【正文】 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 耗的狀況。 重慶科技學院畢業(yè)設計 13 12 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 風口 前 C 燃燒所需氧量 == m3 燃料帶入氧量 =160（ +1816 ） = m179。 (2)風量計算 （ V 風 ） 根據(jù)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。 11 上述 1， 2， 3 原條件已經(jīng)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%。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。計算內(nèi)容包括： 風量、煤氣量，并列出收支平衡表。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(chǎn)管理與經(jīng)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(zhuǎn)的各種工作所不可缺少的參數(shù)。 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(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)。 重慶科技學院畢業(yè)設計 該爐渣適合于煉鋼鐵生產(chǎn)。 根據(jù)爐渣百分組成，校驗爐渣物理性質(zhì)得：熔化溫度 1350℃ ，粘度 2Pa 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 。 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 重慶科技學院畢業(yè)設計 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(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 。 確定生鐵成 分 根據(jù)設計的生產(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=。 2 高爐配料計算 7）元素分配率 見表 表 各種元素分配率 [2]標題上不要引用 鐵種 元素 Fe Mn P S V 生鐵 爐渣 煤氣 配料 計算 的 內(nèi)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 。 6 確定燃料比應該依據(jù)冶煉鐵種，原料條件，風溫水平和生產(chǎn)經(jīng)驗等全面衡定，在有噴吹條件下，力爭多噴燃料。 量，若爐 料含堿金屬還應該兼顧爐渣排堿要求。 (3)爐渣堿度 選擇 堿 ， 主要是取決于爐渣脫硫的要求，此外若冶煉低硅生鐵釩鈦磁鐵時，還應該考慮爐渣抑制硅鈦還原和利于礬的回收能力，在正常爐鋼溫度下，要保證流動性和穩(wěn)定性，因此除了考慮二元堿度外，還需要有適宜 的 MgO 含2 高爐配料計算 (2） 各種元素在鐵，渣和煤氣中的分配比例。 確定 需要 的冶煉條件 (1）根據(jù)原料條件，國家 標準 和 行業(yè)標準 等確定生鐵成分 。 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。此時，需要注意以下幾點： 1）礦石 含 P 量不應該超過生鐵允許 含 P 量，因考 慮 P 全部進入生鐵，故需要依據(jù)礦石含量事先預算，若某種礦石冶煉 含 P 超標，此種情況下，只能搭配 含 P更低的礦石冶煉。 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。 4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。 在各種原料中化合物存在的形態(tài)和有關換算，按照下述方法處理。 換算為 100%方法，可以均衡地擴大或縮小各成分的百分比，調(diào)整為 100%，或者按照分析誤差允許的范圍，人為的調(diào)整為 100%。 配料計算 時 需要確定的已知條件 生產(chǎn) 中 原始 資料 分析常常不完全 ， 或元素分析和化合物分析不 相 吻合，加之分析方法不同存在分析誤差，以致各種化學組成之和不等于 100%。對于生產(chǎn)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]。 2 高爐配料計算 冶煉 1t 生鐵，需要一定數(shù)量的礦石、熔刑和燃料 (焦炭及噴吹燃料 )。 2 高爐配料計算 近年來，一些鋼鐵企業(yè)對精料將方針重視不夠，沒有善待高爐，使高爐生產(chǎn)處于被劫狀態(tài)，造成多方面損失。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。 煉鐵系統(tǒng)能耗占鋼鐵企業(yè)總能耗 % ，污染物排放占 2/3。我國煉鐵工作者首先應當努力縮小這個差距。 高 風 、 溫 低 燃料比 國際領先水平的熱風溫度為 1300℃ ，國際先進水平為 1250℃ 左右。左右。但是 ＞ 1000m179。 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(chǎn)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。預熱爐燃燒溫度在 1000℃以上 ,助燃空氣可以被預熱到 600℃以上 ,同時利用熱風爐煙氣余熱預熱高爐煤氣到 200℃。 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。由于中國鋼鐵企業(yè)高熱值煤氣匱乏 ,大多數(shù)熱重慶科技學院畢業(yè)設計 ) 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。 高爐煤氣全干式布袋除塵技術 高爐煤氣干式布袋除塵技術已有 30多年的發(fā)展歷程。二是國內(nèi)的耐火材料技術已經(jīng)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。一是軟水或純水閉路循環(huán)冷卻得到了大面積的推廣，其避免結垢、節(jié)水降耗的效果十分明顯。 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(jīng)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(jīng)進入了世界先進行列。 furnace which series of advanced and applicable technologies were adopted, such as full cooling stave, thin inner lining of integrated bricking and staves, carbon bricks bined furnace bottom with ceramic cup, closed loop soft water circulation and cooling system, bell less top with central charging hopper, inner bustion burner type hot air stove, dry bag gas dedusting etc. The design program consist of abstract、 foreword、 technological calculate（ contain blastfurnace burden、 material balance calculate and thermal equilibrium calculate） ，the choose of furnace lining and cooling plant， the design of furnace lines， tuyere and casting house， material system， blast system furnace roof system， gas dispose system，iron and slag dispose system， fuel injection system and the disposition of ，the design also consult some advanced produce experience and data from home and abroad similar furnace to make the design achieve best. Key words: ironmaking； Ironmaking calculation； blast furnace design； bellless top；dry bag gas dedusting； inner bustion burner type hot air stove 1 緒論 II 設計的 主要 內(nèi)容 包括煉 鐵 工藝計 算（包括配料計算、物料平衡和熱平衡）、高爐爐型設計、高爐各部位爐襯的選 擇、爐體冷卻設備的選擇、風口及出鐵場的設計、原料系統(tǒng)、送風系統(tǒng)、爐頂設備 、煤 氣處理系統(tǒng)、渣鐵處理系統(tǒng)、高爐噴吹系統(tǒng)和煉鐵車間的布置等。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