年产1900万吨炼钢生铁的高炉炼铁车间工艺设计课程设计

年产1900万吨炼钢生铁的高炉炼铁车间工艺设计 专 业：冶金工程 学 生： 指导老师： 设计总说明本设计是设计年产1900万吨炼钢生铁高炉车间。设计中采用了3000m3的高炉7座，每座高炉设计2个出铁口，采用矩形出铁场。单座高炉送风系统采用4座外燃式热风炉，煤气处理系统采用干式布袋除尘。渣铁处理系统采用拉萨法水淬渣（RASA）处理。上料系统采用皮带运输上料，无钟炉顶。设计的主要内容包括炼铁工艺计算（包括配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、高炉各部位炉衬的选择、炉体冷却设备的选择、风口及出铁场的设计、原料系统、送风系统、炉顶设备、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统和炼铁车间的布置等。关键词：炼钢生铁 高炉 车间设计 目录1概述61.1设计依据61.2设计范围及内容61.3设计原则61.4建设规模和主要技术指标61高炉本体设计81.1高炉内型设计81.1.1高炉总年产量的计算81.1.2高炉有效容积的确定81.1.3高炉内型尺寸确定91.2 高炉内衬设计121.2.7 高炉炉喉钢砖选型121.3 高炉炉体冷却设备121.3.1 外部喷水冷却131.3.2 冷却壁的选择131.4 高炉炉体系统141.5 高炉冷却水系统151.5.1 软水系统151.5.2 净环水系统151.6 软水站系统151.7 炉体附属设备152 高炉鼓风机选型及热风炉工艺计算162.1高炉鼓风机工艺计算162.1.1 高炉入炉风量与鼓风机出口风量162.1.2 高炉鼓风压力162.1.3 高炉鼓风机能力的确定（鼓风机工况的计算）172.1.4 鼓风机的选型172.1.5 鼓风站工艺流程182.1.6 鼓风机站布置182.2高炉热风炉工艺计算182.2.1 内燃式热风炉182.3 热风炉工作制度252.4 热风炉主要设施253 矿焦槽系统263.1 原燃料质量要求及用量263.2 矿焦槽布置及工艺参数263.3 小焦块回收263.4 供料及返料系统263.5 矿焦槽及供料除尘系统264 上料系统274.1 概述274.2 上料主皮带机主要性能274.3 胶带机头轮清扫275 炉顶系统285.1 炉顶均排压系统285.2 炉顶液压站及干油集中润滑站285.2.1 炉顶液压站285.2.2 炉顶干油集中润滑站285.3 布料溜槽传动齿轮箱冷却设施285.4 除尘285.4.1 概述285.4.2 除尘系统配置286 出铁厂系统306.1 风口平台306.2 出铁厂平台306.3 主铁沟、渣铁沟耐材306.4 出铁厂除尘306.4.1 概述307 炉渣处理系统317.1 概述317.2 水渣输出系统318 煤气除尘及净化328.1 设计条件328.2 煤气粗除尘328.2.1 煤气除尘工艺328.2.2 煤气除尘设施328.3 煤气净化系统338.3.1 高炉煤气干式布袋除尘系统339 高炉煤气与压发电装置3591 工艺组成3510 煤粉制备与喷吹系统3610.1 干煤棚及供煤系统3610.2 制粉系统3610.2.1 制粉系统的设计条件及要求3610.3 主要工艺流程3710.4 主要设备选型3710.5 制粉喷吹站的消防与安全措施3711 环境保护3911.1 主要污染源、污染物及其控制措施3911.1.1 废气3911.1.2 废水污染源、污染物及控制措施4011.2 绿化4012 劳动定员4112.1 编制原则4112.2 编制结果4113 能源评价4313.1 设计中采取的节能措施43参考文献44致谢45专题46第4页 绪 言1设计依据 本设计是在龙钢学习后，根据龙钢所收集的各种数据以及当地的气候条件为主要参考资料进行初步设计。2设计范围及内容本初设计范围及内容主要有：设计一年产1900万吨炼钢生铁高炉群及其公用辅助设施，包括设备的选择、自动化控制系统及相应的水、风、气、供配电等公辅设施的设计、总平面布置，该项目的环境保护、公共安全与卫生、消防、能源分析、投资概算及成本测算等。高炉工程范围是从原、燃料供应到铁水、水渣输出的主体设施及为高炉配套的辅助设施。3设计原则 （1）先进、经济、实用、可靠，装备达到国内先进水平。 （2）采用新工艺、新技术、新设备、新材料要在成熟、可靠、节能、环保、性能好、维护方便的原则下采用。4建设规模和主要技术指标高炉有效容积为3000m3，共8座，年产炼钢铁水1900万吨/年。高炉的主要技术指标见表一所示。