能量衡算高爐冶煉綜合計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u3158高爐冶煉綜合計(jì)算案例 174591課題來源 2130102計(jì)算過程 2156702.1原始成分 342642.2混合礦配比 4326782.3配料成分計(jì)算 5294712.3.1生鐵成分的計(jì)算 587142.3.2礦石消耗量的計(jì)算 6228362.3.3熔劑消耗量計(jì)算 720852.3.4各原料的有關(guān)元素及其化合物的計(jì)算 7239202.3.5生鐵成分的校核計(jì)算 8227622.3.6爐渣量及其成分算 8203182.3.7爐渣性能檢驗(yàn) 9247152.3.8原料實(shí)際用量計(jì)算 104722.4物料平衡計(jì)算 11184732.4.1風(fēng)量的相關(guān)計(jì)算 11154842.4.2煤氣量及其成分計(jì)算 13306872.4.3煤氣燃料中揮發(fā)成分的物質(zhì)和H2O含量的計(jì)算 18291952.4.4物料成分平衡表 18241232.5熱平衡計(jì)算 19108802.5.1熱吸收量的組成及計(jì)算 19287692.5.2熱釋放項(xiàng)的構(gòu)成及計(jì)算 21182082.5.3熱平衡表 2442052.5.4KC和KT 251課題來源任務(wù)書2計(jì)算過程高爐冶煉計(jì)算是根據(jù)企業(yè)的每年產(chǎn)鐵量、原料和燃料成分含量等條件及物料的物理和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行綜合的高爐冶煉計(jì)算。高爐冶煉計(jì)算主要包括[7]根據(jù)物料平衡計(jì)算可以得出各原料的用量，并且可以驗(yàn)證各種原料計(jì)算精度的準(zhǔn)確性，最終，計(jì)算出的配料結(jié)果與檢驗(yàn)的數(shù)據(jù)的相對誤差的結(jié)果應(yīng)小于0.25%，只有當(dāng)計(jì)算結(jié)果在相對誤差范圍內(nèi)為符合要求的結(jié)果。2.1原始成分表2.1礦石原料成分配比表(%)表2.2爐塵原料成分配比表表2.3熔劑成分配比表(%)表2.4焦炭燃料成分配比表(%)表2.5煤粉燃料成分配比表（%）2.2混合礦配比本設(shè)計(jì)是采用的原料比例為燒結(jié)礦：球團(tuán)礦=3：1?；旌系V成分見表2.6。表2.6混合礦成分配比表(%)2.3配料成分計(jì)算2.3.1生鐵成分的計(jì)算表2.7生鐵成分配比表成分FeSiMnPSC占比95.00.650.300.030.023.90G[Mn]'=G[P]'=G'礦QUOTE×P礦×[C]'=4.3?0.27[Si]?0.32[P[Fe]=100?[Si]?[S]?[Mn]'?[P]'?[C]'

=94.9632.3.2礦石消耗量的計(jì)算GFFFFFFFG2.3.3熔劑消耗量計(jì)算GΣSiOSiΣCaO故G2.3.4各原料的有關(guān)元素及其化合物的計(jì)算表2.8各原料和化合物的量(kg/t-p)2.3.5生鐵成分的校核計(jì)算[Mn]=(ΣMn?M[P]=(ΣP?[C]=100?[Fe]?[Mn]?[P]?[S]?[Si]

