治金厂设计基础”课程教学大纲 课程类型:专业方向课 学时:64学时 学分:4学分 适用对象:冶金工程专业 先修课程:冶金传输原理、冶金学 建议教材及参考书 《炼铁设备及车间设计》万新主编冶金工业出版社2007 《炼钢设备及车间设计》王令福主编冶金工业出版社2007 《钢铁厂设计原理》(上、下)张树勋,李传新编冶金工业出版社1993 《炼钢设计原理》冯聚和编著化学工业出版社2005 《炼钢设备》潘毓淳等编冶金工业出版社192 《现代冶金学》翟玉春等编电子工业出版社2001 《现代转炉炼钢》戴云阁等编东北大学出版社1999 《高炉炼铁设计原理》郝素菊等编冶金工业出版社2003 课程的性质、目的和任务 课程性质 本课程主要以冶金厂车间设计为重点,介绍了现代化治金厂设计的基本知识以及主要的钢铁生产工艺流程及 重点设备的设计选择原则。它具有综合性强、涉及面广和实践性强的特点。是冶金工程专业的一门主要专业方 向课,是培养合格的、全面发展的现代冶金专业技术人员知识结构和能力的重要组成部分。 2.课程的目的和任务 通过本课程的学习,使学生了解钢铁厂设计的基本知识,掌握钢铁厂主要设备工作原理、设计计算与设备选 型,掌握冶金厂车间设计的基本原理和基本方法,为以后的工作打下良好的基础。 二、课程的教学内容及要求 第一章概述 内容:钢铁工业发展现状,高炉炼铁的设备特点,高炉生产的主要经济技术指标,髙炉冶炼现状及发展。 基本要求 1·了解钢铁工业发展现状; 2·了解高炉炼铁的设备特点
“冶金厂设计基础”课程教学大纲 课程类型： 专业方向课 学 时： 64 学时 学 分 ： 4 学分 适用对象： 冶金工程专业 先修课程： 冶金传输原理、冶金学 建议教材及参考书： 《炼铁设备及车间设计》 万新主编 冶金工业出版社 2007 《炼钢设备及车间设计》 王令福主编 冶金工业出版社 2007 《钢铁厂设计原理》（上、下） 张树勋，李传新编 冶金工业出版社 1993 《炼钢设计原理》 冯聚和编著 化学工业出版社 2005 《炼钢设备》 潘毓淳等编 冶金工业出版社 1992 《现代冶金学 》 翟玉春等编 电子工业出版社 2001 《现代转炉炼钢 》 戴云阁等编 东北大学出版社 1999 《高炉炼铁设计原理》 郝素菊等编 冶金工业出版社 20 03 一、课程的性质、目的和任务 1. 课程性质 本课程主要以冶金厂车间设计为重点，介绍了现代化冶金厂设计的基本知识以及主要的钢铁生产工艺流程及 重点设备的设计选择原则。它具有综合性强、涉及面广和实践性强的特点。是冶金工程专业的一门主要专业方 向课， 是培养合格的、全面发展的现代冶金专业技术人员知识结构和能力的重要组成部分。 2. 课程的目的和任务 通过本课程的学习，使学生了解钢铁厂设计的基本知识，掌握钢铁厂主要设备工作原理、设计计算与设备选 型，掌握冶金厂车间设计的基本原理和基本方法，为以后的工作打下良好的基础。 二、课程的教学内容及要求 第一章 概 述 内容： 钢铁工业发展现状，高炉炼铁的设备特点，高炉生产的主要经济技术指标，高炉冶炼现状及发展。 基本要求： 1• 了解 钢铁工业发展现状； 2• 了解高炉炼铁的设备特点；
