攀枝花学院课程设计（论文）1000 m3高炉炼铁物料平衡计算
二〇一一年六月
攀枝花学院本科课程设计（论文）摘要
摘要
通过高炉物料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数量，这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。而在此基础上进行的高炉物料平衡计算，则要确定单位生铁的全部物质收入与支出，即计算单位生铁鼓风数量与全部产品数量，试物料收入与支出平衡。这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据，是高炉余各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。
高炉物料平衡的计算有两种方法：一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法。两种物料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为依据。物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料计算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。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。校验高炉冷风流量，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的下基础。
关键词现场物料平衡，鼓风量，煤气量，物料收支总量，
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1 前言（引言）
1.1物料平衡计算的准备
进行物料衡算应具备以下资料：各种物料的全分析成分，各种物料的实际用量；生铁成分、炉渣成分和数量；鼓风含氧量及鼓风湿度等。
1.2高炉物料平衡计算的内容
1.2.1高炉物料平衡的计算有两种方法与依据
一般由一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法组成。两种物料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为依据。
1.2.2物料平衡计算组成部分
物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料计算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。
1.2.3一般物料平衡计算
该法用于高炉配料什算和设计阶段的工艺什算，是在假定铁的直接还原度和氢利用率等前提下，用来检查煤气成分及风量和煤气量的计算是否正确。计算步骤主要是由碳氧平衡算出入炉风量，然后计算出煤气各纽成，总量和成分含量，最终列出物料平衡表。渣量计算方法参照本文配料联合计算中炉渣成分和渣量的计算。这里直接给定了渣量。另外，原料常规分析中有SiO2、CaO、MgO、和Al2O3，物料平衡没有用到的化学成分均没有列出［3］。
1.2.4 现场物料平衡计算
现场用实际的生产数据作物料平衡，用来检查和校核入炉物料和产品称量的准确性，计算生产中无法计量的渣量和炉顶煤气量，实际的入炉风量，算出各种还原度和利用卒，如铁的直接还原度、Co利用率、氢利用率和风口燃烧碳率等，便于技术经济分析［3］。
还可用实际生产数据（包括原、燃料耗量、生铁成分、炉渣成分、渣量、炉尘量及成分等）作为计算基础，用来检查、校核入炉物料和产品计量的准确性，计算风量和煤气量，算出各种如铁的直接还原度、氢的利用率等有关参数，便于技术经济分析［5］.
1.3计算分析
计算分析的可靠性在于计算方法的科学性，原始资料的准确程度，在生产中产生
误差最大的是原燃料的成分分析和实际产量与统计产量的差别，由于我国以前分析和计量技术相对薄弱，造成的误差较大，常将进入生铁元素平衡计算用作原燃料单耗的验算，例如以铁平衡验算矿石消耗量等，然后再以验算后校正的消耗量作为平衡计算的依据［3］。
2物料平衡计算的准备
2.1 原料条件
除了在配料计算中所用的全部原始条件和每吨生铁的各种原料消耗量以外，还需要以下补充条件：
2.1.1原料条件
根据冶炼条件，按经验选定铁的直接还原度，表2-1列出在全焦冶炼时不同冶炼条件下r d值的大致范围[4]。喷吹燃料（尤其喷油）后，由于H2的还原作用的增强，r d =有所降低。
表2.1 不同冶炼条件下的rd值
2.1.2按当地湿度条件或鼓风加湿情况确定鼓风湿度。
2.2计算中应该注意的事项
物料平衡计算过程中，以每吨铁为计算单位。各种物料组成的重量，基本上取千克摩尔重量的近似值，如Fe、FeO、Mn和CO，分别取56．72、55和44。
各种物料的化学成分表示方法如下：除了C k表示焦炭的碳含量（）表示生铁中各元素的含量，［］表示炉渣各组成的含量，以及煤气中各成分的含量无角标以外，一律用（）加角标来表示。
计算单位为kg/kg或m3/m3
各种物料的数量表示方法如下：除了P表示生铁，K表示焦炭以外，一般用G或无括号的化学符号表示重量，V表示体积，角标注明物料的
简称；右上角有“/”的表示物料平衡中要采用的数据。单位用kg或m3表示。
2.3收集原始数据
利用配料计算的原始条件和计算结果，并设生成甲烷的碳量占总碳量的0.8％（一般为0～5％，喷吹煤粉时可达1％）。各种原料的全分析。对现场化学成分分析数据，应将总和调整为100％，并删去不合理数据［6］。
3高炉物料平衡计算中理论计算
3.1 鼓风量计算
对于炼铁设计，作物料平衡计算时，应首先计算每吨生铁的鼓风量。每吨生铁的鼓风量用V b （m 3，一般均为标准立方米）表示，它是由风口前燃烧碳量与鼓风含氧量计算的［1］。
3.1.1风口前燃烧碳量C b 的计算
图3-1［4］
3.1.1.1由碳素平衡图（图3-1）［4］可知
C b =C o -C da-C dFe （kg/t ，下同） （3-1）
式中 C o ——氧化碳量，kg/t ；
C da ——合金元素还原耗碳，kg/t ； C dFe ——铁的直接还原耗碳，kg/t 。
要计算风口前燃烧碳量C b ，则需先计算式中其他各项碳量。 3.1.1.2氧化碳量CO 计算
4O f C CH C C C C =--
[]410K M CH K C M C C C =?+?-- （3-2）
式中，Cc 为生铁渗碳量，由生铁成分计算；CCH 4为生成CH 4碳量，按燃料带
入碳量C f 的0.5%～1.2%取值计算；在作炼铁设计时，选定的焦比K 是参加炉内冶炼过程的实际数值，进入炉尘的碳量不包括在内。 3.1.1.3合金元素还原耗碳C da 的计算
()32
/)(1244/12102/60][48/24][62/60][55/12][28/24][102S U CO V Ti P Mn Si C da ??+??Φ?+?+?+?+?+??=Φα （3-3）
式中 ［Si ］，［Mn ］，［P ］，［Ti ］，［V ］——生铁中相应元素含量，%； Φ ——每吨生铁的石灰石用量，kg ； CO 2——石灰石中CO 2含量；
α——石灰石在高温区分解率，通常取α = 0.5； U —— 每吨生铁的渣量，kg ； （S ）——渣中硫含量。
如果生铁中还含有其他直接还原的合金元素，那么应在C da 式中加上所消耗的化学当量的碳。
3.1.1.4铁直接还原耗碳C dFe 的计算
C dFe =12×Fe.r ×r d /56 （3-4）
式中，Fe.r 为冶炼每吨生铁的还原铁量，kg 。如果高炉冶炼不加废铁，Fe.r=10 [Fe]；如果加入废铁，则Fe.r=10 [Fe] – Fe 料，其中Fe 料为废铁用量，kg/t 。废铁已属金属铁，在高炉内不需还原。
由上面各式可以看出，风口前燃烧的碳量主要取决于燃料比和直接还原度，一般C b 约占入炉碳量的70%~80%。
3.1.2鼓风量的V b 计算
根据风口前碳素燃烧反应2C + O 2 = 2CO ，由燃烧碳量（C b ）及鼓风的含氧量（O 2b ），可以计算出1t 生铁的鼓风量b V
2222.40.933/24b b b b b
C V C O O ?=
=?? （m 3
/t ） （3-5）
式中，0.933为燃烧1kg 碳素所需要的氧量（m 3），在工艺计算中这是个常用的数据。鼓风含氧量可按下式计算：
O 2b =0.21+0.29×?+(a －0.21)×W (3-6) 式中 ?——鼓风湿度，用体积小数表示； W ——1 m 3鼓风中兑入的富氧气体量，m 3； a ——富氧气体氧的纯度。
“(a －0.21)×W 就是所谓的富氧率”。
当高炉喷吹燃料时，由于煤粉中常含有少量有机物氧素及水分，在风口区热分解，分解出的氧亦能燃烧碳素。因此，在精确计算时不能忽略这部分氧的影响，这时鼓风量应按下式计算
20.933b b b
C O V O -=
喷
（3-7）
