1000立方米高炉炼铁物料平衡计算课程设计论文
毕业论文:高炉炼铁系统设计-精品【范本模板】
莱芜职业技术学院毕业论文论文标题:高炉炼铁系统设计作者:凌宗峰学校名称:莱芜职业技术学院专业:冶金技术年级:07冶金技术指导教师:冯博楷日期:2010。
4。
1目录内容提要与关键词¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨3手抄在论文本上,最后再根据内容补填目录,要求手写!正文¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨4参考文献¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨¨58摘要本设计要求建年产量为200万吨生铁的高炉系统。
高炉车间的七大系统:即高炉本体系统、上料系统、渣铁处理系统、喷吹系统、送风系统、除尘系统和冷却系统都做了较为详细的叙述。
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,在预设计建造一座年产生铁200万吨的高炉炼铁系统,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、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统等。
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;煤气处理;渣鉄处理;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,钢铁生产水平是一个国家发展程度的标志。
炼铁配料物料平衡及能量平衡计算
炼铁配料物料平衡及能量平衡计算炼铁是常用的冶金工艺之一,用于将铁矿石经过冶炼过程转化为纯净的铁金属。
在炼铁过程中,物料平衡和能量平衡是非常重要的计算,以确保工艺过程的稳定和效率。
物料平衡是指在炼铁过程中,对原料、中间产物和最终产品进行质量平衡的计算。
通常情况下,炼铁过程中的原料主要包括铁矿石、煤粉和石灰石。
铁矿石中的铁含量决定了最终产品的纯度,而煤粉提供燃料热量和还原剂,石灰石则用于炼渣和稳定炉渣的性质。
物料平衡的计算包括对原料和产物之间的质量流量进行跟踪和追踪,以确保没有任何成分丢失或浪费。
能量平衡是指在炼铁过程中,对热量输入和输出进行计算,以确保能量的有效利用。
在炼铁过程中,炉内的高温反应需要大量的热能供应。
将铁矿石和煤粉混合后,放入高炉内进行冶炼,燃烧过程产生的热量会将铁矿石还原为铁金属。
而石灰石的加入和炉渣的形成也会释放热量。
能量平衡的计算包括对燃料、冷却剂和其他热能输入与排出的热能流量进行计算和比较。
在进行物料平衡和能量平衡计算时,一般会采用质量流量法和能量流量法。
通过对所有物质的质量和能量输入与输出进行计算,可以得到物质和能量的平衡。
这些计算可以提供关于反应效率、煤粉和铁矿石投入比例以及能源利用效率的重要信息。
总之,物料平衡和能量平衡的计算在炼铁过程中起着至关重要的作用。
通过对原料、中间产物和最终产品的质量平衡和热量平衡进行追踪和计算,可以确保炼铁工艺的稳定和高效运行。
这些计算也对工厂的产量、效率和环保方面的改进提供了技术支持。
炼铁是一门具有悠久历史的工艺,旨在将铁矿石转化为纯净的铁金属。
在炼铁过程中,物料平衡和能量平衡的计算是确保工艺过程稳定和高效运行的关键。
物料平衡的计算是指对原料、中间产物和最终产品的质量流量进行追踪和计算,以确保原料和产物在工艺过程中没有丢失或浪费。
在炼铁过程中,主要原料包括铁矿石、煤粉和石灰石。
铁矿石是炼铁的主要原料,其中的铁含量决定了最终产品的纯度。
煤粉作为燃料和还原剂,提供炉内所需的热量和还原反应所需的碳。
3 高炉物料平衡计算
3 高炉物料平衡计算3.1高炉物料平衡计算的意义通过高炉配料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数量,这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。
而在此基础上进行的高炉物料平衡计算,则要确定单位生铁的全部物质收入与支出,即计算单位生铁鼓风数量与全部产品的数量,使物质收入与支出平衡。
这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据,是高炉与各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。
3.2高炉物料平衡计算的内容物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上,以配料计算为依据编算的。
计算内容包括:风量、煤气量,并列出收支平衡表。
物料平衡有助于检验设计的合理性,深入了解冶炼过程的物理化学反应,检查配料计算的正确性。
校验高炉冷风流量,核定煤气成分和煤气数量,并能检查现场炉料称量的准确性,为热平衡及燃料消耗计算打基础。
(1) 原料全分析并校正为100%(表2.1;表2.2;表2.3);(2) 生铁全分析;(表2.7)(3) 各种原料消耗量(表2.5);(4) 鼓风湿度,f=1.5%;(5) 本次计算选择直接还原度r d=0.45;(6) 假定焦炭和喷吹物含C总量的1.2%与H2反应生成CH4。
(全焦冶炼可选0.5%-1.0%的C与H2生成CH4。
上述1,2,3原条件已经由配料计算给出,本例仅假定其余各项未知条件,分别为鼓风湿度f=1.5%(12g/m3),富氧率2.5%,氧气浓度98%。
3.2.1根据碳平衡计算风量(1) 风口前燃烧的碳量C风根据碳平衡得:C风=∑C燃-(C)×103- ∑(C)直- C CH4式中C风──风口前燃烧C量,kg;(C)──生铁含C量%;∑C 燃 ,∑C 直 ,C CH4 ──分别为燃料带入C 量,直接还原耗C 和生成CH 4的C 量,㎏[2];按上式分别进行计算:燃料带入的C=m (C )J +m (C )M =360×0.8672+160×0.7624=434.17kg 溶于生铁的C =44.8kg直接还原耗碳=m (C )Mn+m (C )Si+m (C )P+m (C )Fe=0.7×5512+3.5×2824+0.7×6260+950×0.45×5612=0.15+3+0.68+91.60=95.43kg生成CH 4耗碳=434.17×0.012=5.21 kg风口前燃烧的C 量=434.17-44.8-95.43-5.21=288.73(290.97) kg ,占入炉总碳量的67.01%。
