首钢工学院成教学院
本科毕业设计
题目：年产量280万吨炼钢生铁40万吨
铸造生铁的炼铁车间
专题：高炉专家系统模型的应用及发展
年产量280万吨炼钢生铁40万吨铸造生铁的炼铁车间
摘要
本设计是设计年产280万吨炼钢生铁，40万吨铸造生铁的高炉炼铁车间。
在设计中采用了2022m3的高炉2座，不设渣口，2个出铁口，采用矩形出铁场。送风系统采用四座新日铁式外燃式热风炉，煤气处理系统采用重力除尘器、文氏管和电除尘。渣铁处理系统采用拉萨法水淬渣（RASA）处理，特殊情况采用干渣生产，上料系统采用皮带上料机，保证高炉的不间断供料。
在设计中，首先做了物料平衡、热平衡，炉型的设计与计算，以及设备的选择；设计中应用了许多先进的工艺，这些工艺在实行大喷煤技术提高传热效率，节能，提高生产率方面起了重要的作用。在设计中，广泛吸收前人技术革新和国内外科学研究成果。根据实际需要及可能性，尽量采用先进设备、结构、材料及新工艺。做到技术上先进，经济上合理，又减少环境污染。
车间总体布置形式为半岛式。
关键词：高炉，物料平衡，热平衡，半岛式
Design of an ironmaking workshop with annual output of 2.8 million tons of steelmaking iron and 0.4 million tons of
Casting iron
Abstract
The assignment is the design of the 2.8 million tons annual production capacity of steel-making pig iron, 0.4million of blast furnace cast pig iron workshop. I design two 1800 m3 blast furnaces，and set up two tap holes with no slag hole，which use rectangular field of iron. Blast system 4 Nippon external combustion hot stoves，Dust catcher system uses gravity precipitators, venturi tube and electrostatic precipitator. The methods of slag iron processing system use water quenching residue Lhasa (RASA), special circumstances use dry slag productions to deal with. The charging system is using belt feeding machine to ensuring uninterrupting charging of blast furnace. In the design，first of all, calculating the material balance, heat balance, and the furnace structure, as well as the choice of equipment; the design of the application of a number of advanced technology, these processes in the implementation of large pulverized coal injection technology to enhance heat transfer efficiency，to save energy ，to improve productivity ,which played an important role. The design has broadly absorpted technological innovations and the results of scientific research at home and abroad. According to the actual needs and possibilities use advanced equipment as far as possible，advanced structure，advanced materials and so on. Achieve technically advanced and economically rational，and reduce environmental pollution. The form of workshop with the overall layout is peninsula.
Key words:blast furnace, material balance, eheat balance, peninsula
目录
绪论...................................................................................... 错误！未定义书签。
1 高炉冶炼综合计算....................................................................................... - 8 -
1.1 概述.................................................................................................... - 8 -
1.2 配料计算............................................................................................ - 8 -
1.2.1 原燃料条件............................................................................. - 8 -
1.2.2 计算矿石需要量G矿............................................................ - 10 -
1.2.3 计算熔剂需要量G熔............................................................ - 11 -
1.2.4 炉渣成分的计算................................................................... - 12 -
1.2.5 校核生铁成分....................................................................... - 14 -
1.3 物料平衡计算.................................................................................. - 15 -
1.3.1 风量计算............................................................................... - 15 -
1.3.2 炉顶煤气成分及数量的计算............................................... - 17 -
1.3.3 编制物料平衡表................................................................... - 21 -
1.4 热平衡计算...................................................................................... - 22 -
1.4.1 热量收入q收......................................................................... - 22 -
1.4.2 热量支出q支......................................................................... - 24 -
1.4.3 热平衡表............................................................................... - 27 -
2 高炉本体设计............................................................................................. - 29 -
2.1 高炉炉型.......................................................................................... - 29 -
2.2 炉型设计与计算.............................................................................. - 29 -
2.3 高炉炉衬设计.................................................................................. - 33 -
2.3.1炉底的炉衬设计与砌筑........................................................ - 33 -
2.3.2炉缸设计的炉衬设计............................................................ - 34 -
2.3.3炉腹、炉腰和炉身下部的炉衬设计.................................... - 35 -
2.3.4炉身上部和炉喉的炉衬设计................................................ - 37 -
2.4 高炉冷却设备.................................................................................. - 38 -
2.4.1 冷却设备的作用................................................................... - 38 -
2.4.2 冷却介质及水的软化........................................................... - 38 -
2.4.3 冷却方式............................................................................... - 39 -
2.4.4 高炉冷却系统....................................................................... - 40 -
2.5 高炉送风管路.................................................................................. - 41 -
2.5.1 热风围管............................................................................... - 41 -
2.5.2 送风支管............................................................................... - 42 -
2.5.3 直吹管................................................................................... - 42 -
2.5.4 风口装置............................................................................... - 42 -
2.6 高炉钢结构...................................................................................... - 43 -
2.6.1 高炉本体钢结构................................................................... - 43 -
2.6.2 炉壳....................................................................................... - 44 -
2.6.3 炉体框架............................................................................... - 45 -
2.6.4 炉缸炉身支柱、炉腰支圈和支柱坐圈............................... - 45 -
2.7 高炉基础.......................................................................................... - 46 -
2.7.1 高炉基础的负荷................................................................... - 46 -
2.7.2 对高炉基础的要求............................................................... - 47 -
3 高炉炼铁车间供料系统............................................................................. - 48 -
3.1 车间的运转...................................................................................... - 48 -
3.2 贮矿槽、贮焦槽及槽下运输筛分称量.......................................... - 49 -
3.2.1 贮矿槽与贮焦槽................................................................... - 49 -
3.2.2 槽下运输称量....................................................................... - 50 -
3.3 上料设备.......................................................................................... - 50 -
4 炉顶装料设备............................................................................................. - 51 -
4.1 无钟式炉顶装料设备...................................................................... - 51 -
4.1.1 串罐式无钟炉顶装料设备................................................... - 51 -
4.1.2 无钟式炉顶的布料方式....................................................... - 51 -
4.2 探料装置.......................................................................................... - 52 -
5 送风系统..................................................................................................... - 54 -
