高碳铬铁物料平衡计算.docx

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30万吨铬铁初步设计(第1册)要点

30万吨铬铁初步设计(第1册)要点

山西太钢万邦炉料有限公司新建30万吨节能型铬铁项目初步设计

第一册共三册

山西太钢工程技术有限公司

二〇一二年六月

山西太钢万邦炉料有限公司新建30万吨节能型铬铁项目初步设计

第一册共三册

董事长:周一洲

总经理:白灵宝

总工程师:张建新

主管领导:程明璜

总设计师:孙全利

山西太钢工程技术有限公司

二〇一二年六月

设计专业及人员

专业科审审核设计负责人工艺李强李新春孙全利设备李向东席江龙胡福生电气秦春荣李昕沈业全仪表张东红鲍春燕梁彤自动化乔春明乔春明杨斌通讯魏勇沈业全东烨土建郝建武李晋生冯莉君暖通高晔明赵德生李郁燃气李强李遇春杨英良给排水王立群梁炳志孙小红总图刘景峰张丽萍杜亚亢环保王立群王万江韩锋安全王立群王万江韩锋消防王立群王万江韩锋概算张向峰高峰吴勇清技经张向峰吴勇清高峰

分册目次

第一册初步设计文本

第二册主要设备表

第三册附图

第一册初步设计文本

目录

1、总论 (1)

2、生产工艺及设备 (19)

3、原料场 (82)

4、炉渣金属回收 (94)

5、供配电设施 (98)

6、自动化仪表 (116)

7、给排水设施 (124)

8、燃气设施 (133)

9、煤气发电设施 (146)

10、采暖、通风、除尘设施 (150)

11、检化验设施 (155)

12、电信设施 (158)

13、土建工程 (164)

14、总图布置与运输设施 (173)

15、能源分析与评价 (177)

16、劳动定员 (185)

17、环境保护 (185)

18、安全与工业卫生 (194)

19、消防 (202)

20、项目建设进度 (208)

21、投资估算 (208)

22、技术经济分析 (211)

《高炉炼铁技术》项目11任务11.2物料平衡

《高炉炼铁技术》项目11任务11.2物料平衡
[学习任务]
04
物料平衡表的编制方法和计算过程 03
煤气成分及数量的计算方法和计算过程 02
根据碳平衡计算风量的计算方法和计算过程 01
.物料平衡计算的目的、方法和计算过程
一、原始条件
本例取大自然湿度为12克/米3(f=1.5%) 3.假定焦炭和喷吹物总碳量1.2%的碳与H2反响生 成CH4(纯焦炭冶炼时可取0.5%~1.0%)
重油分解出的H2量: 煤粉分解出H2量:
入炉总H2量: 在喷吹条件下一般有40%的H2参加复原,所以参加复原的H2量为:
生成CH4的H2量: 进人煤气的H2量:
3.C02
由Fe2O3复原FeO所生成的C02:
由FeO复原成Fe所生成的C02:
由MnO2复原成MnO生成的C02:
另外,H2参加复原反响,即相当于同体积的CO参加反响,所以C023。 总计间接复原生成C02量: 石灰石分解出C02量: 焦炭挥发分的C02量: 混合矿分解出C02量: 煤气中总C02量: 293.O2+3.90+0.76+10.59=308.27米3
C风 文字式:C风=∑C燃-[C]×103-∑C直-CCH4
C风占总人炉炭量: 330.40/475.78=69.46%
2.计算风量 3/米3 风口前燃烧碳素需要氧量:
三、计算煤气成分及数量
1.CH4 由燃料碳索生成CH43 焦炭挥发分含CH43 进人煤气的CH43

新高碳铬铁物料平衡计算

新高碳铬铁物料平衡计算

新高碳铬铁物料平衡计算

高碳铬铁是一种重要的铁合金材料,通常用于不锈钢的生产。在高碳铬铁的生产过程中,为了保证生产稳定和产品质量,需要进行物料平衡计算。物料平衡计算是一种应用化学原理和计算方法的技术,可以帮助生产工艺的优化和物料的合理利用。

首先,需要了解高碳铬铁的生产工艺。生产高碳铬铁的主要原料是铬矿石和铁矿石。铬矿石中含有铬的化合物,而铁矿石中主要含有铁的氧化物。在生产过程中,还需要添加一些辅助材料,如石灰石和焦炭。石灰石主要用于调节炉渣的性质,而焦炭则用于提供还原剂。