5高炉车间设计（1）设计采用半岛式平面布置，其特点是高炉有独立的铁运停放线，运输不受周边其他高炉影响，每座高炉为一个独立的单位。（2）整个车间分别有8座高炉，每座高炉附带有4座热风炉，并伴有独立的除尘净化系统和独立的上料备料系统。（3）设计有输运车辆直通炉台的斜桥和上下炉顶电梯。表一 每座高炉主要技术指标项 目单 位指 标备 注高炉有效容积m3000年产炼钢铁水万t235平均日产量t/d.座6600作业率%98利用系数d/(md)2.20最大2.30焦比kg/t365煤比kg/t160设备能力200渣比kg/t380入炉品位%56.5热风温度1250入炉风量m/min(标态)鼓风湿度g/m(标态)富氧率%2设备能力3%炉顶压力kPa0.23设备承压能力0.30高炉一代寿命A151高炉本体设计1.1高炉内型设计设计年产1900万吨的炼钢生铁的高炉炼铁车间的工艺设计。1.1.1高炉总年产量的计算本设计的高炉全年的生铁任务 P =1900万吨1.1.2高炉有效容积的确定（1）由以上确定高炉全年的生铁任务为：p=1900(万t/a)（2）计算高炉日产量p 式中M高炉座数，本设计为8座；高炉休风率本设计取2.20%。 =0.6639（万t） 6640(t)（1） 计算高炉有效容积式中 K每吨生铁的综合焦比，kg /t。本设计取焦比365kg/t，煤比160 kg/t，综合焦比365+160*0.8=493kg/t。 I冶炼强度，t/(d)，本设计取1.08则: 高炉的有效容积6640*0.493/1.08=3031（）取炉容3000m31.1.3高炉内型尺寸确定高炉内型各部位尺寸确定如下： （1） 炉缸1) 炉缸直径（d/m） d = 0.32=0.32=11.75(m)取d=11.8(m).2) 炉缸高度。1 渣口高度（hz/m): 式中 b生铁产量波动系数，本设计取1.1； p生铁日产量，t; N昼夜出铁次数，取9； C渣口下部炉缸容积利用系数，为0.550.6，炉容大、渣量大时取较低值，本设计系数取0.57； T铁水密度，一般取7.07.4，本设计取为7.2； d炉缸直径。则： =1.27 = 1.803(m)取hz =1.80(m)2 风口高度（hf/m): hf = 式中 k渣口高度与风口高度之比，一般为0.50.6，本设计取为0.50。则： hf = =3.60(m)取hf =3.60(m)风口数目的确定：按照经验公式 n = 2(d+2)=2(11.82)=27.6取风口数目为28个。去风口结构尺寸f=0.40(m) 炉缸高度： h1 =hf f =3.600.40=4.00(m) 取h1 =4.0(m)3） 死铁层的高度（h0/m）(1) 死铁层高度炉喉高度： 根据大型高炉一般死铁层高度为20003000mm则：取死铁层高度为：h0 =2.50(m)(2) 炉腰。根据经验数值，3000m3 取D/d=1.10。则：炉腰直径： D=1.1011.8=12.98(m) 取D=13.0(m)炉腰高度按如下经验公式计算：（3） 炉腹。炉腹角值一般取79o83o 之间。本设计取80.5o炉腹高度： h2 = tan =3.585(m)取h2 =3.6(m)校核： 则： a =80.5o （4） 炉喉1） 炉喉直径（d1/m）。取经验值d/D=0.640.73,本设计选d/D=0.7。则： d1 =0.64D=0.713.0=9.1(m)取为d1 = 9(m)2） 炉喉高度（h5/m），选取炉喉高度h5 =3.3 (m)(5) 炉身、炉腰高度1）炉身角。=80.5o85.5o,本设计取=83o2）炉身高度（h4/m） =0.5(13.09)tan83o =16.28(m)取h4 =16.2(m)校核： 则： =83.0o 3）炉腰高度（h3/m）。选取2.35 则：Hu =2.3513.0 =30.55(m)取Hu =30.0(m)则：炉腰高度 = 30.04.03.616.23.3 =2.90 (m)取h3 =3.00 (m)（6）校核炉容。3.14*11.8 2*4.0 /4=437.21（m3） =3.14123.6（13.02+13.011.811.82） = 434.86（m3）=3.14413.02 3.0=398.0（m3） =1555.71（m3）=3.1449.023.3=203.47（m3）则： =437.21+434.86+398.0+1555.71+203.47 =3029.25（m3） 误差3.0% 误差在控制范围内，符合设计要求。