冶金工厂设计期末考试复习整理青海大学版.docx

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1、一. 绪论1. 工程设计：是一门应用科学，它是以科学原理为指导,以生产实践和科学试验为指依据，承受设计图纸和文字为表达方式,为实现某项工程而编制的一种文献资料。冶金工厂设计是属于生产原材料的工程设计。2. 冶金工厂设计的目的是依据原料的特点依据生产实践和科学试验、设计合理的工艺流程，选择适宜的工艺设备并进展合理配置，设计适宜的厂房构造和关心设施，确定适宜的劳动组织及劳动定员，确保建成的冶金生产设备安全牢靠，生产过程正常进展。3. 冶金工厂设计原则:1 遵守和国家的法律、法规、执行行业涉及有关的标准、过犯和规定。2.设计中应对主要工艺流程进展多方案比较，以承受最正确方案。3.设计中应承受国内外成

2、熟的技术。4。对节约能源、节约用水和节约用地赐予充分重视.5。设计中必需充分留意有价元素的回收的设计。6.设计中必需留意生态环境保护,必需有“三废”治理措施尽量变废为宝。7。冶金生产作业大多在高温、高压、有毒、腐蚀等环境下进展,必需留意安全防护措施的设计,并尽量提高机械化、自动化和计算机掌握的水平。8。应充分利用建厂地区的自然经济条件尽量与当地其他企业协作，共同投资解决某些公共设施问题。4. 设计程序三阶段：1.前期工作工程建议、厂址选择，可行性争论报告2.设计工作初步设计、报审初步设计、施工图设计)3。工程实施(建设实施、竣工试车、试生产、验收及后评估。之间需报批报告。5. 设计的主要内容：

3、1.工程建议书.2。可行性争论和设计任务书。3。环境影响报告书。4.初步设计。5.施工图设计。6.现场施工和试车投产.6. 工程建议书：是建设单位向国家提出申请建设某一具体夏木的建议。内容：1。工程名称和主要内容;2. 申请工程的依据和主要理由；3.承办单位的根本状况；4.产品方案，拟建规模，建设地点的初步设想； 5.资源状况建设条件及外部协作关系;6 投资估算和资金筹措设想；7。建设工程的初步进度安排；8.经济效益和社会效益初步设想。7. 可行性争论和设计任务书:是对拟建工程在技术、经济和环境的方面是否可行进展分析、论证和评价。内容：1。总论,包括工程提出的背景和依据以及建设工程的根本状况、

4、必要性和意义。2。市场需求推测和拟建规模.3.资源原材料、燃料以及公用设施状况；4.建厂条件建厂条件及厂址方案的比较；5。设计方案，主要包括生产方法和技术来源、工艺流程的选择和设备的比较、全场布置方案、公用关心设施和场内外交通运输方式的选择；6.环境保护和三废治理方案；7 劳动安全和工业卫生；8。节能措施与综合利用方案;9。企业组织劳动定员及人员培训打算;10。实施进度方案；11。投资概算和资金筹措； 12。主要经济指标、经济效益和社会效益分析；13。附图，包括工厂总平面图，工艺流程图和必要的车间配置图.8. 建冶金工厂设计是以冶金工艺专业为主体，其他有关专业设备、土建、动力和仪表、水道及采暖

5、通风、机修、总图运输、技术经济等相关心的整体设计。9. 初步设计说明书内容:1。绪论。2。工艺流程和指标.3.冶金计算.4.主要设备的设计和计算。5。车间设备配置.6.技术检查、自动化检测与掌握及主要关心设施。7。设计中主要存在的护腰问题和解决问题的建议及其他需要特别说明的问题。8 附表.9。附图。目的： 说明设计的依据、规模和效劳年限、原料的来源、数量质量、特性及供给条件，产品的品种及数量；厂址及特点，运输，供水,供电及三废治理。承受的工艺流程及自动掌握水平建设挨次及扩建意见，主要经济指标意见。10. 冶金计算的目的：1。确定生产过程中各工序的物料处理量，中间产物和最终产物的组成和数量， 废

