【導(dǎo)讀】機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用其材料。與我一同工作的同志對(duì)本設(shè)計(jì)（研。究）所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)年產(chǎn)180萬(wàn)噸煉鋼生鐵的高爐煉鐵車(chē)間。送風(fēng)系統(tǒng)采用四座內(nèi)燃式熱風(fēng)爐，煤氣處理系統(tǒng)采用重力除塵器、布袋除塵。渣鐵處理系統(tǒng)采用圖拉法水淬渣處理，上料系統(tǒng)采用皮帶上料機(jī)，保證高爐。設(shè)計(jì)中應(yīng)用了許多先進(jìn)的工藝，這些工藝在實(shí)行大噴煤技術(shù)提高傳熱效率，節(jié)能，提高生產(chǎn)率方面起了重要的作用。在設(shè)計(jì)中，廣泛吸收前人技術(shù)革新和國(guó)。內(nèi)外科學(xué)研究成果。根據(jù)實(shí)際需要及可能性，盡量采用先進(jìn)設(shè)備、結(jié)構(gòu)、材料及。做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，又減少環(huán)境污染。

　　

【正文】 ∑ SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 煤粉 100 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 高爐配料計(jì)算 6 ⑥ 確定焦比與煤比 根據(jù) 目前國(guó)內(nèi) 生產(chǎn) 經(jīng)驗(yàn) ，選擇焦比為 360 Kg/t，煤比為 150 Kg/t。 ⑦ 元素分配率 見(jiàn)表 表 各種元素分配率 鐵種 元素 Fe Mn P S V 生鐵 爐渣 煤氣 配料計(jì)算的內(nèi)容 ① 礦石用量 及 配比計(jì)算 ； ② 生鐵中鐵量計(jì)算 ； ③ 渣量及爐渣成分計(jì)算 ； ④ 爐渣性能校核 ； ⑤ 生鐵成分校核 。 計(jì) 算 過(guò)程 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。 根據(jù)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)要求假定的生鐵成分 ， 規(guī) 定 Si=， S=， Mn=，P=， R=， 由公式 [C]=[Si][P]+[Mn],可 得 C=，F(xiàn)e=。 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。 在計(jì)算時(shí)需要列出兩個(gè)方程：堿度方程和鐵平衡方程，根據(jù)生產(chǎn)要求列出方程如下： ① 鐵平衡方程： 1321F10FFWFYFX ? eeeee R ????????? 鐵水中鐵的分配率鐵水中的含鐵量,燃料帶入的鐵量生礦中的鐵品位, 球團(tuán)礦中的鐵品位,燒結(jié)礦的鐵品位,:分別為,( kg)ηT F e ,Fe,T F e,T F e,T F e 式中 1R321重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 高爐配料計(jì)算 7 ② 堿度平衡方程： )MKWY X(RM C a OK C a OW C a OY C a OX C a O )(2)(2)(2)3(2)2(2 )1(2321 RS i OS i OS i OS i OS i O S i O????? ????? 煤焦 煤焦 式中 CaO1, CaO2,CaO3,CaO 焦 ,CaO 煤，分別表示燒結(jié)礦、球團(tuán)、生礦、焦炭、煤粉中 的 CaO 含量 。 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、煤粉中 的 SiO2 含量、還原到鐵水中 的 SiO2量 （ kg） ，其中 SiO2(R)= ]Si[2860]Si[10 ?? 以 1t 生鐵作為計(jì)算單位進(jìn)行計(jì)算 ， 據(jù)以上各表數(shù)據(jù) 可以求得 焦炭帶入鐵量=，煤粉帶入鐵量 = 假定配燒結(jié) 礦 Xkg,球團(tuán)礦 配 Ykg,塊礦 =100kg,因此有： 鐵平衡方程： 0 . 9 9 79 5 2 . 70 . 5 31 . 9 90 . 5 8 7 21 0 00 . 6 3 5 4 Y0 . 5 5 6 3 X ?????? 堿度平衡方程 : 1 . 1 00 . 3 51 . 4 320 . 0 7 4 81 5 00 . 0 5 1 23 6 00 . 1 1 71 0 00 . 0 4 1 2 Y0 . 0 6 2 X 0 . 0 0 61 5 00 . 0 5 1 23 6 01 0 00 . 0 1 50 . 0 0 9 5 YX1 0 ????????? ??????? 聯(lián)立解出方程組可得：燒結(jié)礦 = kg（ 占 73%） ，球團(tuán)礦 = kg（ 占20%） ，塊礦 =120 kg（ 占 7%） ，需要礦石總量為 kg，入爐熟料率 =93%。 冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量計(jì)算 見(jiàn) 表 表 冶煉每噸生鐵爐料的實(shí)際用量 名稱(chēng) 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 150 — — 150 合計(jì) ① 終 渣 S 含量 爐料全部 含 S 量 = +360 +150 = 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 = ? 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 高爐配料計(jì)算 8 ④ 終 渣的 SiO2 量 = +360 +150 = ⑤ 終渣的 CaO 量 = +360 +150 = ⑥ 終渣 的 Al2O3 量 = +360 +150 = ⑦ 終渣 的 MgO 量 = +360 +150 = 終渣成分見(jiàn)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 CaO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 。 MgO%=%，符合設(shè)計(jì)要求 。 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 2PaS(1450℃ )。該爐渣適合于煉鋼鐵生產(chǎn)。 成分 校核 ① 含 P 量 0 . 0 8 %)1 4 2620 . 0 0 0 13 6 00 . 0 0 0 4 46 8 0 . 3 6(110 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 2 ???? 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)。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 高爐物料平衡計(jì)算 9 3 高爐物料平衡計(jì)算 高爐物料平衡計(jì)算的意義 通過(guò)高爐配料計(jì)算確定單位生鐵所需要的礦石、焦炭、石灰石和噴吹物 等數(shù)量，這是制定高爐操作制度和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)所不可缺少的參數(shù)。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。這種計(jì)算為工廠的總體設(shè)計(jì)、設(shè)備容量與運(yùn)輸力的確定及制定生產(chǎn)管理與經(jīng)營(yíng)制度提供科學(xué)依據(jù)，是高與各種附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)及高。 高爐物料平衡計(jì)算的內(nèi)容 物料平衡是建立在物質(zhì)不滅定律的基礎(chǔ)上，以配料計(jì)算為依據(jù)編算的。計(jì)算內(nèi)容包括：風(fēng)量、煤氣量，并列出收支平衡表。物料平衡有助于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，深入了解冶煉過(guò)程的物理化學(xué)反應(yīng)，檢查配料計(jì)算的正確性。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(chēng)量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計(jì)算打基礎(chǔ) 。 (1) 原料全分析并校正為 100%； (2) 生鐵全分析； (3) 各種原料消耗量； (4) 鼓風(fēng)濕度 ， f=%； (5) 本次計(jì)算選擇直接還原 度 rd=； (6) 假定焦炭和噴吹物 含 C 總量的 %與 H2 反應(yīng)生 成 CH4。 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%。 根據(jù)碳平衡計(jì)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） 103 ∑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 ， CCH4 ── 分別為燃料帶 入 C 量，直接還原 耗 C 和生 成 CH4 的 C 量，㎏ [2]； 按上式分別進(jìn)行計(jì)算： 燃料帶入的 C=m(C)J+m(C)M=360 +150 = 溶于生鐵 的 C= 直接還原耗碳 =m(C)Mn+m(C)Si+m(C)P+m(C)Fe 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 高爐物料平衡計(jì)算 10 =5512+2824+6260+ 5612 =+3++= 生 成 CH4 耗碳 = = 風(fēng)口前燃燒 的 C 量 == kg，占入爐總碳量的%。 ② 風(fēng)量計(jì)算 （ V 風(fēng) ） 根據(jù)氧平衡可得 ： 0. 29 f0. 21 Q0. 93 3c）CmV 2o風(fēng)燃風(fēng) ? ????? ? （ 其中 322 2 . 41816O)V ( HV ( O )Q M2Mo 2 ??????? ??? ）（ 式中 ? ??? 0 . 9 3 3cm ( C ) 風(fēng)燃 ── 風(fēng)口前燃燒的 C 所需氧量 （ m179。） ，(? 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]。 據(jù)原料 供應(yīng)情況，本高爐僅噴煤，將上式分別進(jìn)行計(jì)算： 鼓風(fēng)含氧濃度 =+= m3/ m3 風(fēng)口 前 C 燃燒所需氧量 =0 .933= m3 燃料帶入氧量 =150（ +1816） =179。 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 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 （ +） +150 （ + 18 ? ） = m3 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 高爐物料平衡計(jì)算 11 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 + = 因此，煤氣的 總 CO2 量 =+= ④ 風(fēng)口前碳素燃燒生成 的 CO= = 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 +1500 .0042 = 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，列出煤氣組成表 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 高爐物料平衡計(jì)算 12 表 煤氣組成 成分 CO2 CO N2 H2 CH4 總計(jì) Vg/ V 風(fēng) m3 % 編制物料平衡表 ① 計(jì)算鼓風(fēng)量： 1 m3 鼓風(fēng)質(zhì)量 = kg/ m3 全部鼓風(fēng)質(zhì)量 =1 .28= kg ② 計(jì)算煤氣的質(zhì)量 2 2 . 4 20 . 0 2 58160 . 0 0 58280 . 5 3 42280 . 2 4 42440 . 1 8 93m1 3 ??????????煤氣的質(zhì)量 = kg/ m3 全部煤氣質(zhì)量 =1 .35= ③ 水分計(jì)算 爐料帶入水分 =360= kg 煤粉帶入水分 =1500 .0079= H2 還原生成的水分 = = kg 所以水分的總質(zhì)量 =++= ④ 爐料機(jī)械損失 == 根據(jù)上述結(jié)果，列出物料平衡，如下表 表 物料平衡表 序號(hào) 收入項(xiàng) Kg 序號(hào) 支出項(xiàng) Kg 1 原燃料 1 生鐵 2 鼓風(fēng) 2 爐渣 3 煤氣 4 水分 5 爐塵 共計(jì) 共計(jì) 絕對(duì)誤差 % 相對(duì)誤差 % 一般要求物料計(jì)算的相對(duì)誤差應(yīng)在 %以下，故本計(jì)算 符合要求 。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 高爐 熱平衡計(jì)算 13 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，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。通過(guò)計(jì)算調(diào)查高爐冶煉過(guò)程中單位生鐵的熱量收入與熱量支出，說(shuō)明熱量收支各項(xiàng)對(duì)高爐冶煉的影響，從而尋找降低熱消耗與提高能量利用的途徑，達(dá)到使高爐冶煉過(guò)程處于能耗最低和效率最高的最佳運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)還可以繪制熱平計(jì)算表研究高爐冶煉過(guò)程的基本方法 [2]。 熱平衡計(jì)算方法 熱平衡計(jì)算的 理 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)等于其中 鐵各項(xiàng)熱消耗 總和。熱平衡計(jì)算采用差值法，即熱損失是以總的熱量收入減去各項(xiàng)熱量的消耗而得到的，即把熱量損失作為平衡項(xiàng)，所以熱平衡表面 上沒(méi)有誤差，因?yàn)?一 切誤差都集中掩蓋在所有熱損失之中。 根據(jù)計(jì)算的目的和分析的需要，熱平衡可分為全爐熱平衡與區(qū)域熱平衡。全爐熱平衡是把整個(gè)高爐作為研究對(duì)象、計(jì)算它的各項(xiàng)熱收入與支出，用來(lái)分析高爐冶煉過(guò)程令的能量利用情況。而區(qū)域熱平衡是把高爐的某一個(gè)區(qū)域作為研究對(duì)象，計(jì)算和分析這個(gè)區(qū)域內(nèi)的能量利用情況。