年產(chǎn)360萬噸煉鋼生鐵50萬噸鑄造生鐵的煉鐵車間本科畢業(yè)論文

PAGE遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）第PAGEI頁PAGE遼寧科技學(xué)院（2012屆）本科畢業(yè)設(shè)計題目：年產(chǎn)360萬噸煉鋼生鐵50萬噸鑄造生鐵的煉鐵車間設(shè)計專題：全氧高爐煉鐵的可行性分析 年產(chǎn)360萬噸煉鋼生鐵50萬噸鑄造生鐵的煉鐵車間設(shè)計摘要本設(shè)計是設(shè)計年產(chǎn)360萬噸煉鋼生鐵，50萬噸鑄造生鐵的高爐煉鐵車間。在設(shè)計中采用了2520m3的高爐2座，不設(shè)渣口，2個出鐵口，采用圓形出鐵場。送風(fēng)系統(tǒng)采用四座4座新日鐵外燃式熱風(fēng)爐，煤氣處理系統(tǒng)采用重力除塵器、文氏管和電除塵。渣鐵處理系統(tǒng)采用拉薩法水淬渣（RASA）處理，特殊情況采用干渣生產(chǎn)，上料系統(tǒng)采用皮帶上料機，保證高爐的不間斷供料。在設(shè)計中，首先做了物料平衡、熱平衡，爐型的設(shè)計與計算，以及設(shè)備的選擇；設(shè)計中應(yīng)用了許多先進的工藝，這些工藝在實行大噴煤技術(shù)提高傳熱效率，節(jié)能，提高生產(chǎn)率方面起了重要的作用。根據(jù)實際需要及可能性，盡量采用先進設(shè)備、結(jié)構(gòu)、材料及新工藝。做到技術(shù)上先進，經(jīng)濟上合理，又減少環(huán)境污染。車間總體布置形式為半島式。關(guān)鍵詞：高爐，物料平衡，熱平衡，半島式Designofanironmakingworkshopwithannualproductionof2milliontonssteelmakingironand0.3milliontonscastingpigAbstractTheassignmentisthedesignofannualproductioncapacityofthe3.6milliontonssteel-makingpigironand0.5milliontonsofblastfurnacecastpigironworkshop.Inthistestwehavetwo2520m3blastfurnacesandsetuptwotapholeswithnoslaghole,whichuserectangularfieldofiron.Airsupplysystemhave4combustion.Dustcatchersystemusesgravityprecipitatorsandventuritubetohandle.SlagironprocessingsystemusewaterquenchingresidueLhasa(RASA),specialcircumstancesusedryslagproductionstodeal.Thechargingsystemusebeltfeedingmachinetoensuretheblastfurnacecharge.Inthedesignfirstofallwemakeamaterialbalance，heatbalanceandcalculationoffurnacedesign,aswellasthechoiceofequipment;thedesignoftheapplicationofanumberofadvancedtechnologyequipments,theseprocessesintheimplementationoflargepulverizedcoalinjectiontechnologytoenhanceheattransferefficiency,saveenergy,improveproductivitywhichplayedanimportantroleindesign.Accordingtotheactualneedandpossibilitiesweuseadvancedequipmentasfaraspossiblestructure,materialsandsoon.Achievetechnicallyadvancedandeconomicallyrationalandreduceenvironmentalpollution.Thetypeofworkshopwiththeoveralllayoutispeninsula.

Keywords:blastfurnace,materialbalance,heatbalance,peninsula目錄緒論 11高爐冶煉綜合計算 31.1概述 31.2配料計算 51.2.1原燃料條件 51.2.2計算礦石需要量G礦 71.2.3計算熔劑需要量G熔 71.2.4計算熔劑需要量G熔 81.2.5爐渣成分的計算 91.2.6校核生鐵成分 101.3物料平衡計算 111.3.1風(fēng)量的計算 111.3.2爐頂煤氣成分及數(shù)量的計算 121.3.3編制物料平衡表 161.4熱平衡計算 171.4.1熱量收入q收 171.4.2熱量支出q支 181.4.3熱平衡表 202高爐本體設(shè)計 222.1高爐爐型 222.2爐型設(shè)計與計算 222.3高爐爐襯設(shè)計 252.3.1高爐對耐火材料的要求 252.3.2高爐爐襯的設(shè)計與砌筑 262.4高爐冷卻設(shè)備 282.4.1冷卻設(shè)備的作用 282.4.2冷卻介質(zhì)及水的軟化 282.4.3高爐冷卻 282.4.4高爐冷卻系統(tǒng) 302.5高爐送風(fēng)管路 312.5.1熱風(fēng)圍管 312.5.2送風(fēng)支管 322.5.3直吹管 322.5.4風(fēng)口裝置 322.6高爐鋼結(jié)構(gòu) 322.6.1高爐本體鋼結(jié)構(gòu) 332.6.2爐殼 332.6.3爐體框架 332.6.4爐缸爐身支柱、爐腰支圈和支柱坐圈 342.7高爐基礎(chǔ) 342.7.1高爐基礎(chǔ)的負荷 352.7.2對高爐筑基的要求 363高爐車間的運轉(zhuǎn) 363.1貯礦槽、貯焦槽及槽下運輸篩分稱量 373.1.1貯礦槽與貯焦槽 373.1.2槽下運輸稱量 373.2上料設(shè)備 384高爐爐頂裝料設(shè)備 404.1無鐘式爐頂裝料設(shè)備 404.1.1串罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備 404.1.2無鐘式爐頂?shù)牟剂戏绞?414.2探料裝置 415送風(fēng)系統(tǒng) 425.1高爐用鼓風(fēng)機 425.1.1高爐冶煉對鼓風(fēng)機的要求 425.1.2高爐鼓風(fēng)機的工作原理和特性 425.1.3高爐鼓風(fēng)機的選擇 445.2熱風(fēng)爐 455.2.1外燃式熱風(fēng)爐 465.2.2外燃式熱風(fēng)爐的特點 466高爐噴吹煤粉系統(tǒng) 476.1煤粉的制備 476.2高爐噴煤系統(tǒng) 476.2.1三罐單列式高爐噴煤系統(tǒng) 476.2.2噴吹罐組有效容積的確定 486.3煤粉噴吹的安全措施 496.3.1制粉系統(tǒng)的安全措施 496.3.2噴吹系統(tǒng)的安全措施 507高爐煤氣處理系統(tǒng) 517.1荒煤氣管道 517.2粗除塵裝置 537.2.1重力除塵器除塵原理 537.3半精細除塵裝置 547.4精細除塵裝置 547.4.1文式管 547.4.2靜電除塵器 557.5脫水器 568渣鐵處理系統(tǒng) 578.1風(fēng)口平臺及出鐵場設(shè)計 578.1.1風(fēng)口平臺及出鐵場 578.1.2渣鐵溝和撇渣器 578.1.3擺動流嘴 588.2爐前主要設(shè)備 588.2.1開鐵口機 598.2.2堵鐵口泥炮 598.2.3爐前吊車 598.3鐵水處理 598.3.1魚雷罐車 598.3.2鑄鐵機 598.4爐渣處理設(shè)備 608.4.1拉薩法水淬渣 608.4.2干渣生產(chǎn) 609能源回收利用 619.1高爐爐頂余壓發(fā)電 619.2熱風(fēng)爐煙道廢氣余熱回收 61參考文獻 62專題研究 63外文翻譯 70致謝 82緒論鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是實現(xiàn)工業(yè)化的支撐產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)、資金、資源、能源密集型產(chǎn)業(yè)。我國是一個發(fā)展中大國，在經(jīng)濟發(fā)展的期間內(nèi)鋼鐵需求量較大，中國鋼鐵產(chǎn)量已多年居世界第一，但高新尖端鋼鐵產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和物耗與國際先進水平相比還有很大的距離，因此我國鋼鐵企業(yè)發(fā)展重點是技術(shù)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整。