【文章內容簡介】 O2 CO CH4 H2 N2 100 參數設定 焦比： 350kg/t 煤比： 160kg/t 綜合焦比： 350+160 =478kg/t 鐵水溫度： 1500℃ 爐渣溫度： 1550℃ 爐塵吹出量： 18Kg/t 爐頂煤氣溫度： 200℃ 鼓風溫度： 1200℃ 入爐燒結礦溫度： 80℃ 直接還原度： 爐渣堿度： 鼓風濕度： % 綜合冶煉強度： m3 氫的高爐利用率2Hη： 被利用氫中參加還原 FeO 的質量分數 a： [Si]： % [S]： % C=+ 鐵水 103+[Mn][P][Si][S] 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 9 預定生鐵成分 表 25 元素在生鐵、爐渣與煤氣中的分配率 項目 Fe Mn P S V Ti 生鐵 爐渣 煤氣 假設冶煉一噸生鐵燒結礦的用量為 1350kg，球團礦的用量是 150kg，天然礦 的用量是 100kg。生鐵中 [Si]=%,[S]=%。則： （ 1）生鐵中 [P]按原料帶入全部進入生鐵計算，則： [P]= （ 1350 %+150 %+100 %18 %+350 %+160 %） 62/142 1/1000=% （ 2）生鐵中 [Mn]按原料帶入量的 50%計算，則： [Mn]=（ 1350 %+150 %+100 %18 %） 55/71 50% 1/1000=% （ 3）生鐵中的 [C]量為 ： [C]=（ + 1500 103+ ） /100=% （ 4）生鐵中的 [V]為： [V]=150 102/182 106 （ 5）生鐵中的 [Ti]為： [Ti]=（ 1350 %+150 %） 48/80 （ 6）生鐵中的 [Fe]為： [Fe]=100（ +++++） /100=% 表 26預定鐵水成分 (%) Fe Mn P S Si Ti V C 104 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 10 礦石需求量的計算 焦炭帶入的鐵量： 350 % 56/72= 煤粉帶入的鐵量： 160 % 112/160= 爐塵帶走的鐵量： 18（ 112/160+ 56/72） = 進入渣中的鐵量： 設需燒結礦 X kg/t，球團 礦固定 150 kg/t，天然礦 Y kg/t。 根據鐵平衡 ++=%X+150 %+%Y++????① 堿度平衡 鐵水等價帶走的 SiO2量 =1000 % 60/28= R=??2SiOCaO = 5 4 6 00 6 5 00 4 8 3 6 6 6 5 00 4 7 0 0 2 6 00 0 2 5 0180 6 6 0 6 . 0 0 6 71 5 00 8 7 ???????? ???????? YX YX ????② 由式①②得 X=， Y= 生鐵成分校核 （ 1）生鐵中含 [P]=( %+150 %+ %18%+350 %+160 %） 62/142 1/1000=% （ 2）生鐵中含 [Mn]= （ %+150 %+ %18%） 55/71 50% 1/1000=% （ 3）生 鐵中含 [C]=（ + 1500 103+ ） /100=% （ 4）生鐵中含 [V]=150 102/182 106 （ 5）生鐵中含 [Ti]=（ %+150 %） 48/80 =% （ 6）生鐵中含 [Fe]=100（ +++++） /100=% 表 27 校核后鐵水成分 (%) Fe Mn P S Si Ti V C 104 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 11 渣 量及爐渣成分計算 ∑ CaO=350 +160 + +150 + = ∑ SiO2=350 +160 + +150 + = ∑ Al2O3=350 +160 + +150 + = ∑ MgO=350 +160 + +150 + = ∑ MnO=( +150 + ) = ∑ FeO= 