冶金炉热平衡
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重有色冶金炉窑热平衡的测定与计算方法热平衡是指在一个系统中,各个部分之间不断的传热,直到达到平
衡状态。
在重有色冶金炉窑中,热平衡的测定以及计算对于保证冶金
工艺、提高冶炼效率均具有重要意义。
一、测定方法
(一)热电偶法
在重有色冶金炉窑中,一般选择在内径相同的两根钢管中装载两根K
型热电偶,以测量壁温和金属温度。
测量时应保证热电偶接触部分与
被测物质完全接触且没有其他物质的干扰。
根据热电偶以及相应的转
换装置,求出热电势差,并进一步计算出各测点的温度。
(二)红外线探测法
红外线探测法判断炉窑内的热量分布的基本原理是:利用某种红外线
探测器材,选择特定区域,以探测物体放射出的红外线的波长和能量,进而测出物体的温度。
这种方法具有非接触、快速等特点,且适用于
炉窑中的非均质介质的测量。
二、计算方法
(一)传热系数法
重有色冶金炉窑中能量的收支可按照如下方法计算:Q=Q1+Q2,其中
Q表示能量收支平衡;Q1表示辐射和传导各个方向上的净传热量之和;Q2表示物料反应带来的净热释放量。
其中,Q1的计算需要涉及到传热系数的计算。
(二)基于数学模型的计算
数学建模是最通用、最迅速的方法之一,它可以通过一组方程式描述
系统,并采用有理机构进行研究。
通过对炉窑内传热方程式的建模,
可以获得整个炉窑内的温度场分布等信息。
综上所述,尽管不同的测定方法和计算方法有各自的不同优势与适用
范围,但在实际应用中,我们应根据具体的炉窑条件和需要,选择合
适的方法进行热平衡的测定和计算,进而更好地实现重有色冶金的高效、安全、可靠的生产。
富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算一、引言富氧侧吹熔池熔炼炉是炼钢过程中常用的设备,其热平衡的测定与计算对于炉冶金炉窑的操作和生产至关重要。
本文将对富氧侧吹熔池熔炼炉冶金炉窑热平衡的测定与计算进行深入探讨,并分享个人观点和理解。
二、富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡1. 热平衡的概念富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡是指在冶炼过程中炉内各部分热量的平衡状态。
熔炼炉内存在着多种热量的流动和转换,如化学热、辐射热、对流热等,而热平衡即是在这些热量之间达到平衡状态,确保炉内温度和热量的稳定。
2. 热平衡的测定与计算要准确测定和计算富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡,需要考虑炉内各部分的热量输入和输出。
首先是炉料和燃料的热量输入,其次是废气和废渣的热量输出,还需要考虑炉壁和炉底的热量损失等。
通过对这些因素的测定和计算,可以得出炉内热平衡的状态,有助于调整冶炼过程,提高炉窑热效率。
三、富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡测定方法1. 热量输入的测定炉料和燃料的热量输入是熔炼过程中最主要的能量来源,其测定是热平衡计算的关键。
可以通过测定燃料的热值和炉料的热容来计算其输入的热量,确保炉内能量充足,保证冶炼过程的稳定进行。
2. 热量输出的测定废气和废渣的热量输出是熔炼炉的热平衡中的重要组成部分。
通过测定废气和废渣的温度、流量等参数,可以计算其带走的热量,进而更好地控制炉内热平衡状态。
3. 热量损失的估算在熔炼炉的运行过程中,热量损失是不可避免的。
炉壁和炉底的散热、辐射热等都会导致热量的损失。
通过对炉壁和炉底的材料和结构进行分析,可以估算热量损失,从而更好地维持炉内热平衡。
四、热平衡的重要性及个人观点热平衡的合理测定和计算对于富氧侧吹熔池熔炼炉的生产和操作至关重要。
只有保持炉内的热平衡状态,才能确保熔炼过程的稳定性和高效性。
通过有效地测定和计算热平衡,可以更好地控制熔炼过程,提高冶金炉窑的生产效率和质量。
冶炼热平衡计算冶炼过程是将矿石或其他原料经过一系列化学和物理反应加热处理,从而分离出所需的金属或其他有用的物质。
在进行冶炼过程中,确保适当的热平衡是至关重要的,以保证生产的效率和质量。
本文将探讨冶炼中的热平衡计算以及其重要性。
冶炼过程中的热平衡计算主要是确定输入和输出的热量,从而确定反应的能量需求和产生的热量。
为了实现热平衡,需要考虑以下几个方面:1.反应热量:冶炼过程涉及到多个化学反应,每个反应都有其特定的反应热量。
这些反应热量可以通过实验测定或者理论计算来确定。
在热平衡计算中,需要将各个反应的热量考虑进去,以获得整个系统的能量需求。
2.燃烧热量:冶炼过程中通常会使用燃料来提供所需的热量。
不同种类的燃料具有不同的燃烧热量,该热量可以通过实验测定或者理论计算来确定。
在热平衡计算中,需要将燃烧热量考虑进去,以确定燃料的消耗量。
3.热损失:在冶炼过程中,热量会通过辐射、传导和对流的方式损失到周围环境中。
这些热损失需要被计算并考虑进去,以确保热平衡的准确性。
实际上,热损失是难以完全避免的,但可以通过适当的绝缘和隔热措施来减少。
4.热能回收:在部分冶炼过程中,一些高温废气或冷却液可以通过热交换器来回收热能,以减少能源消耗。
通过将回收的热能重新利用,可以提高冶炼过程的能源效率和节能效果。