5.1 高炉用鼓风机.................................................................................. - 54 -
5.1.1 高炉冶炼对鼓风机的要求................................................... - 54 -
5.1.2 高炉鼓风机的工作原理和特性........................................... - 55 -
5.1.3 高炉鼓风机的选择............................................................... - 56 -
5.2 热风炉.............................................................................................. - 56 -
5.2.1 外燃式热风炉....................................................................... - 57 -
5.2.2 外燃式热风炉的特点........................................................... - 57 -
6 高炉喷吹煤粉系统..................................................................................... - 59 -
6.1 煤粉的制备...................................................................................... - 59 -
6.2 高炉喷煤系统.................................................................................. - 59 -
6.2.1 三罐单列式高炉喷煤系统................................................... - 59 -
6.2.2 喷吹罐组有效容积的确定................................................... - 59 -
6.3 煤粉喷吹的安全措施...................................................................... - 61 -
6.3.1 制粉系统的安全措施........................................................... - 61 -
6.3.2 喷吹系统的安全措施........................................................... - 61 -
7 高炉煤气处理系统..................................................................................... - 62 -
7.1 煤气管道.......................................................................................... - 62 -
7.2 粗除尘装置...................................................................................... - 62 -
7.2.1 重力除尘器除尘原理........................................................... - 62 -
7.3 半精细除尘装置.............................................................................. - 63 -
7.4 精细除尘装置.................................................................................. - 63 -
7.4.1 文式管................................................................................... - 63 -
7.4.2 静电除尘器........................................................................... - 64 -
7.5 脱水器.............................................................................................. - 65 -
8 渣铁处理系统............................................................................................. - 66 -
8.1 风口平台及出铁场设计.................................................................. - 66 -
8.1.1 风口平台及出铁场............................................................... - 66 -
8.1.2 渣铁沟和撇渣器................................................................... - 67 -
8.1.3 摆动流嘴............................................................................... - 67 -
8.2 炉前主要设备.................................................................................. - 68 -
8.2.1 开铁口机............................................................................... - 68 -
8.2.2 堵铁口泥炮........................................................................... - 68 -
8.2.3 炉前吊车............................................................................... - 68 -
8.3 铁水处理.......................................................................................... - 68 -
8.3.1 鱼雷罐车............................................................................... - 69 -
8.3.2 铸铁机................................................................................... - 69 -
8.4 炉渣处理设备.................................................................................. - 69 -
8.4.1 拉萨法水淬渣....................................................................... - 69 -
8.4.2 干渣生产............................................................................... - 69 -
9 能源回收利用............................................................................................. - 71 -
9.1 高炉炉顶余压发电.......................................................................... - 71 -
9.2 热风炉烟道废气余热回收.............................................................. - 71 - 参考文献......................................................................................................... - 72 - 专题研究......................................................................................................... - 73 - 外文翻译......................................................................................................... - 81 - 致谢.................................................................................... 错误！未定义书签。
前言
在近代国家是否发达的主要标志是其工业化及生产自动化的水平，即工业生产在国民经济中所占的比重以及工业的机械化、自动化程度。而劳动生产率是衡量工业化水平极为重要的标志之一。为达到较高的劳动生产率需要大量的机械设备。钢铁工业为制造各种机械设备提供最基本的材料，属于基础材料工业的范畴。钢铁还可以直接为人民的日常生活服务，如为运输业、建筑业及民用品提供基本材料。一定意义上，一个国家钢铁工业的发展状况也反映其国民经济发达的程度。
衡量钢铁工业的水平应考察其产量（人均占有钢的数量）、质.量、品种、经济效益及劳动生产率等各方面。纵观当今世界各国，所有发达国家无一不是具有相当发达的钢铁工业的。
钢铁工业的发展需要多方面的条件，如稳定可靠的原材料资源，包括铁矿石、煤炭及某些辅助原材料，如锰矿、石灰石及耐火材料等；稳定的动力资源，如电力、水等。此外，由于钢铁企业生产规模大，每天原材料及产品的吞吐量大，需要庞大的运输设施为其服务。一般要有铁路或水运干线经过钢铁厂。对于大型钢铁企业来说，还必须有重型机械的制造及电子工业为其服务。此外，建设钢铁企业需要的投资大，建设周期长，而回收效益慢。故雄厚的资金是发展钢铁企业的重要前提。
钢铁之所以成为各种机械装备及建筑、民用等各部门的基础材料，是因为它具备以下优越性能，并且价格低廉。
1、有较高的强度及韧性。
2、容易用铸、锻、切削及焊接等多种方式进行加工，以得到任何结构的工件。
3、所需资源（铁矿、煤炭等）贮量丰富，可供长期大量采用，成本低廉。
4、人类自进入铁器时代以来，积累了数千年生产和加工钢铁材料的丰富经验，已具有成熟的生产技术。自古至今，与其他工业相比，钢铁工业相对生产规模大、效率高、质量好和成本低。
到目前看不出，有任何其他材料在可预见的将来，能代替钢铁现在的地位。
1 高炉冶炼综合计算
1.1 概述
组建炼铁车间或新建高炉，都必须依据产量以及原料和燃料条件作高炉冶炼综合计算，包括配料计算、物料平衡计算和热平衡计算。从计算中得到原料、燃料消耗量及鼓风消耗等，也得到了主要产品（除生铁以外）煤气及炉渣生产量等基本参数。以这些参数为基础作炼铁车间或高炉设计。
计算之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置，应通过实验室研究、半工业性试验、以致于工业性试验等一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工业已有200余年的历史，技术基本成熟，计算用基本工艺参数的确定，除特殊矿源应做冶炼基本研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。
计算用的各种原料、燃料以及辅助材料等必须做工业全分析，而且将各种成分之总和换算成100%，元素含量和化合物含量要相吻合。
将依据确定的工艺技术参数、原燃料成分计算出单位产品的原料、燃料以及辅助材料的消耗量，以及主、副产品成分和产量等，供车间设计使用。配料计算也是物料平衡和热平衡计算的基础。
依据质量守衡定律，投入高炉物料的质量总和应等于高炉排出物料的质量总和。物料平衡计算可以验证配料计算是否准确无误，也是热平衡计算的基础。物料平衡计算结果的相对误差不应大于0.3%。
1.2 配料计算
1.2.1 原燃料条件
1、原料成分（原始成分为烧结矿、球团矿、天然矿以及炉尘，表中只显示计算后的综合矿）见表1.1；
2、燃料成分，见表1.2、表1.3；
3、确定冶炼条件；预定生铁成分（%），见表1.4。
表1.1 原料成分（%） 原料
T Fe Mn P S FeO CaO MgO SiO 2 综合矿
59.62 0.03 0.032 0.03 16.10 7.633 1.985 5.357 炉尘
43.39 0.24 0.026 0.09 15.30 8.30 1.99 13.80
原料
Al 2O 3 MnO P 2O 5 FeS Fe 2O 3 烧损 Σ H 2O CO 2 综合矿
1.51 0.039 0.073 0.083 67.22 100.00 炉尘 1.31 0.31 0.06 0.243 44.77 1.967 C=11.95 100.00 注：综合矿=70%烧结矿+20%球团矿+10%天然矿
表1.2 焦炭成分（%）
表1.3 喷吹燃料成分（%）
品种
C H O H 2O N S 灰分
Σ SiO 2 Al 2O 3 CaO MgO FeO 煤粉 77.83 2.35
2.33 0.83 0.46 0.30 7.15 6.83 0.69 0.30 0.93 100 表1.4 生铁成分（%）
其中Si 、S 由生铁质量要求定分别为0.65、0.03；Mn 、P 由原料条件定为0.03、0.035。
C ＝4.3－0.27Si －0.329P －0.032S ＋0.3Mn ＝4.12
Fe ＝[100－Si －Mn －P －S －C]%。
某元素在生铁、炉渣、炉气中的分配率（%），见表1.5。
燃料消耗量（kg/t 生铁）；
焦炭 345
固定
炭
灰分（13.51） 有机物（1.32） 挥发份（0.43） Σ 水 SiO 2 Al 2O 3 CaO MgO FeO H 2 N 2 S CO 2 H 2 CO CH 4 N 2 84.74 7.61 4.56 0.52 0.14 0.68 0.3 0.25 0.77 0.15 0.026 0.16 0.017
0.077 100 4.00 Fe
Si Mn P S C 95.14 0.65 0.03 0.035 0.025 4.12
煤粉 150 置换比0.7
表1.5元素的分配率
Fe Mn S P 生铁
99.7 50 — 100 炉渣
0.3 50 — 0 炉气 0 0 5 0
鼓风湿度 12g/m 3
%493.118
4.22100012=?=Φ相对湿度 风温 1150℃
炉尘量 20 kg/t 生铁
入炉熟炉料温度 25℃
炉顶煤气温度 200℃
焦炭冶炼强度 0.79t/(d·m 3)
综合冶炼强度 1.03 t/(d·m 3)
利用系数 2.3 t/(d·m 3)
1.2.2 计算矿石需要量G 矿
1、燃料带入的铁量G Fe 燃
首先计算20 kg 炉尘中的焦粉量：
82.274.8495.1120%%=?==焦
尘尘焦粉C C G G kg 高炉内衬参加反应的焦炭量为：
18.34282.2-345==焦G kg
O
M G -G G G G kg
G G G G G G G %F G G G -G %F 1000G g O Al SiO SiO O M SiO O C O C O C O C e F F F e F 3222g 2a a a a e e e e 煤焦渣煤焦矿尘矿矿、矿矿
矿燃
渣生铁矿故故++=++=+==+=
=85.48+26.04+10.73-13.93 =108.32kg
2、进入炉渣中的铁量：
kg 863.2%7.99%3.0%14.951000%7.99%3.0%1000=??=?
