張思奎_畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-01-03 15:00 本頁面
【正文】 錳礦石灰石硅石附表1MgOAl2O3Ti 燃料成分見表 焦碳成分（％）固定碳（%） 灰分(%)SiO2Al2O3CaOMgOFeOFeSP2O3 附表： 揮發(fā)份（%） 有機(jī)物（）合計(jì)全硫游離水CO2COCH4H2N2H N S100（S全=S有機(jī)+FeS32/88=+32/88=） 煤粉成分CHONSH2O 灰分（%）合計(jì)SiO2CaOAl2O3MgOH2OFeO100補(bǔ)充計(jì)算的原料成分 /% 成分 TFe Mn P S FeO CaO SiO2混合礦MgO Al2O3 Ti 配料計(jì)算 冶煉條件確定(1)冶煉制鋼鐵，規(guī)定生鐵成分[Si]=% ；[S]=%。(2)假設(shè)煉鐵焦比K=400 kg ；煤比 M=120 kg [7]。(3)選取鐵的直接還原度rd= ；氫的利用率=35%。(4)規(guī)定爐渣的堿度R=CaO/SiO2=。(5)熱風(fēng)溫度為1250℃(6)高爐使用冷燒結(jié)礦，爐頂溫度為200℃(5)元素在生鐵、爐渣與煤氣中的分配率見下表： 常見元素分配率（%）原料FeMnPSV生鐵爐渣－煤氣－－－－ 生鐵成分（％）成分SiMnSPCFeΣ% 噸鐵礦石用量計(jì)算 燃料帶入鐵量Fef： Fef=400(56/72＋56/88)＋12056/72=+=礦石用量A焦炭帶入的Fe=450(56/72+56/88)= Kg煤粉帶入的Fe=12056/72= Kg進(jìn)入渣中的Fe=需混合礦供應(yīng)的Fe=+= Kg礦石量A= = (%+)=(%) =(%+40062/142)/10=(%) =(%+320%55/71) =(%)=100（++++）=(%) 生鐵成分（％）成分SiMnSPCFeΣ% 石灰石用量計(jì)算混合礦帶入CaO== Kg焦炭帶入CaO=450= Kg煤粉帶入CaO=120= Kg共帶入CaO=++= Kg混合礦帶入SiO2==焦炭帶入SiO2=450= Kg煤粉帶入SiO2=120= Kg共帶入SiO2=++= Kg還原Si消耗SiO2=560/28= Kg石灰石用量={（∑）1000∑CaO}/ CaO有效 ={() }/() =由以上可知需配加硅礦作溶劑, 則硅石用量硅礦有效溶劑性 SiO2有效=(%)硅礦的用量Ψ=( )/%= Kg 渣量及爐渣成分分析 燃料帶入的各種爐渣組分的數(shù)量為∑CaO＝+=∑SiO2＝+=∑MgO=+450+120 +=∑Al2O3=+450+120+ =渣中MnO量＝71/55= kg渣中FeO量＝72/56=1t生鐵爐料帶入的硫量：(硫負(fù)荷)∑S＝+450+120= kg進(jìn)入生鐵的硫量＝10＝進(jìn)入煤氣的硫量＝＝進(jìn)入渣中的硫量＝＝㎏ 爐渣組成表項(xiàng)目CaOMgOSiO2Al2O3MnOFeOS/2∑數(shù)量Kg成分% 注：渣中S以CaS形式存在，計(jì)算中的Ca全部按CaO形式處理，氧相對(duì)原子質(zhì)量為16，S相對(duì)原子質(zhì)量為32，相當(dāng)已計(jì)入S/2，故表中再計(jì)入S/2。爐渣性能校核爐渣實(shí)際堿度＝爐渣脫硫之硫的分配系數(shù):Ls＝2／=查閱爐渣相可知，該爐渣熔化溫度為1300℃黏度：1500℃ 泊； 1400℃時(shí)4泊由爐渣成分性能校核可以看出，這種爐渣是能夠符合高爐冶煉要求 物料平衡計(jì)算對(duì)于煉鐵設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，直接還原度Rd及氫的利用率等指標(biāo)是已知的，它們?cè)谇懊嬉呀o出，這里還假定入爐碳量的1％與氫反應(yīng)生成CH4。