【導讀】年產130萬噸生鐵的煉鐵廠設計。院（系）冶金與材料工程學院學院。專業(yè)班級冶金技術20xx級2班。重慶科技學院畢業(yè)設計。評閱教師____職稱___

　　

【正文】 配料 計算 的 內容 四級標題是什么？ （ 1）礦石 用量 及 配比計算 ； （ 2） 生鐵中鐵量計算 ； （ 3） 渣量及爐渣成分計算 ； （ 4） 爐渣性能校核 ； （ 5） 生鐵成分校核 。 計算方法與過程 計算方法 為精確配料，現根據設計的生產要求，先假定生鐵成分，然后用理論方法進行配料比計算，然后以配出的礦石為基礎對礦石用量、生鐵中鐵量、渣量及爐渣進行計算，最后爐渣性能、生鐵成分進行校核。 2 高爐配料計算 7 確定生鐵成 分 根據設計的生產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=，Fe=。 計算所配礦石比例 根據以上已知條件，先以 1t 生鐵作為計算單位進行計算，確定礦石配比。 在計算時需要列出兩個方程：堿度方程和鐵平衡方程，根據生產要求列出方程如下： （ 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, 球團礦中的鐵品位,燒結礦的鐵品位,:分別為,( kg)ηT F e ,Fe,T F e,T F e,T F e 式中 1R321 （ 2）堿度平衡方程： )MKWYX(RM C a OK C a OW C a OY C a OX C a O)(2)(2)(2)3(2)2(2)1(2321RS i OS i OS i OS i OS i OS i O??????????煤焦煤焦 式中 CaO1, CaO2,CaO3,CaO 焦 ,CaO 煤，分別表示燒 結礦、球團、生礦、焦炭、煤粉中 的 CaO 含量 。 SiO2(1), SiO2(2), SiO2(3) ,SiO2(焦 ), SiO2(煤 ) ， SiO2(R)，分別表示燒結礦、球團、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[]Si[10 ?? 以 1t 生鐵作為計算單位進行計算 ， 據以上各表數據 可以求得 焦炭帶入鐵量=，煤粉帶入鐵量 =， 行距不對 假定配燒結 礦 Xkg,球團礦 配 Ykg,塊礦 =100kg,因此有： 鐵平衡方程： 0 . 9 9 79 5 2 . 70 . 5 62 . 8 80 . 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 81600 . 0 5 1 23600 . 1 1 71000 . 0 4 1 2 Y0 . 0 6 2 X 0 . 0 0 61600 . 0 5 1 23601000 . 0 1 50 . 0 0 9 5 ????????? ??????? 聯(lián)立 解 出 方程 組 可得： 燒結礦 = kg（ 占 79%） ，球團礦 = kg（ 占15%） ，塊礦 =110 kg（ 占 6%） ， 需要礦石 總量為 kg， 入爐 熟料率 =94%。 重慶科技學院畢業(yè)設計 8 計算冶煉每噸生鐵爐料的實際用量 冶煉每噸生鐵爐料的實際用量計算 見 表 表 冶煉每噸生鐵爐料的實際用量 名稱 干料用 量 kg 機械損失 % 水分 % 實際用 量 kg 混合礦 — 焦炭 360 煤粉 160 — — 160 合計 終渣成分 及渣量 計算 （ 1）終 渣 S 含量 爐料全部 含 S 量 = +360 +160 = 進入生鐵 的 S 量 = 進入煤氣 的 S 量 = = 進入爐渣 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 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 高爐配料計算 9 之質量差 為 S/2，為了質量平衡 ， 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%=%，符合設計要求 。 根據爐渣百分組成，校驗爐渣物理性質得：熔化溫度 1350℃ ，粘度 2PaS(1450℃ )。該爐渣適合于煉鋼鐵生產。 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 100 校驗結果與生鐵成分 的 誤差很小，表明 原定 生鐵成分恰當。 重慶科技學院畢業(yè)設計 10 3 高爐物料平衡計算 高爐物料平衡計算的意義 通過高 爐配料計算確定單位生鐵所需要的礦石、焦炭、石灰石和噴吹物等數量，這是制定高爐操作制度和生產經營所不可缺少的參數。而在此基礎上進行的高爐物料平衡計算，則要確定單位生鐵的全部物質收入與支出，即計算單位生鐵鼓風數量與全部產品的數量，使物質收入與支出平衡。