6、水、废渣、废弃的排放量，各种辅料、燃料、水、电的消耗。2.从量的方面来争论各工序之间的相互关系是整个过程中各环节协调全都。3。为生产过程中设备的选型、确定尺寸和台数供给依据。内容：1。物料的合理成分计算;2.配料计算；3生产过程中有价成分平衡计算；4生产过程中的物料平衡计算;5生产过程中的热平衡计算；6电解过程中的槽电压平衡计算。11. 冶金主体设备的设计：主要内容 :1.设备的尺寸和构造分析。2。主要尺寸的计算与确定。3。相关设备的配备。4.主要构造材料的选择与数量计算。5。对外部条件的要求等.二:工艺流程的选择与设计1. 工艺流程是金属矿物原料经过加工获得产品的整个过程。2. 工艺流程选择

7、的根本原则：1。牢靠高效、低耗能是确定工艺流程的根本原则.2。工艺流程对原料、产品有较强的适应性。3。冶金工艺流程应杜绝造成公害,进展三废治理，回收有价元素环保符合国家要求.4。工艺流程将可能的承受先进的技术，提高设备利用率和劳动生产效率。5。投资省。建设快，占地少，见效快利润高,社会效益和经济效益大。3. 影响工艺流程的主要因素：1。矿料性质和特点。2。产品方案和产品质量指标.3.均衡生产。4.节约能源和资源。5。加工对象。6。基建投资费用和经营治理费用。7.环境效应。8。产品的市场对销。9。环境保护和综合利用。4. 工艺流程设计方案的类型：1.总体方案：涉及根本性和全局性的问题，如冶金工厂

8、是否兴建企业规划和进展方向、企业的专业化协作以及冶炼方法确实定、厂址选择、产品品种及产量确定等.2.局部方案：他是在初步设计中对某些局部问题所提出的不同设计方案，如工艺流程方案、设备方案、设备配置方案等。5. 工艺流程图：工艺流程是从原料到产品的整个过程，用图形形式表达之即为工艺流程图。 三 ：厂址选择和总平面布置1. 厂址选择的一般原则及要求:1。要依据上级机关或主管部门下达的文件中所确定的企业规模，产品方案以及远景进展等有关规定,进展厂址选择工作。2。厂址选择应按上级机关或主管部门批准的规章，在指定的行政区域内进展，并与当地地区的规划协调全都.3.要贯彻执行工业布局大分散小集中，多搞小城镇

9、的原则，依据工农结合，城乡结合，有利生产便利生活的原则进展厂址选择和居民区规划。4。要从全局动身，正确处理工业与农业,生产与生态,生产与生活、近期与远期、内部与外部、场地与场地等多方面的关系；5。矿山企业要尽可能在资源四周选择厂址，冶炼加工的厂址也应留意靠近原料、燃料、关心材料产地以及电源。2. 厂址选择的总目标:投资省、经营费用低、建设时间短、治理便利等。3. 生产线路的总平面布置：1。纵向生产线路布置.2。横向生产线路布置.3.混合式生产线路布置.4. 厂区总平面布置 ：街区式、台阶区带式、成片式、自由式。5. 厂区的竖向布置 ：平坡式、台阶式、混合式。四：车间配置和管道设计1.冶金工厂建

10、筑设计主要任务:正确处理厂房的平面、剖面、立面;恰中选择建筑材料,合理确定承重构造、围护构造和构造做法；设计中要协调工艺、土建、设备、施工、安装各工种共同完成厂房的修建工作。2.冶金工厂建筑涉及主要要求：1.满足生产工艺要求.2。满足建筑技术经济要求。3。符合卫生及安全 标准.4.与总平面与环境协调。3. 冶金厂房建筑的分类：单层、多层、高层。他们在工艺布置、平面设计、剖面设计、建筑构造及采光， 通风等各方面各有特点。冶金企业大多单层。4. 车间配置设计的目的和内容:目的是对厂房的设备和设备的排列做出合理的布局。内容：1.确定车间厂房面积。2.厂房的整体配置和厂房平面、立面的轮廓设计。3.各种