式中，O 喷为冶炼每吨生铁由煤粉带入的氧量（m 3），它的计算是
()222.416/18/32M M O M O H O =?+?喷 （3-8） 式中，O M 为煤粉中含氧量；H 2O M 为煤粉水分含量。
3.1.3鼓风质量G b 的计算
过去多以物料重量进行物料衡算，列物料平衡表，这不符合现行规范，应予以改正。每吨生铁的鼓风质量应为
b b b G V ρ=? （kg ） （3-9） 式中，P b
为标准状况下的鼓风密度（kg/m 3），它要由鼓风成分及其分子量去计算。
3.2煤气量计算
组成炉顶煤气的有CO 2、CO 、N 2、H 2、CH 4五种组分，要计算冶炼每吨生铁的高炉煤气量，就需要明确这些组分的来源及其数量的计算。
3.2.1煤气级成数量的计算
1）CH 4
CH 4的来源有二：一是焦炭挥发分中含有CH 4，它和挥发分中其他成分一样，在高炉上部析出进入煤气（不要计入煤粉的CH 4）；另一是由高炉中碳素同煤气中氢化合生成。这后部分CH 4数量按生成CH 4的碳量计算（现在也有认为没有碳素生成CH 4的）。因此，每吨生铁煤气中CH 4量的计算是：
44422.4/1622.4/12CH CH V K CH C =?+ （m 3/t ） （3-10） 式中 CH 4——焦炭中CH 4的含量。 2)H 2
高炉中氢的来源有：
①燃料带入的，其中包括焦炭挥发分和有机物中的氢（可按焦炭氢元素分析计算）、喷吹燃料的氢和所含水分中的氢；
②高炉鼓风湿分带入的，它在风口前分解出氢；
③如果天然矿含有结晶水，结晶水在高炉中部（大于500℃区域）也要分解出氢。由于现在高炉熟料比较高，天然矿中结晶水含量又不多，计算时这部分氢量可不考虑。
高炉中氢的去向为：
①参加还原，约有30%～40%的氢量参加还原，这部分氢量称为“还原氢（H 2r ）”。还原氢中的绝大部分（90% ～ 100%）在高炉高温区代替碳还原浮士体，其余的还原Fe 3O 4；
②与碳反应生成CH 4； ③其余部分进入炉顶煤气。 炉顶煤气中H 2量按下式计算
V H2=∑H 2－H 2r －H 2CH4（m 3/t ）
或者 ()222241H H CH V H H η=?--∑ （3-11）
这里∑H 2为入炉的总氢量（m 3/t ），其计算是
(){}2
22222.42/18/2b K M M H
V K H M H H O ?=?+??+?+?∑
（3-12） 式中
H 2K ——焦炭中H 2的含量；
H 2M ，H 2O M ——煤粉中H 2及H 2O 的含量；
2
H η——氢利用率。
生成CH 4的氢量是：442222.4/12CH CH H C =?? （3-13） 3)CO 2
CO 2的来源有：
①高炉里间接还原产生的，这是其主要部分。矿石中的铁、锰高级氧化物的还原都是间接还原，而FeO 则有部分被CO 还原，它们的产物是CO 2；
②炉料带入的，这里面包括焦炭挥发分中的CO 2、矿石烧损项的CO 2，以及熔剂（石灰石、白云石）带入的CO 2。对于石灰石，因其分解温度高，有部分要在高温区分解，分解出CO 2的要同C 反应生成CO ，计算CO 2数量时，这部分不应计入。
炉顶煤气中，CO 2数量的算式是：
()22222.4/44CO V CO CO =+还料 （m 3/t ） （3-14） 式中 2CO 还——由还原产生的CO 2量，kg/t ； 2CO 料——由炉料带入的CO 2量，kg/t 。
它们的计算是
()()()
2232244/160/87.144/56A A d i H CO A Fe O A MnO Fe r r r =?+?+?--?还（3-15）
()22221A K CO A CO K CO CO αΦ=?+?+Φ??-料 （3-16）
式中 23A Fe O ，2A MnO ，2A CO ——矿石中相应成分含量； 2CO Φ，2K CO ——分别为熔剂、焦炭中CO 2含量；
α——石灰石在高温区的分解率。
这里是按全部还原氢量都参与浮士体的还原考虑的的()2i H r ，因此矿石中的Fe 2O 3就都由CO 还原到浮士体。氢还原度计算如下：
2
22()562.H i H r
H r Fe η??=
?∑ （3-17）
4）CO
CO 的来源有：
①燃料中碳素在风口前燃烧生成的；
②还原产生的，其中包括FeO 被C 直接还原和生铁中Si 、Mn 、P 、Ti 、V 等合金元素的还原产生的，还有石灰石在高温区分解出的CO 2参与溶损反应及炉渣脱硫产生的CO ；
③焦炭挥发分带入的CO 。
高炉煤气在炉内上升过程中有部分CO 参加间接还原转变成CO 2，其余以CO 进入煤气。炉顶煤气中CO 数量的计算是：
22.4/1222.4./56
CO b d V C Fe r r =?+??
[][][][][]{}102
/548/262/555/28/2104.22?+?+?++???+V Ti P Mn Si ()222.4/32222.4/44U S CO ?α+??+??Φ??
222.4/2822.4/44K K CO CO +??-?还（m 3/t ） （3-18） 或者
{}2222.4/12./56/12/44/2822.4/44CO b d da K V C Fer r C CO K CO CO ?α=?+?++Φ??+?-?还 （3-19）
这里应明确，石灰石在高温区分解出的CO 2，要被C 还原成CO （CO 2+C=2CO ），一个要CO 2变成两个CO ，其中一份包括在式4-16’中的C da 项内，另一份则是该式的第四项。 5）N 2
炉顶煤气中N 2主要是由鼓风带入的，焦炭和煤粉也带入一些，不应遗漏。 ()222222.4/28N b b K M V V N K N M N =?+??+? （m 3
/t ） （3-20） 式中 2K N ，2M N ——分别为焦炭、煤粉中氮的元素含量； 2b N ——鼓风中氮的含量，不富氧时按下式计算
()20.791b N ?=?-
如果属富氧鼓风，则应为：()()20.7910.21b N W ?α=?---? （3-21）
3.3 煤气中水蒸气量的计算
炉顶煤气中的水蒸气由氢还原产生和炉料带入两部分构成，每吨生铁的水蒸气量是：
()222218
10.0222.41K H O K
H O G H r K H O =
?+??+- （kg ） （3-21） 式中，H2OK 为焦炭游离水含量，这里把焦比扩大了2%，是考虑了焦炭的机械损失（炉尘）。K 为吨铁干焦量，湿焦应为K /（1—H2OK ）。还应注意，如果熔剂、矿石（生矿）也带入了物理水，应在式3-1内加入。
4物料平衡计算
4.1理论物料平衡计算
4.1.1必需的原始资料［3］
1）各种炉料的单耗（表4-1），渣量及炉尘量；
2）计算所需的有关原、燃料和产物的化学成分
表4-2 原料成分
表4-4 煤粉成分
3）鼓风湿分()，本例＝1％；
4）铁的直接还原度（r
d ），本例r
d
＝047；
5）利用率（）本例＝045。
4.1.2计算步骤
1）根据碳平衡什算入炉风量（V
风
）：
①风口前燃烧碳量（C
风
）风口前燃烧碳量由碳平衡得
C 风=C 焦+C 吹+C 料+C 附-C 生-C 尘- C 直 kg (4-1) C 焦 = K·C k =390*0.8602=335.478 kg C 吹=G 吹·C 吹=110*0.7783=85.613 kg C 料= G 矿·C 矿=0
C 尘= G 尘·C 尘=15*0.3173=4.760 kg C 附= G 附·C 附=0
C 生=1000*0.04506=45.06 kg
C 直=56
12Fe 还·r d +C si …+4412G 熔·（CO 2）熔·b co2
=56
12×945.90.47+1000×（005.02824?+00327.05512?+00049.06260
）
+0066.03.3323212??+44
125.04475.097.2???=101.743 kg 式中 Fe 还——还原得到的铁量，kg
于是 C 风=335.478+85.613+0+0-45.06-4.760-101.743=269.528 kg ○
2风量（V 风） V 风= （
12
24
.22?C 风-O 吹）÷（0.21+0.29Ψ）m 3 (4-2) 其中 O 吹=22.4Σ［（H 2O ）/36+（O 2）/32］吹·G 吹
=22.4（360123.0+32
0302
.0）110?=3.167 m 3
V 风=（
528.26912
24
.22??-3.167）/(0.21+0.2901.0?)=1166.71m 3 这里，为了计算方便起见，没有富氧，V 风包含了榆送煤粉的压缩空气量。在热平衡中分别计算经热风炉进入炉内的风量和压缩空气量带入炉内的热量。
○
3鼓风重量（G 风）： G 风=V 风?R 风
()?+-????4
.221812897.03221.0?
?V 风 Kg (4-3)
G 风=
()()kg 493.149671
.11664.2201.01801.012897.03221.0=??+-????