高炉冶炼物料平衡计算
高炉冶炼综合计算概述组建炼铁车间(厂)或新建高炉,都必须依据产量以及原料和燃料条件作为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量等,得到冶炼主要产品(除生铁以外)煤气及炉渣产生量等基本参数。
以这些参数为基础作炼铁车间(厂)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。
高炉炼铁工艺已有200余年的历史,技术基本成熟,计算用基本工艺技术参数的确定,除特殊矿源应作冶炼基础研究外,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作工业全分析,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。
依据质量守恒定律,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%。
常用的热平衡计算方法有两种。
第一种是根据热化学的盖斯定律,即按入炉物料的初态和出炉物料的终态计算,而不考虑炉内实际反应过程。
此法又称总热平衡法。
它的不足是没有反应出高炉冶炼过程中放热反应和吸热反应所发生的具体空间位置,这种方法比较简便,计算结果可以判断高炉冶炼热工效果,检查配料计算各工艺技术参数选取是否合理,它是经常采用的一种计算方法。
第二种是区域热平衡法。
这种方法以高炉局部区域为研究对象,常将高炉下部直接还原区域进行热平衡计算,计算其中热量的产生和消耗项目,这比较准确地反应高炉下部实际情况,可判断炉内下部热量利用情况,以便采取相应的技术措施。
炼铁配料物料平衡及能量平衡计算(PDF 67页)
Mn->MnO2,S->FeS2,天然矿石的烧损除CO2外,还可 能有结晶水
(3)成分平衡
补齐后矿石成分之和往往不是100% 平衡条件:
误差超过3%,表明矿石分析不够准确,偏差过大, 应重新分析。
误差小于3%,表明偏差较小,在允许的范围内可以 进行矿石平衡计算。
矿石成分分析误差,%
注:回收铁,即铁损(指生产高炉而言),一般为1.0~1.5%
1 高炉配料计算
1 高炉配料计算
目的:为原料系统设计提供依据。(矿槽、焦 槽、熔剂仓的大小、数量,皮带运送能力的选 择等)
计算时需要用到完整的物料化学成分,但是现 场给出的成分往往是不全的;
例如:铁矿石给出的成分Fe,Mn,P,S等元素和 FeO,CaO,SiO2,Al2O3,MgO等几种化合物含量, 直接计算误差较大。
1.2配料计算
任务:在已知燃料用量的前提下,求出在满足 炉渣碱度要求条件下,冶炼规定成分生铁所需 要的矿石、熔剂数量。
已知:
焦比 煤比 碱度 生铁成分 元素分配比
1.2.1已知条件的确定
焦比、煤比
参考同类原料条件高炉确定。
碱度
炉渣碱度 R=CaO/SiO2 炉渣总碱度 R=(MgO+CaO)/SiO2 炉渣全碱度 R=(MgO+CaO)/(SiO2+Al2O3) 对于含氟矿石,氟在炉渣中以CaF2形态存在,炉渣分析时将CaF2
1.2.1已知条件的确定
比铁难还原的元素:Mn、V、Ti、Cr、Nb、Si、 P需要高温条件下用C直接还原;
Cr V Nb有70-80%被还原进入生铁,其余进入 炉渣;
Ti只有少部分被还原进入生铁,大部分进入炉 渣;
煤
环境评价工作中的物料平衡
环境评价工作中的物料平衡摘要冶金工厂,环境评价,物料平衡,平衡目的及计算方法在建设项目环境影响评价工作中,为掌握被评价企业或建设项目排放的各种污染物量,必须从源头——原材料、辅料、燃料的消耗量开始进行分析,即从煤气平衡、硫平衡、水平衡及其他物料(酸、碱、铬、氟等)平衡着手分析,使统计或计算的污染物排放量能比较真实地反映企业在生产中的实际情况,这是环保管理部门及环评报告书审查专家非常重视的内容。
笔者根据多年来参加数个大型冶金工厂等建设项目环境影响评价工作的体会,就上述物料平衡问题谈谈自己的看法。
1 煤气平衡通常冶金工厂使用的煤气有:高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气,少数企业还使用发生炉煤气。
各种煤气在使用中的含尘浓度一般在10mg/m3左右,“OG”法净化的转炉煤气含尘约50mg/m3,经电除尘器进一步净化到10mg/m3后供用户使用;因此煤气在使用过程中产生的尘量,在环评工作中可不进行统计。
煤气平衡的目的:一是确认企业煤气使用情况,为计算各生产系统的SO2排放量作基础;二是确认企业是否实施清洁生产,煤气资源得到充分和合理的利用;三是确认建设项目建成后企业煤气是否够用,是否使用或需要补充动力煤、重油等产生污染物量较大的工业燃料。
表1中列出了某钢铁厂环评工作中所做的煤气平衡表。
一般情况下企业能源部门对煤气的使用现状可提出资料,评价单位可依据所提资料按表1的形式进行统计,从表中煤气放散率大小分析煤气资源是否得到充分利用。
通常焦炉煤气使用情况较好,转炉煤气回收部分的使用情况也较好,但个别企业小转炉煤气未回收或吨钢回收率较低,而高炉煤气放散率往往较高。
评价单位应通过煤气平衡分析,对企业提出要求进行技术改造,开发新的煤气利用途径,充分利用煤气资源,提高煤气利用率。
通常情况下,企业往往难以提出工程建成后的煤气平衡资料,此时需要评价单位按表1中备注栏的方式进行煤气平衡计算,当煤气不足时,评价单位需通过煤气热值及热效率核算,建议企业进行煤气的可行性置换调整或用燃油补充煤气的不足;如:用高炉煤气置换动力厂、焦化厂、轧钢厂的部分焦炉煤气,用转炉煤气置换轧钢厂的焦炉煤气,在煤气不够的情况下用燃油置换轧钢厂的煤气等;煤气平衡结果要请企业确认,这是进行企业建设项目建成后SO2排放量计算的依据。
电炉炼钢设计(物料平衡+热平衡)
炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质
生铁
锰铁硅铁
物料平衡计算前,必须确定冶炼设备和方法以及炉
现代电弧炉冶炼工艺与传统三段式有较大的变化
火砖块是浇铸系统的废弃品,它的
配碳比钢种规格中线高0.70%,焦炭的收得率按75%计(7-28)
熔化期脱碳量30%,
CO:CO2=7:3,下同
Fe含量见表7-29
余见注释
焦炭中C含量
烧损率为25%
石灰中的S含
量为0.06%
(3)确定炉渣量:炉渣源于炉料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化产物,炉顶和炉衬的蚀损,焦炭和电极中的灰分,以及加入的各种溶剂。
结果见表7-32.