11、设备、管道、运输设施及用房配置。5.车间配置设计的一般原则和要求：1。必需满足生产工艺的要求，保证生产过程正常进展；要符合建筑标准,节约基建投资，留有进展余地。2.按工艺流程挨次,把每个工艺流程所需设备布置在一起，保证工艺流程在水平和垂直方向的连续性；操作中有联系的设备和工艺上要求靠近的设备应尽可能配置在一起以便集中治理，统一操作;一样和相像的设备也应集中治理,以便相互调换使用。3.充分利用位能尽量做到物料自流.4.为设备操作、安装、检修制造条件。5.合理处理车间的通风采光问题.6。对生产过程产生的废气、废水、废渣、必需有处理设备并使之到达排放标准。7.特别留意劳动安全和工业卫生条件。8。力求

12、车间内部运输线合理。6. 车间配置图绘制的根本要求： 要求表示出设备的整体布置，包括设备与有关工艺设施的位置和相互关系，设备与建筑物的关系、操作与检修位置、厂房内的通道、物料堆放场地以及必要的生活和关心设施。7. 管道设计的分类：按材质：金属和非金属管道。按介质：液管、气管、浆料罐、烟气管。按承载压力： 常压管、凹凸压管。8. 管道设计的内容：1.管道急流槽的流体力学计算。2.管径、管壁厚度确实定。3。流槽断面和坡度确实定。4.管材、管件的选择。5。阀门及附件的选择。6。管架的设计。7.管道保温措施的设计。8。管道防腐及标识.9。管道配置设计。10.管道图的绘制。9. 烟气管道的分类:钢板管道

13、、砖烟道、混凝土烟道、砖-混凝土烟道。五：炼铁厂工艺设计1. 钢铁联合企业主要有炼铁厂，两钢厂和轧钢厂组成.2. 高炉本体是冶炼生铁的主要设备，是由耐火材料砌筑的舒适圆筒形炉体，主要包括炉基、炉衬、冷却设备、炉壳、支柱及炉顶框架等。3. 高炉炼铁工艺包括高炉本体、原料供给及上料系统、送风系统、喷吹燃料系统、煤气除尘系统、渣铁处理系统。4. 炼铁厂工艺设计的根本原则:1。客观性.2。经济性。3。平均先进性。4.综合匹配性。5。安全牢靠及符合美学和环保要求。6.单炉的规模性及定型化。7。进展性。8。工艺设计应以精料为根底，承受喷煤、高风温、高压、富氧、低硅冶炼等冶炼技术;遵循高效、优质、低耗、长寿

14、、环保.5. 高炉炉容计算：6. 高炉平面布置最常见的形式：一列式、并列式、岛式、半岛式。7. 炼铁厂的主要运输方式：1.有轨运输：运输量大，速度快，不受气候条件影响，连续性强，适于运输量大，高温及沉重的货物.2。无轨运输:汽车拖车等。3.水路运输:运输量大，费用低、设备少、修理简洁。4。特种运输：传送带运输、管道及水力运输、索道及绳索牵引运输。8. 、高炉冶金计算:P85.9. 高炉内形设计依据是单座高炉的生铁产量，有生铁产量确定高炉有效容积，在以有效容积为根底计算其他尺寸。设计方法：比较法，计算法。10. 高炉内衬材料作用：构成高炉空间,削减热损失,保护炉壳。分类：1.碳质耐火材料。2。陶

15、瓷质耐火材料.3.不定型耐火材料。11. 高炉内衬设计：A：炉缸炉底：1。大块炭砖砌筑，炉底陶瓷垫。2。热压小块炭砖砌筑，炉底设陶瓷垫。3。大块或小块炭砖砌筑，炉缸和炉底设陶瓷杯B：炉腹:C：炉腰和炉身下部。D:炉身上部和炉喉。12. 高炉冷却方式:有水冷、风冷和气化冷却。13. 高炉钢构造包括：炉壳，炉体框架，炉顶框架,平台和梯子等。14. 高炉根底：是高炉下部的承重构造，其作用是视角高炉全部荷载均匀的传递到地基，高炉根底是由埋在地下的基座局部和地面上的基墩局部组成。15. 车间运输：高炉所需烧结矿、焦炭、分别有烧结厂、焦化厂供给。球团矿、块矿、锰矿、石灰石、硅石、萤石等有原料厂供给。建的炼

