立方米高炉炼铁物料平衡计算课程设计

1、攀枝花学院课程设计（论文）1000 n?高炉炼铁物料平衡计算通过高炉物料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和 喷吹物等数量，这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。 而在此基础上进行的高炉物料平衡计算，则要确定单位生铁的全部物 质收入与支出，即计算单位生铁鼓风数量与全部产品数量，试物料收 入与支出平衡。这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确 定及制定生产管理与经营制度提供科学依据，是高炉余各种附属设备 的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。高炉物料平衡的计算有两种方法：一般物料平衡计算法与现场物 料平衡计算法。两种物料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为 依

2、据。物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料 计算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收 支总量等项内容的计算。物料平衡有助于检验设计的合理性，深入了 解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性。校验高炉冷风 流量，核定煤气成分和煤气数量，并能检查现场炉料称量的准确性， 为热平衡及燃料消耗计算的下基础。关键词现场物料平衡，鼓风量，煤气量，物料收支总量,1 前言（引言）1.1物料平衡计算的准备进行物料衡算应具备以下资料：各种物料的全分析成分，各种物 料的实际用量；生铁成分、炉渣成分和数量；鼓风含氧量及鼓风湿度 等。1. 2高炉物料平衡计算的内容1. 2. 1高

3、炉物料平衡的计算有两种方法与依据一般由一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法组成。两种物 料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为依据。1. 2. 2物料平衡计算组成部分物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料计 算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支 总量等项内容的计算。1. 2. 3 一般物料平衡计算该法用于高炉配料什算和设计阶段的工艺什算，是在假定铁的直 接还原度和氢利用率等前提下，用来检查煤气成分及风量和煤气量的 计算是否正确。计算步骤主要是由碳氧平衡算出入炉风量，然后计算 出煤气各纽成，总量和成分含量，最终列出物料平衡表。渣量计算方 法参照本文配料

4、联合计算中炉渣成分和渣量的计算。这里直接给定了 渣量。另外，原料常规分析中有SiO2、CaO> MgO>和A1203,物料平 衡没有用到的化学成分均没有列出C3o1. 2. 4现场物料平衡计算现场用实际的生产数据作物料平衡，用来检查和校核入炉物料和 产品称量的准确性，计算生产中无法计量的渣量和炉顶煤气量，实际 的入炉风量，算出各种还原度和利用卒，如铁的直接还原度、Co利用 率、氢利用率和风口燃烧碳率等，便于技术经济分析。还可用实际生产数据（包括原、燃料耗量、生铁成分、炉渣成分、 渣量、炉尘量及成分等）作为计算基础，用来检查、校核入炉物料和 产品计量的准确性，计算风量和煤气量，算出各

5、种如铁的直接还原度、 氢的利用率等有关参数，便于技术经济分析.1. 3计算分析计算分析的可靠性在于计算方法的科学性，原始资料的准确程度，在 生产中产生误差最大的是原燃料的成分分析和实际产量与统计产量的 差别，由于我国以前分析和计量技术相对薄弱，造成的误差较大，常 将进入生铁元素平衡计算用作原燃料单耗的验算，例如以铁平衡验算 矿石消耗量等，然后再以验算后校正的消耗量作为平衡计算的依据。2物料平衡计算的准备2. 1原料条件除了在配料计算中所用的全部原始条件和每吨生铁的各种原料消 耗量以外，还需要以下补充条件：2. 1. 1原料条件根据冶炼条件，按经验选定铁的直接还原度，表2-1列出在全焦 冶炼时不

6、同冶炼条件下F值的大致范围。喷吹燃料（尤其喷油）后, 由于H2的还原作用的增强，T二有所降低。表2. 1不同冶炼条件下的rd值冶炼条件d r炼钢铁0. 350.8最易还原的矿石，高碱度溶剂性烧结矿，富褐 铁矿及焙烧过的菱铁矿0. 350. 5赤铁矿，假象赤铁矿及普通烧结矿0. 450. 6不很致密的磁铁矿，含FeO较高的烧结矿和未 经焙烧的菱铁矿0.6 0.7致密的磁铁矿，未处理的钛磁铁矿及过熔烧结 矿0.7 0.8铸造铁及镜铁较炼钢铁量5%10%硅铁及猛铁0. 851.02.1. 2按当地湿度条件或鼓风加湿情况确定鼓风湿度。2. 2计算中应该注意的事项物料平衡计算过程中，以每吨铁为计算单位。

