高炉配料计算

高炉配料计算冶炼1t生铁，需要一定数量的矿石、熔刑和燃料（焦炭及喷吹燃料）。对于炼铁设计的工艺计算，燃料的用量是预先确定的，是巳知的量，配料计算的主要任务，就是求出在满足炉渣碱度要求条件下，冶炼规定成分生铁所需要的矿石、熔剂数量。对于生产高炉的工艺计算，各种原料的用量都是巳知的，从整体上说不存在配料计算的问题，但有时需通过配料计算求解矿石的理论出铁量、理论渣量等，有时因冶炼条件变化需要作变料计算。一、配料计算的目的配料计算的目的，在于根据巳知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。二、配料计算时需要确定的已知条件（1）原始资料的收集整理生产中原始资料分析常常不完全，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误差，以致各种化学组成之和不等于100%。因此，应该先确定元素在原料存在的形态，然后进行核算，使总和为100%。换算为100%方法，可以均衡地扩大或缩小各成分的百分比，调整为100%，或者按照分析误差允许的范围，人为的调整为100%。调整幅度不大时，以调整Al2O3或MgO为宜。在各种原料中化合物存在的形态和有关换算，按照下述方法处理。烧结矿分析的S，P，Mn分别以FeS,P2O5,MnO形态存在。它们的换算为：88S——FeS®(FeS)=®(S)x莉%142P—P2O5①(P2O5)=®(p)x62%71Mn MnO®(MnO)=®(Mn)x55%式中的S，P，Mn等元素皆为分析值（百分含量），当要计算Fe2O3时，需要从生铁（TFe）中扣除FeO和FeS中的Fe，再进行换算。①(Fe2O3)=( ①(Fe)-①(FeO)X右-①(FeS)X云)％112 72 88式中的Fe，FeO为分析所得烧结矿的全铁和氧化亚铁的百分含量，FeS为换算所得的硫化亚铁量。天然矿石中的S以FeS2形态存在，换算式如下：3（FeS2）=8（S）X %，式中S为分析所得的质量分数。2 64选配矿石在使用多种矿石冶炼时，应根据矿石供应量及炉渣成分适当配比选取。此时，需要注意以下几点：矿石含P量不应该超过生铁允许含P量，因考虑P全部进入生铁，故需要依据矿石含量事先预算，若某种矿石冶炼含P超标，此种情况下，只能搭配含P更低的矿石冶炼。=0.0049%(P铁-P其他)Fep(0.08-0.01)*0.04=0.0049%Fe铁 = 57式中P铁 生铁标准规格内单位生铁的含P量，KgP其他焦炭等其他附加物带入炉内的P量，KgFep混合矿的含磷量，%Fe铁由矿石带入生铁的铁量，Kg冶炼铸造铁时，应该核算生铁含锰量是否满足要求。95血Mn]=%X①(Mn)矿Xm(Fe)方(Fe)矿％*0.09*57=0.075式中：①[Mn]——生铁含锰量，%①(Mn)矿 混合矿含锰量，%n(Mn)——锰的回收率，一般为0.5〜0.6m(Fe)——矿石带入的生铁的铁量，kg/t铁铁①(Fe)——混合矿含铁量，%矿冶炼锰铁时，为保证其含锰量，必须检查矿石含铁量是否大于允许范围。①(Fe)矿=(100-®[Mn]-®[C]-®[Si]-®[P])/100X(®[Mn]/®Mn矿XnMn)式中：血Mn],血Si],①[C],①[P]表示锰铁中该元素含量，%①(Mn)矿 锰矿含锰量，%①(Fe)——锰矿允许含铁量，%矿nMn——锰回收率，通常为0.7〜0.82适当控制碱金属[2]。确定需要的冶炼条件(1)根据原料条件，国家标准和行业标准等确定生铁成分。C，P元素一般操作不能控制，而Si,Mn,S等元素可以改变操作条件加以控制。(2)各种元素在铁，渣和煤气中的分配比例。按照经验和实际生产数据选取。原料FeMnPSV生铁0.9970.5001.000\0.800炉渣0.0030.500\\0.200煤气\\\0.05O\(3)炉渣碱度选择碱，主要是取决于炉渣脱硫的要求，此外若冶炼低硅生铁钒钛磁铁时，还应该考虑炉渣抑制硅钛还原和利于矶的回收能力，在正常炉钢温度下，要保证流动性和稳定性，因此除了考虑二元碱度外，还需要有适宜的MgO含量，若炉料含碱金属还应该兼顾炉渣排碱要求。二元碱度R=1.0-1.25。三元碱度R=1.30-1.50.燃料比确定。确定燃料比应该依据冶炼铁种，原料条件，风温水平和生产经验等全面衡定，在有喷吹条件下，力争多喷燃料，降低焦炭的消耗。(5)原燃料成分分析，入炉矿石成分见表2.1表2.1入炉矿石成分(％)原料成分TFeMnPS用。