《冶金工廠設(shè)計》期末考試復(fù)習(xí)整理青海大學(xué)版

1、-.緒論.工程設(shè)計：是一門應(yīng)用科學(xué)，它是以科學(xué)原理為指導(dǎo)，以生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗為指依據(jù)，采用設(shè)計圖 紙和文字為表達方式，為實現(xiàn)某項工程而編制的一種文獻資料。冶金工廠設(shè)計是屬于生產(chǎn)原材料的工程設(shè)計。.冶金工廠設(shè)計的目的 是根據(jù)原料的特點依據(jù)生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗、設(shè)計合理的工藝流程，選擇合適的工藝設(shè)備并進行合理配置，設(shè)計適宜的廠房結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)施，確定合適的勞動組織及勞動定員，確保 建成的冶金生產(chǎn)設(shè)備安全可靠，生產(chǎn)過程正常進行。.冶金工廠設(shè)計原則：1遵守和國家的法律、法規(guī)、執(zhí)行行業(yè)涉及有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、過犯和規(guī)定。2.設(shè)計中應(yīng)對主要工藝流程進行多方案比較，以采用最佳方案。 3.設(shè)計中應(yīng)采用國內(nèi)外成熟的技術(shù)。

2、 4.對節(jié)約能 源、節(jié)約用水和節(jié)約用地給予充分重視。 5.設(shè)計中必須充分注意有價元素的回收的設(shè)計。 6.設(shè)計中必須 注意生態(tài)環(huán)境保護，必須有“三廢”治理措施盡量變廢為寶。7.冶金生產(chǎn)作業(yè)大多在高溫、高壓、有毒、 腐蝕等環(huán)境下進行，必須注意安全防護措施的設(shè)計，并盡量提高機械化、自動化和計算機控制的水平。.應(yīng)充分利用建廠地區(qū)的自然經(jīng)濟條件盡量與當(dāng)?shù)仄渌髽I(yè)協(xié)作，共同投資解決某些公共設(shè)施問題。.設(shè)計程序三階段：1.前期工作（項目建議、廠址選擇，可行性研究報告）2.設(shè)計工作（初步設(shè)計、報審初步設(shè)計、施工圖設(shè)計）3.項目實施（建設(shè)實施、竣工試車、試生產(chǎn)、驗收及后評估）。之間需報批 報告。.設(shè)計的主要內(nèi)容

3、：1.項目建議書。2.可行性研究和設(shè)計任務(wù)書。3.環(huán)境影響報告書。4.初步設(shè)計。5.施工圖設(shè)計。6.現(xiàn)場施工和試車投產(chǎn)。.項目建議書：是建設(shè)單位向國家提出申請建設(shè)某一具體夏木的建議。內(nèi)容：1.項目名稱和主要內(nèi)容；2.申請項目的依據(jù)和主要理由；3.承辦單位的基本情況；4.產(chǎn)品方案，擬建規(guī)模，建設(shè)地點的初步設(shè)想；5.資源情況建設(shè)條件及外部協(xié)作關(guān)系；6投資估算和資金籌措設(shè)想；7.建設(shè)項目的初步進度安排；8.經(jīng)濟效益和社會效益初步設(shè)想。.可行性研究和設(shè)計任務(wù)書 ：是對擬建項目在技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境的方面是否可行進行分析、論證和評 價。內(nèi)容：1.總論，包括項目提出的背景和依據(jù)以及建設(shè)項目的基本情況、必要性和

4、意義。2.市場需求預(yù)測和擬建規(guī)模。3.資源原材料、燃料以及公用設(shè)施情況；4.建廠條件建廠條件及廠址方案的比較；5.設(shè)計方案，主要包括生產(chǎn)方法和技術(shù)來源、工藝流程的選擇和設(shè)備的比較、全場布置方案、公用輔助設(shè) 施和場內(nèi)外交通運軍方式的選擇；6.環(huán)境保護和三廢治理方案；7勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生；8.節(jié)能措施與綜合利用方案；9.企業(yè)組織勞動定員及人員培訓(xùn)計劃；10.實施進度方案；11.投資概算和資金籌措；12.主要經(jīng)濟指標(biāo)、經(jīng)濟效益和社會效益分析；13.附圖，包括工廠總平面圖，工藝流程圖和必要的車間配置圖。.新建冶金工廠設(shè)計是以冶金工藝專業(yè)為主體，其他有關(guān)專業(yè)（設(shè)備、土建、動力和儀表、水道及采暖 通風(fēng)、機