名称尺寸（m）名称尺寸（m）名称数量(个)h14.0D13.0风口28h23.6d11.8渣口0h33.0d19.0铁口2h416.280.5h53.383.1HU30.1Hu/D2.35h02.50V-u3029.251.2 高炉内衬设计高炉炉衬世按照设计的炉型用耐火砖材料砌筑而成的。表1-1列出了高炉用耐火砖尺寸通用砖的标准。 表1-1 高炉用耐火砖尺寸通用表形状砖号尺寸/cmabb1c直形砖G-123015075G-234515075G-723015075G-834515075契形砖G-323015013575G-434515013075G-523015012075G-634515011075本设计的高炉容积为3000m3 ，以下计算中所用到的炉体各部位尺寸均为前面高炉内型设计所得。表1-2 高炉内衬特征炉容/m3部位炉底炉缸炉腹炉腰炉身下部炉身上部材质厚度/mm材质厚度/mm材质厚度/mm材质厚度/mm材质厚度/mm材质厚度/mm3000铝碳砖3600NMA炭砖1300NMD炭砖345SIC砖575NMD炭砖575NMD炭砖5751.2.7 高炉炉喉钢砖选型本设计采用块状炉喉钢砖，选用适合本设计高炉容积的炉喉钢砖尺寸如表1-3所示 表1-3 炉喉钢砖尺寸炉容/m3形式每块质量/kg材质高/mm宽/mm壁厚/mm连接螺栓缝隙/mm3000块状16320200595/71370M30201.3 高炉炉体冷却设备 高炉炉衬必须冷却。冷却介质通常为水、汽水混合物及空气。1.3.1 外部喷水冷却1.3.2 冷却壁的选择 冷却壁的选择如表1-4所示表1-4高炉冷却壁的选择炉容/m3炉底炉缸炉腹炉身下、中部上部3000水冷光面冷却壁镶砖冷却壁板壁交错冷却镶砖冷却壁光面冷却壁和镶砖冷却壁尺寸（1） 冷却壁的长度取2.3m。（2） 风口区冷却壁数目为风口数量的两倍，即282=56块。（3） 渣口上下段各两块冷却壁。（4） 冷却壁蛇形管采用44.5mm6mm, 中心距为150mm。蛇形管只有一个接头，且不放在弯曲段上。（5） 冷却壁材质选用GB976-67、牌号HT15-33的灰铸铁，蛇形管用YB231-64冷拔无缝昂管，材质为20。（6）冷却壁之间及冷却壁与炉壳之间的间隙： 同一段每块之间的垂直缝为20mm，上下端水平缝为30mm，上下两端冷却壁间垂直缝隙相互错开，缝隙用铁质焊接材料焊接严密。 光面冷却壁与炉壳之间留20m缝隙，用稀泥灌满，与砖衬间留缝100150mm，填以炭素料。表1-5 光面冷却壁尺寸炉容/m33000部位炉底炉缸部位高/mm19752670宽/mm742850/780厚/mm120120每圈块数6048固定螺栓直径/mm3636个数44水管材质钢号2020管径/mm44.544.5壁厚/m66最小弯曲半径/9075进出水管管径/mm6560壁厚/mm7.56长度/mm190170质量/kg13001660表1-6 镶砖冷却壁尺寸炉容/m33000尺寸部位炉腹高/mm2470宽/mm662/661厚/mm350砖厚/mm150砖面积/m20.82铁面积/m20.73砖铁面积比11.2每层块数60水管管径/mm44.5壁厚/mm6最小弯曲半径/mm75螺栓直径/mm42个数4质量/kg26601.4 高炉炉体系统炉体系统由炉体框架、炉壳、冷却设备、冷却水系统、耐火材料及相关附属设施构成。 高炉设置2个铁口，28个风口，无渣口。1.5 高炉冷却水系统炉体冷却水系统由软水密闭循环系统和净水循环系统组成。1.5.1软水系统高炉冷却设备（冷却壁、冷却板、炉底水冷管）和 热风炉设备（热风阀、混风发）采用软水密闭循环系统。软水系统的漏损通过设置在系统最高水位处脱气罐上的水位进行检测。各支管的漏损则通过分区流量计、单管流量计及每根排水管上的旁通气阀来进行检测。1.5.2 净环水系统高压净环水系统向风口小套、炉顶雾化喷水供水。中压净环水系统向风大、中套、炉役后期炉壳洒水供水。1.6 软水站系统软水系统用冷却软水，供水温度45。系统为密闭循环，补充水量6m3/h。回水经表面蒸发冷却器将水温从57冷水冷却到45。系统设置了应急柴油机泵，当系统停电时自动启动向软水系统供水。软水系统设置有加药设施，向循环水系统投加药剂，减缓水质变化导致设备和管道的腐蚀。1.7 炉体附属设备 炉体附属设备包括红外线摄像装置、炉顶雾化喷水装置、送风支管、风口设备等。2 高炉鼓风机选型及热风炉工艺计算2.1高炉鼓风机工艺计算2.1.1 高炉入炉风量与鼓风机出口风量 （1）高炉入炉风量。高炉入炉风量是指在高炉风口出进入高炉内标准状态下的鼓风流量。高炉入炉风量可由下列公式计算：(风量=高炉有效容积4 即 30004=12000（m3/min）)式中 Vf 高炉入炉风量(标态)， Vu 高炉有效容积，本设计为3000m3； I 冶炼强度，t/(m3d),本设计中选取1.08； v 每吨干焦耗风量（标态），m3/d。