在物料平衡计算中,首先需要确定高碳铬铁的化学式。高碳铬铁的化学式为Fe(Cr,C)。同时,需要了解铬矿石和铁矿石中铬和铁的含量。假设铬矿石中含有的铬的质量分数为a,而铁矿石中含有的铁的质量分数为b。根据化学反应的原子守恒的原理,可以得到以下的物料平衡方程:aaa+aaa+a⨉(a/a)=a⨉(aa+aaaa)

其中,M为铬矿石的质量,M为铁矿石的质量,C为焦炭的质量,T为石灰石的质量,M为高碳铬铁的质量,Mo为生成高碳铬铁所需要的铁的质量,x为所需铬的摩尔比。通过这个方程,可以计算出所需的原料质量和产物质量。

接下来,需要确定焦炭和石灰石的用量。焦炭的用量可以通过计算所需还原剂C的质量得到。石灰石的用量则需要根据炉渣的成分进行调节。炉渣的成分可以通过实验室测试得到,或者通过历史数据进行估算。根据炉渣的成分,可以计算出石灰石的用量。

最后,需要计算出副产物的质量和化学成分。高碳铬铁的生产过程中,会有一部分铬在炉渣中除去。通过炉渣的质量和成分,可以计算出除铬的

高碳铬铁配料计算方法

高碳铬铁配料计算方法

咼碳铬铁配料计算方法

、基本知识

1、 元素、分子式、分子量

铬 Cr — 52 铁 Fe — 56 硅 Si — 28

镁一24

三氧化二铬Cr 2O 3 —152

氧化镁MgO — 40

2、 基本反应与反应系数 Cr 2O 3+3C=2Cr+3CO 氧 0 —16 碳 C —12

铝一27

二氧化硅Si02 — 60

三氧化二铝Al 2O 3 — 102

Cr 2O 3的还原系数是0.6842

FeO+C=Fe+CO

3、Cr/Fe 与 M/A

(1)Cr/Fe 是矿石中的铬和铁的重量比,Cr/Fe 越高合金中Cr

含量越高

(2) M/A 是矿石中的MgO 和AI 2O 3的重量比,M/A 表示矿

石的难易熔化的程度,一般入炉矿石 M/A 为1.2以上较好。

1公斤Cr 2O 3还原成Cr 2 52 2 52

3 16

0.6842公斤

还原1公斤Cr 用C

3 12 2 52

0.3462公斤

还原1公斤Fe 用C

12 56

0.2143公斤

SiO 2+2C=Si+2CO

还原1公斤Si 用C

2 12 28

0.8571 公斤

二、计算条件

1、焦炭利用率90%

2、铬矿中Cr还原率95%

3、铬矿中Fe还原率98%

4、合金中C9%,Si0.5%

三、原料成份

举例说明:

铬矿含水4.5%

焦炭固定碳83.7%,灰份14.8%,挥发分1.5%,含水8.2% 主要成分表

四、配料计算

按100公斤干铬矿(104.5公斤铬矿)计算

(1 )合金重量和成份

100公斤干铬矿中含Cr, 100 X0.2826=28.26 公斤

进入合金的Cr为28.26 X0.95=26.85 公斤

环评中物料平衡计算范例

环评中物料平衡计算范例

某化工企业年产400吨柠檬黄,另外每年从废水中可回收4吨产品,产品的化学成分和所占比例为:铬酸铅(PbCrO 4)占54.5%,硫酸铅(PbSO 4)占37.5%,氢氧化铝[Al (OH )3]占8%。排放的主要污染物有六价铬及其化合物、铅及其化合物、氮氧化物。已知单位产品消耗的原料量为:铅(Pb )621kg/t,重铬酸钠(Na 2Cr 2O 7)260 kg/t ,硝酸(HNO 3)440 kg/t 。则该厂全年六价铬的排放量为( )t 。(已知:各元素的原子量为Cr =52, Pb=207,Na =23,0=16)

A .0.351

B .6.2

C .5.85

D .无法计算

C 【解析】本题比上题更复杂,这种题可能会放在案例中考试。

(1)首先要分别计算铬在产品和原材料的换算值。

产品(铬酸铅)铬的换算值=%1.16%100323

52%1004165220752=⨯=⨯⨯++ 原材料(重铬酸钠)铬的换算值=

%69.39%100262104%10071652223522=⨯=⨯⨯+⨯+⨯⨯ (2)每吨产品所消耗的重铬酸钠原料中的六价铬重量

260×39.69%=103.2(kg/t)