3·掌握高炉生产的主要经济技术指标,包括高炉有效容积利用系数(ην、焦比(K、煤比αY、油比、 燃气比、冶炼强度()、休风率、生铁合格率; 4·理解和了解高炉治炼现状及发展趋势; 重点:高炉生产的主要经济技术指标、髙炉冾炼现状及发展趋势; 第二章高炉内型 内容:高炉炉型的发展过程,五段式高炉炉型:髙炉有效容积和有效髙度、有效容积的确定、高炉内型设 计的方法。 基本要求 1·了解高炉炉型的发展过程 2·掌握髙炉五段式髙炉炉型,高炉有效容积和有效髙度,有效容积的确定,主要掌握有效容积的确定的 原则以及各部分尺寸确定的方法(包括炉缸高度、直径的确定、风口数目的确定、铁口数目的确定、炉腹、炉 腰炉身、炉喉的主要尺寸的确定。 重点:有效容积的确定的原则以及各部分尺寸确定的方法,内型设计。 难点:有效容积的确定、内型设计; 第三章高炉炉体 内容:高炉基础和炉体钢结构,髙炉炉衬,高炉炉衬的设计和炉体冷却。 基本要求 1·了解高炉基础及其作用; 2·了解和掌握设计髙炉钢结构应该考虑的主要因素,以及髙炉本体钢结构主要结构形式、炉壳、炉体框 架、热风围管等的结构及配置。 3·掌握炉衬的作用,炉衬工作条件和破损机理以及髙炉用耐火材料的成分、性质以及使用的主要部位 4·主要掌握高炉炉衬各部分砌筑所选择的砌体材质、确定砌筑的厚度、砌筑的方法以及材料用量的计 算。 5·了解和掌握髙炉冷却的目的和意义,髙炉炉体冷却的介质、冷却设备、高炉炉体冷却的工作制度。 重点:高炉钢结构,高炉炉衬与高炉炉衬的设计和高炉炉体冷却 难点:高炉炉衬的设计,确定砌体材质、砌筑的厚度、砌筑的方法以及材料用量的计算
3• 掌握 高炉生产的主要经济技术指标，包括高炉有效容积利用系数 ( η v) 、焦比 (K) 、煤比 (Y) 、油比、 燃气比、冶炼强度 (I) 、休风率、生铁合格率； 4• 理解和了解高炉冶炼现状及发展趋势； 重点： 高炉生产的主要经济技术指标、高炉冶炼现状及发展趋势； 第二章 高炉 内型 内容：高炉炉型的发展过程，五段式高炉炉型：高炉有效容积和有效高度、有效容积的确定、高炉 内型设 计的方法。 基本要求： 1• 了解高炉炉型的发展过程； 2• 掌握高炉 五段式高炉炉型 ， 高炉有效容积和有效高度，有效容积的确定，主要掌握有效容积的确定的 原则以及各部分尺寸确定的方法 ( 包括炉缸高度、直径的确定、风口数目的确定、铁口数目的确定、炉腹、炉 腰炉身、炉喉的主要尺寸的确定。 重点：有效容积的确定的原则以及各部分尺寸确定的方法， 内型设计。 难点：有效容积的确定、 内型设计 ； 第三章 高炉炉体 内容：高炉基础和 炉体 钢结构，高炉炉衬， 高炉 炉衬的设计和 炉体冷却。 基本要求： 1• 了解高炉基础及其作用； 2• 了解和掌握设计高炉钢结构应该考虑的主要因素 , 以及高炉本体钢结构主要结构形式、炉壳、炉体框 架、热风围管等的结构及配置。 3• 掌握 炉衬的作用，炉衬工作条件和破损机理以及高炉用耐火材料的成分、性质以及使用的主要部位。 4• 主要掌握 高炉 炉衬 各部分砌筑所选择的砌体材质、确定砌筑的厚度、砌筑的方法以及材料用量的计 算。 5• 了解和掌握高炉冷却的目的和意义 , 高炉炉体冷却的介质、冷却设备、高炉炉体冷却的工作制度。 重点：高炉钢结构，高炉炉衬与 高炉 炉衬的设计和 高炉炉体冷却。 难点： 高炉 炉衬的设计，确定 砌体材质、砌筑的厚度、砌筑的方法以及材料用量的计算
