天丰高炉工程初步设计毕业设计 精品Word下载.docx
《天丰高炉工程初步设计毕业设计 精品Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天丰高炉工程初步设计毕业设计 精品Word下载.docx（54页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
C
Si
Mn
S
P
≥3.5
0.4～0.6
≤0.4
≤0.07
＜0.1
1.8.2主要技术经济指标
主要技术经济指标表1-4
序号
名称
单位
指标
备注
1
高炉有效容积
m3
1×
1260
2
生产操作指标
1）
利用系数
t/m3·
d
3．25
设计能力：
3.5
2）
燃料比
kg/t
520
3）
焦比
350
4）
煤比
170
设备能力：
220
5）
热风温度
℃
1250
6）
渣铁比
7）
炉顶压力
MPa
0.2
0.25
8）
熟料率
%
95
9）
富氧率
～3
10）
入炉矿品位
≥58
11）
年平均工作日
347
12）
高炉一代寿命
年
15
3
原燃料需要量（入炉）
含粉率
烧结矿75%
104t/a
198
10%
球团矿20%
52.8
块矿5%
13.2
冶金焦
53.3
8%
煤粉
23.8
4
产品与副产品
炼钢铁水
140
水渣
49
高炉煤气
104Nm3/h
26.1
最高31.3
高炉灰
2.8
5
入炉风量（不富氧）
m3/min
3500
最大3800
6
热风压力
0.36
1.9主要技术方案说明
1.9.1高炉上料系统
1、高炉用胶带机上料，使矿焦槽远离高炉，改善高炉周围环境，方便高炉及出铁厂布置。
上料胶带宽B=1100mm。
2、高炉采用双料车上料，料车容积8.5m3。
3、高炉矿槽为双排布置，槽下采用分散筛分，分散计量。
槽下胶带机带宽B=1200mm，带速V=1.6m/s。
4、高炉炉顶装料系统由炉顶装料设备、炉顶均排压设备、炉顶液压站及润滑站、布料溜槽传动齿轮箱水冷、氮气密封设施、探尺，炉顶料面探测仪、炉顶打水器、炉顶框架结构，以及炉顶检修设施组成。
采用固定受料罐串罐无料钟装料设备，控制灵活，维修方便，寿命长，布料无偏析，特别是气密箱，水冷却加氮气密封，运行故障少。
布料溜槽α角倾动，β角旋转均采用电机驱动，编码器控制，其它阀门均采用液压传动，使得传动系统简单耐用。
料罐容积26m3，料流调节阀DN=700mm。
炉顶布料方式设有多环布料、单环布料、定点布料和扇形布料四种方式。
炉顶均压系统设有一次均压和二次均压。
一次均压采用全干法布袋除尘后的净煤气，二次均压采用氮气。
设旋风除尘器用于料罐排压时除去部分煤气中大颗粒灰尘，减少炉顶消音器的灰负荷及改善环境。
设有紧凑式垂直机械探尺1台并配有雷达探尺1台，用于探测料位。
炉顶设打水器8台，当炉顶温度达到250℃时自动或手动打水喷淋降温冷却。
设一台20t的起重机，可以吊装检修。
1.9.4高炉本体
高炉炉体为自立式框架结构。
高炉设20个风口、2个铁口，不设渣口。
铁口标高9.0m，采用自立式框架结构，框架17x17m。
适当矮胖，减小炉身角及炉腹角，Hu=25.3m,Hu/D=2.72保持炉况顺行，炉型长期稳定。
（1）炉体内衬
部位
耐材
炉底炭砖
半石墨质焙烧炭砖+微孔炭砖+刚玉莫来石砖
陶瓷杯垫
刚玉莫来石砖
炉缸侧壁
超微孔炭砖+微孔炭砖+刚玉砖
铁口
超微孔炭砖+刚玉砖
风口带
刚玉砖
炉腹、炉腰及炉身下部
烧成微孔铝碳砖，冷却壁镶砖（砖壁一体结构）
炉身中、上部
磷酸浸渍粘土砖，冷却壁镶砖（砖壁一体结构）
煤气封罩
喷涂料（FN-130）
（2）炉体冷却结构
本体采用全冷却方式。