3FeOMnOMnO2CaOMgOSiO2A10P2O5烧结矿56.650.090.050.0371.137.180.120.0010.102.616.201.130.11天然矿57.520.170.020.1367.6214.200.000.261.500.6511.702.320.05混合矿57.000.090.040.0470.999.150.110.028.212.266.221.150.10焦炭成分分析见表2.2表2.2焦炭成分(％)固定灰分11.01挥发分0.90碳SiO2Al2O3CaOMgOFeOFeSP2O5CO2COch4 h2N286.725.124.37 0.680.110.74 0.050.01 0.330.33 0.03 0.060.1续上表游离有机物1.30E全S水H2N2S100 0.574.800.400.400.50喷吹物成分见表2.3表2.3喷吹物成分成O2h2oN2S灰分Z分CH2SiO2Al2O3CaOMgOFeO煤76.245.074.460.790.510.667.483.420.600.320.45100

(6)确定焦比与煤比根据目前国内生产经验，选择焦比为360Kg/t，煤比为160Kg/t,风温1100°C。(4)配料计算的内容(1)矿石用量及配比计算;(2)生铁中铁量计算;(3)渣量及炉渣成分计算;(4)炉渣性能校核;(5)生铁成分校核。三、计算方法与过程1、计算方法为精确配料，现根据设计的生产要求，先假定生铁成分，然后用理论方法进行配料比计算，然后以配出的矿石为基础对矿石用量、生铁中铁量、渣量及炉渣进行计算，最后炉渣性能、生铁成分进行校核。根据以上巳知条件，先以1t生铁作为计算单位进行计算，确定矿石配比。10根据以上巳知条件，先以1t生铁作为计算单位进行计算，确定矿石配比。103mFe]-Zm(Fe) +m(Fe)矿石量= oiFef■煤 渣仲矿根据表2.5和上式铁平衡关系式得：(56*0.007456*0.0005、 +I72焦炭带入Fe量=360*88 )=2.21(Kg)生铁成分成分SiMnSPCFe合计%0.350.090.030.084.4595.00100.003、根据铁平衡求铁矿石需求量煤粉带入Fe量=160*0.0045*56\72=0.56(Kg)进入渣中Fe量=950*0.003\0.997=2.86(Kg);(相当于FeO3.68Kg)950-2.21-0.56+2.860.57需要混合矿量= =1666.82(Kg)0.574、计算冶炼每吨生铁炉料的实际用量冶炼每吨生铁炉料的实际用量计算见表2.5表2.5冶炼每吨生铁炉料的实际用量名称干料用量kg机械损失％水分％实际用量kg混合矿1666.820.5—1666.82*1.005=1675.15焦炭3600.54.8360*1.053=379.08煤粉160——160合计2186.822214.235、终渣成分及渣量计算(1)终渣S含量炉料全部含S量=1666.82X0.0004+360X0.0057+160X0.0066=3.77kg进入生铁的S量=0.3kg进入煤气的S量=3.77X0.06=0.22进入炉渣的S量=3.77-0.3-0.22=3.25k72(2)终渣的FeO量=2.86X =3(2)56一71_(3)终渣的MnO量=1666.82X0.0009X0.5X55-0(3)终渣的SiO2量=1666.82X0.0622+360X0.0512+160X0.0748-3.5*60\28=126.57kg终渣的CaO量=1666.82X0.0821+360X0.0068+160X0.0060=140.25kg终渣的Al2O3量=1666.82X0.0115+360X0.0437+160X0.0342=40.37kg终渣的MgO量=1666.82X0.0226+360X0.0011+160X0.0032=38.57kg终渣成分见表2.6表2.6终渣成分成分SiO2 Al2O3 CaOMgOMnOFeO S/2① 合计RKg 126.57 40.37 140.25 38.57 0.96 3.68 1.62 352.02 1.10% 35.96 11.44 39.84 10.95 0.29 1.05 0.46 100①由于分析所得Ca++都折算成CaO，但其中一部分Ca++却以CaS形式存在，CaS和CaO之质量差为S/2,为了质量平衡，Ga++仍以CaO存在，而S则只算S/2⑵炉渣碱度R=1.10,符合规定值。MgO%=10.96%，符合设计要求。根据炉渣百分组成，校验炉渣物理性质得：熔化温度1400°C，粘度0.25Pa・S(1450°C)。该炉渣适合于炼钢铁生产。6、生铁成分校核， 62、⑴含p量=10-3(1666.82x0.0004+360x0.0001x—)=0.07%142⑵含S量=0.03%Ls=0.4