鼓風(fēng)濕度=。 鼓風(fēng)量計(jì)算 每噸生鐵的各項(xiàng)耗碳量是：燃料帶入的可燃碳量CfCf =450+120 =生鐵滲碳 Cc＝10=還原Mn消耗的碳量=12/55= Kg還原Si消耗的碳量=724/28= Kg還原P消耗的碳量=160/62= Kg還原鐵的消耗碳CdfeCdfe＝12/56=直接還原共消耗碳=+++= Kg風(fēng)口前燃燒碳量：Cb＝= kg風(fēng)口碳量所占比例為Cb/Cf==％鼓風(fēng)含氧量 （鼓風(fēng)富氧率為w=1%,氧氣濃度=99%）O2b＝21%（）+=%風(fēng)口前燃燒碳素所需的氧量=() = Kg煤粉可供給氧量=120（+）= m3每噸生鐵的鼓風(fēng)質(zhì)量V風(fēng)=（）/= m3 煤氣組成及煤氣量計(jì)算 (1) H2鼓風(fēng)濕分分解的氫== m3焦炭揮發(fā)分及有機(jī)H2量=450（+）煤粉分解出H2=120(+2/18) 入爐總H2量=++= m3在噴吹條件下有40% H2參加還原，因此參加還原的H2量為= m3 進(jìn)入煤氣的H2量== m3（2）CO2 由Fe2O3還原成FeO所生產(chǎn)的CO2=由MnO2還原成MnO所生產(chǎn)的CO2=由FeO還原成Fe生成的CO2=另外，H2參加還原反應(yīng)，相當(dāng)于同體積的CO所參加的反應(yīng)， m3間接還原生成CO2量=++= m3焦炭揮發(fā)分CO2量=450混合礦分解出CO2量=煤氣中的CO2總量VCO2＝++= m3（3）CO風(fēng)口前燃燒碳生成的 CO＝各元素直接還原生成的CO＝焦炭揮發(fā)生成的CO＝450 間接還原消耗CO= m3扣除間接還原消耗的CO后，進(jìn)入煤氣中的總量為Vco＝++= m3（4N2鼓風(fēng)帶入的N2＝() = m3焦碳帶入的N2＝450煤粉帶入的N2＝120煤氣中N2總量 VN2＝++= m3將上列 計(jì)算結(jié)果列表，求出煤氣(干)總量及煤氣成分項(xiàng)目CO2COH2N2Σ體積/m3含量/% 煤氣成分表煤氣量與鼓風(fēng)量的體積比為 Vg/Vb＝1 m3鼓風(fēng)量=全部鼓風(fēng)量== 全部煤氣量==（6）煤氣中水量計(jì)算還原生成的水＝18/= Kg爐料帶入的水分=450= Kg進(jìn)入煤氣的水總量＝+= Kg 考慮爐料的機(jī)械損失后實(shí)際入爐量礦石量＝= Kg焦碳量＝450= Kg硅石量＝= kg因此，機(jī)械損失（含爐塵）量為= Kg 物料平衡表 物料平衡表（%）序號(hào)收入項(xiàng) Kg 序號(hào) 支出項(xiàng) Kg123 原料 鼓風(fēng) 煤粉 12012345生鐵爐渣煤氣水分爐塵 共計(jì) 絕對(duì)誤差 共計(jì) 相對(duì)誤差 % 熱平衡計(jì)算 熱收入1) 碳素氧化放熱。 