為提高鋼鐵工業(yè)整體技術(shù)水平，推進結(jié)構(gòu)調(diào)整，改善產(chǎn)業(yè)布局，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，降低物耗能耗，重視環(huán)境保護，提高企業(yè)綜合競爭力，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級，把鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展成在數(shù)量、質(zhì)量、品種上基本滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展需求，具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)，依據(jù)有關(guān)法律法規(guī)和鋼鐵行業(yè)面臨的國內(nèi)外形勢，制定鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，以指導(dǎo)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展鋼鐵還可以直接為人民的日常生活服務(wù)，如為運輸業(yè)、建筑業(yè)及民用品提供基本材料。故在一定意義來說，一個國家鋼鐵工業(yè)的發(fā)展狀況也反映其國民經(jīng)濟發(fā)達的程度。衡量鋼鐵工業(yè)的水平應(yīng)考察其產(chǎn)量（人均占有鋼的數(shù)量）、質(zhì)量、品種、經(jīng)濟效益及勞動生產(chǎn)率等各方面。縱觀當今世界各國，所有發(fā)達國家無一不是具有相當發(fā)達的鋼鐵工業(yè)的。由于鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模大，每天原材料及產(chǎn)品的吞吐量大，需要龐大的運輸設(shè)施為其服務(wù)。一般要有鐵路或水運干線經(jīng)過鋼鐵廠。對于大型鋼鐵企業(yè)來說，還必須有重型機械的制造及電子工業(yè)為其服務(wù)。此外，建設(shè)鋼鐵企業(yè)需要的投資大，建設(shè)周期長，而回收效益慢。故雄厚的資金是發(fā)展鋼鐵企業(yè)的重要前提。鋼鐵之所以成為各國民經(jīng)濟基礎(chǔ)，是因為它具備以下優(yōu)越性能，且價格低廉：1、有較高的強度及韌性；2、鋼鐵具有良好的加工性能，以得到任何結(jié)構(gòu)的工件；3、礦石資源豐富，可供長期大量采用，成本低廉；4、人類自進入鐵器時代以來，積累了數(shù)千年生產(chǎn)和加工鋼鐵材料的豐富經(jīng)驗，已具有成熟的生產(chǎn)技術(shù)。自古至今，與其他工業(yè)相比，鋼鐵工業(yè)相對生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、質(zhì)量好和成本低。到目前看不出，有任何其他材料在可預(yù)見的將來，能代替鋼鐵現(xiàn)在的地位。中國煉鐵流程的優(yōu)勢在擴大體現(xiàn)在已建成巨大的生產(chǎn)規(guī)模、工藝裝備水平不斷提高、能耗達到國際先進水平、污染排放正在得到不斷改進。對于普遍關(guān)注的資源影響焦炭供應(yīng)的問題。一個事實是，作為世界第一焦炭生產(chǎn)大國，中國焦炭生產(chǎn)抑制保持快速生長。但是已經(jīng)出現(xiàn)比較嚴重的產(chǎn)能過?，F(xiàn)象。焦炭的出口量也持續(xù)增加。因此近年來中國高爐的焦炭的供應(yīng)應(yīng)該是有保障的。而且長期以來，煉焦工業(yè)通過各種措施不斷加大非焦煤的配入比例，高爐通過提高噴煤量來減少焦炭的消耗以及將來通過降低鐵鋼比來減少高爐的焦炭總消耗量，這些將有效地保證長期維持中國一定規(guī)模的高爐煉鐵生產(chǎn)。采取這些措施所付出的代價和風(fēng)險遠遠小于用新工藝替代高爐所付出的。中國高爐在煉鐵環(huán)保方面的工作的到不斷地加強不僅煤氣的干法除塵在大高爐上迅速推廣應(yīng)用，燒結(jié)煙氣的處理也在逐步開展起來。更值得注意的是，所有的污染物排放都可以在技術(shù)市場上找到成熟可行的方法來控制排放標準?，F(xiàn)在只是實施的問題，不存在不可克服的缺陷。因此短時間內(nèi)長流程鋼鐵生產(chǎn)在短時間內(nèi)仍為主流。1高爐冶煉綜合計算1.1概述組建煉鐵車間或新建高爐，都必須依據(jù)產(chǎn)量以及原料和燃料條件作高爐冶煉綜合計算包括配料計算、物料平衡計算和熱平衡計算。從計算中得到原料、燃料消耗量及鼓風(fēng)消耗等，也得到了主要產(chǎn)品（除生鐵以外）煤氣及爐渣生產(chǎn)量等基本參數(shù)。以這些參數(shù)為基礎(chǔ)作煉鐵車間或高爐設(shè)計。高爐設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：合理性。設(shè)計原則和設(shè)合計方案的確定，應(yīng)當符合國家工業(yè)建設(shè)的方針和政策?？陀^性。設(shè)計選用的指標和技術(shù)方案應(yīng)以客觀的數(shù)據(jù)為依據(jù)。作出的設(shè)計經(jīng)得起全面性的客觀評審，抱枕所采用的方案有堅實的基礎(chǔ)，并且能成功地付諸實踐。先進性。設(shè)計應(yīng)反映出最近在該領(lǐng)域里的成就，并反應(yīng)考慮到發(fā)展趨勢。經(jīng)濟性。在廠址、產(chǎn)品、工藝流程等多方案比較中，選擇最經(jīng)濟的方案、使得單位產(chǎn)品投資最低、成本最低經(jīng)濟效益最佳。5、綜合性。在設(shè)計過程中，各部分的設(shè)計方案要互相聯(lián)系，局部方案應(yīng)與總體方案相一致，各專業(yè)的設(shè)計應(yīng)服從工藝部分。6、發(fā)展遠景。要考慮車間將來發(fā)展的可能性，適當保留車間發(fā)展所需的土地、交通線和服務(wù)設(shè)施。7、安全和環(huán)保。保證各領(lǐng)域和工作崗位都能安全生產(chǎn)，不受污染，力爭做到“場外看不到煙，場內(nèi)聽不到聲”，排出的廢水、廢氣應(yīng)達到國家環(huán)保法的要求。8、標準化。在設(shè)計中盡可能采用各種標準設(shè)計，這樣可減少設(shè)計工作量和縮短建設(shè)周期。9、美學(xué)原則。車間和工作環(huán)境具有良好的布局和較好的勞動條件。在廠內(nèi)應(yīng)具有排列美觀、色彩明快、安全宜人的環(huán)境，以減少疲乏和提高勞動生產(chǎn)率。計算之前，首先必須確定主要工藝技術(shù)參數(shù)。對于一種新的工業(yè)生產(chǎn)裝置，應(yīng)通過實驗室研究、半工業(yè)性試驗、以致于工業(yè)性試驗等一系列研究來確定基本工藝技術(shù)參數(shù)。高爐煉鐵工業(yè)已有200余年的歷史，技術(shù)基本成熟，計算用基本工藝參數(shù)的確定，除特殊礦源應(yīng)做冶煉基本研究外，一般情況下都是結(jié)合地區(qū)條件、地區(qū)高爐冶煉情況予以分析確定。例如冶煉強度、焦比、有效容積利用系數(shù)等。計算用的各種原料、燃料以及輔助材料等必須做工業(yè)全分析，而且將各種成分之總和換算成100%，元素含量和化合物含量要相吻合。因此高爐入爐原料應(yīng)符合以下原則。1、對入爐礦石的要求入爐礦石要求必須含鐵量高，脈石少，有害雜質(zhì)少，化學(xué)成分穩(wěn)定，粒度要均勻，并有良好的還原性及一定的機械強度等性能。（1）入爐礦石的品位冶煉品位高的礦石，有利于提高產(chǎn)量，降低焦比。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，鐵礦石品位升高1%，焦比可降低%，產(chǎn)量提高3%。（2）入爐礦石的粒度入爐礦石的粒度對高爐冶煉的進程影響很大。一般礦石的粒度的下限為8mm，大可至20～30mm。粒度過小則高爐內(nèi)料柱的透氣性性差，過大會減少煤氣和礦石觸面積，降低還原速度，增加焦炭的消耗量。因此要求粒度均勻，縮小粒度上限，減少粉末含量。（3）入爐礦石的混勻礦石成分的波動會引起爐溫和爐渣堿度的波動，使高爐熱制度不穩(wěn)定，因此要加強原料成分的控制和混勻工作，以減少對高爐操作的不利因素，保證高爐的正常生產(chǎn)。若有條件的話可以采用“平鋪切取”法，即把入廠原料分層堆存到一定數(shù)量，一般應(yīng)達到數(shù)千噸，然后再縱向取用。2、對燃料的要求(1)焦炭焦炭在高爐冶煉過程中主要起四方面的作用：發(fā)熱劑、還原劑、鐵水滲碳和料柱骨架。