1440日历分钟数，min/d。其中v选取2750（m3）。 (2) 鼓风机出口风量。风机出口风量包括高炉入炉风量与送风管路系统中漏风损失的总和，即：式中 风机出口处的风量，m3/min； 高炉入炉风量，m3/min； K送风管路系统漏风损失系数，本设计取K=0.15。 则： 2.1.2 高炉鼓风压力高炉鼓风压力取决于炉顶压力、炉内料柱和送风系统的阻力损失。(1) 炉顶压力。表2-1 高压操作的炉顶压力高炉容积/m3255620100015002000炉顶压力/kPa508060120100150150250 本设计选取高压操作的高炉炉顶压力为230kPa。 （2）炉内料柱及送风系统的阻力损失。表2-2 设计风压选择炉容/m3料柱损失送风系统阻损炉顶压力300014020230则： =14020230 =390(kPa)2.1.3 高炉鼓风机能力的确定（鼓风机工况的计算） （1）鼓风机工况点风量的计算。将鼓风机出口风量换算为鼓风机工况的体积流量的公式为： 式中 Q鼓风机特性曲线上工况点的体积流量（标态），m3/min； 股风机出口风量（标态），m3/min； k风量修正系数，本设计取k=0.82。 则：Q = 7116/0.82 =8678(m3/min)(2) 鼓风机工况点风压的计算。鼓风机压力以绝对大气压标示时，工况点压力可以采用近似计算： 式中 风压修正系数，本设计选0.91。 则: p =390/0.91 =428.57 (kPa)2.1.4 鼓风机的选型 本设计选取轴流式鼓风机，根据前面计算得出的工况点和风量和风压，选择合适本设计的鼓风机型号为：全静叶可调轴流式风机。表2-3 鼓风机配置鼓风机型号风量风压转速功率传动方式全静叶可调轴流式88000.5048000同步电动2.1.5 鼓风站工艺流程空气过滤电动鼓风机止回阀出口消声器电动送风阀配风阀送风母道热风炉。2.1.6 鼓风机站布置主厂房采取双层布置，第一层布置油站、风机进出管道二层为操作层，布置电动鼓风机组、高位油箱等。风机纵向布置。主厂房外布置空气过滤器、风机进出风管、防风消声器、事故油箱等。2.2高炉热风炉工艺计算2.2.1 内燃式热风炉 热风炉实际上是一个热交换器。现代高炉普遍采用蓄热式热风炉。由于燃风和送风交替进行，为保证向高炉炉连续供风，本设计每座高炉配置4座热风炉，采用“两烧两送”工作制度。2.2.1.1 计算原始数据计算原始数据如下：（1） 高炉入炉风量： 已知高炉有效容积Vu=3000m3; 高炉综合冶炼强度I=1.08 吨干焦耗风量（标态）v=2750m3/t则：高炉入炉风量 =(30001.082750)/24 =371250(m3/h) （2）热风出口平均温度：tR,f=1250； （3）冷风入口温度：80； （4）规定的拱顶的烟气温度：1350 （5）平均废气出口温度：250 （6）净煤气温度：tm=35 （7）助燃空气温度：tk=20 （8）热风炉座数：n=4 （9）热风炉工作制度为“两烧两送”，其中送风周期时间f=1h ,燃烧周期时间2h,换炉占用时间0.15h,总的周期时间120.15 =3.15h; （10）高炉煤气成分表表2-3 煤气成分及数量化学成分CO2CON2H2CH4总计体积/m3333.81494.601123.5463.3210.972026.24体积分数/%20.221.356.411100 （11）焦炉煤气成分表 （12）干炉煤气所带的机械水：15g/m3 。表2-4 焦炉煤气成分化学成分CO2CON2H2CH4C2H4总计体积分数/%2.06.56.557.02.82.81002.2.1.2 燃烧计算2.2.1.2.1 煤气成分换算 净煤气在35时饱和水含量为47.45g/m3，1m3干煤气的总含水量： m(H2O) =47.4515=62.45（g/m3） 换算成水蒸气的体积分数： 则湿煤气成分的换算系数： 配以焦炉煤气，按照焦炉煤气(%)高炉煤气(%)= 10 ：90，则湿煤气的体积含量如表2-5所示。