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1、第四章烧结（球团）生产过程计算烧结（球团）生产过程计算4、烧结（球团）生产过程计算、烧结（球团）生产过程计算 概述概述 4.1 计算的目的、内容及原则计算的目的、内容及原则 4.2 配料计算配料计算 4.3 烧结物料平衡与热平衡烧结物料平衡与热平衡 4.4 竖炉球团物料平衡与热平衡竖炉球团物料平衡与热平衡 4.5 链篦机回转窑球团物料平衡与热平衡链篦机回转窑球团物料平衡与热平衡 思考题思考题概述概述 重点：重点：（1）掌握配料计算方法；（2）掌握物料平衡计算方法；（3）掌握热平衡计算方法。 难点：难点：热平衡计算 目的和要求：目的和要求：掌握各种配料计算方法和物料平衡、热平衡 计算方法，为课程
2、设计、毕业设计的生产过程计算以及毕 业论文的烧结配料计算奠定基础。 授课特点：授课特点：以生产数据为基础，进行配料计算、物料平衡 计算和热平衡计算，介绍各种参数选取方法，同时介绍课 程设计、毕业设计以及烧结试验过程（配料计算）中经常 出现的问题，从而帮助学生掌握各种计算方法。 4.1.1 目的 （1）保证产品质量； (烧结矿化学成分：配料计算、水分、焦炭) (质量：R; 燃料FeO强度、还原性) （2）合理选择设备（配料计算、物料平衡计算、热平衡 计算是设备选择的基础） （3）了解和控制生产操作过程 热平衡：了解热量消耗，便于节能 配料计算：了解产品质量、成本等 物料平衡：原料需要量 （4）核
3、算经济效益：烧结矿成本4.1 计算的目的、内容及原则计算的目的、内容及原则 4.1.2内容： 配料计算 物料平衡计算 热平衡计算 （1）配料计算：配料计算：以原料化学成分、年供应量及产 品质量的要求为依据进行原料配比计算。 作用：作用： 保证产品化学成分稳定（R、TFe、SiO2、CaO、 MgO、Al2O3等）； 管理生产的需要（原料供应量、原料成本 等）； 其它计算的基础；（物料平衡、热平衡、设备 选择计算等） （2）物料平衡计算：物料平衡计算：遵循物质不灭定律物质不灭定律，即进入烧结过 程的物料总重要必须等于该过程排出的各种产物的总重量。 作用：作用： 确定各工序处理的物料量；（熔剂燃料
4、破碎、各 配料量、混合料、烧结矿等）； 中间物料的组成； 产品及“三废”物质的数量及组成（废气-烟气SO2 浓度、废水、废渣） （3）热平衡计算热平衡计算根据能量导恒定律能量导恒定律，进入烧结机系 统的热量应等于烧结机支出的热量。研究热量的供应和分 配状况。 作用：作用： 评价烧结机的热效率水平；（从热耗角度，煤应 供应多少，通过考察热利用水平，改进烧结机热工操作制 度与设备结构） 热工设备结构的设计和改造；（点火炉煤气耗热 量、带冷机带走热量、固体燃耗） 使热工设备在最佳条件，达到高产优质。 4.1.3 原则 （1）热平衡计算时，基准温度为0； （2）以单位质量成品矿需要的物料和热量为单 位
5、，如kg/ts，KJ/ts （3）固体或气体燃料发热值，使用低位发热值； 固体或点火用气体、液体燃料：应用基低位发 热值； 煤气：湿煤气低位发热量 （应用什么样的燃 料，就采用它的值） （4）国际统一单位（质量：kg、t；力：N；压力： Pa；热量：J KJ NJ GJ）4.2 配料计算配料计算 4.2.1 依据和原则 （1）依据 原料化学成分 烧结矿质量要求（TFe、R、P、S） 原料供应情况或试验结果经济效益（成本最低） （2）原则 原料除烧损、90%S（脱S率为90%）外，其余全部进入 烧结矿； 燃料的灰分进入烧结矿； TFe、CaO、SiO2、MgO、Al2O3在烧结过程中不变化 （质
6、量）； 不考虑机械损失； （FeO氧化，MnO发生反应）4.2.2 计算的项目及公式 （1）碱度的确定与计算 1） 碱度的确定 烧结矿碱度是根据高炉冶炼时规定的炉渣碱度来确定的。 高碱度烧结矿+块矿 高炉炉料结构 高碱度烧结矿+酸性球团矿* 自熔性烧结矿（100%） 酸性球团矿+石灰石 注：a. 块矿还原性不如酸性球团矿（R=0.80.9） b. 自熔性烧结矿（R=1.21.3）强度差 2）表示方法 二元碱度：R=CaO/SiO2 三元碱度：R=(CaO+MgO)/ SiO2 四元碱度： R=(CaO+MgO)/(SiO2 +Al2O3) 因为我国烧结厂原料中MgO、Al2O3含量较稳定，一般
7、考虑二元碱度。用白云石、轻烧氧化镁，如何计算？用白云石、轻烧氧化镁，如何计算？成份TFeFeOCaOSiO2MgOSR%58.6899.765.202.230.0151.88（倍）成分成分TFeFeOSiO2Al2O3CaOMgOIgSPH2O澳矿澳矿61.820.523.572.130.20.43.50.0310.0487.98卡拉斯加粉卡拉斯加粉63.260.533.571.350.120.0562.390.020.0338.14大石河矿大石河矿66.2127.56.570.80.250.4-1.80.1250.058.92地方铁矿地方铁矿66.525.035.51.30.250.4-1.
