【正文】 14 (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 ） ，(? 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]。 根據(jù)碳平衡計算風量 (1) 風口前燃燒的碳 量 C 風 根據(jù)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 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。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(shù)量與全部產品的數(shù)量，使物質收入與支出平衡。 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。 MgO%=%，符合設計要求 。 8 計算所配礦石比例 根據(jù)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。 計算方法與過程 計算方法 為精確配料，現(xiàn)根據(jù)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。 (5）原燃料成分分析 ， 入爐礦石成分見表 表 入爐礦石成分 （ %） 成分 原料 TFe Mn P S Fe2O3 FeO MnO MnO2 CaO 燒結礦 0 球團礦 0 塊礦 0 混合礦 不必空這一行，下同 續(xù)上表 成分 原料 MgO SiO2 Al2O3 P2O5 FeS2 FeS SO2 燒損 合計 燒結礦 0 0 球團礦 0 0 塊礦 0 0 混合礦 0 焦炭成分分析見表 表 焦炭成分 （ %） 固 灰分 揮發(fā)分 定 碳 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO FeS P2O5 CO2 CO CH4 H2 N2 續(xù)上表 有機物 ∑ 全 S 游離水 H2 N2 S 100 重慶科技學院畢業(yè)設計 5 C， P 元素一般操作不能控制， 而 Si,Mn,S 等元素可以改變操作條件加以控制。 2）冶煉鑄造鐵時，應該核算生鐵含錳量是否滿足要求。 式中 的 Fe， FeO 為分析所得燒結礦的全鐵和氧化亞鐵的百分含量 ， FeS 為換算所得的硫化亞鐵量。燒結礦分析 的 S， P， Mn 分別 以 FeS, P2O5,MnO 形態(tài)存在。因 此，應該先確定元素在原料存在的形態(tài)，然后進行核算， 使總和為 100%。對于煉鐵設計的工藝計算，燃料的用量是預先確定的，是已知的量，配料計算的主要任務，就是求出在滿足爐渣堿度要求條件下，冶煉規(guī)定成分生鐵所需要的礦石、熔劑數(shù)量。 開發(fā)非高爐煉鐵 技 術裝備，促進煉鐵技術的發(fā)展 目前非高爐煉鐵技術有了較大的發(fā)展，但是仍然競爭不過高爐煉鐵，是煉鐵技術 的發(fā)展方向，應以予以高度重視，有條件的鋼鐵企業(yè)可進行研究、試驗。所以說，煉鐵工序要承擔聯(lián)合企業(yè)的節(jié)能降耗、降成本、實現(xiàn)環(huán)境友好的重任。我國與國際先進水平的熱風溫度差距在 100℃ 左右 ,是我國煉鐵技術指標中與國際差距最大的地方。以上容積的高爐只有 167多 座，平均爐容只有 570m179。由于提高了助燃空氣、煤氣的物理熱 ,使熱風爐拱頂溫度也相應提高 ,從而可以有效地提高送風溫度。 2 20xx年 1月 ,中國自主開發(fā)的高爐煤氣全干式低壓脈沖布袋除塵技術在遷鋼 2號高爐 (2650m179。同時，我國的銅冷卻避及傳統(tǒng)的球磨鑄鐵冷卻壁都具有世界先進水平。 1 關鍵詞 ： 煉鐵 煉鐵工藝計算 高爐 爐體 設計 無料鐘爐頂 內燃式熱風爐 布袋除塵 重慶科技學院 ?？粕?畢業(yè)設計 車間 共有 1498m179。 