表2-5 湿煤气的体积含量成分体积分数/%CO6.50.121.300.930.9=18.5CO22.00.120.20.930.9=17.1H257.00.110.930.9=6.4CH425.20.110.930.9=3.2N26.50.156.60.930.9=48H2O7.20.9=6.48C2H42.80.1=0.28总计100%2.2.1.2.2煤气发热值计算煤气低发热值： =30.218.525.76.485.83.21420.2855.30 =1054.22kcal/m3 =4408.75kJ/m3 2.2.1.2.3 每燃烧1m3煤气的空气需要量计算理论空气需要量： =0.94取空气过剩系数a =1.06 ,则实际空气需要量： L=aL0 =1.061.02 =0.9376(m3/m3)2.2.1.2.4 燃烧1m3煤气生成的烟气量及烟气百分数组成（助燃空气带入的水分忽略不计）计算 式中 =0.01 =0.0118.517.13.20.28 =0.39 0.01 = 0.0123.220.286.46.48 =0.1984 0.01 =0.01(48971.08) =1.5276 0.21(a1)L =0.210.060.9376=0.0118 0.390.19841.52760.0118 =2.1278则烟气成分如表2-6所示。表2-6 烟气成分表成分体积分数/%CO20.381/2.1278100 =17.91H2O0.2128/2.1278100 =10N21.287/2.1278100 =60.48O20.0136/2.1278100 =0.64总计100%2.2.1.2.5理论燃烧温度与实际燃烧温度计算A 烟气的焓Hyo的计算烟气在35时的平均热容量见表2-7。表2-7 35时煤气的平均热容成分CO2COH2CH4H2ON2C2H4热容量/kcal(m3)0.39530.3110.30610.38140.35710.31050.450煤气在35时带入的显热cmtm及助燃空气在20时带入的显热cktkL按公式计算如下：cmtm =0.01tm =0.0135(17.10.395318.50.3116.400.3061 3.20.3814)0.01(6.480.3571480.31050.280.45) =11.05(kcal/m3) =46.41(kJ/m3)当不记助燃空气中水汽时，20时助燃空气的平均热容量 ck =0.3109kcal/(m3)=1.30587kJ/(m3)则20时助燃空气带入的显热： cktkL =0.3109200.94 =5.845(kxal/m3)=24.549(kJ/m3煤气)故烟气的焓量： B 燃烧温度的计算当tx =1520时烟气中各成分的焓量（1m3烟气）计算如下：(kcal/m) =724.67(kJ/m)(kcal/m) =315.98kJ/m)(kcal/m) =1501.45(kJ/m)(kcal/m) =16.8(kJ/m)则：(kcal/m)HX 与Hy0 的值相对误差（2566.83-2558.9）/2566.83=0.31%小于5.0%，符合要求。故按下式计算理论燃烧温度： ()考虑到实际燃烧温度比理论燃烧温度低7090，取75，以及数据取整的必要，实际燃烧温度为： 75=152575=1450温度为时的烟气焓量（1m3/烟气）：(kcal/m) =2427.39 (kJ/m) 通过热风炉散失的热量：(kJ/m)相当于散失热量百分数： 2.2.1.3 热平衡的计算2.2.1.3.1鼓风从80提高到1200所增加的焓量（1m3）计算 2.2.1.3.2加热1m3 鼓风需要的煤气量的计算当废气温度时的焓量（1m3 废气）为： =0.2007110.650.112491.340.679777.980.007280.59 =86.06(kcal/m) =361.45(kJ/m)计算热风炉的总热效率： 则加热1m3 鼓风消耗的煤气量为： (m/m)2.2.1.3.3 周期煤气消耗量及烟气量的计算周期中加热鼓风的总流量为： 周期中煤气总消耗量为： 采用“两烧两送”工作制度时，通过一座热风炉的平均小时鼓风流量： 通过每座热风炉的平均小时煤气消耗量： 则通过每座热风炉的平均小时烟气量： 3.2.1.4 蓄热室热工计算2.2.1.4.1 热工计算的原始条件 格子砖的热工参数设计中采用二段式蓄热式结构：格子砖上部高温区域采用高铝砖和硅砖，格孔为：60mm60mm、格砖厚40mm.的平板型格子砖；下不温度较低的区域采用黏土砖。格子砖热工参数如表所示表2-8 格子砖热工特性参数砖型 /m2m31/m2m3dh /ms =2/mf /m2m3g /kgm-2 /kgm-3平板型0.360.640.060.053324.0015362400波形转0.360.640.060.053326.4013442100 燃料燃烧及热平衡计算 热风炉直径的确定 蓄热室内烟气流速采用。蓄热室的断面积为： 燃烧室采用“苹果型”结构，烟气流速采用wyR=4.3(m/s)。