铁合金矿热炉设计及冶金计算毕业课程设计
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65万吨电炉炼钢车间设计材料与冶金学院指导老师:摘要电炉短流程钢厂与转炉长流程钢厂相比,在占地、投资、节能、环保等方面都有优势,电炉钢比逐年提高是冶金工业发展趋势。
中国钢铁业存在的问题有设备老化、普通钢生产过剩、生产率低,而优质钢产品质量欠佳、生产能力薄弱等;再加上中国废钢资源不足,电炉钢比一直处于较低水平,相比西方主要产钢国存在一定差距。
随着电弧炉采用高功率或超高功率,炉外精炼、连续铸钢,连续轧钢等一系列技术的发展和社会废钢资源的足量累计,直接还原技术的开发,二次精炼技术的飞速发展,电力工业的发展,电弧炉生产成本会相对下降,国家对能源、资源和环保标准的进一步提高及管理的加强,电炉炼钢有着更加广阔的发展空间,电炉钢在钢产量上的比例增长势头不会改变。
通过查阅国内外电炉车间设计的文献资料,阅读有关书籍,并向老师请教完成了本次设计。
包括产品大纲的制定;电炉、炉外精炼、连铸的论证;然后进行配料计算,选择合适设备;最后绘出电炉的剖面图和电炉车间的平面布置图。
关键字:电弧炉;车间设计;超高功率;连铸;炉外精炼ABSTRACTCompared with the long steel mill, the short process steel plant of the electric furnace has advantages in the area of the area, investment, energy saving and environmental protection. The electric furnace steel is the development trend of the metallurgical industry.. Problems existed in the Chinese iron and steel industry of aging equipment, ordinary steel overproduction, low productivity, and poor quality of the high quality steel products, production capacity is weak, coupled with the lack of scrap resources in China, the electric furnace steel than has been in a low level, compared to the western major steel producing countries, there is a certain gap.With the electric arc furnace with high power and ultra high power, refining, continuous casting, continuous rolling and a series of technical development and social scrap resources adequate amounts of accumulated development of direct reduction technology, rapid development of secondary refining technology, the development of electric power industry, electric arc furnace production cost will decline relative, countries on energy, resources and environmental standards to further improve the management and strengthen, EAF steel making has a broader space for development, electric furnace steel in steel output in the proportion of growth momentum will not change.Through the review of domestic and foreign electric furnace workshop design literature, read about books, and to the teacher to consult the completion of the design. Including the formulation of product outline; furnace, refining, continuous casting, material balance and heat balance calculation; then ingredients calculation, calculation and selection of suitable equipment; finally draw the furnace profile and electric furnace workshop la yout.Keywords:electric arc furnace; plant