第四章炉顶装料设备 内容:一个完善的炉顶装料装置应该满足几项基本要求,双料钟式加料装置,探料装置以及几种新式装料 设备(包括综合式炉顶设备,三钟式单、双空间设备,二钟加阀式装料设备,无料钟炉顶装料设备),炉顶钢 结构 基本要求 1·了解完善的炉顶装料装置应该满足几项基本要求,了解炉顶装料设备的一般构造 2·掌握双料钟式加料装置的基本组成和主要参数。典型代表是带马基式布料器的双钟式炉顶和加料装置, 由大钟、大料斗、煤气封盖、小钟、小料斗(马基式布料器)、受料漏斗所组成。 3·了解探尺的位置设置及作用 4·掌握综合式炉顶设备,三钟式单、双空间设备,二钟加阀式装料设备,无料钟炉顶装料设备的结构及特 点。 5·了解炉顶钢结构。 重点:顶装料设备的一般构造,双料钟式加料装置的基本组成和主要参数以及几种新式装料设备。 难点:双料钟式加料装置,几种新式装料设备 第五章高炉供料系统 内容:原料的储存、运输与均匀,贮矿槽,贮矿槽下运输、称量,高炉上料机以及料车坑的设计。 基本要求 1·掌握原料的卸车与储运基本原则; 2·掌握贮矿槽作用、贮矿槽的尺寸和容积以及贮矿槽安装髙度等的设计原则 3·主要了解贮矿槽下运输、称量的方法、称量的设备以及槽下工艺流程布置原则 4·掌握上料机设计中的设计要求以及料车式上料机、皮带上料机设计的主要参数。 5·掌握料车坑设计的方法,料车坑中安装的主要设备 重点:贮矿槽作用、贮矿槽的尺寸和容积以及贮矿槽安装髙度等的设计原则,料车式上料机皮带上料机 设计的主要参数,料车坑设计的方法,料车坑中安装的主要设备。 难点:料车式上料机、皮带上料机设计的主要参数
第四章 炉顶装料设备 内容： 一个完善的 炉顶装料装置应该满足几项基本要求，双料钟式加料装置，探料装置以及几种新式装料 设备（包括综合式炉顶设备， 三钟式单、双空间设备，二钟加阀式装料设备，无料钟炉顶装料设备）， 炉顶钢 结构 。 基本要求： 1• 了解 完善的 炉顶装料装置应该满足几项基本要求 ，了解 炉顶装料 设备的一般构造 ； 2• 掌握双料钟式加料装置的基本组成和主要参数。典型代表是带马基式布料器的双钟式炉顶和加料装置， 由大钟、大料斗、煤气封盖、小钟、小料斗 ( 马基式布料器 ) 、受料漏斗所组成。 3• 了解探尺的位置设置及作用； 4• 掌握综合式炉顶设备， 三钟式单、双空间设备，二钟加阀式装料设备，无料钟炉顶装料设备的结构及特 点。 5• 了解 炉顶钢结构。 重点：顶装料 设备的一般构造， 双料钟式加料装置的基本组成和主要参数以及几种新式装料设备。 难点：双料钟式加料装置，几种新式装料设备。 第五章 高炉供料系统 内容：原料的储存、运输与均匀，贮矿槽，贮矿槽下运输、称量，高炉上料机以及料车坑的设计。 基本要求： 1• 掌握原料的卸车与储运基本原则； 2• 掌握贮矿槽作用、贮矿槽的尺寸和容积以及贮矿槽安装高度等的设计原则。 3• 主要了解贮矿槽下运输、称量的方法、称量的设备以及槽下工艺流程布置原则。 4• 掌握上料机设计中的设计要求以及料车式上料机、皮带上料机设计的主要参数。 5• 掌握料车坑设计的方法 , 料车坑中安装的主要设备。 重点： 贮矿槽作用、贮矿槽的尺寸和容积以及贮矿槽安装高度等的设计原则，料车式上料机、皮带上料机 设计的主要参数，料车坑设计的方法 , 料车坑中安装的主要设备。 难点： 料车式上料机、皮带上料机设计的主要参数
