高炉冶炼物料平衡计算

料平衡计算组建炼铁车间(厂)或新建高炉，都必须依据产量以及原料和燃要产品(除生铁以外)煤气及炉渣产生量等基本参数。以这些参数为基础作炼铁车间(厂)或高炉设计。一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工艺已有200余年的将依据确定的工艺技术参数、原燃料成分计算出单位产品的原常用的热平衡计算方法有两种。第一种是根据热化学的盖斯定2/192料平衡计算程中放热反应和吸热反应所发生的具体空间位置，这种方法比较简P2O5SH2OCO2料矿530.0.nO9gO8O4O235OO2nSP1Al2O31.5413/193C料平衡计算C.矿337343716248.5矿91258310石.1.42.灰00643石16382911.C=110炉.961.90.尘31630606775003挥发份(0.58挥发份(0.58)H4H2N2灰分(12.64)SiAlCaMgFeOOOOO223(1.42)N2游HS24/194料平衡计算0.10079.006578CaOMgO0.70.332Σ21N2S025Al2O30H8O2C2燃料煤粉PSCC.3-0.27Si-0.329P-0.032S+0.3Mn某元素在生铁、炉渣、炉气中的分配率(%)见表1-5SSn——P05/195料平衡计算0燃料消耗量(kg/t生铁)：)度12g/m3炉渣碱度R=1.10(1)燃料带入的铁量GG=GC%/C%=20×11.95/85.36=2.80kg焦粉尘尘焦G=360-G=360-2.80=357.2kg焦焦粉故G=GFeO%56+GFeO%56Fe燃焦焦72煤煤726/196料平衡计算(2)进入炉渣中的铁量G=1000Fe%×0.3%渣和生铁中的分配比(3)需要由铁矿石带入的铁量为：G=1000Fe%+G-G=952.3+2.856-2.27g(4)冶炼1t生铁的铁矿石需要量：G=G/Fe%=952.9=1599.09kgG/=G+G-G=1599.09+20-2.80=1616.29kg矿矿尘焦粉 (1)设定炉渣碱度R=CaO/SiO=1.102(2)石灰石的有效溶剂性熔剂2熔剂CaO有效=CaO%熔剂2熔剂1.10×1.96)%G=GCaO%=1599.09×7.10%=113.54kgCaO矿矿矿G=GCaO%=357.2×0.51%=1.82kgCaO焦7/197料平衡计算G=GCaO%=150×0.73%=1.10kgCaO煤故G=G+G+G+1.82+1.10=116.46kg (4)原料、燃料带入的SiO量G2SiO2G=GSiO%=1599.09×5.68%=90.83kgSiO2矿矿2矿G=GSiO%=357.2×7.32%=26.15kgSiO2焦焦2焦G=GSiO%=150×7.31%=10.97kgSiO2煤煤2煤G=1000Si%60=11.79kg故G=G+G+G-G90.83+26.15+10.97-11.79=116.16kg熔剂(石灰石)需要量为：G=(RG-G1.10×116.16-116.46)/48.87%=23.16kg23OOS8/198燃料燃料混合矿焦炭石灰石煤粉Σ26%5%320%5254%02%8%5688(1)炉渣中CaO的量G (2)炉渣中SiO的量G2SiO2渣 23Al2O3渣9/199组元组元(4)炉渣中MgO的量G(5)炉渣中MnO的量GG=0.66×50%=0.33kg(6)炉渣中FeO的量G渣(7)炉渣中S的量GS故G=G-G-G=3.138-0.26-0.157kO23OO/O2料平衡计算88139.0735.5220462618230%(1)生铁含[P]按原料带入的磷全部进入生铁计算G=GP%=1599.09×0.032%=0.51kgP矿矿矿G=GP%=23.16×0.001%=0.0002kgP熔熔熔故[P]=(0.51+0.0002)×1=0.051%(2)生铁含[Mn]按原料带入的锰有50%进入生铁计算Mn(3)生铁含[C]C校核后的生铁成分(%)见下表1-8(1)风口前燃烧的碳量G1)G=GC%+GC%C总焦焦煤煤57.2×85.36%+150×77.75%kg料平衡计算2)溶入生铁中的碳量为：G=1000[C]%=1000×4.117%=41.17kg3)生成甲烷的碳量为：CC4)直接还原消耗的碳量GC5555C硅2828C磷6262C铁直56dd=dH2dOH22焦2焦挥发2焦有机煤2煤18风22.4煤2煤=56[357.2(0.037%+0.36%)+150×2.28%+21806H2V——设定的每吨生铁耗风量，本计算取1200m3。