根据炉体不同部位的工作情况采用的相应的冷却设备，选型如下：
（1）炉底炉缸侧墙及风口带（1-5带）：
5层耐热铸铁光面冷却壁；
（2）炉腹、炉腰、炉身下部（6-9带）：
4层铜镶砖冷却壁；
（3）炉身中上部（10-13带）：
4层采用铁素体球墨铸铁镶砖冷却壁；
（4）炉身上部（14、15带）：
2层光面“C”形铸铁冷却壁；
（3）炉体冷却系统
高炉本体及炉底、热风炉系统、风口大中套冷却采用软水密闭循环冷却系统、风口小套、炉顶喷水用高压工业净循环水，其余采用常压净循环水冷却。
①软水密闭循环冷却系统
总供水量约2800m3/h，压力0.6Mpa。
包括冷却壁本体串联冷却环路2100m3/h，风口大、中套370m3/h，水冷炉底冷却环路270m3/h。
②高压工业水冷却系统
主要提供高炉风口小套冷却水，高炉十字测温装置的冷却及炉顶高温打水。
③常压工业水
主要提供第14、15段冷却壁、炉喉钢砖、其他用户及炉役后期炉壳喷淋。
（4）炉体附属设备
主要包括送风装置、风口设备、水冷十字测温装置等。
（5）炉体自动化检测
设置高炉炉衬及冷却壁温度检测，炉身静压力检测，冷却水系统及水冷系统热负荷检测，炉顶煤气温度、压力检测，设置高炉休风、放风、悬料、坐料等报警点。
（6）出铁场设2个出铁口，铁口夹角170度，设两个矩型出铁场，出铁场长度39米。
每个出铁场设有1条储铁式主沟，配置4个100吨接铁罐位，铁水经铁沟流入铁水罐。
出铁场上料侧设冲渣平台以方便出渣操作，并设置干渣坑以应对渣处理系统事故及渣中铁含量较大等情况的发生。
高炉每日出铁12-16次，两个铁口轮流出铁，每日平均出铁量4095吨，最大出铁量4410吨。
（7）出铁场配置KD300全液压泥炮和开铁口机各一台，炉前设备为异侧布置形式。
出铁场另设吊装孔，并配置20/5t双钩桥式起重机，用于运送炉前操作的物料。
为改善炉前工作环境，减少烟尘和热辐射对人体的危害，在铁口、撇渣器、罐位处设除尘点。
1.9.6热风炉
热风炉采用3座卡卢金顶燃式热风炉，拱顶采用硅砖，最高拱顶温度1350℃，旋流高效燃烧器，热风炉砌筑各通道口采用组合砖，针对不同的温度区选择不同的耐火材料。
本设计高温区采用硅砖，中温区采用低蠕变高铝砖，下部低温区采用低蠕变粘土砖。
在耐火材料外侧根据各部位不同的工作条件，分别选择不同牌号轻质高铝砖和轻质粘土砖作为隔热材料。
在隔热材料外侧还采用隔热性能好的硅酸铝棉毡，以保证热风炉有良好的保温及吸收热膨胀性能。
烧炉使用高炉煤气，采用空气、煤气双预热，设计热风温度1250℃，寿命≥30年。
采用低热值的干法高炉煤气及空气煤气双预热系统，采用新型19孔，孔径Φ30格子砖，单位炉容加热面积：
119m2/m3。
单位鼓风加热面积40.2m2/m3
1.9.7渣处理
采用平流沉淀池渣处理工艺。
溶融的炉渣通过冲制箱喷出的高速水流水淬粒化成水渣，渣水混合物经水渣沟流入过沉淀池内，经沉淀后实现渣水分离，水渣由桥式抓斗行车抓取并堆放到渣场，脱水后用汽车运走。
冲渣水则由渣浆泵组供至冲制箱循环使用。
1.9.8粗煤气系统
高炉煤气由4根内1800mm的导出管导出，经4根内1800mm的上升管，然后汇成两根内2400mm上升管、下降管，再合并成一根内2800mm的下降管道进入重力除尘器，重力除尘器内径10000mm，直段高度为11米，煤气中粗尘粒因质量较大，在惯性力作用下做沉降运动，实现尘、气分离，煤气遮断阀2460mm。
所有上升管和下降管均采用砌砖或喷涂。
砌砖或喷涂厚度114mm,喷涂材料为：
FN-130。
在管道的转折处设置耐磨衬板。
重力除尘器灰仓内的煤气灰由卸灰阀卸入双轴搅拌加湿机,经加水均匀混合后，卸入汽车外运。
1.9.9煤气全干法除尘系统