冶炼过程中的热平衡计算对于准确估计能源需求和消耗非常重要,它可以帮助冶炼工程师确定合适的炉内温度、燃料消耗量和冷却措施等。
这些信息对于优化冶炼过程、提高生产效率和降低能源成本至关重要。
在热平衡计算中,可以使用各种数学模型和计算工具。
其中最常用的是热平衡计算软件,这些软件通常基于物理和化学原理构建模型,并使用数值计算方法来求解热平衡方程。
通过输入相关参数和反应热量,软件可以计算出热平衡所需的热量输入和输出,从而确定冶炼过程的热平衡状态。
总之,热平衡计算在冶炼过程中具有重要的意义。
它可以帮助冶炼工程师确定冶炼过程所需的热量输入和燃料消耗量,并提供合理的温度控制和热能回收方案。
重有色冶金炉窑热平衡测定与计算方法(吹炼转炉)编制说明金川集团有限公司二○一一年十一月《吹炼转炉热平衡测定与计算方法》编制说明1、工作简况1.1 任务来源根据中国有色金属协会以有色标委会[2010]21号文件下达的标准编制任务,其中附件1《2010年第一批有色金属行业标准项目计划表》计划编号为2010-0497T-YS,《重有色冶金炉窑热平衡测定与计算方法(吹炼转炉)》行业标准由金川集团有限公司负责起草修订。
1.2 主要工作过程2010年3月至2010年5月开展国内外调研、资料收集和方案制定;2010年6月开始测试准备工作;2010年8月完成铜转炉和镍转炉生产现场热平衡测试;2011年4月形成标准讨论稿;2011年5月全国“有色重标委”组织专家对标准进行了讨论,并形成改进意见;2011年9月完成标准送审初稿,金川集团公司专家初审,形成修改意见;2011年10月由金川集团公司和中南大学共同进行专家评审,并提出改进意见;2011年11月提出标准送审稿。
2、标准的编制和修改原则2.1 修订理由卧式转炉主要用于有色冶金生产中处理铜锍或低镍锍,产品为粗铜或高镍锍。
伴随冶金技术和装备水平的提升,转炉热平衡测定标准也需要加以完善,以满足生产实际的要求。
通过热平衡标准的修定,为进一步制定能耗定额标准或能耗分级标准打下基础,促进企业的节能改造和科研机构的技术创新。
2.2 编制原则1)以GB/T 13338作为编制的基础。
2)编制中充分考虑了国内行业发展的现状,综合考虑了炉型、工艺原理和耗能情况。
3)依据镍闪速熔炼炉的特点,规定具体的体系划分和考核范围、工艺参数基准、测试项目和测试方法,以及当无法测量时的理论计算方法等。
4)编制中充分考虑到实际操作中会出现具体问题的处理方法,编制人员大多来自生产一线,实现了理论与实际的结合,保证其可操作性。
5)编制中充分考虑到不但能反映出能耗的高低,更利于找出能耗高低的原因和途径。
转炉物料平衡与热平衡计算简介转炉是冶金行业中常见的设备之一,主要用于高炉炼铁的后续工序。
转炉的工作原理是利用高温将铁水中的杂质进行氧化还原反应,从而得到高纯度的钢水。
为了确保炉内反应的正常进行,需进行物料平衡和热平衡的计算。
本文将介绍转炉物料平衡和热平衡的计算方法,并给出一个示例,以帮助读者更好地理解。
转炉物料平衡计算方法转炉物料平衡是指通过对转炉输入和输出物料的数量进行统计,计算转炉内的物料平衡情况。
物料平衡计算的基本原理是质量守恒定律,即输入物料的总质量必须等于输出物料的总质量。
物料平衡计算的步骤如下:1.确定转炉的输入物料,包括铁水、矿石、废钢等。
2.统计输入物料的质量。
3.确定转炉的输出物料,包括钢水、废气、炉渣等。
4.统计输出物料的质量。
5.比较输入物料的总质量和输出物料的总质量,若两者相等,则物料平衡成立;若不相等,则存在物料的损失或增加。
下面以一个具体的例子来说明转炉物料平衡的计算过程。
假设一个转炉的输入物料包括1000kg的铁水、200kg的矿石和100kg的废钢。
经过转炉反应后,得到800kg的钢水、400kg的废气和100kg的炉渣。
通过统计计算,我们可以得到输入物料的总质量为1000kg + 200kg + 100kg = 1300kg,输出物料的总质量为800kg + 400kg + 100kg = 1300kg。
两者相等,说明物料平衡成立。
转炉热平衡计算方法转炉热平衡是指通过对转炉内的能量输入和输出进行统计,计算转炉的热平衡情况。
热平衡计算的基本原理是能量守恒定律,即输入能量的总量必须等于输出能量的总量。
热平衡计算的步骤如下:1.确定转炉的输入能量,包括燃料的热值、还原剂的热值等。
2.统计输入能量的总量。
3.确定转炉的输出能量,包括钢水的热值、废气的热值等。
4.统计输出能量的总量。
5.比较输入能量的总量和输出能量的总量,若两者相等,则热平衡成立;若不相等,则存在能量的损失或增加。
物料平衡热平衡转炉物料平衡、热平衡和转炉是冶金工程领域中的重要概念。
本文将深入探讨这三个主题,从基本概念到实际应用进行逐步解析,并对其在转炉过程中的应用进行详细讲解。
一、物料平衡物料平衡是冶金工程中的一个重要概念,指的是在一个系统中输入和输出物料的总量必须保持平衡。
这个平衡关系可以通过以下公式表示:输入物料= 输出物料+ 增加物料- 减少物料其中,增加物料是系统内新增的物料量,减少物料是系统内减少的物料量。
物料平衡是冶金工程中进行计算和控制的基础。
通过对物料平衡的准确计算,可以确保系统正常运行,并保持稳定的生产状况。
在转炉过程中,物料平衡是非常重要的。
转炉是一种用于冶炼、精炼和合金化的设备,通过将原料和燃料加入到转炉中,利用高温和化学反应将原料转化为所需的金属产品。
在转炉中,物料平衡的准确控制和计算可以提高生产效率、降低能源消耗,并确保产品质量稳定。
