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。

2.炼铁配料

2.1.原料计算

2.1.1.原料成分，见表1

2.1.2.燃料成分，见表2,3

2.1.

3.确定冶炼条件

2.1.4.预定生铁成分（%），见表4

表1原料成分，（%）

续表1

烧结:球团:天然=85:10:5

续表2

续表3

其中Si 、S 由生铁质量要求定，Mn 、P 由原料条件定，C 参照下式定，其余为Fe 。

C=4.3-0.27Si-0.329P-0.032S+0.3Mn

燃料消耗量（kg/t 生铁）：

焦炭 345（干） 360（湿） 煤粉 140 kg/t 生铁 鼓风湿度 12g/ m 3

相对湿度 φ=

1000

12×184

.22=1.493% 风温 1250℃

炉尘量 20 kg/t 生铁 入炉熟料温度 80℃ 炉顶煤气温度 200℃

焦炭冶炼强度 0.98 t/（m 3·d）

高炉有效容积利用系数 2.6 t/（m 3·d） 炉渣碱度 R=1.10

2.2 计算矿石需要量G 矿

2.2.1 燃料带入的铁量G 燃Fe

G 燃Fe = G 焦FeO%焦

7256+ G 煤FeO%煤7256 =345×0.43%×7256+140×0.92%×72

56

=2.16kg

2.2.2 进入炉渣中的铁量

G 渣Fe =1000Fe%生铁×%

7.99%

3.0 =952.3×

7

.993

.0=2.865kg 式中 0.3%、99.7%——分别为铁在炉渣和生铁中的分配比

2.2.3 需要由铁矿石带入的铁量为：

G 矿Fe =1000 Fe%生铁+ G 渣Fe - G 燃Fe =952.3+2.865-2.16 =953.01kg

2.2.4 冶炼1t 生铁的铁矿石需要量：

G 矿= G 矿Fe / Fe%矿=953.01/54.50%=1748.64kg

2.3 炉渣成分的计算

原料、燃料带入的成分见下表6

2.3.1 炉渣中CaO的量G

渣

CaO

由上表： G

渣

CaO

=132.71kg；

2.3.2 炉渣中SiO2的量G

渣

SiO2

由上表： G

渣

SiO2

=135.69kg；

2.3.3 炉渣中Al2O3的量G

渣

Al2O3

由上表： G

渣

Al2O3

=50.13kg；

2.3.4 炉渣中MgO的量G

渣

MgO

由上表： G

渣

MgO

=32.68kg；

2.3.5 炉渣中MnO的量G

渣

MnO

G

渣

MnO

=1.92×50%=0.96kg

50%——锰元素在炉渣中的分配率；

2.3.6 炉渣中FeO的量G

渣

FeO

进入渣中的铁量为：Fe

渣

=2.865kg ，并以FeO形式存在

故 G

渣

FeO =2.865×

56

72

=3.68kg

2.3.7 炉渣中S的量G

渣

S

原燃料带入的总S量为：G

S

=3.58kg （见表6）；

进入生铁的S量为：G

生铁

S =1000S%

生铁

=1000×0.026%=0.26kg；

式中0.026%——硫在生铁成分中的百分比。