（2）煤气量计算：
煤气成分计算 实际进入炉内参加反应的焦量（K °
）为：
K °=k-G 尘(C) 尘 / C k Kg (4-4)
将数据代入式（4-）得：
Ka=390-15 × 0.3173 / 0.8602=384.467 kg 炉顶煤气中各组分及总量计算如下：
V H2=ΣH 2(1-ηH 2) (4-5) 其中 ΣH 2=H 2焦+H 2吹+H 2风+H 2结晶水 (4-6) 而 H 2焦=11.2（H 2有机+H 2挥+CH 2挥）焦
=11.2×（0.0004+0.003+2×0.003）×384.467=17.224 m
3
H 2吹=11.2·G 吹［（H 2）+
18
2
(H 2O)］吹 =11.2×110×（0.0168+18
2×0.0123）=22.381 m 3
H 2风=V 风·?=1166.71×0.01=11.667 m 3 H 2结晶水=18
4
.22（H 2O 晶）·G 料·O H b 2
代入式（4-6）得：
ΣH 2=17.224+22.381+11.667+0=51.272 m 3
由式（4-5）得：
V H =51.272 × (1-0.45)=28.200 m 3
V CO =CO 2+CO 2料+CO 2FeO m 3 （4-7）
其中 CO2=22.4/160 × Fe 2O 3 还+22.4/87MnO 2还-ΣH 2（1-b H2） x ηH 2
=22.4/160 × (1621 × 0.7007-15 × 0.4473)+0-51.273 × (1-0.9) × 0.45
=155.700 m 3
CO 2i =22.4/160Fe 还（1-r d -r H ）=22.4/56 ×964.9 × (1-0.47-0.055)=179.721 m 3 CO 2料= CO 2熔+CO 2焦+CO 2矿
=22.4/44 × [2.97 × 0.4475× （1-0.5）+384.467 × 0.0026+0] =0.847 m 3
式中Fe 2O 3——参加还原的Fe 2O 3总量，kg ； MnO 2——参加还原的MnO 2总量，kg ；
b H2——参加 FeO － Fe 还原反应的氢量占还原氢量（H 2还）的比率，本例取 b H2＝ 0 9；
而 r H =5622.4·2H
H b Fe ?还
=0.055 由式（4-7）得：
V CO2=155.770+179.721+0.847=336.338 m 3
v CO =CO 风+CO 直+CO 焦+CO 熔－CO 间 m 3 （4-8）
CO 风=
22.412C 风=22.4
12×269.528=503.119m 3 CO 直=22.412C 直=22.412×101.743=189.920m 3
CO 焦=22.428CO 焦=384.467×0.0027×22.428=0.830m 3
CO 熔=22.444CO 2=22.444
×2.97×0.4457×0.5=0.338m 3
CO 间=CO 2+CO 2=155.770+179.72=335.491m 3
由式（4-8）得
V CO =503.119+189.920+0.830+0.338－335.491=358.716m 3
V N =N 2风+N 2焦+N 2吹 m 3 （4-9）
其中 N 2=0.79×（1－?）V 风=0.79×（1－0.01）×1166.71=912.484m 3
N 2=
22.428k θ?(N 2)k=22.4
28
×384.467×(0.0014+0.003)=1.353m 3 N 2=
22.428C 吹?（N2）吹=22.4
28
110×0.0042=0.370m 3 由（4-9）式得
V N =912.484+1.353+0.370=914.207m 3
干煤气总量及其见表4-7。
干煤气重量（G 气）：
G 气=228.244336.33828358.716914.20722.4
?+?+?+（）=2254.336 kg
挥发物量（G 挥）：
G 挥=
1
G
∑?M ci ?b kg （4-10）
式中 b ——各元素挥发进入煤气的系数（见附录）； M ——挥发物质的成分，kg/kg 。 由式（4-9）得：
G 挥=（1621×0.00012+2.97×0.00012－15×0.00222+390×0.0058+110×0.0015）×
0.05=0.129kg
煤气中水量（G 煤气水）:
G 煤气水=H 2O 物理水+H 2O 还原水+H 2O 结晶水 kg （4-11）
其中
H 2O 物理水=∑G·（H 2O ）物=390G 0.042/1-0.042+2.97G0.05/1-0.05=17.254kg
H 2O 还原水=18/22.4 H2=18/27.4G 51.272G 0.45=18.540kg
H 2O 结晶水∑.（
H 2O ）晶.（1-b ）=0 由式（4-10）得：
G 煤气大=17.254+18.540+0=35.794kg
3）编制物料平衡表。根据有关原始资料及上述计算结果编制的物料平衡列于表4-8
注：要求相对误差小于0.3％，否则无效。
4.2现场物料平衡计算
现场物料平衡计算
现场用实际的生产数据作物料平衡，用未检查和校核入炉物料和产品称量的准确性，计算生产中无法计量的渣量和炉顶煤气量，实际的入炉风量，算出各种还原度和利用率，如铁的直接还原度、CO利用率、氢利用率和风口燃烧碳率等，便于技术经济分析。
4.2.1常规计算法
1）渣量计算。高炉生产产生的渣量是无法用称量办法得到的，因为从高炉内放出的高温炉渣立即通过水淬法制成水渣。渣量只能通过计算得到。理论上讲任何造渣氧化物的平衡均可以求得渣量，但简单而又较准确的方法是按氧化钙CaO 平衡，因为Ca2+化验误差小，而CaO在炉内既不挥发，也不还原。根据平衡，入
炉CaO除去炉尘带丈的以外，其余都进入了炉渣，即CaO
料-CaO
尘
=u
（CaO），由此：
u=（CaO
料- CaO
尘
）/( CaO
尘
)
式中 u——单位生铁的渣量，kg/t；
CaO
料
——炉料带入炉内的CaO总量，kg/t；
CaO
尘
——炉尘带走的CaO量，kg/t；
(CaO)——炉渣中CaO的质量分数，%。
［实例」［3］某高炉的干料消耗量（kg/t）为：焦炭474.2．煤粉66.8．烧结矿1690、澳矿116.6．石灰石24.5；炉料中CaO的质量分数（%）相应为：0.85、0.83、11.78、0、55.3；产生的炉尘量为16.8kg/t，炉尘中CaO的质量分数为8.11％；炉渣中CaO的质量分数为42.12％。
解：
CaO料=474.2×0.0085+66.8×0.0083+1690×0.1178+116.6×0+24.5×0.553=217.13 kg/t
CaO尘=16.8×0.0811=512.27 kg/t
u=
4212
.036 .1
13
.
217
=512.27 kg/t
2)风量、煤气量计算。高炉生产中在冷风管上有测量的流量计，测量结果或在仪表上、或在计算机显示屏上显示出来，一般每小时在日报表上记录一次。但是这个风量是风机给出的风量，并不是真实的入炉风量，因为冷风经过管路、热风炉等有一定数量的漏损。生产形成而逸出高炉的煤气也从来不用任何测量手段来计量。真实的风量和产生的煤气量是通过计算求得的，常用进入煤气的元素碳、氧、氢、氮的平衡，取4个平衡中的2个就可以算出，它们是：
C平衡（CO+CO
2+CH
4
）V
煤气
=
22.4
(O+O+V O+0.5
32
?
料）风（风）
22.4
12
C
气化
O平衡 ( CO
2+0.5CO)V
煤气
+0.5H
2
O
还
=
22.4
32
（O
料
+O
喷
）+V
风
（O
风
+0.5?）
H平衡（H
2+2CH
4
）V
煤气
+H2O
还
=
22.4
2
（H
料
+H
喷
）+V
风??
Ｎ平衡Ｎ
２?Ｖ
煤气
=
22.4
28
（N
料
+N
喷
）+V
风?
N2
风
+N
2%
式中CO. CO
2. CH
4
. N
2
. H
2-
------炉顶煤气中各组分的体积分数，%
H 2O
还
——H
2
参与还原形成的水蒸气量，m3/t
C
气化
——全部气化碳量，即炉料和喷吹燃料带入的元素状态和化合物状态的碳进入炉顶煤气的部分，kg/t；
O
料、H
料
、N
料
——从炉料进入炉顶煤气的氧、氢和氮量，kg/t；
O
喷、H
喷
、N
喷
——从喷吹燃料进入炉顶煤气的氧、氢和氮量，kg/t；
O
风
——干风中的氧的体积分数，％；
——鼓风湿度，%；
N
2
——由生产工艺要求和设备运转要求而进入炉内的氮量，例如有些用比冷却的无钟炉顶，其用量在2000～3000m3/h；又如喷吹烟煤时有的高炉使用氮作为
载体，其消耗量为在浓相输送时1m3N
2输送 30～40kg煤粉，稀相榆送时1m3N
2
风榆
送10kg左右，什算时将它们换算成m3/t。
氢平衡方程中有还原形成的H
2O
还
，它是无法准确测定的，所以常将氧、氢两
个平衡方程先联解消去H
2O
还
，得到一个没有H
2
O
还
的氧平衡方程：
（CO
2+0.5CO-0.5H
2
-CH
4
）V
煤气
=V
风
·O
风
-5.6（H
料
+H
喷
）+0.7（O
料
+O
喷
）
然后用碳、无H
2O还的氧和氮平衡方程求得两个未知的V
风
和V
煤气
（C、N）平衡 V
煤气=1.8667·C
气化
/（CO+CO
2
+CH
4
）
V
风=N
2
·V
煤气
-［0.8(N
料
+N
喷
)+N
其他
］/N
风
（C、O）平衡 V
煤气=1.8667·C
气化
/（CO+CO
2
+CH
4
）
V
风=
风
O
1
［（CO
2
+0.5CO-0.5H
2
-CH
4
）/V
煤气
+0.5(H
料
+H
喷
)-0.7(O
料
+O
喷
)］
（O、N）平衡
V 煤气=
()()()4
25.025.028.06.57.0CH H N CO CO N N N H H O O ---+-+-+-+βββ其他
喷料喷料喷料
(其中β=O 风/(1-O 风)即干风中的氧、氮比) V 风=［N 2·V 煤气-0.8(N 料+N 喷)-N 其他］/(1-O 风)
如果计算所用的原始数据，准确无误，用［C 、N ］、［C 、O ］和［O 、N ］三种所求得的结果应是相同的。但从上面面3组解的计算式中可以看出（C ．N ）平衡的最简单，所以生产中常用此法求得风量和煤气量，在现代高炉上干用色谱仪分析炉顶煤气准确度较高，用此法可以得到较满意的结果。
［实例］［8］某高炉用色谱仪分析的炉顶煤气成分为 CO 21.8%、CO 2 20.3%、H 2 25%、
N 255.4%；C 气化＝370.05kg/t ；干风含氧O 风＝23.5%、鼓风湿度1.5%；O 料＝368.16kg/t 、O 喷＝35kg/t ；H 料＝2.8kg/t 、H 喷t ＝3 .5kg/t ；N 料＝1.5kg/t 、N 喷＝0.9 kg/t ；喷吹煤粉使用压缩空气0.06m 3/kg ；无钟炉顶使用氮气N 其
为2500m 3/h ；日产生铁
5500t/d 。计算风量、煤气量.