5、修、總圖運輸、技術(shù)經(jīng)濟等）相輔助的整體設(shè)計。.初步設(shè)計說明書內(nèi)容：1.緒論。2.工藝流程和指標(biāo)。3.冶金計算.4.主要設(shè)備的設(shè)計和計算。 5.車間設(shè) 備配置。6.技術(shù)檢查、自動化檢測與控制及主要輔助設(shè)施。7.設(shè)計中主要存在的護腰問題和解決問題的建議及其他需要特別說明的問題。8附表。9.附圖。目的：說明設(shè)計的依據(jù)、規(guī)模和服務(wù)年限、原料的來源、 數(shù)量質(zhì)量、特性及供應(yīng)條件，產(chǎn)品的品種及數(shù)量；廠址及特點，運輸，供水，供電及三廢治理。采用 的工藝流程及自動控制水平建設(shè)順序及擴建意見，主要經(jīng)濟指標(biāo)意見。.冶金計算的目的：1.確定生產(chǎn)過程中各工序的物料處理量，中間產(chǎn)物和最后產(chǎn)物的組成和數(shù)量，廢 水、廢渣、廢

6、棄的排放量，各種輔料、燃料、水、電的消耗。2.從量的方面來研究各工序之間的相互關(guān)系是整個過程中各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)一致。3.為生產(chǎn)過程中設(shè)備的選型、確定尺寸和臺數(shù)提供依據(jù)。內(nèi)容：1.物料的合理成分計算；2.配料計算；3 生產(chǎn)過程中有價成分平衡計算；4 生產(chǎn)過程中的物料平衡計算；5 生產(chǎn)過程中的熱平衡計算；6電解過程中的槽電壓平衡計算。.冶金主體設(shè)備的設(shè)計：主要內(nèi)容：1.設(shè)備的尺寸和結(jié)構(gòu)分析。2.主要尺寸的計算與確定。3.相關(guān)設(shè)備的配備。4.主要結(jié)構(gòu)材料的選擇與數(shù)量計算。5.對外部條件的要求等。二：工藝流程的選擇與設(shè)計.工藝流程是金屬礦物原料經(jīng)過加工獲得產(chǎn)品的整個過程。.工藝流程選擇的基本原則：1.可靠高

7、效、低耗能是確定工藝流程的基本原則。2.工藝流程對原料、產(chǎn)品有較強的適應(yīng)性。3.冶金工藝流程應(yīng)杜絕造成公害，進行三廢治理，回收有價元素環(huán)保符合國家要求。4.工藝流程將可能的采用先進的技術(shù)，提高設(shè)備利用率和勞動生產(chǎn)效率。5.投資省。建設(shè)快，占地少，見效快利潤高，社會效益和經(jīng)濟效益大。.影響工藝流程的主要因素：1.礦料性質(zhì)和特點。2.產(chǎn)品方案和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。3.均衡生產(chǎn)。4.節(jié)約能 源和資源。5.加工對象。6.基建投資費用和經(jīng)營管理費用。7.環(huán)境效應(yīng)。8.產(chǎn)品的市場對銷。9.環(huán)境保護 和綜合利用。.工藝流程設(shè)計方案的類型：1.總體方案：涉及基本性和全局性的問題，如冶金工廠是否興建企業(yè)規(guī)劃和發(fā)展方向

8、、企業(yè)的專業(yè)化協(xié)作以及冶煉方法的確定、廠址選擇、產(chǎn)品品種及產(chǎn)量確定等。2.局部方案：他是在初步設(shè)計中對某些局部問題所提出的不同設(shè)計方案，如工藝流程方案、設(shè)備方案、設(shè)備配 置方案等。.工藝流程圖：工藝流程是從原料到產(chǎn)品的整個過程，用圖形形式表達之即為工藝流程圖。三：廠址選擇和總平面布置.廠址選擇的一般原則及要求：1.要根據(jù)上級機關(guān)或主管部門下達的文件中所確定的企業(yè)規(guī)模，產(chǎn)品方案以及遠景發(fā)展等有關(guān)規(guī)定， 進行廠址選擇工作。2.廠址選擇應(yīng)按上級機關(guān)或主管部門批準(zhǔn)的規(guī)則，在指定的行政區(qū)域內(nèi)進行， 并與當(dāng)?shù)氐貐^(qū)的規(guī)劃協(xié)調(diào)一致。3.要貫徹執(zhí)行工業(yè)布局大分散小集中，多搞小城鎮(zhèn)的原則，按照工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié)合，