=生铁渣e F F G e
3、需要由铁矿石带入的铁量为：
kg 37.95189
.2-863.24.951G -G %F 1000G e e e F F e F =+=+=燃渣生铁矿
4、冶炼1吨生铁的铁矿石需要量：
kg 72.1595%
62.5937.951%===矿矿
矿e F F G G e 考虑到炉尘吹出量，入炉铁矿石量为：
1612.9kg 2.82
-2072.1595G -G G G =+=+=焦粉尘矿矿、
1.2.3 计算熔剂需要量G 熔
1、设定炉渣碱度15.1SiO CaO R 2==
制钢生铁：R ＝1.10－1.2；铸造生铁：R ＝1.0－1.1
2、原料、燃料带有的CaO 量CaO G
铁矿石带入的CaO 量为：
121.8kg %
633.772.1595%O C G G a O C a =?==矿矿矿
焦炭带入的CaO 量为：
kg 78.1%
52.018.342%O C G G a O C a =?==焦焦焦
煤粉带入的CaO 量为：
kg 04.1%
69.0150%O C G G a O C a =?==煤煤煤
kg 62.12404.178.18.121G G G G O C O C O C O C a
a a a =++=++=煤焦矿故
3、原料、燃料带入的SiO 2量2SiO G
铁矿石带入的SiO 2量为：
kg 48.85%
357.572.1595%SiO G G 2SiO 2=?==矿矿矿
焦炭带入的2SiO 量为：
kg 04.26 5.66%
18.342%SiO G G 2SiO 2=?==焦焦焦
煤粉带入的2SiO 量为：
kg 73.107.15%
150SiO G G 2SiO 2=?==煤煤煤
硅素还原消耗的2SiO 量为：
kg
93.132860%65.010002860
i%S 1000G 2SiO =??==生铁还 kg 32.10893
.13-73.1026.0485.48G -G G G G 22222SiO SiO SiO SiO SiO =++=++=还煤焦矿故
1.2.4 炉渣成分的计算
原料、燃料及熔剂的成分见表1.6。
表1.6 每吨生铁带入的有关物质的量 原燃料 数量kg
CaO
MgO SiO 2 Al 2O 3 MnO S
% kg % kg % kg % kg % kg % kg 综合矿 1595.72 7.633 121.8 1.985 31.675 5.357 85.48 1.51 24.09 0.03 0.62 0.03 0.48 焦 炭 342.18 0.52
1.78 0.14 0.48 7.61 26.04 4.56 15.6 0.77
2.635 煤 粉 150 0.69 1.04 0.3 0.45 7.15 10.7 6.83 10.25 0.30 0.45
1、炉渣中CaO 的量渣O C G a
由表1. 6：kg 62.124a =渣O C G
2、炉渣中SiO 2的量渣2SiO G
kg 32.10893.13-25.1222==渣SiO G
式中 122.25——原、燃料带入SiO 2的总量，kg （见表1.6）；
13.93——还原消耗SiO 2的量（还2SiO G ），kg 。
3、炉渣中32O Al 的量渣32O Al G
由表1.8：kg 95.4932=渣O Al G
4、炉渣中O M g 的量渣MO G
由表1-8：G MgO 渣＝32.61kg
5、炉渣中MnO 的量G MnO 渣。
由表1.8：G MnO 渣＝0.62×50%＝0.31kg
式中 0.62——原、燃料带入MnO 的总量，kg （见表1.6）；
50%——锰元素在炉渣中的分配率（见表1.5）。
6、炉渣中FeO 的量G FeO 渣
进入渣中的铁量为：Fe 渣＝2.863kg ，并以FeO 形式存在，故而
kg 68.356
72863.2=?=渣FeO G 7、炉渣中S 的量，G S 渣
原、燃料带入的总硫量为：
G S ＝3.565kg （见表1.6）
进入生铁的硫量为：
0.25kg
0.025%
1000%S 1000G S =?==生铁生铁
进入煤气中的硫量为： Σ 124.62 32.605 122.25 49.945 0.62 3.565
0.178kg 5%
3.565%5G G S S =?==煤气
3.14kg
0.178
-0.25-3.565G -G -G G S S S S ===煤气生铁渣故
炉渣成分见表1.7。
表1.7 炉渣成分 组元
CaO MgO SiO 2 Al 2O 3 MnO FeO S/2 Σ CaO/ SiO 2 kg
124.62 32.61 108.32 49.95 0.31 3.68 1.57 321.06 1.15 % 38.82 10.16 33.74 15.56 0.10 1.15 0.49 100.00 表中S/2：渣中S 以CaS 形式存在，计算中的Ca 全部按CaO 形式处理，氧原子量为16，S 原子量为32，相当已计入S/2，故表中再计入S/2。
将CaO 、SiO 2、Al 2O 3、MgO 四元组成换算成100%，见表1.8。
表1.8 四种渣成分
CaO
SiO 2 Al 2O 3 MgO Σ 38.82
33.74 15.56 10.16
98.28 39.50 34.33 15.83 10.34 100.00
1.2.5 校核生铁成分
1、生铁含磷[P]，按原料带入的磷全部进入生铁计算。
铁矿石带入的磷量为：
%051.01000
10.51[P]0.51kg
0.032%1595.72%=?==?==故矿矿渣P G G P 2、生铁含锰[Mn]，按原料带入的锰有50%进入生铁计算，原料共带入MnO 为0.62kg ，见表1.8。
%024.01000171
55%500.62[Mn]=???=故 3、生铁含碳%11.4)]%024.0051.025.065.014.95(100[[C]=++++-=。
4、生铁含硅[Si]=0.65%。
镍、铜、铬、钼、锡、锑在铸铁中的作用 镍、铜、铬、钼、锡、锑在铸铁中的作用： Ni（镍） 1.溶与液体铁及铁素体 2.共晶期间促进石墨化，其作用相当于1/3Si 3.降低奥氏体转变温度，扩大奥氏体区，能细化并增加珠光体 4.Ni＜3.0%，珠光体型，可提高强度，主要用作结构材料；Ni3%—8%，马氏体型，主要用作耐磨材料；Ni>12 %，奥氏体型，主要用作耐腐蚀材料等。 5.对石墨粗细影响较小 Cu（铜） 1.在奥氏体中极限溶解量为3.5%（当碳为3.5%） 2.促进共晶阶段石墨化，能力约为硅的1/5 3.降低奥氏体转变临界温度，细化并增加珠光体 4.有弱的细化石墨的作用 5.常用量＜1.0% Cr（铬） 1.反石墨化作用属中强，共析转变时稳定珠光体 2.铬是缩小γ区的元素，Cr20%时，γ区消失 3.用量0.15%-30% 4.其用量小于1.0%仍属灰铸铁（可能有少量自由Fe3C出现），但力学性能有所提高。 Mo （钼） 1.Mo＜0.6%时，稳定碳化物的作用比较温和，主要作用在于细化珠光体，亦能细化石墨。 2.Mo＜0.8%时对铸铁的强化作用较大 3.用Mo作合金化时P量一定要低，否则会出现P- Mo四元共晶，增加脆性 4.Mo>1%时，达到1.8%—2.0%时，可抑制珠光体的转变，而形成针状基体 5.Mo能使“C”曲线右移，并有使形成两个“鼻子”的作用，故易得贝氏体 Sn（锡） 1.为增加珠光体量而加入，一般用量＜0.1%，可提高铸铁强度，>0.1%时有可能使铸铁出现脆性 2.Sn >0.1%可出现反球化作用 3.共晶团边界易形成FeSn2的偏析化合物，因此有韧性要求时，注意Sn量的控制 Sb (锑) 1.强烈促进形成珠光体 2.0.002%—0.01%时，对QT有使石墨球细化的作用，尤其对大断面QT件有效 3.其干扰球化的作用可用稀土元素中和 4.HT中的加入量为＜0.02%，QT中的加入量0.002%—0.010%