2.3.6爐渣量及其成分算生成的殘?jiān)校現(xiàn)e以FeO的狀態(tài)存在，其含量為FeO生成的殘?jiān)?，Mn以MnO的狀態(tài)存在，其含量為Mn生成的殘?jiān)?，S以CaS的狀態(tài)存在，其含量為S渣=∑SCaO爐渣中，以自由態(tài)存在的CaO的含量Ca爐渣中，與S結(jié)合的Ca的含量C表2.9爐渣成分配比表2.3.7爐渣性能檢驗(yàn)[S]=符合生產(chǎn)要求。四元渣系見表2.10。表2.10四元渣成分配比表根據(jù)四元渣系相圖，2.3.8原料實(shí)際用量計(jì)算焦炭、熔劑和天然礦在運(yùn)輸?shù)倪^程中存在多種損失，在裝入爐內(nèi)的過程中不可避免的損耗一定的數(shù)量，因此實(shí)際上料比計(jì)算的要多。原料的實(shí)際消耗量計(jì)算：原料理論的消耗量計(jì)算GKM(2)爐內(nèi)的濕料量計(jì)算GKM(3)實(shí)際的上料量計(jì)算GKM表2.11原料消耗量(kg/t-p)2.4物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算的基本原理是質(zhì)量平衡定律。物料衡算的目的是：根據(jù)煉鐵工藝計(jì)算的物料衡算，需要補(bǔ)充以下幾個(gè)條件：假設(shè)一個(gè)鐵的直接還原度rd；鼓風(fēng)濕度f；富氧率ω和碳生成CH4比例αCH4本設(shè)計(jì)取物料平衡計(jì)算如下：2.4.1風(fēng)量的相關(guān)計(jì)算計(jì)算出風(fēng)口量時(shí)，首先確定出風(fēng)口中C燃燒量，然后根據(jù)方程式計(jì)算出反應(yīng)物中的氧氣含量，最后根據(jù)氧含量求出出風(fēng)量

C+(1)風(fēng)口燃燒C含量計(jì)算其中故(2)C風(fēng)發(fā)生燃燒反應(yīng)時(shí)，參與的O2含量計(jì)算根據(jù)(3)C風(fēng)發(fā)生燃燒反應(yīng)時(shí)，提供的風(fēng)量的計(jì)算(4)鼓風(fēng)量的計(jì)算(5)鼓風(fēng)總量的計(jì)算鼓風(fēng)比量的計(jì)算鼓風(fēng)總量的計(jì)算2.4.2煤氣量及其成分計(jì)算1.CH4量的計(jì)算(1)焦碳中揮發(fā)份進(jìn)入爐內(nèi)引入的CH4量(2)C與合成CH4總量計(jì)算進(jìn)入爐頂煤氣中CH4總量2.H2量的計(jì)算(1)鼓風(fēng)中H2O發(fā)生分解反應(yīng)，產(chǎn)生生成的H2總量(2)焦炭中含有的H2量(3)煤粉中含有的H2量(4)在爐料中結(jié)晶水與碳發(fā)生反應(yīng)，生成物H2的含量H從而得出，進(jìn)入爐內(nèi)與在爐內(nèi)反應(yīng)生成的H2總量為：(5)參與還原反應(yīng)所消耗的H2(還)量為H(6)C與H2發(fā)生還原反應(yīng)所消耗的H2量H爐頂上煤氣的含H2量為H3.CO2(1)Fe2O3發(fā)生還原反應(yīng)生成FeO，而釋放出CO2量根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算Fe+CO=2FeO+FαC=(1600.607×78.342%?15×62.227%?0)×22.4∕16=174.245γCO2(2)在復(fù)原反應(yīng)中，所生成的CO2量為C(3)熔劑發(fā)生分解反應(yīng)，釋放出的CO2量CO(4)焦碳原料的揮發(fā)分中含有的CO2量CO2(4)(5)原料礦中的含CO2量C(6)錳化物發(fā)生還原反應(yīng)而生成的CO2量C進(jìn)入爐頂煤氣的CO2總量CO2煤氣4.CO(1)風(fēng)口位置處，碳發(fā)生燃燒生成的CO量C(2)還原生成的CO量C(3)焦炭揮發(fā)分