(4)确定金属量:金属量Qi=金属炉料重+矿石带入的铁量-炉料中C、Si、Mn、P和Fe的烧损量+焦炭配入得碳量
炉顶、炉衬消耗
量见表7-28
烧损的Fe,其中20%进入渣中,其中75%为Fe2O3,25%为FeO
引起氧化期物料波动的因素有:扒除熔化渣,造新渣;金属中
还原期采用白渣操作,引起该期物料变化的因素有:。
高炉物料平衡和热平衡的计算
目录1.概述 (1)2.炼铁配料 (1)2.1.原料计算 (1)2.2计算矿石需要量 (4)2.3炉渣成分的计算 (4)2.4校核生铁成分 (7)3.物料平衡计算 (7)3.1 原始物料 (7)3.2计算风量 (8)3.3炉顶煤气成分及数量的计算 (10)3.4 编制物料平衡表 (13)4.热平衡计算 (14)4.1.原始资料 (14)4.2 热量收入 (15)4.3热量支出 (16)4.4 热平衡表 (19)参考文献 (19)高炉物料平衡和及平衡的计算1.概述在计算物料平衡和热平衡之前,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。
高炉炼铁工艺已有200余年的历史,技术基本成熟,计算用基本工艺技术参数的确定,除特殊矿源应作冶炼基础研究外,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作工业全分析,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。
配料计算是高炉操作的重要依据,也是检查能量利用状况的计算基础。
配料计算的目的,在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和溶剂的用量,以配置合适的炉渣成分和获得合格的生铁。
通常以一吨生铁的原料用量为基础进行计算。
物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上,以配料计算为依据编算的。
计算内容包括风量、煤气量、并列出收支平衡表。
物料平衡有助于检验设计的合理性,深入了解冶炼过程的物理化学反应,检查配料计算的正确性,校核高炉冷风流量,核定煤气成分和煤气数量,并能检查现场炉料称量的准确性,为热平衡及燃料消耗计算打基础。
热平衡计算的基础是能量守恒定律,即供应高炉的热量应等于各项热量的消耗;而依据是配料计算和物料平衡计算所得的有关数据。
热平衡计算采用差值法,即热量损失是以总的热量收入,减去各项热量消耗而得到的,即把热量损失作为平衡项,所以热平衡表面上没有误差,因为一切误差都集中掩盖在热损失之重。
高炉炼铁计算
炼铁工艺计算2 物料平衡计算物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分,它是在配料计算的基础上进行的。
物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
物料衡算有助于对高炉过程进行全面定量的分析和深入研究,并为热平衡计算做准备。
2.1 物料平衡计算的准备进行物料衡算应具备以下资料:各种物料的全分析成分,各种物料的实际用量;生铁成分、炉渣成分和数量;鼓风含氧量及鼓风湿度等。
2.2 物料平衡计算内容与方法2.2.1 鼓风量的计算对于炼铁设计,作物料平衡计算时,应首先计算每吨生铁的鼓风量。
每吨生铁的鼓风量用V b (m3,一般均为标准立方米)表示,它是由风口前燃烧碳量与鼓风含氧量计算的。
(1)风口前燃烧碳量C b的计算由碳素平衡图(图2-4)可知b O da dFe C C C C =-- (kg/t ,下同) (2-1)式中 C O ——氧化碳量,kg/t ;C da ——合金元素还原耗碳,kg/t ; C dFe ——铁的直接还原耗碳,kg/t 。
要计算风口前燃烧碳量b C ,则需先计算式中其他各项碳量,它们的计算是 1)氧化碳量O C 计算4O f C C H C C C C =--[]410K M CH K C M C C C =⨯+⨯-- (2-2)式中,C C 为生铁渗碳量,由生铁成分计算;4C H C 为生成CH 4碳量,按燃料带入碳量f C 的0.5%~ 1.2%取值计算;在作炼铁设计时,选定的焦比K 是参加炉内冶炼过程的实际数值,进入炉尘的碳量不包括在内。
2)合金元素还原耗碳da C 的计算()[][][][][])(375.0273.0882.55677.9182.2571.832/)(1244/12102/60][48/24][62/60][55/12][28/24][1022S U COV Ti P Mn Si S U COV Ti P Mn Si C da ⨯⨯+⨯⨯Φ⨯+++++=⨯⨯+⨯⨯Φ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=ΦΦαα式中 []S i ,[]M n ,[]P ,[]Ti ,[]V ——生铁中相应元素含量,%; Φ ——每吨生铁的石灰石用量,kg ; 2C O φ——石灰石中CO 2含量;α——石灰石在高温区分解率,通常取α = 0.5; U —— 每吨生铁的渣量,kg ; ()S ——渣中硫含量。
炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算
炼钢过程的物料平衡与热平衡计算炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上。
其主要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提供某些定量依据。
应当指出,由于炼钢系复杂的高温物理化学过程,加上测试手段有限,目前尚难以做到精确取值和计算。
尽管如此,它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。
本章主要结合实例阐述氧气顶吹转炉和电弧炉氧化法炼钢过程物料平衡和热平衡计算的基本步骤和方法,同时列出一些供计算用的原始参考数据。
1.1物料平衡计算(1)计算所需原始数据。