金属压力加工车间设计复习题及答案1.车间设计的目的、任务、内容及依据是什么 答：目的：建设新的企业，扩建或改建老企业。 任务：1. 对所设计的车间做出技术和经济的详细规划； 2. 确定车间的生产经济状况，技术经济指标及施工组织方案等。 内容：工艺、设备（机械和电控）、土建、水处理、供气、供电、总图运输、采暖和通风、以及概预算和技术经济分析等。 依据：设计任务书 2.为什么正确选择建厂地址是建设任何一个新厂的首要问题建厂 地址的选择需要满足什么具体要求 答：原因：因为设计中很多基本的原始资料是由厂址的具体条件所决定的。若没有地质、水文、气象的具体资料，土建设计就不可能进行，从而影响到设计的主体部分——工艺设计的进行。同时厂址选择不合理，会给建厂和以后带来重大损失，若地质条件不好，就会增加建厂投资，因此厂址选择是建设新厂的首要问题。 厂址要求： （1）厂区面积与外形满足总平面布置的要求； （2）工程地质和水文地质满足建厂的要求； （3）适应城市总体规划； （4）运输条件满足工厂生产要求； （5）距电源和水源最近； （6）公用设施、生产设施和环保设施(三废处理)； （7）选择合适的居民点（生活区）。 3. 如何才能很好的完成金属材料工厂设计任务
答：出了要学习和掌握专业基本理论外，还要深入生产实际，总结和推广科研成果，并吸收国内外先进的技术。 4.车间设计的原则及程序是什么 答：程序三个阶段：初步设计，技术设计，施工设计 可行性研究：对项目各方面进行调查和综合论证，为拟建项目提供科学依据。 初步设计：按设计任务书给定条件，在可行性研究基础上进行设计。 施工设计：按已经批准的初步设计绘制施工图，把设计内容变成施工文件和图纸，据此进行车间建设。 原则：（1）遵守国家法律法规；贯彻执行国家经济建设方针、政策，提高经济效益和社会效益。 （2）从全局出发，服从国家或地区对产品的需求。 （3）从实际出发，确定设计标准，对生产工艺，主要设备，主体工程做到先进、合理、可靠、经济、美观 （4）注意综合利用和环境保护，做到可持续发展。 （5）节约能源，节约用地，合理使用劳动力。 5.5. 什么是可行性研究可行性研究的任务和内容是什么 答：定义：是对所拟建工程项目从有关的各方面进行调查和综合论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。 任务：研究上项目的原因，资源，市场，厂址，规模，工艺技术外部条件，投资效果，风险等进行调研，综合论证，做出明确的结论，为投资决策做依据。 内容：（1）市场需求的情况；（2）工程条件（原料，资源，厂址气象，水文地质等）； （3）技术保障（工艺技术）；（4）劳动组织，工程进度； （5）资金和成本；（6）经济效果。 6. 可行性研究的作用和步骤是什么
（2012届） 专科毕业设计（论文）资料 湖南工业大学教务处
本次设计是根据娄底地区设计年产量为480万吨的高炉炼铁车间，该地区矿藏丰富，水资源充沛，交通发达，设计炼铁车间比较合理。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸H 2 造外，绝大部分是作为炼钢原料。虽然现在高炉并不是以后炼钢的发展趋势，但高炉冶金是获得生铁的重要手段。它是以铁矿石是为原料，焦炭煤粉作为燃料和还原剂，在高炉内通过燃料燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程。随着冶金技术的不断发展，对其冶炼的关键设备——“高炉”。也有了越来越严格的要求。高效率、高质量、高寿命、低能耗、低污染——是本次设计所追求的目标。 在本次设计中翻阅了大量的参考文献，相当于又系统的学习了一遍高炉的有关知识，是对高炉发展的新的具体认识和总结，是本人三年专业知识学习的一个促进过程。本次设计中得到了王建丽老师的悉心指导和帮助，本人表示非常的感谢。然而，由于本人水平有限，设计中难免有不足和纰漏之处。望各位给予指正。
第一章绪论 (1) 1.1 高炉炼铁任务及工艺流程 (1) 1.2 高炉生产的特点及优点 (2) 1.3 设计原则和指导思想 (2) 1.4 厂址及建厂条件论证 (3) 第二章炼铁工艺计算 (4) 2.1 配料计算 (4) 2.2 根据铁平衡求铁矿石需要量 (6) 2.3 渣量及炉渣成分计算 (6) 2.4 物料平衡计算 (7) 2.5 热平衡计算 (8) 第三章高炉本体 (14) 3.1 高炉炉型 (14) 3.2 高炉炉衬 (16) 3.3 炉体冷却方式 (16) 3.4 冷却系统 (19) 3.5 高炉钢结构及高炉基础 (20) 第四章炉顶装料系统 (23) 4.1 串罐式无钟炉顶装料设备 (23) 4.2 串罐式无钟炉顶的特点 (25) 第五章供料系统 (26) 5.1 高炉供料系统 (26) 5.2 储矿（焦）槽及其主要设备 (27)
年产量500万吨高炉炼铁车间设计毕业论文 目录 1 绪论 1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程 (8) 1.2 高炉生产的特点及优点 (9) 1.3 设计原则和指导思想 (9) 2炼铁工艺计算 2.1 配料计算 (10) 2.2 物料平衡计算 (12) 2.3 热平衡计算 (15) 3高炉本体 3.1 高炉炉型 (19) 3.2 高炉炉衬 (20) 3.3 炉体冷却方式 (21) 3.4 冷却系统 (24) 3.5 高炉钢结构及高炉基础 (25) 4 炉顶装料制度 4.1 并罐式无钟炉顶装料设备 (29) 4.2 均压装置 (31) 4.3 探料尺 (32) 5 供料系统 5.1 矿槽、焦槽容积与数量的确定 (33) 5.2 筛分 (33) 5.3上料系统 (33) 5.4 贮矿槽下运输称量 (34)
6送风系统 6.1 鼓风机的选择 (35) 6.2 热风炉的结构 (35) 6.3 热风炉常用耐火材料 (37) 6.4 燃烧器及送风制度的选择 (37) 6.5 热风炉主要管道直径的选定 (37) 7.渣铁处理系统 7.1 风口平台及出铁场 (39) 7.2 炉前设备 (39) 7.3 炉渣处理 (41) 8 煤气除尘系统 8.1 除尘设备及原理 (44) 8.2 有关设备 (45) 8.3 重力除尘器 (45) 9 喷吹设备 9.1 设计为喷吹煤粉 (47) 9.2 高炉喷煤设备 (48) 10车间布置形式 10.1 车间布置 (50) 10.2 本设计车间平面布置形式 (50) 结束语 (52) 参考文献 (53)
1 绪论 1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程 高炉炼铁的任务是用还原剂（焦炭、煤粉）在高温条件下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。高炉生产要求以最小的投入获得最大的产出，即做到高产、优质、低耗、有良好的经济效益。 高炉生产时借助高炉本体和其辅助设备来完成的。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其他附属系统的配合，其生产工艺流程如图1-1所示。 图1-1 高炉炼铁生产工艺流程 1—矿石输送皮带机；2—称量漏斗；3—贮矿槽；4—焦炭输送皮带机；5—给料机； 6—焦粉输带机；7—焦粉仓；8—贮焦槽；9—电除尘器；10—调节阀；11—文氏管除尘器；12—净煤气放散管；13—下降管；14—重力除尘器；15—上料皮带机；16—焦炭称量漏斗；17—矿石称量漏斗；18—冷风管；19—烟道；20—蓄热室；21—热风主管；22—燃烧室； 23—煤气主管；24—混风管；25—烟筒。 （1）供料系统。包括贮矿槽、贮焦、称量与筛分等一系列设备，其任务是将
课程设计题目：设计一座年产制钢生铁（L08）280万吨的高炉
