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1、高炉物料平衡和热平衡的计算（论文） I 目录1. 概述 . 1 2. 炼铁配料 . 1 2.1.原料计算 . 1 2.2 计算矿石需要量 . 4 2.3 炉渣成分的计算 . 4 2.4 校核生铁成分 . 7 3. 物料平衡计算 . 7 3.1 原始物料 . 7 3.2 计算风量 . 8 3.3 炉顶煤气成分及数量的计算. 10 3.4 编制物料平衡表. 134. 热平衡计算 . 14 4.1.原始资料 . 14 4.2 热量收入 . 15 4.3 热量支出 . 16 4.4 热平衡表 . 19 参考文献 . 19高炉物料平衡和热平衡的计算（论文）第 1 页高炉物料平衡和及平衡的计算1. 概述在
2、计算物料平衡和热平衡之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置， 应通过实验室研究、 半工业性试验、 以致于工业性试验等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余年的历史， 技术基本成熟， 计算用基本工艺技术参数的确定， 除特殊矿源应作冶炼基础研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。计算用的各种原料、 燃料以及辅助材料等必须作工业全分析，而且将各种成分之总和换算成 100，元素含量和化合物含量要相吻合。配料计算是高炉操作的重要依据，也是检查能量利用状况的计算基础。配料计算的目的，在于根据已知的
3、原料条件和冶炼要求来决定矿石和溶剂的用量，以配置合适的炉渣成分和获得合格的生铁。通常以一吨生铁的原料用量为基础进行计算。物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上，以配料计算为依据编算的。 计算内容包括风量、煤气量、并列出收支平衡表。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， 校核高炉冷风流量， 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打基础。热平衡计算的基础是能量守恒定律，即供应高炉的热量应等于各项热量的消耗；而依据是配料计算和物料平衡计算所得的有关数据。热平衡计算采用差值法， 即热量损失是以总的热量收入， 减去各项
4、热量消耗而得到的， 即把热量损失作为平衡项， 所以热平衡表面上没有误差，因为一切误差都集中掩盖在热损失之重。2. 炼铁配料2.1.原料计算2.1.1.原料成分，见表 1 2.1.2.燃料成分，见表 2,3 2.1.3.确定冶炼条件2.1.4.预定生铁成分（ % ） ，见表 4 表 1 原料成分，（% ）高炉物料平衡和热平衡的计算（论文）第 2 页原 料Fe Mn P S FeO Fe2O3SiO2Al2O3CaO 烧 结 矿53.94 0.030 0.031 0.030 12.54 69.35 5.82 1.54 8.54 球 团 矿58.94 0.033 0.037 0.003 6.24 8
5、4.99 5.13 1.37 1.36 天 然 矿55.08 1.170 0.039 0.048 9.89 74.33 5.41 0.80 0.62 混 合 矿54.50 0.085 0.031 0.025 11.78 71.16 5.73 1.49 7.43 续表 1 原料MgO MnO P2O5FeS 烧损烧结矿2.018 0.039 0.07 0.083 - 100.00 球团矿0.526 0.042 0.084 0.008 0.25 100.00 天然矿1.21 1.51 0.089 0.131 6.01 100.00 混合矿1.83 0.11 0.07 0.08 0.32 100.0
6、0 烧结: 球团: 天然=85:10:5 表 2 焦炭成分，（% ）C固灰分（ 12.64 ）挥发份（ 0.58）SiO2Al2O3CaO MgO FeO CO CO2CH4H2N285.36 7.32 4.26 0.51 0.12 0.43 0.21 0.19 0.025 0.037 0.118 续表 2 有机物（ 1.42 ） 游离水H2N2S 0.36 0.27 0.79 100.00 4.17 高炉物料平衡和热平衡的计算（论文）第 3 页表 3 喷吹煤粉成分，（% ） 燃 料C H N S O H2O 煤 粉77.75 2.28 0.52 0.30 2.32 0.85 续表 3 燃 料
7、灰分SiO2Al2O3CaO MgO FeO 煤 粉7.31 6.70 0.73 0.32 0.92 100.00 表 4 生铁成分，（% ） Fe Si Mn P S C 95.23 0.55 0.03 0.034 0.026 4.13 其中 Si、S由生铁质量要求定， Mn 、P由原料条件定， C参照下式定， 其余为 Fe。 C=4.3-0.27Si-0.329P-0.032S+0.3Mn 表 5 生铁、炉渣、没棋的分配率， （% ） - Fe Mn S P 生铁99.7 50 100 炉渣0.3 50 0 炉气0 0 5 0 燃料消耗量（ kg/t生铁） ： 焦炭 345（干） 360（
8、湿） 煤粉 140 kg/t生铁鼓风湿度 12g/ m3相对湿度= 100012 184 .22=1.493% 风温 1250 炉尘量 20 kg/t生铁 入炉熟料温度 80 炉顶煤气温度 200 焦炭冶炼强度 0.98 t/（m3d）高炉有效容积利用系数 2.6t/ （m3d）炉渣碱度 R=1.10 高炉物料平衡和热平衡的计算（论文）第 4 页2.2 计算矿石需要量G矿2.2.1 燃料带入的铁量 G燃FeG燃Fe= G焦FeO%焦7256+ G煤FeO%煤7256=3450.43%7256+1400.92%7256=2.16kg 2.2.2 进入炉渣中的铁量G渣Fe=1000Fe%生铁%7.