16、铁厂,运输设备均承受胶带运输机，其要求熟料温度不超过 80, 交代的倾角不大于 16 度,速度不大于 2m/s。16. 煤气除尘设备,一般包括粗除尘设备60100m、半精细除尘设备20m和精细除尘设备(20).六 电炉炼钢工艺设计1. 炼钢电炉主要指电弧炉。是以废钢为主要原料，以三相沟通电做电源，利用电流通过石墨电极与金属料之间产生的电弧的高温来加热、熔化炉料。2. 电炉钢建厂依据：1.依据市场的调查分析结果、资金状况及外部条件，确定工厂生产的品种和规模。2. 再依据品种、规模,资源、能源条件和产品质量要求，选择电炉钢厂的类型、工艺流程及装备。3. 电炉钢厂根本条件:电炉原料、钢种及品种产品大

17、纲、年产钢量生产规模、电炉冶炼周期、电炉容量、电网条件。4. 梁刚工艺流程需坚持的根本原则：1。牢靠、高效及节能是确定工艺流程的根本原则。2.工艺流程对原料应有较强的适应性，能适应产品品种的变化。3。设计的炼钢工艺流程应杜绝造成公害，能有效的进展“三废”治理，综合回收原料中的油价元素，环境保护符合国家要求。4。工艺流程设计在确保产品符合国家和市场需求的前提下，应尽可能承受现代化的先进技术，提高技术含量,减轻劳动强度, 改善治理水平，以获得最优的金属回收率、设备利用率和劳动生产率。5.投资省，建设快,占地少，见效快，利润高，经济效益高社会效益好。5. 超高功率大型电炉存在的问题：1。液压系统密封

18、垫。2。变压器和电抗器调压开关)。3。高压掌握系统真空断路器。4。低压电控设备低压配电,电极调整器和其他自动化掌握系统。5. 自动化掌握系统CPU 和PLC。6. 电炉容量与年产量：A:年产量 B:电路作业天数 G：电炉容量 N:车间的电炉数 t：冶炼周期。7. 电路功率的分类：一般功率400kVAt1 高功率 400700。超高功率700。8. 电炉的内部构造：由炉缸及熔化室两局部组成,熔池是炉缸组成的主要局部。9。LF 炉:即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。 实际就是电弧炉的一种特别形式。设备组成：1.机械设备三大机构,五个介质系统，四个关心系统,排烟除尘系统三大机构：钢 包炉

19、体装饰、电极升降机构、炉盖升降机构、高位加料系统。五个介质系统：液压系统，水冷系统，吹氩系统，气动系统，润滑系统.四个关心系统:钢包车装配系统，电极接长装置，喂丝系统，测温取样系统。2. 主电路设备:包括有高压隔离开关、高压断路器的高压柜，变压器及短网.3. 低压电控设备，分为炉体动作掌握，电极升降调整，过程监控，过程优化掌握，车间治理等设备。分类方法:1.按加热方式,分为沟通，直流及离子枪加热炉.2。按炉盖及其移动方式，分为桥架式和第四根立柱式。3。按 LF 炉与初炼炉的布置方式，分为在线布置和离线布置.4. 按接收钢包数量，分为单工位和双工位.5. 按 LF 加热炉工位的数量，分为单加热工

20、位，双加热工位，6。按 LF 炉钢包到位方式分为天车吊运固定式，回转台旋转式，台车运输移动式.10.LF 炉设备布置方式：LF 炉常受电炉布置，流程匹配及车间工艺布置的影响.分为在线布置、离线布置、高架式布置、半高架式布置、车载钢包布置、回转台载钢包式布置、单杠包式布置、双钢包式布置、单加热工位式布置、双加热工位式布置.七 转炉炼钢工艺设计1. 转炉梁刚的优点：生产率高、建设费用低、节约劳动力、不需外加电源、生产本钱低、钢质量好、耐材消耗少、易于连铸协作。2. 转炉炼钢生产流程：铁水预处理大型顶底复吹转炉吹炼-炉外精炼-连铸 高效紧凑连续化生产3. 铁水预处理的主要任务是降低入炉铁水的硫，磷含