二、热平衡热平衡是指系统中输入和输出的热量必须保持平衡。
一个系统中的热平衡可以通过以下公式表示:输入热量= 输出热量+ 产生热量- 消耗热量其中,产生热量是系统内产生的热量,消耗热量是系统内消耗的热量。
热平衡的准确计算和控制是保证系统正常运行和能量效率的关键。
在转炉过程中,热平衡是非常重要的。
在转炉内,燃料燃烧产生的热量被用于原料的冶炼、精炼和合金化。
同时,热量还会通过系统的一些其他途径(如散热、冷却等)被消耗。
通过准确计算和控制热平衡,可以提高能源利用率,降低能源消耗,确保系统高效稳定地运行。
三、转炉转炉是一种非常重要的冶金设备,广泛应用于钢铁和有色金属冶炼工业中。
通过转炉,原料和燃料被加入到设备中,利用高温和化学反应将原料转化为所需的产品。
在转炉过程中,物料平衡和热平衡是两个非常重要的概念。
通过准确计算和控制物料平衡,可以确保输入和输出物料的平衡,保证生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
通过准确计算和控制热平衡,可以提高能源利用率,降低能源消耗,保证系统的高效运行。
电炉普通铁合金冶炼过程中热平衡分析与调控热平衡是电炉普通铁合金冶炼过程中关键的参数之一。
合理控制冶炼过程的热平衡可以确保铁合金的质量,提高冶炼效率和能源利用率。
本文将通过对电炉普通铁合金冶炼过程中热平衡进行分析,并探讨如何调控热平衡,从而提高铁合金的生产效益。
在电炉普通铁合金冶炼过程中,热平衡是指冶炼系统中热量的输入和输出之间的平衡状态。
一个良好的热平衡状态可以使铁合金的冶炼温度稳定,并确保合金中的合金元素得到充分的溶解和分散。
同时,热平衡还与冶炼炉体的寿命、电能消耗和环境排放等因素密切相关,因此在铁合金冶炼过程中,必须特别重视热平衡的分析和调控。
首先,进行热平衡分析时,需要考虑到炉体和冶炼过程中的热损失,这是影响热平衡的重要因素之一。
冶炼炉体的外壳和衬里的材料导热系数、厚度和温度梯度等因素都会影响热损失的大小。
此外,冶炼过程中的废气和废热也是热平衡分析的重要内容,合理回收和利用废气和废热可以减少热损失,提高热平衡。
其次,调控热平衡主要涉及到热量的输入和输出的平衡。
冶炼过程中,热量的输入主要来自电能和燃料燃烧产生的热能。
电能通过电极和炉料的电阻加热产生热能,可以通过调节电极的电流强度和电极位置来控制热量的输入。
而燃料燃烧产生的热能主要由燃料的燃烧效率和燃烧温度决定,通过控制燃料的供给量和氧气的流量来调节燃烧产生的热量。
除了热量的输入之外,还需要考虑热量的输出,即冶炼过程中冶炼系统中的热损失。
通过合理设计冶炼设备的外壳和衬里材料、加强冶炼炉体的保温措施等方式可以减少热损失。
此外,还可以通过回收和利用废气和废热来降低热损失,以提高热平衡水平。
在具体的调控操作中,还需要根据冶炼过程的实际情况和要求来确定合理的热量输入和输出。
例如,在铁合金冶炼过程中,合金元素的溶解温度是一个重要的参数。
通过调节电极电流强度和电极位置等参数,可以控制炉内的温度分布,从而确保合金元素得到充分的溶解。
同时,要特别注意电极与炉料的接触情况,保证电极与炉料的紧密接触,以减少电阻和电热效应的损失。
炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算炼钢是一种重要的冶金工艺,通过加热和处理铁矿石和其他原料,从而将其转化为钢铁。
在炼钢过程中,物料平衡和热平衡的计算是保证炼钢过程顺利进行的关键。
1.物料平衡计算物料平衡计算是指在炼钢过程中,对原料和产物之间的质量变化进行控制和监测。
物料平衡计算的基本原理是质量守恒定律,即物质在任何化学反应和过程中,质量不能被创造或破坏。
在炼钢过程中,主要的原料包括铁矿石、废钢和其他合金。
物料平衡计算的目的是确定原料和产物之间的质量变化以及原料的流量。
以基本的炼钢炉为例,物料平衡计算可以分为三个主要步骤:1)原料质量和流量测量:测量并记录原料的质量和流量,包括铁矿石、废钢和其他合金的输入。
2)化学反应和质量变化计算:根据炼钢过程中的化学反应,计算原料和产物之间的质量变化。
这包括原料的表面吸附、化学反应和挥发物的产生。
3)产物质量和流量测量:测量并记录产物的质量和流量,包括钢铁和炉渣的输出。
通过这些步骤,可以得到原料和产物之间的质量平衡关系。
通过不断调整原料的输入和产物的输出,可以确保炼钢过程中的物料平衡。
热平衡计算是指在炼钢过程中,通过计算热量的吸收和释放,以确保炉内的温度可以达到所需的炼钢温度。
在炼钢过程中,有几种主要的热量转移方式,包括辐射、传导、对流和蒸发。
热平衡计算的基本原理是能量守恒定律,即能量不能被创造或破坏。
热平衡计算可以分为以下几个步骤:1)炉内温度测量:通过在炉内安装温度传感器,可以测量和记录炉内的温度分布。
2)热量输入和输出计算:通过测量原料的热量输入和产物的热量输出,可以计算总的热量平衡。
热量输入包括燃料燃烧生成的热量和化学反应产生的热量。
热量输出包括炉渣的热量、废气的热量以及钢铁的热量。
3)热量转移计算:通过计算炉内热量的传导、辐射、对流和蒸发,可以确定炉内的热量分布。
这可以通过数学模型和计算方法进行计算。
通过热平衡计算,可以确定炉内的温度分布,并根据需要进行调整。
炼钢物料平衡热平衡计算概述炼钢物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中非常重要的工作。
