧氣，6~12%CO未燃法：50~70%CO，25~10%CO2，10~20%氮?dú)猓?.3~0.8%O2，0.5~2.0%氫。噸鋼回收煤氣60~70m3。熱值：1500~2000千卡/米3煉鋼車間附屬設(shè)備煙氣收集和冷卻不回收煤氣和余熱法：空氣燃燒CO和冷卻煙氣，噴水冷卻煙氣。不回收煤氣，利用余熱，采用余熱鍋爐回收蒸汽?；厥彰簹夂陀酂?，只在碳氧化期回收煤氣。煙塵收集：文氏管電除塵器布袋除塵器旋風(fēng)除塵器OG法轉(zhuǎn)爐煤氣處理煉鋼車間附屬設(shè)備污水處理分級：水力旋流器濃縮：沉淀池脫水：真空吸濾機(jī)干燥：含水25%的泥餅需要干燥泥漿：直接送燒結(jié)廠爐渣處理：120~150kg/噸鋼潑渣：熱潑后噴水轉(zhuǎn)爐渣處理煉鋼車間其它設(shè)備爐外精煉設(shè)備LF爐DH爐RH爐AOD爐VAD爐。。。鐵水預(yù)處理站LF爐DH爐DH爐RH爐RH爐AOD爐VAD爐鐵水預(yù)處