【正文】 每噸生鐵鼓風(fēng)量 = ? = m3 煤氣成分及數(shù)量計(jì)算 (1) 計(jì) 算 CH4 量 由燃料帶入 的 C 生 成 CH4 的量 = = m3 焦炭揮發(fā)分 含 CH4 量 =360 = m3 進(jìn)入煤氣 的 CH4 量 =+= m3 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 7 ω(Fe) 礦 =(100ω[Mn]ω[C]ω[Si]ω[P])/100 (ω[Mn]/ωMn 礦 ηMn) 式中 ： ω[Mn],ω[Si],ω[C],ω[P]表示錳鐵中該元素含量 ， % ω(Mn)礦 ── 錳礦含錳量， % ω(Fe)礦 ── 錳礦允許含鐵量， % ηMn── 錳回收 率，通常為 ～ 4）適當(dāng)控制堿金屬 [2]。 配料計(jì)算 的 目的 配料計(jì) 算的目的，在于根據(jù)已知的原料條件和冶煉要求來(lái)決定礦石和熔劑的用量，以配制合適的爐渣成分和獲得合格的生鐵。 另外 我國(guó)燒結(jié)機(jī)、焦?fàn)t、高 爐的裝備容積偏小且數(shù)量太多，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定和能耗高，企業(yè)效益受到影響。首鋼自主設(shè)計(jì)研制的無(wú)料鐘爐頂設(shè)備經(jīng)歷了 20多年的創(chuàng)新發(fā)展歷程 ,結(jié)合大型高爐生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步 ,在已有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化創(chuàng)新 ,攻克了大型高爐無(wú)料鐘爐頂布料裝置、齒輪箱冷卻、設(shè)備工作可靠性及設(shè)備使用壽命等關(guān)鍵性技術(shù)難題 ,成為中國(guó)自主設(shè)計(jì)制造全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化并具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵技術(shù)裝備。 中文 摘要 高爐煉鐵是獲得生鐵的主要手段， 也 是鋼鐵冶金過(guò)程中最重要的環(huán)節(jié)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起著舉足輕重的作用。 furnace which series of advanced and applicable technologies were adopted, such as full cooling stave, thin inner lining of integrated bricking and staves, carbon bricks bined furnace bottom with ceramic cup, closed loop soft water circulation and cooling system, bell less top with central charging hopper, inner bustion burner type hot air stove, dry bag gas dedusting etc. The design program consist of abstract、 foreword、 technological calculate（ contain blastfurnace burden、 material balance calculate and thermal equilibrium calculate） ，the choose of furnace lining and cooling plant， the design of furnace lines， tuyere and casting house， material system， blast system furnace roof system， gas dispose system，iron and slag dispose system， fuel injection system and the disposition of ，the design also consult some advanced produce experience and data from home and abroad similar furnace to make the design achieve best. Key words: ironmaking； Ironmaking calculation； blast furnace design； bellless top；dry bag gas dedusting； inner bustion burner type hot air stove 1 緒論 預(yù)熱爐燃燒溫度在 1000℃以上 ,助燃空氣可以被預(yù)熱到 600℃以上 ,同時(shí)利用熱風(fēng)爐煙氣余熱預(yù)熱高爐煤氣到 200℃。近年來(lái)，一些鋼鐵企業(yè)對(duì)精料將方針重視不夠，沒有善待高爐，使高爐生產(chǎn)處于被劫狀態(tài)，造成多方面損失。 4 確定燃料比應(yīng)該依據(jù)冶煉鐵種，原料條件，風(fēng)溫水平和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等全面衡定，在有噴吹條件下，力爭(zhēng)多噴燃料。 