design; ultra-high power; continuous casting; furnace outer refining目录1 概述 (1)1.1 钢铁工业现状 (1)1.2 电弧炼钢厂 (2)1.3 炼钢厂生产规模与物料平衡 (3)1.3.1 炼钢厂生产规模与产品大纲 (3)1.3.2 炼钢厂的物料平衡 (3)1.4 炼钢车间设计的内容 (4)2 设计方案的确定 (6)2.1 产品大纲的制定 (6)2.1.1 产品大纲 (6)2.1.2 制定产品大纲的依据 (6)2.1.3 钢种的特性以及用途 (7)2.2 工艺方案与工艺流程的选择 (8)2.2.1 炉容量与座数的确定 (8)2.2.2 工艺方法与工艺流程的选择与论证 (9)2.2.3 车间生产能力核算及主要原材料的消耗 (15)2.2.4 车间组成和工艺布置 (15)3 车间物料与热平衡及主要经济技术指标 (18)3.1 物料平衡计算 (18)3.2 热平衡计算 (28)3.3 主要技术经济指标 (32)4 车间主体设备的计算 (34)4.1 电弧炉的设计 (34)4.1.1 炉型的设计 (34)4.1.2 变压器的设计 (38)4.1.3 石墨电极的选用 (39)4.1.4 水冷炉壁的设计 (40)4.1.5 电弧炉主要技术参数 (41)4.1.6 连续加料装置的设计 (42)4.2 钢包尺寸的设计 (44)4.3 连铸的设计 (46)4.3.1 连铸机的主要参数设计 (46)4.3.2 连铸机生产能力的计算 (52)4.3.3 连铸机的主要设备 (53)4.4 精炼炉的设计 (63)5 车间主厂房设计 (65)5.1 电弧炉车间的布置方案 (65)5.1.1 电弧炉车间的组成 (65)5.1.2 车间布置类型 (65)5.2 电炉车间各部分的设计 (65)5.2.1 电炉炼钢车间原材料供应与原料工段 (65)5.2.2 炉子跨的设计 (67)5.2.3 散装料和铁合金加料跨 (68)5.2.4 精炼跨的设计 (68)5.2.5 钢水接受跨设计 (69)5.2.6 浇铸跨设计 (69)5.2.7 切割跨设计 (70)5.2.8 出坯跨设计 (70)6 电弧炉的相关技术 (71)6.1 超高功率电弧炉配套相关技术 (71)6.1.1 水冷炉壁和水冷炉盖技术 (71)6.1.2 无渣出钢技术(EBT) (71)6.1.3 泡沫渣埋弧技术 (71)6.1.4 废钢预热技术 (72)7 车间主要经济技术指标 (73)参考文献 (75)致谢 (76)1 概述1.1 钢铁工业现状钢铁是用途最广泛的金属材料,人类使用的金属中,钢铁占了90%以上。
毕业设计(论文)任务书题目25000kVA矿热炉用三相低频控制电路设计学生姓名学号专业班级设计内容及基本要求矿热炉是硅铁、镍铁、铬铁、锰铁、电石、铬锰、硅锰等领域生产使用的必备设备,属使用量大面广,耗能巨大的工业门类,当前的工频矿热炉是耗能大户,污染大户,电能的成本占到全部成本的一半以上,因此人们一直在寻求节能的良方,采用低频技术可以节能已被行业证实,针对本毕业设计题目,要求完成下列毕业设计内容:1.通过查阅大量有关资料,掌握低频变换原理及常用主电路的国内外发展现状,完成开题报告;2.通过查阅大量有关资料,掌握低频电源常用控制电路的结构;3.针对一输入三相交流10kV,输出交流170V/50Hz、容量25000kVA、降压变压器二次为8组三相结构的矿热炉系统,设计输出频率为0.01~0.05Hz/170V的三相低频控制电路,并画出原理图;4.合理安排毕业设计工作的时间进度,提出进度表;5.完成最终毕业设计论文的撰写工作;6.翻译不少于15000个印刷字符的与电力电子变流设备密切相关的英文资料为中文。
设计(论文)起止时间2016年1月12日至2016年6 月13日设计(论文)地点自动化教研室指导教师签名年月日教研室(系)主任签名年月日学生签名年月日25000kVA矿热炉用三相低频控制电路设计摘要:采用低频技术可以节能已被行业证实。
本文设计了低频电源控制电路,作为理论参考。
随着时间的推移,技术的发展,很多旧的技术被新的技术将要所取代,这是发展的必然。
本文提出了TC787三相脉冲触发技术,电极升降控制系统的综合设计,以及报警系统、检测电路、保护电路的技术的综合设计。
这在低频电源的实现上有利于展开,同时提出了理论依据的整合,为以后的工程实践做下良好的理论参考。
本文通过低频电源介绍,和控制系统的具体设计,主要有六大控制模块,脉冲触发,电极升降,报警电路,检测电路,过流保护电路,熔断保护电路。
同时根据经典的功率平衡问题,介绍了解耦电路的原理。
年产630万吨生铁(其中炼钢生铁90%,铸造生铁10%)的高炉炼铁车间工艺设计专业:冶金工程专业设计总说明钢铁厂一般是指具有炼铁、炼钢及轧钢的完整生产周期的冶金工厂。
高炉炼铁车间是为炼钢提供原材料的车间组织。
本次毕业设计的题目为设计一座年产630万吨生铁(其中炼钢生铁90%,铸造生铁10%)的高炉炼铁车间工艺设计,本设计采用一系列先进工艺,如全冷却壁,碳砖、炉底高铝砖综合炉底,高炉长寿技术,富氧喷煤等。
本设计的主要任务包括高炉配料计算、高炉本体设计、料运系统方案设计、高炉炉顶设备设计、高炉鼓风机的选择、热风炉设计计算、渣铁处理系统及煤气处理系统设计及其车间平面布置等几大部分,并对部分工艺流程进行了说明。
本设计涉及到的计算部分为高炉配料计算、高炉内型计算、高炉砌砖计算以及鼓风机和外燃式热风炉的相关计算。
其中高炉设计部分和热风炉设计部分是本次设计的主要部分。