炼钢过程中涉及多种原料和产品,在确保炉况稳定和冶炼效果良好的前提下,需要对原料的投入和产物的产出进行平衡计算。
炼钢物料平衡计算的目的是确定钢铁冶炼过程中各种原料的投入量,确保原料的充分利用以及合理投放。
平衡计算的依据是材料的质量守恒定律,即进入的物料的质量必须等于产出物料的质量。
在炼钢过程中,主要的原料包括铁矿石、废钢、废铁等,而产出的物料则包括粗钢、渣钢、炉渣等。
通过对原料的投入量和产出物料的重量进行平衡计算,可以了解到炼钢过程中原料的利用率以及产物的产出量,从而对冶炼效果进行评估和优化。
热平衡计算是指对炼钢过程中的热量进行平衡计算。
炼钢过程中需要对炉内的温度进行控制,以确保冶炼反应能够正常进行。
在炼钢过程中,原料和加热介质(如燃料)的输入会带来热量的输入,而冶炼过程中的反应则会导致热量的输出,主要包括燃烧、还原和吸热反应等。
通过对输入和输出热量的平衡计算,可以确定炉内的热量分布和热量损失,进而对炉内温度进行控制和优化。
炼钢物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中冶炼稳定性和经济效益的重要保障。
通过这些计算,可以了解到原料的利用率和产物的产出量,从而提高冶炼效果和产品质量。
同时,通过热平衡计算可以实时监测炉内的温度变化,及时发现和解决温度异常问题,确保冶炼过程的可控性和稳定性。
因此,炼钢物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中不可或缺的重要环节。
炼钢物料平衡和热平衡计算在炼钢过程中起着非常重要的作用。
通过这些计算,冶炼厂可以更好地了解和控制物料的投入和产物的产出,实现冶炼过程的稳定运行和优化效果。
首先,炼钢物料平衡计算能够确保原料的充分利用和合理投放。
在炼钢过程中,钢厂会使用不同的原料,如铁矿石、废钢、废铁等。
这些原料的投入量需要经过平衡计算来确定,以确保原料的利用率最大化。
通过平衡计算,可以了解到每种原料的投入量,避免过量或不足的情况发生。
钢铁行业蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算
方法
钢铁行业蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算方法是一种关键的技术,它可以帮助钢铁行业的生产过程更加高效和可靠。
这种热平衡测
试方法能够检测工业炉窑中热量的平衡,以及对燃料的使用情况进行
计算。
在进行热平衡测试时,需要将炉膛中的温度、热辐射和火焰气流
等各种参数进行测试和分析,从而确定炉窑的热平衡情况和燃烧效率。
这项技术的主要流程包括数据采集、数据处理和计算,通过这些步骤
可以获取可靠的热平衡数据以及燃烧效率等参数。
同时,该技术还具有很高的自动化水平,可以实现全面自动化的
数据采集和处理,大大提高了测试的精度和效率,减少了人为误差的
发生。
这项技术的使用,能够帮助钢铁行业的企业节约能源成本,提
高生产效率,同时还能够改善环境保护的工作。
总而言之,钢铁行业蓄热式工业炉窑热平衡测试与计算方法是一
项非常重要的技术,它能够为钢铁行业的企业提供可靠的数据和有效
的解决方案,帮助行业实现更高效的生产和更加可持续的发展。
前言本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC 243)归口。
本标准负责起草单位:白银有色集团股份有限公司。
本标准参加起草单位:西北矿冶研究院、兰州理工大学、中国瑞林工程技术有限公司。
本标准主要起草人员:潘小龙、冯治兵、胡忠东、吴克富、郭树东、许建、关甫江、周俊涛、陈一博、鲁兴武、朱福良、王承昱、刘志洁。
重有色冶金炉窑热平衡测定与计算方法(铜富氧侧吹熔池熔炼炉)1 适用范围本标准规定了铜富氧侧吹熔池熔炼炉热平衡测定与计算基准、设备概况与生产工艺流程、热平衡测定条件、热平衡测定项目与方法、物料平衡、热平衡、主要能耗指标、热平衡测定结果分析与改进建议。
本标准适用于铜富氧侧吹熔池熔炼炉。
2 热平衡测定与计算基准2.1 基准温度与压力以铜富氧侧吹熔池熔炼炉的环境温度为基准温度。
基准压力为1个标准大气压,即101325帕(Pa)。
2.2 热平衡测定体系以铜富氧侧吹熔池熔炼炉为热平衡测定体系,物料平衡和热平衡从炉料、燃料、熔剂、入炉风等入炉处开始,至铜锍口、渣口、余热锅炉烟气出口为止。
2.3 计算单位物料平衡计算单位采用kg/h,热平衡计算单位采用kJ/h。
3 设备概况与生产工艺流程3.1 设备概况铜富氧侧吹熔池熔炼炉设备概况按表1填写。
表1 xx公司xx车间铜富氧侧吹熔池熔炼炉设备概况3.2 生产工艺流程示意图铜富氧侧吹熔池熔炼炉工艺流程如图1所示。
图1 铜富氧侧吹熔池熔炼炉工艺流程示意图4 热平衡测定条件4.1 测定期间生产条件测定时生产处于相对稳定状态,各项技术参数正常,无设备故障。
4.2 测定时间测定单元不少于两个,每个单元为8小时。
4.3 测定前运行技术参数铜富氧侧吹熔池熔炼炉测定前一个月炉体正常运行技术参数按表2填写。
表2 测定前一月炉体正常运行技术参数5 测定项目和方法按表3的规定进行热平衡测试。
表3 热平衡测定项目与方法6 物料平衡6.1 物料平衡计算6.1.1 富氧侧吹熔池熔炼炉物料平衡计算按照表4规定进行富氧侧吹熔池熔炼炉物料平衡计算表4 富氧侧吹熔池熔炼物料平衡计算6.1.2 余热锅炉物料平衡计算按照表5规定进行余热锅炉物料平衡计算。
炼钢物料平衡热平衡计算概述炼钢是一项涉及到复杂物料流动和能量转化的工艺过程。