7、各种物料组成的重 量，基本上取千克摩尔重量的近似值，如Fe、FeO、Mn和CO,分别取 56. 72、 55 和 44。各种物料的化学成分表示方法如下：除了 G表示焦炭的碳含量（） 表示生铁中各元素的含量，表示炉渣各组成的含量，以及煤气中各 成分的含量无角标以外，一律用（）加角标来表示。计算单位为kg/kg或m7m 3收集原始数据 利用配料计算的原始条件和计算结果，并设生成甲烷的碳量占总碳 量的0.8% （般为05%,喷吹煤粉时可达1 %）。各种原料的全分 析。对现场化学成分分析数据，应将总和调整为100%,并删去不合理 数据叭各种物料的数量表示方法如下：除了 P表示生铁,K表示焦炭以外, 一

8、般用G或无括号的化学符号表示重量，V表示体积，角标注明物料的 简称；右上角有的表示物料平衡中要采用的数据。单位用kg或 表示。3高炉物料平衡计算中理论计算入炉总碳»CE气化碳HtCg焦炭、喷吹燃烧带入碳最C可燃碳竄6堤发碳CV 焦挥分fit风口前燃烧碳«cb2-4直接还原碳StCd3. 1鼓风量计算对于炼铁设计，作物料平衡计算时，应首先计算每吨生铁的鼓风 量。每吨生铁的鼓风量用也（m3, 一般均为标准立方米）表示，它是由风口前燃烧碳量与鼓风含氧量计算的C1o3.1. 1风口前燃烧碳量G的计算图 3-1 43. 1. 1. 1由碳素平衡图(图3-1) 4可知G 二 Co-Cd

9、a-CdFe( kg/t ,下同)(3-1)式中Co氧化碳量，kg/t；Cda合金元素还原耗碳，kg/t；CdFe铁的直接还原耗碳，kg/to 要计算风口前燃烧碳量G,则需先计算式中其他各项碳量。3. 1. 1. 2氧化碳量CO计算C° = Cf -5- CCHa= KxCk+MxCm-10c-CCH4(3-2)式中，Cc为生铁渗碳量，由生铁成分计算；CCH4为生成CHi碳量, 按燃料带入碳量G的0. 5%1. 2%取值计算；在作炼铁设计时，选定的 焦比K是参加炉内冶炼过程的实际数值，进入炉尘的碳量不包括在内。3. 1. 1. 3合金元素还原耗碳Cda的计算Cd“ =10x(Six2

10、4/28 + Mxl2/55 + Px60/62 + 77x24/48 + Vx60/102)+ 12xxCOy xq744 + 12xx(5)/32(3-3)式中Si, Mn, P, Ti, V生铁中相应元素含量，%; 一一每吨生铁的石灰石用量，kg； CO?石灰石中CO?含量；&石灰石在高温区分解率，通常取a = 0.5；U每吨生铁的渣量，kg； (S)渣中硫含量。如果生铁中还含有其他直接还原的合金元素，那么应在Cda式中加 上所消耗的化学当量的碳。3.1.1. 4铁直接还原耗碳C乐的计算(3-4)Cape =12XFe. rXrd/56式中，Fe.r为冶炼每吨生铁的还原铁量，kg

11、o如果高炉冶炼不加废铁, Fe. r=10 Fe；如果加入废铁，则Fe. r=10 Fe - Fe料,其中Fe料 为废铁用量，kg/to废铁已属金属铁，在高炉内不需还原。由上面各式可以看出，风口前燃烧的碳量主要取决于燃料比和直接 还原度，一般Cb约占入炉碳量的70%80%。3. 1. 2鼓风量的Vb计算根据风口前碳素燃烧反应2C + 0,二2C0,由燃烧碳量(CJ及鼓 风的含氧量(0Q,可以计算出It生铁的鼓风量匕Gb=vbx Pb()22.4 xC?>245= 0.933xCh/O2h(m3/1)(3-5)式中，0. 933为燃烧lkg碳素所需要的氧量(mJ,在工艺计算中 这是个常用的