焦炭燃燒產(chǎn)生的大量的高溫煤氣，在煤氣上升過程中，將熱量傳給爐料，使高爐內(nèi)各種物理化學(xué)反應(yīng)得以進行，高爐冶煉所消耗的熱量70%～80%來自焦炭的燃燒。焦炭燃燒產(chǎn)生的CO，焦炭中碳與爐內(nèi)水蒸汽作用生成H2和CO，以及焦炭中未燃燒的碳是鐵礦石的還原劑。焦炭在料柱中大約占1/3至1/2的體積，它的粒度比礦石大，自身氣孔率高，在高溫下不軟化也不熔化，所以它對改善料柱透氣性和透液性有重要作用，特別是在高爐下部高溫區(qū)，礦石已經(jīng)軟化、熔化的情況下焦炭的作用就更大。所以焦炭的質(zhì)量對高爐冶煉影響很大，表1.1為焦炭質(zhì)量的要求。(2)煤粉高爐噴吹對煤粉的要求是：灰份含量低，固定碳量高；含硫量低；可磨性好(即將原煤制成適合噴吹工藝要求的細粒煤粉時所耗能量少，同時對噴槍等輸送設(shè)備的磨損也弱)；粒度細：根據(jù)不同條件，煤粉應(yīng)磨細至一定程度，以保證煤粉在風(fēng)口前完全氣化和燃燒，—般要求＜200網(wǎng)目(0.074mm)的占80%以上，細粒煤粉也便于輸送；爆炸性弱，以確保在制備和運輸過程中的人身和設(shè)備的安全；燃燒性和反應(yīng)性好，一般要求煤粉在噴出氧槍后0.01~0.04s內(nèi)燃燒而轉(zhuǎn)變成氣體。將依據(jù)確定的工藝技術(shù)參數(shù)、原燃料成分計算出單位產(chǎn)品的原料、燃料以及輔助材料的消耗量，以及主、副產(chǎn)品成分和產(chǎn)量等，供車間設(shè)計使用。配料計算也是物料平衡和熱平衡計算的基礎(chǔ)。依據(jù)質(zhì)量守衡定律，投入高爐物料的質(zhì)量總和應(yīng)等于高爐排出物料的質(zhì)量總和。物料平衡計算可以驗證配料計算是否準確無誤，也是熱平衡計算的基礎(chǔ)。物料平衡計算結(jié)果的相對誤差不應(yīng)大于0.3%。1.2配料計算1.2.1原燃料條件1、常見元素高爐分配率見表1.1；2、原料成分（原始成分為燒結(jié)礦、球團礦、天然礦以及爐塵，表中只顯示計算后的綜合礦）見表1.2；3、燃料成分，見表1.3、表1.4；4、確定冶煉條件；預(yù)定生鐵成分（%），見表1.5。表1.1常見元素高爐分配率（煉鋼生鐵）原料FeMnPSV生鐵0.9970.5001.000—0.800爐渣0.0030.600——0.200煤氣———0.050—表1.2含鐵料成分（%）FeMnPSFeOFe2O3SiO2Al2O3CaOMgOMnOFeSP2O5燒結(jié)礦60.200.0310.0300.019.5575.363.861.221.991.880.040.0310.069球團礦63.690.0300.030.019.5380.373.61.153.231.780.0390.0280.073混合礦60.710.0300.0200.0309.48676.363.811.317.0381.860.040.030.07爐塵43.420.0240.020.08815.2044.8713.71.418.301.990.310.2430.06表1.3焦炭成分（%）固定炭灰分（13.51）有機物（1.32）揮發(fā)份（0.43）Σ游離水SiO2Al2O3CaOMgOFeOH2N2SCO2H2COCH4N284.347.814.580.520.340.680.30.250.770.250.0260.260.0170.077100.004.00表1.4煤粉成分（%）CHOH2ONS灰分ΣSiO2Al2O3CaOMgOFeO77.832.352.330.930.460.207.158.830.690.300.93100.00表1.5預(yù)定生鐵成分（%）FeSiMnPSC95.290.450.0350.0350.0234.17其中Si、S由生鐵質(zhì)量要求定分別為0.7、0.03；Mn、P由原料條件定為0.10、0.04。C＝4.3－0.27Si－0.329P－0.032S＋0.3Mn＝4.12Fe＝[100－Si－Mn－P－S－C]%。原料成分和冶煉條件：焦比：340kg/t焦比（濕）：353kg/t煤粉：180kg/t置換比：0.7鼓風(fēng)濕度：12g/m3相對濕度：1.493%風(fēng)溫：1250℃爐塵量：35kg/t生鐵入爐熟爐料溫度：80℃爐頂煤氣溫度：200℃綜合冶煉強度：1.38t/(d·m3)利用系數(shù)：1.9t/(d·m3)高爐球團礦和燒結(jié)礦配比：選取高爐爐渣堿度為1.15，故注：所以：解得。1.2.2計算礦石需要量G礦以生產(chǎn)1000kg生鐵為計算單位1、進入爐塵焦炭量：注：11.95是爐塵中焦炭燒損百分比高爐內(nèi)參加反應(yīng)的焦炭量為：340-2.82=337.18kg故GFe燃＝G焦%焦FeO%＋G煤FeO%煤＝337.18×0.68%×＋180×0.93%×＝3.085kg2、進入爐渣中的鐵量：GFe渣＝1000Fe%生鐵×＝1000×95.29%×＝2.867kg3、需要由鐵礦石帶入的鐵量為：GFe礦＝1000Fe%生鐵＋GFe渣－GFe燃＝952.9＋2.867－3.085＝952.68kg4、冶煉1噸生鐵的鐵礦石需要量：G礦＝＝＝1569.23kg考慮到爐塵吹出量，入爐鐵礦石量為：G`礦＝G礦＋G塵－G焦粉＝1569.23＋20－2.82＝1586.4kg1.2.3計算熔劑需要量G熔1、爐渣堿度R＝＝1.15制鋼生鐵：R＝1.10~1.2；鑄造生鐵：R＝1.0~1.1。2、原料、燃料帶有的CaO量GCaO.鐵礦石帶入的CaO量為：GCaO礦＝G礦CaO%礦＝1586.4×7.038%＝111.65kg焦炭帶入的CaO量為：GCaO焦＝G焦CaO%焦＝340×0.52%＝1.76kg煤粉帶入的CaO量為：GCaO煤＝G煤CaO%煤＝180×0.69%＝1.242kg故GCaO＝GCaO礦＋GCaO焦＋GCaO煤＝111.65＋1.972＋1.242＝114.864kg3、原料、燃料帶入的SiO2量鐵礦石帶入的SiO2量為：＝G礦SiO2%礦＝1586.4×3.81%＝60.44kg焦炭帶入的SiO2量為：＝G焦SiO2%焦＝340×7.81%＝26.554kg煤粉帶入的SiO2量為：＝G煤SiO2煤＝180×7.15%＝12.87kg硅素還原消耗的SiO2量為：GSiO2還＝1000Si%生鐵60/28＝1000×0.45%×60/28＝9.64kg故＝＋＋－＝60.44＋26.554＋12.87－9.64＝90.224kg1.2.4計算熔劑需要量G熔1、爐渣堿度R＝＝1.15制鋼生鐵：R＝1.10~1.2；鑄造生鐵：R＝1.0~1.1。2、原料、燃料帶有的CaO量GCaO.鐵礦石帶入的CaO量為：GCaO礦＝G礦CaO%礦＝1586.4×7.038%＝111.65kg焦炭帶入的CaO量為：GCaO焦＝G焦CaO%焦＝340×0.52%＝1.76kg煤粉帶入的CaO量為：GCaO煤＝G煤CaO%煤＝180×0.69%＝1.242kg故GCaO＝GCaO礦＋GCaO焦＋GCaO煤＝111.65＋1.972＋1.242＝114.864kg3、原料、燃料帶入的SiO2量鐵礦石帶入的SiO2量為：礦＝G礦SiO2%礦＝1586.4×3.81%＝60.44kg焦炭帶入的SiO2量為：焦＝G焦SiO2%焦＝340×7.81%＝26.554kg煤粉帶入的SiO2量為：煤＝G煤SiO2煤＝180×7.15%＝12.87kg硅素還原消耗的SiO2量為：還＝1000Si%生鐵60/28＝1000×0.45%×60/28＝9.64kg故＝＋＋－＝60.44＋26.554＋12.87－9.64＝90.224kg1.2.5爐渣成分的計算原料、燃料及熔劑的成分見表1.6。表1.6每噸生鐵帶入的有關(guān)物質(zhì)的量原燃料數(shù)量kgCaOMgOSiO2Al2O3MnOS%kg%kg%kg%kg%kg%kg綜合礦1586.47..038111.651.8629.503.8160.441.3120.780.040.630.030.48焦炭3400.521.760.341.15612.8726.554.5815.570.772.618煤粉1800.691.2420.30.547.1512.878.8315.890.30.54Σ2106.4114.6631.1999.8652.230.633.638由上表可知ΣCaO=114.66kgΣSiO2=99.87kgΣAl2O3=52.25kgΣMgO=31.20kg爐渣中各元素渣中MnO含量0.5××1586.4×0.0186=0.41kg渣中FeO含量95.29××=3.69kg每噸生鐵含S量340×0.77%+180×0.2%+1586×0.03%=3.63kg進入生鐵中S量1000×0.03%=0.3kg進入煤氣中S量0.05×3.63=0.182kg進入爐渣中S量3.63－0.3－0.182=3.148kg爐渣成分見表1.7。表1.7爐渣成分組元CaOMgOSiO2Al2O3MnOFeOSΣCaO/SiO2kg128.5132.77108.449.180.323.681.46324.32%39.6310.1033.4215.160.11.130.46100.001.171.2.6校核生鐵成分1、生鐵含磷[P]。