之質(zhì)量差 為 S/2，為了質(zhì)量平衡 ， Ga++仍 以 CaO 存在， 而 S 則只 算 S/2[2] 爐渣堿 度 R =,符合規(guī)定值 。 上述 1， 2， 3 原條件已經(jīng)由配料計(jì)算給出，本例 僅 假定其余各項(xiàng)未知條件，分別為鼓風(fēng)濕 度 f=%（ 12g/m3 ），富氧率 %，氧氣濃度 98%。 4 高爐熱平衡計(jì)算 熱平衡計(jì)算的目的 熱平衡計(jì)算的目的是為了了解高爐熱量供應(yīng)和消 耗的狀況。校驗(yàn)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(chǎng)爐料稱量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計(jì)算打基礎(chǔ)。 計(jì)算冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量 冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量計(jì)算 見 表 表 冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量 名稱 干料用 量 kg 機(jī)械損失 % 水分 % 實(shí)際用 量 kg 混合礦 — 焦炭 360 煤粉 160 — — 160 合計(jì) 終渣成分 及渣量 計(jì)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 = = 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 = +360 +160 = （ 5）終渣 的 CaO 量 = +360 +160 = （ 6）終渣 的 Al2O3 量 = +360 +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(jì) R Kg % 100 ① 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(jì)算 量，若爐 料含堿金屬還應(yīng)該兼顧爐渣排堿要求。它們的換算為： S──FeS ω(FeS)=ω(S)3288 % P──P2O5 ω(P2O5) =ω(P)62142 % Mn─ ─ MnO ω(MnO)=ω(Mn)5571 % 式中 的 S， P， Mn 等元素皆為分析值 （ 百分含量），當(dāng)要計(jì) 算 Fe2O3 時(shí)，需要從生鐵 （ TFe）中扣 除 FeO 和 FeS 中 的 Fe，再進(jìn)行換算。特 別是高爐煉鐵工序占總能耗的 % ，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的主攻方向，重點(diǎn)工作是降低煉鐵的燃料比。 風(fēng)爐只能使用低熱值的高爐煤氣 ,為了實(shí)現(xiàn)高風(fēng)溫 ,開發(fā)了助燃空氣高溫預(yù)熱技術(shù)。 II 車間 共有 1498m179。 20xx年 1月 ,中國(guó)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(hào)高爐 (2650m179。我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平的熱風(fēng)溫度差距在 100℃ 左右 ,是我國(guó)煉鐵技術(shù)指標(biāo)中與國(guó)際差距最大的地方。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%。 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。 計(jì)算所配礦石比例 根據(jù)以上已知條件，先以 1t 生鐵作為計(jì)算單位進(jìn)行計(jì)算，確定礦石配比。而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的高爐物料平衡計(jì)算，則要確定單位生鐵的全部物質(zhì)收入與支出，即計(jì)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。 (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 （ +） +160 （ +18 ?） =++= 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= m3 進(jìn)入煤氣 的 H2 量 == m3 2Hir= 950 ?? =%（ 假定 用 H2 還原的鐵氧化物中， 1/3 用于還 原Fe2O3， 2/3 用于還 原 FeO） (3)由 Fe2O3→FeO 生成 CO2的量 = = m3 由 FeO→Fe 生成 CO2 的量 =（ ） = m3 由 MnO2→MnO 生成 的 CO2 的量 = = m3 另外 ， H2 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(jì)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 + = m3 因此， 煤氣的 總 CO2 量 =+= m3 (4)風(fēng)口前碳素燃燒生成 的 CO= = m3 元素直接還原生 成 CO 的量 = = m3 焦炭揮發(fā)分 中 CO 的量 =360 = m3 因此， 間接還原 消 耗碳 = 煤氣中 總 CO 的量 =++= m3 (5)總 N2 的量 = 煤焦風(fēng) VVV ?? =()0 .79 +360 +160 3 高爐物料平衡計(jì)算 ） ，(? 