(3)每吨产品中含有六价铬重量(铬酸铅占54.5%)

1000kg ×54.5%×16.1%=87.7(kg)

(4)生产每吨产品六价铬的损失量

103.2-87.7=15.5 (kg/t)

(5)全年六价铬的损失量

15.5 kg/t ×400t=6200(kg/年)=6.2(t)

(6)计算回收的产品中六价铬的重量

4000kg ×54.5%×16.1%=351(kg )=0.351(t)

高碳铬铁物料平衡计算

高碳铬铁物料平衡计算

一、物料平衡计算

1、基本原始数据:直接还原铁成分、燃料成分见表一、表二(1)直接还原铁

(2)焦炭成分

(3)白云石

白云石化学成分

(4)硅石

入炉硅石的化学成分应符合表4.2―10的规定。

表4.2―10 硅石化学成分

入炉硅石粒度20~80mm。

2、直接还原铁耗碳量计算(以100kg计算)

假设Cr以Cr

2O

3

、Cr形态存在,Fe以Fe₂O₃,Fe形态存在,其中Cr

2

O

3

全部还原,Fe₂O₃98%还原为Fe,45%还原为FeO, SiO

2

2%还原,成品中含C 量为2%,加入焦炭全部用于还原氧化物,则耗碳量为:

冶炼100kg铁矿消耗焦炭量为

Mc=耗C量/(Wc固*(1-W水))=11.25/(84%*(1-8%))*(1+10%)=16kg

冶炼1吨高碳铬铁合金需要直接还原铁量为

M矿=1*w(Cr高碳铬铁水中质量比)/W(Cr矿中质量比)*还原率=1*62%/(40.18%)*98%=1.575吨

3、冶炼1吨高碳铬铁合金需要焦炭量为

M焦炭=16kg*1.575*10=252kg

4、渣铁比计算

以100kg直接还原铁配16kg焦炭,假设元素分配按下表所示

物料平衡中未计算P和S的平衡量,按高碳铬铁合金生产状况设定P和S的含量。

由上述计算得知所生产的镍铁合金成分镍合金水成份(Wt%)

由于Cr /Fe=64/27 =2.37,符合高碳铬铁生产的铬铁比大于2.2的

要求,MgO/ Al 2O 3=(5.6+13.79)/13.18=1.47,符合高弹铬铁生产的镁铝比大于1.2的要求。铁水成分符合高碳铬铁FeCr67C6的标准。

高碳铬铁物料平衡计算

高碳铬铁物料平衡计算

一、物料平衡计算

1、基本原始数据:直接还原铁成分、燃料成分见表一、表二(1)直接还原铁

(2)焦炭成分

(3)白云石

白云石化学成分

(4)硅石

入炉硅石的化学成分应符合表4.2―10的规定。

表4.2―10 硅石化学成分

入炉硅石粒度20~80mm。

2、直接还原铁耗碳量计算(以100kg计算)

假设Cr以Cr

2O

3

、Cr形态存在,Fe以Fe₂O₃,Fe形态存在,其中Cr

2

O

3

全部还原,Fe₂O₃98%还原为Fe,45%还原为FeO, SiO

2

2%还原,成品中含C 量为2%,加入焦炭全部用于还原氧化物,则耗碳量为:

冶炼100kg铁矿消耗焦炭量为

Mc=耗C量/(Wc固*(1-W水))=11.25/(84%*(1-8%))*(1+10%)=16kg

冶炼1吨高碳铬铁合金需要直接还原铁量为

M矿=1*w(Cr高碳铬铁水中质量比)/W(Cr矿中质量比)*还原率=1*62%/(40.18%)*98%=1.575吨

3、冶炼1吨高碳铬铁合金需要焦炭量为

M焦炭=16kg*1.575*10=252kg

4、渣铁比计算

以100kg直接还原铁配16kg焦炭,假设元素分配按下表所示

物料平衡中未计算P和S的平衡量,按高碳铬铁合金生产状况设定P和S的含量。

由上述计算得知所生产的镍铁合金成分镍合金水成份(Wt%)