热平衡计算是炼钢过程中的重要一环,它可用于评估和优化炼钢装置的热能利用效率。
炼钢物料平衡热平衡计算主要包括两个方面:物料平衡计算和热平衡计算。
物料平衡计算是指通过对炼钢装置中各个系统和设备中原料、中间产品和产出物料的流量进行测量和计算,以确定物料流动的平衡状况。
这一步骤通常包括测量和计算进料的质量和流量、测量和计算产出物料的质量和流量以及收集和记录其他与物料平衡相关的数据。
物料平衡计算可帮助工程师了解炼钢过程中原料的利用率和产出物料的损耗情况,从而评估和改进炼钢装置的运行效果。
热平衡计算是指通过对炼钢装置中的热流量进行测量和计算,以确定能量的平衡状况。
在炼钢过程中,燃料燃烧产生的热能被用于加热冷却液、回收热能或用于其他工艺用途。
热平衡计算可以帮助工程师了解炼钢装置中热能的利用率和能量总和的平衡状况,从而优化能源利用,降低能源消耗。
物料平衡和热平衡的计算是相互关联的,彼此影响。
在炼钢过程中,物料的流动和能量的转化是紧密联系的。
例如,在高炉冶炼过程中,铁矿石和焦炭作为原料进入高炉,燃烧产生的热能用于冶炼和预热原料。
热平衡计算可以帮助确定燃烧的热能是否能满足冶炼的要求,物料平衡计算可以帮助确定原料的利用率和产出物料的质量。
总之,炼钢物料平衡热平衡计算是炼钢过程中的关键一环,它可用于评估和优化炼钢装置的热能利用效率。
通过物料平衡计算可以了解原料的利用率和产出物料的损耗情况,通过热平衡计算可以了解炼钢装置中热能的利用率和能量平衡情况。
这两个计算相互关联,彼此影响,共同为炼钢过程的优化提供依据。
炼钢物料平衡热平衡计算是炼钢过程中的重要环节,其目的是评估和优化炼钢装置的热能利用效率。
通过进行物料平衡计算和热平衡计算,可以对炼钢过程中的物料流动和能量转化进行有效控制和管理,从而提高生产效率和降低能耗。
物料平衡计算是通过对炼钢装置中的原料、中间产品和产出物料的流量进行测量和计算,以确定物料流动的平衡状况。
炼钢过程物料平衡和热平衡计算炼钢过程是将生铁或者其他铁合金通过熔炼等一系列工艺操作得到所需成分和性能的钢的过程。
在炼钢过程中,物料平衡和热平衡计算是非常重要的。
物料平衡计算是炼钢过程中的一项重要工作,其目的是通过计算物料的进出量,确定每个工序中原料和产物的平衡情况,以便控制和优化炼钢过程。
炼钢过程中常用的物料平衡计算方法有材料平衡和元素平衡两种。
材料平衡计算主要是根据原料的进出量和成分,以及每个工序中材料的变化情况,来计算各种物料的平衡情况。
以炼钢高炉为例,其主要原料是铁矿石、焦炭和空气,通过冶金反应得到生铁和炉渣。
在材料平衡计算中,需要考虑到进料的质量和数量,以及冶金反应中矿石的还原程度、焦炭的燃烧程度等因素。
通过对每个工序中原料和产物的物料平衡计算,可以确定炉内各种物料的流动情况和变化规律,以便优化炼钢过程,提高钢的质量和产量。
元素平衡计算是针对炼钢过程中的元素进行的平衡计算。
炼钢过程中,除了铁、碳、硅、锰等主要元素外,还有许多杂质元素,如磷、硫、氧等。
元素平衡计算需要考虑每个工序中元素的进出量,以及元素在冶金反应中的分配情况。
通过元素平衡计算,可以确定炼钢过程中每个工序的杂质元素的分布情况,以便进行相应的处理和控制,保证钢的质量符合要求。
热平衡计算是炼钢过程中的另一个重要工作,其目的是通过计算炼钢过程中的热量进出量,了解各个工序的热平衡情况,以便合理利用热能,优化炼钢过程。
炼钢过程中产生的热量主要有焦炭燃烧产生的热量、冶金反应放热产生的热量、热风和燃料的预热热量等。
热平衡计算中需要考虑的因素有炉内热量的进出量、热量的耗散和损失等。
通过热平衡计算,可以确定每个工序中热量的平衡情况,以便根据热量的分布和变化,进行相应的热能利用优化。
在炼钢过程中进行物料平衡和热平衡计算,可以帮助把握炼钢过程中材料和热量的变化规律,从而更好地控制和优化整个过程。
这对于提高炼钢质量、降低成本具有重要意义。
同时,物料平衡和热平衡计算也为炼钢过程的模拟和仿真提供了基础数据,为炼钢工艺的改进和创新提供了理论依据。
行业标准《重有色冶金炉窑热平衡测定与计算(富氧侧吹熔池熔炼炉)》(送审稿)编制说明1. 任务来源根据工业和信息化部办公厅印发关于2015年第三批行业标准制修订计划的通知(工信厅科[2015]115号文),及全国有色金属标准化技术委员会“印发关于《重有色冶金炉窑热平衡测定与计算(富氧侧吹熔池熔炼炉)》行业标准任务落实会议纪要决议”,白银有色集团股份有限公司为标准制订主要承担单位,由西北矿冶研究院、中国瑞林工程技术有限公司、兰州理工大学参加,共同完成《重有色冶金炉窑热平衡测定与计算(富氧侧吹熔池熔炼炉)》行业标准制订工作,计划号为2015-1022T-YS。
2. 制定理由及目的目前国内其它形式冶金炉(闪速炉、底吹炉等)的热平衡计算方式、方法已经较为成熟,但富氧侧吹熔池熔炼工艺发明至今,国内目前尚没有建立起科学、精确、规范进行热平衡测定与计算的方式、方法,本标准的制定,目的是通过规范富氧侧吹熔池熔炼炉的热平衡测定与计算方式、方法,将富氧侧吹熔池熔炼炉工艺各工序能源利用情况,科学、精确地进行统计,找出提高富氧侧吹熔池熔炼炉热效率及其综合利用余热的新途径,可以对已建富氧侧吹熔池熔炼炉进行管理和新建富氧侧吹熔池熔炼炉进行控制,特别是为老企业能耗审计和新项目的能耗评估提供科学的依据,促进企业的节能改造和科研机构的技术创新,保证铜熔炼行业沿着健康、有序的轨道向前发展。