按原料帶入的磷全部進入生鐵計算。鐵礦石帶入的磷量為：＝P%礦＝1586.4×0.035%＝0.55kg故[P]＝0.55×＝0.055%2、生鐵含錳[Mn]。按原料帶入的錳有50%進入生鐵計算，原料共帶入MnO為0.63kg見表1.8。故[Mn]＝0.63×50%××＝0.024%3、生鐵含碳[C]。[C]＝[100－（95.29＋0.45＋0.003＋0.047＋0.023）]%＝4.17%校核后的生鐵成分（%）見表1.8。表1.8校核后生鐵成分[Fe][Si][Mn][P][S][C]95.290.450.030.0470.0234.171.3物料平衡計算1.3.1風(fēng)量的計算1、風(fēng)口前燃燒的碳量。(1)燃料帶入的總碳量為：＝+＝337.18×84.74%＋180×77.83%＝425.82kg(2)溶入生鐵中的碳量為：＝1000[C]%＝1000×4.17%＝41.7kg(3)生成甲烷的碳量為：燃料帶入的總碳量約有1%~1.5%與氧化合生成甲烷，取1%。＝1.1%＝0.01×425.82＝4.684kg2、直接還原消耗的(1)錳還原消耗的碳量為：＝1000[Mn]%12/55＝1000×0.03%×12/55＝0.065kg(2)硅還原消耗的碳量為：＝1000[Si]24/28＝1000×0.45%24/28＝3.86kg(3)磷還原消耗的碳量為：＝1000[P]60/62＝1000×0.047%×60/62＝0.445kg鐵直接還原消耗的碳量為：＝1000[Fe]%12/56r`drd一般為0.4~0.5，本計算取0.5。rH2=解得=0.06。r`d＝0.5－0.006＝0.46式中ηH2——氫在高爐內(nèi)的利用率，一般為0.3~0.5，本計算取0.3；V`風(fēng)——設(shè)定的每噸生鐵耗風(fēng)量，本計算取1200m3。＝1000×95.29%×12/56×0.46＝93.92kg故＝＋＋＋＝0.07＋3.86＋0.445＋93.92＝97.665kg風(fēng)口前燃燒的碳量為：＝－－－＝425.82－41.7－4.684－97.665＝281.77kg。3、計算鼓風(fēng)量(1)鼓風(fēng)中氧的濃度為：N2＝21%（1－Φ）＋0.5Φ＝21%（1－1.493%）＋0.5×1.493%＝21.43%=2\*GB3②燃燒需要氧的體積為：＝＝281.77×＝262.42=3\*GB3③煤粉帶入氧的體積為：＝（＋）＝180（2.33%＋0.93%×）＝5.682=4\*GB3④需鼓風(fēng)供給氧的體積為：＝－＝262.98－5.62＝257.36故V風(fēng)＝＝＝1200.93。1.3.2爐頂煤氣成分及數(shù)量的計算1、甲烷的體積(1)由燃料碳素生成的甲烷量為；＝＝4.684×＝8.74(2)焦炭揮發(fā)份中的甲烷量為：＝＝337.18×0.017%×＝0.08故＝7.74＋0.08＝8.82。2、氫的體積。(1)由鼓風(fēng)中水分分解產(chǎn)生的氫量為：＝Φ＝1200.93×1.493%＝17.93(2)焦炭揮發(fā)份及有機物中的氫量為：＝（＋）＝327.18×（0.026%＋0.3%）×＝12.31(3)煤粉分解產(chǎn)生的氫量為：＝（＋）＝180×（2.35%＋0.93%×）×＝49.45(4)爐缸煤氣中氫的總生產(chǎn)量為：＝＋＋＝17.93＋12.31＋49.45＝79.69(5)生成甲烷消耗的氫量為：＝＝2×8.74＝17.48(6)參加間接還原消耗的氫量為：＝＝80.69×0.46＝37.1故＝－－＝79.69－17.48－37.1＝25.11。3、二氧化碳的體積。(1)由CO還原Fe2O3為FeO生成的CO2由礦石帶入的Fe2O3的質(zhì)量為：＝＝1569.31×76.362%＝1198.23kg參加還原Fe2O3為FeO的氫氣量為：GH2還＝（1－α）＝79.69×0.46×（1－0.9）×＝0.252kg由氫還原Fe2O3的質(zhì)量為：＝＝0.252×＝20.16kg由CO還原的質(zhì)量為：＝－＝1198－20.16＝1177.84kg故＝＝1177.84×＝164.8(2)由CO還原FeO為Fe生成的CO2量為：＝1000[Fe]%[1－－]＝952.29×[1－0.386－0.07]＝209.64(3)焦炭揮發(fā)份中的CO2量為：＝＝337.18×0.26%×＝0.429故＝＋＋＋0.429+209.64+164.8＝374.869。4、一氧化碳的體積。（1）風(fēng)口前碳素燃燒生成CO量為：＝＝262.98×＝418.13（2）直接還原生成CO量為：＝＝93.92×＝175.30（3）焦炭揮發(fā)份中CO量為：＝＝337.18.×0.26%×＝0.72（4）間接還原消耗的CO量為：＝＋＝209.64+164.8＝374.64故＝＋＋－＝418.13＋175.3＋0.72－374.44＝219.71。5、氮氣的體積（1）鼓風(fēng)帶入的N2量為：＝（1－Φ）＝1200.97×（1－1.493%）×79%＝935.5（2）焦炭帶入的N2量為：＝（＋）＝337.18×（0.077%＋0.25%）×＝0.9（3）煤粉帶入的N2量為：＝＝180×0.46%×＝0.66故＝＋＋＝935.5+0.9+0.66＝937.06煤氣成分見表1.8表1.8煤氣成分成分CO2CON2H2CH4Σ體積，m3374219.71937.0625.118.821564.7%23.914.059.981.70.56100.001.3.3編制物料平衡表1、鼓風(fēng)質(zhì)量的計算。1m3鼓風(fēng)的質(zhì)量為：＝[0.21×0.985×32＋0.79×0.985×28＋18×1.493%]/22.4＝1.28kg/m3鼓風(fēng)的質(zhì)量為：＝1060.34×1.28＝1357.24kg2、煤氣質(zhì)量計算。1m3煤氣的質(zhì)量為：＝[44×23.06%＋28×18.43%＋28×56.08%＋2×1.96%＋16×0.47%]/22.4＝1.39kg/m3煤氣的質(zhì)量為：＝1487.53×1.39＝2067.67kg3、煤氣中的水分。（1）焦炭帶入的水分為：＝326.47×4%＝13.06kg（2）氫氣參加還原生成的水分為：＝24.31×2/22.4×18/2＝19.53kg故＝13.06＋19.53＝32.59kg。物料平衡列入表中1.9。表1.9物料平衡表入相kg%出相kg%鐵礦石156945.68生鐵100028.30焦炭3409.50爐渣303.339.23鼓風(fēng)1502.2043.73煤氣（干）2119.7560.99煤粉1805.2煤氣中水32.470.92爐塵200.57Σ3591.24100.00Σ3475.55100.00相對誤差＝＝0.1%＜0.3%1.4熱平衡計算1.4.1熱量收入q收1、碳素氧化放熱(1)碳素氧化為CO2放出的熱量：碳素氧化產(chǎn)生CO2的體積為：氧化＝－分＝374.86－0.429＝374.44m3＝氧化×33436.2＝374.44××33436.2＝6707062.89kJ式中33436.2——C氧化為CO2放熱，kJ/kg(2)碳素氧化為CO放出的熱量qCO：碳素氧化生成CO的體積為：VCO氧化＝VCO煤氣－VCO揮＝308.67－0.7＝307.97m3qCO＝VCO氧化×9804.6＝308.02××9804.6＝1617601.42kJ式中9804.6——C氧化為CO放熱，kJ/kg故＝＋＝6707062.89+1617601.426＝8324664.316kJ2、鼓風(fēng)帶入的熱量q風(fēng)q風(fēng)＝（V風(fēng)－V風(fēng)Φ）q空氣＋V風(fēng)Φq水氣＝（1200.98－1200.98×1.493%）×1643.11＋1200.98×1.493%×2030.26＝1943880.24+36403084=1980284.83式中q空氣——在1150℃下空氣的熱容量，其值為1643.11kJ/m3q水氣——在1150℃下水氣的熱容量，其值為2030.26kJ/m33、氫氧化為水放熱q＝G×13454.09＝23.4×13454.09＝314825.7kJ式中13454.09——H2氧化為水放熱，kJ/kg4、甲烷生成熱＝碳16/22.4×4709.56＝8.82×16/22.4×4709.56＝29670.23kJ式中4709.56——甲烷生成熱,kJ/kg5、爐料物理熱q物。80℃冷燒結(jié)礦比熱容為0.674kJ/kg·℃。q物＝1569×0.6740×80＝86561.55kJ熱量總收入：q收＝qC＋q風(fēng)＋＋＋q物＝8324664.316＋1980284.83＋29670.23＋314825.7＋86561.55＝10736006kJ1.4.2熱量支出q支1、氧化物分解吸熱q氧化物分解。