【正文】 有關(guān)爐型的名詞概念： 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 24 頁(yè) 設(shè)計(jì)爐型 —— 按照設(shè)計(jì)尺寸砌筑的爐型； 操作爐型 — — 高爐投產(chǎn)后，工作一段時(shí)間，爐襯侵蝕，形狀發(fā)生變化后的爐型； 合理爐型 —— 冶煉效果較好，獲得優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)和長(zhǎng)壽的爐型，它具有時(shí)間性、相對(duì)性。歷史上曾有過將產(chǎn)量與有效高度直接聯(lián)系起來(lái)，結(jié)果設(shè)計(jì)爐型都是依產(chǎn)量大小的相似形，這顯然是不合理的；也曾有過以產(chǎn)量定爐缸截面積，在焦比一定的條件下，爐缸單位面積的燃燒強(qiáng)度，便可以確定某一合適的數(shù)值，這樣做雖然有一定的道理，但并不全面。爐型要適應(yīng)爐料燃燒條件，保 證冶煉過程的順行。高爐問世二百多年來(lái)，隨著人們對(duì)產(chǎn)量的要求和原料燃料條件的改善，以及鼓風(fēng)能力的提高，高爐爐型也在不斷地演變和發(fā)展。 高爐爐型 高爐是豎爐。由于高爐綜合設(shè)計(jì)水平的提高，強(qiáng)化高爐爐齡已經(jīng)可望達(dá)到十年或更長(zhǎng)。高爐本體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及是否合理是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、高產(chǎn)、長(zhǎng)壽的先決條件，也是高爐輔助系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)和選型的依據(jù)。近代高爐有效容積向大型化發(fā)展。 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 23 頁(yè) 2 高爐本體設(shè)計(jì) 高爐本體包括高爐基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、爐襯、冷卻裝置，以及高爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算等?！?) 故 q 支 ＝ q 氧化物分解 ＋ q 脫硫 ＋ q 碳酸鹽分解 ＋ q 水分 ＋ q 汽 ＋ q 鐵水 ＋ q 渣 ＋ q 噴 ＋ q 煤氣 ＋ q 塵 ＝ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋1173000＋ 568216＋ 151960＋ ＋ ＝ 1 冷卻水帶走及爐殼散發(fā)熱損失 q 損失 ＝ q 收 － q 支 ＝ － ＝ 熱平衡表 見表 。 水分分解吸熱 q 水分 ＝（ V 風(fēng) Φ18/＋ G 煤 H2O%煤 ） ＝（ %18/＋ 145%） ＝ 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 20 頁(yè) 式中 ——水分解吸熱， kJ/kg 爐料游離水蒸發(fā)吸熱 q 汽 ＝ G 焦 H2O%焦 2682 ＝ %2682 ＝ 式中 2682——1 kg 水由 0℃ 變?yōu)?100℃ 水汽吸熱， kJ/kg 鐵水帶走的熱 q 鐵水 q 鐵水 ＝ 10001173＝ 1173000kJ 式中 1173——鐵水熱容量， kJ/kg 爐渣帶走的熱 q 渣 ＝ G 渣 1760＝ 1760＝ 568216kJ 式中 1760——爐渣熱容量， kJ/kg 噴吹物分解吸熱 q 噴 ＝ G 煤 1048＝ 1451048＝ 151960kJ 式中 1048——煤粉分解熱， kJ/kg 爐頂煤氣帶走的熱量 q 煤氣 從常溫到 200℃ 之間， 各種氣體的平均比熱容 Cρ[kJ/(kg℃ 。 