1、高炉炼铁设计原理,1 高炉炼铁设计概述,1.1 高炉炼铁生产工艺流程 一.概念：高炉炼铁是用还原剂（焦炭、煤等）在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。,二.高炉本体及生产附属系统,高炉生产以高炉本体为主体，包括八大系统： 高炉本体：高炉本体是冶炼生铁的主体设备，由炉基、炉壳、炉衬及冷却设备、支柱或框架组成。任务：高炉冶炼在其内部连续进行。,供上料系统：包括贮矿场、贮矿槽、焦炭滚筛、称量漏斗、称量车、料坑、斜桥、卷扬机、料车上料机、大型高炉采用皮带上料机。任务：及时、准确、稳定地将合格原料送入高炉炉顶的受料漏斗。,装料系统：有钟炉顶：包括受料漏斗、旋转布料器、大小钟漏斗、大小钟、大小钟
2、平衡杆、探尺无钟炉顶：包括受料漏斗、上下密封阀、中心喉管、布料溜槽、探尺高压操作的高炉还有均压阀、放散阀任务：按工艺要求将上料系统运来的炉料均匀的装入炉内并保证煤气的密封。,送风系统：包括鼓风机、热风炉、热风管道、冷风管道、煤气管道、混风管道、各种阀门、换热器等。任务：连续可靠地供给高炉冶炼所需热风。,煤气回收及除尘系统：包括煤气上升管、煤气下降管、重力除尘器、洗涤塔、文氏管、脱水器、电除尘器或布袋除尘器任务：将炉顶引出的含尘量很高的荒煤气净化成合乎要求的气体燃料；回收高炉煤气，使其含尘量降至10mg/m3以下，以满足用户对煤气质量的要求。,渣铁处理系统：包括出铁场、开口机、泥炮、炉前吊车、铁
3、水罐、堵渣机、水渣池及炉前水力冲渣设施等。任务：定期将炉内的渣、铁出净并及时运走，以保证高炉连续生产。,喷吹系统：包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等系统。任务：均匀稳定地向高炉喷吹大量煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。,动力系统：包括水、电、压缩空气、氮气、蒸汽等生产供应部门任务：为高炉各生产系统提供保障服务。,1.2 高炉生产主要技术经济指标,（1）高炉有效容积利用系数：每昼夜、每m3高炉有效容积的生铁产量，即高炉每昼夜的生铁产量与高炉有效容积之比。,有效容积利用系数愈大，高炉生产率愈高。目前，一般大型高炉超过2.0，一些先进高炉可达到2.22.3。小型高炉的更高，100300m
4、3高炉的利用系数为2.83.2。,（2）焦比（K）：,焦比是指冶炼每吨生铁消耗的焦炭量，即每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比。,（3）煤比 冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。 煤焦置换比指单位质量的煤粉所代替的焦炭的质量，表示煤粉利用率的高低。一般煤粉的置换比为0.70.9。,（4）综合焦比K综：是将冶炼一吨生铁所喷吹的煤粉或重油量乘上置换比折算成干焦炭量，在与冶炼一吨生铁所消耗的干焦炭量相加即为综合焦比。 K综 = ( QK+QYR)/P （14）（5）综合燃料比K燃：指冶炼一吨生铁消耗的焦炭和喷吹燃料的数量之和。K燃 = ( QK+QY)/P （15）,（6）冶炼强度（I）：,冶炼强度是
5、每昼夜、每m3高炉有效容积燃烧的焦炭量，即高炉一昼夜焦炭消耗量与有效容积的比值：,当前国内外大型高炉一般为1.05左右。,（7）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标。 （8）生铁成本：生产一吨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。,（9）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。先进高炉休风率小于1。 （10）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1015年。,1.3 高炉
6、炼铁设计的基本原则,一. 高炉炼铁设计应遵循的基本原则 1）合法性。2）客观性。3）先进性。4）经济性。5）综合性。 6）发展远景。7）安全和环保。8）标准化。 9）美学原则。,二. 钢铁厂的组成,1.钢铁厂：包括炼铁、炼钢、轧钢三个车间。 2.钢铁联合企业：炼铁、炼钢、轧钢三个车间再加上矿石准备车间和焦化车间，这个工厂就称为钢铁联合企业。 3.钢铁加工厂：只有炼钢和轧钢车间组成的工厂叫做钢铁加工厂。,三. 钢铁联合企业的优点：,1）运输费用低廉。 2）在生产中可以采用热装，因而可以节约燃料、提高产量。 3)能充分利用本企业的副产品。 4）联合企业设有许多辅助设施，如发电站、水站及各种加工厂等，可以充分保证本企业生产的正常进行，不受外界因素的影响。,1.4 设计程序和内容,分三个阶段： 1）可行性研究 2）初步设计 3）施工图设计。,1.5 高炉炼铁厂的厂址选择,1）要考虑工业布局，有利于经济协作。 2）合理利用地形设计工艺流程，简化工艺，减少运输量，节省投资。 3）尽可能接近原料产地及消费地点，以减小原料及产品的运输费用。 4）地质条件要好，地层下不能有有开采价值的矿物，也不能是已开采区。 5）水电资源要丰富，高炉车间要求供水、供电不得间断，供电要双电源。 6）尽量少占良田。 7）厂址要位于居民区主导风向的下风向或侧风向。,
