【文章內(nèi)容簡介】 0表 16 煤粉成分（%）C Ad 灰分 S H2O 合計 100表 17 生鐵成分表（%）Si Mn P C Fe S 合計 100表 18 爐渣成分表（%）MgO SiO2 Al2O3 BaO CaO FeO S/2 MnO 合計 100表 19 爐頂煤氣成分表（%）CO2 CO H2 CH4 N2 合計 100表 110 爐塵分析表（%）TFe P S Fe2O3 FeO CaO SiO2 Al2O3 MnO MgO BaO 固C燒損合計重力塵 100文氏塵 100第 3 頁 礦石的選配高爐使用多種礦石冶煉時，應(yīng)根據(jù)礦石的供應(yīng)量及爐渣成分和渣量的要求選擇適當(dāng)?shù)谋壤?，本設(shè)計選用 60%的燒結(jié)礦和 35%的球團(tuán)礦，5%的塊礦。為計算方便，求出混合礦的成分，計算時看作單一礦石。在選配礦石時，應(yīng)注意檢查礦石含磷量不得超過生鐵含磷量。冶煉鑄鐵時還應(yīng)檢查礦石含錳量是否滿足生鐵的要求，否則應(yīng)加錳礦。注：燒結(jié)礦：球團(tuán)礦：生礦＝60：35：5 原始資料的整理配料計算所需的鐵礦石、熔劑、爐塵及噴吹物等的整理成分如下表 111，表 112，表 113，表 114。表 111 原料整理后的成分TFe P S FeO Fe2O3 SiO2 CaO燒結(jié)礦 球團(tuán)礦 塊礦 混合礦 MgO Al2O3 P2O5 S/2 燒損 合計 0 0 冶煉條件的確定根據(jù)冶煉鐵種和原燃料成分，除確定礦石的配比外，尚需要定爐渣堿度、焦比、噴物數(shù)量、塵、鐵成分與各種元素在渣鐵中的分配比 。（1）各種元素在爐渣、煤氣、和生鐵中的分配比如下表 112。第 4 頁表 112 各種元素在爐渣、煤氣、和生鐵中的分配比產(chǎn)品 Fe Mn P S生鐵 爐渣 0 煤氣 0 0 0 （2）預(yù)定生鐵成分，見表 113：表 113 預(yù)定生鐵成分Si P C Fe S Mn 合計 100（3）燃料使用量的假定：①濕焦比為 480kg/噸鐵； ②焦炭與噴吹燃料中總碳量的 ％與 H 生成 CH ；24③煤粉噴吹量為 150 kg /噸鐵；④碎鐵使用量為 20 kg /噸鐵；⑤選擇的爐渣堿度 CaO/SiO2=；⑥冶煉強度 i= 噸焦/立方米晝夜；⑦熱風(fēng)溫度 t=1200℃，鼓風(fēng)濕度 φ=1 ％；⑧爐塵吹出量為 15 kg /噸鐵；⑨直接還原度 γd= ；爐頂煤氣溫度 tr=200℃ (4) 根據(jù)鐵平衡求鐵礦石的量 ①焦炭帶入的鐵量： Fe2O3~2Fe FeO~Fe X1 X2 故 X1= X2=所以焦炭帶入的鐵量：m(Fe)j=480 （）（+ ）= （㎏）②礦石的需求量：其中煤粉帶入的鐵量（1t 生鐵）m（Fe）me Fe2O3~2Fe FeO~Fe X1 X2 故 X1= X2=第 5 頁 所以煤粉帶入的鐵量 m（Fe）me=150（+）= （㎏） （生鐵）=1000%=㎏tFe （爐渣）= ㎏za （爐塵）=15=㎏che Fem（碎鐵）=20=17㎏故 kQtzachjmekFeeF???=(++)/612㎏1式中： ——礦石的需要量，kg/t(鐵)；k——進(jìn)入生鐵的鐵量，kg/t(鐵)；tFe——進(jìn)入爐渣的鐵量 ，kg/t(鐵)；za——進(jìn)入爐塵的鐵量 ，kg/t(鐵)；chFe——焦炭帶入的鐵量 ，kg/t(鐵)；j——煤粉帶入的鐵量 ，g/t(鐵)；me——礦石的含鐵量 ，kg/t(鐵)。kF第 6 頁 Fem——碎鐵帶入的鐵量， kg/t(鐵)。(5)據(jù)氧化鈣的平衡求石灰石的需要量 爐渣堿度 =。RLQ22222[()()()()()]kjmeSicheSioiSiooRCaOR?????2()()kjecheCaOi?