第六章送风系统 内容:高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热冈炉、热风管路以及管路上的各种阀门等这里主要了 解和掌握髙炉用的鼓风机,鼓风机的选择,提髙风杋岀力的途径,蓄热弌热风炉的构造,蓄热式热冈炉热交换 基本规律,提高风温的途径,球式热风炉,热风炉的管道及其附属设备的设计。 基本要求 1·了解高炉冶炼对鼓风机的要求; 2·理解和掌握高炉鼓风机工作原理及髙炉鼓风机选择原则 3·理解高炉鼓风机提高风机出力的途径 4·掌握蓄热式热风炉的构造,蓄热式热风炉热交换基本规律,提髙风温的途径,球式热风炉,热风炉的管 道及其附属设备的设计。 5·了解蓄热式热风炉提高风温的途径; 重点:高炉鼓风机工作原理及高炉鼓风机选择原则,鼓风机风量确定=Ⅶⅹ丨×ν÷1440m3/min, 鼓风机的风压确定:P=Pt+ΔPLS+ΔPFS;鼓风机的选择:按照鼓风机特性曲线选择,大气状态对风量的 影响,大气状态对风压的影响,蓄热式热风炉的构造,蓄热式热风炉热交换基本规律,提髙风温的途径,热风 炉的管道及其附属设备的设计 难点:轴流式风机工作原理及特性,高炉鼓风机的选择 第七章产品处理系统 内容:风口平台及出铁场,炉前设备,铁水处理系统,炉渣处理系统,煤气处理系统等的设计。 基本要求 1·了解和掌握风口平台及出铁场的设计: 高炉炉前设备主要有开铁口机、堵铁口泥炮、堵渣机、炉前吊车、换风口机等。主要掌握常用的炉前设 备的结构、主要参数及功能,作为设计参考 3·理解铁水罐车、铸铁机、粒铁设备等主要铁水处理系统设备的结构及主要参数 4·了解和掌握炉前水力冲渣的主要方法; 5·了解和掌握高炉煤气管道、高炉煤气除尘系统的设计。 重点:风口平台及出铁场的设计,高炉煤气管道、高炉煤气除尘系统的设计,铁水处理系统设计
第六章 送风系统 内容： 高炉送风系统包括高炉鼓风机、冷风管路、热风炉、热风管路以及管路上的各种阀门等这里主要了 解和掌握高炉用的鼓风机，鼓风机的选择，提高风机出力的途径，蓄热式热风炉的构造，蓄热式热风炉热交换 基本规律，提高风温的途径，球式热风炉，热风炉的管道及其附属设备的设计。 基本要求： 1• 了解高炉冶炼对鼓风机的要求； 2• 理解和掌握 高炉鼓风机工作原理及高炉鼓风机选择原则； 3• 理解 高炉鼓风机 提高风机出力的途径； 4• 掌握 蓄热式热风炉的构造，蓄热式热风炉热交换基本规律，提高风温的途径，球式热风炉，热风炉的管 道及其附属设备的设计。 5• 了解蓄热式热风炉 提高风温的途径； 重点： 高炉鼓风机工作原理及高炉鼓风机选择原则，鼓风机风量确定 V0=Vu × I × v ÷ 1440 m 3 /min ， 鼓风机的风压确定： P=Pt+ Δ P LS + Δ P FS ；鼓风机的选择：按照鼓风机特性曲线选择，大气状态对风量的 影响，大气状态对风压的影响，蓄热式热风炉的构造，蓄热式热风炉热交换基本规律，提高风温的途径，热风 炉的管道及其附属设备的设计。 难点： 轴流式风机 工作原理及特性， 高炉鼓风机的选择； 第七章 产品 处理系统 内容： 风口平台及出铁场，炉前设备，铁水处理系统，炉渣处理系统，煤气处理系统等的设计。 基本要求： 1• 了解和掌握 风口平台及出铁场的设计： 2• 高炉炉前设备主要有开铁口机、堵铁口泥炮、堵渣机、炉前吊车、换风口机等。主要掌握常用的炉前设 备的结构、主要参数及功能，作为设计参考。 3• 理解铁水罐车、铸铁机、粒铁设备等主要铁水处理系统设备的结构及主要参数。 4• 了解和掌握 炉前水力冲渣的主要方法； 5• 了解和掌握高炉煤气管道、高炉煤气除尘系统的设计。 重点： 风口平台及出铁场的设计，高炉煤气管道、高炉煤气除尘系统的设计，铁水处理系统设计