解：
① 先计算单位生铁的N 其它。
N 其它=2500×24/5500=10.91 m 3/t
②再用（C.N ）法求V 风与V 煤气。V 煤气=1.8667×370.05/（0.218+0.203）=1640.8m 3/t
V 风=[1640.8×0.554-0.8（1.5+0.9）-10.91]/（1-0.235）=1171.5m 3/t
③用O 平衡来检验所得风量、煤气量的准确程度： 氧收入 鼓风1171.5×0.235=275.3m 3
煤粉3.522.4
32?=2.45 m 3
炉料368.1622.432?=259.18 m 3
氧支出 煤气1640.8×（0.5×0.218+0.203）=511.93 m 3
氢还原夺取的氧（H 2O 还）0.5H 2O 还
0.5×［22.
42(2.8+3.5)+1171.5×0.015-1640.8×0.025］=23.53 m 3
收入和支出的误差1.47m 3
/t, 相当于0.27%
5计算分析
计算分析的可靠性在于计算方法的科学性，原始资料的准确程度，在生产中产生误差最大的是原燃料的成分分析和实际产量与统什产量的差别，由于我国以前分析和计量技术相对薄弱，造成的误差较大，常将进入生铁元素平衡计算用作原燃料单耗的验算，例如以铁平衡验算矿石消耗量等，然后再以验算后校正的消耗量作为平衡计算的依据。
5.1物料平衡表的收入项有：混合矿石用量（包括机械损失在内，炉尘量矿石按外加3%计算）；
（1）焦炭用量（包括机械损失及水分在内，炉尘量焦炭按外加2%计算）；
（2）喷吹燃料（煤粉）用量；
（3）熔剂用量（包括机械损失在内，炉尘量熔剂按外加1%计算）；
（4）鼓风质量。
5.2物料平衡表的支出部分有：
（1）生铁质量（1000kg）；
（2）炉渣质量；
（3）煤气质量；
（4）煤气中水质量
（5）炉尘量（即炉料机械损失数量之和）。
5.3物料平衡误差
5.3.1现场物料平衡计算的计算分析
如上第四章：4.2现场物料平衡计算所计算的，实际生产中炉料的化学成分和炉顶煤气的成分分析总是有误差的，这就影响了计算所得结果的准确程度，尤其是在用传统的奥氏分析仪分析炉顶煤气时，误差就相当大了。造成误差的原因是：（1）奥氏分析仪分析CO和CO2时，吸收不完全而有残余，在燃烧法测氢时就出现产物中有CO，一般认为这个CO2是煤气中CH4入燃烧生成的，将所得CO2换算成CH4列入煤气成分，实际高炉冶炼的条件下是不可能形成CH4的，而且高温区CH4还要完全分解，奥氏分析仪分析的结果使CO,CO2，H2等都发生一些误差;(2)
1．假定100m3鼓风为基准，其鼓风湿度为f=%，计算炉缸煤气成份的百分含量(以100m3鼓风计算) 答案：由反应式2C 焦+O 2 +(79/21)N 2 =2CO+(79/21)N 2 得一个O 2 将生成两个CO CO=[(100-f)×+×f]×2 =[(100―2)×+×2]×2 =43.16m3 N 2 =(100―f)×=98×=77.42m3 H 2 =100×2%=2.00m3 ∴CO+H2+N2=122.58m3 ∵CO=×100%=% N 2 =×100%=% H 2 =2/×100%=% 炉缸煤气成份CO为%，N 2为%，H 2 为%。 2．矿批重40t/批，批铁量23t/批，综合焦批量批，炼钢铁改铸造铁，[Si]从%提高到%，求[Si]变化%时， (1)矿批不变，应加焦多少(2)焦批不变减矿多少 答案：矿批重不变 △K=△[Si]××批铁量=××23=批 焦批不变 △P=矿批重－(矿批重×焦批重)/(焦批重+△[Si]××批铁量) =40―(40×/+××23) =批
矿批不变，应加焦批，焦批不变，应减矿批。 3．有效容积1260m3高炉，矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%。 求：从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)，(r矿取，r焦取，工作容积取有效容积的85%) 答案：工作容积1260×=1071 每批料的炉内体积=(30/+8/×=27.77m3 到达风口平面的料批数=1071/≈39 经过39批料到达风口平面。 4．请按下列要求变料 已知： 矿批20t(全烧结矿)，焦批6350kg(干)，不加熔剂，生铁含硅%，炉渣碱度，生铁含铁94%，石灰石有效熔剂性50%，当矿批不变，焦比不变时，换用球团矿2000kg,计算焦炭，熔剂的变动量(不限方法)。 答案：矿批不变，焦比不变，设变料后焦批为X X=6482kg(取6480kg) 焦批增加量6480－6350=130kg 用2t球团矿代替烧结矿则(方法一) 原烧结矿含SiO ：2000×%=174kg 2 原烧结矿含：CaO：2000×%=235kg 球团矿含SiO ：2000×9%=180kg 2 球团矿含CaO：2000×%=12kg 新增焦碳含SiO ：：130×7%=9.11kg 2
年产量500万吨高炉炼铁车间设计毕业论文 目录 1 绪论 1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程 (8) 1.2 高炉生产的特点及优点 (9) 1.3 设计原则和指导思想 (9) 2炼铁工艺计算 2.1 配料计算 (10) 2.2 物料平衡计算 (12) 2.3 热平衡计算 (15) 3高炉本体 3.1 高炉炉型 (19) 3.2 高炉炉衬 (20) 3.3 炉体冷却方式 (21) 3.4 冷却系统 (24) 3.5 高炉钢结构及高炉基础 (25) 4 炉顶装料制度 4.1 并罐式无钟炉顶装料设备 (29) 4.2 均压装置 (31) 4.3 探料尺 (32) 5 供料系统 5.1 矿槽、焦槽容积与数量的确定 (33) 5.2 筛分 (33) 5.3上料系统 (33) 5.4 贮矿槽下运输称量 (34)
6送风系统 6.1 鼓风机的选择 (35) 6.2 热风炉的结构 (35) 6.3 热风炉常用耐火材料 (37) 6.4 燃烧器及送风制度的选择 (37) 6.5 热风炉主要管道直径的选定 (37) 7.渣铁处理系统 7.1 风口平台及出铁场 (39) 7.2 炉前设备 (39) 7.3 炉渣处理 (41) 8 煤气除尘系统 8.1 除尘设备及原理 (44) 8.2 有关设备 (45) 8.3 重力除尘器 (45) 9 喷吹设备 9.1 设计为喷吹煤粉 (47) 9.2 高炉喷煤设备 (48) 10车间布置形式 10.1 车间布置 (50) 10.2 本设计车间平面布置形式 (50) 结束语 (52) 参考文献 (53)
1 绪论 1.1 高炉炼铁的任务及工艺流程 高炉炼铁的任务是用还原剂（焦炭、煤粉）在高温条件下将铁矿石或含铁原料还原成液态生铁的过程。高炉生产要求以最小的投入获得最大的产出，即做到高产、优质、低耗、有良好的经济效益。 高炉生产时借助高炉本体和其辅助设备来完成的。高炉本体是冶炼生铁的主体设备，它是由耐火材料砌筑的竖立式圆筒形炉体，最外层是由钢板制成的炉壳，在炉壳和耐火材料之间有冷却设备。要完成高炉炼铁生产，除高炉本体外，还必须有其他附属系统的配合，其生产工艺流程如图1-1所示。 图1-1 高炉炼铁生产工艺流程 1—矿石输送皮带机；2—称量漏斗；3—贮矿槽；4—焦炭输送皮带机；5—给料机； 6—焦粉输带机；7—焦粉仓；8—贮焦槽；9—电除尘器；10—调节阀；11—文氏管除尘器；12—净煤气放散管；13—下降管；14—重力除尘器；15—上料皮带机；16—焦炭称量漏斗；17—矿石称量漏斗；18—冷风管；19—烟道；20—蓄热室；21—热风主管；22—燃烧室； 23—煤气主管；24—混风管；25—烟筒。 （1）供料系统。包括贮矿槽、贮焦、称量与筛分等一系列设备，其任务是将
炼铁常用计算 一、 安全容铁量： 一般以渣口中心线至铁口中心线间炉缸容积的60%所容铁量为安全容铁量，无渣口高炉以风口中心线与铁口中心线的距离减0.5m 计算，计算公式： 2 40.6d T h πγ=安铁 T 安—炉缸安全容铁量，t ； d-炉缸直径，m ； γ铁-铁水密度，（7.0t/m 3） h-风口中心线到铁口中心线之间距离减0.5m 后的距离。 例如：846m 3高炉安全容铁量为： T 安=0.6×23.147.24?×2.7×7≈461（吨） 二、 冶炼周期： 指炉料在炉内停留时间，这个指标可以反映炉料下降速度，计算公式： 或 12"u V V N ε-=（V +V ）（1-） T-冶炼周期（时间）； N-一个冶炼周期的料批数； P-生铁日产量（吨）； V u -高炉有效容积（m 3）; 'V -每吨生铁所需炉料体积； V 1-炉喉料面上的体积（m 3 ）; ε-炉料在炉内压缩率； V 2-炉缸风口中心线以下容间体积； V n -高炉有效容积。 "V —每批炉料的炉外容积。 例如：846m 3高炉，假定日产生铁2500吨，每批料焦批6.5t ，矿批18.5t ，焦批比重1.8，压缩比13%，冶炼周期 24846 2500 2.17 4.3T ??==（1-13%）（小时） 一个冶炼周期的料批数： '24n V PV T ε=（1-）
