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冶炼计算基础公式一、定量调剂（据技术操作规程）定量调剂参数系数表分类参数名称变化量影响焦比量影响煤粉矿石含铁量粒度5mm结矿比例FeO%1%5%10%1%1.5%1%2%1.5%焦炭灰份水份S1%1%0.1%2%扣除1.2-2%煤粉灰份重量1%1kg1.5%0.7kg辅助料石灰石铁废1kg1kg0.3kg0.22kg0.735kg0.735kg风风温湿度风量101g/cm21m3/（min.m2）1.7kg1kg1.4kg2.1kg1.25kg1.75kg高压顶压（0.1kg/cm2）10kPa6kg7.5kg生铁成分SiMn1%1%Si1.5，40kg1.51-2.5，60kg2.5-3.5，85kg14kg1 影响焦比百分量应按综合焦比计算2 1m3/（min.m2）即每平方米炉缸面积,每分钟1m3风量例:矿石品位上升1%,现有综合焦比460 kg/t,计算矿石品位上升后综合焦比。按定量调剂含铁量上升1%综合焦比下降1.5%460*(1-0.015)=453.1 (kg/t)二、高炉容积计算炉型参数：有效容积Vu2536m3风口高度h63700mm炉缸直径d11560mm有效高度25800mm炉喉直径d18200mm炉腹角78236”炉腰直径D13000mm炉身角795510”死铁层高度h02200mm高径比1.985炉缸高度h14200mm有效容积炉缸面积24.16炉腹高度h23400mm炉腰直径炉缸直径1.125炉腰高度h32900mm风口中心线至铁口中心线高度3700mm炉身高度h413500mm风口个数30个炉喉高度h51800mm铁口个数3个炉喉容积= 3.14*d1/4*h5=3.14*8.2/4*1.8=95 m炉身容积=3.14*( d1+ d1*D+D)/12*h4=3.14*( 8.2+ 8.2*13+13)/12*13.5=1212 m炉腰容积= 3.14* D /4*h3=3.14*13/4*1.8=385 m炉腹容积=3.14*( d+ d*D+D)/12*h1=3.14*( 11.56+ 11.56*13+13)/12*3.4=403 m炉缸容积= 3.14* d /4*h1=3.14*11.56/4*4.2=441 m有效容积Vu=炉喉容积+炉身容积+炉腰容积+炉腹容积+炉缸容积 =95+1212+385+403+441=2536 m高炉的工作容积V工=部分炉喉容积+炉身容积+炉腰容积+炉腹容积 +部分炉缸容积=95*(1.8-1.3)/1.8+1212+385+403+441*(4.2-3.7)/4.2 =2079 m三、主要指标公式(据高炉生产知识问答)1、有效容积利用系数u：用高炉有效容积计算所得出的系数值称为高炉有效容积利用系数u，我国是把铁口中心线到炉喉间的高炉容积称为高炉有效容积Vu。 t/（m.d）P为高炉每昼夜生产某品种生铁的合格产量，t。k为该品种生铁折合为炼钢生铁的折算系数。例: 某高炉每昼夜生产炼钢生铁的合格产量6200 t,其有效容积2536 m,计算其有效容积利用系数u。u=6200/2536=2.44 t/（m.d）2、冶炼强度I：焦炭冶炼强度指每昼夜，每立方米高炉容积消耗的焦炭量，即一昼夜装入高炉的干焦炭量（QK），与容积（V）的比值。 t/（m.d）例: 某高炉每昼夜装入高炉的干焦炭量1980 t其有效容积2536 m,计算其冶炼强度I。I=1980/2536=0.78 t/（m.d）3、焦比K：冶炼1t生铁所需要干焦炭量。 kg/t例:某高炉当日装入高炉的干焦炭量1980 t, 当日生铁产量6200 t, 计算当日焦比。K=1980*1000/6200=319.35 kg/t计算焦比可用每批炉料焦炭干基除以批铁量来计算。4、煤比Y: 冶炼1t生铁所喷吹煤粉量。, kg/t例:某高炉当日喷吹煤粉960 t, 当日生铁产量6200 t, 计算当日煤比。Y=960*1000/6200=154.84 kg/t5、焦块比K块：冶炼1t生铁所需要干焦块量。 kg/t例:某高炉当日装入高炉的干焦块量168 t, 当日生铁产量6200 t, 计算当日焦块比。K块=168*1000/6200=27.1 kg/t6、燃料比K燃：冶炼1t生铁所需要干焦炭量与干焦块、煤粉量之和。 kg/t例:某高炉当日装入高炉的干焦炭量1980 t, 装入高炉的干焦块量168 t,喷吹煤粉960 t,当日生铁产量6200 t, 计算当日燃料比。K燃=(1980+168+960)*1000/6200=501.29 kg/tK燃= K+ K块+ Y=319.35+27.1+154.84=501.29 kg/t7、焦炭负荷：每批炉料中铁矿石总量与每批炉料中干焦炭量的比值，是用来估计燃料利用水平和用配料调节炉子热状态的参数。 例:某高炉矿批60 t,焦批干基12 t,计算其焦炭负荷。