【正文】 21高爐的大小以高爐有效容積表示，高爐有效容積和高爐座數(shù)表明高爐車間的規(guī)模，高爐爐型設(shè)計是高爐本體設(shè)計的基礎(chǔ)?！?煤氣帶走總熱=498992 .52++= KJ前 8 項總和為=9779979 .04 KJ（9）外部熱損失== KJ(包括散熱和冷卻水帶走熱)根據(jù)熱收入與熱支出數(shù)值列表于 表 熱平衡表序號收入項名稱 KJ %序號支出項名稱 KJ %1 碳的氧化熱 1氧化物分解、脫硫 2 熱風(fēng)帶入熱 2 碳酸鹽分解 3 成渣熱 3 水分分解 4 物料物理熱 4 噴吹物分解 5H2 的氧化熱 5 游離水蒸發(fā) 6 CH4 生成熱 6 鐵水帶走 7 爐渣帶走 8 煤氣帶走 9 外部熱損失 共 共 4 高爐熱平衡計算 S，二者差別較大，故取其渣中成分比例（：≈）來計算平均脫硫耗熱。16（4）混合礦帶入的物理熱80 ℃時混合礦的比熱容為 KJ/Kg 熱量收入（1）碳素氧化熱 由 C 氧化 1m179。這種熱平衡計算法中，把焦炭和噴吹的燃料完全燃燒時放出的熱量當(dāng)作熱收入。本例采用第一熱平衡法計算進(jìn)行熱平衡計算。 熱平衡計算方法熱平衡計算的量論依據(jù)是能量守恒定律，即單位生鐵投入的能量總和應(yīng)等于中位個鐵各項熱消耗總和。12進(jìn)入煤氣的 CH4 量=+= m 3(2)入爐總 H2 量=鼓風(fēng)帶入 H2+焦炭帶入 H2+煤粉帶入 H2即入爐的總 H2 量=+360（+） .4+160（+ ）1879?.=++= m3設(shè)噴吹條件下有 40%的 H2 參加還原，則參加還原的 H2 量==生成 CH4 的 H2 量=2= m 3進(jìn)入煤氣的 H2 量== m 3= =%（假定用 H2 還原的鐵氧化物中，1/3 用于還原2Hir950?Fe2O3，2/3 用于還原 FeO）(3)由 Fe2O3→FeO 生成 CO2 的量= = 由 FeO→Fe 生成 CO2 的量= （） = m35由 MnO2→MnO 生成的 CO2 的量= = m387另外，H 2 參加還原反應(yīng)，相當(dāng)于同體積的 CO2 所參加的反應(yīng)，所以 CO2 的生成量中應(yīng)該減去 ，總計間接還原生成的 CO2 量為++=各種爐料分解或者帶入的 CO2 量=焦炭的 CO2 量+礦石的 CO2 量 =360 + = m34. 4因此，煤氣的總 CO2 量=+=316 .18 m3(4)風(fēng)口前碳素燃燒生成的 CO= = m312元素直接還原生成 CO 的量= = m34焦炭揮發(fā)分中 CO 的量=360 = m3因此，間接還原消耗碳= 3煤氣中總 CO 的量=547 .79++= m3(5)總 N2 的量= =()?3 高爐物料平衡計算 根據(jù)碳平衡計算風(fēng)量(1) 風(fēng)口前燃燒的碳量 C 風(fēng) 根據(jù)碳平衡得： C 風(fēng) =∑C 燃 （C）10 3 ∑C 直 CCH4式中 C 風(fēng) ──風(fēng)口前燃燒 C 量，kg；(C)── 生鐵含 C 量% ；∑C 燃 ，∑C 直 ，C CH4 ──分別為燃料帶入 C 量，直接還原耗 C 和生成3 高爐物料平衡計算 而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的高爐物料平衡計算，則要確定單位生鐵的全部物質(zhì)收入與支出，即計算單位生鐵鼓風(fēng)數(shù)量與全部產(chǎn)品的數(shù)量，使物質(zhì)收入與支出平衡。MgO%=% ，符合設(shè)計要求 。 