846 24.831.6N -==（18.9+130.2）（1-13%） （批） 取32批 三、 鼓风动能计算公式： 221430324.20110 Q E -??=??T p （n F ） E-鼓风动能 Kg （f ）〃m/s; n-风口数量 个； F-工作风口平均面积 m 2/个； P-热风压力MPa （0.1013+表）； Q 0=2IV n ,Nm 3/min; Vn-高炉有效容积 m 3。 例如：846m 3高炉风口个数20个，平均风口面积0.0138，热风压力330KPa ，风量2700，风温1100℃，求鼓风动能。 14332224.201102700//E -??=?????? （200.01038）（273+1100）（0.1013+0.33） =7025kg （f ）〃m/s =7049×0.0098 =69KJ/s 四、 风口前理论燃烧温度： 计算公式：T 理=1570+0.808T 风+4.37W 氧-2.56W 煤 T 理-理论燃烧温度； T 风-热风温度℃； W 氧-富氧量1000m 3风中的富氧m 3; W 煤-喷吹煤粉数量，1000m 3风中喷吹的煤粉量。 例如：846m 3高炉热风温度1100℃，富氧量25 m 3，喷吹煤量98.7㎏，计算理论燃烧温度，依公式：
铁及其化合物练习题 【考题再现】 1．下列有关纯铁的描述正确的是（） A．熔点比生铁的低B．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快 C．在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D．在冷的浓硫酸中可钝化 2．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能 ．．．发生的是A、3Cl2+6FeI2=2FeCL3+4FeI3B、Cl2+FeI2=FeCl2+I2 C、Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O D、2Fe3++2I－=2Fe2++I2 3.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为： 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH，下列叙述不正确 ．．．的是 A、放电时负极反应为：Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ(OH)2 B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O C、放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D、放电时正极附近溶液的碱性增强 4.硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体： ①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑 用水洗涤2～3遍； ②向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸，控制温度50～80℃之间至铁屑耗尽； ③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶； ④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水2～3次，再用滤纸将晶体吸干； ⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广囗瓶中，密闭保存。 请回答下列问题：(1)实验步骤①的目的是__________________，加热的作用是____________________。 (2)实验步骤②明显不合理，理由是_______________________。 (3)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_____________；_______________。 (4)经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚 铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体)。
（2012届） 专科毕业设计（论文）资料 湖南工业大学教务处
本次设计是根据娄底地区设计年产量为480万吨的高炉炼铁车间，该地区矿藏丰富，水资源充沛，交通发达，设计炼铁车间比较合理。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸H 2 造外，绝大部分是作为炼钢原料。虽然现在高炉并不是以后炼钢的发展趋势，但高炉冶金是获得生铁的重要手段。它是以铁矿石是为原料，焦炭煤粉作为燃料和还原剂，在高炉内通过燃料燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程。随着冶金技术的不断发展，对其冶炼的关键设备——“高炉”。也有了越来越严格的要求。高效率、高质量、高寿命、低能耗、低污染——是本次设计所追求的目标。 在本次设计中翻阅了大量的参考文献，相当于又系统的学习了一遍高炉的有关知识，是对高炉发展的新的具体认识和总结，是本人三年专业知识学习的一个促进过程。本次设计中得到了王建丽老师的悉心指导和帮助，本人表示非常的感谢。然而，由于本人水平有限，设计中难免有不足和纰漏之处。望各位给予指正。
第一章绪论 (1) 1.1 高炉炼铁任务及工艺流程 (1) 1.2 高炉生产的特点及优点 (2) 1.3 设计原则和指导思想 (2) 1.4 厂址及建厂条件论证 (3) 第二章炼铁工艺计算 (4) 2.1 配料计算 (4) 2.2 根据铁平衡求铁矿石需要量 (6) 2.3 渣量及炉渣成分计算 (6) 2.4 物料平衡计算 (7) 2.5 热平衡计算 (8) 第三章高炉本体 (14) 3.1 高炉炉型 (14) 3.2 高炉炉衬 (16) 3.3 炉体冷却方式 (16) 3.4 冷却系统 (19) 3.5 高炉钢结构及高炉基础 (20) 第四章炉顶装料系统 (23) 4.1 串罐式无钟炉顶装料设备 (23) 4.2 串罐式无钟炉顶的特点 (25) 第五章供料系统 (26) 5.1 高炉供料系统 (26) 5.2 储矿（焦）槽及其主要设备 (27)
本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的，比上次更具有系统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档：
一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、 直接还原法、熔融还原法等，其 原理是矿石在特定的气氛中（还 原物质CO、H2、C；适宜温度 等）通过物化反应获取还原后的 生铁。生铁除了少部分用于铸造 外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主 要方法，钢铁生产中的重要环节。 这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧
化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。
（高炉炼铁工） 一、填空题：（共20道题）ABCD四个等级各5道题 A1、我国炼焦用煤主要是指（气煤）、（肥煤）、（焦煤）和（瘦煤）。 A2、焦炭灰分对其质量影响很大，一般生产经验表明，灰分增加1％，焦比升高（2%），产 量降低（3%）。 B1、焦炭当中的硫多以（硫化物）、（硫酸盐）和（有机硫）的形态存在，其中以（有机硫）形态存在的占全部硫量的67%～75%。 B2、高炉的热量几乎全部来自回旋区（鼓风物理热）和（碳的燃烧）。热风区域的热状态的 主要标志是（T理）。 C1、高炉内>1000℃时碳素溶解及水煤气反应开始明显加速，故将1000℃左右等温线作为炉 内（直接还原与间接还原）的分界线。 C2、（滴落带）是大量渗碳的部位，炉缸渗碳只是少部分。 D1、风口燃烧带尺寸可按CO2消失的位置确定，实践中常以CO2降到（1～2%）的位置定为燃烧带的界限。 D2、研究表明铜冷却壁在（15～20分钟内）完成渣皮重建，铸铁冷却壁完成渣皮重建需要（4小时）。 二、选择题 A1、高炉内的（①）是热量的主要传递者。 ①、煤气②、炉料 A2、高炉内物料平衡计算以（②）为依据。 ①、能量守恒定律②、质量守恒定律 B1、炉缸煤气是由：（①③④）组成。 ①、N2②、CO2 ③、H2④、CO B2、高炉冶炼过程中P的去向有（④） ①、大部分进入生铁②、大部分进入炉渣 ③、一部分进入生铁，一部分进入炉渣④、全部进入生铁 C1、高炉内型增大炉腹高度会使（②）。 ①、不利于炉缸冶炼②、减轻炉缸冶炼负荷 C2、碳的气化反应大量进行的温度界限在（①）。 ①、1100℃以上②、900～1000℃ D1、还原硅消耗的热量是还原相同数量铁耗热的（②）倍。 ①、4 ②、8 D2、高炉生产时，铁口主要受到（①②③④）的破坏作用。 ①、高温②、机械冲刷 ③、紊流冲刷④、化学侵蚀 三、判断题 A1、软熔带位置较低时，其占据的空间高度相对也小，而块状带则相应扩大，即增大了间 接还原区。( ) 答案：√ A2、提高炉渣碱度，较低炉温及适当增加渣量有利于排碱。( ) 答案：×