本设计涉及到的设备选择包括高炉设备的选择、高炉供料系统的设备选择、鼓风机的选择、渣铁处理系统及煤气处理系统设备选择。
我希望,所采用的先进技术能是高炉实现高产、优质、低耗、长寿、环保的生产目标。
关键词:高炉,热风炉,工艺设计,设备ANNUAL OUTPUT OF MILLION TONS OF PIGIRON BLAST FURNACE IRONMAKING WORKSHOP PROCESS DESIGN (OF WHICH 90% IS STEEL-MAKING PIG IRON, AND 10% IS CAST IRON )Specialty:Metallurgical EngineeringDirector:Yang ShuangpingDesign DescriptionGenerally refers to a steel plant iron, steel making and rolling of the complete production cycle of metallurgical plants. Blast furnace steel plant with raw materials for the workshop organizationThe subject of this graduation project for the design of an annual output of tons of pig iron (including steel-making pig iron 90%, cast iron 10%) of the blast furnace plant process design. This design uses a series of advanced technology, such as whole cooling wall, carbon bricks, high alumina bricks integrated bottom bottom, blast furnace technology, enriched PCI, main task of this design include the blast furnace burden calculation, blast furnace body design, material transport system design, equipment design, blast furnace, blast furnace blower selection, design and calculation of hot stove, iron slag processing systems and gas handling system design and plant layout and so few parts, and part of the process are described.The design part involves the calculation of blast furnace burden calculation, computing blast furnace, blast furnace blowers and brick computing, and the related calculation of internal combustion stove. Part and the hot blast stove blast furnace design in which the design part is the main part of this design.The design options related to the equipment, including blast furnace equipment selection, blast furnace feed system, equipment selection, the choice of blower, iron slag processing systems and gas handling system equipment selection.I hope that advanced technology can be used in a blast furnace to achieve high yield, high quality low; longevity, environmental protection, the production target.Key words:blast furnace, S tove, process design, equipment目录前言 (1)1 高炉配料计算 (2)原始资料 (2)矿石的选配 (4)原始资料的整理 (4)冶炼条件的确定 (4)煤气的成分和数量计算 (12) (14)热平衡 (15)计算热量收入项 (15)计算热量支出项 (17)根据以上计算列出热量平衡表 (20)高炉热工指标的分析 (20)2 高炉本体设计 (22)高炉内型相关计算 (22)高炉内衬设计 (25) (25) (26) (26) (27) (27)高炉炉壳和高炉基础 (32) (32) (32) (34)炉体冷却设备 (34)风口水套 (35)铁口套 (35) (35)炉顶保护板 (35)3 料运系统计算及装料布料设备 (36) (36)平面布置 (36)槽上运输方式 (36)储矿槽工艺参数 (36)槽下供料 (36)料坑设备 (37)碎焦运送设施 (38)上料设备 (38)4 高炉鼓风机的选择 (39)高炉鼓风量及鼓风压力的确定 (39)高炉入炉风量 (39)鼓风机出口风量 (39)高炉鼓风压力 (40)高炉鼓风机能力的确定 (40)大气状况对高炉鼓风的影响 (40)鼓风机工况的计算 (40)鼓风机的选择 (41)高炉鼓风机的工艺过程 (42)5 热风炉 (43)计算的原始数据 (43)燃烧计算 (44)煤气成分换算 (44)煤气发热值计算 (44)燃烧1标米3煤气的空气需要量 (44) (45) (46)热平衡计算 (47)计算鼓风从80℃提高到1200℃所增加的热含量 (47)加热1标米3鼓风需要的煤气量 (48)煤气消耗量及烟气量 (48)蓄热室热工计算 (49)热工计算的原始条件 (51)蓄热室各部位的烟气及鼓风温度 (52)蓄热室面积及各段砖格子高度的计算 (53)蓄热室面积及蓄热室各段高度的调整 (55)热风炉的蓄热面积指标 (55)6 风口平台及渣铁处理系统 (57)风口平台和出铁场布置 (57)铁口及出铁场数目的确定 (57)渣、铁沟及其流嘴布置 (58)风口平台和出铁场设备 (58)泥炮 (58)开铁口机 (59) (59) (60) (60) (61)风口平台和出铁场结构 (61) (61)出铁场 (62) (62)渣的处理 (62)7 高炉煤气处理系统 (64)工艺流程 (64)煤气除尘设备 (64)粗除尘设备——重力除尘器 (64)精细除尘设备——布袋除尘器 (65)脱水器 (65)煤气除尘系统附属设备 (66)粗煤气管道 (66)调节阀组 (66)煤气遮断阀 (66)煤气放散阀 (66)8 高炉喷吹煤粉系统 (67)喷煤系统 (67)喷吹工艺 (67)主要设备 (68)混合器 (68)分配器 (68)喷煤枪 (68)喷氧枪 (68)9部分车间布置与总图运输 (69)车间平面布置 (69) (69)总图运输 (69)10参考文献 (70)致谢 (71)专题添加微量纳米铜粉在冶金制件烧结时的作用 (72)前言毕业设计是大学学习过程中的最后一个环节,对每个大学生的学习能力和以后的工作实践能力都会有很大的帮助与提高。
炼铁课程设计指导书冶金工程专业1.炼铁课程设计目的炼铁课程设计属于钢铁冶金专业的实践性教学环节,以高炉炼铁工艺计算为主要内容。
学生通过查阅相关资料,在指导教师的具体指导下,合理选择确定工艺参数,通过配料、物料平衡、热平衡、焦比等的工艺计算,可提高工程实践及独立分析解决问题的能力,培养创新意识,同时加深对炼铁原理、炼铁工艺等专业知识的理解,提高专业水平。
2.炼铁课程设计内容及要求需完成六部分计算内容:原料成分的整理计算;配料计算;物料平衡计算;热平衡计算(I)——全炉热平衡的计算;热平衡计算(Ⅱ)——高温区热平衡的计算;炼铁焦比的计算3.炼铁工艺计算过程提要(1)关于原料成分的整理计算原料条件有两种:宝山地区原料条件和包头地区原料条件,包括矿石及熔剂成分表、焦炭成分表和煤粉成分表,原料条件及含铁原料(球团矿、烧结矿、生矿)配比由指导教师给定。
进行原料成分的补齐及平衡计算,首先要了解那树人教授编著的《炼铁工艺计算》第一章“原料成分的整理计算”的第一节、第二节内容。
首先要明确物料中各种元素的存在形态,比如S元素,在人造富矿(烧结矿和球团矿)中,以FeS形态存在,而在天然矿中多以FeS2存在;再如Mn元素,在人造富矿(烧结矿和球团矿)中,以MnO形态存在,而在天然矿中以MnO2形态存在;对于包头矿中的特殊元素F,以CaF2形式存在,应折算成CaF2,因化学分析时将CaF2中的Ca看作CaO中的Ca了,在这需将多算的那部分CaO扣除:CaO=CaO’-1.473F2(式中CaO’为化学分析出的CaO含量)。
进行原料成分的补齐计算,可参照《炼铁工艺计算》第4页“矿石成分的补齐计算”例题。
补齐后的矿石成分之和往往不等于100%,如果用这样的成分作后面的工艺计算,会产生较大的误差,故需将其平衡成100%,将矿石成分进行平衡计算可参照第5页的“矿石各组分均衡扩大或缩小”法。
(2)关于配料计算作配料计算,首先要了解《炼铁工艺计算》第二章“配料计算”的第一节、第二节、第三节内容。
(能源化工行业)冶金与能源学院毕业设计模板毕业设计第一部分设计说明书1.绪论1.1概述钢铁是重要的金属材料之一,被广泛应用于各个领域,钢铁水平是一个国家发展程度的标志。
要想达到国际先进水平,必须采用适宜的先进技术和合理的工艺制度。
高炉冶炼是获得生铁的主要手段。
本设计的任务就是要设计两座有效容积为3963m3的高炉车间。
本设计过程中的高产、优质、低耗、长寿为宗旨,针对现有的经济技术条件,进行合理的设备造型和方案确定,吸收并借鉴了国内外一些先进技术,并力争达到自动化和机械化,减轻工人劳动强度,保护环境,并尽力做到能源回收。
1.2高炉生产主要技术经济指标经济技术指标是用来衡量高炉生产户和经济效果的重要参数。
高炉生产技术经济指标主要有以下几项。
1.2.1高炉有效容积利用系数ηv高炉有效容积利用系数是指每立方米高炉有效容积一昼夜生产的生铁吨数,即高炉每昼夜场铁量与高炉有效容积之比值。
1.2.2焦比焦比是指每生产一吨生铁所消耗的焦炭量,即高炉每昼夜产铁量与昼夜消耗焦炭量之比。
1.2.3油比、煤比和置换比每吨生铁所消耗的重油量为油比,喷吹煤粉量为煤比。
喷吹的单位重量或单位体积燃料所代替的冶金焦炭量为置换比。
1.2.4冶金强度和燃烧强度冶金强度是指每立方米高炉有效容积每昼夜平均消耗的炭量。