(1)鐵氧化物分解吸熱，q鐵氧分：可以考慮其中有20%FeO以硅酸鐵形式存在，其余以F3O4形式存在，因此：GFeO硅＝G礦FeO%礦×20%+G焦FeO%煤+G煤FeO%煤＝1569×9.486%×20%+340×0.86%+180×0.93%＝33.75kgGFeO磁＝G礦FeO%礦80%＝1569×9.486×80%＝118.99kg磁＝GFeO磁×＝118.99×＝264.42kg游＝G礦Fe2O3礦－GFe2O3磁＝1569.×76.362%－264.42＝933.69kg＝GFeO磁＋GFe2O3磁＝118.99＋264.42＝383.41kgqFeO硅＝GFeO硅×4078.25＝33.75×4078.25＝137650.05kJ＝GFe3O4×4803.33＝383.11×4803.33＝1840203.756kJ游＝游×5156.59＝3237925.99kgJ式中4087.52、4803.33、5156.59——分別為FeSiO3、Fe3O4、Fe2O3分解熱，kJ/kg(2)錳氧化物分解吸熱為：q錳氧分＝[Mn]%×1000×7366.02＝0.03%×1000×7366.02＝2209.806kJ式中7366.02——由MnO分解產(chǎn)生1kg錳吸收的熱量，kJ/kg(3)硅氧化物分解吸熱為q硅氧分＝[Si]%×1000×31102.37＝0.45%×1000×31102.37＝139960.665kJ式中31102.37——由SiO2分解產(chǎn)生1kg硅吸收的熱量，kJ/kg(4)磷酸鹽分解吸熱為：q磷酸鹽＝[P]%×1000×35782.6＝0.047%×1000×35782.6＝16817.82kJ式中35782.6——Ca3(PO4)2分解產(chǎn)生1kg磷吸收熱量，kJ/kg故q氧化物分解＝q鐵氧化＋q錳氧分＋q硅氧分＋q磷酸鹽＝16817.82+139960.67+2357.13+6869587.47＝7028722.47kJ2、脫硫吸熱。由于CaO脫硫熱耗為5400.97kJ/kg，MgO脫硫熱耗為8038.66kJ/kg，由于差距很大，故取其渣中成分比例37.54/10.27≈4/15400.97×0.8+8038.366×0.2=5928.5kJq脫硫＝GS渣×5928.5＝3.14×5928.5＝18615.52kJ3、水分分解吸熱。q水分＝（V風(fēng)Φ＋G煤H2O%煤）13454.1＝（1200.98×1.493%×＋180×0.83%）×13454.1＝208457.8254kJ式中13454.1——水分解吸熱，kJ/kg4、爐料游離水蒸發(fā)吸熱。q汽＝G焦H2O%焦×2862＝337.18×4%×2862＝38600.37kJ式中2862——1kg水由0℃變?yōu)?00℃水汽吸熱，kJ/kg5、鐵水帶走的熱q鐵水。q鐵水＝1000×1214＝1214000kJ式中1214——鐵水熱容量，kJ/kg6、爐渣帶走的熱。q渣＝G渣×1760＝303.65×1800＝546570kJ式中1800——爐渣熱容量，kJ/kg7、噴吹物分解吸熱。q噴＝G煤×1048＝180×1172.3＝211014kJ式中1172.3——煤粉分解熱，kJ/kg8、爐頂煤氣帶走的熱量q煤氣。從常溫到200℃之間，各種氣體的平均比熱容Cp如下表1.10各種氣體的平均比熱容N2CO2COH2CH4H2O汽262.8364.9263.9257.7356.9305.6=1\*GB3①干煤氣帶走的熱量為：q煤氣干＝262.8VN2＋364.9VCO2＋263.9VCO＋257.7VH2＋356.9VCH4=428554.1=2\*GB3②煤氣中水汽帶走的熱為：q水＝1.605×GH2O×（200－100）＝1.605×43.3××（200－100）＝578.69kJ故q煤氣＝428554.1+5738.7=434292.8kJ=9\*GB2⑼爐塵帶走的熱量。q塵＝G塵×0.7542×200＝20×0.7542×200＝3016.8kJ故q支＝q氧化物分解＋q脫硫＋q水分＋q汽＋q鐵水＋q渣＋q噴＋q煤氣＋q塵＝9065461.1kJ=10\*GB2⑽冷卻水帶走及爐殼散發(fā)熱損失為：q損失＝q收－q支＝110736006－90654611.1＝851303.83kJ1.4.3熱平衡表熱量利用系數(shù)KTKT＝總熱量收入－（煤氣帶走的熱＋熱損失）＝100%－（4.7＋9.3）%＝86%對于一般中小型高爐KT值為80%~85%，近代高爐由于大型化和原料條件的改善可達到近90%碳素利用系數(shù)KCKC＝×100%＝×100%＝71.4%表1.11熱平衡表熱收入Kg%熱支出kg%碳素氧化放熱8324664.3177.5氧化物分解7028722.4777.5熱風(fēng)帶的熱1980284.8318.44脫硫18615.520.20氫氧化放熱29670.232.60水分分解208457.8252.2甲烷生成熱314825.70.27游離水蒸發(fā)38600.370.4物料物理熱86561.550.80鐵水帶熱117300012.9總計10736004100.00爐渣帶熱5465706.0噴吹物分解2110142.3煤氣帶熱434292.84.7爐塵帶熱3016.80.03熱損失851303.839.3總計9065461100.002高爐本體設(shè)計高爐本體包括高爐基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻裝置，以及高爐爐型設(shè)計計算等。高爐的大小以高爐有效容積表示；高爐有效容積和座數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐有效容積和爐型是高爐本體設(shè)計的基礎(chǔ)。近代高爐有效容積向大型化發(fā)展。目前，世界大型高爐有效容積已達到5000m3級，而爐型設(shè)計則向著大型橫向發(fā)展，Hu/D值已近2.0左右。高爐本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及是否合理是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長壽的先決條件，也是高爐輔助系統(tǒng)裝置的設(shè)計和選型的依據(jù)。高爐爐襯用耐火材料，已由單一的陶瓷質(zhì)耐火材料，普遍地過渡到陶瓷質(zhì)和碳質(zhì)耐火材料綜合結(jié)構(gòu)，也有采用高純度Al2O3的剛玉磚和碳化硅磚；高爐冷卻設(shè)備期間結(jié)構(gòu)亦在不斷改進，軟水冷卻、純水冷卻在逐漸擴大其使用范圍。由于高爐設(shè)計水平的提高，強化高爐爐齡已經(jīng)可望達到十年或更長。高爐本體結(jié)構(gòu)及其設(shè)計是高爐車間實際首要解決的關(guān)鍵所在。2.1高爐爐型高爐是豎爐。高爐內(nèi)部工作空間剖面的形狀成為高爐爐型或高爐內(nèi)型。高爐問世二百多年來，隨著人們對產(chǎn)量的要求和原料燃料條件的改善，以及鼓風(fēng)能力的提高，高爐爐型也在不斷地演變和發(fā)展。高爐冶煉的實質(zhì)是上升的煤氣流和下降爐料之間所進行的傳熱傳質(zhì)過程，因此必須提供燃料燃燒所必須的空間，提供高溫煤氣流與爐料進行傳熱傳質(zhì)的空間。爐型要適應(yīng)爐料燃燒條件，保證冶煉過程的順行。2.2爐型設(shè)計與計算高爐爐型設(shè)計的依據(jù)是單座高爐的生鐵產(chǎn)量，由產(chǎn)量確定高爐有效容積。現(xiàn)在多數(shù)國家都是以產(chǎn)量和有效容積利用系數(shù)（ηv）來確定高爐有效容積，再以有效容積為基礎(chǔ)，計算其他尺寸。有關(guān)爐型的名詞概念：設(shè)計爐型——按照設(shè)計尺寸砌筑的爐型；操作爐型——高爐投產(chǎn)后，工作一段時間，爐襯侵蝕，形狀發(fā)生變化后的爐型；合理爐型——冶煉效果較好，獲得優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和長壽的爐型，它具有時間性、相對性。高爐冶煉是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，設(shè)計的爐型必須適應(yīng)冶煉過程的需要，設(shè)計爐型應(yīng)能保證高爐一代獲得穩(wěn)定的較高的產(chǎn)量，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，較低的能耗和一代長壽。高爐在一代冶煉過程中，其爐襯不斷侵蝕，爐型不斷發(fā)生變化，爐型變化的程度和趨勢與冶煉原料條件、操作制度有關(guān)，與爐襯結(jié)構(gòu)和耐火材料的性能有關(guān)，還與冷卻裝置及冷卻制度有關(guān)。高爐冶煉實際上是長時間在操作爐型內(nèi)進行。因此掌握冶煉過程中爐型的變化及其趨勢，對設(shè)計合理爐型非常重要。1、設(shè)計要求：設(shè)計一個年產(chǎn)煉鋼生鐵360萬噸，鑄造生鐵50萬噸的高爐煉鐵車間。計算時鑄造生鐵按照煉鋼生鐵計算。