21、量。4. 氧气转炉炼钢的技术经济指标：1.钢铁料消耗量，指转炉生产 1t 钢水所需的铁水和废钢量。2.废钢比， 指转炉梁刚中消耗的废钢量占钢铁消耗量的比例。3.钢水收得率：指单位质量钢铁料所能生产的合格钢水重量.4.渣量：指生产 1t 钢水所产生的合格钢水质量.5。耗氧量:指生产 1t 钢水所需的氧气体积。6。石灰消耗量：生产 1t 钢水所消耗的石灰量。7.炉衬侵蚀量：生产 1t 钢水小号的炉衬量。8.炉龄：指转炉从开炉到停炉换炉衬的炼钢总炉数。9。转录日历利用系数，指肯定时期内转炉有效作业时间占总日历时间的百分数。10。转炉日历利用系数：指转炉在日历时间内每公称吨每日生产的合格的钢产量.11

22、。冶炼周期：平均冶炼一炉钢所用的时间。12.铁水消耗量：简称铁耗，生产每吨合格钢水所消耗的贴水重量。5. 物料平衡计算与热平衡计算的目的是比较整个冶炼过程中物料,能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度、确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标供给某些定量的依据。热平衡表：P187。6.转炉炉型：是指炉膛的几何外形，即用耐火材料砌成的炉衬内形。目前国内外转炉炉型主要有筒球形, 截锥形。和锥球形三种.7.氧枪是转炉供氧的关键设备，由喷头、枪身、和枪尾三局部组成.八 铝电解车间工艺设计1. 工艺流程图：P227 最终一页2. 氧化铝的分类:砂型、粉型，中间型。3. 铝电解槽的技术条件：电流、槽电压

23、、槽温、效应系数、极距、分子化、电解质成分、电解质水平、铝水平。4. 极距：阳极底面与铝液镜面之间的距离称为极距.5. 电解质分子比：电介质中 NaF 与 AlF3的物质的量之比称为电解质分子比，简称分子比。6. 技术经济指标：1：电流效率：是指当电解槽通过肯定的电量I*t时，阴极实际析出的金属铝量与按法拉第定率计算的理论产出量之比的百分数。 电流效率% Q 原铝产量t I 系列电流 t:时间2.电能效率，是指当电解槽生产肯定量的铝时,理论上应耗电电能与实际消耗电能 , 以百分之比时表示。3。槽平均电压:由草工作电压，效应分摊电压和槽外系列母线电压降的分摊值组成。黑电压4。氧化铝单耗：生产每吨

24、原铝消耗的氧化铝质量.5.碳素阳极单耗：生产每吨铝消耗的阳极炭块质量。(简称炭耗).似上。6。氟化盐单耗:生产每吨原铝消耗的冰晶石、氟化铝、LiF 等氟化盐的总量。同上。7. 氟化盐消耗的缘由：理论上不反响不消耗,但由于高温蒸发以及原料中带入水分而造成分解等缘由, 生产每吨铝消耗 20-40kg,主要是氟化铝。8. 电解槽分类：大型预培铝电解槽通常分为阴极构造、上部构造、母线构造、和电器绝缘四类。9. 阴极构造：大型预培电解槽的阴极构造指的是电解操的槽体局部。它由槽壳、内衬砌体、阴极炭块组构成。10. 电解槽内衬：常见的电解槽内纯材料有四类，炭质内衬材料、耐火材料、保温材料、粘结材料。11. 上部构造：槽体之上的金属构造局部统称为上部构造。其可分为承重桁架、阳极升降装置、打壳下料装置、阳极母线及阳极组、集气和排烟装置.12. 阳极母线和阳极组:阳极母线通过吊耳悬挂在螺旋起重机上并和连接两者的平衡母线构成一个框架构造.阳极炭块组成由铝导杆,铝钢爆炸焊片、钢爪和阳极炭块构成.冰晶石氧化铝氟化盐碳素材料电解槽(直流电)铝电解生产工艺流程图铝导杆