9、有利生產(chǎn)方便生活的原則進行廠址選擇和居民區(qū)規(guī)劃。4.要從全局出發(fā)，正確處理工業(yè)與農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)與生態(tài)，生產(chǎn)與生活、近期與遠期、內(nèi)部與外部、場地與 場地等多方面的關(guān)系；5.礦山企業(yè)要盡可能在資源附近選擇廠址，冶煉加工的廠址也應(yīng)注意靠近原料、 燃料、輔助材料產(chǎn)地以及電源。.廠址選擇的總目標(biāo)：投資省、經(jīng)營費用低、建設(shè)時間短、管理方便等。.生產(chǎn)線路的總平面布置：1.縱向生產(chǎn)線路布置。2.橫向生產(chǎn)線路布置。3.混合式生產(chǎn)線路布置。.廠區(qū)總平面布置 ：街區(qū)式、臺階-區(qū)帶式、成片式、自由式。.廠區(qū)的豎向布置 ：平坡式、臺階式、混合式。四：車間配置和管道設(shè)計.冶金工廠建筑設(shè)計主要任務(wù) ：正確處理廠房的平面、剖面、

10、立面；恰當(dāng)選擇建筑材料，合理確定承 重結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)和構(gòu)造做法；設(shè)計中要協(xié)調(diào)工藝、土建、設(shè)備、施工、安裝各工種共同完成廠房的 修建工作。.冶金工廠建筑涉及主要要求 ：1.滿足生產(chǎn)工藝要求。2.滿足建筑技術(shù)經(jīng)濟要求。3.符合衛(wèi)生及安全標(biāo) 準(zhǔn)。4.與總平面與環(huán)境協(xié)調(diào)。.冶金廠房建筑的分類：單層、多層、高層。他們在工藝布置、平面設(shè)計、剖面設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)及采光,通風(fēng)等各方面各有特點。冶金企業(yè)大多單層。.車間配置設(shè)計的目的和內(nèi)容 ：目的是對廠房的設(shè)備和設(shè)備的排列做出合理的布局。內(nèi)容：1.確定車間廠房面積。2.廠房的整體配置和廠房平面、立面的輪廓設(shè)計。3.各種設(shè)備、管道、運輸設(shè)施及用房配置。.車間配置設(shè)計

11、的一般原則和要求 ：1.必須滿足生產(chǎn)工藝的要求，保證生產(chǎn)過程正常進行；要符合建筑 規(guī)范，節(jié)省基建投資，留有發(fā)展余地。2.按工藝流程順序，把每個工藝流程所需設(shè)備布置在一起，保證工藝流程在水平和垂直方向的連續(xù)性；操作中有聯(lián)系的設(shè)備和工藝上要求靠近的設(shè)備應(yīng)盡可能配置在 一起以便集中管理，統(tǒng)一操作；相同和相似的設(shè)備也應(yīng)集中管理，以便相互調(diào)換使用。3.充分利用位能盡量做到物料自流。4.為設(shè)備操作、安裝、檢修創(chuàng)造條件。5.合理處理車間的通風(fēng)采光問題。6.對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣、必須有處理設(shè)備并使之達到排放標(biāo)準(zhǔn)。7.特別注意勞動安全和工業(yè)衛(wèi)生條件。8.力求車間內(nèi)部運輸線合理。.車間配置圖繪制的基本

12、要求：要求表示出設(shè)備的整體布置，包括設(shè)備與有關(guān)工藝設(shè)施的位置和相互關(guān)系，設(shè)備與建筑物的關(guān)系、操作與檢修位置、廠房內(nèi)的通道、物料堆放場地以及必要的生活和輔助 設(shè)施。.管道設(shè)計的分類：按材質(zhì)：金屬和非金屬管道。按介質(zhì)： 液管、氣管、漿料罐、煙氣管。按承載壓力： 常壓管、高低壓管。.管道設(shè)計的內(nèi)容：1.管道急流槽的流體力學(xué)計算。2.管徑、管壁厚度的確定。3.流槽斷面和坡度的確 定。4.管材、管件的選擇。5.閥門及附件的選擇。6.管架的設(shè)計。7.管道保溫措施的設(shè)計。8.管道防腐及 標(biāo)識。9.管道配置設(shè)計。10.管道圖的繪制。.煙氣管道的分類：鋼板管道、磚煙道、混凝土煙道、磚 -混凝土煙道。五：煉鐵廠工

