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高炉有效容积的生铁产量,即高炉每昼夜的生铁产量P与高炉有效容积V有之比: ηv=
P V有ηv是高炉冶炼的一个重要指标,ηv愈大,高炉生产率愈高,目前,一般大型高炉超过2.0t/(m3?d),一些先进高炉可达2.2~2.3 t/(m3?d)。小型高炉的η高,100~300 m3高炉的利用系数为2.8~3.2 t/(m3?d)。
(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=
Qk Pv
更
焦碳的消耗量约占生铁成本的30%~40%,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450~500Kg/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Qy时,则:
Y=
QY P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(m3)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0.7~0.9。
(4)冶炼强度(I)。冶炼强度是每昼夜 、每1m3高炉有效容积燃烧的焦炭量,即高炉一昼夜焦炭消耗量Qk与有效容积V有的比值:
I=
QK V有5
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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10~15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高炉冶炼现状及发展
(1)炉容大型化及其空间尺寸的横向发展:
(2)精料:精料是改善高炉冶炼的基础,近代高炉冶炼必须将精料列为头等重要措施,精料包括提高入炉况品味,改善入炉原料的还原性能,提高熟料率,稳定入炉原料成分和整粒。
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(3)提高鼓风温度:提高鼓风温度可以大幅度降低焦比,特别是在鼓风温度比较低时效果更为显著。
(4)高压操作:高压操作可以延长煤气在炉内的停留时间,改善煤气热能及化学能利用,有利于高压操作,为强化冶炼创造条件。
(5)富养大喷吹:从60年代起,世界各国都在发展向炉内喷吹燃料的技术,取代部分焦炭。喷吹得燃料有重油、天然气和煤粉等,燃料种类的选择与国家和地区的资源条件有关。目前国内外大多以喷吹煤粉(无烟煤和烟煤)为主。
(6)电子计算机的应用:60年代起高炉开始以用计算机,目前已可以控制配料、装料和热风炉操作。
高炉冶炼计算机控制的最终目标是实现总体全部自动化控制,但由于目前冶炼技术水平,还难于实现这一目标。
1.4本设计采用的新技术
⑴ 无钟炉顶和皮带上料,旋转溜槽布料可实现多种布料方式。 ⑵ 热风炉炉顶采用锥球形,有利于拱顶气流分布和热风温度升高。 ⑶ 炉前水渣处理采用过滤法水淬渣。 ⑷ 炉体冷却采用软水闭路循环系统。 ⑸ 余热回收和余压发电。 ⑹ 采用喷煤技术。
⑺ 采用计算机自动监控系统,对各生产环节进行监控
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1.5 高炉辅助设计和生产流程图
高炉及辅助设备如下:①高炉本体 ②上料系统 ③送风系统 ④煤气除尘系统 ⑤渣铁处理系统 ⑥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 ← 机 ↙ ↓ ↘ ↑ 炉渣 生铁 煤气 ←←
↙ ↓ ↘ ↙ ↘ ↓ ↑
水渣 渣棉 干渣 铸钢 铸造 除尘 → 净煤气 →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
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鼓风燃气 河北理工大学成人教育毕业设计说明书
2高炉本体设计
2.1. 总述
高炉包括基础、钢结构、炉衬、冷却设备以及高炉炉型设计等。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。近代高炉炉型向着大型横向发展,目前,世界高炉有效容积最大的是5580m3 ,高径比2.0左右。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造型的依据。
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2.2 确定年工作日:347天
120?104日产量 P总==3458.2t
3472.3 定容积:
选定高炉座数为2座,利用系数为: η
ν =2.0t/(m
3
·d)
每座高炉日产量: P= 每座高炉容积 : Vu=
PP总3458.2==1729.1t
22?V =
1729.1=864.6m3 2.02.4 炉缸尺寸
1. 炉缸直径
选定冶炼强度 I=0.95t(m3d);燃烧强度i燃=1.05 t(㎡·h),
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