高炉有效容积用系数=冶炼强度/焦比燃烧强度是指每平方米炉缸截面积每小时燃烧的焦炭量,即炉缸截面积与小时消耗的焦炭量之比燃烧强度一般为1.00~1.25t/(㎡·h)。
风机能力大、原料透气性好、燃料可燃性好的燃烧强度可以选大些,否则选低值。
1.2.5休风率%休风率是指休风时间与规定作业时间(即日历时间减去计划大、中修时间)的比值百分数。
休风率反映高炉设备维护和高炉操作水平的高低,先进高炉的休风率在1%以下。
1.3高炉发展趋势1.炉容大型化2.生产高效化1)精料2)高风温3)高压炉顶操作4)喷吹燃料与富氧鼓风5)提高高炉寿命6)加强二次能源回收7)加强环境保护3.高炉自动化1.4本设计采用的新技术:1.无料钟炉顶和皮带上料,布料旋转溜槽可实现多种方式布料。
年产量480万吨炼钢生铁和70万吨铸造生铁的高炉炼铁车间设计毕业论文目录绪论 (1)1 高炉冶炼综合计算 (2)1.1 概述 (2)1.2 配料计算 (2)1.2.1 原燃料条件 (2)1.2.2 计算矿石需要量G矿 (4)1.2.3 计算熔剂需要量G熔 (5)1.2.4 炉渣成分的计算 (6)1.2.5 校核生铁成分 (8)1.3 物料平衡计算 (9)1.3.1 风量计算 (9)1.3.2 炉顶煤气成分及数量的计算 (11)1.3.3 编制物料平衡表 (14)1.4 热平衡计算 (15)1.4.1 热量收入q收 (15)1.4.2 热量支出q支 (17)1.4.3 热平衡表 (21)2 高炉本体设计 (23)2.1 高炉炉型 (23)2.2 炉型设计与计算 (23)2.3 高炉炉衬设计 (27)2.3.1 高炉对耐火材料的要求 (27)2.3.2 高炉炉衬的设计与砌筑 (28)2.4 高炉冷却设备 (29)2.4.1 冷却设备的作用 (29)2.4.2 冷却介质及水的软化 (30)2.4.3 冷却方式 (30)2.4.4 高炉冷却系统 (31)2.5 高炉送风管路 (32)2.5.1 热风围管 (33)2.5.2 送风支管 (33)2.5.3 直吹管 (33)2.5.4 风口装置 (34)2.6 高炉钢结构 (34)2.6.1 高炉本体钢结构 (35)2.6.2 炉壳 (35)2.6.3 炉体框架 (36)2.6.4 炉缸炉身支柱和炉腰支圈以及支柱坐圈 (36)2.7 高炉基础 (37)2.7.1 高炉基础的负荷 (37)2.7.2 对高炉基础的要求 (38)3 高炉炼铁车间供料系统 (39)3.1 车间的运转 (39)3.2 贮矿槽和贮焦槽及槽下运输筛分称量 (40)3.2.1 贮矿槽与贮焦槽 (40)3.2.2 槽下运输称量 (41)3.3 上料设备 (41)4 炉顶装料设备 (42)4.1 无钟式炉顶装料设备 (42)4.1.1 串罐式无钟炉顶装料设备 (42)4.1.2 无钟式炉顶的布料方式 (43)4.2 探料装置 (44)5 送风系统 (45)5.1 高炉用鼓风机 (45)5.1.1 高炉冶炼对鼓风机的要求 (45)5.1.2 高炉鼓风机的工作原理和特性 (46)5.1.3 高炉鼓风机的选择 (47)5.2 热风炉 (48)5.2.1 外燃式热风炉 (48)5.2.2 外燃式热风炉的特点 (49)6 高炉喷吹煤粉系统 (50)6.1 煤粉的制备设备 (50)6.2 高炉喷煤系统 (50)6.2.1 单管路串罐喷吹系统 (50)6.2.2 喷吹罐组有效容积的确定 (51)6.3 煤粉喷吹的安全措施 (53)6.3.1 制粉系统的安全措施 (53)6.3.2 喷吹系统的安全措施 (53)7 炉煤气处理系统 (54)7.1 煤气管道 (54)7.2 粗除尘装置 (54)7.2.1 重力除尘器除尘原理 (54)7.3 精细除尘装置 (54)8 渣铁处理系统 (56)8.1 风口平台及出铁场设计 (56)8.1.1 风口平台及出铁场 (56)8.1.2 渣铁沟和撇渣器 (57)8.1.3 摆动流嘴 (57)8.2 炉前主要设备 (58)8.2.1 开铁口机 (58)8.2.2 堵铁口泥炮 (58)8.2.3 炉前吊车 (58)8.3 铁水处理 (58)8.3.1 鱼雷罐车 (59)8.3.2 铸铁机 (59)8.4 炉渣处理设备 (59)8.4.1 拉萨法水淬渣 (59)8.4.2 干渣生产 (59)9 能源回收利用 (61)9.1 高炉炉顶余压发电 (61)9.2 热风炉烟道废气余热回收 (61)参考文献 (62)专题研究 (63)外文翻译 (77)附录 (91)致谢.............................................................................................. 错误!未定义书签。
2580m高炉毕业设计方案摘要本文针对炼钢高炉的设计及操作问题,提出了一种新型的高炉设计方案,该高炉的高度为2580m,可满足现代工业对于大产量、高效率的需求。
该设计方案有利于提高钢铁行业的生产效率和降低成本,同时也具有一定的环保优势。
本文就该高炉的整体结构、燃烧系统、废气处理等主要问题进行了详细的研究及探讨。
关键词:高炉、设计方案、燃烧系统、环保概述高炉是炼钢采用的主要设备之一,其主要作用是通过高温下的还原反应使矿石中的铁氧化物还原成金属铁,同时去除其中的杂质,从而获得较为纯净的钢铁。
现代工业对于钢铁的产量和品质要求越来越高,因此需要一种新型的高炉设计,以满足这些要求。
该设计方案将高炉的高度增加至2580m,以达到更高的生产效率和更低的成本。