目录 原始数据： ........................................................................................................................... - 2 -一配料计算 ....................................................................................................................... - 3 - 1.矿石和熔剂消耗量的计算（以生产1t生铁为单位）................................................... - 3 - 2.渣量和炉渣成分的计算 .................................................................................................... - 4 - 3.生铁成分校正： ................................................................................................................ - 5 -二物料平衡计算： ............................................................................................................. - 5 - 1.风量的计算 ........................................................................................................................ - 6 - 2.煤气量的计算： ................................................................................................................ - 6 - 3.编制物料平衡表 ................................................................................................................ - 8 - 三.热平衡的计算 .................................................................................................................. - 9 - 1.热收入： ........................................................................................................................... - 9 - 2.热支出的计算 ................................................................................................................. - 10 - 3.热平衡表 .......................................................................................................................... - 13 -四．设计一座年产制钢生铁220万吨的高炉 ................................................................. - 14 -五. 高炉砌砖计算(高铝砖) ................................................................................................ - 16 -
年产200万吨炼铁高炉车间设计
年产200万吨炼铁高炉车间设计 摘要 人类获得生铁重要手段是通过高炉炼铁，高炉炼铁是钢铁冶金中的基础环节，同时也是最重要的环节。本设计任务是设计一个年生产能力达200万吨炼铁高炉车间。 本次设计的高炉1100m3。高炉炉型为五段式，高炉炉衬设计依据各个部分的工作条件的不同以及炉衬破损的机理，选择相应的耐火材料。热风炉采用的传统改进型内燃式热风炉，燃烧室为复合型断面，热风炉数量为3座，关于热风炉的设计部分还包括热风炉的各种设备以及相应的技术参数。上料系统采用的是可不间断上料，原料破损率低的皮带运输上料，炉顶装料设备是并罐式无钟炉顶。煤气处理系统的功能是降低高炉煤气粉尘含量，一般分为三个阶段--粗除尘、半精细除尘、精细除尘。煤粉喷吹系统采用了单管路串罐式直接喷吹工艺，这种工艺大大提高了喷吹效率，改善冶炼条件。本设计中还包括了其他一些环节的设计，例如渣铁处理系统。在设计的同时，广泛参考借鉴前辈的研究数据和国内外同级别炉容的高炉的实际生产经验，从理论和实践并举的角度出发，努力使本设计的高炉在技术操作上实现自动化和机械化，并把对环境的损害降到最低。 关键词：高炉，冶金计算，热风炉，鼓风机，煤气处理，渣铁处理
目录 前言 (1) 第一章高炉炼铁概况 (2) §1.1 高炉炼铁的发展概况 (2) §1.2 高炉及其附属设备 (2) §1.3 高炉炼铁设计的基本原则 (2) 第二章高炉炼铁综合计算 (4) §2.1 原始资料 (4) §2.2 配料计算 (5) §2.3 物料平衡计算 (8) §2.4 热平衡计算 (12) 第三章高炉炼铁车间设计 (17) §3.1 高炉座数及容积设计 (17) 第四章高炉本体设计 (18) §4.1 炉型设计 (18) §4.2 炉衬设计 (20) §4.3 高炉冷却设备 (21) §4.4 高炉冷却系统 (23) §4.5 高炉送风管路 (23) §4.6 高炉钢结构 (23) §4.7 高炉基础 (24) 第五章附属设备系统 (25) §5.1 供料系统 (25) §5.2 炉顶装料系统 (26) §5.3 送风系统 (27) §5.4 煤气处理系统 (30) §5.5 煤粉喷吹系统 (33) §5.6 渣铁处理系统 (34) 第六章高炉炼铁车间平面布置 (37)
关于硅在铸铁中的固溶强化作用 中国铸造协会李传栻 进入铁器时代，是人类文明开始快速发展的里程碑。铸铁件的生产、应用，促进了早期的产业革命，推动了科学技术的进步。到现在，‘铸造’依旧是制造业的基础，但各行各业的发展却又反过来拉动铸造行业，使之进入了现代化的新时代。 近年来，为了适应多方面的要求，各种新工艺、新材料不断涌现，轻合金铸件、铸钢件的应用都发展很快，但是，到目前为止，铸铁件的需求量仍然稳居首位。 2012年，世界各国各类铸件的总产量为10083万吨，其中：灰铸铁件4599.6万吨，占45.6％；球墨铸铁件2516.7万吨，占24.9％；可锻铸铁件127.5万吨，占1.3％。也就是说，目前世界各类铸件的总产量中，灰铸铁件和球墨铸铁件就占70％以上。 近年来，为了遵循可持续发展的理念，除了对铸铁件功能的要求日益增强以外，还增加了轻量化、低成本、节能减排、珍惜资源等多方面的要求。因此，各国铸造行业都非常重视改进铸铁材质方面的研究、开发工作。 硅是地壳中蕴藏最丰富的元素，无匮乏之虞，而且，在各种铸铁中，硅都是主要构成元素之一，对铸铁组织中石墨的形态、数量，乃至基体组织的形成，都有非常重要的作用。 从三千多年前进入铁器时代起，我们铸造行业的同仁，就一天也离不了硅，人类对硅的认识，也随着经验的积累和科学技术的进步而不断深化。但是，时至今日，硅在铸铁中的作用，我们的认知还很不够，有待进一步探索的空间仍然广阔。 一、硅在铸铁中的作用 硅在铸铁中的作用是多方面的，其中，我们最关注的首先是‘促进石墨化’和‘固溶强化’两项，除此以外，硅还有不少重要的作用，在这里，简单地提一提以下两点： ●溶于液态铸铁中的硅，使铁液抗氧化能力大为增强，而且硅还可以使氮在铁液中的 溶解度降低。正是由于硅的这种作用，铸铁才可以在强氧化性、富氮的条件下熔炼。 各种铸造合金中，只有铸铁才能够用冲天炉、氧气回转炉这类熔炼设备、在富氧、 富氮的气氛中熔炼。 ●将铸铁中硅含量提高到3.5％以上，铸铁的抗氧化能力、抗热生长性能都大为改善。 早期，各国耐热铸铁的标准中，就都有了硅系耐热铸铁的牌号。近年来，出于节能 的考虑，各种内燃机提高了排气的温度，各国汽车行业中，都很重视耐热硅钼球墨 铸铁件的应用。 1、硅在铸铁中促进石墨化的作用 铸铁中硅是促进石墨化作用最强的合金元素，硅促进石墨化的能力，是镍的3倍，铜的5倍。 无论在液态或固态的铸铁中，硅与铁结合的作用都比碳强。 液态铸铁中含有硅，就会使碳的溶解度降低。铁液中硅的含量愈高，碳含量相应地愈低，就会有更多的碳被排挤出来。 铁液为过共晶成分时，硅含量高，凝固过程中，就有更多的碳以初生石墨的形态析出，直到剩余的铁液达到共晶成分后发生共晶转变。 铁液为亚共晶成分时，凝固过程中，硅富集于初生奥氏体中。 共晶转变时，硅富集于早期结晶的共晶奥氏体中，抑制碳与铁化合成渗碳体，增强碳在奥氏体中的扩散速度，促使碳以共晶石墨的形态析出。