13、藝設(shè)計.鋼鐵聯(lián)合企業(yè)主要有煉鐵廠，兩鋼廠和軋鋼廠組成。.高爐本體是冶煉生鐵的主要設(shè)備， 是由耐火材料砌筑的舒適圓筒形爐體，主要包括爐基、爐襯、冷卻設(shè)備、爐殼、支柱及爐頂框架等。.高爐煉鐵工藝包括高爐本體、原料供應(yīng)及上料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、噴吹燃料系統(tǒng)、煤氣除塵系統(tǒng)、渣鐵 處理系統(tǒng)。.煉鐵廠工藝設(shè)計的基本原則：1.客觀性。2.經(jīng)濟性。3.平均先進性。4.綜合匹配性。5.安全可靠及符合 美學(xué)和環(huán)保要求。6.單爐的規(guī)模性及定型化。7.發(fā)展性。8.工藝設(shè)計應(yīng)以精料為基礎(chǔ)，采用噴煤、高風(fēng) 溫、高壓、富氧、低硅冶煉等冶煉技術(shù)；遵循高效、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽、環(huán)保。5.高爐爐容計算：煉鐵廠高爐總?cè)莘e(m3)生產(chǎn)年產(chǎn)

14、量年工作日M高爐有效容積利用系數(shù)單座高爐容積3、煉鐵廠高爐總?cè)莘em )=煉鐵廠高爐座數(shù).高爐平面布置最常見的形式 ：一列式、并列式、島式、半島式。.煉鐵廠的主要運輸方式：1.有軌運輸：運輸量大，速度快，不受氣候條件影響，連續(xù)性強，適于運輸 量大，高溫及沉重的貨物。2.無軌運輸：汽車拖車等。3.水路運輸：運輸量大，費用低、設(shè)備少、維修 簡單。4.特種運輸：傳送帶運輸、管道及水力運輸、索道及繩索牽引運輸。.、高爐冶金計算：P85?.高爐內(nèi)形設(shè)計依據(jù)是單座高爐的生鐵產(chǎn)量，有生鐵產(chǎn)量確定高爐有效容積，在以有效容積為基礎(chǔ)計算 其他尺寸。設(shè)計方法：比較法，計算法。.高爐內(nèi)襯材料作用：構(gòu)成高爐空間，減少熱損

15、失，保護爐殼。分類：1.碳質(zhì)耐火材料。2.陶瓷質(zhì)耐火材料。3.不定型耐火材料。.高爐內(nèi)襯設(shè)計：A：爐缸爐底：1.大塊炭磚砌筑，爐底陶瓷墊。2.熱壓小塊炭磚砌筑，爐底設(shè)陶瓷墊。3.大塊或小塊炭磚砌筑，爐缸和爐底設(shè)陶瓷杯B:爐腹：C:爐腰和爐身下部。D:爐身上部和爐喉。.高爐冷卻方式：有水冷、風(fēng)冷和氣化冷卻。.高爐鋼結(jié)構(gòu)包括：爐殼，爐體框架，爐頂框架，平臺和梯子等。.高爐基礎(chǔ)：是高爐下部的承重結(jié)構(gòu)，其作用是視角高爐全部荷載均勻的傳遞到地基，高爐基礎(chǔ)是由 埋在地下的基座部分和地面上的基墩部分組成。.車間運輸：高爐所需燒結(jié)礦、焦炭、分別有燒結(jié)廠、焦化廠供應(yīng)。球團礦、塊礦、鎰礦、石灰石、 硅石、螢石等有

16、原料廠供應(yīng)。新建的煉鐵廠，運輸設(shè)備均采用膠帶運輸機， 其要求熟料溫度不超過 80 C, 交代的傾角不大于16度，速度不大于2m/s。.煤氣除塵設(shè)備，一般包括粗除塵設(shè)備（60-100半精細除塵設(shè)備（20 m）和精細除塵設(shè)備（BNG父10 A：年產(chǎn)量B:電路作業(yè)天數(shù) G:電爐容量N:車間的 t電爐數(shù)t:冶煉周期。.電路功率的分類：普通功率400kVA?t-1高功率400-700。超高功率700.電爐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：由爐缸及熔化室兩部分組成，熔池是爐缸組成的主要部分。. LF爐：即鋼包精煉爐，是鋼鐵生產(chǎn)中主要的爐外精煉設(shè)備。實際就是電弧爐的一種特殊形式。設(shè)備組成：1.機械設(shè)備（三大機構(gòu)，五個介質(zhì)系統(tǒng)，四

