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1、目录1. 概述12. 炼铁配料12.1. 原料计算12.2计算矿石需要量42.3炉渣成分的计算42.4校核生铁成分73. 物料平衡计算73.1原始物料73.2计算风量83.3炉顶煤气成分及数量的计算103.4编制物料平衡表134. 热平衡计算144.1. 原始资料144.2热量收入154.3热量支出164.4热平衡表19参考文献19高炉物料平衡和及平衡的计算1. 概述在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
2、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。
3、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12.1.2. 燃料成分，见表2,32.1.3. 确定冶炼条件2
4、.1.4. 预定生铁成分（），见表4表1原料成分，（%）原 料FeMnPSFeOFe23SiO 2Al2O3CaO烧 结 矿53.940.0300.0310.03012.5469.355.821.548.54球团矿58.940.0330.0370.0036.2484.995.131.371.36天然矿55.081.1700.0390.0489.8974.335.410.800.62混合矿54.500.0850.0310.02511.7871.165.731.497.43续表1原料MgOMnOPO 2 5FeS烧损s烧结矿2.0180.0390.070.083-100.00球团矿0.5260.0
5、420.0840.0080.25100.00天然矿1.211.510.0890.1316.01100.00混合矿1.830.110.070.080.32100.00烧结:球团:天然=85:10:5表2焦炭成分，（%）固灰分（12.64）挥发份（0.58）SiO 2_A12O3CaOMgOFeOCOCO 2CH 4H 2N 285.367.324.260.510.120.430.210.190.0250.0370.118续表2有机物（1.42）s游离水H 2N 2S0.360.270.79100.004.17表3喷吹煤粉成分，（%）燃料CHNSOHO2煤粉77.752.280.520.302.3
6、20.85续表3燃灰分s料SiO 2A12O3CaOMgOFeO煤粉7.316.700.730.320.92100.00表4生铁成分，（%）FeSiMnPSC95.230.550.030.0340.0264.13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，（）FeMnSP生铁99.750100炉渣0.3500炉气0050燃料消耗量（kg/t生铁）：焦炭345 （干）360 （湿）煤粉140 kg/t生铁鼓风湿度12g/ m3相对湿度 6二X哭己=1.493% 1000
7、18风温1250C炉尘量20 kg/t生铁入炉熟料温度80C炉顶煤气温度200C焦炭冶炼强度0.98 t/ （m3d）高炉有效容积利用系数2.6 t/ （m3 -d）炉渣碱度 R=1.102.2计算矿石需要量G2.2.1矿燃料带入的铁量GFe燃G = G FeO% 56 + G FeO% 56Fe燃焦 焦72 煤 煤72=345X0.43%X 56 +140X0.92%X 5672722.2.2式中2.2.3=2.16kg进入炉渣中的铁量G =1000Fe%X _3%Fe渣生铁 99.7%0 3,=952.3X _ =2.865kg99.70.3%、99.7%分别为铁在炉渣和生铁中的分配比需要
8、由铁矿石带入的铁量为：G Fe矿=1000的生铁+ R渣-G Fe燃=952.3+2.865-2.16=953.01kg2.2.4冶炼1t生铁的铁矿石需要量：G矿二 G f矿 / Fe% 矿=953.01/54.50%=1748.64kg2.3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kgSiO2CaOAl2O3%kg%kg%kg混合矿1748.645.73100.207.43129.921.4926.05焦 八、炭3457.3225.250.511.764.2614.701407.3110.230.731.026.709.38S-135.69-132.
9、71-50.13续表6原燃料MgOMnOS%kg%kg%kg混合矿1.8332.000.111.920.0250.44焦炭0.120.41-0.792.73煤粉0.320.45-0.300.42S-32.68-1.92-3.582.3.1炉渣中CaO的量GCaO渣由上表： G =132.71kg；CaO渣2.3.2炉渣中SiO2的量G渣由上表：G so 渣=135.69kg；2.3.3炉渣中Al2O3的量G渣由上表：G =50.13kg；A12O3 渣2.3.4炉渣中MgO的量GMgO渣由上表： G =32.68kg；MgO渣2.3.5炉渣中MnO的量GMnO渣G 渣=1.92X50%=0.9
10、6kg50%锰元素在炉渣中的分配率；2.3.6炉渣中FeO的量GFeO渣进入渣中的铁量为：Fe渣=2.865kg，并以FeO形式存在故 G =2.865X 72 =3.68kgFeO 渣562.3.7炉渣中S的量GS渣原燃料带入的总S量为：GS=3.58kg（见表6）；进入生铁的S量为：G$生铁=1000S%生铁=1000X0.026%=0.26kg； 式中0.026%硫在生铁成分中的百分比。进入煤气中的S量为:G $ 煤气= G s 5%=3.58X0.05=0.179kg式中5%一硫在煤气中的分配比；故s渣 s G，生铁 G$煤气=3.58-0.26-0.179=3.14kg炉渣成分见下表
11、7表7炉渣成分，（%）组元CaOSiO 2Al OMgOMnOFeOS/2sCaO/ SiOkg132.71135.692 350.1332.860.963.681.57357.602-%37.1137.9414.029.190.271.030.44100.000.98将CaO、SiO2 Al2O3、MgO四元组成换算成100%，见下表8。表8四元炉渣成分CaOSiO 2Al O -3MgOs37.1337.9614.029.1498.2537.7938.6414.279.30100.002.4校核生铁成分2.4.1生铁含P按原料带入的磷全部进入生铁计算铁矿石带入的？量为：Gp= G矿P%矿=
12、1748.64X0.031%=0.54kg1故P=0.54X 10。=0.054%2.4.2生铁含Mn按原料带入的锰有50%进入生铁计算，原料工带入G血。为0.64kg,见表6； 故 Mn = 1.92X50%X 55 X =0.075%7110002.4.3生铁含CC= 100-（95.23+0.55+0.026+0.054+0.075） %=4.065%校核后的生铁成分（%）见下表9表9校核后的生铁成分，（%）FeSiMnPSC95.230.550.0750.0540.0264.0653. 物料平衡计算3.1原始物料3.1.1原料全分析并校正为100%3.1.2生铁全分析3.1.3各种原料消耗量3.1.4鼓风湿度3.1.5铁的直接还原度3.1.6假定焦炭和喷吹物含C总量的1.0%与反应生成CH4，（全焦冶炼 可选0.5%1.0%的C与生成CH4）。3.2计算风量3.2.1风口前燃烧的碳量GC燃3.2.1.1 Gc总G C总二G焦C%焦煤气二345X85.36%+140X77.75%=403.34kg3.2.1.2溶入生铁中的碳量为：Gc 生铁=1000C%=1000X4.065%=40.65kg式中4.065%碳在校核后的生铁中的百分比。3.2.1.3生成甲烷的碳量为：燃料带入的总碳量有1%1