则，燃烧室断面积： 燃烧室隔墙及蓄热室死角约占4.1m2，则热风炉的总断面积为： A =82.3411.034.1 = 97.47(m2) 则热风炉内经： (四) 蓄热室各部位的烟气及鼓风温度为了减少计算带来的误差，将蓄热室分为、三段计算。设蓄热室各部位的烟气温度和相应的各部位鼓风温度如表2-9所示。表2-9 各部位鼓风温度段别I段II段III段部位上端下端上端下端上端下端烟气温度/1350900900500500250鼓风温度/1250708.50708.50317.66317.66802.2.1.5 热风炉流体阻损计算2.2.1.5.1 计算中采用的原始数据（1） 热风炉结构尺寸参看前面传热计算；（2） 助燃空气及燃烧煤气量参见前面燃烧计算；（3） 烟道的最大长度36m ,假定烟道降低温度为2/m；（4） 热风炉各部位有关尺寸见前面计算；（5） 烟道以90转弯进入烟囱；（6） 假定大气温度为30;（7） 烟囱为红砖结构，假定降温为1/m；（8） 燃烧器连接管长度为2.6m；（9） 热风炉工作制度为“两烧两送”，采用上述工作制度时，通过一座热风炉的烟气量为Vy =170746.8m/h =47.43m/s。2.3 热风炉工作制度工作制度为“两烧两送”，即两座热风炉向高炉送风，其余两座热风炉处于燃烧状态。2.4 热风炉主要设施 热风炉系统主要由炉壳、管道、附属设备、框架及平台、耐火材料等构成。 3 矿焦槽系统3.1 原燃料质量要求及用量3.2 矿焦槽布置及工艺参数矿、焦槽合并布置。矿槽系统采用分散筛分、分散称量，焦槽采用分散筛分、集中称量。同时采用小块焦回收工艺。矿、焦槽的数量及贮存能力工艺参数表3-1 高炉矿焦槽工艺参数序号物料数量每个仓合计密度贮存时间容积m3贮存量t容积m3贮存量tt/m3h1烧结矿67001200320072001.842.342球团矿3360460100013802.232.43生矿224068070013602.2122.14混合矿2300530142210601.622.15小块焦136045100450.5156焦炭5420325120016150.4519.47碎矿仓11701303001300.5530.23.3 小焦块回收焦块经筛分后，粒度20mm的焦炭经上料胶带机入炉。焦槽槽下碎焦经焦振动筛将粒度为1020mm的小焦块回收送至小块焦槽贮存。3.4 供料及返料系统 供料系统是指从接口转运站向高炉矿焦槽供料的设施。返料系统是指高炉槽下的粉焦、粉矿从粉焦槽、粉矿槽输出的设施，本工程采用胶带机输送。3.5 矿焦槽及供料除尘系统矿焦槽槽上、槽下振动筛、称量漏斗、胶带输送机转运站、矿石中间漏斗、焦炭集中称量斗等产点集中设除尘设施。槽上料仓采用切换抽风，条形卸料口处采用胶带密封。槽下各除尘点同时集中抽风除尘。4 上料系统4.1 概述高炉采用皮带机上料。主皮带通廊采用全封闭式，设置中间台架，其结构形式采用高架钢结构，主皮带机传动室为混凝土框架结构并设置检修用行车。4.2 上料主皮带机主要性能表5-1 上料机主要指标胶带宽/mm带速 /mmin-1水平长度m倾角能力 th-1点击容量台数 /kW台-120001453431034330015044.3 胶带机头轮清扫 头轮清扫采用压缩空气吹扫，吹扫气体及粉尘进入头轮除尘风罩。5 炉顶系统 高炉炉顶由串罐无料钟装料设备、料罐均排压设施、传动齿轮箱水冷设施、炉顶探尺、炉顶液压站及润滑站、检修设施及炉顶框架等组成。5.1 炉顶均排压系统称量料罐采用净煤气一次均压、氮气二次均压。系统中设置均压阀、排压阀（旋风除尘器）及炉顶放散阀用消音器等。炉顶料罐设置均排压系统，每个系统设2台排压阀，1台工作，1台备用。5.2 炉顶液压站及干油集中润滑站5.2.1 炉顶液压站炉顶液压站由液压主泵、油箱、循环冷却过滤系统、阀台和蓄能器组及站内配管组成，系统工作压力为20Mpa，液压站动力源位于地面，阀台和蓄能器组位于炉顶平台。炉顶液压站内设通风及自动监测、报警，灭火装置。5.2.2 炉顶干油集中润滑站 炉顶集中润滑站为炉顶各设备供给润滑油脂，采用2路润滑回路。集中润滑油站位于炉顶平台液压站内。 5.3 布料溜槽传动齿轮箱冷却设施溜槽传动齿轮箱采用循环水冷却，冷却水量为40m3/h左右，由炉顶齿轮箱冷却水循环水系统。循环泵站补充水接自高炉净循环水系统。齿轮箱中连续通入氮气进行密封。5.4 除尘 炉顶设有抽风除尘设施，炉顶除尘单独设置1套除尘系统。5.4.1 概述炉顶除尘系统主要捕集上料匣和上料主皮带卸料点产生的粉尘。 5.4.2 除尘系统配置系统配置1台风机、1台除尘器。粉尘净化设备采用低压脉冲布袋除尘器。除尘风机设置在风机房，除尘器露天布置，连续运转。