煤气净化采用低压脉冲喷吹布袋除尘器，箱体数量为14个，箱体直径Φ4000mm，一个大灰仓，采用并列布置。
总过滤面积8162m2。
除尘灰由氮气将卸入输灰管的灰送至灰仓,灰仓上部设仓顶除尘器，大灰仓将灰加湿后卸入汽车外运。
1.9.10喷煤系统
喷煤系统按170Kg/t铁生产能力、喷吹无烟煤、混合煤设计，制粉采用中速磨煤机加一级布袋收粉工艺，整个喷煤系统由原煤储运、干燥剂供应、制粉和喷吹四个部分组成。
制粉选用一台中速磨机，能力不小于32吨/h，可满足供给1座1260m3高炉，最大利用系数3.5t/m3·
d，最大煤比200kg/t铁的喷煤需求。
磨煤机一次风量~5x104NM3/h。
原煤要求粒度＜40mm，含水量＜10%，哈氏可磨系数≥50；
磨后煤粉粒度-200目在80%左右，含水量＜1%。
原煤由输煤皮带机运至主厂房内原煤仓，再进入电子皮带称给煤机，然后进入中速磨煤机。
从磨煤机排出的合格煤粉与气体混合物经管道分别进入袋式除尘器，煤粉被收集入灰斗，被分离后的含尘浓度小于30mg/Nm3的尾气通过主引风机，排入大气。
灰斗中的煤粉经木屑分离器后落入煤粉仓。
煤粉仓下部通过落粉管、软连接、气动阀门及进料阀与喷吹罐相连。
高炉喷吹系统为喷吹罐并列布置，共2个，每1个罐对应1台分配器，每台分配器设20个支管，将煤粉喷入高炉。
设烟气炉1座，燃烧高炉煤气产生高温烟气，同时抽取高炉热风炉废气进行余热利用，分别为磨煤机制粉提供温度合适的惰化气体。
1.9.11液压站及修罐车间
每座高炉配置5座液压站。
即矿槽液压站一座、炉前液压站两座、炉顶一座、热风炉及布袋除尘一座。
修罐的主要作用是对100t铁水罐进行耐火材料砌筑、修补、烘烤等工序，满足高炉连续生产对铁水罐要求的需要。
修罐间与铸铁机室合并布置，内设有4个100t修罐坑，配有两台100t铁水罐烘烤器。
厂房内设有1个折罐坑，配有1套100t铁水罐前方支柱，将100t铁水罐内铁水倒入65t铁水罐内。
1.9.12高炉鼓风机站及配套设施
为向高炉送冷风，需建高炉鼓风机站一座。
经计算设计点透平发电机功率7305KW,最大功率10141KW，高炉煤气余压发电采用全干式透平主机，不配发电机，直接通过变速离合器与高炉鼓风机主轴的另一端相连接。
鼓风机站内设全静叶可调轴流式鼓风机AV63-14、TRT同轴机组两台。
一备一用。
正常风量：
3300Nm3/min
出口风压0.47MPa（绝）
风机型式轴流式全静叶可调
鼓风机组辅助设备主要包括机组空气过滤系统、润滑油系统、动力油系统、蒸汽系统等。
1.9.13热力燃气
煤气：
平衡后整个高炉系统剩余的煤气送发电厂。
压缩空气：
供气总量为18m3/min。
蒸汽：
高炉蒸汽平均耗量2.5t/h
氧气：
消耗量8036Nm3/h。
氮气：
低压氮气为9000Nm3/h，高压氮气为1000Nm3/h。
1.9.14给排水和水处理设施
1260m3高炉工程给排水设施包括：
软水密闭循环水系统、高炉及公辅净环水系统、区域工业水-低压消防给水系统、区域生产废水-雨水排水系统、生活給水系统、高压消防給水系统、安全给水系统等。
高炉总循环水量为：
8440m3/h，其中：
常压净循环水量745m3/h、中压净环水量320m3/h、高压净环水量860m3/h、软水循环水量3500m3/h、冷媒净环水量1200m3/h、冲渣净环水量1800m3/h、生产需要的最大小时工业用新水量为980m3/h新水用量20m3/h。
设计范围内高炉系统补水量463m3/h、生活用水10m3/h，工业用水循环率97.26%、吨铁生产水用量71.77m3/t、吨铁新水用量1.88m3/t（不包括未预见水量）。
高炉安全給水设置：
两路供电电源；