炼铁用计算公式 1、根据焦炭负荷求焦比 焦比=1000/（负荷×综合品位）=矿批/(负荷×理论焦比) 2有效容积利用系数=每昼夜生铁产量/高炉有有效容积 3焦比=每昼夜消耗的湿焦量×(1－水分）/每昼夜的生铁产量 4理论出铁量=（矿批×综合焦比）/0.945=矿批×综合品位×1.06不考虑进去渣中的铁量因为焦炭也带入部分铁 5富氧率=(0.99－0.21)×富氧量/60×风量=0.013×富氧量/风量 6煤比=每昼夜消耗的煤量/每昼夜的生铁含量 7 综合焦比=焦比+煤比×0.8 8 综合燃料比=焦比+煤比+小块焦比 9 冶炼强度=每昼夜消耗的干焦量/高炉有效容积 10 矿比=每昼夜加入的矿的总量/每昼夜的出铁量 11 风速=风量（1-漏风率）/风口总面积漏风率20% 12 冶炼周期=（V有-V炉缸内风口以下的体积）/（V球+V烧+V矿）×88% =719.78/（V球+V烧+V矿）×88% 13 综合品位=（m烧×烧结品位+m球×球品位+m矿×矿品位）/每昼夜加入的矿的总量 14 安全容铁量=0.6×ρ铁×1/4πd2h h取风口中心线到铁口中线间高度的一半 15 圆台表面积=π/2（D+d） 体积=π/12×h×(D2+d2+Dd) 16 正方角锥台表面积S=a2 +b2 +4( a+b/2)h V=h/3(a2+b2+ab) =h/3(S1+S2+√S1S) 17、圆锥
侧面积M=πrl=πr√r2+h2 体积V=1/3πr2h 18、球 S=4πr2=πd2 V=4/3πr3=π/6d3 19、风口前燃烧1kg碳素所需风量（不富氧时） V风=22.4/24×1/(0.21+0.29f) f为鼓风湿度 20、吨焦耗风量 V风=0.933/（0.21+0.29f）×1000×85% f为鼓风湿度85%为焦炭含碳量 21、鼓风动能 （1）E=（764I2-3010I+3350）d E-鼓风动能I-冶炼强度 （2）E=1/2mv2=1/2×Q×r风/（60gn）v风实2 Q-风量r风-风的密度g=9.8 n-风口数目 22、石灰的有效容剂性 CaO有效=CaO熔-SiO2×R 23、洗炉墙时，渣中CaF2含量控制在2%-3%，洗炉缸时可掌控在5%左右，一般控制在4.5% 每批料萤石加入量X=P矿×TFe×Q×(CaF2)/([Fe]×N) P矿-矿批重TFe-综合品位[Fe]-生铁中含铁量 Q-吨铁渣量(CaF2)-渣中CaF2含量N-萤石中CaF2含量 24、风口前燃烧1kg碳素的炉缸煤气量 V煤气=（1.21+0.79f）/（0.21+0.29f）×0.933×C风 C风-风口前燃烧的碳素量，kg 25、理论出渣量 渣量批=QCaO批/CaO渣 渣量批-每批炉料的理论渣量，t QCaO批-每批料带入的CaO量，t CaO渣-炉渣中CaO的含量，% 25、喷吹煤粉热滞后时间 t=V总/（V批×n） V总-H2参加反应区起点处平面（炉身温度1100℃～1200℃处）至风口平面间的容积，m3 V批-每批料的体积，m3
高炉炼铁工序能耗计算方法 发布时间：2011-9-5 来源：中国钢铁企业网作者：王维兴阅读：【收藏此页】【打印】【复制 网址】【字号：大中小】 【中国钢铁企业网/报道】日前，中国钢铁企业网特邀专家顾问王维兴就高炉炼铁工序能耗计算方法作了以下解析： 1.高炉炼铁工序能耗计算统计范围 原燃料供给：矿槽卸料、称量料斗和计量、料车或皮带上料、仪表显示和控制、照明等用电；空调用电、冬季取暖用蒸汽等能源用量。 高炉本体：焦炭（包括小块焦）、煤粉、电力、蒸汽、压缩空气、氧气、氮气、水（新水、软水等）等。 渣铁处理：炉渣处理用电和水，冲渣水余热要进行回收利用。 鼓风：分电力鼓风或气动鼓风。鼓风能耗一般占炼铁总能耗的10%。1m?风需要用能耗0.030kgce/ m?.正常冶炼条件下，高炉消耗1吨燃料，需要2400m?的风量。 热风炉：要求漏风率≤2%、漏风损失应≤5%、总体热效率≥80%、风温大于1200℃，寿命大于25年。 烧炉用高炉煤气折标煤系数0.1143kgce/m3; 转炉煤气折标煤系数0.2286kgce/m3; 焦炉煤气折标煤系数0.6kgce/m3。 热风炉用电力和其它能源工质：蒸汽、压缩空气、水等。 煤粉喷吹：煤粉制备干燥介质，宜优先采用热风炉废气； 用电力、氮气、蒸汽、压缩空气、空调和采暖用能等。 设计喷煤能力要大于180kg/t. 碾泥：用电力和其它能源工质。 除尘和环保：主要是电力（大企业环境保护用电力占炼铁用电的30%左右）、水等。, 铸铁机：电力、水等。 扣除项目：回收利用的高炉煤气，热值按实际回收量计算； TRT余压发电量（电力0.1229kgce/kwh） 2.炼铁工序能耗计算方法
最新化学计算题难题及答案 一、中考化学计算题 1．若要生产含杂质4%的生铁100t，需要含氧化铁60%的赤铁矿石的质量是多少 ________？（要求写出计算过程，计算结果保留小数点后1位） 【答案】228.6t 【解析】 试题分析：含杂质物质的计算要把混合物的质量转化为纯物质的质量，即纯物质质量=含杂质物质质量×纯度，再把纯物质的质量带入化学方程式计算。最后再把计算出的纯物质质量转换为含杂质物质的质量。 ［解］设：需要向炼铁高炉中投入这种铁矿石的质量为x Fe2O3+ 3CO2Fe + 3CO2 160 112 60%x （1-4%）×100 t = x=" 228.6" t 答：需要向炼铁高炉中投入这种铁矿石的质量为228.6t。 考点：含杂质的物质利用化学方程式的计算 2．向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入一定量白色的硫酸铜固体粉末，恰好完全反应，过滤，得到溶质质量分数为14.2％的无色溶液10g。请计算： （1）所得溶液中溶质的质量是_____________； （2）实验前试管中氢氧化钠溶液的溶质质量分数。（计算结果保留到0.1%）__________【答案】1.42g 8.5% 【解析】 【分析】 【详解】 （1）10 g×14.2％=1.42g (2) 解：设实验前氢氧化钠溶液中的溶质质量为X，生成Cu(OH)2的质量为Y，白色的硫酸铜固体粉末的质量为W。 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ 2×40 160 142 98 X W 1.42g Y 2×40 : 142=X :1.42g 解得X=0.8g 180 ：142= W :1.42g 解得W=1.6g 142 ：98 = 1.42g ：Y 解得Y="0.98g." 氢氧化钠溶液的质量为：10 g+0.98g- 1.6g=9.38g 实验前试管中氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：0.8g÷9.38g=8.5%
高炉炼铁论文 时间：2010-11-12 08:12:40|浏览：112次|评论：0条 [收藏] [评论] [进入论坛] 本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣… 本文针对高炉炼铁工艺的生产现状进行了其技术性研究，使其高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。实现渣铁分离。已熔化的渣铁之间及与固态焦炭接触过程中，发生诸多反应，最后调整铁液的成分和温度达到终点。故保证炉料均匀稳定的下降，控制煤气流均匀合理分布是高质量完成冶炼过程的关键。 关键词: 固态焦炭渣铁分离炉料均匀煤气流分布 绪论 高炉是炼铁的专用设备。虽然近代技术研究了直接还原、熔融技术还原等冶炼工艺，但它们都不能取代高炉，高炉生产是目前获得大量生铁的主要手段。高炉生产是可持续的，他的一代寿命从开炉到大修的工作日一般为7-8年，有的已达到十年或十年以上。高炉炼铁具有规模大、效率高、成本低等诸多优势，随着技术的发展，高炉正朝着大型化、高效化和自动化迈进。 1.1我国钢铁工业生产现状 近代来高炉向大型化发方向发展，目前世界上已有数座5000立方米以上容积的高炉在生产。我过也已经有4300立方米的高炉投入生产，日产生铁万吨以上，日消耗矿石等近2万吨，焦炭等燃料5千吨。这样每天有数万吨的原、燃料运进和产品输出，还需要消耗大量的水、风、电气，生产规模及吞吐量如此之大，是其他企业不可比拟的。 1.2加入世贸对我国钢铁经济的影响 钢铁工业是人类社会活动中占有着极其重要的地位，对发展国民经济起着极其重要的作用。无论工业、农业、交通、建筑及国防均离不开钢铁。一个国家的钢铁生产水平，就直接反映了这个国家的科学技术发展和人民的生活水平。那么自中国加入世贸组织之后，自2001年底以来，全球钢铁价格已上涨2倍，提升了该行业的盈利水平。同期，由所有上市钢铁公司股价构成的全球钢铁股价格综合指数，表现超过所有上市公司平均股价表现近4倍。2003年，中国钢铁净进口量(进口减去出口)约为3500万吨。但今年，预计中国钢铁净出口量大约为5000万吨。假设这种趋势持续下去，中国钢铁公司出口量的上升，的确有可能影响全球钢铁行业的前景。中国从2006 年开始，从钢净进口国转变为净出口国，2007 年中国粗钢净出口量占中国粗钢产量的11.27%，占全球除中国外粗钢产量的6.47%。今年9 月受美国金融危机的影响，国内钢材出口量减少为667 万吨，较8 月份高点回落101 万吨。奥巴马上台后誓言要实施自己的金融新政，力争让美国经济在任期内重新好转。而积极的新政，无疑也会为中国钢铁出口带来新的消费希望。 1.3唐钢不锈钢高炉的情况介绍 唐钢不锈钢高炉现共有四座炼铁高炉分别有两座450t、两座550t高炉炼铁设备，其中两座550t高炉是由唐钢设计院主持设计的。不锈钢高炉现今以持续使用五年以上，日产量高，出铁效率高，并且在三号高炉中使用了TRT自动化控制系统，使得在随后的生产过程中，高炉出铁高效化，自动化迈进。 2唐钢不锈钢扩大生产规模化的可行性研究 2.1唐钢不锈钢生产规模能力