P=60/12=58、综合负荷: 每批炉料中铁矿石总量与每批炉料中干焦炭量干焦块量和每批炉料消耗煤粉量之和的比值。 例:某高炉矿批60 t,焦批干基12 t, 焦块干基1 t,小时料速7批,小时煤粉量40 t,计算其综合负荷。综合负荷=60/(12+40/7+1)=3.219、综合焦比: 冶炼1t生铁所需要综合干焦炭量 kg/t综合焦比是将冶炼1t生铁所需煤粉或重油量乘上置换比折算成干焦炭量,再与冶炼1t生铁所需要干焦炭量相加即为综合焦比。现在与国际上评价冶炼1t生铁消耗的能量相接轨,已采用燃料比。三、主要参数1、吨铁耗风:冶炼1t生铁消耗风量 m/t例:某高炉当日平均风量5000 m/分钟, 当日生铁产量6200 t, 计算当日吨铁耗风。吨铁耗风=5000*60*24/6200=1161 m/t2、折算吨焦耗风: 折算燃烧1t焦炭消耗风量 m/t例:某高炉当日平均风量5000 m/分钟, 当日装入高炉的干焦炭量1980 t, 装入高炉的干焦块量168 t,喷吹煤粉960 t, 计算当日折算吨焦耗风。折算吨焦耗风=5000*60*24/(1980+960*0.8+168)=2469 m/t3、吨燃耗风: 燃烧1t燃料消耗风量 m/t例:某高炉当日平均风量5000 m/分钟, 当日装入高炉的干焦炭量1980 t, 装入高炉的干焦块量168 t,喷吹煤粉960 t, 计算当日吨燃耗风。吨燃耗风=5000*60*24/(1980+960+168)=2317 m/t4、透气性指数:反映煤气通过高炉料柱时阻力大小5、高炉冶炼周期:冶炼过程中炉料在炉内停留的时间按料批计算按时间计算 hN为炉料从入炉到风口水平的料批数V工为高炉的工作容积,料面到风口中心线之间的容积, mV批为每批料的体积mC为炉料在炉内的平均压缩率V料为炼1吨生铁所用炉料的体积mP为高炉日产量t例:某高炉的工作容积2079 m,焦炭批重12t, 矿石批重60t(结矿42 t,氧球10 t, 生矿8 t),计算高炉冶炼周期。焦炭堆密度按0.5t/m3，烧结矿堆密度按1.8t/m3，氧化球堆密度按2t/m3，生矿堆密度按1.8t/m3，炉料在炉内的平均压缩率13%按料批计算V批=12/0.5+42/1.8+10/2+8/1.8=56.77 m3=2079/56.77*(1-0.13)=42四、渣铁1、例:简单配料计算料种重量TFe%Fe量SiO2%SiO2量CaO%CaO量S%S量Si%TiO2%TiO2量一、二烧2436357.313960512189.7523750.0163.8980.50.20549.94矿烧56.60501000.01600.140锰矿11.73030.34000000氧球432065.328205.012160.166.9120.0070.3020.187.776澳矿557263.9235612.691500.316.710.0241.3370.0321.783钛矿44.5309.6801.90010.720钛球73063.6464.2536.51.28.760.0220.1600.75.11海南5320.750.4矿批34985000萤石009.6800000灰石0001.69050.3000硅石00093.3800.55000焦炭70000012.3387.412.377.490.7552.5焦丁50012.327.6712.35.5350.753.75煤粉32700011161.81132.370.39.81总计t208062197.2523.71.7564.61出铁t21792入铁t233.1碱度1.284渣量kg/t308.7硫负荷kg/t3.292808配料计算必须首先明确各种相关炉料成分及重量构成碱度校核校核碱度=相关炉料进入炉渣总CaO量/相关炉料进入炉渣总SiO2量焦炭煤粉灰份中CaO 及SiO2量计算SiO2(焦)=焦炭重量*灰份(12.3%)* 灰份中SiO2含量(45%)CaO (焦)= 焦炭重量*灰份(12.3%)* 灰份中CaO含量(9%)SiO2 还原进入生铁量SiO2 (铁)= Fe (批)* Si %*2.14 校核碱度=(2375+6.912+16.71+8.76+77.49+5.535+32.37) /(1218+216+150+36.5+387.4+27.67+161.8-233.1) =2523/(2197-233.1) =1.284例:炉渣成分SiO2CaOMgOAl2O3FeOSTiO232.4938.749.3415.810.471.081.152、炉渣碱度（二元）R=CaO/SiO2例:已知炉渣成分如上表,计算炉渣碱度（二元）R=38.74/32.49=1.193、炉渣总碱度（三元）R=（CaO+MgO）/SiO2例:已知炉渣成分如上表,计算炉渣总碱度（三元）R=(38.74+9.34)/32.49=1.484、炉渣全碱度（四元）R=（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）例:已知炉渣成分如上表,计算炉渣全碱度（四元）R=(38.74+9.34)/(32.49+15.81)=1.05 、炉渣量(渣铁比): 炼一吨生铁产生炉渣量一般按测定重量计算,不能按测定重量计算,可采用氧化钙平衡理论计算.Kg因化验炉渣成分偏差较大,可用炼一吨生铁消耗炉料中所含CaO、SiO2、MgO、Al2O3之和计算炉渣量.