备用水泵，另外各个循环系统均设置事故柴油机水泵作为停电应急使用。
各系统安全供水水量按总水量的65%考虑。
高炉区设安全水塔一座。
1.9.15通风除尘设施
包括出铁场除尘系统和矿槽除尘系统。
出铁场除尘系统采用脉冲布袋除尘器，系统抽风量52.6X104m3/h,电机功率1250KW。
经布袋除尘器净化后的废气通过消声器消声降噪后由钢烟囱向大气排放，排放浓度≤50mg/Nm3。
收集的粉尘定期汽运至烧结厂回收利用。
1.9.16供配电系统
本工程装机容量为：
29150KW,工作容量22650KW，年耗电量含鼓风机站合计0.6111亿KWh（扣除TRT发电4000X104KWh）。
根据高炉区用电负荷情况设置如下高配室：
鼓风机站高配室、循环水泵房高配室、喷煤高配室、高炉高配室。
1.9.17自动化仪表
各工艺参数的检测数据均进入PLC，在上位机上显示。
综合管网系统包括外部介质的接入如:
N2、O2、高炉煤气、蒸汽、压缩空气等,其有关参数的检测信号接入各自就近的PLC系统。
铸铁机及修罐间设仪表盘，工艺参数进入二次仪表进行显示。
高炉采用两级自动化控制系统，即：
基础控制级、过程控制级，按照规范标准构成一个具有功能扩展接口、与其它自动化系统良好衔接的自动化系统。
1.9.18电信系统
电信设计内容主要包括：
自动电话、调度电话、直通电话、无线对讲、工业电视系统、火灾自动报警系统、有毒气体检测报警系统、综合布线系统及通讯线路等。
1.9.19通风、空调及除尘
本设计包括高炉出铁场、矿槽系统的除尘设计以及高炉区生产及辅助设施的通风、空调设计。
1.10环境保护
设计对废气、废水、固体废物、噪声均采取了相应的治理措施，做到达标排放。
1.11安全与工业卫生
本设计在总结国内同类型高炉生产经验的基础上，从技术装备水平上为保证安全生产创造了条件。
设计中对生产场所可能产生的自然危害以及生产过程中可能出现的机械伤害、触电伤害、爆炸、煤气中毒、粉尘、含毒物品、热辐射、噪声等对人体的危害均采取了相应可靠的防范措施。
为保障安全生产设置了安全供电、安全供水设施。
高炉投产后将是一个安全、卫生的工作环境。
1.12劳动定员
炼铁系统定员190人。
2.3原燃料和物料平衡
2.3.1原燃料
1）入炉矿石包括：
烧结矿、球团、块矿，矿石入炉比例见下表。
表2-1炉料结构表
入炉矿
入炉矿的比例
烧结矿
75%
球团矿
20%
块矿
5%
2）对烧结矿的质量要求：
表2-2烧结矿指标参数表
炉容级别（m3）
品位TFe
≥56%
铁份波动
≤±
0.5%
碱度R
≥1.8
碱度波动
0.08
铁份和碱度波动的达标率
≥75%
含FeO
≤9.0%
FeO波动
1.0%
转鼓指数+6.3mm%
≥80
还原粉化率%
≤40
3）对焦炭的质量要求：
表2-3焦炭指标参数表
M40
≥78%
M10
≤8.0%
反应后强度CSR
≥60%
反应性指数CRI
≤26%
焦炭灰分
≤13%
焦炭含硫
≤0.7%
焦炭粒度范围（mm）
75～25
大于上限
≤10%
小于下限
≤8%
4）对煤粉的质量要求：
表2-4煤粉指标参数表
灰分Aad
≤12%
含硫St,ad
挥发份
≤25%
水份
≤1%
5）对入炉块矿的质量要求：
表2-6块矿指标参数表
含 铁 量
≥62%
热爆裂性能
－
铁分波动
6）原料粒度应符合下表的规定。
表2-7入炉矿粒度要求表
粒度范围（mm）
5～50
5～30
>
50mm
30mm
<
5mm
≤5%
注：
石灰石、白云石、萤石、锰矿、硅石粒度应与块矿粒度相同。
7）入炉原料和燃料应控制有害杂质量。
其控制宜符合下表的规定。
表2-8原燃料有害杂质量控制要求表
K2O+Na2O
≤3.0kg/t
Zn
≤0.15kg/t