12、数据。鼓风含氧量可按下式计算：02b =0. 21+0. 29X 0+Q 0. 21) XW(36)式中°鼓风湿度，用体积小数表示；W1 n?鼓风中兑入的富氧气体量，m3；a富氧气体氧的纯度。"(a-0. 21) XW就是所谓的富氧率”。当高炉喷吹燃料时，由于煤粉中常含有少量有机物氧素及水分， 在风口区热分解，分解出的氧亦能燃烧碳素。因此，在精确计算时不 能忽略这部分氧的影响，这时鼓风量应按下式计算0.933CV CL(3-7)式中，0喷为冶炼每吨生铁由煤粉带入的氧量(n?),它的计算是 = 22.4Mx(Qv/ + H2Oa/ xl6/i8)/32(3-8)式中，0“为煤

13、粉中含氧量；比0«为煤粉水分含量。3. 1.3鼓风质量S的计算过去多以物料重量进行物料衡算，列物料平衡表，这不符合现行 规范，应予以改正。每吨生铁的鼓风质量应为（3-9）式中,Pb为标准状况下的鼓风密度（kg/mH2高炉中氢的来源有： 燃料带入的，其中包括焦炭挥发分和有机物中的氢（可按焦炭 氢元素分析计算）、喷吹燃料的氢和所含水分中的氢； 高炉鼓风湿分带入的，它在风口前分解出氢； 如果天然矿含有结晶水，结晶水在高炉中部（大于500°C区域） 也要分解出氢。由于现在高炉熟料比较高，天然矿中结晶水含量又不 多，计算时这部分氢量可不考虑。高炉中氢的去向为： 参加还原，约有30%4

14、0%的氢量参加还原，这部分氢量称为“还 原氢（Hh）”。还原氢中的绝大部分（90%100%）在高炉高温区代替 碳还原浮士体，其余的还原Fe30,； 与碳反应生成CH1； 其余部分进入炉顶煤气。炉顶煤气中乩量按下式计算）,它要由鼓风成分及其分子量去计算。3. 2煤气量计算组成炉顶煤气的有CO?、CO、N2.乩、CH-五种组分，要计算冶炼每 吨生铁的高炉煤气量，就需要明确这些组分的来源及其数量的计算。3. 2. 1煤气级成数量的计算1）CH.CH的来源有二：一是焦炭挥发分中含有CH>,它和挥发分中其他 成分一样，在高炉上部析出进入煤气（不要计入煤粉的CH）另一是 由高炉中碳素同煤气中氢化合生

15、成。这后部分CHi数量按生成CR的碳 量计算（现在也有认为没有碳素生成CU的）。因此，每吨生铁煤气中 CH】量的计算是：S = 22 AK x CH4 /16 + 22ACCH4 /12 （ m7t ）（3-10）式中CH,焦炭中CH,的含量。Vy H2-H2r-H2CH1(m3/t)J或者匕广工0x(1 (3-11)这里y比为入炉的总氢量(m7t),其计算是工比=匕 x0+ 22.4xKx比人 + Mx(H2M + H2OM x2/18)/2(3-12) 式中H2K焦炭中比的含量；H2M, H20m煤粉中比及比0的含量；比氢利用率。生成CHi的氢量是：比讯=2x22.4xC“/12(3T3)

16、3) C02CO?的来源有： 高炉里间接还原产生的，这是其主要部分。矿石中的铁、镭高 级氧化物的还原都是间接还原，而FeO则有部分被CO还原，它们的产 物是C02； 炉料带入的，这里面包括焦炭挥发分中的CO,矿石烧损项的C02, 以及熔剂(石灰石、白云石)带入的CO?。对于石灰石，因其分解温度 高，有部分要在高温区分解，分解出CO,的要同C反应生成CO,计算 co?数量时，这部分不应计入。炉顶煤气中，co?数量的算式是：= 22.4 (CO2 还+ CO轴)/44( m'/t )(3-14)式中佗还由还原产生的CO?量，kg/t；co術由炉料带入的CO?量，kg/to它们的计算是CO=