鑄造生鐵換算煉鋼生鐵的折算系數(shù)：1.0430萬噸×1.15=57.5萬噸年總產(chǎn)量：360萬噸+57.5萬噸=417.5萬噸2、假定高爐一代爐齡為10年，大修時間為40天，一代有一次中修，時間為10天，每年2次計劃檢修，每次為3天，則年工作日為：（10×365-40-10-3×2×10）×0.1=354天日產(chǎn)量：=417.5×105/354=11413.3噸/日容積的確定：利用系數(shù)為2.2,高爐容積=日產(chǎn)量/利用系數(shù)=11413.3/2.2=5189選用兩座高爐，兩座2520的高爐表2.1高爐作業(yè)時間高爐有效容積，m3高爐工作年限，年平均年工作日，晝夜一代檢修時間，晝夜大修中、小修合計2520103544016563、爐缸尺寸、爐缸直徑選定冶煉強度I=0.95t/（m3.d）,燃燒強度i燃=1.10t/(m3.h)則d=0.23=0.23=10.73取d=10.8校核=27.5合理2)爐缸高度渣口高度取風(fēng)口高度取風(fēng)口數(shù)目取n=26個風(fēng)口結(jié)構(gòu)尺寸選取a=0.5m則爐缸高度死鐵層厚度選取爐腰直徑，爐腹角，爐腹高度選取則D=1.10ⅹd=1.10ⅹ10.8=11.88取D=11.9m選取則h2==3.47取校核tanα==6.36α=爐喉直徑，爐喉高度選取則取選取爐身角，爐身高度，爐腰高度選取則=18.08取校核選取則取求得：校核爐容：爐缸體積爐腹體積爐腰體積爐身體積爐喉體積高爐容積誤差爐型設(shè)計合理，符合要求。2.3高爐爐襯設(shè)計按照設(shè)計爐型，以耐火材料砌筑的實體稱為高爐爐襯。高爐爐襯的作用在于構(gòu)成高爐的工作空間，減少熱損失，并保護爐殼和其它金屬結(jié)構(gòu)免受熱應(yīng)力和化學(xué)侵蝕的作用。2.3.1高爐對耐火材料的要求根據(jù)高爐爐襯的工作條件和破損機理，砌筑材料的質(zhì)量對爐襯壽命有重要的影響，故對高爐用耐火材料有如下要求：1、耐火度要高。耐火度是指耐火材料開始軟化的溫度。它表示了耐火材料承受高溫的能力。因為高爐長期在高溫條件下工作，要求耐火材料具有較高的耐火度，并且高溫機械強度要大，具有良好的耐磨性、抗撞擊能力。2、荷重軟化點要高。荷重軟化點能夠更確切地評價耐火材料的性能。3、Fe2O3含量要低。耐火材料中的Fe2O3和SiO2在高溫下相互作用生成低熔點化合物，降低耐火材料的耐火度；在高爐內(nèi)，耐火材料中的Fe2O3有可能被滲入磚襯中的CO還原生成海綿鐵，而海綿鐵又促進CO分解產(chǎn)生石墨碳沉積，構(gòu)成對磚襯的破壞作用。4、重燒收縮要小。重燒收縮是表示耐火材料升至高溫后產(chǎn)生裂紋可能性大小的一種尺度。5、氣孔率要低。在高溫冶煉條件下，如果磚襯材料的氣孔率大，則為石墨和鋅沉積創(chuàng)造了條件，從而引起爐襯破壞。2.3.2高爐爐襯的設(shè)計與砌筑高爐爐襯設(shè)計的內(nèi)容是選擇各部位爐襯的材質(zhì)，確定爐襯的厚度，說明砌筑方法以及材料計算。爐襯設(shè)計的合理可以延長高爐壽命，并獲得良好的技術(shù)經(jīng)濟指標。綜合分析高爐爐襯的破損機理發(fā)現(xiàn)，高溫是爐襯破損的根本條件，其次是渣鐵液、堿金屬的侵蝕，機械沖刷、滲漏、賬縮開裂、磨損等的動力作用也不可忽視，但就主次來說，應(yīng)著重從傳熱學(xué)來分析，其次也要從化學(xué)侵蝕、動力學(xué)來研究，才能得到合理的爐襯結(jié)構(gòu)。(1)爐底、爐缸爐缸內(nèi)襯的破損機理：(1)渣、鐵水的侵蝕。②堿金屬的侵蝕。③高溫煤氣的沖刷。④熱應(yīng)力的破壞。⑤CO2、O2、H2O的氧化侵蝕。(2)對耐火材料的要求耐高溫、耐侵蝕、耐沖刷、耐磨、抗?jié)B透、高導(dǎo)熱。風(fēng)口帶可用剛玉-莫來石磚或棕剛玉磚及硅線石磚等。爐底選用碳磚。爐缸新材料有焙燒碳磚、熱壓碳磚、微孔碳磚、超微孔碳磚碳復(fù)合SiC磚，半石墨化焙燒炭塊等。本設(shè)計爐缸選用熱壓碳磚與剛玉轉(zhuǎn)形成的混合爐底。2、爐腹、爐腰爐料在爐腹已部分還原造渣；爐料透氣性變差，同時渣蝕嚴重；溫度高（1400～1600℃），高溫輻射侵蝕嚴重，堿侵蝕也比較嚴重；含塵的高溫爐氣上升，有較強的沖刷作用；焦炭等物料產(chǎn)生摩擦；熱風(fēng)通過引起溫度急劇變化。因此，爐腰部位一般選抗渣侵蝕性強、耐沖刷的耐火材料。由于爐腹部位工作條件惡劣，開爐后不久耐火磚襯即被侵蝕掉而靠形成的渣皮來維持工作。因此，爐腹部位主要是靠加強冷卻而不是靠增加爐襯磚的厚度來維持一代爐齡壽命。該區(qū)域應(yīng)選用有很高的抗侵蝕、抗沖刷能力，同時還有一定抗熱震能力的材料?，F(xiàn)代大中型高爐在此部位普遍采用具有抗壓、抗折強度大、抗侵蝕、抗沖刷能力強，而且易掛渣，同時還具有一定抗熱震能力的剛玉、塞隆剛玉、鉻剛玉、碳化硅、氮-碳化硅磚。本設(shè)計爐腹選用黏土磚。爐腰選用銅冷卻壁。3、爐身爐身起著爐料加熱、還原和造渣作用，自始至終承受著煤氣的沖刷和物料沖擊。爐身上部和中部溫度較低(400～800℃)，無爐渣形成，主要受爐料沖擊、爐塵上升的摩損和熱沖擊、或受堿、鋅等的入侵和碳的沉積而遭受破壞。所以該部位主要采用低氣孔率的優(yōu)質(zhì)高鋁磚。爐身下部溫度較高，熱交換較多，有大量低熔物形成，受熾熱爐料下降、煤氣上升和粉塵的沖刷與堿金屬蒸汽的侵蝕，因此，要求采用有良好抗渣性、抗堿性、高溫強度及耐磨性較高的優(yōu)質(zhì)粘土磚、高鋁磚、剛玉磚、鋁碳磚或碳化硅磚。因此本設(shè)計選用與氮化硅結(jié)合的碳化硅磚。4、爐喉爐喉襯板以鑄鋼件制成，在爐喉的鋼殼上裝有吊掛座，座下裝有橫的擋板。圖2.1爐喉鋼磚1—爐喉鋼磚；2—鋼軌形吊掛；3—爐殼2.4高爐冷卻設(shè)備2.4.1冷卻設(shè)備的作用1、高爐冷卻的作用高爐各部位由于工作條件不同，冷卻的作用不完全相同，總體來說高爐冷卻有以下幾方面的作用：(1)降低耐火磚稱溫度，使其能保持足夠的強度，維持高爐合理工作空間；(2)使爐襯表面形成保護性渣皮，并依靠渣皮保護或代替爐襯工作，維持合理的操作爐型；(3)保護爐殼及金屬構(gòu)件，使其不致在熱負荷作用下遭到損壞。(4)不影響爐殼的氣密性和強度。2.4.2冷卻介質(zhì)及水的軟化高爐冷卻用冷卻介質(zhì)是水，因為水的熱容量大、熱導(dǎo)率大、便于輸送，成本低廉。水的軟化，將鈉離子經(jīng)過離子交換劑與水中的鈣、鎂離子進行交換，而水中其它的陰離子沒有改變，軟化后水中的堿度未發(fā)生變化，而水中含鹽量比原來略有增加。本設(shè)計采用軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)。2.4.3高爐冷卻1、爐底：由于本設(shè)計高爐爐缸直徑較大，徑向周圍光面冷卻壁的冷卻，已不足以將爐底中心部分的熱量散發(fā)出去，因此爐底中心部分要冷卻。爐底冷卻裝置是在爐底耐火磚砌體表面與基墩表面之間安裝通風(fēng)或通水的無縫鋼管。冷卻管安裝布置原則是爐底中央排列較密，越往邊沿排列逐步變稀，如下圖所示。2、爐缸：爐缸采用光面冷卻壁，風(fēng)口區(qū)冷卻壁的塊數(shù)為風(fēng)口數(shù)目的兩倍，砌體與冷卻壁之間留有120mm縫隙，其中填以碳質(zhì)填料，冷卻壁的優(yōu)點是不損壞爐殼強度，密封性好，冷卻均勻，爐殼表面光滑平整。3、爐腹至爐腰部分冷卻：考慮到銅冷卻板的熱導(dǎo)率高、耐腐蝕性、冷卻強度大，利于保護爐襯等優(yōu)點，爐腹至爐腰部位采用銅冷卻板冷卻。由于冷卻板是在高爐鐵皮上開孔后，再裝入耐火磚襯的預(yù)留孔穴中，故投產(chǎn)后隨著耐火磚磚縫擴大，爐內(nèi)煤氣就可能從冷卻板與耐火磚之間間隙向外泄露，特別是高壓爐頂。因此冷卻板與鐵皮間必須采取可靠的密封結(jié)構(gòu)，采用波紋管和兩個密封墊片來達到密封目的。冷卻板回水則通過安設(shè)于給水環(huán)狀管下相應(yīng)的環(huán)形回水槽，集中流入回水主管。4、爐身部位采用Γ字形冷卻壁和銅冷卻板板壁結(jié)合冷卻結(jié)構(gòu)形式，這是一種新型的冷卻結(jié)構(gòu)形式。它既實現(xiàn)了冷卻壁對整個爐殼的覆蓋冷卻作用，又實現(xiàn)了冷卻板對爐襯的深度方向的冷卻，并對冷卻壁上下層風(fēng)冷卻的薄弱部位起到了保護作用，因而有良好的適應(yīng)性。5、爐喉：爐喉鋼磚采用二段式水冷；爐頭部位噴涂FN-130噴涂料作為內(nèi)襯，使用壽命一代爐役。6、風(fēng)口：20個風(fēng)口，每套風(fēng)口由大、中、小三個水套組成，采用鑄銅貫流式風(fēng)口，熱傳導(dǎo)率大，冷卻效果好。為了監(jiān)視風(fēng)口破損在每個風(fēng)口進、出水管設(shè)一個雙管式電磁流量計，風(fēng)口裝置如下圖2-4所示。主要技術(shù)優(yōu)點如下：(1)與傳統(tǒng)的“爐殼——鑄鐵冷卻壁——爐襯”相比，爐身壽命提高近1倍。(2)明顯降低爐身造價。新型冷卻模塊結(jié)構(gòu)以鋼管代替鑄鐵冷卻壁使冷卻設(shè)備重量大大降低，而以耐熱混凝土代替耐火磚，不論價格或數(shù)量都大為減少，使高爐爐身造價成倍降低。