表 物料平衡表 入相 kg % 出相 kg % 綜合礦 生鐵 1000 石灰石 爐渣 焦炭（濕） 325 煤氣（干） 鼓風(fēng)（濕） 煤氣中水 煤粉 爐塵 Σ 100 Σ 100 相對(duì)誤差 ＝（ － ） /＝ %＜ % 熱平衡計(jì)算 熱量收入 q 收 碳素氧化放熱 qC （ 1） 碳素氧化為 CO2 放出的熱量 ： 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 16 頁(yè) 他素氧化產(chǎn)生 CO2 的體積為： 氧化 ＝ 煤氣 － 揮 － 分 ＝ － － ＝ ＝ 氧化 12/ ＝ 12/ ＝ 式中 ——C 氧化為 CO2 放熱， kJ/kg （ 2） 碳素氧化為 CO 放出的熱量 qCO： 碳素氧化生成 CO 的體積為： VCO 氧化 ＝ VCO 煤氣 － VCO 揮 ＝ － ＝ qCO＝ VCO 氧化 12/ ＝ 12/ ＝ 式中 ——C 氧化為 CO 放熱， kJ/kg 故 qC＝ ＋ qCO ＝ ＋ ＝ 鼓風(fēng)帶入的熱量 q 風(fēng) q 風(fēng) ＝（ V 風(fēng) － V 風(fēng) Φ） q 空氣 ＋ V 風(fēng) Φq 水氣 ＝（ － %） ＋ % ＝ 式中 q 空氣 —— 在 1150℃ 下空氣的熱容量，其值為 q 水氣 ——在 1150℃ 下水氣的熱容量，其值為 氫氧化為水放熱 ＝ 還 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 17 頁(yè) ＝ ＝ 式中 ——H2 氧化為水放熱， kJ/kg 甲烷生成熱 ＝ 碳 16/ ＝ 16/ ＝ 式中 ——甲烷生成熱， kJ/kg 成渣熱 q 渣 。 （ 1） 燃料帶入的總碳量為： GC 總 ＝ GC 焦 C%焦 ＋ G 煤 C%煤 ＝ %＋ 145%＝ （ 2） 溶入生鐵中的碳量為： GC 生鐵 ＝ 1000[C]%＝ 1000%＝ （ 3） 生成甲烷的碳量為： 燃料帶入的總碳量約有 1%~%與氧化合生成甲烷，取 1%。 [S]=% 校核后的生鐵成分（ %）見表 。 [C] ＝ [100－（ ＋ ＋ ＋ ＋ ） ]% ＝ % 生鐵含硅 [Si]。按原料帶入的錳有 50%進(jìn)入生鐵計(jì)算，原料共帶入 MnO 為 見表 。按原料帶入的 磷全部進(jìn)入生鐵計(jì)算。 將 CaO、 SiO Al2O MgO 四元組成換算成 100%，見表 。 原、燃料帶入的總硫量為： GS＝ （見表 ） 進(jìn)入生鐵的硫量為： GS 生鐵 ＝ 1000S%生鐵 ＝ 1000%＝ 進(jìn)入煤氣中的硫量為： GS 煤氣 ＝ GS5%＝ 5%＝ 故 GS 渣 ＝ GS－ GS 生鐵 － GS 煤氣 ＝ － － ＝ 爐渣成分見表 。 爐渣中 FeO 的量 GFeO 渣 。 由表 ： GMgO 渣 ＝ 爐渣中 MnO 的量 GMnO 渣 。 爐渣中 Al2O3 的量 渣 。 由表 ： GCaO 渣 ＝ kg 原燃料 數(shù)量 kg CaO MgO SiO2 Al2O3 MnO S % kg % kg % kg % kg % kg % kg 綜合礦 9 焦 炭 煤 粉 145 石灰石 8 0 Σ 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 7 頁(yè) 爐渣中 SiO2 的量 渣 。 