基本原始数据有:冶炼钢种及其成分(表1);金属料一铁水和废钢的成分(表1);终点钢水成分(表1);造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分(表2);脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率(表3);其它工艺参数(表4).钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值表②[C ]和[Si ]按实际生产情况选取;[Mn ]、[P ]和[S ]分别按铁水中相应成分含量的 30%、10%和60%留在钢水中设表原材料成分表铁合金成分(分子)及其回收率(分母)①与氧生产 2表4其它工艺参数设定值(2)物料平衡基本项目收入项有:铁水、废钢、溶剂(石灰、萤石、轻烧白云石)、氧气、炉衬蚀损、铁合金。
支出项有:钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。
(3)计算步骤。
以100kg铁水为基础进行计算。
第一步:计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。
总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。
其各项成渣量分别列于表5、6和7 总渣量及其成分如表8所示。
第二步:计算氧气消耗量。
氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差,详见表9。
表5铁水中元素的氧化产物及其成渣量① 由还原出的氧量,消耗的量表6炉衬蚀损的成渣量表加入溶剂的成渣量①石灰加入量计算如下:由表可知,渣中已含渣中已含(Si02)=0.857+0.009+0.028+0.022=0.914kg.因设定的终渣碱度 R=3.5 ;故石灰加入量为[R D w (SiO 2)— B w (CaO )]/[w (CaO 石灰)一R X w (SiO 2 石灰)]=2.738/ (88.00% — 3.5 X2.50% ) =3.45kg ②为(石灰中CaO 含量)一(石灰中 S T CaS 自耗的CaO 量)。
高炉炼铁配料计算系统的设计和实现
高炉炼铁配料计算系统的设计和实现高炉炼铁的配料计算指的是以现有的环境和原料为基础,计算单位生铁冶炼出的产品和副产品,针对当前我国高炉配料计算方式存在的准确性低、效率低、耗时耗力的弊端,本文对高炉炼铁配料计算系统进行了设计,并分析了高炉炼铁配料计算系统的具体应用,供相关人员参考。
标签:设计和实现;配料计算系统;高炉炼铁0 引言本文立足于物料平衡理论,以高炉炼铁的具体生产工艺为基础,对高炉炼铁的配料计算系统进行了设计和实现。
该系统能够对高炉炼铁配料过程中的每个环节进行监控,从而对整个高炉配料流程进行简化,使高炉配料调整更加便利、准确。
1 高炉炼铁配料计算系统的设计1.1 高炉炼铁配料计算系统的重要性在高炉炼铁的过程中,为了降低成本,提高生产率,保障炼钢和炼铁生产工艺对铁水质量的要求得到满足,必须对高炉炼铁配料进行计算,这就需要科学地设计高炉炼铁配料计算系统。
在这高炉炼铁配料计算系统进行设计之前要对高炉炼铁的配料计算过程进行了解,高炉炼铁的配料计算过程事实上就是以当前的冶炼条件和原料条件为依据,将不同化学成分和物理性能的原料按照一定的质量要求精确地组合起来,从而保障炼铁产品的化学成分和物理性能的稳定性,获得合格的生铁和合适的炉渣成分,并对所需的溶剂和矿石的消耗量进行精确的计算。
冶炼产品的质量和产量都会受到配料方案是否合理、配料计算模型是否恰当的影响,从而直接影响到配矿的成本。
如果没有准确的计算,或者配料计算的过程有误,都会降低生产效益、提高生产成本、影响产品质量,甚至酿成安全事故,造成极其恶劣的社会影响。
各单位为了提高生产效益、降低生产成本,都采取了一些措施来提高配料的精度。
矿石是炼铁的主要原料,但是矿石的种类较多,各种类的成分和品位往往具有很大的差别,对计算精度进行精确的控制确有难度,当前通用的高炉炼铁配料计算方式又存在着准确性低、耗时耗力的缺点。
在我国的中小型高炉蓬勃发展的过程中也暴露出了很多问题,主要表现为计算机的控制能力普遍较低,配料计算过程非常繁琐,而且也不能保障计算结果的准确性,给操作人员的操作带来了较大的不便。
1000_m3高炉炼铁物料平衡计算论文
攀枝花学院课程设计(论文)1000 m3高炉炼铁物料平衡计算二〇一一年六月攀枝花学院本科课程设计(论文)摘要摘要通过高炉物料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数量,这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。
而在此基础上进行的高炉物料平衡计算,则要确定单位生铁的全部物质收入与支出,即计算单位生铁鼓风数量与全部产品数量,试物料收入与支出平衡。
这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据,是高炉余各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。
高炉物料平衡的计算有两种方法:一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法。
两种物料平衡均为热平衡的基础,以物质不灭定律为依据。
物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分,它是在配料计算的基础上进行的。
物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
物料平衡有助于检验设计的合理性,深入了解冶炼过程的物理化学反应,检查配料计算的正确性。
校验高炉冷风流量,核定煤气成分和煤气数量,并能检查现场炉料称量的准确性,为热平衡及燃料消耗计算的下基础。