目录 摘要 (3) 前言 (3) 1.尘区域简介 (4) 2.通风系统的空间布置 (7) 2.1.全面通风和局部通风方法的选择 (7) 2.2.通风系统的划分 (7) 2.3.局部排风罩的选择 (8) 2.4.局部排风罩的种类 (8) 2.5.选定局部排风罩 (8) 3.1.风管布置的原则 (9) 3.2.风管截面及材料的选择 (10) 3.3.排风口位置的确定 (10) 4.除尘器的选择 (10) 5.系统轴测图 (11) 6.通风管道的水力计算 (12) 6.1断面尺寸及比摩阻的确定 (12) 6.2局部阻力系数的确定 (13) 6.3各管段阻力损失的计算 (16) 6.4并联管路的阻力平衡 (17)
6.5系统总阻力计算 (18) 7.风机选择 (18) 8.工程概预算 (19) 9.结论 (19) 10.参考文献 (19)
摘要 本次课程设计主要是为金属加工车间设计通风系统，根据车间情况将车间尘源分为三个区间，再计算出各个排风罩的排风量，以及系统的中的总排风量和阻力，然后根据其数据进行风机和除尘器的选择，绘制通风系统布置图，绘制通风系统轴侧图。根据其尘源的特点、车间状况以及经济条件，比较除尘器和风机的类型，选择合适的机器，然后制定合理的通风除尘的方案，进行通风除尘系统的设计。 关键词：风量；风压；排风罩；除尘 Summary This curriculum is mainly designed about the ventilation system for metal processing workshop. The process is as follows. At first, workshop dust source is divided into three interval according to the workshop situation. Then, draft capacity of each exhaust hood and total exhaust volume and resistance in the system are calculated. Later, according to the above data, options of the blower and precipitator are made. At last, the ventilation system layout and axonometric drawing of ventilation system are drawn. All in all, according to the characteristics of the dust source, workshop situation and economic condition, the right machine is firstly choosed with types of blower and precipitator taken into consideration, then the reasonable ventilation dust removal scheme is made, and at last, the ventilation and dust removal system is designed. Keywords: wind：pressure; exhaust hood; dust 前言 随着城市现代化的快速发展和人们生活水平的不断提高，室内外空气污染物的控制技术不仅在改善民用建筑和生产车间的空气条件、保护人们身体健康、提高劳动生产率方面起着重要的作用，而且还在许多工业部门起着保证生产正常进行，提高产品质量起着重要的作用。工业通风的主要任务是，利用技术手段，合
硅在铸铁中的作用 The latest revision on November 22, 2020
Si在铸铁中的应用 铁器是人类文明开始疾速发展的里程碑。直至现在，“铸造”依旧是制造业的根底。近年来，精密铸造尽管为习惯多方面的要求，各种新工艺、新材料不断涌现，轻合金铸件、铸钢件的运用发展也很快，但宏元的技术人员告诉小编铸铁件的需求量依然稳居首位。 从进入铁器时代起，硅与铸造业就有着密不可分的联系，今天宏元精密铸造厂就与我们探讨下硅在铸铁中的效果。 1、硅在铸铁中推进石墨化的效果：在铸铁中，硅是推进石墨化效果最强的合金元素，其推进石墨化的才华，是镍的3倍、铜的5倍。而且无论在液态或固态的铸铁中，硅与铁联系的效果都比碳强。 液态铸铁中含有硅，就会使碳的溶解度降低。铁液中硅的含量愈高，碳含量相应地愈低，就会有更多的碳被架空出来。 此外，铸铁中的氧和氮都有安稳碳化物的效果。铸铁中含有的硅，可以使其中的氧、氮含量降低，这样，又间接地增强了硅对石墨化的效果。 2、硅在铁素体中的固溶强化效果：在固态铸铁中，硅简直悉数固溶于奥氏体和铁素体，不进入碳化物。硅原子与铁原子可以联系成具有强共价键的含硅铁素体，不仅推进铁素体形成，而且使铁素体强化的效果很强。为了解硅强化铁素体的才华，上世纪五十年代，国外研讨者在碳含量为％、不含其他合金元素的钢中，加入不同量的硅，以比较硅对力学功能的影响。在生产铸铁时，使用硅的固溶强化效果，可以削减或不必铜、镍、锡、钼、铬等进步强度的合金元素，是有益于降低生产成本和避免合金元素的负面效果的。 3、硅在铸铁中的其他效果 硅在铸铁中的效果是多方面的，除“推进石墨化”和“固溶强化”外，硅还有不少重要的效果，在此，简略介绍两个：
第一章~ 第二章 一. 名词解释 1、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。 2、高炉休风率 ?休风率是指高炉休风时间占日历时间的百分数。先进高炉休风率小于１%。 3、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。 二. 问答题 1、高炉车间平面布置方式有哪几种？各有什么主要特点? ①在工艺合理、操作安全、满足生产的条件下，应尽量紧凑，并合理地共用一些设备与建筑物,以求少占土地和缩短运输线、管网线的距离。 ?②有足够的运输能力,保证原料及时入厂和产品（副产品）及时运出； ③车间内部铁路、道路布置要畅通。 ?④要考虑扩建的可能性,在可能条件下留一座高炉的位置。在高炉大修、扩建时施工安装作业及材料设备堆放等不得影响其它高炉正常生产。 2、岛式布置有什么特点?有何优点？ ?①铁水罐车停放线与车间两侧的调度线成一定交角，一般为１1～1３o。 ?②岛式布置的铁路线为贯通式，空铁水罐车从一端进入炉旁，装满铁水的铁水罐车从另一端驶出，运输量大。 ?③并且设有专用辅助材料运输线。 缺点： 高炉间距大，管线长；设备不能共用，投资高。半岛式布置有什么特点？有何优点? 3、确定高炉座数的原则是什么？ ?保证在一座高炉停产时,铁水和煤气的供应不致间断。一般新建车间2~3座高炉。 三. 论述题 1、高炉车间平面布置方式有哪几种？各有什么主要特点? 一列式布置主要特点是： 高炉与热风炉在同一列线,出铁场也布置在高炉列线上成为一列，并且与车间铁路线平行。 优点: 1.可以共用出铁场和炉前起重机，共用热风炉值班室和烟囱,节省投资; 2．热风炉距高炉近，热损失少。 缺点： ?运输能力低,在高炉数目多,产量高时,运输不方便，特别是在一座高炉检修时车间调度复杂。 并列式布置 主要特点： 高炉与热风炉分设于两条列线上,出铁场布置在高炉列线，车间铁路线与高炉列线平行。 优点： 可以共用一些设备和建筑物，节省投资；高炉间距离近。 缺点: 热风炉距高炉远，热损失大，并且热风炉靠近重力除尘器，劳动条件不好。 岛式布置 主要特点: （1）铁水罐车停放线与车间两侧的调度线成一定交角,一般为１1~13o。