风机风量：6.2104m3/h风机余压：5200Pa电机功率： 132kW除尘过滤面积：1000m2除尘器过滤风速：1.2m/min进口含尘浓度：10g/Nm出口浓度：50mg/Nm各产尘点产生的含尘气体通过官网进入除尘器净化后经由风机、消声器和烟囱排入至大气，排放气体含尘浓度50mg/Nm。除尘器净化下来的粉尘经输灰机、斗式提升机进入贮灰斗（与出铁厂除尘系统共用贮灰斗）贮存，定期由真空罐车运走，回收利用。系统设有卸灰抑尘措施 。为降低气流噪声，在风机出口设置消声器。在风机机壳外壁贴附隔声材料和设置电动机隔声罩，以减少风机和电机噪声对环境的影响。除尘系统的监测控制采用自动控制系统，并在控制室采用CRT进行系统参数的监测、显示、设定和操作控制。6、 出铁场系统出铁场系统由风口平台、出铁场平台、厂房等建筑物及相关设施组成。6.1 风口平台风口平台采用钢结构，平台面浇注耐热混凝土（铺设耐火砖）。6.2 出铁厂平台采用双矩形平坦化出铁场。每个出铁场上设1台泥炮、开口机。泥炮开口机液压系统集中设置。出铁场上各设置1个炉前泥炮操作室。其控制的设备包括：泥炮、开铁口机。监视的内容有：出铁口监视等。出铁场上还设有炉前值班室、炉前休息室、工具室、配管间等生产、生活用房。6.3 主铁沟、渣铁沟耐材主铁沟耐材由永久层浇注料、高铝质隔热砖、粘土砖、高铝质碳化硅砖和高性能高铝质浇注料组成。渣铁沟内衬采用预制件（浇注料），残铁沟内衬采用耐火捣打料。摆动流槽内衬采用耐火砖和耐火浇注料。主铁沟盖、渣铁沟沟盖及摆动流槽坑罩内衬均为耐火浇注料。6.4 出铁场除尘6.4.1 概述出铁场除尘系统主要由于捕集出铁过程中铁口、摆动流嘴、撇渣器、放残处、支沟等处产生的烟尘。出铁场设置1套除尘系统，系统风机风量：80104m3/h。风机采用变频调速，不出铁时，风机低速运行，达到节能的目的。出铁口采用铁口顶吸罩和两侧吸罩捕集抽风的方式。摆动流嘴采用上部两侧抽风的方式。撇渣器采用上部抽风的方式。7 炉渣处理系统7.1 概述炉渣处理采用新型全底虑法水冲渣工艺。流程短，投资少，可靠安全。冲渣水全部循环利用，不外排。炉渣处理设1个独立的系统，主要由粒化装置、渣水分离装置、水渣输送及贮存装置、蒸汽高空排放系统、粒化循环水系统、补充水系统、事故水系统、清洗水系统及压缩空气系统组成。成品水渣采用胶带机外运。正常情况下，炉渣100%冲制水渣。当同一高炉2个铁口搭接出铁，渣量超过10t/min，或者不能冲制成水渣时，熔渣可进入事故干渣坑。每个高炉设一个事故干渣坑。7.2 水渣输出系统 水渣输出系统是指脱水后的水渣经胶带机送至水渣装车槽，再由汽车外运的设施。8 煤气除尘及净化8.1 设计条件 煤气发生量： =(1.341.45) Vf式中 高炉煤气量，米3/吨铁； Vf 高炉鼓风量，米3/吨铁。则： = 1.4371250 =519750Nm3/h(标态) 炉顶工作压力：0.23MPa 炉顶温度：250 8.2 煤气粗除尘8.2.1 煤气除尘工艺 高炉煤气粗除尘系统由煤气导出管、上升管、五通球、下降管、重力除尘及检修设施等构成。 高炉煤气采用重力除尘器进行粗除尘，排出的除尘灰经卸灰装置洒水润湿后用汽车运往烧结厂。 8.2.2 煤气除尘设施煤气除尘主要设备尺寸见表4-2所示。表8-2 重力除尘器的主要尺寸名称除尘器内经/mm中心导管内径/mm煤气出口内径/mm排灰口内径/mm上椎体高度/mm直筒段高度/mm下锥斗高度/mm锥斗壁倾角()重力除尘器13000327430008907596138607309 表8-3 煤气粗除尘设施(1) 重力除尘器型 式：重力沉降式直筒内径13000mm数 量：1台(2) 炉顶放散阀型 式：液压驱动开闭阀阀通径DN500mm数量：3台(3) 除尘器放散阀型 式：电动卷扬方式阀 通 径：DN400mm数 量：1台(4) 5t 旋转吊车功能检修炉顶放散阀用工作半径：6m运转速度：0.48转/min提升速度：7/0.7m/min数 量：1台(5) 遮断阀型 式：钟式遮断阀，电动卷扬驱动公称通径：DN2460mm数 量：1台8.3 煤气净化系统高炉煤气干式布袋除尘系统主要由布袋除尘器、灰罐、输灰系统、粗煤气燃烧放散塔、减压阀组(与炉顶煤气余压发电装置TRT并联)、消音器、净煤气切断阀组成。8.3.1 高炉煤气干式布袋除尘系统8.3.1.1 工艺流程 从重力除尘器来的粗煤气，当煤气温度在130250区间时，煤气直接进入布袋除尘器进行除尘，除尘后净煤气经TRT装置或减压阀组减压后送净煤气管网。当炉顶煤气温度超过250或炉顶煤气温度低于80时，煤气仍回收，不对外放散，但是在高炉操作必须提高顶温。