难点:岀铁场的设计以及高炉煤气管道、高炉煤气除尘系统的设计。 第八章炼铁厂(车间)设计 内容:炼铁厂(车间)设计概述,设计程序与建设程序,可行性研究报告与设计任务书,初步设计,施工 图设计,厂址选择,总图运输,高炉车间规划。 基本要求 ·了解炼铁厂(车间)设计应遵循的原则,了解炼铁厂组成,了解炼铁厂设计程序与建设程序; 2·了解和掌握可行性硏究报告与设计任务书的编写程序与原则; 3·掌握炼铁厂初步设计,施工图设计,厂址选择,总图运输,高炉车间规划 重点:可行性硏究报告与设计任务书的编写程序与原则,炼铁厂初步设计,施工图设计,厂址选择,总图 运输,高炉车间规划。 第九章炼钢厂设计概论 内容:钢铁企业的组成和总体布置,炼钢车间生产流程总体方案的选择,炼钢车间设计的内容和程序以及 炼钢厂生产规模与金属平衡。 基本要求 ·了解钢铁企业的组成和总体布置; 掌握炼钢车间生产流程总体方案的选择; 掌握炼钢车间设计的内容和程序以及炼钢厂生产规模与金属平衡。 重点:炼钢车间生产流程总体方案的选择,炼钢车间设计的内容和程序以及炼钢厂生产规模与金属平衡。 第十章氧气转炉设计 内容:氧气顶吹转炉炉型设计,氧气顶吹转炉炉衬设计,氧气顶吹转炉炉体金属构件设计,氧气顶底复吹 转炉炉型和底部供气构件的设计。 基本要求 掌握转炉炉型形式与选择以及氧气顶吹转炉炉型的设计方法,包括熔池尺寸的确定(主要尺寸有熔池直 径D、熔池深度h和熔池的体积ν),炉身尺寸的确定,岀钢口尺寸的确定,炉容比的确定,高径比的核 定
难点： 出铁场的设计以及高炉煤气管道、高炉煤气除尘系统的设计。 第八章 炼铁厂（车间）设计 内容： 炼铁厂（车间）设计概述，设计程序与建设程序，可行性研究报告与设计任务书，初步设计，施工 图设计，厂址选择，总图运输，高炉车间规划。 基本要求： 1• 了解 炼铁厂（车间）设计应遵循的原则，了解炼铁厂组成， 了解 炼铁厂设计程序与建设程序； 2• 了解和掌握 可行性研究报告与设计任务书的编写程序与原则； 3• 掌握炼铁厂初步设计，施工图设计，厂址选择，总图运输，高炉车间规划。 重点： 可行性研究报告与设计任务书的编写程序与原则，炼铁厂初步设计，施工图设计，厂址选择，总图 运输，高炉车间规划。 第九章 炼钢厂设计概论 内容： 钢铁企业的组成和总体布置，炼钢车间生产流程总体方案的选择，炼钢车间设计的内容和程序以及 炼钢厂生产规模与金属平衡。 基本要求： 1• 了解 钢铁企业的组成和总体布置； 2• 掌握炼钢车间生产流程总体方案的选择； 3• 掌握炼钢车间设计的内容和程序以及炼钢厂生产规模与金属平衡。 重点： 炼钢车间生产流程总体方案的选择，炼钢车间设计的内容和程序以及炼钢厂生产规模与金属平衡。 第十章 氧气转炉设计 内容： 氧气顶吹转炉炉型设计，氧气顶吹转炉炉衬设计，氧气顶吹转炉炉体金属构件设计，氧气顶底复吹 转炉炉型和底部供气构件的设计。 基本要求： 1• 掌握转炉炉型形式与选择以及氧气顶吹转炉炉型的设计方法，包括熔池尺寸的确定（主要尺寸有熔池直 径 D 、熔池深度 h 和熔池的体积 Vc ），炉身尺寸的确定，出钢口尺寸的确定，炉容比的确定，高径比的核 定