【導(dǎo)讀】噴吹物等數(shù)量，這是制定高爐操作制度和生產(chǎn)經(jīng)營所不可缺少的參數(shù)。這種計算為工廠的總體設(shè)計、設(shè)備容量與運(yùn)輸力的確。兩種物料平衡均為熱平衡的基礎(chǔ)，以物質(zhì)不滅定律為。物料平衡計算是煉鐵工藝計算中的重要組成部分，它是在配料。支總量等項內(nèi)容的計算。物料平衡有助于檢驗設(shè)計的合理性，深入了。解冶煉過程的物理化學(xué)反應(yīng)，檢查配料計算的正確性。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，關(guān)鍵詞現(xiàn)場物料平衡，鼓風(fēng)量，煤氣量，物料收支總量，算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。出煤氣各紐成，總量和成分含量，最終列出物料平衡表。法參照本文配料聯(lián)合計算中爐渣成分和渣量的計算。衡沒有用到的化學(xué)成分均沒有列出［3］。簡稱；右上角有“/”的表示物料平衡中要采用的數(shù)據(jù)。對現(xiàn)場化學(xué)成分分析數(shù)據(jù)，應(yīng)將總和調(diào)整為100％，并刪去不合理。Cda——合金元素還原耗碳，kg/t；式中，Cc為生鐵滲碳量，由生鐵成分計算；CCH4為生成CH4碳量，

　　

【正文】 2+)V 煤氣 + 還 = （ O 料 +O 噴 ） +V風(fēng)（ O 風(fēng) +? ） H 平衡 （ H2+2CH4） V 煤氣 +H2O 還 = （ H 料 +H 噴 ） +V 風(fēng) ?? Ｎ平衡 Ｎ ２ ? Ｖ 煤氣 = （ N 料 +N 噴 ） +V 風(fēng) ? N2 風(fēng) +N2% 式中 CO. CO2. CH4. N2. H2爐頂煤氣中各組分的體積分?jǐn)?shù)， % H2O 還 —— H2參與還原形成的水蒸氣量， m3/t C 氣化 —— 全部氣化碳量，即爐料和噴吹燃料帶入的元素狀態(tài)和化合攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 4物料平衡計算 21 物狀態(tài)的碳進(jìn)入爐頂煤氣的部分， kg/t； O 料 、 H 料 、 N 料 —— 從爐料進(jìn)入爐頂煤氣的氧、氫和氮量， kg/t； O 噴 、 H 噴 、 N 噴 —— 從噴吹燃料進(jìn)入爐頂煤氣 的氧、氫和氮量， kg/t； O 風(fēng) —— 干風(fēng)中的氧的體積分?jǐn)?shù)，％； —— 鼓風(fēng)濕度， %； N2—— 由生產(chǎn)工藝要求和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)要求而進(jìn)入爐內(nèi)的氮量，例如有些用 比冷卻的無鐘爐頂，其用量在 2021～ 3000m3/h；又如噴吹煙煤時有的高爐使用氮作為載體，其消耗量為在濃相輸送時 1m3N2 輸送 30～40kg 煤粉，稀相榆送時 1m3N2風(fēng)榆送 10kg 左右，什算時將它們換算成m3/t。 氫平衡方程中有還原形成的 H2O 還 ，它是無法準(zhǔn)確測定的，所以常將氧、氫兩個平衡方程先聯(lián)解消去 H2O 還 ，得到一個沒有 H2O 還 的氧平衡方程： （ CO2+） V 煤氣 =V 風(fēng) O 風(fēng) （ H 料 +H 噴 ） +（ O 料 +O噴 ） 然后用碳、無 H2O 還的氧和氮平衡方程求得兩個未知的 V 風(fēng) 和 V 煤氣 （ C、 N）平衡 V 煤氣 = C 氣化 /（ CO+CO2+CH4） V 風(fēng) =N2 V 煤氣 ［ (N 料 +N 噴 )+N 其他 ］ /N 風(fēng) （ C、 O）平衡 V 煤氣 = C 氣化 /（ CO+CO2+CH4） V 風(fēng) =風(fēng)O1［（ CO2+） /V 煤氣 +(H 料 +H 噴 )(O料 +O 噴 )］ （ O、 N）平衡 V 煤氣 = ? ? ? ? ? ? CHHNCOCO NNNHHOO ???? ?????? ? ?? 其他噴料噴料噴料 (其中 ? =O 風(fēng) /(1O 風(fēng) )即干風(fēng)中的氧、氮比 ) V 風(fēng) =［ N2 V 煤氣 (N 料 +N 噴 )N 其他 ］ /(1O 風(fēng) ) 如果計算所用的原始數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確無誤，用［ C、 N］、［ C、 O］和［ O、攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 4物料平衡計算 22 N］三種所求得的結(jié)果應(yīng)是相同的。但從上面面 3 組解的計算式中可以看出（ C． N）平衡的最 簡單，所以生產(chǎn)中常用此法求得風(fēng)量和煤氣量，在現(xiàn)代高爐上干用色譜儀分析爐頂煤氣準(zhǔn)確度較高，用此法可以得到較滿意的結(jié)果。 ［實例］ ［ 8］ 某高爐用色譜儀分析的爐頂煤氣成分為 CO %、 CO2 %、 H2 25%、 %； C 氣化 ＝ ；干風(fēng)含氧 O 風(fēng) ＝ %、鼓風(fēng)濕度 %； O 料 ＝ 、 O 噴 ＝ 35kg/t； H 料 ＝ 、 H 噴 t＝ 3 .5kg/t； N 料 ＝ 、 N 噴 ＝ kg/t；噴吹煤粉使用壓縮空氣；無鐘爐頂使用氮?dú)?N 其 為 2500m3/h；日產(chǎn)生鐵 5500t/d。計算風(fēng)量、煤氣量 . 解： ① 先計算單位生鐵的 N 其它 。 N 其它 =2500 24/5500= m3/t ②再用（ ）法求 V 風(fēng) 與 V 煤氣 。 V 煤氣 = （ +） = V 風(fēng) =[ （ +） ]/（ ）=③用 O 平衡來檢驗所得風(fēng)量、煤氣量的準(zhǔn)確程度： 氧收入 鼓風(fēng) = 煤粉 ? = m3 爐料 ? = m3 氧支出 煤氣 （ +） = m3 氫還原奪取的氧（ H2O 還 ） 還 ［ (+)+ ］= m3 收入和支出的誤差 , 相當(dāng)于 % 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 5計算分析 19 5 計算分析 計算分析的可靠性在于計算方法的科學(xué)性，原始資料的準(zhǔn)確程度，在生產(chǎn)中產(chǎn)生誤差最大的是原燃料的成分分析和實際產(chǎn)量與統(tǒng)什產(chǎn)量的差別，由于我國以前分析和計量技術(shù)相對薄弱，造成的誤差較大，常將進(jìn)入生鐵元素平衡計算用作原燃料單耗的驗算，例如以鐵平衡驗算礦石消耗量等，然后再以驗算后校正的消耗量作為平衡計算的依據(jù)。 物料平衡表的收入項有：混合礦石用量（包括機(jī)械損失在內(nèi)，爐塵量礦石按外加 3%計算）； （ 1） 焦炭用量（包括機(jī)械損失及水分在內(nèi)，爐塵量焦炭按外加 2%計算）； （ 2） 噴吹燃料 （煤粉）用量； （ 3） 熔劑用量（包括機(jī)械損失在內(nèi)，爐塵量熔劑按外加 1%計算）； （ 4） 鼓風(fēng)質(zhì)量。 物料平衡表的支出部分有： （ 1） 生鐵質(zhì)量（ 1000kg）； （ 2） 爐渣質(zhì)量； （ 3） 煤氣質(zhì)量； （ 4） 煤氣中水質(zhì)量 （ 5） 爐塵量（即爐料機(jī)械損失數(shù)量之和）。 物料平衡誤差 現(xiàn)場物料平衡計算的計算分析 如上第四章： 現(xiàn)場物料平衡計算所計算的，實際生產(chǎn)中爐料攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計（論文） 5計算分析 20 的化學(xué)成分和爐頂煤氣的成分分析總是有誤差的，這就影響了計算所得結(jié)果的準(zhǔn)確程度，尤其是在用傳統(tǒng)的奧氏分析儀分析爐頂煤氣時，誤差就相當(dāng)大了。造成誤差的原因是：（ 1）奧氏分析 儀分析 CO 和 CO2時，吸收不完全而有殘余，在燃燒法測氫時就出現(xiàn)產(chǎn)物中有 CO，一般認(rèn)為這個 CO2 是煤氣中 CH4 入燃燒生成的，將所得 CO2 換算成 CH4 列入煤氣成分，實際高爐冶煉的條件下是不可能形成 CH4 的，而且高溫區(qū) CH4 還要完全分解，奧氏分析儀分析的結(jié)果使 CO,CO2， H2 等都發(fā)生一些誤差 。(2)煤氣中 N2 不是化驗出來的，而是 100 減去有誤差的 CO、CO H和 CH4 得出的，這樣化驗的全部誤差都集中在 N2，使用奧氏分析儀化驗結(jié)果未用（ C、 N）法求風(fēng)量和煤氣量的可信度就較低了。另外，由于生產(chǎn)需要爐頂噴水陣低 過高的煤氣溫度，而使煤氣中水蒸氣波動很大時，用色譜儀分析也會造成分析結(jié)果出現(xiàn)一定的誤差，從而也影響什算結(jié)果的準(zhǔn)確程度。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 致謝 21 參 考 文 獻(xiàn) ［ 1］成蘭伯 .高爐煉鐵工藝及計算［ M］ .北京 .治金工業(yè)出版社 .1991 ［ 2］張殿有 .高爐冶煉操作技術(shù)［ M］ .北京 .冶金工業(yè)出版社 .2021 ［ 3］周傳典 .高爐煉鐵生產(chǎn)技術(shù)手冊 .北京 .冶金工業(yè)出版社 .2021 ［ 4］任貴義 .煉鐵學(xué)（上）［ M］ .北京 .冶金工業(yè)出版社 .2021 ［ 5］賈艷 .李文興主編 .高爐煉鐵基礎(chǔ)知識［ M］ .北京 .治金工業(yè)出版社 . ［ 6］宋建成 .高爐煉鐵理論與操作 [M].北京 .治金工業(yè)出版社 . ［ 7］那樹人 .煉鐵計算［ M］ .北京 .治金工業(yè)出版社 .2021 ［ 8］全鈺嘉 .鋼鐵冶金［ M］ .北京 .冶金工業(yè)出版社 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 致謝 22