关键词现场物料平衡,鼓风量,煤气量,物料收支总量,- 1 -1 前言(引言)1.1物料平衡计算的准备进行物料衡算应具备以下资料:各种物料的全分析成分,各种物料的实际用量;生铁成分、炉渣成分和数量;鼓风含氧量及鼓风湿度等。
1.2高炉物料平衡计算的内容1.2.1高炉物料平衡的计算有两种方法与依据一般由一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法组成。
两种物料平衡均为热平衡的基础,以物质不灭定律为依据。
1.2.2物料平衡计算组成部分物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分,它是在配料计算的基础上进行的。
物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
1.2.3一般物料平衡计算该法用于高炉配料什算和设计阶段的工艺什算,是在假定铁的直接还原度和氢利用率等前提下,用来检查煤气成分及风量和煤气量的计算是否正确。
高炉冶炼物料平衡计算
热风炉系统:冷风管、热风管、冷风阀、热风阀、混风阀、倒流阀、空气燃烧阀、煤气燃烧阀、均压阀、废气阀、烟道阀、热风炉本体及各人孔和连接法兰。
人员准备:检漏试压必须有专人指挥,分区域检漏和监视。
施工方、技改部、监理、动力、安环处等有关部门必须到位。
4.3配备充足的通讯设备、肥皂水、红墨水、安全带、记号笔。
4.4在检漏过程中,发现一般泄漏只需作上记号和记录,以便统一处理和复查;如发现严重泄漏或易引发事故的险情时,应立即终止试压和检漏,待险情排除后再重新检漏和试压。
检漏时要避开人孔和堵头正面。
4.5检漏、试压应分段进行,从50KPa开始,每次升压不得超过50KPa,每升一次压最少稳压30min钟,压力到200KPa时关闭所有干法箱体的进口盲板阀和蝶阀,然后再升压到250KPa,计划稳压时间和区域见表9,具体时间可根据检漏情况确定。
4.6检漏、试压前所有波纹补偿器和相关管道的定位螺栓应解开,拉紧螺栓应紧固。
表9试压、试漏方案表
检漏试压程序:
关闭热风炉所有燃烧阀、烟道阀、废气阀、倒流阀、冷风阀、热风阀。
送风支管盲板堵好后,重新送风对热风炉、热风围管试压至350KPa,同时进一步检漏。
5.11当压力升至350KPa时,三座热风炉逐个关均压阀,开废气阀,对热风阀、冷风阀、燃烧阀、烟道阀、均压阀进行观察,检查泄漏情况。
6 以上程序全部完毕,即高炉热风炉检漏试压完成。
高炉炼铁技术论文
高炉炼铁技术论文现代高炉炼铁【摘要】对高炉炼铁工艺的生产现状进行了技术研究,使高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等优点。
随着技术的发展,高炉正朝着大型化、高效化、自动化的方向发展。
【关键词】固态焦炭;渣铁分离;炉料均匀;煤气流分布高炉是炼铁的专用设备。
虽然现代技术研究了直接还原法和熔融还原法等冶炼工艺,但它们不能取代高炉。
高炉生产是目前获取大量生铁的主要手段。
在现代,高炉已经向大规模发展。
目前,世界上有几座容积超过5000立方米的高炉在生产。
投产高炉4300立方米,日产生铁1万多吨,矿石近2万吨,焦炭等燃料5000吨。
这样,每天运输数万吨原材料和燃料以及产品产量也需要消耗大量的水、风和电。
生产规模和产量之大是其他企业无法比拟的。
1高炉炼铁工艺技术参数研究高炉冶炼过程在密闭竖炉中进行。
高炉冶炼过程的特点是在炉料和煤气的逆流运动过程中完成各种错综复杂的化学反应和物理变化。
由于高炉是一个密封的容器,除了给料和生产铁、渣、气外,操作人员不能直接观察反应过程的状态,只能用仪器仪表间接观察。
为了弄清这些反应和变化的规律,我们首先应该对整个冶炼过程有一个全面而全面的了解,这反映在对不同高度运行的高炉纵断面和横断面图像的正确描述上。
这将有助于正确理解和把握各种单一过程和因素之间的关系。
高炉冶炼的主要目的是利用铁矿石经济高效地获得所需温度和成分的液态生铁。
因此,一方面要实现矿石中铁、氧元素的化学分离,即还原过程;另一方面,还需要实现还原金属和脉石的机械分离,即熔融和结渣过程。
最后,控制温度与液态渣铁之间的相互作用,以获得温度和化学成分合格的铁水。
整个过程是在炉料与煤气自上而下紧密接触的过程中完成的。
在下落过程中,低温矿石逐渐被氧剥离,由外到内被气体还原,同时从高温气体中获得热量。
当矿石上升到一定的温度极限时,先软化后熔融滴落,实现渣铁分离。
铁水与固体焦炭接触时发生了许多反应,最终将铁水的成分和温度调整到终点。
注:因此,保证炉料均匀稳定下降,控制气流均匀合理分布,是高质量完成冶炼过程的关键。
炼钢过程物料平衡和热平衡计算
炼钢过程物料平衡和热平衡计算炼钢过程是将生铁或者其他铁合金通过熔炼等一系列工艺操作得到所需成分和性能的钢的过程。
在炼钢过程中,物料平衡和热平衡计算是非常重要的。
物料平衡计算是炼钢过程中的一项重要工作,其目的是通过计算物料的进出量,确定每个工序中原料和产物的平衡情况,以便控制和优化炼钢过程。
炼钢过程中常用的物料平衡计算方法有材料平衡和元素平衡两种。
材料平衡计算主要是根据原料的进出量和成分,以及每个工序中材料的变化情况,来计算各种物料的平衡情况。
以炼钢高炉为例,其主要原料是铁矿石、焦炭和空气,通过冶金反应得到生铁和炉渣。
在材料平衡计算中,需要考虑到进料的质量和数量,以及冶金反应中矿石的还原程度、焦炭的燃烧程度等因素。
通过对每个工序中原料和产物的物料平衡计算,可以确定炉内各种物料的流动情况和变化规律,以便优化炼钢过程,提高钢的质量和产量。
元素平衡计算是针对炼钢过程中的元素进行的平衡计算。
炼钢过程中,除了铁、碳、硅、锰等主要元素外,还有许多杂质元素,如磷、硫、氧等。
元素平衡计算需要考虑每个工序中元素的进出量,以及元素在冶金反应中的分配情况。
通过元素平衡计算,可以确定炼钢过程中每个工序的杂质元素的分布情况,以便进行相应的处理和控制,保证钢的质量符合要求。
热平衡计算是炼钢过程中的另一个重要工作,其目的是通过计算炼钢过程中的热量进出量,了解各个工序的热平衡情况,以便合理利用热能,优化炼钢过程。
炼钢过程中产生的热量主要有焦炭燃烧产生的热量、冶金反应放热产生的热量、热风和燃料的预热热量等。