一、高炉设计该高炉的整体结构采用了较为先进的不锈钢材料,以保证高炉的稳定性和耐用性。
高炉的总高度为2580m,直径为30m,容积为1.3万立方米。
高炉底部为圆形的锅炉炉室,其上方为上部炉身,最后是顶部炉喉和罩壳。
高炉的整体设计符合国际环保标准,能够有效地降低废气排放量。
二、燃烧系统该高炉采用了较为先进的燃烧系统,其中主要包括喷嘴和燃料供应系统等部分。
喷嘴采用了新型的旋转喷雾技术,以确保燃料的均匀分布;燃料供应系统采用了液态环保燃料,可有效地降低废气的排放量。
该燃烧系统能够从根本上解决传统高炉设计中存在的燃烧不充分和排放量过大等问题。
三、废气处理该高炉的废气处理系统采用了多级净化技术,可将排放的废气中的二氧化碳、硫化氢等有害物质有效地清除。
此外,该系统还采用了高效的氮氧化物治理技术,以确保排放的废气不会对环境造成危害。
该废气处理系统的设计既能够满足高炉燃烧排放的要求,又能够有效地保护环境。
结论2580m高炉是一种新型的高炉设计方案,旨在提高钢铁行业的生产效率和降低成本,同时也具有一定的环保优势。
该设计方案采用了先进的不锈钢材料、新型的喷嘴和燃料供应系统,以及多级净化技术,能够有效地降低废气排放量,保护环境。
2.1 转炉计算2.1.1 炉型设计1)原始条件炉子平均出钢量为60t ,钢水收得率取92%,最大废钢比取10%,采用废钢矿石法冷却;铁水采用P08低磷生铁[w(Si )≤0.85% , w(P)≤0.2% , w(S)≤0.05%]; 氧枪采用四孔拉瓦尔型喷头,设计氧压为1.0MPa 。
2)炉型选择:根据原始条件采用锥球型炉型作为本设计炉型3)炉容比:取V/T =0.954)熔池尺寸的计算(1) 熔池直径的计算熔池直径的计算公式:D K = D -熔池直径,m ;G -新炉金属装入量,T ;t -吹氧时间,min ;K -比例系数。
A 、确定初期金属装入量G 初:取 B =15%, 则G 初=212T Bη⨯+ 21201215%0.92121.3t⨯=⨯+=V 金3121.317.86.8G m ρ===初金 B 、确定吹氧时间: 根据生产实践, 吨钢耗氧量, 一般低磷铁水约为50~57m 3/t 钢,高磷铁水约为62~69 m 3/t 钢,本设计采用低磷铁水,取吨钢耗氧量为57m 3/t 钢,并取吹氧时间为14min 。
则3573.56/(m in)16m t ===⋅吨钢耗氧量供氧强度吹氧量 取K=1.75, 则1.75 4.818D m=⨯=(2)熔池深度计算截锥型熔池深度的计算公式为:2 1.3360.571V h m D ==金确定D=4.818m ,h=1.336m 。
5)炉帽尺寸的确定(1) 炉口直径d 0:d 0=0.456D =0.456×4.818=2.197m(2) 炉帽倾角θ:取θ=64°(3) 炉帽高度H 帽:011()tan 4.818 2.197tan64222.687H D d mθ=-⨯-=0帽=()取H 口=400mm ,则整个炉帽高度为:H 帽=H 口+H 膛=0.4+2.687=3.087m在炉口处设置分块水箱式水冷炉口。
炉帽部分容积为:220002231242.687 4.818 2.197 4.818 2.197 2.1970.412428.673H H D D d d d H mππππ=++=⨯⨯+⨯++⨯⨯=口帽膛()() 6)炉身尺寸确定(1) 炉膛直径D 膛=D (无加厚段)。
备战铁矿采矿课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解铁矿采矿的基本知识,掌握铁矿采矿的基本技能,培养铁矿采矿的安全意识和环保意识。
具体目标如下:1.知识目标:a.了解铁矿的分布、开采方式及其对经济的影响;b.掌握铁矿采矿的基本流程和安全措施;c.了解铁矿采矿中的环保问题和解决方法。
2.技能目标:a.能够使用相关设备进行铁矿采矿;b.能够根据地质条件制定合理的采矿计划;c.能够进行基本的铁矿石质量检测。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生对铁矿采矿行业的热爱和敬业精神;b.培养学生对生产安全的重视;c.培养学生对环境保护的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括铁矿采矿的基本知识、采矿流程、安全措施和环保问题。
具体安排如下:1.铁矿采矿的基本知识:介绍铁矿的分布、开采方式及其对经济的影响;2.铁矿采矿的基本流程:讲解采矿计划制定、矿山开拓、采矿方法及其选择;3.铁矿采矿的安全措施:介绍矿山安全管理制度、安全设备及其使用、事故预防及处理;4.铁矿采矿的环保问题:探讨矿山废水、废气处理、噪声控制及生态修复。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:用于讲解铁矿采矿的基本知识和理论;2.讨论法:用于探讨铁矿采矿中的实际问题和解决方案;3.案例分析法:分析铁矿采矿的成功案例和事故案例,以提高学生的实践能力;4.实验法:让学生亲自操作设备,进行铁矿石质量检测等实验。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的铁矿采矿教材;2.参考书:提供相关的铁矿采矿参考书籍;3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,以直观展示铁矿采矿的实际情况;4.实验设备:准备铁矿石质量检测等实验所需的设备。