Pb
As
≤0.1kg/t
≤4.0kg/t
Cl－
≤0.6kg/t
2.3.2物料平衡
1座12600m3高炉年产炼钢生铁140×
104t/a，则高炉系统主要物料平衡如图2-2所示：
1x1260m3高炉
26×
104m3/h
铁水
140×
49×
炉尘灰
2.8×
198x104t/a104t/a
球团
52.8×
13.2×
Lumpore36.7×
焦炭
53.3×
23.8×
图2-21×
1260m3高炉物料平衡表
2.4产品及副产品
1）生铁：
2）水渣：
104t/a（含水≤15%），炉渣全部冲制成水渣外销。
3）高炉煤气发生量：
26×
104Nm3/h。
4）除尘灰：
2.5高炉本体
高炉炉体系统由炉壳、支承结构、冷却设备、冷却水系统及耐火材料和附属设备组成。
高炉本体的设计主要遵循稳定经济的框架结构、合理的操作内型、炉体无过热冷却、合理搭配炉缸耐材及应力释放、完善的检测原则；
保证高炉一代寿命大于10年。
2.6高炉内型尺寸（见表2-11）
表2-11高炉内型尺寸表
数量
有效容积
炉缸直径
mm
8100
炉腰直径
9300
炉喉直径
6200
死铁层高度
2000
炉缸高度
3900
7
炉腹高度
3600
8
炉腰高度
9
炉身高度
13800
10
炉喉高度
11
炉腹角
80.5385°
12
炉身角
83.5923°
13
高炉有效总高度
25300
14
高径比
2.72
风口数
个
20
16
铁口数
2.7主要工艺设施配置
2.7.1上料设施
2.7.1.1矿焦槽的布置及储量
高炉矿焦槽合建在一起，双排布置，框架混凝土结构。
槽下采用分散筛分，分散称量，胶带运输的供料方式。
烧结矿、块矿和焦炭采用环保筛，溶剂在槽下不筛分，矿石和焦炭称量斗容积均为8.5m3，熔剂称量斗容积为2.0m3。
槽下设置的两条主胶带机（B=1200mm）可以将称量斗的物料（焦炭、矿石和熔剂）通过中间翻板加到两只8.5m3中间称量斗的任意一只；
碎焦、碎矿分别通过各自的水平胶带机和大倾角胶带机送到碎焦仓和碎矿仓，碎焦通过二次筛分后回收小粒焦入炉，碎矿和焦粉通过汽车外运。
槽下及料坑上的扬尘点均设置除尘设施。
各种物料日耗及存储时间下表。
1×
1260m3高炉各种物料日耗及存贮时间表
原料
名称
堆比重
单槽
总槽
日耗量
储存
时间
t/m3
容积m3
数量（个）
储量（t）
t
h
焦炭（干）
0.55
175
5
875
481
1435
9.8
1.8
130/150
6+2
1260
1944
5430
10.4
2.45
1
429
590
17.5
2.5
175
438
295
35.6
杂矿
2
190
475
碎矿仓
100
100
180
553
7.8
焦丁仓
0.6
40
40
24
35.8
16
焦粉仓
60
60
36
107.6
8
2.7.1.2上料设施设备选择
上料设施设备的选择主要满足高炉正常生产，以及特定情况下疳赶料能力的要求。
其主要设备是：
矿焦仓闸门、振动筛、振动给料机、称量斗、胶带机、中间称量斗，以及为称量斗液压闸门配置的液压站等，这些设备要求能力充足、运行可靠。
1）振动筛：
振动筛要求筛分效率高、处理能力大，该高炉采用自清理悬臂环保振动筛。
其筛分效率大于90%，因其将振动给料和料仓闸门组合在一起，密闭性能好，便于除尘，使高炉槽下首选产品之一。
槽下返料振动筛采用悬臂自清理式。
上述振动筛均配置移动台车和振动给料机。
槽下杂矿仅配置着电动振动给料机，不设置振动筛。
烧结矿选用的振动筛处理能力：
400t/h，焦炭振动筛处理能力150t/h。
3）称量斗：
槽下称量斗的选择主要依据料批的大小，根据本高炉确定的正常料批选
升级会员 