17、 44(AxFe2O3/160+Ax/OM/87)+.rx(l-/;/-r<HJx44/56 (3-15) CO,料=AxCO2A + KTxCO2K + OxCO24, x(l-a)(3一16)式中 Fe2O5A , MnO2A , CO2A矿石中相应成分含量；CO豁，CO2K分别为熔剂、焦炭中CO：含量； a 石灰石在高温区的分解率。这里是按全部还原氢量都参与浮士体的还原考虑的的伽.)，因此矿石中的Fe©就都由CO还原到浮士体。氢还原度计算如下:2 x Fe.r(3-17)4) COCO的来源有： 燃料中碳素在风口前燃烧生成的； 还原产生的，其中包括FeO被C直接还原和生铁

18、中Si、Mn、P、 Ti、V等合金元素的还原产生的，还有石灰石在高温区分解出的C0?参 与溶损反应及炉渣脱硫产生的CO； 焦炭挥发分带入的COo高炉煤气在炉内上升过程中有部分CO参加间接还原转变成C02, 其余以CO进入煤气。炉顶煤气中CO数量的计算是：Vco = 22.4 X C”, /12 + 22.4 x Fe.r x r / 56+ 22.4x10 x Szx2/28 + Mn/55 + px5/62 + 7zx2/48 + vx5/102)+22.4xUx(S)/32 + 2x22.4x xCOrXQ/44+22.4 x /C x COK / 28 - 22.4 x CO2还/44(

19、m'/t)(3-18)或者%=22.4xq/12+F£.“/56+CJ12+®<COsXa/44+KxCOK/28-22.4xC(y44这里应明确，石灰石在高温区分解出的C0-要被C还原成C0 (CO+C二2C0), 个要C0?变成两个C0,其中一份包括在式4T6'中 的4项内，另一份则是该式的第四项。炉顶煤气中N?主要是由鼓风带入的，焦炭和煤粉也带入一些，不 应遗漏。Vv, =vhx N2h + 22.4x(KxN2K+Mx N2M )/28( m'/t )(3-20)式中N?k，N细分别为焦炭、煤粉中氮的元素含量；N2h 鼓风中氮的含量，不

20、富氧时按下式计算 N”=O.79x(1_0)如果属富氧鼓风，则应为：A=O.79x(l_0)_(a_O.21)xW(321)3.3煤气中水蒸气量的计算炉顶煤气中的水蒸气由氢还原产生和炉料带入两部分构成，每吨 生铁的水蒸气量是：G“° = -xH+ HQk ><Kx(1 + 0.02)(kg)(321)"22.4- l Hg式中，H20K为焦炭游离水含量，这里把焦比扩大了 2%,是考虑了焦炭 的机械损失(炉尘)。K为吨铁干焦量，湿焦应为K / (l-H20K)o还 应注意，如果熔剂、矿石(生矿)也带入了物理水，应在式3-1内加 入。4物料平衡计算4.1理论物料平衡

21、计算4.1.1必需的原始资料1）各种炉料的单耗（表4-1）,渣量及炉尘量;表4-1煤粉成分兀素分析灰分H20CHNS0FeOCaOMgO77. 831. 180.420. 153.021. 130. 550. 151. 232）计算所需的有关原、燃料和产物的化学成分表4-2原料成分名称Fe2（）3FeOMn0=SCaOMgOC02H2O物混合物70. 0712.4000. 012熔剂0. 01241.8810. 7744. 755. 0表4-3焦炭工业分析（）ck挥发分灰 5有机物SH2O物C02COh2n2ch4FeOCaOMgOh2n286.0.20.20.00. 10.00.30.60.

22、 10.30. 30.4.2026744390558表4-4煤粉成分兀索分析灰分H20cHNS0FeOCaOMgO1. 2377. 831. 180.420. 153.021. 130. 550. 15表4-5生铁成分（）FeSiMnPSC94. 590.5000.3270.0490. 0284. 506表4-6炉渣、炉尘成分（）名称Fe2O3FeOSC炉渣成分44. 730. 748. 350. 660. 22231.733）鼓风湿分（卩）,本例卩=1%；4）铁的直接还原度（rd）,本例rd=047；5）利用率（肌）本例兀= 045。4. 1. 2计算步骤1）根据碳平衡什算入炉风量（V）：风

