设计年产180万吨制钢生铁的炼铁厂说明书.doc

安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书 ANHUI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计说明书设计题目：设计年产180万吨制钢生铁的炼铁厂目录摘要1矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。ABSTRACT2聞創沟燴鐺險爱氇谴净。第一节 绪论3残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1.1概述3酽锕极額閉镇桧猪訣锥。1.2高炉冶炼现状及其发展3彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。1.3高炉生产主要技术经济指标4謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。1.4高炉冶炼的主要操作技术措施5厦礴恳蹒骈時盡继價骚。1.5本设计采用的技术6茕桢广鳓鯡选块网羈泪。第二节 工艺计算7鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。2.1配料计算7籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2.1.1原料成分计算7預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。2.1.2参数设定8渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。2.1.3预定生铁成分9铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。2.1.4矿石需求量的计算10擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.1.5生铁成分校核10贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.1.6渣量及炉渣成分计算11坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.1.7炉渣性能及脱硫能力的计算11蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.2物料平衡计算12買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.2.1风量计算12綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2.2.2炉顶煤气成分及数量计算13驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2.2.3编制物料平衡表15猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。2.3热平衡计算16锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。2.3.1热收入16構氽頑黉碩饨荠龈话骛。2.3.2热支出17輒峄陽檉簖疖網儂號泶。2.3.3编制热量平衡表20尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。第三节 高炉本体设计22识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.1设定有关参数22凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。3.2高炉内型设计22恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3.3风口、铁口设计25鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.4高炉内衬26硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.4.1炉底设计27阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3.4.2炉缸设计28氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。3.4.3炉腹设计28釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3.4.4炉腰设计28怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3.4.5炉身设计28谚辞調担鈧谄动禪泻類。3.4.6炉喉设计29嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。3.5 炉体冷却29熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。3.5.1冷却目的29鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。3.5.2炉底冷却形式选择29纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。3.5.3冷却设备选择29颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。3.5.4冷却水耗量的计算31濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3.5.5供水水压32銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。3.6高炉承重结构设计33挤貼綬电麥结鈺贖哓类。第四节 厂址选择36赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。4.1 考虑因素36塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。4.2 要求36裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。第五节 炉顶设备38仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。5.1对装料设备的要求38绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。5.2炉顶基本结构39骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。