雖然計(jì)算熱平衡的部位與方法不向，但計(jì)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)。理論上可以以把高爐內(nèi)的任何一個(gè)部位當(dāng)作區(qū)域熱平衡的計(jì)算對(duì)象，但由于決定向爐冶煉能耗指標(biāo)的主要因素存在于高爐下部的高溫區(qū)。因此，常用高爐下部屬溫區(qū)熱平衡進(jìn)行計(jì)算。 本例采用第一熱平衡法計(jì)算進(jìn)行熱平衡計(jì)算。 第一種熱平衡法，亦稱(chēng)熱工法熱平衡。它是根據(jù) 高 斯定則，不考慮爐內(nèi)的實(shí)際反應(yīng)過(guò)程． 要 以物料最初與最終狀態(tài)所具有的熱力學(xué)參數(shù)為依據(jù)，確定高爐內(nèi)的過(guò)程中所提供和消耗的熱量。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(shí)放出的熱量 )、熱風(fēng)與爐料帶入的物理熱及少量成渣熱。而熱 支出為氧化物、硫化物和碳酸鹽的分解熱，噴吹燃料的分解熱，水 分的 分解熱。脫 S 反應(yīng)耗熱，渣鐵和爐頂煤氣熱焓與熱值，冷卻水代走的熱量和爐體散熱損失等項(xiàng)。這種熱平衡計(jì)算法中，把焦炭和噴吹的燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量當(dāng)作熱收入。而實(shí)際上高爐冶煉過(guò)程中有相當(dāng)一部分 C 并沒(méi) 有完全燃燒，以 CO 的形態(tài)離開(kāi)了高爐。還有一部分進(jìn)入生鐵中和爐守中的 C 則完全權(quán)有燃燒，因此，必須把爐頂煤氣與未燃燒 C 的熱值當(dāng)作熱支出 來(lái) 處理。另重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 高爐 熱平衡計(jì)算 14 外，這種計(jì)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(xiàng)。而把氧化物的分解吸熱當(dāng)作熱支出項(xiàng)。這就不符實(shí)際地夸大熱量收入與支出從 而 ，熱平衡總量中各項(xiàng)所占比例失真，難以通地?zé)崞胶饪偭颗c各項(xiàng)的比例來(lái)直觀地判斷爐內(nèi)能量利用情況及各種因素對(duì)冶煉指標(biāo)的影響。同時(shí)，在熱平衡計(jì)算中看不出爐內(nèi)各熱效應(yīng)的作用，這也是此種熱平 衡 計(jì)算法們?nèi)秉c(diǎn) [2]。 熱平衡計(jì)算過(guò)程 熱量收入 ① 碳素氧化熱 由 C 氧化 1m179。 成 CO2 放熱 ? = KJ/m179。 由 C 氧化成 1m179。 的 CO 放熱 ? = KJ/m179。 碳素氧化熱 = +() = ② 熱風(fēng)帶入熱 1150 ℃ 時(shí)干空氣的比熱容為 ℃ ， 水蒸氣的比熱為 kJ/ m3℃ ,熱風(fēng)帶入熱 =[() + ] 1150 = KJ ③ 成渣熱 爐料中以碳酸鹽形式存在 的 CaO 和 MgO，在高爐內(nèi)生成鈣鋁酸鹽時(shí)， 1kg放出熱量 kJ 混 合礦 的 CaO=0 .01544456 = KJ 成渣熱 == kJ ④ 混合礦帶入的物理熱 80 ℃時(shí)混合礦的比熱容為 KJ/Kg℃ 混合礦帶入的物理熱 =1 .080= ⑤ H2 氧化放熱 1m179。 H2 氧化 成 H2O 放熱 KJ H2 氧化放熱 = = ⑥ CH4 生成熱 1Kg CH4 生成熱 = = KJ CH4 的 生成熱 = = KJ 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 高爐 熱平衡計(jì)算 15 冶煉 1t 生鐵總熱為以上各熱量的總和 = KJ 熱量支出 ① 氧化物分解與脫硫耗熱 1）鐵氧化物分解熱：設(shè)焦炭和煤粉 中 FeO 以硅酸鐵形態(tài)存在，燒結(jié)礦 中 FeO有 20%以硅酸鐵形態(tài)存在其余 以 Fe3O4，鐵氧化物分解熱 由 FeO、 Fe3O4 和 Fe2O3 三部分組成。 m（ FeO） 硅酸鐵 = +360 +150 = kg 去除進(jìn)入渣中 的 FeO，它也以硅酸鐵形式存在，計(jì) kg 余下 的 m(FeO)硅酸鐵 == m(FeO)四氧化三鐵 = = kg m(Fe2O3)四氧化三鐵 = 72160 = m(Fe2O3)自由 = = kg 依據(jù) 1kg 鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱。 