燃)m(C 為燃燒帶入 C 量， 風(fēng)c? 為 C 在風(fēng)口前的燃燒率 )； Q2o── 為燃料帶入的氧量 （ M 為煤粉 ， V（ O） M， V（ H2O） M 為煤帶入的氧 和 H2O 量）； +── 鼓風(fēng)含氧濃度 （ f為鼓風(fēng)濕度） [2]。 生鐵成分校核 （ 1)含 P 量 0 . 0 8 %）142620 . 0 0 0 13600 . 0 0 0 4 41 6 7 0 . 8 6（10 3 ?????? （ 2)含 S 量 %? ， 2 8 .6 70 .0 3 20 .4 3Ls ??? （ 3)含 Si量 %? （ 4)含 Mn 量 0 . 0 8 %1 0 0 01 0 071551 . 0 1 ???? （ 5)含 Fe 量 =% （ 6)含 C 量 ==% 生鐵成分列于表 表 生鐵成分 （ %） Fe Si Mn P S C 合計(jì) 100 校驗(yàn)結(jié)果與生鐵成分 的 誤差很小，表明 原定 生鐵成分恰當(dāng)。 計(jì)算方法與過(guò)程 計(jì)算方法 為精確配料，現(xiàn)根據(jù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)要求，先假定生鐵成分，然后用理論方法進(jìn)行配料比計(jì)算，然后以配出的礦石為基礎(chǔ)對(duì)礦石用量、生鐵中鐵量、渣量及爐渣進(jìn)行計(jì)算，最后爐渣性能、生鐵成分進(jìn)行校核。 2）冶煉鑄造鐵時(shí)，應(yīng)該核算生鐵含錳量是否滿足要求。對(duì)于煉鐵設(shè)計(jì)的工藝計(jì)算，燃料的用量是預(yù)先確定的，是已知的量，配料計(jì)算的主要任務(wù)，就是求出在滿足爐渣堿度要求條件下，冶煉規(guī)定成分生鐵所需要的礦石、熔劑數(shù)量。以上容積的高爐只有 167多 座，平均爐容只有 570m179。同時(shí)，我國(guó)的銅冷卻避及傳統(tǒng)的球磨鑄鐵冷卻壁都具有世界先進(jìn)水平。 如 中文摘要 1 緒 論 我國(guó) 高爐 煉鐵技術(shù)的 進(jìn)步 近 10年來(lái) ,中國(guó)高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長(zhǎng)壽化、清潔化發(fā)展進(jìn)程加快 ,煉鐵 不僅表現(xiàn)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的顯著提高，也表 現(xiàn)在 工藝技術(shù)裝備水平迅速提升 ,其中有些已經(jīng)進(jìn)入了世界先進(jìn)行列。 我國(guó)高爐煉鐵 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 高爐 爐容、 技術(shù)裝備大型化 我國(guó) 煉鐵產(chǎn)業(yè)集中度低，高爐平均爐容偏小，尚有 7500萬(wàn)噸 /年落后的小高爐沒有 淘汰。 2 高爐配料計(jì)算 天然礦石中 的 S 以 FeS2 形態(tài)存在，換算式如下： ω (FeS2)=ω(S)64120%， 式 中 S 為分析所得的百分含量。 6 根據(jù)爐渣百分組成，校驗(yàn)爐渣物理性質(zhì)得：熔化溫度 1350℃ ，粘度 2Pa 11 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì)算內(nèi)容包括： 風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (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(shí)，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(dòng)性和穩(wěn)定性，因此除了考慮二元堿度外，還需要有適宜 的 MgO 含2 高爐配料計(jì)算 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。 煉鐵系統(tǒng)能耗占鋼鐵企業(yè)總能耗 % ，污染物排放占 2/3。由于中國(guó)鋼鐵企業(yè)高熱值煤氣匱乏 ,大多數(shù)熱重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的 主要 內(nèi)容 包括煉 鐵 工藝計(jì) 算（包括配料計(jì)算、物料平衡和熱平衡）、高爐爐型設(shè)計(jì)、高爐各部位爐襯的選 擇、爐體冷卻設(shè)備的選擇、風(fēng)口及出鐵場(chǎng)的設(shè)計(jì)、原料系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)、爐頂設(shè)備 、煤 氣處理系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高爐噴吹系統(tǒng)和煉鐵車間的布置等。 同時(shí) ，本設(shè)計(jì) 還結(jié)合 了國(guó)內(nèi)外相似高 爐的一些先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān) 數(shù)據(jù)，力爭(zhēng)使