5.3均压控制装置40瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。5.4探料装置41鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。第六节 高炉送料系统42栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。6.1贮矿槽和贮焦槽的设计42辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。6.1.1贮矿槽的设计42峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。6.1.2贮焦槽的设计43詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。6.1.3矿槽的结构形式43则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。6.2给料机、槽下筛分与称量设计43胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。6.2.1给料机43鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。6.2.2槽下筛分43稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。6.2.3槽下称量44陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。6.3槽下运输45沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。6.4高炉上料设备46钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。第七节 高炉鼓风系统48懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。7.1高炉鼓风机的选择48謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。7.1.1高炉入炉风量48呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。7.1.2鼓风机出口风量48莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。7.2高炉热风炉设计49麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。7.2.1有关原始数据50納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。7.2.2混合湿煤气的燃烧值计算51風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。7.2.3空气需要量和燃烧生成物的计算51灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。7.2.4热风炉理论燃烧温度的计算53铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。7.2.5热风炉实际消耗煤气量和空气量的计算53攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。7.2.6热风炉热平衡的计算54趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。7.2.7热风炉系统热效率计算56夹覡闾辁駁档驀迁锬減。7.3热风炉炉体的设计56视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。7.3.1热风炉蓄热室格子砖的要求56偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。7.3.2所需加热面积的计算57緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。7.3.3热风炉尺寸的计算62騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。7.4热风炉的附属设备63疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。7.4.1助燃风机63镞锊过润启婭澗骆讕瀘。7.4.2燃烧器64榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。7.4.3热风炉阀门65邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。7.4.4煤气和助燃空气的预热设备67嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。7.5热风炉的耐火材料及砌体结构68该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。7.5.1热风炉内衬的破损机理及选砖原则68劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。7.5.2砌体结构69臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。第八节 高炉喷吹系统70鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。8.1煤粉制备工艺流程70穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。8.2喷吹工艺流程70隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。第九节 高炉煤气除尘系统和渣铁处理系统73浹繢腻叢着駕骠構砀湊。9.1煤气除尘系统73鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。9.1.1高炉煤气除尘目的及工艺流程73惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。9.1.2煤气除尘设备及原理73贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。9.2渣铁处理系统76嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。