計算所配礦石比例根 據(jù) 以 上 已 知 條 件 ， 先 以 1t 生 鐵 作 為 計 算 單 位 進(jìn) 行 計 算 ， 確 定 礦 石 配 比 。(5）原燃料成分分析，入爐礦石成分見表 表 入爐礦石成分（%）成分原料TFe Mn P S Fe2O3 FeO MnO MnO2 CaO燒結(jié)礦 0 球團(tuán)礦 0 塊礦 0 混合礦 不必空這一行，下同續(xù)上表成分原料MgO SiO2 Al2O3 P2O5 FeS2 FeS SO2 燒損 合計燒結(jié)礦 0 0 球團(tuán)礦 0 0 塊礦 0 0 混合礦 0 焦炭成分分析見表 表 焦炭成分（%）固定 灰分 揮發(fā)分 碳 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO FeS P2O5 CO2 CO CH4 H2 N2 續(xù)上表有 機(jī) 物 ∑ 全 S游 離水H2 N2 S 100 C，P 元素一般操作不能控制，而 Si,Mn,S 等元素可以改變操作條件加以控制。4因此，應(yīng)該先確定元素在原料存在的形態(tài)，然后進(jìn)行核算，使總和為 100%。 開發(fā)非高爐煉鐵技術(shù)裝備，促進(jìn)煉鐵技術(shù)的發(fā)展目前非高爐煉鐵技術(shù)有了較大的發(fā)展，但是仍然競爭不過高爐煉鐵，是煉鐵技術(shù)的發(fā)展方向，應(yīng)以予以高度重視，有條件的鋼鐵企業(yè)可進(jìn)行研究、試驗。我國與國際先進(jìn)水平的熱風(fēng)溫度差距在 100℃左右,是我國煉鐵技術(shù)指標(biāo)中與國際差距最大的地方。由于提高了助燃空氣、煤氣的物理熱,使熱風(fēng)爐拱頂溫度也相應(yīng)提高,從而可以有效地提高送風(fēng)溫度。2022年1月,中國自主開發(fā)的高爐煤氣全干式低壓脈沖布袋除塵技術(shù)在遷鋼2號高爐(2650m 179。1二是國內(nèi)的耐火材料技術(shù)已經(jīng)達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，這包括熱風(fēng)爐使用的硅磚和高爐爐缸使用的剛玉莫來石磚、復(fù)合棕櫚剛玉磚、微孔剛玉磚以及爐身使用的SiC磚、鋁碳磚等 高爐無料鐘爐頂設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新采用無料鐘爐頂裝料設(shè)備是現(xiàn)代化高爐的重要技術(shù)特征。2左右。特別是高爐煉% ，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的主攻方向，重點工作是降低煉鐵的燃料比。對于生產(chǎn)高爐的工藝計算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說不存在配料計算的問題，但有時需通過配料計算求解礦石的理論出鐵量、理論渣量等，有時因冶煉條件變化需要作變料計算 [1]。它們的換算為：S──FeS ω(FeS)=ω(S) %328P──P2O5 ω(P2O5) =ω(P) %614Mn──MnO ω(MnO)=ω(Mn) %57式中的 S，P，Mn 等元素皆為分析值（百分含量） ，當(dāng)要計算 Fe2O3 時，需要從生鐵（TFe）中扣除 FeO 和 FeS 中的 Fe，再進(jìn)行換算。ω[Mn]=ηMnω(Mn)礦 m(Fe)鐵 /ω(Fe)礦式中：ω[Mn] ──生鐵含錳量，% ω(Mn)礦 ──混合礦含錳量，%ηMn ──錳的回收率，一般為 ～m(Fe)鐵 ──礦石帶入的生鐵的鐵量，kg/t 鐵ω(Fe)礦 ──混合礦含鐵量，%3）冶煉錳鐵時，為保證其含錳量，必須檢查礦石含鐵量是否大于允許范圍。