中含有的CO量CO焦(4)熔劑中CO2與C發(fā)生反應(yīng)后，CO殘余的量C在爐頂?shù)拿簹鈨?nèi)進(jìn)入的CO總量為：CO煤氣5.N2量(1)鼓風(fēng)過程帶進(jìn)入的N2含量N(2)焦炭帶進(jìn)入的N2含量N2焦=(3)煤粉帶進(jìn)入的N2含量N高爐內(nèi)煤氣的總進(jìn)入量N2為N冶煉一噸生鐵的煤氣總量(干煤氣)為：V煤氣=C表2.12煤氣成分表煤氣的質(zhì)量為γ煤氣=G2.4.3煤氣燃料中揮發(fā)成分的物質(zhì)和H2O含量的計(jì)算1.揮發(fā)物含量SM揮發(fā)物的總量為：G2.H2O含量(1)還原反應(yīng)生成的H2OH(2)物料中的物理水HG料干等于所有含水原料(如焦炭、熔劑等)的干料消耗量，需要將每種原料單獨(dú)計(jì)算，然后求和HG=1(3)爐料中包含的結(jié)晶H2OH爐頂內(nèi)煤氣中的總H２O量為：H2.4.4物料成分平衡表表2.13物料成分平衡表絕對誤差為：ΔΣ=|Σ相對誤差位：

σ=結(jié)果在誤差要求范圍內(nèi)，符合條件。2.5熱平衡計(jì)算在熱工工程中，當(dāng)一個(gè)物體與外界充分接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生熱量變化，當(dāng)物體在熱量變化過程中釋放的熱量值與吸收的熱量值相等時(shí)，那么可以稱這個(gè)物體此時(shí)處于熱平衡狀態(tài)。即熱平衡指的是物體與外界接觸時(shí)不存在熱量的交換。本設(shè)計(jì)采用全爐熱平衡方法。全爐熱平衡指的是將整個(gè)高爐設(shè)備作為一個(gè)整體對象，。進(jìn)行熱平衡計(jì)算時(shí)，首先要確定是計(jì)算的范圍，通過這種方法可以確定高爐燃料熱能的使用情況，在進(jìn)行全爐熱平衡計(jì)算時(shí)，首先要確定計(jì)算的范圍。2.5.1熱吸收量的組成及計(jì)算1.碳發(fā)生氧化釋放熱(Qc)煉鐵過程中，發(fā)生還原反應(yīng)而釋放的CO2的量為351.574m3/t?pC氧化成CO的碳量為：CQc=4.18×(2340C2.C反應(yīng)生成CH4放出熱(QCQ3.鼓風(fēng)物理熱(Q風(fēng)Q風(fēng)=V式中所有物理量的含義：4.H2發(fā)生氧化反應(yīng)釋放熱量(QH2Q5.產(chǎn)生的爐渣所釋放熱量(Q渣當(dāng)有質(zhì)量為的１kgCaO或MgO發(fā)生反應(yīng)時(shí)，所釋放的熱量大約在Q渣6.爐料的物理熱Q料2.5.2熱釋放項(xiàng)的構(gòu)成及計(jì)算1.氧化物發(fā)生分解反應(yīng)釋放熱(1)鐵氧化合物發(fā)生分解反應(yīng)得到的熱量Q鐵氧化物FeO(FeFeO(FFFFe=1111.801Q鐵氧化物錳氧化物化合物分解的熱量計(jì)算(3)SiO2發(fā)生分解產(chǎn)生熱量計(jì)算Q(4)P2O5發(fā)生分解產(chǎn)生熱量計(jì)算QQ分=Q2.脫硫反應(yīng)吸收的熱量Q3.碳酸鹽分解時(shí)吸收的熱量無熔劑，因此Q4.水分解吸收熱量鼓風(fēng)機(jī)中的水分解吸收的熱量：Q煤粉中水分解吸收熱量：QH2O噴爐料中結(jié)晶水發(fā)生分解消耗的熱量：Q5.爐料中水分解吸收熱量Q6.噴吹燃料發(fā)生裂解反應(yīng)所吸收的熱量Q7.鐵水的物理熱量Q8.爐渣的熱含量Q9.爐頂煤氣中熱含量干煤氣燃料中含有的熱量：C水蒸氣中含有的熱量:Q爐塵中含有的熱量：QQ2.5.3熱平衡表表2.14熱平衡匯總表損耗