高炉车间系统设计毕业论文 第一部分：高炉车间设计 第一章：概述 1.1 高炉炼铁生产工艺剂（焦炭、煤等）在高温下将铁矿石或含铁原料还原成液态流程。 高炉炼铁是用还原生铁的过程。 高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。 要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其它附属系统的配合，它们是： （1）供料系统：包括贮矿槽、贮焦槽、称量与筛分等一系列设备，主要任务是及时、准确、稳定的将合格原料送入高炉。 （2）送风系统：包括鼓风机、热风炉及一系列管道和阀门等，主要任务是连续可靠地供给高炉冶炼所需热风。 （3）煤气除尘系统：包括煤气管道、重力除尘器、洗涤塔、文氏管等，主要任务是回收高炉煤气，使其含尘量降至10mg/m3 以下，以满足用户对煤气质量地要求。 （4）渣铁处理系统：包括出铁场、开铁口机、堵渣口机、炉前吊车、铁水罐车及水冲渣设备等，主要任务是及时处理高炉排 放出的渣、铁，保证高炉生产正常进行。 （5）喷吹燃料系统：包括原煤的储存、运输、煤粉的制备、收集及煤粉喷吹等系统，主要任务是均匀稳定的向高炉喷吹大量 煤粉，以煤代焦，降低焦炭消耗。
1.2主要技术经济指标 （1）高炉有效容积利用系数(η v )： 高炉有效容积利用系数是指每昼夜生铁的产量P与高炉有效容积V有之比，即每昼夜，每1m3高炉有效容积的生铁产量。 η v 是高炉冶炼的一个重要指标，η v 俞大，高炉生产率俞大。 目前，一般大型高炉超过2.0 t / m3·d，一些先进高炉可达2.2～2.3 t / m3·d。小型高炉的η v 更高，100～300 m3高炉的利用系数为 2.8～ 3.2t / m3·d。本设计η v =2.15 t / m3·d。 （2）焦比（K）： 焦比即每昼夜焦碳消耗量Q K 与每昼夜生铁产量P之比，即冶炼每吨生铁消耗的焦碳量。 K＝ Q K /P 焦炭消耗量约占生铁成本的30%～40%，欲降低生铁成本必须降低焦比。焦比大小与冶炼条件密切相关，本设计的焦比为360 kg / t 。（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 Q Y 时，则Y＝Q Y /P 本设计煤比为120 kg / t。 （4）冶炼强度（I）和燃烧强度（i）： 高炉冶炼强度是每昼夜每1m3有效容积燃烧的焦碳量，即高 炉一昼夜焦炭的消耗量与有效容积V 有 的比值。 I＝Q K /V有本设计I =1.03 t / m3· d 燃烧强度即每小时每平方米炉缸截面所燃烧的焦碳数量。本设计 i =1.05 t / m2 ·h。
浅谈五大元素对铸件的影响 摘要：本文主要阐述了碳、硅、锰、硫、磷五大元素在铸件及铸造过程中的影响及作用。 关键词：碳、硅、锰、硫、磷；影响；作用 铸铁的出现，方便了人类，从此我们就离不开了铸铁件，人们就把铸铁件用于制作各种制品，例如：小到螺丝钉、炊具、容器、农业机具等生活用品，大到汽车、飞机、轮船、大炮、坦克等建筑军事器械。铸铁的生产推动了人类社会文明的进步，随着科学技术和我国国民经济的发展，各行各业对铸铁件的质量提出了更高的要求，而铸铁件的铸造技术涉及了物理、化学、冶金、机械等多种学科，影响铸铁件质量的因素很多，因此正确地使用合理的铸造技术是提高铸铁件质量的保证，而影响铸铁件质量铸造过程的主要因素有：冷却速度、化学成分、温度、气体、炉料等，这就要求人们认真考虑这些因素对铸铁件的影响。本人结合几年来的工作经验，现以化学成分为例，浅谈五大元素对铸件的影响。 影响铸件品质的常规元素主要有五种，分别是碳、硅、锰、硫、磷，以上元素我们叫做基本元素或俗称五大元素。它们是直接影响铸件物理性能的一个重要因素。其主要作用如下： 一、碳元素是铸铁中最基本的成分。它不但是区分钢或铁的主要依据，含碳量大于1.7%是铁，低于1.7%的称为钢，而且，在铸造过程中，碳影响着铸件的力学性能。在铸造中适当的碳促进石墨化，减小白口倾向，即减少渗碳体、珠光体、三元磷共晶，增加铁素体，因而降低硬度改善加工性能；碳促进镁吸收率的提高；改善球化，以达到预期效果；碳能改善流动性，增加凝固时的体积膨胀；碳提高吸振性，减摩性，导热性。但碳含量过高引起石墨漂浮，恶化力学性能，过低又易产生缩孔松缩等缺陷。所以，对不同质量要求的铸件，合理选配碳含量一般是提高铸件质量的一种途径，例如：灰铁含碳量大多在2.6%-3.6%，球墨铸铁在3.5%-3.9%。碳对中锰球墨铸铁的力学性能影响不明显，一般碳量高于3.9%时易出现石墨漂浮，影响铸铁质量，碳低于 3.0%时，不利于石墨化故一般控制碳量在3.0%-3.8%为宜。 二、硅元素是铸件中的有益元素，它和碳元素一样，能促进石墨化，以孕育剂的方式添加的硅作用更明显。对于铸态球磨铸件，增加含硅量有双重作用，一
1?炼铁工艺设计原则：先进性经济性可靠性； 2?有效容积利用系数n v （t/m3 ? d）:每立方米高炉有效容积每天生产的合格生铁量。 3?焦比K （Kg/t铁）：冶炼每吨合格生铁所消耗的焦碳量，一般焦比400~600Kg/t，大炉取小值，小炉取大值。 4?冶炼强度I （t/m3 ? d）:每立方米高炉有效容积每天燃烧的燃料量 一、车间规模的确定： 由全厂金属平衡决定，并考虑与原燃料资源条件相适应 1、高炉座数的确定：金属平衡和煤气平衡（一般以2~4座为宜）太少：检修时影响全厂铁 水和煤气供应 太多：运输紧张，生产率低 2、、高炉有效容积（Vu ）的确定： 钟式高炉：大钟开启时大钟下沿距铁水中心线这段距离所对应的容积 无钟高炉：溜槽垂直位置下沿距铁水中心线这段距离所对应的容积 3、平面布置应遵循的原则：安全，方便 只有一个出铁场，中、小高炉：一列式、并列式 多铁口的大、中型高炉：岛式、半岛式 二、高炉本体设计 1、高炉炉型五段式炉型：炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸。适应了高炉内炉料流和煤气流的运动规律。 2、炉缸、炉底工作环境：高温、渣铁化学侵蚀、气一固一液一粉多相冲击。高炉长寿的关键 3、炉底、炉缸作用：储存渣铁、保证燃烧空间 4、死铁层作用：减少铁水环流速度（隔绝铁水流动对炉底的冲刷侵蚀）、（其相对固定 的热容）有利于炉底温度的均匀稳定 5、矮胖型的优点： a：有利于改善料柱的透气性，稳定炉料和煤气流的合理分布，并减轻炉料和煤气流对炉身和炉胶的冲刷。 b:炉缸容积较大，死铁层较深，可减少渣铁环流对炉底炉缸砖衬的冲刷。 c：风口数目增加有利于高沪的强化冶炼。 6、炉衬是由耐火砖、耐火材料组成的衬里高炉炉衬的作用： 减少高炉的热损失；构成高炉的工作空间；保护炉壳和其它金属结构免受热应力 和化学侵蚀； 炉衬材质： 1、陶瓷质耐材（主要由AI203组成） 特点：此类耐材具有耐磨，抗渣铁浸蚀能力强，但耐急冷急热性（热震）差，易剥落 的特点。 2、C质耐材：抗热震能力强，导热性高，抗渣铁能力强，但易氧化的特点，所以风口附近不能用。 高炉内衬设计： 1、炉底、炉缸的工作环境及破损原因：a：热应力破损和铁的渗透； b :高温渣铁环流破损；c：碱金属，重金属的沉积；d：操作和原料成分的波动 在以上破坏机理中，热应力破损和铁的渗透是最主要的破坏方式 考虑主要的破坏机理，设计时考虑： a加快热传递，降低温差△ t （美国“ VCAR ”为代表的热压小C砖结构） b?降低铁水渗透侵蚀（法国“ SAVOIC ”为代表的陶瓷杯结构） 2炉腹、炉腰及炉身中下部：
摘要 设计题目：设计一座年产炼钢生铁250万吨的高炉炼铁车间 摘要 高炉炼铁是获得生铁的主要手段，是钢铁冶金过程中最重要的环节之一，在国民经济建设中起着举足轻重的作用。高炉是炼铁的主要设备，本着优质、高产、低耗和对环境污染小的方针，设计建造一座年产生铁485万吨的高炉炼铁车间，本设计说明书详细的对其进行了高炉设计，其中包括绪论、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。设计的同时还结合国内外相同炉容高炉的一些先进的生产操作经验和相关的数据，力争使该设计的高炉做到高度机械化、自动化和大型化，以期达到最佳的生产效益。 关键词: 高炉炼铁设计；喷吹；送风；煤气处理；渣铁处理