8、80.250.038.62除尘灰除尘灰50.50.346.68211.722.3410.0150.0352生石灰生石灰0.950.481.360.8188.711.83200.210白云石白云石1.230.502.12234.7821.454400.0031无烟煤无烟煤2.1651.567.802.72.110.6982.840.70.0615.23）计算思路 含铁：Fe矿，% 混合矿CaO：CaO矿，% SiO2：SiO2矿，% 焦炭灰分 CaO：CaO焦，% SiO2：SiO2焦，% 生 铁铁：Fe铁，% Si：Si铁，% 高炉炉渣R=1.2 焦比K-Kg/100kg生铁 计算：高炉炉料R
9、 （100%自熔性烧结矿） 不考虑生铁带走Si （从炉渣中带走） 考虑生铁带走Si* 不考虑生铁带走Si 生产100kg生铁所需矿石量G矿kg 混合矿和焦炭带入高炉炉渣中的SiO2量，kg 混合矿和焦炭带入高炉炉渣的CaO量，kg炉渣碱度：矿矿铁FeGFe=100100= 矿铁 矿FeFeG100/100/222焦矿矿SiOKSiOGSiO+=100/100/焦矿矿CaOKCaOGCaO+=焦矿矿焦矿矿222SiOKSiOGCaOKCaOG SiOCaOR+=矿焦焦矿矿 矿GCaOKSiOKRGSiORCaO+=22混合矿碱度：()矿焦矿焦矿矿焦矿矿矿矿焦222222 SiOGCaORSiOK
10、RSiOGCaOKRiOSKRSiOG SiOCaOR+=+=矿铁矿焦焦22 100)(SiOFeFeCaORSiOKRR+=中和焦炭灰分中的酸性造渣物需补充的CaO* 考虑生铁带走Si 生产100kg生铁需混合矿量G矿，kg100= 矿生 矿FeFeG10014. 2100100100222铁焦矿矿SiSiOKSiOGSiO+= SiSiO228铁Si 60xkgSiSix,14. 22860 铁铁= 混合矿及焦炭带入高炉炉渣中CaO量 ，kg 混合矿、焦炭带入；高炉炉渣及生铁带走中的SiO2量，kg100100焦矿矿CaOKCaOGCaO+=铁焦矿矿焦矿矿 SiSiOKSiOGCaOKCa
11、OG SiOCaOR14. 2100100100100222+=矿焦铁焦矿矿 矿GCaOKSiRSiOKRGSiORCaO+=21422矿矿焦铁焦矿矿221422 SiOGCaOKSiRSiOKRGSiORR+=()矿生矿铁焦焦21002142 SiOFeFeRSiCaORSiOKR+=例：高炉炉渣R=1.2，焦比K=57.5kg/100kg生铁焦炭灰分11.38%，CaO=5.32%，SiO2=45.12% 生铁：Fe生=94%，Si铁=0.7% 高炉炉料：烧结矿80%，TFe 53%， SiO29.47% 球团矿20%，TFe 60%， SiO26.54%，CaO 0.85%求：烧结矿R
12、（不考虑生铁带走Si）（通过此例， 使掌握烧结矿、球团矿碱度的确定方法） 矿生矿焦焦 混 22 100SiOFeFeCaORSiOKRR+=() ()54. 62 . 047. 98 . 094100 602 . 0538 . 032. 51138. 02 . 112.451138. 05 .572 . 1+=4 . 12 . 02 . 1=+=球烧球烧 混22 . 028 . 02 . 08 . 0SiOSiOCaOCaOR+=()8 . 02 . 02 . 08 . 022球球烧混 烧CaOSiOSiORCaO+=63. 12=烧烧 SiOCaOR4.2.3 计算方法 （1）经验配料法现场
13、 1）特点 快 误差大（经验） 2）思路 设置配料比（根据原料种类和化学成分、烧结 矿化学成分指标） 例：铁矿72%，生石灰1.5% 石灰石10% 白云石7% 焦粉5.7% 验证（烧结矿化学成分化验结果） 调整(上一个班的生产情况、现在的生产情况、 再估计一个配料比进行验算,调整） 确准（当验算结果与烧结矿质量指标相符合， 确定为最终的配料比）nmzyxFenFemFezFeyFexFe=+烧100()100/nFemFezFeyFexFeFenmzyx+=烧（2）简单理论配料计算 1） 特点 准确 快 适用于少量原料种类（3） 2）步骤 假设生产100kg烧结矿需要的各种原料用量 铁矿：x
14、kg 铁矿；y kg 石灰石；z kg 高炉灰；m kg生石灰； n kg焦炭 原料的烧残率，% 列平衡方程 a. 铁平衡方程铁平衡方程()100/iiFeOQFeOQFeO=烧烧b. 碱度平衡方程碱度平衡方程nSiOmSiOySiOxSiOnCaOmCaOzCaOyCaOxCaORnmyXnmzyx +=2222 ()()()ZSiORCaOySiORCaOxSiORCaOZZyyxx+222 ()()nCaOSiORmCaOSiORnnmm+=22 c. 氧平衡方程氧平衡方程 失氧：FeOO=91 2烧QaQOii=1002 ()100/91 iiFeOQFeOQ烧烧烧QaQii=100得氧：()()() ()() ()()() ()()+=+=+=+FeOnanFeOmamFeOzFeOzayFeOyaxFeOanCaOnnSiORmCaOmmSiORzSiORCaOySiORCaOxSiORCaOFenFemFezFeyFexFenmzyxxzzyyxxnmzyx999000010099910022222烧烧()()nnmmFeOanFeOamFeO+=9990000100烧()()()zFeOayFeOaxFeOazzyxxy+999()900009+=namazayaxanmzyx()nmZyxFeOnFeOmFeOzFeOyFeOxFeO+烧