风料平衡计算C铁直56故G=G+G+G+GC直C锰C硅C磷C铁直=0.06+4.71+0.49+79.59G=G-G-G-GCCC生铁C甲烷C直21.53-41.17-4.22-84.85kg(2)计算鼓风量V风.493%)+0.5×1.493%V=G22.4C=271.87m33)煤粉带入氧的体积为：V=G(O%+HO%16)22.4O2煤煤煤2煤1832=3.23m34)需鼓风供给氧的体积为：V=V-V271.87-3.23=268.64m3料平衡计算故V=V/N=268.64=1253.57m3(1)甲烷的体积V1)由燃料碳素生成的甲烷量为：V=G22.4=4.22×22.4=7.88m32)焦炭挥发分中的甲烷量为：V=GCH%22.4CH4焦焦4焦16=0.125m3故V=V+V7.88+0.125=8.01m3(2)氢气的体积V1)由鼓风中水分分解产生的氢量为：V=Vφ=1253.57×1.493%=18.72m32)焦炭挥发分及有机物中的氢量为：V=G(H%+H%)22.4H2焦焦2焦挥发2焦有机2=357.2(0.037%+0.36%)22.42=15.88m3分解产生的氢量为：OV=G(H%+HO%2)22.4H2煤煤2煤2煤182=39.89m34)炉缸煤气中氢的总产量为：V=V+V+V料平衡计算72+15.88+39.89=74.04m35)生成甲烷消耗的氢量为：V=2V=2×8.10=16.02m36)参加间接反应消耗的氢量为：V=VηH2间H2总H2=74.04×0.35=25.91m3故V=V-V-VH2H2总H2烷H2间.04-16.02-25.91=32.11m3(3)二氧化碳的体积V232CO2还G=GFeO%Fe2O3矿23矿599.09×72.53%g23GV)2H2还H2总H222.4=74.04×0.35×(1-0.9)×223G/=G160Fe2O3H2还2gg2料平衡计算23G//=G-G/FeOFeOFe2O3=1159.82-18.4故V/=G//22.4=159.80m32V//=1000[Fe]%[1-r/-r]22.4CO还dH256=209.51m33)石灰石分解产生的CO量为：2V=GCO%22.4CO2分熔2熔44=5.00m34)焦炭挥发分中的CO量为：2V=GCO%22.4CO2挥焦2焦44=0.35m3故V=V/+V//+V+V=159.80+209.51+5.00+0.35料平衡计算(4)一氧化碳的体积VV=GCO%22.4=357.2×0.21%×22.4=0.60m3CO挥焦焦2828V=V/+V//=159.80+209.51=369.31m3故V=V+V+V-V=334.42m3COCO燃CO直CO挥CO间(5)氮气的体积V1)鼓风带入的氮气量为：N2风风2风=1253.57(1-1.493%)79%=975.53m32)焦炭带入的氮气量为：V=G(N%+N%)22.4N2焦焦2焦挥发2焦有机28=357.2(0.118%+0.27%)22.4=1.11m33)煤粉带入的氮气量为：V=GN%22.4N2煤煤2煤28m料平衡计算m=0.62m3VVV=975.53+1.11+0.62=977.26m3O2N2H2H4Σ3%(1)鼓风质量的计算r风=1.28kg/m3G=Vr=1253.57×1.28=1604.57kg风风风(2)煤气质量的计算气2224=(44×0.217+28×0.1937+28×0.566+2×0.0186+16×0.0047)/22.4料平衡计算G=Vr=1726.46×1.381=2384.