由C氧化成1 m3的CO2放出的熱量=17887 KJ/ m3 由C氧化成1 m3的CO放出的熱量=5245 KJ/ m3碳素氧化熱=17887+（）5245=9006781 KJ2) 鼓風(fēng)帶入的熱量查表可知1100℃時(shí)[8]，，噴吹煤粉用的壓縮空氣數(shù)量很少［大約15～30kg/kg(空氣)］這里就不予考慮了，因而鼓風(fēng)帶入的物理熱為：QS2＝[()+] =2294699 KJ3) 成渣熱(由硅礦及生礦帶入的CaO、MgO計(jì)算)爐料中以碳酸鹽形態(tài)沖在的CaO和MgO，在高爐內(nèi)生成鈣鋁硅酸鹽時(shí)，每千克放熱=270=1130 KJ混合礦中CaO量=56/44= Kg熔劑中（CaO+MgO）=（+）= Kg成渣熱=（+）1130=60760 KJ4)混合礦帶入的物理熱（用冷礦時(shí)無此項(xiàng)）。5) H2氧化放熱=2581=552400 KJ以上各項(xiàng)收入總計(jì)為：QS＝QS1+QS2+QS3+QS4=9006781+2294699+60760+552400 =11914640 KJ 熱支出（1）氧化物分解耗熱燒結(jié)礦中硅酸鐵形態(tài)存在的FeO量為FeO′(硅)＝450+120= Kg Kg入渣剩余FeO′(硅)＝= Kg以Fe3O4形態(tài)存在的Feo量則為 FeO(四氧化三鐵)＝= kg以Fe3O4形態(tài)存在的Fe2O3量為Fe2O3磁)＝（160/72）=5 kg因此，F(xiàn)e2O3自由)＝= KgFeO（硅酸鐵）分解熱=4072= KJFe3O4分解熱=4796=35765 KJFe2O3分解熱=5149=7099956 KJ因此，鐵氧化物分解耗熱＝7099956+6882+35765=7142603 KJ 其他氧化物分解耗熱＝6621+1395+530267+35731=190386 KJ則還原總耗熱Qd1= +=7332989 KJ(2)脫硫耗熱 Qd2=26056=18410 KJ(3)水分解耗熱：Qd3=10799=230557 KJ(4)游離水蒸發(fā)耗熱：Qd4=4502594=81711 KJ(5)噴吹煤粉分解耗熱：Qd5=1201255=150600 KJ(6)鐵水帶走熱量：Qd6=10001130=1130000 KJ(7)爐渣帶走熱量：Qd7=1715=886535 KJ（8）煤氣帶走熱當(dāng)爐頂溫度為200℃時(shí)，查表可知各項(xiàng)氣體組分的比熱容 KJ/( m3℃)（200℃）CO2COH2N2H2O干煤氣帶走的熱量：=200=564915 KJ煤氣中水蒸氣帶走熱量：=100=9568 KJ（9）爐塵帶走的熱量=200=10598 KJ因此，煤氣帶走熱量為：Qd8=564915+9568+10598=585081 KJ10熱損失上列9支出總和為Φd=7332989+18410+230557+81711+150600+1130000+886535+585081=10415883高爐熱損失Φ(失)＝Φs－Φd＝1191464010415883=1498757 編制熱平衡表 熱平衡表熱收入熱支出項(xiàng)目KJ%項(xiàng)目KJ%碳素氧化熱9006781氧化物分解7332989鼓風(fēng)帶入熱量2294699脫硫耗熱18410H2氧化放熱552400水分解耗熱230557成渣熱60760游離水蒸發(fā)81711噴吹煤粉分解150600鐵水帶走熱量1130000爐渣帶走熱量 886535爐塵帶走熱10598煤氣帶走熱585081熱損失1498757總計(jì)11914640總計(jì)11914640第三章 爐型計(jì)算及參數(shù)選擇選取高爐利用系數(shù)=(m3d)，=1800m3，則P=ηv=1800=3600 t/d 選取冶煉強(qiáng)度I=(m3d)，
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