FeO 硅酸鐵分解熱 = =， ( KJ/kg FeO 硅酸鐵 ) Fe4O3 分解熱 =（ +） = KJ（ KJ/kg Fe4O3） Fe2O3 分解熱 = = KJ， （ KJ/kg Fe2O3） 鐵氧化物分解總熱 =++= 2）錳氧化物分解熱 錳氧化物分解熱包 括 MnO2 分解 為 MnO 和 MnO 分解 為 Mn 放出的熱量； MnO2→Mn 分解熱 =0 .00016= KJ MnO→Mn 分解熱 == KJ， ( KJ/KgMn) 錳氧化物分解總熱 =+= 3） SiO2 分解熱 == KJ， （ KJ/Kg Si） 4） Ca3(PO4)2 分解熱 = = KJ 5） 脫 S 耗熱 由 于 CaO 脫硫耗熱 KJ/ KgS， MgO 脫硫耗熱為 KJ/ KgS，二者差別較大，故取其渣中成分比例 （ ： ≈） 來(lái)計(jì)算平均脫硫耗熱。 1 Kg 硫的平均耗熱 = KJ 脫 S 耗熱 == 氧化物分解和脫硫總熱為上述 1）～ 5） 項(xiàng)熱耗之和，即 Q 總 =++++= KJ 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 高爐 熱平衡計(jì)算 16 ② 碳酸鹽分解熱 由 CaCO3 分解出 1 Kg 的 CO2 需熱 KJ， 由 M gCO3 分解出 1 Kg CO2需熱 KJ， 混合礦 石 CO2 量 = =。假 定 CaCO3 和M gCO3 是按比例分配的。 其中 以 CaCO3 分解 的 CO2 為 ?=； 故 以 MgCO3 形式分解 的 CO2 量 ==。 碳酸鹽分解總熱 = + = KJ ③ 水分分解熱 = = KJ ( KJ/) ④ 噴吹物分解熱 =150=188415 kJ ( KJ/Kg 煤粉 ) ⑤ 爐料游離水的蒸發(fā)熱 1Kg 水由 20℃ 升溫到 100℃吸熱 KJ，再變成 100℃水蒸氣吸熱 2261 KJ 總吸熱為 KJ 游離水蒸發(fā)熱 =360= KJ ⑥ 生 鐵帶走熱 表 各種生鐵的熱焓值 [2] 生鐵熱焓值 煉鋼 生鐵 鑄造生鐵 錳鐵 KJ/Kg 煉鋼生鐵焓值 = KJ/kg， 鐵水帶走熱 =1000=1172360 KJ ⑦ 爐渣帶走熱 表 各種爐渣的熱焓值 [2] 爐渣熱焓值 煉鋼 鐵渣 鑄造鐵渣 錳鐵 鐵渣 KJ/Kg 煉鋼鐵渣焓值 = KJ/kg， 爐渣帶走熱 = = KJ ⑧ 爐頂煤氣帶走熱， 爐頂溫度為 200℃ 時(shí)煤氣各成分比熱容 見(jiàn)表 表 200℃ 時(shí) 爐頂煤氣比熱容 [2] CO2 CO N2 H2 CH4 H2O 干煤氣比熱容 =+(+) ++= KJ/ m3℃ 干煤氣帶走熱 =1 .399200= 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 高爐 熱平衡計(jì)算 17 水蒸氣帶走熱 =1 .519100= KJ 煤氣帶走總熱 =+= KJ 前 8 項(xiàng)總和為 = 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(hào) 收入項(xiàng)名稱(chēng) KJ % 序號(hào) 支出項(xiàng)名稱(chēng) 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 5 H2 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 外部熱失 共計(jì) 共計(jì) 熱平衡指標(biāo)計(jì)算 ① 碳素?zé)崮芾孟?數(shù) Kc %100CO COCOK 2 2 ?? 所放出的熱量燃燒生成除進(jìn)入生鐵外的碳全部 放出的熱量）和生成碳的氧化熱（包括燃燒c = % 2 83 3 4 2 1 5 9 0 1 3 1 ??? ）（ ② 熱量有效利用系 數(shù) K Kt =（ 高爐總熱量收入 煤氣帶走熱 外部熱損失 ） % =（ ） %=% 從上述指標(biāo)可以看出， Kc 值一般 在 50%～ 60%之間，個(gè)別可高達(dá) 65%。本重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 高爐 熱平衡計(jì)算 18 例 Kc=%說(shuō)明 碳素?zé)崮芾帽容^好 。 Kt 值一般為 80%～ 90%，本例的利用系數(shù)比較高 。 重慶科技學(xué)院專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 高爐爐型設(shè)計(jì) 19 5 高爐爐型設(shè)計(jì) 年工作日的確定 設(shè)計(jì)要求 高爐工作日 350d/a 日產(chǎn)量： )t( 1 4 23 5 0101 8 0 4 ???總P 定容積 選定高爐座數(shù)為 1座，利用系數(shù) v? = ? ?dmt/ 3? 每座高爐容積： )m(0 0 02 0 0 0η 339。 ??? Vu PV 爐缸尺寸 選定冶煉強(qiáng)度 I=（ m3d） 。燃燒強(qiáng)度 燃i = t（㎡ h ）， 則 d=燃i VI u? = 1. 05 ? = 取 d = m 校核 AVu =20xx??= 合理 爐缸高度、渣口高度 hz= dcN Pb ??? ? 鐵?= 1 4 ??? ?= hz= 風(fēng)口高度 fh = khz = = 取 fh = 風(fēng)口數(shù)目 n =2(d +2)=2(+2)=24 取 n =24個(gè) 風(fēng)口結(jié) 構(gòu)尺寸選 取 a = 則爐缸高度 1h = f