=[(1612）+480() +（20）+（150 ）]()[60/28+15]()[1612+480(1)]/()[200+15015]/()=㎏故石灰石的用量為 ,式中： ——熔劑的需要量 ，kg/t(鐵)；LQ——礦石所帶入的 SiO2 量， kg/t(鐵)；2()kSio——礦石所帶入的 CaO 量 ，kg/t(鐵)；kCaO——焦炭所帶入的 SiO2 量 ，kg/t(鐵)；2()jSio——焦炭所帶入的 CaO 量 ， kg/t(鐵)；ja——煤粉所帶入的 SiO2 量 ， kg/t(鐵)；2()meSio——煤粉所帶入的 CaO 量 ， kg/t(鐵；eCaO——還原硅所消耗的 CaO 量， kg/t(鐵)；2()Sio——爐塵所帶走的 SiO2 量 ， kg/t(鐵)；ch第 7 頁——爐塵所帶走的 CaO 量 ， kg/t(鐵)；()chCaO——熔劑中 SiO2 含量 ，%；e——熔劑中 CaO 含量 %；2()eSi——爐渣堿度。R在計算時要考慮機械損失，一般原料機械損失列于下表 114：表 114 原燃料的機械損失原、燃料 機械損失 %礦 石熔 劑焦 炭211每噸生鐵原燃料的實際消耗量見下表 115。表 115 生鐵原燃料的實際消耗量原、燃料 理論消耗量Kg/t機械損失（% ） 水分（% ） 實際消耗量 Kg/t混 合 礦焦 炭碎鐵石灰石1612480(1)=46520210103．2001645總 計 (6)爐渣成分和數(shù)量的計算①進(jìn)入爐渣的全部硫量: mchtmejLkza SSS???=1612++[480()+480(1)32/80]+(150+15032第 8 頁/80)+[1612++(480(1)+480()32/80)+(480(1)+480()32/80)]=②進(jìn)入爐渣的 FeO 量:=Fe = =?zaFe????③進(jìn)入爐渣的 SiO2 量: chSimejkza OSiOiSiOi )()()()()() 222?? =1612+480(1)+20+150 286015 =㎏④進(jìn)入爐渣的 CaO 量: chCaOCaOCaOLmejz )()()()()( ???=1612+480()+200+150+=㎏⑤進(jìn)入爐渣的 MgO 量: chlmejkza MggOMgOMgO )()()()()()( ????? =1612+480(1)+200+150+ =㎏⑥進(jìn)入爐渣的 Al2O3 量: chOAllAllAl Lmejza )3()()()()( 2323232 ???=1612+480(1)+20+150+第 9 頁 =㎏⑦進(jìn)入爐渣的 MnO 量： MnoQzanOk???)( =161271/55 =㎏綜上述計算，最終爐渣成分列于下表 116。表 116 爐渣成分與數(shù)量化學(xué)組成 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO重量（kg） 成分（%） S MnO 合計 2/CaSi2CaOMgSi? (7) 鐵成分的確定生鐵含磷量的計算: 0110)(426)()( ?????chljk PPt %1010 .)32.( ??????????=%生鐵含硫量的計算: ??%10tS)(?? =% =%生鐵含硅按假定的 %生鐵含錳量第 10 頁????%1075zaMnOt?? = =%生鐵含鐵量 %生鐵含碳量[Ct]=100%[Pt][St][Sit][Mnt][Fet]=()%=%故生鐵的最終成分見表 117。表 117 生鐵的最終成分表成分 Si Mn S P C Fe 合計含量（% ） 計算結(jié)果與預(yù)定基本符合. 