23、口前燃烧碳量（C风）风口前燃烧碳量由碳平衡得C风二C條+C吹+C料+C附一C生一C尘一 C宜 kg （4-1）C 條二 K Cf390*0. 8602=335. 478 kgC吹二G 吹 C吹二110*0. 7783=85. 613 kgC料二G矿 C矿二0C 尘二 G 尘 C 尘二15*0. 3173=4. 760 kgC附二G附 C附二0C生二1000*0. 04506=45. 06 kgc Fe 还 td+Csi+匸® 熔(COQ 熔 bco2)644=X945. 90. 47+1000 X (x 0.005+ x 0.00327+ 0.00049 )562855621919+

24、 x332.3x0.0066 + 2.97x0.4475x0.5x =101. 743 kg3244式中Fe还还原得到的铁量，kg于是 C 凤二335. 478+85. 613+0+0-45. 06-4. 760-101. 743=269. 528 kg风量(V ja)V 凤二(c fA-0 吹)十(0.21+0. 29屮)n?(42)2x12其中0 吹二22. 4 工(H20) /36+ (02) /32吹G 吹=22.4+xll0=3. 167 m33632V 凤二(2M.x269.528-3. 167) /(0. 21+0. 29x0.01)=1166. 71m3 2x12这里，为了计算

25、方便起见，没有富氧，V风包含了榆送煤粉的压缩空气量。在热平衡中分别计算经热风炉进入炉内的风量和压缩空气量 带入炉内的热量。 鼓风重量（G风）:(4-3)G 凤二V .xR 风 °21x32xO.97x28x(1 0)+180xV 风 Kg22.4x1166.71G 二(0.2lx32x0.97x 28)x(1-0.01)+18x0.01 _ 14%（2）煤气量计算：煤气成分计算 实际进入炉内参加反应的焦量（K'）为：K=k-G 尘（C） 尘/CKg将数据代入式（4-）得:（4-4）Ka=390-15 X 0.3173 / 0.8602=384.467 kg炉顶煤气中各组分及总

26、量计算如下：Vh2工 H? (1-H2)(4-5)其中工HfH2條+H2吹+H2风+H2结品水(4-6)rfljH2热二11. 2 (H?有机+比挥+CH?挥)焦=11. 2 X ( 0.0004+0.003+2 X 0.003 ) X384. 467=17. 224 m3H2 吹二 11.2 G 吹(HJ +2_(比0)吹 18二 11.2X 110X (0. 0168+X0. 0123) =22. 381 m3 18H2 风二凤-=1166.71X0.01=11.667 m34H2结品水二誉(比0品)G旷bH182代入式(4-6)得：SH2=17. 224+22. 381+11. 667+

27、0=51. 272 m3由式（4-5）得:(1-0. 45)=28. 200Vc。二 CO2+CO2料+CO2:(4-7)VH=51.272 XC02=22.4/160 X其中Fe203 还+22. 4/87Mn02 还-工比(1-bQ xZ/H2=22. 4/160 X (1621 X 0. 7007-15 X 0. 4473) +0-51.273X (1-0.9) X 0.45二 155. 700 m3C02i二22.4/160Fe 还(1-“一")=22.4/56 X 964.9 X(1-0. 47-0. 055)=179. 721 m3C02 料二 C02 熔+C02 焦+C

28、02 矿二22. 4/44 X 2. 97 X 0. 4475 X ( 1-0. 5 ) +384.467 X0. 0026+0 =0. 847 m3式中Fe4参加还原的FeQ总量，kg；Mn02参加还原的MnO：总量，kg；bH2参加FeO Fe还原反应的氢量占还原氢量(也还)的比率,本例取也=0 9；而由式(4-7)得:56rH=22.4二0. 055Vco2=155. 770+179. 721+0. 847=336. 338 m3Vco二CO 风+C0 h+CO 條+C0 熔一C0 间 m3(4-8 )22 422 43C0 凤二空 C 凤二仝 X269. 528=503. 119m31

29、2 12CO C X 101. 743二 189. 920m312 12CO 仕二空CO 依二384. 467X0. 0027 X =0. 830m328 28? 4? 4cCO 熔二C0f X2. 97X0. 4457X0. 5=0. 338m34444CO 间二CO2+CO2二 155. 770+179. 72=335. 491m3由式(4-8)得Vco=503. 119+189. 920+0. 830+0. 338-335. 491=358. 716m3V、二N2 凤+N?保+N?吹(4-9)其中N2=0. 79 X (1一0)V 风=0. 79 X ( 1 - 0. 01 ) X116