17、個輔助系統(tǒng)，排煙除塵系統(tǒng)）三大機構(gòu)：鋼 包爐體裝飾、電極升降機構(gòu)、爐蓋升降機構(gòu)、高位加料系統(tǒng)。五個介質(zhì)系統(tǒng)：液壓系 統(tǒng)，水冷系統(tǒng)，吹僦系統(tǒng)，氣動系統(tǒng)，潤滑系統(tǒng)。四個輔助系統(tǒng)：鋼包車裝配系統(tǒng)， 電極接長裝置，喂絲系統(tǒng)，測溫取樣系統(tǒng)。.主電路設(shè)備：包括有高壓隔離開關(guān)、高壓斷路器的高壓柜，變壓器及短網(wǎng)。.低壓電控設(shè)備，分為爐體動作控制，電極升降調(diào)節(jié)，過程監(jiān)控，過程優(yōu)化控制，車間管理等設(shè)備。分類方法：1.按加熱方式，分為交流，直流及離子槍加熱爐。.按爐蓋及其移動方式，分為橋架式和第四根立柱式。.按LF爐與初煉爐的布置方式，分為在線布置和離線布置。.按接收鋼包數(shù)量，分為單工位和雙工位。.按LF加熱爐工位

18、的數(shù)量，分為單加熱工位，雙加熱工位，.按LF爐鋼包到位方式分為天車吊運固定式，回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)式，臺車運輸移動式。10.LF爐設(shè)備布置方式：LF爐常受電爐布置，流程匹配及車間工藝布置的影響。分為在線布置、離線布 置、高架式布置、半高架式布置、車載鋼包布置、回轉(zhuǎn)臺載鋼包式布置、單杠包式布置、雙鋼包式布 置、單加熱工位式布置、雙加熱工位式布置。七轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝設(shè)計.轉(zhuǎn)爐梁剛的優(yōu)點：生產(chǎn)率高、建設(shè)費用低、節(jié)省勞動力、不需外加電源、生產(chǎn)成本低、鋼質(zhì)量好、耐 材消耗少、易于連鑄配合。.轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程：鐵水預(yù)處理一大型頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉一一爐外精煉一一連鑄高效緊湊連續(xù)化生產(chǎn).鐵水預(yù)處理的主要任務(wù)是 降低入爐鐵水的

19、硫，磷含量。.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) ：1.鋼鐵料消耗量，指轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)1t鋼水所需的鐵水和廢鋼量。2.廢鋼比， 指轉(zhuǎn)爐梁剛中消耗的廢鋼量占鋼鐵消耗量的比例。3.鋼水收得率：指單位質(zhì)量鋼鐵料所能生產(chǎn)的合格鋼水重量。4.渣量：指生產(chǎn)1t鋼水所產(chǎn)生的合格鋼水質(zhì)量。 5.耗氧量：指生產(chǎn)1t鋼水所需的氧氣體積。.石灰消耗量：生產(chǎn)1t鋼水所消耗的石灰量。7.爐襯侵蝕量：生產(chǎn)1t鋼水小號的爐襯量。8.爐齡：指 轉(zhuǎn)爐從開新爐到停爐換新爐襯的煉鋼總爐數(shù)。9.轉(zhuǎn)錄日歷利用系數(shù)，指一定時期內(nèi)轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)時間占總?cè)諝v時間的百分?jǐn)?shù)。10.轉(zhuǎn)爐日歷利用系數(shù)：指轉(zhuǎn)爐在日歷時間內(nèi)每公稱噸每日生產(chǎn)的合格的鋼產(chǎn)量。11.冶煉周

20、期：平均冶煉一爐鋼所用的時間。12.鐵水消耗量：簡稱鐵耗，生產(chǎn)每噸合格鋼水所消耗的貼水重量。.物料平衡計算與熱平衡計算的目的是比較整個冶煉過程中物料，能量的收入項和支出項，為改進操作工藝制度、確定合理的設(shè)計參數(shù)和提高煉鋼技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)提供某些定量的依據(jù)。熱平衡表：P187。.轉(zhuǎn)爐爐型：是指爐膛的幾何形狀，即用耐火材料砌成的爐襯內(nèi)形。 目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐爐型主要有筒球形， 截錐形。和錐球形三種。.氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的關(guān)鍵設(shè)備，由噴頭、槍身、和槍尾三部分組成。八鋁電解車間工藝設(shè)計.工藝流程圖：P227最后一頁.氧化鋁的分類：砂型、粉型，中間型。.鋁電解槽的技術(shù)條件：電流、槽電壓、槽溫、效應(yīng)系數(shù)、極距、分子化、電解質(zhì)成分、電解質(zhì)水平、 鋁水平。.極距：陽極底面與鋁液鏡面之間的距離稱為極距。.電解質(zhì)分子比：電介質(zhì)中NaF與A1F3的物質(zhì)的量之比稱為電解質(zhì)分子比，簡稱分子比。.技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)：1:電流效率：是指當(dāng)電解槽通