由于Cr /Fe=64/27 =2.37,符合高碳铬铁生产的铬铁比大于2.2的

要求,MgO/ Al 2O 3=(5.6+13.79)/13.18=1.47,符合高弹铬铁生产的镁铝比大于1.2的要求。铁水成分符合高碳铬铁FeCr67C6的标准。

铬铁生产配料方案及成本预测

铬铁生产配料方案及成本预测

铬铁生产配料方案及成本预测

注:混合料的铬铁比2.23,正常情况下可生产含铬55%—57%高碳铬铁,镁铝比一般控制在1.2—1.5。此配比在1.64偏高一些,问题不大。

矿耗计算:设矿耗W;合金含铬57%;回收率92%;铬折合系数0.68;

混合矿含Cr2O3*W*折合系数*回收率=合金含铬W=2.16吨

即伊朗块矿:1.296吨;南非粉矿:0.864吨

设碱度为R=0.6 0.6=MgO/(SiO2+应加SiO2) 0.6=17.85/(7.98+Y)Y=21.77 100kg混合矿需加硅石:22kg。

硅石消耗:22*2.16=47.5kg;电极糊消耗:0.04吨,电耗:3400度/吨。

其他消耗及成本参考大秦的资料。

高炉物料平衡和热平衡的计算

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。

高铬配料计算

高铬配料计算

高碳铬铁配料计算

计算步骤如下:

(1)原料成分(%):

焦炭固定碳84%,灰分14%,挥发分2%。

(2)合金成分(%):

(3)计算依据:焦炭含水分10%,炉口燃烧和出铁口排碳总和为10%。铬和铁元素回收率分别为92%和95%,入渣率分别为8%和5%,渣铁重量之比按1.1计,炉渣中SiO2占32%。

(4)计算:以100 kg铬矿为基准:

①合金量:

Cr2O3+3C=2Cr+3CO

G Cr=100 kg×0.4514×0.92×104/152=28.41 kg

生成铬铁数量:

28.41 kg/0.67=42.40 kg

②需用焦炭数量

还原Cr2O3用碳量:

Cr2O3+3C=2Cr+3CO

G C=100 kg×0.4514×0.92×36/152=9.84 kg 还原FeO用碳量:

FeO+C=Fe+CO

G C=100 kg×0.1332×0.95×12/72=2.109 kg 还原SiO2用碳量:

SiO2+2C=Si+2CO

G C=42.40 kg×0.015×24/28=0.545 kg

合金增碳:

G C=42.40 kg×0.07=2.97 kg

碳总消耗量:

G C=(9.84+2.109+0.545+2.97)kg=15.464 kg 折合成原料中焦炭数量:

G(焦炭)=15.464 kg/(0.84×0.9×0.9)=22.728 kg ③硅石用量:

还原反应消耗:

G SiO2=42.40 kg×0.15×60/28=1.36 kg

进入炉渣中SiO2数量:

G SiO2=42.40 kg×1.1×0.32=14.92 kg

高碳铬铁合金生产电耗分析

高碳铬铁合金生产电耗分析

料.
通过对内蒙古自治区主要铬铁生产企业调研发
现,采用烧结机 - 矿 热 炉 工 艺[1]的 企 业 普 遍 电 耗 在 2000kW������h~3000kW������h/t铬 铁 之 间 [2]. 笔 者 就
烧结机-矿热炉工艺流程中烧结机和矿热炉部分进
行 理 论 分 析 ,通 过 物 料 平 衡 和 热 平 衡 计 算 ,得 到 铬 铁
合计 1493.8 100%
合计 1493.8100.00%
2.1.4 预 还 原 球 团 成 分 (见 表 5).
收 稿 日 期 :2018-11-12 作 者 简 介 :安 睿 (1984- ),男 ,2013 年 北 京 交 通 大 学 硕 士 毕 业 ,工 程 师 ,现 从 事 冶 金 工 程 科 研 工 作 .
关 键 词 :冶 金 热 能 工 程 ;热 装 热 送 ;高 碳 铬 铁 ;理 论 电 耗 中 图 分 类 号 :TF641 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1007—6921(2019)05—0103—03
高碳铬铁主 要 用 于 不 锈 钢 生 产,其 中 200 系 不
兰炭 81.25 15.32 3.32 0.02 0.75 6
粒度 mm 5~30
1.1.3 钠 质 膨 润 土 成 分 (见 表 3).
表3
钠质膨润土成分
名 称 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO

GCr9物料平衡计算

GCr9物料平衡计算

一、物料平衡计算 1

1、计算所需原始数据 (1)

2、物料平衡基本项目 (2)

3、计算步骤 (2)

二、热平衡计算9

1、计算热收入Q s (9)

2、计算热支出Q z (11)

三、电弧炉炉型及主要参数12

参考文献15

一、物料平衡计算

1、计算所需原始数据

基本原始数据:冶炼钢种及成分(见表1);原材料成分(见2);炉料中元素烧损率(见表3);其他数据(见表4)

注:分母系计算时的设定值,取其成分中限。

①按末期含量比规格下限低0.03%~0.10%(取0.06%)确定(一般不低于0.03%的脱碳量);

②按末期含量0.015%来确定

2、物料平衡基本项目

收入项有:废钢、生铁、焦炭、石灰、电极、炉衬镁砖、炉顶高铝砖、火砖块、氧气和空气。

支出项有:钢水、炉渣、炉气、挥发的铁、焦炭中挥发分。

3、计算步骤

以100kg金属炉料(废钢+生铁)为基础,按工艺阶段分为熔化期和氧化期分别进行计算,然后汇总成物料平衡表。

第一步:熔化期计算。

(1)确定物料消耗量:

1)金属炉料配入量。废钢和生铁按75kg和25kg搭配,不足碳量用焦炭来配。其结果列于表5。

①碳烧损率25%。

2)其他原材料消耗量。为了提前造渣脱磷,先加入一部分石灰(20kg/t(金属料))和矿石(10kg/t(金属料))。炉顶、炉衬和电极消耗量见表4。

(2)确定氧气和空气消耗量:耗氧项包括炉料中元素的氧化,焦炭和电极中碳的氧化;而矿石则带来部分氧,石灰中CaO被自身S还原出部分氧。详见表6。

*令铁烧损率为2%,其中80%生成Fe2O3挥发掉成为烟尘的一部分;20%成渣。在这20%中,按3:1的比例分别生成(FeO)和(Fe2O3)。

物料平衡计算

物料平衡计算
合计
物料平衡修正
变化值(㎏) 支出项目(㎏)
0.663383041
钢水
0.101406027
炉渣
-0.176631101
炉气
渣中铁珠
0.588157967
变化值(㎏) 0.391143864 0.178585984 0.003248311 0.015179809 0.588157967
物料平衡终算
收入 项目 铁水 废钢 白灰 轻烧 炉衬 氧气 矿石 合计
成分% 铁块成分
废钢 混合成分
C 0 0.001 0.001
SI 0 0.0025 0.0025
MN 0 0.004 0.004
铁水成分 成分%
铁水成分 废钢
C 0.043 0.001
SI 0.005 0.0025
MN 0.003 0.004
渣料和炉衬成分 种类 石灰 矿石 萤石
白云石 炉衬
CAO 0.83 0.009
0
0.0022
0.91
0
0
0.015
0
0
0
0.9
0
0
0
0
0
0
0.09
0
0
0
0
0
0
0
0.04
S 0.0308 0.0024 0.0332
0.020383 0.012817

高铬配料计算

高铬配料计算

高碳铬铁配料计算

计算步骤如下:

(1)原料成分(%):

焦炭固定碳84%,灰分14%,挥发分2%。

(2)合金成分(%):

(3)计算依据:焦炭含水分10%,炉口燃烧和出铁口排碳总和为10%。铬和铁元素回收率分别为92%和95%,入渣率分别为8%和5%,渣铁重量之比按1.1计,炉渣中SiO2占32%。

(4)计算:以100 kg铬矿为基准:

①合金量:

Cr2O3+3C=2Cr+3CO

G Cr=100 kg×0.4514×0.92×104/152=28.41 kg

生成铬铁数量:

28.41 kg/0.67=42.40 kg

②需用焦炭数量

还原Cr2O3用碳量:

Cr2O3+3C=2Cr+3CO

G C=100 kg×0.4514×0.92×36/152=9.84 kg 还原FeO用碳量:

FeO+C=Fe+CO

G C=100 kg×0.1332×0.95×12/72=2.109 kg 还原SiO2用碳量:

SiO2+2C=Si+2CO

G C=42.40 kg×0.015×24/28=0.545 kg

合金增碳:

G C=42.40 kg×0.07=2.97 kg

碳总消耗量:

G C=(9.84+2.109+0.545+2.97)kg=15.464 kg 折合成原料中焦炭数量:

G(焦炭)=15.464 kg/(0.84×0.9×0.9)=22.728 kg ③硅石用量:

还原反应消耗:

G SiO2=42.40 kg×0.15×60/28=1.36 kg

进入炉渣中SiO2数量:

G SiO2=42.40 kg×1.1×0.32=14.92 kg

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

炼铁配料物料平衡及能量平衡计算

在炼铁过程中,炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算起着至关重要的作用。物料平衡和能量平衡是确保炼铁过程稳定和高效运行的基础。下面将对炼铁配料的物料平衡和能量平衡进行详细的介绍。

首先,物料平衡是指在炼铁过程中,通过对原料、废料、中间产品等物料的输入、输出进行分析和计算,以保证炼铁过程中各物料的平衡。在炼铁过程中,原料主要有铁矿石、焦炭和废杂铁等,而中间产品包括铁水、渣、煤气等。物料平衡的计算主要涉及到原料的输入量、产量的计算以及中间产品的产量等。通过物料平衡计算,可以实时了解炼铁过程中原料和中间产品的流量和组成,为炼铁生产过程提供准确的物料管理。

其次,能量平衡是指在炼铁过程中,通过对能源的输入、输出进行分析和计算,以保证炼铁过程中能量的平衡。在炼铁过程中,能源主要有焦炭的燃烧产生的热能、电能等。能量平衡的计算主要涉及到各能源的输入量、输出量以及能源转化的效率等。通过能量平衡计算,可以了解炼铁过程中各能源的利用情况,为炼铁过程提供节能优化的依据。

在炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算中,需要考虑到各种因素的影响,如原料成分的变化、反应热的变化等。同时,还需要进行精确的测量和分析,以保证计算的准确性。在实际炼铁过程中,物料平衡和能量平衡的计算是一个复杂的过程,需要配备合适的仪器设备和专业的技术人员进行操作。

总之,炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算是确保炼铁过程稳定和高效运行的关键环节。通过物料平衡和能量平衡的计算,可以实现原料的合理利用和能源的高效利用,为炼铁过程提供技术支持和指导,同时也为炼铁工艺的改进和优化提供了重要的依据。在炼铁过程中,炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算是确保生产过程稳定运行和高效能源利用的关键因素。炼铁配料的物料平衡是通过对原料、废料和中间产品等物料的输入和输出进行分析和计算,以确保炼铁过程中各物料的平衡和合理利用。而能量平衡则是通过对能源的输入和输出进行分析和计算,以保证炼铁过程中能源的平衡和高效利用。

高炉物料平衡计算课程设计

高炉物料平衡计算课程设计
2 物料平衡的计算
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】
2.1.1 确定原始条件
原始条件包括
1
攀枝花学院本科课程设计(论文)
确定原始条件
(1) 原料的主要成分见表 1 。 表 1 原料主要成分(%)[3]
成分 TFe FeO CaO SiO2
原料
烧结矿 53.46 9.69 11.86 8.61 球团矿 62.52 0.50 0.49 3.54 天然矿 59.40 7.13 1.91 7.12 混合矿 55.87 7.60 8.59 7.45 石灰石 0.63 0.814 54.02 1.38
表 8 每吨生铁的实际用量
名称 混合料 石灰石
焦炭 合计
干料用量/㎏ 1694.47 34.53 450 2179.36
机械损失/% 3 1 2
水分/% 4
实际用量/㎏ 1745.30 34.88 477.00 2257.18
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一、物料平衡计算

1、基本原始数据:直接还原铁成分、燃料成分见表一、表二

(1)直接还原铁

名称

Fe Cr223CaO MgO S P O C

SiO Al O

%17.2240.18 5.5913.18 2.3613.790.090.00 6.05 1.54(2)焦炭成分

固定碳 (C 固)挥发分 (V)灰分 (A)S P ≥84%≤2.0 %≤15 %≤0.6 %≤0.02 %(3)白云石

白云石化学成分

MgO CaO SiO Al O

3S P

22

≥ 40%-≤ 5%-< 0.05<0.02入炉白云石粒度20~80mm。

( 4)硅石

入炉硅石的化学成分应符合表 4.2 ―10的规定。

表 4.2 ―10硅石化学成分

SiO2Al 2O3S P热稳定性

≥ 97%≤ 1.0%≤ 0.01%≤ 0.01%不爆裂粉化

入炉硅石粒度20~80mm。

2、直接还原铁耗碳量计算( 以 100kg 计算 )