72/56 ∑ S=350 +160 + +150 + %= ∑ TiO2=( +150 ) = ∑ V2O5=150 = 表 28爐渣的成分 組成 CaO SiO2 Al2O3 MgO MnO FeO TiO2 kg % 組成 V2O5 S ∑ CaO/ SiO2 kg % 100 爐渣性能及脫硫能力的計算 將 SiO CaO、 Al2O MgO 看成四元素換算成 100%如下： %SiO2+%CaO+%Al2O3%+MgO=+++= 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 12 換算為 100%后： SiO2: 100/= CaO: 100/= MgO: 100/= Al2O3: 100/= 所以：（ R0`） =(Al2O3)+3(S)? ][30][ SSi ? = +3 0 .3 8 4 4 7 0 .0 3300 . ??? = (R0) =CaO+MgO+FeO+MnO =+++ = (R0`)＜ (R0) 所以能保證脫硫 風量計算 （ 1）燃料帶入總 C 量 GC 總 =G 焦 C 焦 +G 煤 C 煤 =350 +160 = （ 2）溶入生鐵中的 C量 GC 生鐵 =1000 = （ 3）生成 CH4的 C量：（燃料帶入的總碳量約有 1%到 %與氫化合成甲烷） GC 甲烷 =1% GC 總 =1% = （ 4）爐塵帶走的碳量 GC 爐塵 =18 = （ 5）直接還原消耗的 C 量 錳還原消耗的 C量 =1000 12/55= 磷還原消耗的 C量 =1000 60/62= 硅還原消耗的 C量 =1000 24/28= 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 13 鈦還原消耗的 C量 =1000 24/48= 鐵直接還原消耗的 C 量 = 12/56 = 故 GC 直 =++++= （ 6）脫硫消耗的 C 量 GC 脫硫 = 12/32= ∴風口前燃燒的碳量 GC 燃 == （ 1） 鼓風中氧的濃度 =21%（ %） + %=% （ 2） 風口前碳燃燒消耗的氧2OV= （ 3） 焦炭帶入氧量 =350 （ 4） 煤粉帶入氧量 =160 （ 5） 需鼓風供給的氧氣體積為 V== 故 V 風 = 爐頂煤氣成分及數量計算 （ 1） 甲烷的體積4CHV 由燃料 C生成的 CH4量 = 焦炭揮發(fā)分中的 CH4量 =350 煤粉揮發(fā)分中的 CH4量 =160 故4CHV=++= m3 （ 2） 氫的體積2HV 由鼓風中水分分解產生的 H2量 = %= 焦炭水分分解產生的 H2量 =350 焦炭揮發(fā)分中的 H2量 =350 煤粉揮發(fā)分中的 H2量 =160 煤粉水分分解產生的 H2量 =160 生成甲烷消耗的 H2量 = 2= m3 爐缸煤氣中 H2的總量 =++++= 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 14 參加間接還原消耗的 H2量 = = 故2HV== m3 （ 3）二氧化碳的體積2COV 由礦石和煤粉帶入的 Fe203 的量 = %+150 %+%+160 %18 %= 參加還原 Fe2O3為 FeO 的氫氣量 =（ ） 2/= 由氫還原的 Fe2O3的量 = 160/2= 由 CO 還原的 Fe2O3的量 == 故 CO2還 = CO 還原 FeO 為 Fe 生成 CO2 的量 = ( ? ?? )焦炭揮發(fā)分中的 CO2量 =350 % 煤粉揮發(fā)分中的 CO2量 =160 % 故2COV=+++= m3 （ 4）一氧化碳的體積 COV 風口前碳燃燒生成 CO 量 =GC 燃 直接還原生成 CO量 = 焦炭揮發(fā)分中的 CO 量 =350 % 煤粉揮發(fā)分中的 CO 量 =160 % 間接還原消耗的 CO 量 =+= 故 COV =+++= （ 6） 氮氣的體積2NV 鼓風帶入的 N2量 =（ %） 79%= m3 焦炭帶入的 N2量 =350 % 煤粉帶入的 N2量 =160 % 故2NV=++= m3 由以上結果可得煤氣成分表，見表 28 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 15 表 29 煤氣成分表 成分 CO2 CO N2 H2 CH4 ∑ m3 % 100 編制物料平衡表 （ 1） 鼓風量的計算 每立方米鼓風的質量為γ 風 γ 風 = %%% ＋）－（＋）－（ =G 風 =V 風 γ 風 = = （ 2） 煤氣質量的計算 γ 煤氣 = %%%%% ????????? =所以煤氣的質量 G 煤氣 =V 煤氣 γ 煤氣 = = （ 3） 煤氣中的水分 氫氣參加還原生成的水分量 = 2/ 18/2= 則 G OH2= 由以上計算結果編制物料平衡表，見表 29 表 210 物料平衡表 收入項 支出項 組成 質量 /kg 百分數 % 組成 質量 /kg 百分數 % 燒結礦 生鐵 1000 球團礦 150 爐渣 天然礦 煤氣 焦炭 350 煤氣水分 煤粉 160 爐塵 18 鼓風 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 16 總計 100 總計 100 校核誤差： %1 8 %1 0 0 6 3 4 6 2 74 . 5 43 6 3 =＜ % 故符合要求 熱收入 （ 1）碳素氧化放熱 碳素氧化為 CO2放出熱量2COQ的計算： 碳素氧化為 CO2的體積為： 氧化2COV = 煤氣2COV 揮發(fā)2COV ==3 2COQ= 氧化2COV 12/= 12/= 其中： 為 C 氧化為 CO2的反應熱 碳素氧化為 CO 放出熱量 QCO的計算： 碳素氧化為 CO 的體積為： VCO氧化 =VCO煤氣 VCO揮發(fā) == QCO= VCO氧化 12/= 12/= 其中： 為 C氧化為 CO 的反應熱 由上述計算可得： QC= QCO2 +QCO=+= （ 2）鼓風帶入的熱量 Q 風 Q 風 =V 風 (1φ) 空C + V 風 φ OHC2 =（ %） + % = 空C 1200℃下空氣的熱容量 OHC2 1200℃下水蒸氣的熱容量 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 17 （ 3） H2氧化成 H2O放出的熱量 H2氧化成 H2O放熱為 Q 水 = = （ 4） CH4生成熱 生產 1kgCH4產生的熱量為 4CHQ=4CHV 16/= 16/= kJ （ 5）爐料物理熱 Q 物 80℃時燒結礦和球團礦比熱容為 kJ/kg Q 物 =（ +150） 80 = kJ 故 Q 收 =++++ = kJ 熱支出 （ 1）氧化物分解吸熱 Q 氧分 Fe的氧化物分解吸熱 GFeO= %+150 %+ %+350 %18 % = kJ 32OFeG= %+150 %+ %+160 %18 % = 入爐礦石中 FeO 一般有 20%到 35%以 2FeO SiO2形態(tài)存在（取 20%），其余以 Fe3O4存在。 2SiOFeOG ?=GFeO 20%= 20%= 磁FeOG = 80%= 磁32OFeG = 160/72= 游32OFeG = 32OFeG 磁32OFeG == 43FGOe= 磁FeOG + 磁32OFeG=+= 因為 安徽工業(yè)大學 煉鐵畢業(yè)設計說明書 18 2FeO SiO2的分解熱為 kJ/kg Fe3O4的分解熱為 kJ/kg Fe2O3的分解熱為 kJ/kg 故2SiOFeOQ ?= = 43OFeQ= = kJ 游32OFeQ = = 故 QFe分 =++= Mn 氧化物分解吸熱 由 MnO 分解產生的 1kgMn 吸熱 分MnQ =% 1000 = Si 氧化物分解吸熱 由 SiO2分解產生的 1kgSi 吸熱 分2SiOQ =% 1000 = P氧化物分解吸熱 由 P2O5 分解產生