高炉配料计算

高炉配料计算

冶炼1t 生铁，需要一定数量的矿石、熔刑和燃料(焦炭及喷吹燃料)。对于炼铁设计的工艺计算，燃料的用量是预先确定的，是已知的量，配料计算的主要任务，就是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。对于生产高炉的工艺计算，各种原料的用量都是已知的，从整体上说不存在配料计算的问题，但有时需通过配料计算求解矿石的理论出铁量、理论渣量等，有时因冶炼条件变化需要作变料计算。

一、配料计算的目的

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熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。

二、配料计算时需要确定的已知条件

（1）原始资料的收集整理

生产中原始资料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不相吻合，加之分析方法不同存在分析误差，以致各种化学组成之和不等于100%。因此，应该先确定元素在原料存在的形态，然后进行核算，使总和为100%。

换算为100%方法，可以均衡地扩大或缩小各成分的百分比，调整为100%，或者按照分析误差允许的范围，人为的调整为100%。调整幅度不大时，以调整Al 2O 3或MgO 为宜。

在各种原料中化合物存在的形态和有关换算，按照下述方法处理。烧结矿分析的S ，P ，Mn 分别以FeS, P 2O 5,MnO 形态存在。它们的换算为：

S──FeS ω(FeS)=ω(S )×

3288% P──P 2O 5 ω(P 2O 5) =ω(P )×62142

%

Mn ──MnO ω(MnO)=ω(Mn )×55

71

%

式中的S ，P ，Mn 等元素皆为分析值（百分含量），当要计算Fe 2O 3时，需要从生铁（TFe ）中扣除FeO 和FeS 中的Fe ，再进行换算。

ω(Fe 2O 3)= (

112162ω(Fe )-ω(FeO )×7256-ω(FeS )×88

56

)% 式中的Fe ，FeO 为分析所得烧结矿的全铁和氧化亚铁的百分含量，FeS 为换算所得的硫化亚铁量。

天然矿石中的S 以FeS 2形态存在，换算式如下： ω(FeS 2)=ω(S )×

64

120

%，式中S 为分析所得的质量分数。

（2）选配矿石

在使用多种矿石冶炼时，应根据矿石供应量及炉渣成分适当配比选取。此时，需要注意以下几点： 1）矿石含P 量不应该超过生铁允许含P 量，因考虑P 全部进入生铁，故需要依据矿石含量事先预算，若某种矿石冶炼含P 超标，此种情况下，只能搭配含P 更低的矿石冶炼。

P p =

铁其他）铁（e ep -F F P P =57

04

.0*01.0-08.0）（=0.0049%

式中 P 铁 生铁标准规格内单位生铁的含P 量，Kg

P 其他 焦炭等其他附加物带入炉内的P 量，Kg Fep 混合矿的含磷量，% Fe 铁 由矿石带入生铁的铁量，Kg

2）冶炼铸造铁时，应该核算生铁含锰量是否满足要求。 ω[Mn ]=ηMn ×ω(Mn )矿×m (Fe )铁/ω(Fe )矿=0.5*0.09*57

95

=0.075 式中：ω[Mn] ──生铁含锰量，% ω(Mn )矿──混合矿含锰量，%

η（Mn ）──锰的回收率，一般为0.5～0.6 m (Fe )铁──矿石带入的生铁的铁量，kg/t 铁 ω(Fe )矿──混合矿含铁量，%

3）冶炼锰铁时，为保证其含锰量，必须检查矿石含铁量是否大于允许范围。 ω(Fe) 矿=(100-ω[Mn]-ω[C]-ω[Si]-ω[P])/100×(ω[Mn]/ωMn 矿×ηMn ) 式中：ω[Mn ],ω[Si ],ω[C],ω[P]表示锰铁中该元素含量，%

ω(Mn )矿──锰矿含锰量，% ω(Fe )矿──锰矿允许含铁量，%

ηMn ──锰回收率，通常为0.7～0.82

4）适当控制碱金属[2]。 （3）确定需要的冶炼条件

(1）根据原料条件，国家标准和行业标准等确定生铁成分。C ，P 元素一般操作不能控制，而Si ,Mn ,S 等元素可以改变操作条件加以控制。

(2）各种元素在铁，渣和煤气中的分配比例。按照经验和实际生产数据选取。

(3)炉渣碱度选择碱，主要是取决于炉渣脱硫的要求，此外若冶炼低硅生铁钒钛磁铁时，还应该考虑炉渣抑制硅钛还原和利于矾的回收能力，在正常炉钢温度下，要保证流动性和稳定性，因此除了考虑二元碱度外，还需要有适宜的MgO含量，若炉料含碱金属还应该兼顾炉渣排碱要求。二元碱度R=1.0-1.25。三元碱度R=1.30-1.50.

(4）燃料比确定。确定燃料比应该依据冶炼铁种，原料条件，风温水平和生产经验等全面衡定，在有喷吹条件下，力争多喷燃料，降低焦炭的消耗。

(5）原燃料成分分析，入炉矿石成分见表2.1

表2.1入炉矿石成分（%）

焦炭成分分析见表2.2

表2.2焦炭成分（%）

固

灰分11.01挥发分0.90

定

碳SiO2Al2O3CaO MgO FeO FeS P2O5CO2CO CH4H2N2 86.72 5.12 4.37 0.68 0.11 0.74 0.05 0.01 0.33 0.33 0.03 0.06 0.1

续上表

有机物1.30∑全S

游离

水

H2N2S

1000.574.80

0.400.400.50

喷吹物成分见表2.3

表2.3喷吹物成分

成

分C H2O2H2O N2S

灰分

∑

SiO2Al2O3CaO MgO FeO

煤76.24 5.074.460.790.510.667.483.420.600.320.45100