9、99%3 .0=952.37.993.0=2.865kg 式中 0.3% 、99.7%分别为铁在炉渣和生铁中的分配比2.2.3 需要由铁矿石带入的铁量为：G矿Fe=1000 Fe%生铁+ G渣Fe- G燃Fe=952.3+2.865-2.16 =953.01kg 2.2.4 冶炼 1t 生铁的铁矿石需要量：G矿= G矿Fe/ Fe%矿=953.01/54.50%=1748.64kg 2.3 炉渣成分的计算原料、燃料带入的成分见下表6 表 6 每吨生铁带入的有关物质的量 原 燃 料数量 kg SiO2CaO Al2O3% kg % kg % kg 混 合 矿1748.64 5.73 100.20
10、 7.43 129.92 1.49 26.05 焦 炭345 7.32 25.25 0.51 1.76 4.26 14.70 煤 粉140 7.31 10.23 0.73 1.02 6.70 9.38 - - 135.69 - 132.71 - 50.13 高炉物料平衡和热平衡的计算（论文）第 5 页续表 6 原燃料MgO MnO S % kg % kg % kg 混合矿1.83 32.00 0.11 1.92 0.025 0.44 焦炭0.12 0.41 - - 0.79 2.73 煤粉0.32 0.45 - - 0.30 0.42 - 32.68 - 1.92 - 3.58 2.3.1 炉
11、渣中 CaO的量 G渣CaO由上表： G渣CaO=132.71kg；2.3.2 炉渣中 SiO2的量 G渣SiO2由上表： G渣SiO2=135.69kg；2.3.3 炉渣中 Al2O3的量 G渣Al2O3由上表： G渣Al2O3=50.13kg；2.3.4 炉渣中 MgO 的量 G渣MgO由上表： G渣MgO=32.68kg；2.3.5 炉渣中 MnO 的量 G渣MnOG渣MnO=1.9250%=0.96kg 50% 锰元素在炉渣中的分配率；2.3.6 炉渣中 FeO的量 G渣FeO进入渣中的铁量为： Fe渣=2.865kg ，并以 FeO形式存在故 G渣FeO=2.865 5672=3.6
12、8kg 2.3.7 炉渣中 S的量 G渣S原燃料带入的总S量为： GS=3.58kg （见表 6） ；进入生铁的 S量为： G生铁S=1000S%生铁=10000.026%=0.26kg；式中 0.026%硫在生铁成分中的百分比。高炉物料平衡和热平衡的计算（论文）第 6 页进入煤气中的 S量为：G煤气S= GS5%=3.580.05=0.179kg 式中 5% 硫在煤气中的分配比； 故G渣S= GS-G生铁S-G煤气S=3.58-0.26-0.179 =3.14kg 炉渣成分见下表7 表 7 炉渣成分，（% ） 组元CaO SiO2Al2O3MgO MnO FeO S/2 CaO/ SiO2 kg 132.71 135.69 50.13 32.86 0.96 3.68 1.57 357.60 - % 37.11 37.94 14.02 9.19 0.27 1.03 0.44 100.00 0.
