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1、一、 For personal use only in study and research; not for commercial use二、三、四、 For personal use only in study and research; not for艿 commercial use五、六、芅七、八、 物料平衡计算莃1、基本原始数据： 直接还原铁成分、 燃料成分见表一、 表二 、 2 芃（1）（2） 直接还原铁 羁名FeCr葿O AlCaOMgO SPOC蒃莀32膁螆膂称芈SiO2肇蒃螁袇% 蕿衿羆薃莁薈肆羄蝿莇肆17.2240.185.5913.182.3613.790.090.006
2、.051.54（2）焦炭成分肁(C固) 固定碳蒁挥发分(V) 膆(A) 灰分膆S 蒂P 羈 84% 腿 2.0% 芆 15% 袂 0.6% 0.02%蚀羇（3）白云石莆白云石化学成分芃MgO 膈CaO 蚆SiO 2 蒆AlO 32 蒀S 袀P 蒅40%薅 袁5%芈 蒈0.05 蚅0.02节入炉白云石粒度2080mm。 羀（4）硅石芇入炉硅石的化学成分应符合表4.210 的规定。蚅表 4.210硅石化学成分蚃SiO 2 蒈AlO 32 肆S 螅P 肄热稳定性 膀 97%聿 1.0%袅 0.01%膁 0.01%袁不爆裂粉化袈羅入炉硅石粒度 2080mm。 薁 3、4、直接还原铁耗碳量计算( 以 1
3、00kg 计算 )荿假设 Cr 以 CrO、Cr 形态存在 ,Fe 以 Fe?O?,Fe 形态存在，其中 CrO全部 蚆 3322 还原，Fe?O?98%还原为 Fe，45%还原为 FeO,SiO2%还原 , 成品中含 C量为 2%，2 加入焦炭全部用于还原氧化物，则耗碳量为：耗 C量 /kg名称肅反应方程式羂肁CrO 莅 23CrO+3C= 2Cr+3CO膅 3240.18X20%X152/104X36/152=2.78莃Fe ?O?蕿Fe ?O?+3C=2Fe+3CO17.22*80%*36/112 =4.44芄蒈SiO+2C=Si+2CO 芁 24.18/(28.1+16*2)*12*2
4、=1.67SiO 薀 2膇由铁水量求得羁6x40.18/62=3.9虿铬铁水含 C 量芄莄12.79 莂合计 羆莁罿12.79-1.54=11.25蒄冶炼 100kg 铁矿消耗焦炭量为螃=16kg（ 1+10%）固 * （1-W水） )=11.25/(84%*(1-8%)*M c=耗 C量/(Wc 衿冶炼 1 吨高碳铬铁合金需要直接还原铁量为螈* 还原率 /W（Cr 矿中质量比） Cr M矿 =1*w（高碳铬铁水中质量比） 薄=1*62%/（40.18%）*98%=1.575 吨 膄 5、6、冶炼 1 吨高碳铬铁合金需要焦炭量为薀M焦炭 =16kg*1.575*10=252kg薇 7、8、渣铁
5、比计算蚄以 100kg 直接还原铁配 16kg 焦炭，假设元素分配按下表所示芀成份CrFeO/ FeMgOSiO/Si 2 AlO 32CaO入渣率0210098100100入合金率100980200物料平衡中未计算 P和 S的平衡量，按高碳铬铁合金生产状况设定 P和 S的含量。直接还原铁成渣量和成合金量见下表名称进入渣中量 /kg质量分比 /%进入合金中量 /kg质量分比/%Cr-40.18*100%=40.1864Fe?O?/Fe17.22*2%*160/112=1.4917.22*98%=16.88270.49AlO 3213.18*100%=13.1840.15-MgO13.79*10
6、0%=13.7942-SiO/Si25.59-4.18=1.414.2940.18*3/62=1.953CaO2.36*100%=2.367.2-C-62.78*6%=3.776灰分16*10%=1.64.87-合计32.83100）40.18+16.88+1.95（ /(1-6%)=62.78 100渣铁比AlO=1.2 ，原料中还应加入白云石 MgO:按高碳铬铁冶炼要求32 29.4kg（ MgO含量 5.6kg ），加入硅石 21.24kg（SiO 净量 20.6kg ）2考虑 SiO 含量 35%按渣中2/62.78=59.03/62.78=0.94）渣铁比计算：(32.83+5.6+
7、20.6由上述计算得知所生产的镍铁合金成分镍合金水成份（Wt%）成份 Cr Fe C Si S P03%640276由于 Cr /Fe=64/27 =2.37 ，符合高碳铬铁生产的铬铁比大于 2.2 的要求， MgO/ AlO=(5.6+13.79)/13.18=1.47, 符合高弹铬铁生产的镁铝比大于 1.2 32 的标准。FeCr67C6的要求。铁水成分符合高碳铬铁表 1 高碳铬铁牌号的化学成分（GB/T 5683-2008）牌号化学成份CrCSiSP范围FeCr67C6.062.072.06.03.00.030.040.06FeCr55C60060.052.06.03.05.00.040
8、.060.040.06FeCr67C9.562.072.09.53.00.030.040.06FeCr55C100060.052.010.03.05.00.040.060.040.06、炉气生成量计算 5CO直接还原铁生成的 100%，则 100kg 假设冶炼过程产生的炉气含 CO量为 的炉气。 100kg 的直接还原铁产生 740.1mol 量见下表，即=740.1*28/1000=20.72kg M 气名称反应方程式/mol量 CO生成OCr23+3C= 2Cr+3CO OCr40.18*20%*1.5*1000/52=231.832?Fe?O?FeO+3C=2Fe+3CO17.22*80
9、%*1.5*1000/56 =369SiO 2+2C=Si+2CO4.18*2*1000/60=139.3SiO2合计740.1mol九、热平衡计算1 、各种物质热比容序号名称KJ/Kg.K 比热容（）1Cr0.452OCr 320.173Fe0.464?FeO0.675SiO20.9666MgO0.8747O Al 320.68CaO0.728C1.552、根据盖斯定律， 把矿热炉冶炼高碳铬铁合金的过程作为绝热过程考虑， 并作如下假设：1）所有反应物和生成物均按纯物质考虑2）100kg 直接还原铁从 25上升到 700自带热量序号名称吸收热量（ KJ）1Cr40.18*80%*0.45* （
10、 700-25） =9763.742CrO3240.18*20%*0.17* （ 700-25） =922.313Fe17.22*20%*0.46* （ 700-25） =1069.364Fe?O? 17.22*80%*0.67* （ 700-25） =6230.25SiO 25.59*0.966* （700-25 ）=3644.966MgO13.79*0.874* （ 700-25） =8135.47AlO 3213.18*0.6* （700-25 ）=5337.98CaO2.36*0.728* （700-25 ）=1159.79C1.54*1.55* （700-25 ）=1611.23合计37874.8KJ焦炭只作为加矿热炉冶炼过程是电热过程可认为所用的能量均由电能提供，一部分用于直接还原反应热体和还原剂。电能提供的一部分能量用于加热炉料， 的吸热。主要元素和化合物的热力学数据等原料及产物温度、 计算所需原始数据有：见下表入炉物料产物直接还原铁焦炭硅石白云石炉渣炉气高碳铬铁铁水700 2525 17001700170025假设矿热炉为绝缘体系，热平衡项目有：1 ）热支出：元素还原热、高碳铬铁物理热、炉渣物理热、炉气物理热2 ）热