3. 工作过程简介2015年10月,在接受任务后,白银有色集团股份有限公司高度重视,组织各专业相关专业工程技术人员成立标准制订工作组,制订工作计划及进度安排,并开始进行相关资料收集、方案制定、生产现场热平衡数据测试等,以确保进度和质量。
3.1 起草《重有色冶金炉窑热平衡测定与计算(富氧侧吹熔池熔炼炉)》标准征求意见稿2015年4月标准制订工作组根据收集到的相关资料,在综合考虑富氧侧吹熔池熔炼炉型、工艺原理情况下,通过充分征求相关专家、广大生产一线员工意见的基础上,起草了《重有色冶金炉窑热平衡测定与计算(富氧侧吹熔池熔炼炉)》“标准征求意见稿”和标准调查函。
重有色冶金炉窑热平衡的测定与计算方法重有色冶金炉窑是一种用于冶炼有色金属的设备,其热平衡是冶炼过程中的重要参数。
热平衡的测定与计算方法对于保证冶炼质量和提高生产效率具有重要意义。
一、热平衡的测定方法
1. 热电偶法:在炉窑内部安装热电偶,通过测量热电偶的电势差来计算炉窑内部的温度分布情况,从而确定炉窑的热平衡状态。
2. 热像仪法:利用热像仪对炉窑内部进行拍摄,通过图像处理技术来分析炉窑内部的温度分布情况,从而确定炉窑的热平衡状态。
3. 热流计法:在炉窑内部安装热流计,通过测量热流计的热流来计算炉窑内部的热平衡状态。
二、热平衡的计算方法
1. 热平衡方程法:根据炉窑内部的热平衡方程式,通过计算炉窑内部的热量输入和输出来确定炉窑的热平衡状态。
2. 数值模拟法:利用计算机模拟炉窑内部的温度分布情况,从而确定炉窑的热平衡状态。
3. 统计学方法:通过对炉窑内部的温度数据进行统计分析,从而确定炉窑的热平衡状态。
热平衡的测定与计算方法对于重有色冶金炉窑的冶炼质量和生产效率具有重要意义。
在实际应用中,应根据具体情况选择合适的方法进行热平衡的测定和计算。
同时,还应加强炉窑的维护和管理,保证炉窑的正常运行,提高冶炼效率和质量。
冶金炉热平衡1、热平衡原则⑴ 热平衡是以热力学第一定律为基础,遵守能量守衡原则, 研究体系的能量进、出平衡关系,反映能量消耗和有效利用、能量损失之间的平衡⑵冶金热平衡是指冶金炉体系热量收、支平衡,能量消耗和有效利用、能量损失之间的平衡关系。
是冶金炉热工常用的分析方法。
⑶热平衡结果,可用热平衡方程、热平衡表及热流图表示。
2、冶金炉热平衡计算的目的:(1)通过现场测试,编制热平衡表,分析炉子的热工作,判断热量的利用是否合理,找出提高热效率的途径;(2)在设计炉子时,通过计算编制热平衡表,由热平衡关系中找出燃料消耗量等未知量。
把热收入及热支出各项与现有炉子进行比较,帮助设计者判断设计方案的优缺点。
3、冶金炉热平衡主要内容3.1 热平衡区域划定热平衡计算中热量收、支的项目是随选取的热平体系所决定的,所以必须首先划定热平衡体系区域,把进入该区域的热量作为热收人.反之为热支出。
热平衡区域的划分视需要而定,通常有炉膛区域、预热区域及全炉区域。
有时,可将炉子某一特定区域作为热平衡计算所划定的区域,例如可以将炉膛沿炉长方向划定几个区域分别作区域热平衡计算。
划定的区域不同,热收入及热支出项就有所不同。
例如:某炉由炉膛及空气换热器两部分组成,如图 所示。
图13.17热平衡区域的划分 图13.18全炉子热平衡模型炉膛区域热平衡式为:Q Dw + Q α= Q s + Q CP + Q ω其中 热量收入项 Q Dw ---燃料的燃烧热Q α---空气预热所带入的物理热热量支出项 Q s ---加热炉料的有效热Q CP ---烟气所带走的热 Q ω---炉膛内各项热损失换热器域热平衡式为:Q CP = Q P + Q α+ Q C ω其中 热量收入项 Q CP ---炉堂烟气所带入的热热量支出项 QP---空气预热的物理热Qα---换热器各项热损失 QCω---烟气所带走的热全炉热平衡式为:QDw = Qs+ QP+( Qω+ Q Cω)其中:( Qω+ Q Cω)---全炉热损失项不难看出炉膛热平衡与全炉热平衡的差别。
生铁和精炼炉热平衡测算炼铁是一项古老而重要的冶金工艺,其过程中生铁和精炼炉之间的热平衡是非常关键的。
本文将从人类的视角出发,以生铁和精炼炉的热平衡为题,描述这一过程的重要性和其所涉及的一些关键点。
在生铁的制造过程中,精炼炉扮演着至关重要的角色。
精炼炉利用高温和化学反应,将生铁中的杂质去除,使其纯度得到提高。
而要实现这一目标,炉内需要保持适当的温度,以确保化学反应的进行。
我们来了解一下生铁的特性。
生铁是一种含有大量碳和其他杂质的铁合金,其熔点相对较低。
在精炼炉中,生铁被加热至高温,以使其熔化并使杂质与铁分离。
在这个过程中,精炼炉需要提供足够的热量来维持生铁的熔化状态。
然而,过热也会对精炼炉造成损害。
高温环境会导致炉墙和炉底的磨损,甚至可能引起炉体的变形和破裂。
因此,合理控制炉内温度非常重要。
精炼炉通过调节燃料的供应和炉内通风来控制温度,以维持炉内热平衡。
精炼炉的热平衡还需考虑到炉外环境的影响。
例如,冷却水的流动和温度会直接影响炉体的温度分布。
精炼炉需要根据环境温度和冷却水的特性来调整炉内的热量输出,以保持炉体的稳定和安全运行。
在整个炼铁过程中,热平衡的控制是一项复杂而关键的任务。
如果炉内温度过高,生铁可能无法完全熔化,杂质去除效果不佳;如果炉内温度过低,化学反应的速率会下降,精炼时间会延长。
因此,精炼炉需要通过各种手段来平衡炉内外的热量交换,以确保生铁的高效精炼。
生铁和精炼炉之间的热平衡是炼铁过程中不可或缺的一环。
通过合理控制炉内温度,精炼炉可以实现生铁的高效精炼,提高铁的纯度。