含量，若爐料含堿金屬還應(yīng)該兼顧爐渣排堿要求。 2 高爐配料計算 8 計算冶煉每噸生鐵爐料的實際用量冶 煉 每 噸 生 鐵 爐 料 的 實 際 用 量 計 算 見 表 表 冶 煉 每 噸 生 鐵 爐 料 的 實 際 用 量名稱 干料用量 kg 機(jī)械損失% 水分% 實際用量 kg混合礦 — 焦炭 360 煤粉 160 — — 160合計 終渣成分及渣量計算（1）終渣 S 含量爐料全部含 S 量= +360+160=進(jìn)入生鐵的 S 量=進(jìn)入煤氣的 S 量=0 .06=進(jìn)入爐渣的 S 量=. =（2）終渣的 FeO 量= =?（3）終渣的 MnO 量= ?（4）終渣的 SiO2 量=1670 .86+360+160=（5）終渣的 CaO 量=+360+160=（6）終渣的 Al2O3 量=+3600. 0437+160=（7）終渣的 MgO 量=+360+160=終渣成分見表 表 終渣成分成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO MnO FeO S/2① 合計 RKg % 100①由于分析所得 Ca++都折算成 CaO，但其中一部分 Ca++卻以 CaS 形式存在，CaS 和 CaO2 高爐配料計算 校驗高爐冷風(fēng)流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場爐料稱量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎(chǔ)。據(jù)原料供應(yīng)情況，本高爐僅噴煤，將上式分別進(jìn)行計算：鼓風(fēng)含氧濃度=+0 .29= m3/ m3風(fēng)口前 C 燃燒所需氧量=0 .933= m3燃料帶入氧量=160（+ ） = m179。4 高爐熱平衡計算 熱平衡計算的目的熱平衡計算的目的是為了了解高爐熱量供應(yīng)和消耗的狀況，掌握高爐內(nèi)熱能的利用情況，研究改善高爐熱能利用和降低消耗的途徑。雖然計算熱平衡的部位與方法不向，但計算的目的都是為尋找降低能耗的途徑和確定一定冶煉條件下的能耗指標(biāo)。熱及少量成渣熱。這就不符實際地夸大熱量收入與支出從邑，熱平衡總量中各項所占比例失真，難以通地?zé)崞胶饪偭颗c各項的比例來直觀地判斷爐內(nèi)能量利用情況及各種因素對冶煉指標(biāo)的影響?！?，水蒸氣的比熱為 kJ/ m31718燃燒強(qiáng)度 =25 t/m30′， h2=（Dd）tanα/2= m 爐喉直徑取 d1/D=，d 1=D=，取 d1= m，另取 h5= m 爐身高取 β=84176。中η? 爐缸尺寸 （1）爐缸直徑 選定冶煉強(qiáng)度 I= t（m 3 本例 Kc=%說明碳素?zé)崮芾帽容^好。其中以 CaCO3 分解的 CO2 為 = Kg；故以 MgCO3 ?式分解的 CO2 量== Kg。m（FeO） 硅酸鐵 =+360+160= kg去除進(jìn)入渣中的 FeO，它也以硅酸鐵形式存在，計 kg余下的 m(FeO)硅酸鐵 == kgm(FeO)四氧化三鐵 = == kgm(Fe2O3)四氧化三鐵 = = kg72160m(Fe2O3)自由 == kg依據(jù) 1kg 鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱。 的 CO 放熱 = KJ/m179。另外，這種計算中，把爐內(nèi)還原反向看成兩步完成的，即硫化物的分解和還原劑的氧化，把還原劑氧化放熱(即 C 和 CO 的燃燒)當(dāng)作熱收入項。