物料平衡 根據(jù)碳平衡計算風(fēng)量(1)風(fēng)口前燃燒的總碳量爐料帶入的碳量可按下式計算： chymejLuCC??? )(480 ?????? =式中 ——爐料帶入的碳量；Lu——焦炭帶入的碳量；jC——煤粉帶入的碳量；me第 11 頁——爐塵帶走的碳量。chC生成甲烷的碳量:=㎏溶于生鐵的碳量:C t=[Ct] 1000=%1000= ?還原錳消耗的碳量: C Mn=12/55=還原硅消耗的碳量:C Si= 248?還原鐵消耗的碳量:C Fe=（） =還原磷消耗的碳量:C P= ??則直接還原消耗的碳量: pfesimndCC???=+++=㎏風(fēng)口前燃燒的量:Cf=CluCdCCH4Ct m?=+=㎏（2）風(fēng)量的計算鼓風(fēng)中氧的濃度可按下式計算:N 氧氣 = (1)????=()+=式中 N 氧氣 ——鼓風(fēng)中的氧的濃度。 ——鼓風(fēng)中水分.?風(fēng)口前談燃燒時的需氧量 ：?cO,2 . mCf ???其中煤粉供氧 , .605me?第 12 頁則由鼓風(fēng)供氧： =..??3m則每噸生鐵需要風(fēng)量（包括噴煤粉所用的壓縮空氣量） 32, ? 煤氣的成分和數(shù)量計算(1)甲烷的計算由燃料碳素生產(chǎn)的甲烷： ??3m焦炭揮發(fā)分中的甲烷： 4CH .)0.(8???m則進(jìn)入煤氣中的甲烷為： 4CHV896..59.?3(2)氫量的計算由鼓風(fēng)中分解的氫：=Vfη 氫氣 == 3m焦炭揮發(fā)分有機物中的氫：= .)(48????3煤粉分解出的氫：= ..5?3m在噴吹得條件下，一般有 40%的氫參加還原，故氫氣參加還原的總量為： ????）（生成甲烷的氫 H2=2=第 13 頁則進(jìn)入煤氣中的氫：H 2=++= 3m(3)二氧化碳的計算Fe2O3 還原為 FeO 時，生成的 CO2 為：?? 3OFekFe2 ??????FeO 還原為 Fe 時生成的 CO2 為： ?????3Mth2d..2 ????????????MfFeOe石灰石分解出的二氧化碳為：混合礦分解的二氧化碳為： ??????焦炭揮發(fā)中的 CO2： .)(48 m?????則進(jìn)入煤氣的二氧化碳： 32 .??(4) 一氧化碳的計算風(fēng)口前燃燒的一氧化碳： 3.. ????直接還原生成的一氧化碳： .. ????焦炭揮發(fā)分中的一氧化碳： .)03.(8 mj ??第 14 頁間接還原消耗一氧化碳： mCOFeFei ?????則進(jìn)入煤氣的一氧化碳：CO=++=(5) 氮的計算鼓風(fēng)帶入的氮： ????32 . mVNff ????????焦炭帶入的氮： .)32.(48j煤粉帶入的氮： ???則進(jìn)入煤氣的氮： 32 .?綜上計算煤氣的數(shù)量及成分見表 118。表 118 煤氣的數(shù)量及成分化 學(xué) 成 分 體 積（m 3） 體積分?jǐn)?shù)（%）CO2 CO N2 H2 CH4 總 計 物料平衡表的編制(1) 鼓風(fēng)重量的計算1m3 鼓風(fēng)的重量為第 15 頁 ㎏/m )]()01(.180.[ ????????則全部的鼓風(fēng)重量==(2) 煤氣重量計算1m3 煤氣重量： 3/ mkg??????則全部煤氣重量： .?=⑶ 氫參加還原生成的水為：則本計算的物料平衡見下表 119。表 119 物料平衡表收入項目 數(shù)量，kg 支出項目 數(shù)量，kg原燃料鼓風(fēng)煤粉生鐵煤氣爐渣爐塵水分1000總計 總計 絕對誤差 相對誤差 % 熱平衡 計算熱量收入項（1）碳素氧化放熱 Cq碳素氧化為 1m3CO2 放熱 ：2O第 16 頁 ..q22CO??氧 化V =17955kJ碳素氧化為 1m3CO 放熱 ：COq ??氧 化 = =5265kJ則碳氧化放出的總熱量： ???? ）（）（氧 化 =（2）鼓風(fēng)帶入的熱量 風(fēng)q