炉渣量= Ai*(CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)i-D*( CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)d-( SiO2)r/ (CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)uAi 炼1吨生铁的矿石,熔剂,焦炭,煤粉等物料(干料)数量Kg(CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)i 各种物料中四种成渣物质含量之和D 1吨生铁的炉尘量Kg( CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)d炉尘中四种成渣物质含量之和(CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)u炉渣四种成渣物质含量之和( SiO2)r炼一吨生铁因Si还原消耗的SiO2量Kg6、硫负荷: 每炼一吨生铁所需要的炉料中总含硫量7、钛负荷: 每炼一吨生铁所需要的炉料中总含钛量8、铁水含硅标准偏差:n 总炉次Sii 某炉次铁水含硅量 平均含硅量 每炉次(Sii-)之和9、批铁量:每批料能炼出生铁量(参照技术规程)Fe(批)=K* Fe(矿)*0.995/Fe t/批K批料矿石量Fe(矿) 矿石含铁量%0.995进入生铁的铁量,其中0.005进入炉渣Fe 生铁中含铁量,一般94-95%,铸造铁用低值炼钢铁用高值.10、洗炉锰矿配加量计算: 洗炉时铸造铁改炼钢铁, 生铁Mn按1-1.5%控制, 生铁Si按0.5-0.8%控制.(参照技术规程)一般Mn回收率炼钢铁按50%铸造铁按60%计算(参照那树人炼铁计算) 高锰炼钢铁洗炉Mn=批料总含Mn量*50%/批铁量五、送风1、风速及鼓风动能(那树人计算方法)：风速是高炉炼铁中鼓风通过风口时所达到的速度，用单位时间内通过一个风口的风量Q（m/s）除以风口截面积（m）求得。用标准状态下的风量Q0算得的风速称为标准风速v0。用冶炼实际风温（t风）和热风压力p条件下计算得的为实际风速v。 F单个风口面积n总风口数p0 T0分别为标准状态下大气压力,温度p T分别为工作状态下热风压力,温度T0=273K,T=273+t,t为热风温度()p0=1大气压= 1.033kg(f)/ cm=0.1013Mpap= p0+p表,p表为压力仪表显示值 (m/s)鼓风质量计算g 重力加速度9.81m/sr0 标准状态下鼓风重度(忽略湿分) 1.293kg(f)/ mn 风口个数Q0 鼓风量m/sm=2.197 Q0/n鼓风动能是单位时间内每个风口鼓入高炉内鼓风所具有的机械能。鼓风动能按下式计算=4.368 kg(f). m/s例:某高炉当日平均风量5000 m/分钟,风温1200, 单个风口面积0.013m,共30个风口, 热风压力3.4 kg/ cm,计算当日风速及鼓风动能。T=1200+273=1473P=3.4+1.033=4.433=5000/(60*30*0.013)=214 m/s=209*1.033*1473/(273*4.433)=269 m/s=2.197 Q0/n=2.1975000/30=0.366 kg(f)/s=0.5*0.366*269=13242 kg(f). m/s鼓风动能(为采用规范计量单位应推行)鼓风质量计算P0标准状态下鼓风密度1.293kg/ mm=2.155 Q0/n kg/s鼓风动能计算=4.121 J/sP=0.1013+p表(MPa)此计算结果的单位是J/s(W)或再转化为(KW)2、煤气一氧化碳利用率: 一氧化碳利用率是衡量高炉炼铁中气固相还原反应中CO转化为CO2程度的指标。也是评价高炉间接还原发展程度的指标, 一氧化碳利用率用CO表示。 %3、富氧率:指富氧后鼓风中氧气含量增加的百分数.富氧率(那树人计算方法)F0 富氧率a 富氧气体纯度W 1m鼓风里兑入富氧气体量例:某高炉当日平均风量5000 m3/分钟,富氧量6000 m3/小时, 富氧气体纯度99.5%,计算富氧率(那树人计算方法)=(0.995-0.21)*100/(5000+100)*100%=1.54%4、风口前理论燃烧温度(据高炉生产知识问答):风口前碳素燃烧所能达到的最高温度,即假定风口前碳素燃烧放出的热量全部用来加热燃烧产物时所能达到的最高温度叫做风口前理论燃烧温度,也叫高炉火焰温度或绝热火焰温度.t理 风口前理论燃烧温度Q碳 吨铁风口前碳燃烧成CO所放出的热量KJ/t