高炉常用计算公式 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
炼铁用计算公式 1、根据焦炭负荷求焦比 焦比=1000/（负荷×综合品位）=矿批/(负荷×理论焦比) 2有效容积利用系数=每昼夜生铁产量/高炉有有效容积 3焦比=每昼夜消耗的湿焦量×(1－水分）/每昼夜的生铁产量 4理论出铁量=（矿批×综合焦比）/=矿批×综合品位×不考虑进去渣中的铁量因为焦炭也带入部分铁 5富氧率=－×富氧量/60×风量=×富氧量/风量 6煤比=每昼夜消耗的煤量/每昼夜的生铁含量 7 综合焦比=焦比+煤比× 8 综合燃料比=焦比+煤比+小块焦比 9 冶炼强度=每昼夜消耗的干焦量/高炉有效容积 10 矿比=每昼夜加入的矿的总量/每昼夜的出铁量 11 风速=风量（1-漏风率）/风口总面积漏风率20% 12 冶炼周期=（V有 -V炉缸内风口以下的体积）/（V球+V烧+V矿）×88% =（V球+V烧+V矿）×88% 13 综合品位=（m烧×烧结品位+m球×球品位+m矿×矿品位）/每昼夜加入的矿的总量 14 安全容铁量=×ρ铁×1/4πd2h h取风口中心线到铁口中线间高度的一半 15 圆台表面积=π/2（D+d） 体积=π/12×h×(D2+d2+Dd)
16 正方角锥台表面积S=a2 +b2 +4( a+b/2)h V=h/3(a2+b2+ab) =h/3(S1+S2+√S1S) 17、圆锥 侧面积M=πrl=πr√r2+h2 体积V=1/3πr2h 18、球 S=4πr2=πd2 V=4/3πr3=π/6d3 19、风口前燃烧1kg碳素所需风量（不富氧时） V风=24×1/+ f为鼓风湿度 20、吨焦耗风量 V风=（+）×1000×85% f为鼓风湿度 85%为焦炭含碳量 21、鼓风动能 （1）E=（764I2-3010I+3350）d E-鼓风动能 I-冶炼强度 （2）E=1/2mv2=1/2×Q×r风/（60gn）v风实2 Q-风量 r风-风的密度 g= n-风口数目 22、石灰的有效容剂性 CaO有效=CaO熔-SiO2×R 23、洗炉墙时，渣中CaF2含量控制在2%-3%，洗炉缸时可掌控在5%左右，一般控制在%
首钢2015年“京唐杯”职业技能竞赛高炉炼铁工决赛大纲 （首钢京唐公司编制） 首钢总公司2015年职业技能竞赛组委会 二○一五年七月十日
高炉炼铁工竞赛大纲 一、参赛范围 （一）参赛选手条件：首钢各分公司在岗的高炉工长或从事高炉冶炼的相关技术人员。 （二）竞赛知识范围以《国家职业技能标准-高炉炼铁工》中规定技师应具备的理论知识和实际工作技能要求作为主要依据。 （三）竞赛采取“理论知识竞赛+实际操作技能考核+论文答辩”的方式，分值比例为3:5:2。 二、考核内容 （一）理论知识部分 理论知识竞赛采用计算机无纸化考试方式，满分100分，竞赛时间120分钟。题型包括：单项选择题、多项选择题、判断题、名词解释、计算题、简答题。 内容包括： 1. 高炉冶炼原理、工艺流程 （1）高炉的主要技术经济指标； （2）炉内的基本状况； （3）炉料的还原过程； （4）炉料在高温下的性状变化、造渣及生铁形成； （5）高炉气体动力学基本知识； （6）高炉内热量利用和热平衡； （7）高炉从原料进场到产品形成的工艺流程；
（8）高炉强化冶炼技术； （9）高炉富氧喷煤冶炼知识及喷煤工艺相关知识。 2. 高炉对原燃料的质量要求，各种原燃料的性质 （1）烧结矿、球团矿、天然矿石的化学成分、物理性能及冶金性能； （2）精料与合理炉料结构； （3）熔剂的质量； （4）焦炭在高炉内的作用和变化过程； （5）焦炭的性质及高炉对焦炭的质量要求； （6）喷吹煤粉的质量及高炉对喷吹煤粉的质量要求。 3. 高炉综合计算 （1）原始资料内容的收集； （2）高炉配料计算方法； （3）物料平衡与热平衡； （4）最低理论焦比计算方法； （5）操作线计算与应用。 4. 高炉本体结构和附属各系统 （1）高炉本体结构； （2）炉型设计； （3）热风炉系统； （4）渣铁处理系统； （5）上料系统；
中考化学专项练习题型归类：炼铁计算题 (1)氧化铁中铁元素的质量分数为 。 (2)1000t 含氧化铁80%的赤铁矿石中，氧化铁的质量是____________t ，用这些赤铁矿石理论上可以炼出含杂质4%的生铁 t(计算结果保留整数)。 解析 此题是一道含杂质化学反应的计算，计算时一定要将不纯物转化为纯净物代入化学方程式中进行计算。 氧化铁中铁元素的质量分数= ×100%=70%；1000t 含氧化铁80%的赤铁矿石中，氧化铁的质量=1000t ×80%=800t ，设理论上可炼出含杂质4%的生铁的质量为x 。 Fe2O3 +3CO 高温 2Fe + 3CO2 160 112 800 t x ×(1－4％) x=583 t 例2 ( (1)小强为了探究某炼铁厂赤铁矿石中氧化铁的质量分数，设计了如右图所示的装置进行实验，测出赤铁矿 中氧化铁的质量分数为80%。现炼铁厂利用该 赤铁矿石5000t ，理论上可炼出含铁98%的生铁 的质量是多少？(结果保留整数) (2)在利用上图装置进行实验时，小强 得到如下两组数据(杂质不参加反应) 反应前 氧化铁完全反应后 A 组 玻璃管和赤铁矿石样品的质量m 1 g 玻璃管和固体物质的质量m 2 g B 组 烧杯和澄清石灰水的质量m 3 g 烧杯和烧杯中物质的质量m 4 g 你认为他应该选用了 (填〝A 〞或〝B 〞)组数据来就计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数；结合装置图回答他不能选用另一组数据计算的原因是 。 解析 此题是一道实验型计算题，主要考查学生对实验数据的分析能力、化学计算能力和科学探究能力。根据题意，5000t 赤铁矿石中含氧化铁56×2+16×3 56×2 x×(1－4％) 800 t 112 160
年产530万吨生铁的高炉炼铁车间工艺 设计毕业论文 目录 前言 (1) 1 高炉配料计算 (2) 1.1原始资料 (2) 1.1.1 矿石的选配 (4) 1.2原始资料的整理 (4) 1.3冶炼条件的确定 (4) 1.4物料平衡 (11) 1.4.1 根据碳平衡计算风量 (11) 1.4.2 煤气的成分和数量计算 (13) 1.4.3物料平衡表的编制 (15) 1.5热平衡 (16) 1.5.1 计算热量收入项 (16) 1.5.2 计算热量支出项 (18) 1.5.3 列出热量平衡表 (21) 1.5.4 高炉热工指标的分析 (22) 2 高炉本体设计 (23) 2.1高炉内型相关计算 (23) 2.2高炉内衬设计 (26) 2.2.1炉底 (26) 2.2.2炉缸 (27) 2.2.3炉腹 (27) 2.2.4炉腰 (28) 2.2.5炉身 (28) 2.3高炉炉壳和高炉基础 (32) 2.4炉体设备 (35) 2.4.1 炉体冷却设备 (35)
2.4.3 铁口套 (36) 2.4.4炉喉钢砖 (36) 2.4.5 炉顶保护板 (36) 3 料运系统计算及装料布料设备 (37) 3.1贮矿槽 (37) 3.1.1 平面布置 (37) 3.1.2 槽上运输方式 (37) 3.1.3 储矿槽工艺参数 (37) 3.1.4 槽下供料 (37) 3.2料坑设备 (38) 3.3碎焦运送设施 (39) 3.4上料设备 (39) 4 高炉鼓风机的选择 (40) 4.1高炉鼓风量及鼓风压力的确定 (40) 4.1.1 高炉入炉风量 (40) 4.1.2 鼓风机出口风量 (40) 4.1.3 高炉鼓风压力 (41) 4.2高炉鼓风机能力的确定 (41) 4.2.1 大气状况对高炉鼓风的影响 (41) 4.2.2 鼓风机工况的计算 (42) 4.3高炉鼓风机的工艺过程 (43) 5 热风炉 (44) 5.1计算的原始数据 (44) 5.2燃烧计算 (45) 5.2.1 煤气成分换算 (45) 5.2.2 煤气发热值计算 (45) 5.2.3 燃烧1标米3煤气的空气需要量 (46) 5.2.4燃烧1标米3煤气生成的烟气量百分组成 (46) 5.2.5理论燃烧温度和实际燃烧温度计算 (47) 5.3热平衡计算 (50) 5.3.1 计算鼓风从80℃提高到1200℃所增加的热含量 (50)
