冶炼计算基础公式

/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S±１%±1%±0．１％±2％扣除±1.2—２％煤粉灰份重量±1％±1kg±1.5％±0。7kｇ辅助料石灰石铁废±１ｋｇ±１kg±0。3kg±0。22ｋｇ±0。735kg±0．735kg风风温湿度风量±10±1g/cm2±1m3/(ｍin．m２)±1.7ｋg±1kｇ±1.4ｋｇ±2.1ｋg±1.25kｇ±１.75ｋg高压顶压（±0.1kg／ｃｍ2）±1０kPａ±6kｇ±7.5kg生铁成分[Sｉ][Ｍn]±1%±1％Si<１.5,±40kg1。5１—２.5,±60kg2。5－3。5，±85ｋg±1４kg1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460kg/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h6３7炉缸直径ｄ11560mm有效高度２5８００mｍ炉喉直径ｄ182０0mm炉腹角78°2'炉腰直径D13０00ｍm炉身角７9°5５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*ｄ１²/４＊h5=3。14*8．2²／4＊1．８=9５m炉身容积=3．14＊（d１²＋d1*D+D²)/1２＊h4=3.14*(8．２²+８。２＊13+１3²）/1２*13．5=121炉腰容积=3。1４*D²/４*h3=3。14＊１3²／4＊1。8=38５炉腹容积＝3.14＊(ｄ²+d＊D＋D²)／１2＊h1=３.１4*(11。5６²+１1.56＊13+1３²)/12＊3．４=403炉缸容积＝3。14＊d²／4*h1=3．１4＊1１。56²／4*４.2＝４41ｍ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ηｕ: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ηu，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／（m³³.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6200t，其有效容积253６ｍ³³,计算其有效容积利用系数ηu=6２00／2536=2.44t/(ｍ³.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/(m³.ｄ)例：某高炉每昼夜装入高炉的干焦炭量1980t其有效容积2５3６m³I=1980/25３6=0．78t／（m³.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１980t，当日生铁产量6200t,计算当日焦比。K=1980＊1000/6200=3１9.３５ｋｇ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9６０t，当日生铁产量６２０0ｔ,计算当日煤比.Ｙ=９60＊１000/6２０0＝１54．８4ｋg/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168t，当日生铁产量6２０0ｔ，计算当日焦块比。K块=168*10０0/6２00=２7。1kg6、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１９80t，装入高炉的干焦块量168t，喷吹煤粉９６0t，当日生铁产量６20０t，计算当日燃料比.K燃=（198０＋16８+960）＊1000／6200=501。29kgＫ燃＝K+Ｋ块+Y=３１9。35+2７。1+１５4。８4＝50１.２9kg７、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６0ｔ,焦批干基12t，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6０t，焦批干基１2t，焦块干基1t，小时料速7批，小时煤粉量４0t，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m³／ｔ例:某高炉当日平均风量5000吨铁耗风=500０＊６0＊24/６200=11612、折算吨焦耗风:折算燃烧1t焦炭消耗风量m³/t例:某高炉当日平均风量50０0m折算吨焦耗风=5０00＊6０＊2４/（1９80＋９６0＊0．８+１68）=２4693、吨燃耗风:燃烧1t燃料消耗风量m³/t例：某高炉当日平均风量５００0m吨燃耗风＝５0０0*6０＊24/（1９80+960+168)＝23174、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，m³V批为每批料的体积m³Ｃ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m³³P为高炉日产量t例：某高炉的工作容积2０７9m³,焦炭批重12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＝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Ｄ1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[Si］i某炉次铁水含硅量平均含硅量每炉次(［Si］ｉ-)²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（m³/s)除以风口截面积(ｍ²)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p0T0分别为标准状态下大气压力,温度pT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)/cm²=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/ｓ²r0标准状态下鼓风重度（忽略湿分）1．293kg(f）/m³n风口个数Ｑ０鼓风量ｍ³/sm=2.197Q0/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。３68kg(f)。ｍ/ｓ例:某高炉当日平均风量50０0m³/分钟，风温1２00℃，单个风口面积0。０13m²,共３0个风口,热风压力3。4kｇ/ｃm²，T=1200＋２73=147３P=3．4+1.033=４。433=5０00／(６0＊３0＊0。０1３）=2１4=209*1.03３＊147３/(2７3＊４。43３)=26９＝2.19７Q０/ｎ=2。197５0０0/3０=0.3６６kg(ｆ）/s=0。5*0。３6６*２69²=1３242kｇ（f).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/m³m＝2.155Q0／nｋｇ/ｓ鼓风动能计算=4。１21J/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ηCO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W1m³例：某高炉当日平均风量５000m3/分钟，富氧量6000m３／小时,富氧气体纯度99．5%，计算富氧率=（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／tＱ风吨铁鼓风带入的物理热ＫJ／tQ燃吨铁燃料