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等,以全面反映学生的学习成果。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)J I A N G S U U N I V E R S I T Y本科课程设计铁合金矿热炉设计及冶金计算学院名称:京江学院专业班级:J冶金1101班学生姓名:周纪雪指导教师姓名:黄海芳指导教师职称:副教授2014年12月29日课程设计任务书题目:铁合金矿热炉设计及冶金计算学院:京江学院专业:冶金工程班级:11011.设计目的:达成我校冶金工程专业本科生毕业要求和培养目标,培养学生正确的设计思想,理论联系实际的工作作风,严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神;加深学生对冶金课程基础知识和基本理论的理解和掌握,培养学生综合运用所学知识与生产实践经验,独立分析和解决工程技术问题的能力;培养学生在理论计算、工程绘图、结构设计、运用标准和规范、查阅设计手册与资料以及应用计算机等方面的能力。
2.设计内容和要求:计算并给出适合下表相应条件FeSi75Al2.0-A产量的矿热电炉的主要参数。
课程设计所需其它数据例如原料成分,自行合理选取,并适当验证以保证产品符合现行标准。
要求在本课程设计中,体现人文社会科学素养、社会责任感和工程职业道德,体现运用从事工程工作所需的相关数学、自然科学以及经济和管理知识的能力,体现运用工程基础知识和本专业的基本理论知识解决问题的能力,体现系统的工程实践学习经历;还要体现了解本专业的前沿发展现状和趋势并具备设计实验的能力,能对结果校核分析;要求设计过程中掌握文献检索、资料查询及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法,能够考虑经济、环境、法律、安全、健康、伦理等制约因素,了解与本专业相关的职业和行业的生产、设计、研究与开发、环境保护和可持续发展等方面的方针、政策和法律、法规,能正确认识工程对于客观世界和社会的影响,树立终身学习观念,不断学习,发展提高。
3.主要参考文献:《钢铁工业“十二五”发展规划》及现行“淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录”、相关标准、《冶金设备课程设计》、《冶金工程专业课程设计指导书》、《硅系铁合金生产技术》等设计参考书目及其它设计参考资料。
4.设计成果形式及要求:完成设计报告(包括课程设计计算说明书论文和必要的图纸),通过答辩。
说明书(或论文)结构及格式参照学院毕业设计(论文)撰写规范,要求包括:(1)封面(包括:江苏大学冶金课程设计报告、题目、学院、专业、班级、学号、指导教师及完成时间等)(2)任务书(填写完整)(3)摘要及关键词(4)目录:目录要层次清晰,要给出标题及页次,目录的最后一项是“参考文献”。
(5)正文:正文应按目录中编排的章节依次撰写,要求计算正确,论述清楚,文字简练通顺,插图清晰,书写整洁。
文中图、表及公式应规范地绘制和书写。
(6)参考文献(资料)5.工作计划及进度:计划三周完成。
要求收齐《冶金课程设计报告》并及时交到材料楼三系办公室(二楼冶金系),通过答辩。
工作形式:集中辅导+学生自由安排作业+现场及网络检查辅导+统一讲评考核。
6.成绩组成及考核要求:成绩综合评定:平时成绩15%+书面成果70%+答辩成绩15%7.条件:年产12kt;硅石平均品位99.0%;设计所需其它数据,自行合理选取并适当验证。
指导教师:黄海芳系主任:吴晓东铁合金矿热炉设计及冶金计算工艺设计专业班级:J冶金1101 学生姓名:周纪雪指导教师:黄海芳职称:副教授摘要:在冶金上常用的铁合金种类有:硅铁、锰铁等,而硅铁就是铁和硅组成的铁合金。
硅铁是以焦炭、钢屑、硅石为主要原料,用电炉冶炼制成的铁硅合金。
矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。
它主要用于还原冶炼矿石,碳质还原剂及溶剂等原料。
本文根据相关要求进行年产1万吨硅铁合金矿热炉的设计以及冶炼过程中的物料平衡和热平衡的计算。
根据已知条件,选定操作技术条件,选择合适的工艺流程和主辅设备。
关键词:铁合金,工艺设计,矿热炉,物料平衡,热平衡目录课程设计任务书 (I)第一章年产10ktFeSi75AL2.0矿热炉设计 (1)1.1炉型变压器选择 (1)1.2矿热炉设计 (1)1.3技术指标 (7)第二章配料计算 (8)2.1计算条件 (8)2.2参数计算和还原剂的计算 (9)2.3炉料的计算 (9)2.4合金成分计算 (11)2.5炉渣的成分及数量的计算 (12)第三章物料平衡的计算 (14)3.1焦炭及电极糊中的碳在炉口处被燃烧所需的空气量的计算 (14)3.2生成的一氧化碳气体量 (14)3.3借电极糊的灰分中的氧化物将碳氧化时,生成一氧化碳 (14)3.4焦炭和电极糊所含挥发物量 (14)3.5冶炼过程中的物料平衡 (15)第四章热平衡计算 (16)4.1热量收入 (16)4.2热量支出 (17)4.3冶炼75硅热平衡表 (21)结语 (22)致谢 (23)参考文献 (24)第一章年产10ktFeSi75Al2.0矿热炉设计1.1炉型变压器选择根据《钢铁工业“十二五”发展规划》及现行“淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录得知变压器容量低于6300 KVA的工艺装备是被淘汰的,查阅铁合节能及精炼技术),取单位电耗为8500kwht功率因数cosф:0.85-0.88 取0.8设每天的产量为30t硅铁,每月生产30天,每年生产12个月。