然而,热平衡的控制并不容易,需要综合考虑炉内外的各种因素,以确保安全、稳定地进行炼铁工艺。
冶金炉热平衡冶金炉热平衡1、热平衡原则⑴热平衡是以热力学第一定律为基础,遵守能量守衡原则, 研究体系的能量进、出平衡关系,反映能量消耗和有效利用、能量损失之间的平衡⑵冶金热平衡是指冶金炉体系热量收、支平衡,能量消耗和有效利用、能量损失之间的平衡关系。
是冶金炉热工常用的分析方法。
⑶热平衡结果,可用热平衡方程、热平衡表及热流图表示。
2、冶金炉热平衡计算的目的:(1)通过现场测试,编制热平衡表,分析炉子的热工作,判断热量的利用是否合理,找出提高热效率的途径;在设计炉子时,通过计算编制热平衡表,热平衡关系中找出燃料消耗量等未知量。
把热收入及热支出各项与现有炉子进行比较,帮助设计者判断设计方案的优缺点。
3、冶金炉热平衡主要内容热平衡区域划定热平衡计算中热量收、支的项目是随选取的热平体系所决定的,所以必须首先划定热平衡体系区域,把进入该区域的热量作为热收人.反之为热支出。
热平衡区域的划分视需要而定,通常有炉膛区域、预热区域及全炉区域。
有时,可将炉子某一特定区域作为热平衡计算所划定的区域,例如可以将炉膛沿炉长方向划定几个区域分别作区域热平衡计算。
划定的区域不同,热收入及热支出项就有所不同。
例如:某炉炉膛及空气换热器两部分组成,如图所示。
图热平衡区域的划分图全炉子热平衡模型炉膛区域热平衡式为:QDw+ Qα= Qs+ QCP+ Qω 其中热量收入项QDw---燃料的燃烧热Qα---空气预热所带入的物理热热量支出项Qs ---加热炉料的有效热QCP ---烟气所带走的热Qω---炉膛内各项热损失换热器域热平衡式为:QCP= Q P+ Qα+ QCω 其中热量收入项QCP ---炉堂烟气所带入的热热量支出项QP ---空气预热的物理热Qα---换热器各项热损失QCω---烟气所带走的热全炉热平衡式为:QDw= Qs+ QP + 其中:---全炉热损失项不难看出炉膛热平衡与全炉热平衡的差别。
于区域不同,对炉膛来说Qα是热收入;但对全炉来说,热收入不包括Qα,是其内部的循环热量,因为供给炉子的是冷空气,Qα是来自换热器从炉膛烟气回收的热,而不是另外供给的热。
全炉子热平衡模型如图示意。
3.2 热平衡中热量的表示方法热平衡中热量的表示方法常有几种不同情况:1)连续工作的炉子,通常以单位时间为基准进行计算,热量单位:为kJ/h。
2) 周期工作的炉子则以周期为基准进行计算3)用单位产品的质量为基准进行计算。
无论基准如何选定,在同一个热平衡计算中,各项热收入及热支出的单位应一致。
热平衡计算中的基准温度热平衡计算中的基准温度通常有多种取法。
如0℃、25℃大气温度和环境温度。
我国热工设备能量平衡通则国家标准规定采用环境温度作为基准温度。
环境温度是指在环境温度下的干球温度,可直接测得。
采用环境温度比较符合实际,并且计算较为简单,因为通常工质、燃料物料等都处于环境温度。
物料平衡物料平衡是热平衡的前提。
在进行热平衡时,首先应进行物料平衡。
物料平衡一般与冶金炉生产的产品以及产品工艺有关。
3.5冶金炉热平衡计算结果表示1)热平衡表2)热流图3)冶金炉生产热工技术指标如:单位能耗量;冶金炉热效率单位助燃空气量;单位位排烟量;单位冷却水量提出节能降耗措施:[实例] 加热炉炉膛热平衡计算一、收人项计算1.燃料燃烧的化学热QC QC = BQ kJ/h 式中B——燃料消耗量,kg/h;QC——燃料低发热量,kJ/kg;2.燃料预热带入的物理热Q Qf= B C tf= B Kj/H 式中Qf——燃料的平均比热,KJ/h;tf----燃料的预热温度℃if一燃料的热含量,kJ/m 。
于气体燃料各组分的比热不同,应采用下式计算燃料预热的物理热Qf?B?p1c1?p2c2???tf () 式中p1,p2?—气体燃料各组分的体积百分比;c1,c2?—各组分的平均比热。
3. 空气预热代入的物理热Qa Qa?BnL0cata?BLnia?kJ/h?式中n—空气消耗系数;L0—理论空气消耗量,m3/kg(m3);Ln—实际空气消耗量,m3/kg(m3);ta—空气预热温度,℃;ia—空气热含量,kJ/m3。
4.钢料在入炉时代入的物理热Qm 钢料在热装时应计入此项热收入,常温入炉时则不计Qm?Gcmtm?kJ/h?式中G—炉子生产率,kg/h;cm—钢料的比热,kJ/(kg℃);tm—钢料入炉温度,℃。
5.金属氧化所放出之热Q0 Q0?5652Ga?kJ/h?式中a—金属烧损率,一般加热炉中a?~,若小于则可不计;5652—每千克铁氧化时所放出的热量,单位是kJ/kg。
# 6.雾化用蒸汽带入的物理热QH 用油作燃料时,油本身的物理热不计入收入项,用空气做雾化剂时,空气的物理热也不计入热收入项,但用蒸汽做雾化剂时,则蒸汽所带入的物理热应计入,并按下式计算QH?Bn’cHtH?Bn’iH?kJ/h?式中n’—每千克燃油雾化用蒸汽量,kg/kg;cH—蒸汽的比热,kJ/(kg℃);tH—蒸汽的温度,℃;iH—蒸汽热含量,kJ/kg。
二、热支出项计算 1. 钢料加热所需的热—有效热Qs Qs?Gcmtm?kJ/h? 式中tm—钢料出炉时的平均温度。
若钢料为热装,则按下式计算Qs?G?tm,2cm,2?tm,1cm,1??G?i?kJ/h?式中tm,2,tm,1—钢料出炉及入炉温度,℃;cm,2,cm,1—相应温度的平均比热,kJ/(kg℃)。
