北京科技大学——炼铁学大作业.doc

北京科技大学冶金与生态工程学院炼铁学大作业姓名： 班级：冶金1006班学号：1、确定生铁成分：1）初定矿石消耗量：a. 混合矿成分：初选烧结矿、球团矿、块矿的比例为7:2:1，混合矿成分见excel表格（注：在excel表格中已经是迭代过的数据，只需将矿石比例改成7:2:1即可看到混合矿成分），计算得混合矿TFe=0.56807。焦比：330kg/thm；煤比：160kg/thm；b. 计算矿比：初定生铁成分含Fe为94.50%， 计算混合矿消耗量：非矿石带入的Fe量（即焦炭和煤粉带入的Fe量）：进入炉渣的Fe量：（） 需由矿石带入的Fe量矿石消耗量=2）预定生铁成分：a. Si：按低硅生铁冶炼要求，初定为0.3-0.5%；本例可取0.35%b. S：按一级品生铁考虑，定为0.03%；c. Mn：由于Mn的=0.4，=0.6，所以进入生铁的Mn= ，Mn%=0.2031。d.P：入炉P总量= 所以P%=0.09。e.C：按教材P138（3-162）式计算 f.Fe：。由于，需要将新的94.32%重算一遍，得出94.31%，将94.31%作为Fe% ，误差为0.003%0.01%，符合要求。2、计算熔剂消耗量或校核炉渣碱度是否在预定范围内：根据炉渣中，所有入炉原料带入的CaO=所有入炉原料带入的SiO2-还原进入生铁的SiO2=二元碱度题目中要求R2在1.151.20之间，所以这样的配矿偏碱性，需要多配酸性矿，则调整配矿比例如下：烧结矿：球团矿：块矿=0.67:0.23:0.1调整后重算,得 M（CaO）=重算式得M（SiO2）=重算二元碱度得满足要求因此可得高炉配料结果表如下：高炉配料结果表名称kg/t铁%烧结矿1105.5867.000球团矿379.5323.000块矿165.0110.000混合矿1650.11100.000M(Al2O3)= M(MgO)= M(FeO)= M(MnO)= M(S/2)= M（CaO）=142.89Kg/tM（SiO2）=120.66Kg/t炉渣数量和成分表组分CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOS/2CaO/SiO2kg/t142.89 120.66 36.65 51.27 1.81 3.03 1.58 357.89 1.18wt%39.93 33.71 10.24 14.33 0.50 0.85 0.44 100.00 合计M= M（CaO）+ M（SiO2）+ M(MgO)+ M(Al2O3)+ M(FeO)+ M(S/2)+ M(MnO)=357.89 Kg/t再分别计算各组员的百分比：如CaO：炉渣脱硫性能和脱硫能力验算：结果如下表将炉渣中CaO，SiO2，MgO，Al2O3四元换算成100%组分kg/t%SiO2120.6634.33CaO142.8940.66MgO36.6510.43Al2O351.2714.59351.47 100.00因为查高炉炼铁工艺及计算19页等黏度曲线图，1500时为0.3PaS，1400时为0.7PaS.按拉姆教授渣中氧化物总和和检查炉渣脱硫能力，为达到要求，炉渣中W（RO）必须达到W（RO）=50-0.25W （Al2O3）+3W（S）- 而炉渣中实际W（RO）=W（CaO）+ W(MgO)+ W(FeO) + W(MnO) =39.93+10.24+0.85+0.5=51.52实际大于要求的，所以能保证脱硫按沃斯柯博伊尼科夫经验公式计算Ls：= 在本例中，代入得=40.61按炉渣和铁水含S量计算要求的至此可以给出生铁成分核算表，如下：生铁成分核算表组分FeSiMnPSCwt%94.310.350.21 0.09 0.035.00 100.00 风量计算焦炭和煤粉带入的碳量 Kg少量元素还原耗碳量= Kg脱S耗碳量 Kg铁直接还原耗碳量 Kg 其中0.43是直接还原Rd风口前燃烧的C量 Kg风中含氧风量：V风m3其中，干风量水分为鼓风比重鼓风重量 Kg炉顶煤气及其成分H2 风中水解分解15.29m3焦炭带入煤粉带入矿石带入入炉H2总量还原消耗的H2量进入炉顶煤气的H2量 Kg同时，可得H2间接还原率CO2间接还原生成 焦炭挥发分放出进入炉顶煤气CO2量KgCO风口前碳燃烧生成直接还原生成焦炭挥发分放出间接还原消耗进入炉顶煤气的CO量 KgN2鼓风带入焦炭带入煤粉带入进入炉顶煤气的N2量 Kg综上，煤气总体积根据成兰柏主编的高炉炼铁工艺及计算P520，表11-22可得200和1200时各气体的比热容，至此可以得出“煤气成分与数量表”和“物料平衡表”煤气成分与数量表成分Nm3/tvol.%kg/tCO327.9321.78409.91CO2343.1822.79674.11H269.604.626.21N2765.2750.82956.591505.98100.002046.82煤气含水46.4037.29生产高炉物料平衡表收入项支出项名称kg/t铁名称kg/t铁混合矿1650.11生铁1000.00焦炭（干）330.00炉渣357.89煤粉160.00煤气(干)2046.82鼓风1310.74煤气中水分37.29总计3450.85总计3442.00绝对误差8.86相对误差0.26%热平衡计算热收入项：风口前碳素燃烧直接还原中C氧化成CO： 直接还原中CO氧化成CO2：间接还原H2氧化成H2O：热风带入的热量：总热收入：热支出项氧化物分解耗热 铁氧化物 碳氧化物 锰氧化物 磷氧化物 合计 脱硫耗热 炉渣的焓 铁水的焓 煤气的焓 炉料水、冷却水以及散热损失 至此可以给出“全炉热平衡表”全炉热平衡表项目GJ/t%热收入项风口前碳素燃烧2.4324.80直接还原C氧化成CO0.919.26间接还原CO氧化成CO24.3444.29间接还原H2氧化成H2O0.505.12热风带入的热量1.6216.53总热收入9.79100.00热支出项氧化物分解耗热6.9370.80脱硫耗热0.030.27炉渣的焓0.686.95铁水的焓1.3013.28煤气的焓0.444.52炉料水、冷却水、散热0