9.2.1风口平台及出铁场76薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。9.2.2渣铁沟和撇渣器77齡践砚语蜗铸转絹攤濼。9.2.3炉前主要设备79绅薮疮颧訝标販繯轅赛。9.2.4铁水处理设备79饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。9.2.5水渣处理81烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。第十节 车间的平面布置84鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。10.1车间平面布置的原则84撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。10.2高炉炼铁车间平面布置的形式84踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。参考文献86婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。致谢87譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书摘要本设计建造一座年产180万吨制钢生铁的炼铁厂，力求达到低污染，低能耗，高效率。高炉炼铁是现代获得生铁的主要手段，而高炉是炼铁的主要设备。设计中高炉的主要经济技术指标：俦聹执償閏号燴鈿膽賾。年产量P：180104t焦比：350kg/t煤比：160kg/t综合冶炼强度：1.05t/m3d高炉有效容积利用系数：2.197t/m3day本设计说明书高炉设计内容包括绪论、工艺计算（配料计算、物料平衡和热平衡）、高炉炉型设计、厂址的选择、高炉炉顶设备、高炉送料系统、送风系统、煤气处理系统、渣铁处理系统、高炉喷吹系统和炼铁车间的布置等。设计同时借鉴了了国外先进技术和经验，尽量实现高机械化、自动化，并获得最大的经济效益。缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。 关键词：高炉炼铁设计，物料平衡，渣铁处理，热平衡，喷吹，热风炉，煤气处理ABSTRACTIn line with the high quality , high yield , low consumption and environmental pollution policy, design and build a blast furnace iron-making workshop producing 1.8 million irons every year in advance. Blast furnace iron-making is a main means to obtain pig iron, and one of the most important links in the metallurgical course of steel, and the blast furnace is the main equipment of iron-making.The main economic and technical indicators of the blast furnace:骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。 Annual production: 180104t Coke: 350kg/t Coal ratio: 160kg/t Intergrated smelting intensity: 1.05t/m3d Effective capacity utilization coefficient of blast: 2.197t/m3day癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。 This design instruction designs the blast furnace detailedly,including introducion, the craft calculating (the batching is calculated, supplies balance and thermal balance),the furnace type of blast furnace is designed,site selection,furnace roof equipment,blast furnace feed system,blow system,gas processing system,iron slag handing system,ejection system and ironmaking plant layout etc. Combine domestic and international the same furnace volume some advanced production operation experience and relevant data of blast furnace also while the design,strive blast furnace should designed to make accomplish highly mechanized , automation and maximizing, in the hope of reaching the best productivity effect.鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。Keywords: BF iron-making design,material balance, slag iron disposal ,heat balance, blowing,hot blast stove,coal gas disposal,榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。第一节 绪论1.1概述高炉冶炼是获得生铁的主要手段，它以铁矿石（天然富矿，烧结矿，球团矿）为原料，焦碳，煤粉，重油，天然气等为燃料和还原剂，以石灰石等为溶剂，在高炉内通过燃料燃烧，氧化物中铁元素的还原以及非氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程，获得生铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤气。为了实现优质，低耗，高产和延长炉龄，高炉本体结构及辅助系统必须满足冶炼过程的要求，即耐高温，耐高压，耐磨，耐侵蚀密封性好，工作可靠，寿命长，而且具有足够的生产能力逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。我国自1996年粗钢产量突破1亿吨以来，连续稳居第一钢国的位置。