热平衡计算中需要考虑的因素有炉内热量的进出量、热量的耗散和损失等。
通过热平衡计算,可以确定每个工序中热量的平衡情况,以便根据热量的分布和变化,进行相应的热能利用优化。
在炼钢过程中进行物料平衡和热平衡计算,可以帮助把握炼钢过程中材料和热量的变化规律,从而更好地控制和优化整个过程。
这对于提高炼钢质量、降低成本具有重要意义。
同时,物料平衡和热平衡计算也为炼钢过程的模拟和仿真提供了基础数据,为炼钢工艺的改进和创新提供了理论依据。
高炉物料平衡和热平衡的计算.总结
高炉物料平衡和热平衡的计算(论文)目录1. 概述 (1)2. 炼铁配料 (1)2.1.原料计算 (1)2.2 计算矿石需要量 (4)2.3 炉渣成分的计算 (4)2.4 校核生铁成分 (7)3. 物料平衡计算 (7)3.1 原始物料 (7)3.2 计算风量 (8)3.3 炉顶煤气成分及数量的计算 (10)3.4 编制物料平衡表 (13)4. 热平衡计算 (14)4.1.原始资料 (14)4.2 热量收入 (15)4.3 热量支出 (16)4.4 热平衡表 (19)参考文献 (19)高炉物料平衡和及平衡的计算1.概述在计算物料平衡和热平衡之前,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。
高炉炼铁工艺已有 200 余年的历史,技术基本成熟,计算用基本工艺技术参数的确定,除特殊矿源应作冶炼基础研究外,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作工业全分析,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。
配料计算是高炉操作的重要依据,也是检查能量利用状况的计算基础。
配料计算的目的,在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和溶剂的用量,以配置合适的炉渣成分和获得合格的生铁。
通常以一吨生铁的原料用量为基础进行计算。
物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上,以配料计算为依据编算的。
计算内容包括风量、煤气量、并列出收支平衡表。
物料平衡有助于检验设计的合理性,深入了解冶炼过程的物理化学反应,检查配料计算的正确性,校核高炉冷风流量,核定煤气成分和煤气数量,并能检查现场炉料称量的准确性,为热平衡及燃料消耗计算打基础。
热平衡计算的基础是能量守恒定律,即供应高炉的热量应等于各项热量的消耗;而依据是配料计算和物料平衡计算所得的有关数据。
高炉物料平衡计算课程设计
2.1 配料计算
由于物料平衡计算是在配料计算的基础上进行的,故欲进行物料平衡的计 算,就得先进行配料计算。而配料计算的基本原则是要满足质量守恒定律,即加 入炉内的炉料中的各种元素和化合物的总和应等于高炉产品中各元素和化合物 的总和。为进行配料计算,需收集和整理一些资料,包括:1、需要原料和燃料 的全分析数据,并折算成 100%;2、生铁品种及其成分;3、确定矿石配比;4、 确定焦比;5、各种元素在生铁、炉渣和煤气间的分配率;6、炉渣成分,即选定 合适的炉渣碱度。【2】
2.2.1 原始条件的确定
原始条件为:[7] (1)选择确定直接还原度:可根据煤气成分来计算,但较复杂,故这里直 接选定直接还原度 rd = 0.45 。 (2)鼓风湿度 f:这里取大自然湿度为 0.012 Kg/ m3 ,f =1.5% 。 (3)假定入炉碳量 0.5%的碳与 H2 反应生成 CH4(纯焦冶炼可取 0.5%~1.0%, 喷吹燃料时可取 1.2%)。
MgO
2.02 0.12 0.52 1.49 0.37
Al2O3
1.70 0.43 1.18 1.39 0.27
MnO S
P
Fe2O3
0.62 0.023 0.041 2.39 0.010 0.035 1.05 0.210 0.023 1.02 0.039 0.038 66.20
0.01 0.004
(2)根据碱度平衡求石灰石用量: 混合矿带入的 CaO 量:1694.47×0.0859 = 145.55 ㎏ 焦炭带入的 CaO 量:450×0.1350×0.0434 =2.64 ㎏ 煤粉带入的 CaO 量:90×0.0062 = 0.57 ㎏ 共带入的 CaO 量:145.55 + 2.64 +0.57 =148.76 ㎏ 混合矿带入的 SiO2 量:1694.47×0.0745 = 126.24 ㎏ 焦炭带入的 SiO2 量:450×0.1350×0.5400 = 32.81 ㎏ 煤粉带入的 SiO2 量: 90×0.0876 = 7.88 ㎏ 共带入的 SiO2 量:126.24 + 32.81 + 7.88 = 166.93 ㎏ 还原 Si 消耗的 SiO2 量:3×(60÷28)= 6.43 ㎏ 石灰石用量:[(166.93-6.43)×1.04-148.76]/(0.5402-0.0138× 1.04)=34.53 ㎏ 考虑到机械损失及水分,则每吨生铁的原料实际用量列于表 8
高炉炼铁配料计算系统的设计和实现
高炉炼铁配料计算系统的设计和实现高炉配料计算就是在给定原料和环境的条件下得出单位生铁所冶炼出的各种产品与副产品。
目前国内大型高炉已经是高炉生产发展的趋势。
炼铁的各种原燃料的用量遵循一定的规律,不同的需求与条件可以催生出不同的工艺设计方案。
配料计算则是在矿石燃料用量确定的情况下,计算所需的铁渣比、综合焦比、综合负荷、S负荷、入炉品位等。
标签:高炉炼铁;高炉炼铁配料计算系统的设计;应用1 高炉炼铁炼铁的原料是矿石,由于矿石种类繁多,品位、成分参差不齐,很难控制计算精度,如何提高配料精度成为各厂家需要解决的难题。
虽然通过PID可实现配料以及混均,但其通用性低,难以用于其他厂家。
由于各厂的实际情况不同,便出现了以总成本为主和以铁水、炉渣成份精度为主等一系列的配料计算。
目前大部分国内的高炉配料计算方式不仅耗时、耗力、效率底,准确性还得不到保证。
因此亟需一个安全可靠的系统来克服这些困难。
自动配料系统能很好地解决这个问题,而且系统能实时地监控每个生产过程,使得高炉配料调整更加简单。