Abstract Blast furnace iron-making is a main means to obtain pig iron, and one of the most important links in the metallurgical course of steel, play a role in holding the balance in national economic construction. The blast furnace is the main equipment of iron-making, in line with the high quality , high yield , low consumption and environmental pollution policy, design and build a blast furnace iron-making workshop producing 4.85million t irons every year in advance, this design instruction designs the blast furnace detailedly, including introduction, the craft calculating (Including the batching is calculated, supplies balance and thermal balance), the furnace type of the blast furnace is designed, choice of furnace liner of the blast furnace, the furnace body cools the equipment, the tyueres and design the tap iron field, raw materials system , blow system , furnace roof equipment , coal gas disposal system ,slag iron disposal system ,ejection system, iron-smelting of workshop etc.. Combine domestic and international the same furnace volume some advanced production operation experience and relevant data of blast furnace also while the design, strive blast furnace should designed to make accomplish highly mechanized , automation and maximizing, in the hope of reaching the best productivity effect. Keywords: BF iron-making design,ejection,blowing,coal gas disposal,slag iron dispos
1.灰铸铁中锰、硫的特性及作用 灰铸铁中的锰、硫是一对非常特殊的元素，由于锰、硫要形成MnS夹杂物，这就使得锰、硫的作用变得有些特殊。 ⑴锰我们一直把锰作为一个合金化元素来用，认为加锰能提高灰铸铁的强度和硬度，这种观点很少有人怀疑过。但是，通过试验却发现事实并非如此。在碳硅量高，硫量也较高的前提下，加锰后灰铸铁的性能并没有提高，反而下降。由于加锰反而使性能降低，因此，在碳硅量高、硫量也较高的情况情况下，w(Mn)控制在0.4%～0.5%的范围内有利于生产高强度灰铸铁。 ⑵硫灰铸铁中的硫究竟是有利还是有害，对硫的认识经过了一个逐步提高的过程；从认为硫是有害元素，到灰铸铁中要加入一定量的硫来改善切削性能，改善孕育效果和石墨形态。我们逐步认识了灰铸铁中硫在一定含量范围内是有利的，这个w(S)范围是0.08%～0.12%。 灰铁液中的硫过低是不利的：石墨形态差，孕育的效果也不好。但对于这一点，仍有很多人认识不足。当w(S)小于0.05%时，一定要进行增硫处理，否则，孕育效果差。 许多人已经知道灰铸铁中加硫会发改善切削性能，而除此之外，加硫还能提高灰铸铁的性能⑴改善石墨形态是提高切削性能的重要措施。 石墨是灰铸铁切削过程中裂纹扩展及断屑的重要因素，因此改善石墨形态是提高切削能最重要的措施。冲天炉熔炼要做到高温熔炼，因为高温熔炼促进增碳的最好措施也能减少铁液氧化倾向。因此热风冲天炉是必要的硬件条件；对于电炉熔炼，增碳工艺是最好的工艺，也是改善切削性能的最重要的措施。 ⑵随流孕育很重要，但要适量，不能过量。 随流孕育也改善石墨形态的重要手段，而且建议使用进口的随流孕育剂，但是随流孕育不能过量。我们很多人只看到随流孕育的好处，但是加入量太大，会增加铁素体的数量，提高材料的韧性，这对高速切削的断屑性能是不利的。 ⑶合金化不能以加铜为主，要适当增加微小硬质点的数量。 这也是我们以前走过了弯路后得到的经验，对硬质点的过分担心缘于我们推理的错误，认为刀具一定要切过硬质点，而硬质点又是那么硬，所以要打刀。实际上分布在晶间的微小硬质点增加了材料的断屑性能，适当提高了材料的脆性，这一点也是使高速切削性能提高的重大突破。多加铜会提高材料的韧性，并不能改善决屑性能。 ⑷原材料中要严格控制有害元素的含量。 ⑵提高原铁液的硅量，控制孕育量。 灰铸铁中的硅一部分是原铁液中的硅，一部分是孕育带入的硅。 许多人喜欢原铁液中的硅低点，然后用很大的孕育量孕育，这种做法并不科学：大量的孕育是不可取的，这会增大收缩倾向。孕育是为了增加结晶核心的数量，促进石墨化，少量的孕育（0.2%～0.4%）就可以达到这个目的。从工艺控制来说，孕育量应该相应稳定，不能有过大的变化。这就要求原铁液的硅量也要相应稳定。提高原铁液的硅量，既可以减少白口和收缩倾向，又能发挥硅固溶强化基体的作用，性能反而不降低。目前比较科学的做法是提高灰铸铁原铁液的含硅量，孕育量控制在0.3%左右，这样可以发挥硅的固溶强化作用，对提高强度有利，也对减少铸件收缩有利。 ⑶合金化的方法对铁液收缩有很大影响。 合金化能有效提高铸铁的性能，我们常用的合金元素是铬、钼、铜、锡、镍。 铬：铬能有效地提高灰铸铁的性能，随着加入量的增加，性能会一直提高。铬的白口倾向比较大，这是大家最顾忌的问题。加入量太大，会出现碳化物。至于铬量的上限如何控制，不同的加铬工艺，上限有所不同，如果铬加入到原铁液中，其上限不要超过0.35%，提高原铁
工厂/车间设计指导书（金属方向） 1. 车间设计任务书 1.1车间的生产规模、生产的品种 （1）车间规模： 年产2、20、50、100、150万吨（产量自选1种）X及X合金管材、 棒材、带材、板材（型材自选1种）车间 （2）产品品种和规格：（自选1种） 1）铜及铜合金（品种和规格在教材p37表3-12、p41表3-14、表3-15 p63表4-17中选择一种） 2）铝及铝合金（品种和规格在教材p37表3-12、p41表3-13、p62表 4-15中选择一种） 3）镁及镁合金（品种和规格在教材p37表3-12、p41表3-14和3-15 中选择一种） 4）钛及钛合金（品种和规格在教材p37表3-12、p72表4-25和4-24 中选择一种） 5）稀有金属（品种和规格在教材p37表3-12、p42表3-16、p78表 4-27-4-30中选择一种） 6）钢（品种和规格在教材p49表4-3、p53表4-8和p184表6-11中 选择一种） 例：本设计任务是设计一个年产量50000吨的铝型材挤压车间，生产的产品有：窗帘导轨、卷闸、纱窗铝合金型材；汽车装饰铝合金型材；推拉窗等。 挤压制品所用的材料是LD31合金。 1.2 车间设计的主要任务 （1）编写工厂/车间设计说明书； 1）生产方案的设计 2）工艺方案的设计 3）设备方案的设计 4）工艺计算与设备负荷计算 5）车间平面布置设计 （2）按照工程制图及工厂/车间平面布置的相关要求，手绘工厂/车间平面布置1号图纸1张，图纸要求整洁、规范。 （3）课程设计总结。 2. 车间设计说明书 2.1.产品方案编制 1)计算产品选择：在教材p41表3-14和3-15中选择 本设计是年产50吨铜及铜合金管棒型材车间，选择的产品方案是无氧铜棒，规