2012年我国粗钢产量更是达到7.16亿吨，占全球钢产量的46.3%。虽然多年来我国生铁产量居世界第一位，但是我们应该看到与世界先进国家的差距。目前，我国正在生产的高炉有几千座。近年来，由于生铁铁水供不应求，价格上涨，一些本应该淘汰的500m3容积以下的小高炉，又开始生产。应当承认，小高炉的发展现状，一定程度上阻碍了我国高炉大型化的发展。幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。 在21世纪，我国高炉炼铁将继续在结构调整中发展。高炉结构调整不能简单的概括为大型化，应该根据企业生产规模、资源条件来确定高炉炉容。从目前的我国的实际情况来看，高炉座数必须大大减少，平均炉容大型化是必然趋势。高炉大型化，有利于提高劳动生产率、便于生产组织和管理，提高铁水质量，有利于减少热量损失、降低能耗，减少污染点，污染容易集中管理，有利于环保。所有这一切都有利于降低钢铁厂的生产成本，提高企业的市场竞争力。誦终决懷区馱倆侧澩赜。1.2高炉冶炼现状及其发展（1）炉容大型化及其空间尺寸的横向发展。最近几年来，大型钢铁企业大多采用V有4000m3以上的高炉，中国沙钢拥有世界上最大的高炉，有效容积达5860m3。 医涤侣綃噲睞齒办銩凛。（2）精料：精料是改善高炉冶炼的基础，近代高炉冶炼必须将精料列为头等重要措施,精料包括提高入炉况品味，改善入炉原料的还原性能，提高熟料率，稳定入炉原料成分和整粒。舻当为遙头韪鳍哕晕糞。（3）提高鼓风温度：提高鼓风温度可以大幅度降低焦比，特别是在鼓风温度比较低时效果更为显著。（4）高压操作：高压操作可以延长煤气在炉内的停留时间，改善煤气热能及化学能利用，有利于高压操作，为强化冶炼创造条件。鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。（5）富氧大喷吹：从60年代起，世界各国都在发展向炉内喷吹燃料的技术，取代部分焦炭。喷吹得燃料有重油、天然气和煤粉等，燃料种类的选择与国家和地区的资源条件有关。目前国内外大多以喷吹煤粉（无烟煤和烟煤）为主。筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。（6）电子计算机的应用：60年代起高炉开始已用计算机，目前已可以控制配料、装料和热风炉操作。高炉冶炼计算机控制的最终目标是实现总体全部自动化控制，但由于目前冶炼技术水平，还难于实现这一目标。1.3高炉生产主要技术经济指标高炉生产主要技术经济指标是衡量高炉生产优劣的参数，因此，现代高炉在冶炼过程中总是尽量提高高炉的主要生产经济技术指标。韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。1综合冶炼强度冶炼强度是指每昼夜每立方米高炉有效容积燃烧的焦碳量，高炉喷吹燃料时，冶炼强度应包括燃烧焦碳和喷吹物折合焦碳的总量，即称为综合冶炼强度。冶炼强度的选择主要应根据原燃料及冶炼条件、同类型的高炉的实际生产指标、鼓风机能力等经过计算、比较后确定。在原燃料相似的情况下，一般较大容积的高炉采用较低的冶炼强度，较小容积的高炉采用较高的冶炼强度。涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。2焦比焦比是指冶炼一吨生铁所需要的焦碳量。焦比可根据设计所采用的原燃料、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碳置换量。钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。3煤比（Y）。冶炼每吨生铁消耗的煤粉量称为煤比。当每昼夜煤粉的消耗量为QY时，则： Y= 喷吹其它辅助燃料时的计算方法类同，但气体燃料应以体积（）计算。单位质量的煤粉所代替的焦炭的质量称为煤焦置换比，它表示煤粉利用率的高低。一般煤粉的置换比为0.70.9。戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。4高炉有效容积利用系数利用系数是指每昼夜每立方米高炉有效容积生产的生铁量。5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。休风率反映高炉设备维护的水平。一定的高炉休风率是保证高炉检修以获得安全操作和高指标的途径之一，但是高炉休风率不能过大，否则会降低年产量。本设计选取年工作日为355天。購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。6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1015年。嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。7生铁合格率：高炉生产的化学成分符合国家的规定的合格生铁占生铁量的百分数为生铁合格率。8生铁成本。生产1t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。虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸。1.4高炉冶炼的主要操作技术措施高炉基本操作制度包括热制度、造渣制度、送风制度和装料制度。高炉冶炼强化的主要途径是提高冶炼强度和降低燃料比，本设计由于采用了现代炼铁新技术，单位容积的产铁量较大，使高炉达到强化生产，其主要措施有精料、提高风温、高压、加湿和脱湿鼓风、喷吹燃料以及高炉生产过程的自动化等。與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。本设计主要操作技术措施如下：（1）采取调节喷吹量来维持稳定的热制度，以保持炉况顺行。（2）采用高炉高碱度渣操作制度，有利脱硫。1.5本设计采用的技术（1） 无钟炉顶和皮带上料 ，布料旋转溜槽可以实现多种布料方式。（2） 本设计采用了陶瓷杯炉缸炉底结构。（3） 高炉喷煤设备。（4） 有余热回收和余压发电装置。（5） 水渣系统采用过滤式。