它的熱收入規(guī)定為焦炭和噴吹物的熱值(即全部C 完全燃燒成 CO2 和 H2 全部燃燒成 H2O 時放出的熱量)、熱風(fēng)與爐料帶入的物理4 高爐熱平衡計算 全爐熱平衡是把整個高爐作為研究對象、計算它的各項熱收入與支出，用來分析高爐冶煉過程令的能量利用情況。14(2)風(fēng)量計算（V 風(fēng) ）根據(jù)氧平衡可得： ??????焦其中 .486O)V(H()QMo2 ??????焦焦式中 ──風(fēng)口前燃燒的 C 所需氧量（m179。計算內(nèi)容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。該爐渣適合于煉鋼鐵生產(chǎn)。7） 元 素 分 配 率 見 表 表 各 種 元 素 分 配 率 [2]鐵種元素Fe Mn P S V生鐵爐渣煤氣 配料計算的內(nèi)容（1）礦石用量及配比計算；（2）生鐵中鐵量計算；（3）渣量及爐渣成分計算；（4）爐渣性能校核；（5）生鐵成分校核。 (3)爐渣堿度選擇堿，主要是取決于爐渣脫硫的要求，此外若冶煉低硅生鐵釩鈦磁鐵時，還應(yīng)該考慮爐渣抑制硅鈦還原和利于礬的回收能力，在正常爐鋼溫度下，要保證流動性和穩(wěn)定性，因此除了考慮二元堿度外，還需要有適宜的 MgO2 高爐配料計算 此時，需要注意以下幾點：1）礦石含 P 量不應(yīng)該超過生鐵允許含 P 量，因考慮 P 全部進(jìn)入生鐵，故需要依據(jù)礦石含量事先預(yù)算，若某種礦石冶煉含 P 超標(biāo)，此種情況下，只能搭配含P 更低的礦石冶煉。在各種原料中化合物存在的形態(tài)和有關(guān)換算，按照下述方法處理。2 高爐配料計算冶煉 1t 生鐵，需要一定數(shù)量的礦石、熔刑和燃料(焦炭及噴吹燃料)。% ，污染物排放占2/3。但是＞1000m 179。由于中國鋼鐵企業(yè)高熱值煤氣匱乏,大多數(shù)熱風(fēng)爐只能使用低熱值的高爐煤氣,為了實現(xiàn)高風(fēng)溫,開發(fā)了助燃空氣高溫預(yù)熱技術(shù)。一是軟水或純水閉路循環(huán)冷卻得到了大面積的推廣，其避免結(jié)垢、節(jié)水降耗的效果十分明顯。 高爐爐體結(jié)構(gòu)技術(shù)的進(jìn)步高爐爐體結(jié)構(gòu)中，兩方面的進(jìn)步是顯著的。 研究開發(fā)助燃空氣高溫預(yù)熱技術(shù)近年來我國高爐風(fēng)溫水平有了提高，多數(shù)在1100～1150℃左右，日本、歐洲及中國寶鋼的高爐風(fēng)溫達(dá)到1250℃。我國現(xiàn)有870多家鋼鐵企業(yè)，擁有1300多座高爐。熱風(fēng)溫度是廉價的能源，這是用 45%高爐煤氣換來的,是降低煉鐵燃料比的工作重點。3調(diào)整幅度不大時，以調(diào)整Al2O3 或 MgO 為宜。6410 選配礦石在使用多種礦石冶煉時，應(yīng)根據(jù)礦石供應(yīng)量及爐渣成分適當(dāng)配比選取。按照經(jīng)驗和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)選取。6噴吹物成分見表 表 噴吹物成分灰分成分C H2 O2 H2O N2 SSiO2 Al2O3 CaO MgO FeO∑煤粉 1006）確定焦比與煤比根據(jù)目前國內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)驗，選擇焦比為 360 Kg/t，煤比為 160 Kg/t。 SiO2(1), SiO2(2), SiO2(3) ,SiO2(焦 ), SiO2(煤 ) ， SiO2(R)，分 別 表 示 燒 結(jié) 礦 、 球 團(tuán) 、 生 礦 、 焦 炭 、