(3)縮短大修時間，大型模塊的制造可在停爐前預(yù)先進行，停爐后只進行吊裝、焊接、澆注對接縫等，相當于在高爐上整體組裝爐身，大大縮短大修工期。圖2.2風(fēng)口裝置示意圖1—風(fēng)口中套冷水管；2—風(fēng)口大套密封閥；3—爐殼；4—抽氣孔；5—風(fēng)口大套；6—灌泥孔；7—風(fēng)口小套冷水管；8—風(fēng)口小套；9—風(fēng)口小套壓緊裝置；10—灌泥漿孔；11—風(fēng)口法蘭；12—風(fēng)口中套壓緊裝置；13—風(fēng)口中套(4)高爐大修初始即形成操作爐型，有利高爐順行，同時由于爐襯減薄，也擴大了爐容，在供排水方面無特殊要求，利用原有系統(tǒng)即可正常進行。2.4.4高爐冷卻系統(tǒng)采用軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)，工作原理見圖2.5所示，它是一個完全密閉的系統(tǒng)，用軟水作為冷卻介質(zhì)。軟水由循環(huán)泵送往冷卻設(shè)備，冷卻設(shè)備排出的冷卻水經(jīng)膨脹罐送往空氣冷卻器，經(jīng)空氣冷卻器散發(fā)于大氣中，然后再經(jīng)循環(huán)泵送往冷卻設(shè)備，由此循環(huán)不已。膨脹罐為圓柱形密閉容器，其中充以氮氣，用以提高冷卻介質(zhì)壓力，提高飽和蒸汽的溫度，進而提高飽和蒸汽與冷卻設(shè)備內(nèi)冷卻水實際溫度之差，即提高冷卻水的欠冷度。膨脹罐具有補償由于溫度的變化和水的泄露而引起的系統(tǒng)冷卻水體積的變化，穩(wěn)定冷卻系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，并且通過罐內(nèi)水位的變化，判斷系統(tǒng)泄露情況和合理補充軟水?？諝饫鋮s設(shè)備由風(fēng)機和散熱器組成，用來散發(fā)熱量，降低冷卻水溫度。軟水密閉循環(huán)系統(tǒng)的特點有：1、工作穩(wěn)定可靠：由于冷卻系統(tǒng)內(nèi)具有一定的壓力，所以冷卻介質(zhì)具有較大的欠冷度。2、冷卻效果好，高爐壽命長。它使用的冷卻介質(zhì)是軟（純）水，是經(jīng)過化學(xué)處理即除去水中硬度和部分鹽類的水。這就從根本上解決了在冷卻水管或冷卻設(shè)備內(nèi)壁結(jié)垢的問題，保證有效冷卻并能延長冷卻設(shè)備的壽命。3、節(jié)水。因為整個系統(tǒng)完全處于密閉狀態(tài)，所以沒有水的蒸發(fā)損失，而流失也很少4、電能耗量低。閉路系統(tǒng)循環(huán)水泵的能耗僅取決于系統(tǒng)的阻力損失。圖2.3爐底水冷管布置2.5高爐送風(fēng)管路高爐送風(fēng)管路由熱風(fēng)總管、熱風(fēng)圍管、與各風(fēng)口相連的送風(fēng)支管（包括直吹管）及風(fēng)口（包括風(fēng)口中套、風(fēng)口大套）等組成。圖2.4軟（純）水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)1—冷卻設(shè)備；2—膨脹罐；3—空氣冷卻器；4—循環(huán)泵；5—補水；6—加藥；7—充氮2.5.1熱風(fēng)圍管熱風(fēng)圍管的作用是將熱風(fēng)總管送來的熱風(fēng)均勻地分配到各送風(fēng)支管中去。熱風(fēng)總管和熱風(fēng)圍管都由鋼板焊成，管中由耐火材料筑成的內(nèi)襯。為了不影響爐前作業(yè)，熱風(fēng)圍管都采用吊掛式，大框架熱風(fēng)圍管吊掛在橫梁上，熱風(fēng)總管與熱風(fēng)圍管的直徑相同，其直徑由下式計算：D==2.0m式中D——熱風(fēng)總管或熱風(fēng)圍管內(nèi)徑，mQ——氣體實際狀態(tài)下的體積流量，m3/sv——氣體實際狀態(tài)下的流速，m/s，本計算取25m/s。2.5.2送風(fēng)支管送風(fēng)支管的作用是將熱風(fēng)圍管攻來的熱風(fēng)通過風(fēng)口送入高爐爐缸，還可通過它向高爐噴吹燃料。送風(fēng)支管長期處于高溫、多塵的環(huán)境中，工作條件很惡劣，所以要求送風(fēng)支管密封性好，壓損小，熱量損失小，在熱脹冷縮的條件下由自動調(diào)節(jié)位移的功能。送風(fēng)支管由送風(fēng)支管本體、送風(fēng)支管張緊裝置、送風(fēng)支管附件等組成。2.5.3直吹管直吹管是高爐送風(fēng)支管的一部分，尾部與彎管相連，端頭與風(fēng)口緊密相連。熱風(fēng)經(jīng)熱風(fēng)圍管、彎管傳到直吹管，通過風(fēng)口進入高爐爐缸。直吹管由端頭、管體噴吹管、尾部法蘭和端頭水冷管路五部分組成。2.5.4風(fēng)口裝置1、風(fēng)口風(fēng)口也稱風(fēng)口小套或風(fēng)口三套，是送風(fēng)管路最前端的一個部件。它位于高爐爐缸上部，成一定角度探出爐壁。風(fēng)口與風(fēng)口中套、風(fēng)口大套裝配在一起，加上冷卻水管等其他部件，形成高爐的風(fēng)口設(shè)備，其結(jié)構(gòu)見圖2.2所示。2、風(fēng)口中套風(fēng)口中套的作用是支撐風(fēng)口小套，其前端內(nèi)孔的錐面與風(fēng)口小套的外錐面配合，上端的外錐面與大套配合，用鑄造紫銅制作。3、風(fēng)口大套風(fēng)口導(dǎo)套的功能是支撐風(fēng)口中套與小套，并將其與高爐爐體相連成為一體。風(fēng)口大套的前端錐面與風(fēng)口中套上端錐面配合，上端通過風(fēng)口法蘭與爐體裝配連接在一起。風(fēng)口導(dǎo)套為鑄鋼件。2.6高爐鋼結(jié)構(gòu)高爐鋼結(jié)構(gòu)包括爐殼、爐體框架、爐頂框架、平臺和梯子等。高爐鋼結(jié)構(gòu)是保證高爐正常生產(chǎn)的重要設(shè)施。2.6.1高爐本體鋼結(jié)構(gòu)本設(shè)計采用爐體框架式。其特點是由4根支柱連接成框架，而框架是一個與高爐本體不相連接的獨立結(jié)構(gòu)?？蚣芟虏抗潭ㄔ诟郀t基礎(chǔ)上，頂端則支撐在爐頂平臺。因此爐頂框架的重量、煤氣上升管的重量、各層平臺及水管重量，完全由大框架直接傳給基礎(chǔ)。只由裝料設(shè)備重量經(jīng)爐殼傳給基礎(chǔ)。圖2.5爐體大框架式這種結(jié)構(gòu)由于取消了爐缸支柱，框架離開高爐一定距離，所以風(fēng)口平臺寬敞，爐前操作方便，還有利于大修時高爐容積的擴大。2.6.2爐殼爐殼是高爐的外殼，里面有冷卻設(shè)備和爐襯，頂部是裝料設(shè)備和煤氣上升管下部坐落在高爐基礎(chǔ)上，是不等截面的圓筒體爐殼的主要作用是固定冷卻設(shè)備，保證高爐砌磚的牢固性、承受爐內(nèi)壓力和起到爐體密封作用，因此爐殼必須具有一定強度。爐殼厚度應(yīng)與工作條件相適應(yīng)，各部位厚度可由下式計算；δ=kD式中δ——計算部位爐殼厚度，mm；D——計算部位爐殼外弦?guī)е睆?，m；K——系數(shù)，mm/m；與弦?guī)恢糜嘘P(guān)。2.6.3爐體框架爐體框架由四根支柱組成，上至爐頂平臺，下至高爐基礎(chǔ)，與高爐中心成對稱布置，在風(fēng)口平臺以上部分用鋼結(jié)構(gòu)。風(fēng)口平臺以下是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。保證支柱與熱風(fēng)圍管用250mm間距。2.6.4爐缸爐身支柱、爐腰支圈和支柱坐圈爐缸支柱是用來承擔爐腹或爐腰以上，經(jīng)爐腰支圈傳遞下來的全部負荷。它的上端與爐腰支圈連接，下端則伸到高爐基座的坐圈上。大中型高爐一般都是用24～40mm的鋼板，焊成工字形斷面的支柱，為了增加支柱的剛度，常加焊水平筋板。支柱外傾斜角6°左右，以使爐缸周圍寬敞。支柱的數(shù)目為12個（風(fēng)口數(shù)目的一半），并且均勻地分布在爐缸周圍，其位置不能影響風(fēng)口、鐵口、渣口的操作，其強度則應(yīng)考慮到個別支柱損壞時，其它相鄰支柱仍能承擔全部負荷。為了防止發(fā)生爐缸燒穿時，渣鐵水燒壞爐缸支柱，應(yīng)從高爐基座的坐圈直到鐵口以上1m處的支柱表面，用耐火磚襯保護。爐身支柱的作用是支撐爐頂框架及爐頂平臺上的載荷、爐身部分的平臺走梯、給排水管道等。爐腰支圈的作用是把它承托的上部均布荷載變成幾個集中載荷傳給爐缸支柱，同時也起著密封作用。其結(jié)構(gòu)如圖2.6所示：圖2.6爐腰支圈支柱坐圈是為了使支柱作用于爐基上的力比較均勻。在每個支柱下面都由鑄鐵或型鋼做成的單片墊板，并且彼此用拉桿或整環(huán)連接起來，以防止支柱在推力作用下或基礎(chǔ)損壞時發(fā)生位移。2.7高爐基礎(chǔ)高爐基礎(chǔ)是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，它的作用是將高爐全部載荷均勻地傳遞到地基。