1、贵州师范大学冶金炉热工基础课程设计说明书设 计 题 目： 120 吨顶吹氧气转炉配备的烟囱 学 院 名 称： xx 班 级： xx 姓 名： xx 学 号 xx 指 导 教 师： xx 2011 年 月 日 目 录一 设计内容：1.1 设计题目1.2 设计原理及工艺条件1.3 原始数据及设计要求1.4 设计任务二 烟囱的方案设计及尺寸计算2.1 利用所给的原始条件计算烟囱的烟流量2.2 烟囱底部材料的设计2.3 烟囱尺寸的计算三 拟定烟囱工作原理图四 设计心得与体会五 参考文献一 设计内容1.1 设计题目：120 吨液吹氧气转炉配备的烟囱1.2 设计原理及工艺条件：（1）原理：要使燃烧产物从烟
2、囱内排除并送到大气中去，必须克服气体流动时所受的一系列阻力，如局部阻力，摩擦阻力及烟气本身浮力等。烟囱所以能够克服这些阻力而将烟气排出炉外，是因为烟囱底部热气体具有位压头，使气体向上流动，这样烟囱底部就出现了负压，而炉尾部烟气比烟囱底部压力大，因而热的烟气会自炉尾流至烟囱底部，并经烟囱排至大气中。= h抽 位 烟动 h囱摩(2) 工艺条件：1 铁水中的碳氧化 90%氧化成 Co,10%的碳氧化成 。co22 铁的烧损量为 5.00%，80% 的铁氧化 ,20%的铁氧化成 FeO。Fe2O33 烟囱的底部烟气温度为 450 摄氏度。该烟囱所用材料为红砖，温降为 1.5/m4 氧气成分，氧气 99
3、.5%，氮气 0.5%，炉气中自由氧含量为 0.5%。5 所测当地夏季平均最高温度：30。1.3 原始数据及设计要求：成分（%） 终渣成分（%）项目C Si Mn P S温度铁水 4.25 0.85 0.50 0.5 0.05 1250钢水 0.2 0.27 0.3 0.02 0.03 1640设计要求：根据所给条件，设计出要求的烟囱。1.4 设计任务1计算产生的烟气量；2. 计算烟囱尺寸；3绘制烟囱结构图二 烟囱的方案设计及尺寸计算2.1 利用所给原始条件计算产生的烟气量（1）由原始条件计算出各元素的含量成分（%） 终渣成分（%）项目C Si Mn P S温度铁水 4.25 0.85 0.5
4、0 0.5 0.05 1250钢水 0.2 0.27 0.3 0.02 0.03 1640W 碳=4.25%-0.2%=4.05%由工艺条件知， 铁水中的碳氧化，90%氧化成 Co,10%的碳氧化成 设氧化co2成 的碳的含量为 W ,氧化成 Co 的碳的含量为 W ,则，co2C1 C2W =4.0510%=0.405%1W =4.0590%=3.645%2W 硫=0.05%-0.03%=0.02%W 硅=0.85%-0.27%=0.58%W 锰=0.50%-0.3%=0.2%W 磷=0.5%-0.02%=0.48%由工艺条件知， 铁的烧损量为 5.00%，80% 的铁氧化 ,20%的铁氧化
5、成Fe2O3FeO。则 烧损的铁的含量为铁水的量减去除铁外各杂质元素的量再乘以 0.05，即： =0.05（ 1-4.25%-0.05%-0.85%-W铁 损0.50%-0.5%）=4.7%设氧化成 的铁的量为 ，氧化成 FeO 的铁的量为 则 Fe2O3e1 Fe2W =3.76% W =0.94%12（2）写出化学反应式+ = ;CO22+ = ;1+ =Mn22+ = ;Si+ = ;P45O2125+ = ;S2+ = ;Fe43123+ =2e（3）计算耗氧量= （ + + + + + + + + ）Lo95.0*1421c243S8i5Mn31*4P561Fe*23O= 95.01
6、 )0156.8.0.9.620637.(42=0.069 /Kgm3计算烟气量Vo= ( + + )+0.005Lo104.2C23S=0.078 /Kgm3由以上计算可得出以下数据： C12S Si Mn P Fe12自由氧含量合计耗氧量0.00760.0340.000140.00470.000820.00430.0110.00190.00350.069产烟量0.007560.0680.00140.0769实际炼钢中加入的铁水量，一般要扩大，此处取扩大百分之二十。则M 铁水 =120+12020%=144t=144000kgV=0.078144000=11232m3由炼刚学中吹氧时间可知，
7、吹氧时间一般为 20-40 分钟，此处取吹氧时间为 40 分钟，则吹氧时间为 40 分钟，t=2400sV1= =4.7 /s24013m32.2 烟囱的材料设计烟囱的材料选用红砖，则其温降为 1.5/m.2.3 烟囱尺寸的计算（1）求烟囱出口内径 d2 和底部内径 d1,取出口速度Wo2=2.75m/s. d2= m=1.47m214Wov烟囱底部内径 d1=1.5d2=2.2m(2)求出烟气温度 T2,设烟囱高 H42m，烟气在烟囱中的温降为 1.5/m 则 T2=T1-1.5*43=385.5(3)求出口烟气动压头 = * (1+ )h2动2Wo0t= 1.32（1+ ）=12.4Pa7
8、5.22735.8（4）求烟囱底部烟气动压头 1动底部断面 = = =3.8 f142d *.32m2则流速 Wo1= = =1.26m/sfV18.3得= * (1+ )= (1+ )=2.75Pah1动 2Wo0t258.1027345烟囱中动压头的增量 = - =12.4Pa-2.75Pa囱动 h2动 1动=9.65Pa2 计算烟囱中的摩擦阻力烟气烟囱中的平均温度 = =417.75t均 285.340烟囱平均内径 = =1.8md均 .7.1烟气在烟囱中的平均速度 = = =1.85m/swo均 f均V14.782= (1+ )h囱摩 2wo均 0t均=0.05 1.32（1+ ） =
9、6.82Pad均H1.8522735.418.3 计算位压头=Hg( - )=439.8( - )=274Pah位 27381o空 5.41o烟4 计算阻力损失 =274Pa-6.82Pa-9.65Pah失 位 烟动 h囱摩=257.53Pa=1.2 =257.531.2=309Pa抽 失5 根据烟囱计算公式求烟囱高度H= （ + + ）)(1gh抽 囱动 囱摩=45.4m经检验误差不超过 5%，则烟囱高度为 43m三 拟定烟囱工作原理图3.1四 设计心得与体会4.1 通过设计烟囱，使我更好了掌握了冶金炉热工基础及其他书上的一些专业知识，将自己所学的东西转化为实践。在提高了自己动手的能力的同时使我更深刻的体会到了设计的严谨性。严谨将会是我将来工作中的座右铭。五 参考文献冶金炉热工基础贺成林主编炼钢学张承武主编钢铁冶金原理黄希祜主编炼铁学任贵义主编