30、6. 71=912. 484m3N尸辔宀(NW竽 X 384. 467X (0. 0014+0. 003)=1. 353m，時鲁（N2）舞 110X0. 0042=0. 37(W由（4-9）式得V、二912. 484+1. 353+0. 370=914. 207m3干煤气总量及其见表4-7。表4-7煤气组成成分H2C02C0N2合计体积/m328. 200336.338358. 716914.2071637.461组成/%1.7220. 5421.9155. 83100.00煤气重量计算: 干煤气重量（G气）:二2254.336 kg2x28.2 + 44x336.338+28x(358.71

31、6 + 914.207)22.4挥发物量（G挥）:G 挥二工 GM“ bkg式中b各元素挥发进入煤气的系数（见附录）;M挥发物质的成分，kg/kgo由式(49)得：G挥二(1621X0. 00012+2. 97X0. 00012-15X0. 00222+390X0. 0058+110X0. 0015) X0. 05=0. 129kg煤气中水量(G煤代水)：G煤气水二H：0物理水+HcO还原水+比0结品水kg(4-11)其中HsO物理水二EG(H20)物=390G0. 042/1-0. 042+2. 97G0. 05/1-0. 05=17. 254kgH：0 还 原 水=18/22.4 H2二1

32、8/27. 4G51. 272G0. 45=18. 540kg比0结品水匚(H20)品.(1-b) =0由式(4-10)得：G煤p二17.254+18. 540+0二35. 794kg3）编制物料平衡表。根据有关原始资料及上述计算结果编制的物料平衡列于表4-8表4-8物料平衡收入支出数量/kg数量/kg项目项目矿石1621生铁1000焦碳407. 10炉渣332.3石灰石3. 13炉尘15煤粉110干煤气2254. 34风量1496. 40煤气中水35. 79挥发物0. 13合计3637. 72合计3637. 56绝对误差0.16kg相对误差0. 004%注：要求相对误差小于0.3%,否则无效

33、。4. 2现场物料平衡计算现场物料平衡计算现场用实际的生产数据作物料平衡，用未检查和校核入炉物料和 产品称量的准确性，计算生产中无法计量的渣量和炉顶煤气量，实际 的入炉风量，算出各种还原度和利用率，如铁的直接还原度、CO利用 率、氢利用率和风口燃烧碳率等，便于技术经济分析。4. 2.1常规计算法1）渣量计算。高炉生产产生的渣量是无法用称量办法得到的，因 为从高炉内放出的高温炉渣立即通过水淬法制成水渣。渣量只能通过 计算得到。理论上讲任何造渣氧化物的平衡均可以求得渣量，但简单 而又较准确的方法是按氧化钙50平衡，因为02+化验误差小，而C&0 在炉内既不挥发，也不还原。根据平衡，入炉Ca

34、O除去炉尘带丈的以 外，其余都进入了炉渣，即CaO料-CaO尘二u（CaO）,由此：u （CaO 料CaO 尘）/ （ CaO 尘）式中单位生铁的渣量，kg/t；CaO 14炉料带入炉内的CaO总量，kg/t；CaO尘炉尘带走的CaO量，kg/t；(CaO)炉渣中CaO的质量分数，。实例某高炉的干料消耗量(kg/t)为:焦炭474.2.煤粉6& 8烧 结矿1690、澳矿116. 6.石灰石24. 5；炉料中CaO的质量分数(%)相 应为:0.85、0.83、11.78、0、55.3；产生的炉尘量为 16. 8kg/t,炉 尘中CaO的质量分数为8. 11%；炉渣中CaO的质量分数为42

35、. 12%。 解：CaO 料二474. 2 X 0.0085+66. 8 X 0.0083+1690 X 0.1178+116.6 X 0+24.5X0. 553=217. 13 kg/t50 尘二16. 8X0. 0811=512.27 kg/t旷217.13- 1.36_5i2. 27 kg/t0.42122)风量、煤气量计算。高炉生产中在冷风管上有测量的流量计，测量 结果或在仪表上、或在计算机显示屏上显示出来，一般每小时在日报 表上记录一次。但是这个风量是风机给出的风量，并不是真实的入炉 风量，因为冷风经过管路、热风炉等有一定数量的漏损。生产形成而 逸出高炉的煤气也从来不用任何测量手段来