高爐基礎(chǔ)由埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分組成。其結(jié)構(gòu)如圖2.7所示2.7.1高爐基礎(chǔ)的負荷2238976451圖2.7高爐基礎(chǔ)1—冷卻壁；2—水冷管；3—耐火磚；4—爐底磚；5耐熱混凝土基墩；6—鋼筋混凝土基高爐基礎(chǔ)承受的荷載有：靜負荷、動負荷、熱應(yīng)力的作用，其中溫度造成的熱應(yīng)力的作用最危險。1、靜負荷高爐基礎(chǔ)承受的靜負荷包括高爐內(nèi)部的爐料重量、渣、鐵液重量、爐體本身的砌磚重量、金屬結(jié)構(gòu)的重量、冷卻設(shè)備及冷卻水重量、爐頂設(shè)備重量等，另外還有爐下建筑物、斜橋、卷揚機等分布在爐身周圍的設(shè)備重量。就力的作用情況來看，前者是對稱的，作用在爐基上，后者則常常是不對稱的，是引起力矩的因素，可能產(chǎn)生不均勻下沉。2、動負荷生產(chǎn)過程中常由崩料、坐料等引起，加給爐基的動負荷是相當大的。3、熱應(yīng)力的作用爐缸中貯存著高溫的鐵液和渣液，爐基處于一定的溫度下。由于高爐基礎(chǔ)內(nèi)溫度分布不均勻，采用里高外低，上高下低，這就在高爐基礎(chǔ)內(nèi)部產(chǎn)生了熱應(yīng)力。2.7.2對高爐筑基的要求高爐基礎(chǔ)一般由埋在地下的基座和露在地面的耐熱基墩組成。高爐基礎(chǔ)承受著高爐爐體、支柱及其他有關(guān)附屬設(shè)施所傳遞的重力，還受到爐缸、爐底高溫的影響而產(chǎn)生熱應(yīng)力的作用，通常會產(chǎn)生放射狀的裂縫。因此在進行爐基的材質(zhì)，形狀尺寸設(shè)計時，必須保證其有足夠的耐壓強度和耐熱性能。根據(jù)高爐基礎(chǔ)的工作條件，高爐基礎(chǔ)應(yīng)當滿足以下幾方面的要求：1、傳遞給地層的壓力不應(yīng)超過地層的允許承載力；2、在工作期間的均勻下沉量越小越好，不得產(chǎn)生過度沉陷，特別是不均勻沉陷要求更要嚴格，一般要求均勻下沉量不得大于20~30mm，允許傾斜值應(yīng)小于0.1%~0.5%，以保證設(shè)備的相對位置穩(wěn)定，防止設(shè)備變形破壞，以維護高爐正常生產(chǎn)。3、應(yīng)有足夠的機械強度和耐熱能力，即它在重力載荷和高溫作用下能保持正常的工作狀態(tài)；4、土方工程量少，施工方便，投資省。3高爐車間的運轉(zhuǎn)新建的煉鐵車間，多采用人造富礦——燒結(jié)礦和球團礦為原料，運輸設(shè)備均采用皮帶機。本設(shè)計的上料系統(tǒng)也采用皮帶式上料機，皮帶機運輸作業(yè)率高，原料破碎率低，并且輕便，大大簡化了礦槽結(jié)構(gòu)。皮帶機的運輸能力應(yīng)該滿足高爐對燃料的需求，同時還應(yīng)該考慮物料的特性如粒度、堆比重、動堆積角等因素。皮帶機的主要技術(shù)參數(shù)可以計算，也可以從手冊查出。本設(shè)計的高爐容積是25200m3，其皮帶機的技術(shù)參數(shù)見表3.1。表3.1高爐上料皮帶機的主要技術(shù)參數(shù)容積/m3寬度/mm速度/m·min-1水平長度/m傾角能力/t·h-1電機功率×臺/kW18001200120397.2213°150019003.1貯礦槽、貯焦槽及槽下運輸篩分稱量3.1.1貯礦槽與貯焦槽貯礦槽位于高爐一側(cè)，它起原料貯存作用，解決高爐連續(xù)上料和車間間斷供料的矛盾。當貯礦槽之前的供料系統(tǒng)設(shè)備檢修或因事故造成短期間斷供料時，可依靠貯礦槽內(nèi)的存量，維持高爐生產(chǎn)。由于貯礦槽都是高架式的，可以利用原料的自重下滑進入下一工序，有利于實現(xiàn)配料等作業(yè)的機械化和自動化。采用皮帶機上料時，貯礦槽與上料機中心線應(yīng)互成直角，以縮短貯礦槽與高爐間距。貯礦槽的總?cè)莘e與高爐容積、使用的原料性質(zhì)和種類、以及車間的平面布置等因素有關(guān)，一般可參照表3.2選用，也可根據(jù)貯存量進行計算，貯礦槽貯存12～18h的礦石量，貯焦槽貯存6～8h的焦炭量。表3.2貯礦槽、貯焦槽容積與高爐容積的關(guān)系項目高爐有效容積/m32556001000150020002500貯礦槽容積與高爐容積之比>3.02.52.51.81.61.6貯焦槽容積與高爐容積之比>1.10.80.70.7～0.5焦槽個數(shù)/個2222≥2≥2貯礦槽總?cè)莘eV總=1.6Vu=1.6×1800=2880m3燒結(jié)礦V燒=2880×80%=2304m3，則燒結(jié)礦倉為573.58×5m3；球團礦V球=2880×20%=576m3，則球團礦倉為402.56×2m3；貯焦槽總?cè)莘eV總=0.6Vu=0.6×1800=1080m3，則貯焦槽為547.5×2m3經(jīng)計算得到單個礦槽的尺寸如下：燒結(jié)礦貯礦槽上面高度5.5m，邊長9m，下面錐臺高度4m，錐臺下邊長2.7m。球團礦、天然礦貯礦槽上面高度3.5m，邊長9m，下面錐臺高度4m，錐臺下邊長2.7m。貯焦槽貯礦槽上面高度4.7m，邊長10m，下面錐臺高度4m，錐臺下邊長2.7m。3.1.2槽下運輸稱量在貯礦槽下，將原料按品種和數(shù)量稱量運到上料皮帶機的方法有兩種：一種是用稱量車完成稱量、運輸、卸料等工序；一種是用皮帶機運輸，用稱量漏斗稱量。我國新建的300m3以上的高爐基本上都選用皮帶機作為槽下運輸設(shè)備。槽下采用皮帶機運輸和稱量漏斗稱量槽下運輸稱量系統(tǒng)，焦倉下設(shè)有振動篩，合格的焦炭經(jīng)焦炭輸送機送到焦炭稱量漏斗，小顆粒的焦粉經(jīng)粉焦輸出皮帶機運至粉焦倉。燒結(jié)礦倉下也設(shè)有振動篩，合格燒結(jié)礦運至礦石稱量漏斗，粉狀燒結(jié)礦經(jīng)礦粉輸出皮帶機輸送至粉礦倉。球團礦直接經(jīng)給料機、礦石輸出皮帶機送至礦石集中漏斗。3.2上料設(shè)備將爐料直接送到高爐爐頂?shù)脑O(shè)備稱為上料機。對上料機的要求是：要有足夠的上料能力，不僅能滿足正常生產(chǎn)的需要，還能在低料線的情況下很快趕上料線。為滿足這一要求，在正常情況下上料機的作業(yè)率一般不應(yīng)超過70%；工作穩(wěn)妥可靠；最大程度的機械化和自動化。上料機主要有料車式和皮帶機上料兩種方式。本設(shè)計采用皮帶機上料。其優(yōu)點是：1、工藝布置合理。料倉離高爐遠，使高爐周圍空間自由度大，有利于高爐爐前布置多個出鐵口。2、上料能力強。滿足了高爐大型化以后大批量的上料要求。3、上料均勻，對爐料的破碎作用較小。4、設(shè)備簡單、投資較小。5、工作可靠、維修方便、便于自動化操作。上料皮帶機的傾角最小11°，最大14°。皮帶機寬度隨高爐容積而異，保證皮帶機運行安全非常重要。因此，在設(shè)計上采取了很多措施：如皮帶機可以兩個方向驅(qū)動，連續(xù)運轉(zhuǎn)；設(shè)4臺電機，兩臺運轉(zhuǎn)兩臺備用；為預(yù)防反轉(zhuǎn)用兩臺電機做制動；用液壓缸拉緊皮帶；設(shè)有觀察皮帶機運行情況的裝置等等。4高爐爐頂裝料設(shè)備高爐爐頂裝料設(shè)備是用來將爐料裝入高爐并使之合理分布，同時起爐頂密封作用的設(shè)備。目前國內(nèi)使用最多的裝料設(shè)備是雙鐘式爐頂和無鐘式爐頂。本設(shè)計采用無鐘式爐頂爐頂裝料設(shè)備。無論何種爐頂裝料設(shè)備均應(yīng)能夠滿足以下基本要求：（1）生產(chǎn)能力大，能連續(xù)供料，能適應(yīng)高爐強化生產(chǎn)的供料要求和原料品種變化后的要求；（2）抗磨性能好，機械強度高，并能在高溫、多粉塵條件下長時間地連續(xù)工作；（3）結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、易于維護。應(yīng)廢除人工操作，全面實現(xiàn)機械化和自動化供料；（4）原料系統(tǒng)各轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)和漏料點都為多粉塵條件，在設(shè)計時應(yīng)該考慮足夠的通風(fēng)除塵設(shè)施，盡量不污染工作環(huán)境；（5）運輸費用低，基建投資少。4.1無鐘式爐頂裝料設(shè)備無鐘式爐頂裝料設(shè)備從結(jié)構(gòu)上，根據(jù)受料漏斗和稱量料罐的布置情況可劃分為兩種，并罐式結(jié)構(gòu)和串罐式結(jié)構(gòu)。本設(shè)計采用串罐式結(jié)構(gòu)。4.1.1串罐式無鐘爐頂裝料設(shè)備串罐式無料鐘爐頂有以下優(yōu)點：1、由于兩個料罐的中心線都在高爐中心線上，所以它避免了了卸料時爐料的粒度和體積偏析，從而得到了圓周上的均勻布料。2、將串罐中的下罐為稱量料罐，并與下密封閥硬連在一起，料罐內(nèi)卸壓和充壓均不會影響稱量值的準確性。3、在上部料罐和下部稱量料罐中部設(shè)有導(dǎo)料器，這