2 高炉炼铁配料计算系统的设计2.1 高炉炼铁配料计算系统的组成系统主要由操作参数、风口情况、出铁情况、成份输入、上料管理、配料计算等模块构成。
操作参数画面用于显示高炉操作中的重要工艺参数及下料数据,允许用户查询历史数据,为操作人员制订操作方案提供依据。
风口情况画面用于显示当前风口状态及风口更换历史记录。
系统的开发主要以配料计算中的联合计算法为依据。
即在给定的原燃料条件和冶炼参数下,应用物料平衡法求解出单位生铁的焦炭、矿石、熔剂等的消耗量。
根据所得消耗量计算吨铁的耗风量和煤气量2.2 高炉炼铁配料计算系统的具体设计根据高炉物料的平衡理论,对高炉炼铁配料计算应用系统进行设计,其计算基础参数主要包括生产高炉生铁的预定铁水成分、原始操作条件、燃料成分和原料成分等,对高炉炼铁过程中的重要生产数据进行计算,例如炉渣成分、出铁铁水成分、煤气成分、铁水生产最佳原燃料配比用量等。
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攀枝花学院课程设计(论文)1000 m3高炉炼铁物料平衡计算摘要通过高炉物料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数量,这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。
而在此基础上进行的高炉物料平衡计算,则要确定单位生铁的全部物质收入与支出,即计算单位生铁鼓风数量与全部产品数量,试物料收入与支出平衡。
这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据,是高炉余各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。
高炉物料平衡的计算有两种方法:一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法。
两种物料平衡均为热平衡的基础,以物质不灭定律为依据。
物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分,它是在配料计算的基础上进行的。
物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
物料平衡有助于检验设计的合理性,深入了解冶炼过程的物理化学反应,检查配料计算的正确性。
校验高炉冷风流量,核定煤气成分和煤气数量,并能检查现场炉料称量的准确性,为热平衡及燃料消耗计算的下基础。
关键词现场物料平衡,鼓风量,煤气量,物料收支总量,1 前言(引言)1.1物料平衡计算的准备进行物料衡算应具备以下资料:各种物料的全分析成分,各种物料的实际用量;生铁成分、炉渣成分和数量;鼓风含氧量及鼓风湿度等。
1.2高炉物料平衡计算的内容1.2.1高炉物料平衡的计算有两种方法与依据一般由一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法组成。
两种物料平衡均为热平衡的基础,以物质不灭定律为依据。
1.2.2物料平衡计算组成部分物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分,它是在配料计算的基础上进行的。
物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
1.2.3一般物料平衡计算该法用于高炉配料什算和设计阶段的工艺什算,是在假定铁的直接还原度和氢利用率等前提下,用来检查煤气成分及风量和煤气量的计算是否正确。
计算步骤主要是由碳氧平衡算出入炉风量,然后计算出煤气各纽成,总量和成分含量,最终列出物料平衡表。
渣量计算方法参照本文配料联合计算中炉渣成分和渣量的计算。
这里直接给定了渣量。
另外,原料常规分析中有SiO2、CaO、MgO、和Al2O3,物料平衡没有用到的化学成分均没有列出[3]。
1.2.4 现场物料平衡计算现场用实际的生产数据作物料平衡,用来检查和校核入炉物料和产品称量的准确性,计算生产中无法计量的渣量和炉顶煤气量,实际的入炉风量,算出各种还原度和利用卒,如铁的直接还原度、Co利用率、氢利用率和风口燃烧碳率等,便于技术经济分析[3]。
还可用实际生产数据(包括原、燃料耗量、生铁成分、炉渣成分、渣量、炉尘量及成分等)作为计算基础,用来检查、校核入炉物料和产品计量的准确性,计算风量和煤气量,算出各种如铁的直接还原度、氢的利用率等有关参数,便于技术经济分析[5].1.3计算分析计算分析的可靠性在于计算方法的科学性,原始资料的准确程度,在生产中产生误差最大的是原燃料的成分分析和实际产量与统计产量的差别,由于我国以前分析和计量技术相对薄弱,造成的误差较大,常将进入生铁元素平衡计算用作原燃料单耗的验算,例如以铁平衡验算矿石消耗量等,然后再以验算后校正的消耗量作为平衡计算的依据[3]。
2物料平衡计算的准备2.1 原料条件除了在配料计算中所用的全部原始条件和每吨生铁的各种原料消耗量以外,还需要以下补充条件:2.1.1原料条件根据冶炼条件,按经验选定铁的直接还原度,表2-1列出在全焦冶炼时不同冶炼条件下r d值的大致范围[4]。
喷吹燃料(尤其喷油)后,由于H2的还原作用的增强,r d =有所降低。
2.1.2按当地湿度条件或鼓风加湿情况确定鼓风湿度。
2.2计算中应该注意的事项物料平衡计算过程中,以每吨铁为计算单位。
各种物料组成的重量,基本上取千克摩尔重量的近似值,如Fe、FeO、Mn和CO,分别取56.72、55和44。
各种物料的化学成分表示方法如下:除了C k表示焦炭的碳含量()表示生铁中各元素的含量,[]表示炉渣各组成的含量,以及煤气中各成分的含量无角标以外,一律用()加角标来表示。
计算单位为kg/kg或m3/m3各种物料的数量表示方法如下:除了P表示生铁,K表示焦炭以外,一般用G或无括号的化学符号表示重量,V表示体积,角标注明物料的简称;右上角有“/”的表示物料平衡中要采用的数据。
单位用kg或m3表示。
2.3收集原始数据利用配料计算的原始条件和计算结果,并设生成甲烷的碳量占总碳量的0.8%(一般为0~5%,喷吹煤粉时可达1%)。