36、计量。真实的风量和产生 的煤气量是通过计算求得的，常用进入煤气的元素碳、氧、氢、氮的 平衡，取4个平衡中的2个就可以算出，它们是：C平衡(CO+COo+CH,) V 煤气二 224(o料+o)十V风(OK+0.5) 224 C 气化32120平衡(C02+0. 5C0) V 煤气+0. 5H20 还一 22,4 (0 料+0 喷)+V 风(0 凤+0. 5 卩)32H平衡(H2+2CH4) V 煤气+H20 还一22,4 (H 料+H 喷)+V 凤N平衡N2V煤气二(N料+NQ +V凤N2凤+砥28式中 CO. C02.ch4. n2. h2-炉顶煤气中各组分的体积分数，比0还H?参与还原形成

37、的水蒸气量，m7t。气化一一全部气化碳量，即炉料和喷吹燃料带入的元素状态和化合物状态的碳进入炉顶煤气的部分，kg/t;0料、H*|、N料从炉料进入炉顶煤气的氧、氢和氮量，kg/t；0喷、Hg N喷一一从喷吹燃料进入炉顶煤气的氧、氢和氮量，kg/t；0凤干风中的氧的体积分数，%;9鼓风湿度，%;N.由生产工艺要求和设备运转要求而进入炉内的氮量，例如有 些用比冷却的无钟炉顶，其用量在20003000m7h；又如喷吹烟煤时 有的高炉使用氮作为载体，其消耗量为在浓相输送时5筑2输送30 40kg煤粉，稀相榆送时111?汕风榆送10kg左右，什算时将它们换算成 m3/to氢平衡方程中有还原形成的乩0还，

38、它是无法准确测定的，所以常 将氧、氢两个平衡方程先联解消去乩0还，得到一个没有HO还的氧平衡 方程：（C02+0. 5C0-0. 5H2-CH5） V 煤代二V 风 0 风一5. 6 （H 料+H 喷）+0.7 （0 料+0 喷）然后用碳、无比0还的氧和氮平衡方程求得两个未知的V风和V煤气V 煤气二 1. 8667 C 气化/ (CO+CO,+CH JV凤二N? V煤气0.8 (N料+N Q +N其他/N风V 煤气二 1. 8667 C 气化/ (CO+CO,+CH J(C02+0. 5C0-0. 5H2-CHi) /V 煤气+0. 5(H 料+H 喷)-0. 7(0（C、0）平衡（C、N）平

39、衡料+0喷）（0、N）平衡v _ 0.7（0料 + O喷）-5.6（H料 + H喷）-0.80（"料 + N喷）-0W其他V馍代CO2 + 0.5CO - 0W2 - 0.5H2 CH4（其中0二0凤/（1-0风）即干风中的氧、氮比）V 风二N? V #一0. 8 （N 料+N Q -N 其他/（1-0 风）如果计算所用的原始数据，准确无误，用C、N、C、0和0、 N三种所求得的结果应是相同的。但从上面面3组解的计算式中可以 看出(C. N)平衡的最简单，所以生产中常用此法求得风量和煤气量, 在现代高炉上干用色谱仪分析炉顶煤气准确度较高，用此法可以得到 较满意的结果。实例某高炉用色谱

40、仪分析的炉顶煤气成分为CO 21. 8%、C02 20. 3%> H2 25%、N?55. 4%； C 气化=370. 05kg/t；干风含氧 0 风=23.5%、 鼓风湿度 1.5%； 0 料= 368. 16kg/t、0 = 35kg/t； H 料=2. 8kg/t、H 喊 t =3 .5kg/t； N料= 1.5kg/t、N喷= 0.9 kg/t；喷吹煤粉使用压缩空气 0. 06m3/kg；无钟炉顶使用氮气N其为2500m3/h；日产生铁5500t/do计 算风量、煤气量.解：先计算单位生铁的N其它。N 其它二2500 X24/5500=10. 91 m3/t 再用(C.N)法求V风与V煤 V煤气二1.8667 X 370. 05/(0.218+0. 203) =1640. 8m3/1V 风=1640.8 X 0. 554-0.8 ( 1. 5+0. 9 ) TO. 91/ ( l0. 235 )二 1171. 5