五、计算题 （1）各种计算式及推导 1. 各种常规计算式 ⑴ () d m t ?= 3 /高炉有效炉容 日生铁折合产量高炉利用系数 ⑵ () d m t ?= 3有效容积入炉干焦炭量冶炼强度 ⑶ ()t kg /日生铁产量 日入炉干焦量入炉焦比= ⑷ ()t kg /日生铁产量 日喷吹煤粉量煤比= ⑸ 1000?+= 生铁产量煤粉消耗量 焦炭消耗量燃料比 ⑹ t 装料批数 入炉焦炭量焦炭批重= ⑺ )/(t t 入炉焦炭量 入炉矿石量矿焦比= ⑻ ()t 生铁中铁元素百分比 铁元素收得率 矿石品位日入炉矿量日生铁产量??= ⑼ t t /日入炉干焦总量 日入炉矿总量焦炭负荷= ⑽ () ()t t 批料焦丁量批料煤量批干焦炭重量批料矿量 焦炭综合负荷++= ⑾ % % Fe Fe 生铁中矿石矿石总量理论出铁量? = ⑿ 元素量各种炉料带入生铁中铁元素收得率 每批料出铁量Fe Fe ?= % ⒀ % TFe Fe Fe Fe Fe Fe 矿石焦炭中碎铁炉尘中炉渣中生铁中矿石用量--++=
⒁ 百分比 渣中重量 渣中渣量CaO CaO = ⒂ []1000?= 百分比 生铁中元素炉料带入元素总和吨铁炉料带入硫负荷Fe Fe S 或者 S S 挥发硫负荷-= ∑1 1． 各种条件变化对焦比的影响数据 (1) [Si]升高1%，焦比升高40㎏/t ； (2) [Mn]升高1%，焦比升高20㎏/t ； (3) 焦炭中S 变化0.1%，焦比变化1.5%； (4) 100℃风温影响焦比4% (5) 每克湿分影响风温为6℃ 2． 焦炭固定碳发生变化时焦炭调整量的计算 % % C C 变化后变化前变化前焦（比）炭量焦炭调整量? = 3． 4.焦炭含S 变化时焦炭调整量的计算 焦炭中含硫变化1%，影响焦比按1.5%。 ()?? ? ????-+?=%5.11.0%%1S S 变化后变化前变化前焦炭量焦炭调整量 4． 5.风温变化焦炭量调剂计算式 100℃风温影响焦比4% 焦炭批重风温变化量 风温相当焦比变化每每批焦炭量变化?? =100 100 C 5． 6.焦炭水分变化调剂量计算式 变化后水分 变化前水分 变化后水分原每批焦炭量水分变化焦炭调整量--? =1 6． 7.减风影响生铁产量计算式
〈〉 0引言 富氧喷煤技术在我国高炉生产中应用较为普 遍[1-2]。高炉操作中，提高鼓风富氧量能够富化鼓风 的氧含量，进而提高风口前煤粉的燃烧率，提高煤 粉的置换比，降低焦比及铁前成本。同时，还可以解 产量点。根据理论燃烧温度计算方法可知，富氧和 喷煤对高炉冶炼过程的影响是相反的，两者之间可 以优势互补，所以在调整富氧率时也要相应调整喷 煤才能保证高炉稳定顺行；富氧率增加后，煤气量 减少，上部热交换区域扩大，炉顶温度降低，当温度 降到结露温度将会影响高炉除尘系统的正常运行。 1.1富氧率与吨铁氧量 根据已有的研究结果可知，一般来说富氧率在 一定范围内的时候鼓风中富氧率每提高1%，铁水 产量可以提高2.5%耀3%[3-4]。但是富氧率和高炉铁水 产量存在一个相关的关系，可以实现产量和富氧利 用的最佳比例，因此有必要寻找到最佳的富氧和产 量对比关系，用来指导高炉的日常生产，从而优化 高炉生产的经济指标。 吨铁氧量的计算： q=Q t（1） 式中，Q为每天高炉的富氧流量，m3；t为铁水日产 浅析富氧对高炉炼铁的影响 郭晓鹏 （德龙钢铁有限公司，河北邢台054009） [摘要]根据高炉物料平衡和热平衡，计算出高炉冶炼过程中，富氧率对高炉产量、顶温的影响，富氧、煤比与理论燃烧温度的关系，得出随着富氧率的增加，顶温逐渐降低，煤比逐渐升高；富氧率和铁水产量关系存在缓变区域，最高值对应的最佳富氧率值为4.2%。 [关键词]高炉；富氧；顶温；理论燃烧温度；煤比 Brief Analysis on the Effect of Oxygen Enrichment on Ironmaking GUO Xiao-peng （Delong Iron and Steel Co.,Ltd.,HEBEI054009） Abstract According to the relationship of material balance and heat balance of blast furnace,the effect of oxygen enrichment rate on blast furnace output and the temperature at the furnace throat and the the relationship of oxygen enrichment,coal ratio and theoretical combustion temperature in ironmaking are calculated.The results show that the temperature at the furnace throat gradually decreases and the coal ratio gradually increases with the oxygen enrichment rate increase,The relationship between oxygen enrichment rate and molten iron output has a slow change region,and the best oxygen enrichment rate corresponding to the highest value is4.2%. Key words blast furnace，oxygen enrichment，top temperature，theoretical combustion temperature，coal ratio DOI:10.3969/j.issn.1006-110X.2019.01.003 从事财务方面的研究工作。 18 --
高炉炼铁主要经济技术指标 选定 （1） 高炉有效容积利用系数(v η) 高炉有效容积利用系数即每昼夜生铁的产量与高炉有效容积之比，即每昼夜1m3有效容积的生铁产量。可用下式表示： 有 V P η= v 式中： v η——高炉有效容积利用系数，t /(m 3·d) P ——高炉每昼夜的生铁产量，t /d 有V ——高炉有效容积，m 3 V η是高炉冶炼的一个重要指标，有效容积利用系数愈大，高炉生产率愈高。 目前，一般大型高炉超过2.3，一些先进高炉可达到2.9。小型高炉的更高。本设计中取2.7。 （2） 焦比（K ） 焦比即 每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比，即冶炼每吨生铁消耗焦炭量。可用下式表示： 式中 K ——高炉焦比，kg/t P ——高炉每昼夜的生铁产量，t /d K Q ——高炉每昼夜消耗焦炭量，kg/d 焦比可根据设计采用的原燃料、风温、设备、操作等条件与实际生产情况进行全面分析比较和计算确定。当高炉采用喷吹燃料时，计算焦比必须考虑喷吹物的焦炭置换量。本设计中取K = 330 kg/t （3） 煤比（Y ） 冶炼每吨生铁消耗的煤粉为煤比。本设计中取煤比为180 kg/t . （4） 冶炼强度（I ）和燃烧强度（i ） 高炉冶炼强度是每昼夜31m 有效容积燃烧的焦炭量,即高炉每昼夜焦炭消耗
量与有V 的比值, 本设计I =1.1 t/m 3?d 。 燃烧强度i 既每小时每平方米炉缸截面积所燃烧的焦炭量。本设计i = 30 t/m 2?d 。 （5） 生铁合格率 化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。 （6） 生铁成本 生产一吨合格生铁所消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和，单位为 元/t 。 （7） 休风率 休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。先进高炉休风率小于1％。 （8） 高炉一代寿命 高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为10～15年。 烧结矿、球团矿、块矿用矿比例（炉料结构）：63:27:10 高炉炼铁综合计算 高炉炼铁需要的矿石、熔剂和燃料(焦炭及喷吹燃料)的量是有一定规律的，根据原料成分、产品质量要求和冶炼条件不同可以设计出所需的工艺条件。对于炼铁设计的工艺计算，燃料的用量是预先确定的，是已知的量，配料计算的主要任务，就是计算在满足炉渣碱度要求条件下，冶炼预定成分生铁所需要的矿石、熔剂数量。对于生产高炉的工艺计算，各种原料的用量都是已知的，从整体上说不存在配料计算的问题，但有时需通过配料计算求解矿石的理论出铁量、理论渣量等，有时因冶炼条件变化需要作变料计算 [1]。 4.1 高炉配料计算 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熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。 有 V Q I K