各种原料的全分析。
对现场化学成分分析数据,应将总和调整为100%,并删去不合理数据[6]。
3高炉物料平衡计算中理论计算3.1 鼓风量计算对于炼铁设计,作物料平衡计算时,应首先计算每吨生铁的鼓风量。
每吨生铁的鼓风量用V b(m3,一般均为标准立方米)表示,它是由风口前燃烧碳量与鼓风含氧量计算的[1]。
3.1.1风口前燃烧碳量C b 的计算图3-1[4]3.1.1.1由碳素平衡图(图3-1)[4]可知C b =C o -C da-C dFe (kg/t ,下同)(3-1)式中 C o ——氧化碳量,kg/t ;C da ——合金元素还原耗碳,kg/t ;C dFe ——铁的直接还原耗碳,kg/t 。
要计算风口前燃烧碳量C b ,则需先计算式中其他各项碳量。
3.1.1.2氧化碳量CO 计算4O f C CH C C C C =-- []410K M CH K C M C C C =⨯+⨯-- (3-2)式中,Cc 为生铁渗碳量,由生铁成分计算;CCH 4为生成CH 4碳量,按燃料带入碳量C f 的0.5%~1.2%取值计算;在作炼铁设计时,选定的焦比K 是参加炉内冶炼过程的实际数值,进入炉尘的碳量不包括在内。
3.1.1.3合金元素还原耗碳C da 的计算()32/)(1244/12102/60][48/24][62/60][55/12][28/24][102S U CO V Ti P Mn Si C da ⨯⨯+⨯⨯Φ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=Φα (3-3)式中 [Si ],[Mn ],[P ],[Ti ],[V ]——生铁中相应元素含量,%; Φ ——每吨生铁的石灰石用量,kg ;CO 2——石灰石中CO 2含量;α——石灰石在高温区分解率,通常取α = 0.5; U —— 每吨生铁的渣量,kg ;(S )——渣中硫含量。
如果生铁中还含有其他直接还原的合金元素,那么应在C da 式中加上所消耗的化学当量的碳。
3.1.1.4铁直接还原耗碳C dFe 的计算C dFe =12×Fe.r ×r d /56 (3-4)式中,Fe.r 为冶炼每吨生铁的还原铁量,kg 。
如果高炉冶炼不加废铁,Fe.r=10 [Fe];如果加入废铁,则Fe.r=10 [Fe] – Fe 料,其中Fe 料为废铁用量,kg/t 。
废铁已属金属铁,在高炉内不需还原。
由上面各式可以看出,风口前燃烧的碳量主要取决于燃料比和直接还原度,一般C b 约占入炉碳量的70%~80%。
3.1.2鼓风量的V b 计算根据风口前碳素燃烧反应2C + O 2 = 2CO ,由燃烧碳量(C b )及鼓风的含氧量(O 2b ),可以计算出1t 生铁的鼓风量b V 2222.40.933/24b b b b bC V C O O ⨯==⨯⨯ (m 3/t ) (3-5) 式中,0.933为燃烧1kg 碳素所需要的氧量(m 3),在工艺计算中这是个常用的数据。
鼓风含氧量可按下式计算:O 2b =0.21+0.29×ϕ+(a -0.21)×W (3-6) 式中 ϕ——鼓风湿度,用体积小数表示;W ——1 m 3鼓风中兑入的富氧气体量,m 3;a ——富氧气体氧的纯度。
“(a -0.21)×W 就是所谓的富氧率”。
当高炉喷吹燃料时,由于煤粉中常含有少量有机物氧素及水分,在风口区热分解,分解出的氧亦能燃烧碳素。
因此,在精确计算时不能忽略这部分氧的影响,这时鼓风量应按下式计算20.933b b b C O V O -=喷(3-7)式中,O 喷为冶炼每吨生铁由煤粉带入的氧量(m 3),它的计算是 ()222.416/18/32M M O M O H O =⨯+⨯喷 (3-8)式中,O M 为煤粉中含氧量;H 2O M 为煤粉水分含量。
3.1.3鼓风质量G b 的计算过去多以物料重量进行物料衡算,列物料平衡表,这不符合现行规范,应予以改正。
每吨生铁的鼓风质量应为b b b G V ρ=⨯ (kg )(3-9)式中,P b为标准状况下的鼓风密度(kg/m 3),它要由鼓风成分及其分子量去计算。
3.2煤气量计算组成炉顶煤气的有CO 2、CO 、N 2、H 2、CH 4五种组分,要计算冶炼每吨生铁的高炉煤气量,就需要明确这些组分的来源及其数量的计算。
3.2.1煤气级成数量的计算1)CH 4CH 4的来源有二:一是焦炭挥发分中含有CH 4,它和挥发分中其他成分一样,在高炉上部析出进入煤气(不要计入煤粉的CH 4);另一是由高炉中碳素同煤气中氢化合生成。
这后部分CH 4数量按生成CH 4的碳量计算(现在也有认为没有碳素生成CH 4的)。
因此,每吨生铁煤气中CH 4量的计算是:44422.4/1622.4/12CH CH V K CH C =⨯+ (m 3/t ) (3--10)式中 CH 4——焦炭中CH 4的含量。
2)H 2高炉中氢的来源有:①燃料带入的,其中包括焦炭挥发分和有机物中的氢(可按焦炭氢元素分析计算)、喷吹燃料的氢和所含水分中的氢;②高炉鼓风湿分带入的,它在风口前分解出氢;③如果天然矿含有结晶水,结晶水在高炉中部(大于500℃区域)也要分解出氢。
由于现在高炉熟料比较高,天然矿中结晶水含量又不多,计算时这部分氢量可不考虑。
高炉中氢的去向为:①参加还原,约有30%~40%的氢量参加还原,这部分氢量称为“还原氢(H 2r )”。
还原氢中的绝大部分(90% ~ 100%)在高炉高温区代替碳还原浮士体,其余的还原Fe 3O 4;②与碳反应生成CH 4;③其余部分进入炉顶煤气。
炉顶煤气中H 2量按下式计算V H2=∑H 2-H 2r -H 2CH4(m 3/t )或者 ()222241H H CH V H H η=⨯--∑ (3-11)这里∑H 2为入炉的总氢量(m 3/t ),其计算是(){}222222.42/18/2b K M M H V K H M H H O ϕ=⨯+⨯⨯+⨯+⨯∑ (3-12) 式中H 2K ——焦炭中H 2的含量;H 2M ,H 2O M ——煤粉中H 2及H 2O 的含量;2H η——氢利用率。