第二节 工艺计算2.1配料计算2.1.1原料成分计算表2-1 原料成分原始资料项目%Fe%Fe2O3%FeO%CaO%P2O5%MgO%SiO2烧结矿58.374.158.358.720.121.694.76球团矿61.8386.361.500.690.010.606.80天然矿63.9290.410.820.620.030.423.70炉尘40.0845.2210.766.680.164.024.88项目%Al2O3%MnO%TiO2%V2O5%S/2%烧损%烧结矿1.710.390.110.000.0060.00100.012球团矿1.710.181.770.030.022.85102.54天然矿1.620.120.000.000.032.31100.11炉尘2.500.14C=25.560.10.00100.03表2-2 校核后原料成分资料项目%Fe%Fe2O3%FeO%CaO%P2O5%MgO%SiO2烧结矿58.4074.148.358.720.121.694.76球团矿60.0984.221.460.670.010.596.63天然矿63.8590.310.820.620.030.423.69炉尘39.8645.2110.756.680.164.024.88项目%Al2O3%MnO%TiO2%V2O5%S/2%烧损%烧结矿1.710.390.110.000.0050.00100球团矿1.670.171.730.030.022.78100天然矿1.620.120.000.000.032.31100炉尘2.500.14C=25.550.10.00100表2-3焦炭成分固定碳灰分（12.24%）SiO2Al2O3CaOMgOFeOP2O586.056.84.240.260.140.790.01挥发分（1.03%）全硫合计H2OCO2COCH4H2N20.300.300.040.260.130.681000.23表2-4煤粉成分固定碳灰分（10.2%）SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3P2O574.315.462.880.220.320.800.52挥发分（15.1%）全硫合计H2OCO2COCH4H2N22.57.72.81.60.50.391000.82.1.2参数设定焦比：350kg/t 煤比：160kg/t 综合焦比：350+1600.8=478kg/t結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴。铁水温度：1500 炉渣温度：1550 炉尘吹出量：18Kg/t炉顶煤气温度：200 鼓风温度：1200 入炉烧结矿温度：80 直接还原度：0.40 炉渣碱度：1.2鼓风湿度：1.5% 综合冶炼强度：1.05t/dm3氢的高炉利用率：0.35 被利用氢中参加还原FeO的质量分数a：0.9Si：0.40% S：0.03%C=1.30+2.57t铁水10-3+0.04Mn-0.35P-0.03Si-0.54S餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。2.1.3预定生铁成分表2-5元素在生铁、炉渣与煤气中的分配率项目FeMnPSVTi生铁0.9980.51.00.80.1炉渣0.0020.50.00.20.9煤气0.00.00.00.050.00.0假设冶炼一吨生铁烧结矿的用量为1350kg，球团矿的用量是150kg，天然矿的用量是100kg。生铁中Si=0.4%,S=0.03%。则：爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。（1）生铁中P按原料带入全部进入生铁计算，则：P=（13500.12%+1500.01%+1000.03%-180.16%+3500.01%+1600.52%）62/1421/1000=0.11%锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。（2）生铁中Mn按原料带入量的50%计算，则：Mn=（13500.39%+1500.17%+1000.12%-180.14%）55/7150%1/1000=0.22%曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。（3）生铁中的C量为：C=（1.30+2.57150010-3+0.040.22-0.350.11-0.030.4-0.540.03）/100=5.10%轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。（4）生铁中的V为：V=1500.0003102/1820.2/1000=5.0410-6（5）生铁中的Ti为：Ti=（13500.11%+1501.77%）48/800.9/1000=0.22%（6）生铁中的Fe为：Fe=100-（0.4+0.03+0.11+0.22+5.10+0.22）/100=93.92%表2-6预定铁水成分(%)FeMnPSSiTiVC93.920.220.110.030.40.225.0410-45.102.1.4矿石需求量的计算焦炭带入的铁量：3500.79%56/72=2.15kg煤粉带入的铁量：1600.80%112/160=0.90kg炉尘带走的铁量：18（45.21112/160+10.7556/72）=7.20kg进入渣中的铁量：939.20.002/0.998=1.88kg设需烧结矿X kg/t，球团矿固定150 kg/t，天然矿Y kg/t。根据铁平衡939.2+7.20+1.88=58.40%X+15060.09%+63.85%Y+2.15+0.90嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。碱度平衡铁水等价带走的SiO2量=10000.4%60/28=8.57kgR= 1.2=由式得X=1379.89kg，Y=77.60kg2.1.5生铁成分校核（1）生铁中含P=(1379.890.12%+1500.01%+77.600.03%-180.16%+3500.01%+1600.52%）62/1421/1000=0.11%讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。 （2）生铁中含Mn= （1379.890.39%+1500.17%+77.600.12%-180.14%）55/7150%1/1000=0.22%兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪。（3）生铁中含C=（1.30+2.57150010-3+0.040.22-0.350.11-0.030.4-0.540.03）/100=5.10%繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠。 （4）生铁中含V=1500.0003102/1820.2/1000=5.0410-6（5）生铁中含Ti=（1379.890.11%+1501.77%）48/80=0.22%（6）生铁中含Fe=100-（0.4+0.03+0.11+0.22+5.10+0.22）/100=93.92%鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼。表2-7校核后铁水成分(%)FeMnPSSiTiVC93.920.220.110.030.40.225.0410-45.102.1.6渣量及炉渣成分计算CaO=3500.0026+1600.0022+1379.890.0872+1500.0069+77.600.0062-180.0668=121.90kg眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗。SiO2=3500.068+1600.0546+1379.890.0476+1500.068+77.600.037-180.0488=110.41kg闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳。Al2O3=3500.0424+1600.0288+1379.890.0171+1500.0167+77.600.0162-180.025=46.08kg檁傷葦开阈灯伞馑諧粮。MgO=3500.0014+1600.0032+1379.890.0169+1500.0060+77.600.0042-180.0402=24.82kg鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。MnO=(1379.890.0039+1500.0018+77.600.0012-180.0014) 0.5=2.86kg弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩。FeO=93.9272/560.002/0.998=2.42kgS=3500.0068+1600.0039+1379.890.0001+1500.0004+77.600.0006-180.002-10000.03%=2.91kg调谇續鹨髏铖馒喪劉薮。TiO2=(1379.890.0011+1500.0177) 0.9=3.76kgV2O5=1500.00030.2=0.01kg表2-8炉渣的成分组成CaOSiO2Al2O3MgOMnOFeOTiO2kg121.90110.4146.0824.822.862.423.76%38.6835.0314.627.880.910.771.19组成V2O5SCaO/ SiO2kg0.012.91315.171.2%0.921002.1.7炉渣性能及脱硫能力的计算 将SiO2、CaO、Al2O3、MgO看成四元素换算成100%如下：%SiO2+%CaO+%Al2O3%+MgO=35.03+38.68+14.62+7.88=96.21厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃。换算为100%后：SiO2:35.03100/96.21=36.41CaO:38.68100/96.21=40.20MgO:7.88100/96.21=8.19Al2O3:14.62100/96.21=15.20所以：（R0）=50-0.25(Al2O3)+3(S)- =50-0.2515.20+30.245-=44.28(R0) =CaO+MgO+FeO+MnO=38.68+7.88+0.77+0.91=48.24(R0)(R0) 所以能保证脱硫2.2物料平衡计算2.2.1风量计算1.风口前燃烧的碳量（1）燃料带入总C量GC总=G焦C焦+G煤C煤=3500.8605+1600.7431=420.07kg（2）溶入生铁中的C量GC生铁=10000.0510=51.0kg（3）生成CH4的C量：（燃料带入的总碳量约有1%到1.5%与氢化合成甲烷）GC甲烷=1% GC总=1%420.07=4.20kg（4）炉尘带走的碳量GC炉尘=180.2555=4.60kg（5）直接还原消耗的C量锰还原消耗的C量=10000.002212/55=0.48kg磷还原消耗的C量=10000.001160/62=1.06kg硅还原消耗的C量=10000.00424/28=3.43kg钛还原消耗的C量=10000.002224/48=1.10kg铁直接还原消耗的C量=939.212/560.40=80.50kg故GC直=0.48+1.06+3.43+1.10+80.50=86.57kg（6）脱硫消耗的C量GC脱硫=2.9112/32=1.09kg风口前燃烧的碳量GC燃=420.07-51.0-4.20-4.60-86.57-1.09=272.61kg2.风量计算（1） 鼓风中氧的浓度=21%（1-1.5%）+0.51.5%=21.44%（2） 风口前碳燃烧消耗的氧=272.6122.4/24=254.44m3（3） 焦炭带入氧量=3500.002322.4/32=0.56m3（4） 煤粉带入氧量=1600.00822.4/32=0.90m3（5） 需鼓风供给的氧气体积为V=254.44-0.56-0.90=252.98m3故V风=252.98/21.44%=1179.94 m32.2.2炉顶煤气成分及数量计算（1） 甲烷的体积由燃料C生成的CH4量=4.2022.4/12=7.84m3焦炭挥发分中的CH4量=3500.000422.4/16=0.20m3煤粉挥发分中的CH4量=1600.02822.4/16=6.27 m3故=7.84+0.20+6.27=14.31 m3（2） 氢的体积由鼓风中水分分解产生的H2量=1179.941.5%=17.70m3焦炭水分分解产生的H2量=3500.002322.4/18=1.00m3焦炭挥发分中的H2量=3500.002622.4/2=10.19m3煤粉挥发分中的H2量=1600.01622.4/2=28.67m3煤粉水分分解产生的H2量=1600.00822.4/18=1.59m3生成甲烷消耗的H2量=4.202=8.40 m3炉缸煤气中H2的总量=17.70+1.00+10.19+28.67+1.59=59.15m3参加间接还原消耗的H2量=59.150.35=20.70m3故=59.15-8.40-20.70=30.05 m3（3）二氧化碳的体积由矿石和煤粉带入的Fe203的量=1379.8974.14%+15084.22%+77.6090.31%+1600.8%-1845.21%=1212.60kg苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤。参加还原Fe2O3为FeO的氢气量=20.70（1-0.9）2/22.4=0.185kg由氢还原的Fe2O3的量=0.185160/2=14.80kg由CO还原的Fe2O3的量=1212.60-14.80=1197.80kg故CO2还=1197.8022.4/160=167.69m3CO还原FeO为Fe生成CO2的量=939.92(1-0.4-)22.4/56=206.62m3焦炭挥发分中的CO2量=3500.30%22.4/44=0.53m3煤粉挥发分中的CO2量=1602.5%22.4/44=2.04m3故=167.69+206.62+0.53+2.04=376.88 m3（4）一氧化碳的体积风口前碳燃烧生成CO量=GC燃22.4/12=272.6122.4/12=508.87m3直接还原生成CO量=86.5722.4/12=161.60m3焦炭挥发分中的CO量=3500.3%22.4/28=0.84m3煤粉挥发分中的CO量=1607.7%22.4/28=9.85m3间接还原消耗的CO量=206.62+167.69=374.31m3故=508.87+161.60+0.84+9.85-374.31=306.85m3（6） 氮气的体积鼓风带入的N2量=1179.94（1-1.5%）79%=918.17 