G 礦 ＝ GFe 礦 / Fe%礦 ＝ ＝ 考慮到爐塵吹出量，入爐鐵礦石量為： G`礦 ＝ G 礦 ＋ G 塵 － G 焦粉 ＝ ＋ 20－ ＝ 計(jì)算熔劑需要量 G 熔 設(shè)定爐渣堿度 R＝ CaO/SiO2＝ 制鋼生鐵： R＝ ~；鑄造生鐵： R＝ ~ 石灰石的有效熔劑性 CaO%有效 ＝ CaO%熔劑 － RSiO2%熔劑 ＝ － %＝ % 原料、燃料帶有的 CaO 量 GCaO. 鐵礦石帶入的 CaO 量為： GCaO 礦 ＝ G 礦 CaO%礦 ＝ %＝ 焦炭帶入的 CaO 量為： GCaO 焦 ＝ G 焦 CaO%焦 ＝ %＝ 煤粉帶入的 CaO 量為： GCaO 煤 ＝ G 煤 CaO%煤 ＝ 145%＝ 故 GCaO＝ GCaO 礦 ＋ GCaO 焦 ＋ GCaO 煤 ＝ ＋ ＋ ＝ 原料、燃料帶入的 SiO2 量 鐵礦石帶入的 SiO2 量為： 礦 ＝ G 礦 SiO2%礦 ＝ %＝ 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 6 頁(yè) 焦炭帶入的 SiO2 量為： 焦 ＝ G 焦 SiO2%焦 ＝ %＝ 煤粉帶入的 SiO2 量為： 煤 ＝ G 煤 SiO2%煤 ＝ 145%＝ 硅素還原消耗的 SiO2 量為： 還 ＝ 1000Si%生鐵 60/28＝ 1000%60/28＝ 故 ＝ 礦 ＋ 焦 ＋ 煤 － 還 ＝ ＋ ＋ － ＝ 熔劑（石灰石）需要量為： G 熔 ＝ （ R GCaO） /CaO 有效 ＝（ － ） /%＝ 爐渣成分的計(jì)算 原料、燃料及熔劑的成分見表 。m3) 利用系數(shù) 2t/(d 表 元素分配率 Fe Mn S P 生鐵 爐渣 爐氣 0 50 50 0 — — 5 100 0 0 燃料消耗量（ kg/t 生鐵） 焦炭 （干） 310 焦炭（濕） 317 煤粉 145 置換比 鼓風(fēng)濕度 12g/m3 相對(duì)濕度 Φ＝ 12/1000＝ % 風(fēng)溫 1150℃ 爐塵量 20 kg/t 生鐵 入爐熟爐料溫度 80℃ 爐頂煤氣溫度 200℃ 焦炭冶煉強(qiáng)度 (d 表 焦炭成分（ %） 表 噴吹燃料成分（ %） 品種 C H O H2O N S 灰分 Σ SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 煤粉 100 表 生鐵成分（ %） Fe Si Mn P S C 固定炭 灰分（ ） 有機(jī)物（ ） 揮發(fā)份（ ） Σ 水 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO H2 N2 S CO2 H2 CO CH4 N2 100 遼寧科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 4 頁(yè) 其中 Si、 S 由生鐵質(zhì)量要求定分別為 、 ； Mn、 P 由原料條件定為 、。 配料計(jì)算 原燃料條件 原料成分（原始成分為燒結(jié)礦、球團(tuán)礦、天然 礦 、石灰石 以及爐塵，表中只顯示計(jì)算后的綜合礦）見表 ； 燃料成分，見表 、表 ； 確定冶煉條件；預(yù)定生鐵成分（ %），見表 。物料平衡計(jì)算可以驗(yàn)證配料計(jì)算是否準(zhǔn)確無(wú)誤，也是熱平衡計(jì)算的基礎(chǔ)。配料計(jì)算也是物料平衡和熱平衡計(jì)算的基礎(chǔ)。 計(jì)算用的各種原料、燃料以及輔助材料等必須做工業(yè) 全分析，而且將各種成分之總和換算成 100%，元素含量和化合物含量要相吻合。高爐煉鐵工業(yè)已有 200 余年的歷史，技術(shù)基本成熟，計(jì)算用基本工藝參數(shù)的確定，除特殊礦源應(yīng)做冶煉基本研究外，一般情況下都是結(jié)合地區(qū)條件、地區(qū)高爐冶煉情況予以分析確定。 計(jì)算之前，首先必須確