如 中文摘要 I高爐 一座 ， 高爐 采用 了 全冷卻壁、磚壁合一薄壁爐襯、銅冷卻壁、炭磚 — 陶瓷杯復合爐底、全軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng) 、 PW串罐無料鐘爐頂、 內燃 燃式熱風爐 、全干式布袋除塵 等一系列先進實用技術 。 II 1 緒 論 我國 高爐 煉鐵技術的 進步 近 10年來 ,中國高爐大型化、高效化、現(xiàn)代化、長壽化、清潔化發(fā)展進程加快 ,煉鐵 不僅表現(xiàn)在技術經濟指標的顯著提高，也表 現(xiàn)在 工藝技術裝備水平迅速提升 ,其中有些已經進入了世界先進行列。二是國內的耐火材料技術已經達到或接近世界先進水平，這包括熱風爐使用的硅磚和高爐爐缸使用的 剛玉莫來石磚、復合棕櫚剛玉磚、微孔剛玉磚以及爐身使用 的 SiC磚、鋁碳磚等 高爐無料鐘爐頂設備技術創(chuàng)新 采用無料鐘爐頂裝料設備是現(xiàn)代化高 爐的重要技術特征。) 獲得成功 ,完全取消了備用的煤氣 濕式除塵系統(tǒng)， 研究開發(fā)了煤氣溫度控制、除塵灰濃相氣力輸送、管道系統(tǒng)防腐等核心技術 ,使中國在大 、中 型高爐煤氣全干式布袋除塵技術達到國際先進水平。 風爐只能使用低熱值的高爐煤氣 ,為了實現(xiàn)高風溫 ,開發(fā)了助燃空氣高溫預熱技術。 我國高爐煉鐵 技術的發(fā)展趨勢 高爐 爐容、 技術裝備大型化 我國 煉鐵產業(yè)集中度低，高爐平均爐容偏小，尚有 7500萬噸 /年落后的小高爐沒有 淘汰。左右。我國煉鐵工作者首先應當努力縮小這個差距。特 別是高爐煉鐵工序占總能耗的 % ，是鋼鐵企業(yè)節(jié)能工作的主攻方向，重點工作是降低煉鐵的燃料比。 2 高爐配料計算 對于生產高爐的工藝計算，各種原料的用量都是已知的，從整體上說不存在配料計算的問題，但有時需通過配料計算求解 礦石的理論出鐵量、理論渣量等，有時因冶煉條件變化需要作變料計算 [1]。 換算為 100%方法，可以均衡地擴大或縮小各成分的百分比，調整為 100%，或者按照分析誤差允許的范圍，人為的調整為 100%。它們的換算為： S──FeS ω(FeS)=ω(S)3288 % P──P2O5 ω(P2O5) =ω(P)62142 % Mn─ ─ MnO ω(MnO)=ω(Mn)5571 % 式中 的 S， P， Mn 等元素皆為分析值 （ 百分含量），當要計 算 Fe2O3 時，需要從生鐵 （ TFe）中扣 除 FeO 和 FeS 中 的 Fe，再進行換算。 天然礦石中 的 S 以 FeS2 形態(tài)存在，換算式如下： ω (FeS2)=ω(S)64120%， 式 中 S 為分析所得的百分含量。 ω[Mn]=ηMn ω(Mn)礦 m(Fe)鐵 /ω(Fe)礦 式中 ： ω[Mn] ── 生鐵含錳量， % ω(Mn)礦 ── 混合礦含錳量， % ηMn ── 錳的回收率，一般為 ～ m(Fe)鐵 ── 礦石帶入的生鐵的鐵量 ， kg/t 鐵 ω(Fe)礦 ── 混合礦含鐵量， % 3）冶煉錳鐵時，為保證其含錳量，必須檢查礦石含鐵量是否大于允許范圍。 (2） 各種元素在鐵，渣和煤氣中的分配比例。 量，若爐 料含堿金屬還應該兼顧爐渣排堿要求。 6 2 高爐配料計算 在計算時需要列出兩個方程：堿度方程和鐵平衡方程，根據(jù)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 。 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 根據(jù)爐渣百分組成，校驗爐渣物理性質得：熔化溫度 1350℃ ，粘度 2Pa 重慶科技學院畢業(yè)設計 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(jù)，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(shù)。校驗高爐冷風流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場爐料稱量的準確性，為熱平衡及燃料消耗計算打基礎。 11 據(jù)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