這種計算為工廠的總體設計、設備容量與運輸力的確定及制定生產管理與經營制度提供科學依據，是高爐與各種附屬設備的設計及高爐正常運轉的各種工作所不可缺少的參數。 高爐物料平衡計算 的 內容 物料平衡是建立在物質不滅定律的基礎上，以配料計算為依據編算的。計算內容包括： 風量、煤氣量，并列出收支平衡表。物料平衡有助于檢驗設計的合理性，深入了解冶煉過程的物理化學反應，檢查配料計算的正確性。校驗高爐冷風流量，核定煤氣成分和煤氣數量，并能檢查現場爐料稱量的準確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎。 (1) 原料全分析并校正為 100%（ 表 ；表 ； 表 ）； (2) 生鐵全分析；（表 ） (3) 各種原料消耗量（表 ）； (4) 鼓風濕度 ， f=%； (5) 本次計算選擇直接還原 度 rd=； (6) 假定焦炭和噴吹物 含 C 總量的 %與 H2 反應生 成 CH4。 上述 1， 2， 3 原條件已經由配料計算給出，本例 僅 假定其余各項未知條件，分別為鼓風濕 度 f=%（ 12g/m3 ），富氧率 %，氧氣濃度 98%。 根據碳平衡計算風量 (1) 風口前燃燒的碳 量 C 風 根據碳平衡得： C 風 =∑C 燃 （ C） 103 ∑C 直 CCH4 式 中 C 風 ── 風口前燃 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 3 高爐物料平衡計算 11 的 C 量，㎏ [2]； 按上式分別進 行計算： 燃料帶入的 C=m(C)J+m(C)M=360 +160 = 溶于生鐵 的 C= 直接還原耗碳 =m(C)Mn+m(C)Si+m(C)P+m(C)Fe = 5512 + 2824 + 6260 + 5612 =+3++= 生 成 CH4 耗 碳 = = kg 風口前燃燒 的 C 量 == kg，占入爐總碳量的%。 (2)風量計算 （ V 風 ） 根據氧平衡可得 ： 0. 29f0. 21 Q0. 933c）CmV 2o風燃風 ? ????? ? （ 其中 322 2 . 41816O)V ( HV ( O )Q M2Mo 2 ??????? ??? ）（ 式中 ? ??? 0 .9 3 3cm ( C ) 風燃 ── 風口前燃燒的 C 所需氧量 （ m179。） ，(? 燃)m(C 為燃燒帶入 C 量， 風c? 為 C 在風口前的燃燒率 )； 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）； +── 鼓風含氧濃度 （ f為鼓風濕度） [2]。 據原料供應情況，本高爐僅噴煤，將上式分別進行計算： 鼓風含氧濃度 =+= m3/ m3 風口 前 C 燃燒所需氧量 == m3 燃料帶入氧量 =160（ +1816 ） = m179。 每噸生鐵鼓風量 = ? = m3 煤氣成分及數量計算 (1) 計 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 進入煤氣 的 CH4 量 =+= m3 重慶科技學院畢業(yè)設計 12 (2)入爐 總 H2 量 =鼓風帶 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，相當于同體積 的 CO2 所參加的反應，所 以 CO2 的生成量中應該減去 ，總計間接還原生成 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 VVV ?? =()0 .79 +360 +160 3 高爐物料平衡計算 13 =++= m3 根據以上計算結果，列出煤氣組成表 表 煤氣組成 成分 CO2 CO N2 H2 CH4 總計 Vg/ V 風 M3 % 編制物料平衡表 （ 1）計算鼓風量： 1 m3 鼓風質量 = kg/ m3 全部鼓風質量 =1 .28= kg （ 2）計算煤氣的質量 2 2 . 4 20 . 0 2 8 4160 . 0 0 5 6280 . 5 4 8 6280 . 2 3 9 7440 . 1 7 7 7m1 3 ??????????煤氣的質量 = kg/ m3 全部煤氣質量 == kg （ 3）水分計算 爐料帶入水分 =360= kg 煤粉 帶入 水分 =160= kg H2 還原生成的水分 = = kg 所以 水分 的總 質量 =++= kg （ 4）爐料機械損失 == kg 根據上述結果，列出物料平衡，如下表 表 物料平衡表 序 號 收入項 Kg 序號 支出項 Kg 1 原燃料 1 生鐵 2 鼓風 2 爐渣 3 煤氣 4 水分 5 爐塵 共計 共計 據對誤差 % 相對誤差 % 一般要求物料計算的相對誤差應在 %以下，故本計算 符合要求 。 重慶科技學院畢業(yè)設計 14 4 高爐熱平衡計算 熱平衡計算的目的 熱平衡計算的目的是為了了解高爐熱量供應和消 耗的狀