8.3.1.2 布袋除尘器本系统共设置12个直径4.2m的布袋除尘器，采用双排并联对称布置，有整体框架支撑，煤气主管采用分段边径，使煤气均匀分布进入各个布袋除尘器。每个除尘器内装有280条布袋，没条布袋的直径均为130mm,长度6.9m。每个除尘附件均包括煤气进、出口切断阀，氮气脉冲反吹装置，卸灰装置、振动装置。 每个除尘器出口管径及净煤气总管上设有含尘量连续检测装置。除尘器输灰系统设置2组输灰管道及1台储灰罐。当某个布袋除尘器煤气出口管上含尘量超过设定值时，自动会报警并切断该除尘器，以便进行检查维护和更换布袋。8.3.1.3 煤气净化系统的操作与管理 煤气净化系统的运输监视和操作，设在煤气净化及TRT控制室内，可通过计算机画面进行监视与控制。也可以通过现场的操作箱来进行控制。9 高炉煤气余压发电装置 TRT是将高炉炉顶有压煤气的压力能通过余压透平装置回收，并将其转化成电能的装置，是一项既不消耗燃料、又无污染的环保节能措施。 煤气温度通过TRT后降为约80120，采用全量回收高炉煤气能量。透平运行时，可调静叶单独或与减压阀组协调控制炉顶压力，并保证透平的安全。高低压发配电荷自动控制系统考虑共用1套控制系统，实现过程监视和过程控制。系统的运转监视和操作均通过控制室计算机画面来进行。 91 工艺组成 煤气余压回收透平发电成套设备有煤气透平机、发电机、润滑油系统、液压系统、给排水系统、氮气密封系统、煤气进出口阀门系统、高低压发配电系统和自动控制系统组成。10 煤粉制备与喷吹系统高炉喷煤系统主要由供煤系统、制粉系统、喷吹系统、热烟气系统等部分组成。制粉系统采用双系列中速磨机储仓式全负压系统。喷吹系统采用并罐直接喷吹工艺。2根喷吹主管、2个分配器工艺，使用1.2MPa压缩空气进行浓相输送喷吹。10.1 干煤棚及供煤系统 干煤棚及供煤系统是指喷吹煤在干煤棚贮存，再从干煤棚输送至制粉站原煤仓的设施。年输送量45万t(湿量)。喷吹煤采用自卸汽车直接进入干煤棚卸料，用抓斗桥式起重机在干煤棚内倒堆、造堆。喷吹煤输出时，通过抓斗、配煤槽、定量给料装置将几种不同种类的煤按比例定量配料和混合后，通过M101胶带机送至M-1转运站，在M-1转运站内，经M102大倾角胶带机运送至滚轴筛进行除大块，筛上大块煤进入大块煤槽，定期汽车外运；筛下合格煤经M104、M105胶带机及M106犁式卸料器输送至原煤仓。工艺流程为：自卸汽车来煤干煤棚抓斗吊车倒堆、取煤配煤槽(13)M100CFW1M100CFW3定量给料装置M101胶带机(设除铁器)M102大倾角胶带机M103滚轴筛M104胶带机M105胶带机M106犁式卸料器原煤仓。干煤棚长80m，宽24m，设有3台5t抓斗桥式起重机，贮量约5000t,贮存时间约8天。普通胶带机宽650mm，带速1.25m/s，运量100t/h；大倾角胶带机带宽1000mm,带速1.6m/s，运量100t/h。10.2 制粉系统10.2.1 制粉系统的设计条件及要求 原煤条件 喷吹用原煤采用混合煤均可喷吹。 采用六种煤组成混合煤，混合煤。 煤粉条件 煤粉质量要求见表10-1所示。表10-1 煤粉质量的要求项目数值备注煤粉力度：200目70%80%无烟煤煤粉力度：200目30%20%除无烟煤外325目50%1mm100%煤粉水分1%25 制粉喷吹能力按高炉平均利用系数2.25t/(md)计，正常喷吹能力为160kg/t铁计时，所需煤粉量为2.25*0.16*3000=1080t/天。10.3 主要工艺流程制粉喷吹主要包括4个系统：干燥气系统、制粉系统、收粉系统及喷吹系统。10.4 主要设备选型 干燥气发生炉、废气引风机、助燃风机、干燥炉哭啊用电动葫芦、中速磨煤机、给煤机、原煤仓、磨机专用组合式吊车、煤粉收集器、低压脉冲布袋除尘器、煤粉风机、振动筛、消声器、煤粉仓、喷吹罐、煤粉分配器、氮气罐等主要设备。10.5 制粉喷吹站的消防与安全措施 煤粉的燃点大于340，它必须在较高的温度下于氧接触或遇火源才能引起爆炸（按挥发分Vdaf25%的强爆炸性烟煤设计），制粉喷吹站厂房为封闭式混凝土框架结构，设有足够的泄露爆门窗面积，厂房采用机械通风，产生的火灾危险性为乙类，耐火等级为二级，并设有两处安全楼梯。 主厂房设防雷接地措施，设备、管道有防静电接地措施，袋式收粉器用抗静电滤料。 环境不佳处的电动机选用防护等级IP54、IP65式电动机。 原煤的研磨、干燥和煤粉在管道中的输送过程均在密闭及负压下进行，以防止煤粉外泄而引起火灾及爆炸。气粉混合管道上设置防爆孔。 以含氧量小于2%的热风炉废气为主，掺入少量高炉煤气燃烧产生的烟气，在磨煤机出口和布袋式收粉器出口设有氧浓度监测