m3焦炭带入的N2量=3500.13%22.4/28=0.364m3煤粉带入的N2量=1600.5%22.4/28=0.64m3故=918.17+0.364+0.64=919.17 m3由以上结果可得煤气成分表，见表2-8表2-9煤气成分表成分CO2CON2H2CH4m3376.88306.85919.1730.0514.311647.26%22.8818.6355.801.820.871002.2.3编制物料平衡表（1） 鼓风量的计算每立方米鼓风的质量为风风= =1.28g/m3G风=V风风=1179.941.28=1510.32kg（2） 煤气质量的计算煤气=1.387kg/m3所以煤气的质量G煤气=V煤气煤气=1647.261.387=2284.74kg（3） 煤气中的水分氢气参加还原生成的水分量=20.702/22.418/2=16.63kg则G=16.63kg由以上计算结果编制物料平衡表，见表2-9表2-10 物料平衡表收入项支出项组成质量/kg百分数%组成质量/kg百分数%烧结矿1379.8938.04生铁100027.51球团矿1504.13炉渣315.178.67天然矿77.602.14煤气2284.7462.86焦炭3509.65煤气水分16.630.46煤粉1604.41炉尘180.50鼓风1510.3241.63总计3627.81100总计3634.54100校核误差：0.3%故符合要求2.3热平衡计算2.3.1热收入 （1）碳素氧化放热碳素氧化为CO2放出热量的计算：碳素氧化为CO2的体积为：= - =376.88-2.04-0.53=374.31m3=33436.212/22.4=374.3133436.212/22.4=6704734.30kJ鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞。其中：33436.2为C氧化为CO2的反应热碳素氧化为CO放出热量QCO的计算：碳素氧化为CO的体积为：VCO氧化=VCO煤气-VCO挥发=306.85-0.84-9.85=296.16m3QCO= VCO氧化9840.612/22.4=296.169840.612/22.4=1561281.48kJ箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫。其中：9840.6为C氧化为CO的反应热由上述计算可得：QC= QCO2 +QCO=6704734.30+1561281.48=8266015.78kJ（2）鼓风带入的热量Q风Q风=V风(1-)+ V风=（1-1.5%）1179.941708.9+1179.941.5%2110.5=2023507.43kJ-1200下空气的热容量-1200下水蒸气的热容量（3） H2氧化成H2O放出的热量H2氧化成H2O放热为13454.09kJ/kgQ水=16.6313454.09=223741.52kJ（4）CH4生成热生产1kgCH4产生的热量为4709.56kJ=4709.5616/22.4=14.314709.5616/22.4=48138.43 kJ顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧。（5）炉料物理热Q物80时烧结矿和球团矿比热容为0.6740 kJ/kgQ物=（1379.89+150）800.6740=82491.67 kJ故Q收=8266015.78+2023507.43+223741.52+48138.43+82491.67漬閫熾诀团諳赓戰餛锰。 =10643894.83 kJ2.3.2热支出（1）氧化物分解吸热Q氧分Fe的氧化物分解吸热GFeO=1379.898.35%+1501.46%+77.600.82%+3500.79%-1810.75%鐸輜澠顶嫻塊謂斕痹廪。 =118.88 kJ=1379.89 74.14%+15084.22%+77.6090.31%+1600.80%-1845.21%抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚。 =1212.60kg入炉矿石中FeO一般有20%到35%以2FeOSiO2形态存在（取20%），其余以Fe3O4存在。=GFeO20%=118.8820%=23.78kg=118.8880%=95.10kg=95.10160/72=211.33kg=-=1212.60-211.33=1001.27kg=+=95.10+211.33=306.43kg因为2FeOSiO2的分解热为4078.25 kJ/kgFe3O4的分解热为4803.33 kJ/kgFe2O3的分解热为5156.57 kJ/kg故=23.784078.25=96980.79kJ=306.434803.33=1471884.41 kJ=1001.275156.57=5163118.84kJ故QFe分=96980.79+1471884.41+5163118.84=6731984.04Mn氧化物分解吸热由MnO分解产生的1kgMn吸热7366.02kJ=0.22%10007366.02=16205.24kJSi氧化物分解吸热由SiO2分解产生的1kgSi吸热31102.37kJ=0.4%100031102.37=124409.48kJP氧化物分解吸热由P2O5分解产生1kgP吸热35782.6kJQP分=0.11%100035782.6=39360.86kJ因此氧化物分解吸热Q氧分=QFe分+ QP分=6731984.04+16205.24+124409.48+39360.86=6911959.62kJ（2）脱硫吸热设烧结矿中S以FeS存在，脱出1kgS吸热8359.05kJQ脱S=GS渣8359.05=2.918359.05=24324.84 kJ（3）碳酸盐分解吸热=0.62% 77.6022.4/56=0.19m3=0.42%77.6022.4/40=0.18m3所以Q碳酸分=0.1944/22.44048+0.1844/22.42489 =2390.81kJ其中，CaCO3和MgCO3分解每产生1kgCO2吸收的热量分别为4048kJ和2489kJ（4） 水分解吸热=V风0.01513454.118/22.4=1179.940.01513454.118/22.4 =191350.82kJ（5） 铁水带走的热量铁水带走的热量为1259.85kJ/kgQ铁水=10001259.85=1259850kJ（6） 炉渣带走的热量炉渣带走的热量为1910.26kJ/kgQ渣=315.171910.26 =602056.64kJ（7） 煤粉分解吸热煤粉分解吸热1048kJ/kgQ煤粉=1601048 =167680kJ（8） 炉顶煤气带走的热量200以下煤气各种气体的比热容见表如下表2-11煤气中各气体的比热容组分N2CO2COH2CH4H2O比热容kJ/m31.2841.7771.2841.2781.6101.605干煤气带走的热量Q干煤气=（1.777376.88+1.284306.85+1.284919.17+1.27830.05+1.61014.31）200贼組櫻種愨单蝕渾潷