2. 烟气带走的热Qcp Qcp?BVnccptcp?kJ/h?式中Vn—燃烧产物量,m/kg(m);tcp—出炉烟气温度,℃;ccp—tcp 下烟气的平均比热,kJ/(m3℃)。
3. 燃料化学不完全燃烧的热损失Qtd pH2O??pCO?BVn?QCO?QH???kJ/h 100100??2O33Qtd式中QCO,QH pCO,pH?—CO、H2O…等可燃成分的发热量;2O?—CO、H2O…等可燃成分在烟气中的体积百分含量。
一般情况下,可以认为烟气中每含1%的CO,就会同时含有5%的H2。
这种混合气体折算成1m 3CO时的发热量为18046kJ,所以此项热损失也可见单用下式计算Qtd?18046VnpCO100?kJ/h? 4. 燃料机械不完全燃烧的热损失对烧固体燃料的炉子,此项损失是指炉栅的漏失及清灰渣时夹带而损失的燃料。
对燃油及煤气的炉子,则指泄漏损失。
Qi?KQD??kJ/h?式中K—机械不完全燃烧损失的百分数,可参考下列数据固体燃料K?~;液体燃料K?;气体燃料K?~。
5. 炉壁的散热损失Q? 连续工作的炉子,经过炉壁的散热损失可视为稳定导热过程,按下式计算Q??t1?t2AkJ/h??1?1??2?2????n?n式中A—炉壁面积,m2;t1—炉壁内表面温度,℃;t2—周围大气温度,℃;?1,?2??n—炉壁各层材料的厚度,m;?1,?2,??n—各层材料的导热系数,kJ/(mh℃)。
其中为假设炉壁对空气的总换热系数?等于71 kJ/(mh℃)时,炉壁外表面与空气间的热阻??1??。
71??于炉顶、炉底、炉墙的砌筑厚度、层数及温度均不一样,所以应分别计算热然后相加。
6. 炉门、开孔辐射热损失QR 当炉门或窥孔打开时,炉内向炉外高温辐射造成的热损失用下式计算?T?QR????A? kJ/h ?100?4式中T—炉门或窥孔处炉气温度,K;?—综合角度系数,附图查出。
一般而言大炉子??~,中炉子;??~?—炉门或窥孔的开启时间,h。
7. 炉门、开孔溢气热损失Qg 一般炉子底面为零压,故炉膛处于正压,当打开炉门或窥孔时,高温气体将溢出炉外,同时炉子缝隙之处也将有高温气体溢出,从而造成热损失,此项热损失用下式计算。
Qg?V0tgcg? kJ/h式中tg—炉气温度,℃;cg—炉气在tg下的平均比热,kJ/(m℃);3V0—在标准下从炉内溢出的气体量,m/h,按下式计算3因为V0?Vt1??t3600?m/h? 3气体溢出体积按下式计算Vt?23?Hb2gH??a??g???m/s?g 式中?—流量系数,薄壁??;厚壁??;H—炉门开启高度,m;b=炉门宽,m;?g—炉气在tg下的密度,kg/m3;?a—空气在ta下的密度,. kg/m3。
若炉膛为负压,则无此项热损失,但冷空气被吸入炉内造成炉温降低、烟气量增大、金属烧损增加,一般不希望呈现这种情况。
8. 炉子冷却水带走的热损失Qcd 炉子冷却部件中冷却水带走的热量占热支出很大的比例,例如大型连续加热炉此项热损失可达20%,一般用下式计算Qcd?Gc?cctc?c’ct’c??Gc?ic?i’c? kJ/h 式中Gc—冷却水消耗量,kg/h;tc,t’c—冷却水出、进口温度,℃;cc,c’c—冷却出、进口温度下的比热,一般取cc?c’c?,kJ/kg℃;ic,i’c—冷却水出、进口温度下的热焓,kJ/kg;当采用汽化冷却时,此项热损失用下式计算Qcd?G’c?ic,g?ic? kJ/h 式中G’c—蒸汽产量及补给水量,kg/h;ic,g—蒸汽热含量,kJ/kg;ic—补给水热含量,kJ/kg。
9. 其它热损失包括炉体蓄热、加热各种支架、链条、炉辊等所需的热量。
这些热量有时可以计算,有时很难计算,它所占的比例一般来说不算太大,所以除非特殊情况,一般不进行计算。
有时将氧化铁皮带走的热量也计入此项热损失之中。
三、热平衡表的编制及燃料消耗量的确定根据能量平衡定律,热收入项总和等于热支出项总和,列出热平衡方程式为?Qin??Qout 表连续式加热炉热平衡表四、加热炉生产热工技术指标1)加热炉单位能燃料耗量b?BQDGkJ/kgb?1000BQDGkJ/tG---炉子生产率kJ/h2) 加热炉炉底强度d?BQDAkJ/mh22d?1000BQDAkJ/mh2A---炉底面积m3)加热炉热效率是指金属加热所需热量占燃料燃烧的热量??金属加热所需热量Q1,燃料燃烧的化学热Q1?100% 五、提高炉子热效率的措施1)减少烟气带走的热损失2)回收烟气余热预热空、煤气4)减少冷却水带走的热损失5)减少炉体散热6)使燃料燃烧充分,减少不完全燃烧7)加强炉子的热工管理和操作电弧炉冶炼碳素结构钢物料平衡收入项目废钢生铁石灰萤石炉衬耐火材料氧气空气电极铁合金质量750 250 70 10 20 23 92 30 1425 100 1425 100 %项目钢水炉渣炉气铁挥发烟尘支出质量1000 120 125 10 10 %电弧炉冶炼碳素结构钢热平衡表2-3 碳素结构钢热平衡收入项目物理热氧化热和成渣热其中:C氧化si氧化Mn氧气p氧化Al 氧化Fe氧化SiO2成渣P2O5成渣电能热量/kj 3430 58520 13750 9330 900 140 600 29790 3340 670 183220 245170 100 245170 100 %项目钢水物理热炉渣物理热反应吸热炉气物理热烟尘物理热冷却水热变压器系统热其它损失热支出热量139120 24430 7830 16780 2750 20090 14720 19450 %注:1)热平衡以100kg废钢和生铁为基础计算;2)计算的单位耗电量为:/t钢。