年产量为10kt:S=GAK1K2K324cosα=11870.25(KVA)式中:cosα为功率因素取0.8A 为产品单位电耗(kWht)8500【9】K1为实际工作时变压器的利用系数0.98K2为实际工作时间与日历时间之比0.96K3为供电线路上实际供给的平均电压与额定电压之比,一般取0.95G为要求的电炉日产水平(td)30t1.2矿热炉设计1.2.1矿热炉电气参数的确定在工业硅冶炼过程中矿热炉的状态与电气参数的变化密切相关,控制最佳的供电制度对保证取得好的经济技术指标十分重要。
一般而言,在功率一定情况下提高矿热炉的二次电压,电流就可以降下来,这有利于提高线路功率因数和减少电损失,但是过分提高矿热炉电压,电极就不能深插,炉膛料面就会过热,热损失增加,硅回收率降低,因此每台电炉都有其适宜的二次电压值。
在设计电炉时往往利用米古林斯基公式来确定矿热炉正常工作时的二次电压U2=KP13式中:K为电压系数,取6.0~7.5;P是变压器额定功率,kVA。
二次电流=P (U2)=46305.1A。
1.2.2 矿热炉结构设计正确设计矿热炉的结构是保障矿热炉工作性能的先决条件,是设计工作者面临的最大困难。
如图a为矿热炉主体设备示意图。
好的矿热炉结构设计不仅有利于炉子保障高产、优质、低能耗、少故障的生产,而且有利于节约筑炉成本、方便其它设备布置、保证操作顺畅。
图a 矿热炉主体设备示意图1-高压母线;2-油开关;3-电炉变压器;4-高压线圈;5-低压线圈;6-铁芯;7-铜排;8-软电缆;9-导电铜管;10-铜瓦;11-电极;12-炉衬;13-熔池1.2.2.1电极直径的选取在确定矿热炉其它结构尺寸之前,必须先确定电极直径,它决定着矿热炉其它结构尺寸的大小。
电极直径有许多计算方法,一般根据电极电流和电极电流密度确定式中:I2为电极电流,A;δ为电极电流密度5.5~6.1Acm2,取5.9计算。
根据国内厂家生产炭素电极的标准,取电极直径为1050 mm。
1.2.2.2极心圆直径计算极心圆直径是一个对冶炼过程有很大影响的设备结构参数,电极极心圆直径选得适当(图1a),三根电极电弧作用区域部分刚好相交于炉心,各电极反应区既相互相连又重叠部分最小,在这种情况下,炉内热量分配合理,坩埚熔池最大,吃料均匀,炉况稳定,炉况也易于调节。
如果设计不当,热量不是过分集中(图1b)就是热量分散(图1c),这都会造成炉况调节频繁或根本无法调节的严重错误。
设计中极心圆直径可按下式计算D g=ad=2.3×1050=2415 mm式中: a为极心圆倍数,a=2.2~2.3,这里取2.3计算。
结合矿热炉容量、可调极心圆范围、实际电气参数调节空间这里取极心圆直径为2500 mm。
1.2.2.3硅铁及硅铁合金炉炉膛结构炉膛内径计算:在选择炉膛内径时,要保证电流流过电极-炉料-炉壁时所受的阻力大于经过电极-炉料-电极或炉底时所受的阻力。
否则,炉膛内径选择尺寸过大,矿热炉表面散热面积大,还原剂烧损严重,出料口温度低,出硅困难,炉况会恶化;炉膛内径选择过小,电极-炉料-炉壁回路上通过的电流增加,反应区偏向炉壁,将使炉内热量分散,炉心反应区温度低,炉壁腐蚀严重,炉况也会恶化。
炉膛内径可按下面经验公式计算D n=rd =5.8×1050=6090 mm式中:r为炉膛内径倍数,r=5.8~6.0,这里取5.8。
炉膛内径这次设计中取为6200 mm。
1.2.2.4炉膛深度计算在选择炉膛深度时,要保证电极端部与炉底之间有一定的距离、电极有效插入的深度和料层有一定的厚度。
炉膛深度若过深,电极与炉底距离远,电极不能深插,高温区上移,炉底温度低,炉底SiC 会沉积,炉底上抬,堵塞出硅口,炉况变差;炉膛深度若太浅,料层厚度将很薄,炉口温度升高,硅挥发损失增加,容易露弧操作,能耗增大。
合适的炉膛深度可按下面经验公式计算式中:为炉膛深度倍数,β=2.5~2.8,这里取2.5。
炉膛深度这次设计中取为2700 mm。
图b 硅铁及硅铁合金炉炉膛结构示意图1-预热区;2-烧结区;3-还原区;4-电弧区;5-熔池区;6-假炉底;7-死料区;8-电极;9-炉衬;10-出铁口1.2.2.5炉衬与炉底的结构、尺寸及材料选择一般而言,炉衬、炉底结构包含了工作层、保温层、隔热层、绝热层、钢板层5个主要层次,但是每个层次的具体尺寸却是很有技术含量的,因为这涉及到筑炉成本、炉子性能、炉子寿命等许多经济因素。
炉衬厚度过厚,引起筑炉成本上升,占地面积扩大,炉衬表面积增加,散热面积也增大;炉衬厚度过薄,抑或炉衬强度不够,抑或无法保温。
炉底厚度亦是如此。
国内外对炉衬、炉底散热强度计算表明,保持炉衬与炉底热损失为2%~4%是在合理的范围内,或者保持炉衬表面温度在70~120℃是允许的,因此按照这个条件以及结合所选择材料的使用温度,根据传热学知识可确定炉衬与炉底工作层、保温层、隔热层、绝热层的厚度,钢板层的厚度根据强度需要而定。
我们在这次设计中,工作层都使用自焙碳砖、保温层选用新型隔热耐火粘土砖(热导率<0.44 W(m·K)、隔热层使用粒度为3~8 mm 的细硅石与矿渣混合物、绝热层使用石棉纤维板、钢板层选用14mm 厚的普通钢(炉底钢板厚18 mm)。
1.2.2.6出料口位置、结构、尺寸与材料选择出料口是矿热炉上非常重要的一个部位,它的位置、结构形状、尺寸、材料选择都是需要仔细斟酌的。