假设 Cr 以 Cr2O3、Cr 形态存在 ,Fe 以 Fe?O?,Fe 形态存在,其中Cr2O3全部还原, Fe?O?98%还原为 Fe, 45%还原为 FeO, SiO 22%还原 , 成品中含 C 量为2%,加入焦炭全部用于还原氧化物,则耗碳量为:

名称反应方程式耗 C 量 /kg

Cr2O3Cr2O3+3C= 2Cr+3CO40.18X20%X152/104X36/152=2.78

Fe?O?Fe?O?+3C=2Fe+3CO17.22*80%*36/112 =4.44

SiO2SiO2+2C=Si+2CO 4.18/(28.1+16*2)*12*2=1.67

铬铁水含 C量由铁水量求得6x40.18/62=3.9

合计12.79

12.79-1.54=11.25

冶炼 100kg 铁矿消耗焦炭量为

M c=耗 C 量/(Wc 固* (1-W 水) )=11.25/(84%*(1-8%))*(1+10%)=16kg

冶炼 1 吨高碳铬铁合金需要直接还原铁量为

M矿=1*w(Cr 高碳铬铁水中质量比) /W(Cr 矿中质量比) * 还原率

=1*62%/(40.18%)*98%=1.575 吨

3、冶炼 1 吨高碳铬铁合金需要焦炭量为

M焦炭 =16kg*1.575*10=252kg

4、渣铁比计算

以 100kg 直接还原铁配 16kg 焦炭,假设元素分配按下表所示

成份Cr FeO/ Fe MgO SiO2/Si Al 2O CaO

3

入渣率0210098100100

入合金率100980200物料平衡中未计算P 和 S的平衡量,按高碳铬铁合金生产状况设定P和 S的含量。

直接还原铁成渣量和成合金量见下表

质量分比名称进入渣中量 /kg质量分比 /%进入合金中量 /kg

/% Cr-----------40.18*100%=40.1864 Fe?O?17.22*2%*160/112

/Fe

1.4917.22*98%=16.8827

=0.49

Al O

13.18*100%=13.1840.15--------

2 3

MgO13.79*100%=13.7942---------SiO /Si 5.59-4.18=1.41 4.2940.18*3/62=1.953 2

CaO 2.36*100%=2.367.2--------C---------62.78*6%=3.776

灰分16*10%=1.6 4.87-------

( 40.18+16.88+1.95)

合计32.83100

/(1-6%)=62.78

100按高碳铬铁冶炼要求MgO: Al2O3=1.2,原料中还应加入白云石

29.4kg( MgO含量 5.6kg ),加入硅石 21.24kg(SiO2净量20.6kg)

渣铁比

按渣中 SiO2含量 35%考虑

渣铁比计算:(32.83+5.6+20.6)/62.78=59.03/62.78=0.94由上述计算得知所生产的镍铁合金成分镍合金水成份(Wt%)

成份Cr Fe C Si S P

%64276300

由于Cr /Fe=64/27 =2.37,符合高碳铬铁生产的铬铁比大于 2.2 的要求,MgO/Al 2O3=(5.6+13.79)/13.18=1.47,符合高弹铬铁生产的镁铝比大于 1.2的要求。铁水成分符合高碳铬铁FeCr67C6的标准。

表 1 高碳铬铁牌号的化学成分(GB/T 5683-2008 )

化学成份

牌号

Cr C Si S P ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ范围

≥≤

FeCr67C6.062.0~72.0 6.0 3.00.030.040.06 FeCr55C60060.052.0 6.0 3.05.00.040.060.040.06 FeCr67C9.562.0~72.09.5 3.00.030.040.06 FeCr55C100060.052.010.0 3.05.00.040.060.040.06

5、炉气生成量计算

假设冶炼过程产生的炉气含CO量为 100%,则 100kg 直接还原铁生成的CO 量见下表,即100kg 的直接还原铁产生740.1mol的炉气。

M气 =740.1*28/1000=20.72kg

名称反应方程式生成CO量/mol

Cr2O3Cr2O3+3C= 2Cr+3CO40.18*20%*1.5*1000/52=231.8

Fe?O?Fe?O?+3C=2Fe+3CO17.22*80%*1.5*1000/56 =369

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