北京科技大学——炼铁学大作业.doc

1、北京科技大学冶金与生态工程学院炼铁学大作业姓名： 班级：冶金 1006 班学号：1、确定生铁成分：1）初定矿石消耗量：a. 混合矿成分：初选烧结矿、球团矿、块矿的比例为 7:2:1，混合矿成分见 excel 表格（注：在 excel 表格中已经是迭代过的数据，只需将矿石比例改成 7:2:1 即可看到混合矿成分） ，计算得混合矿 TFe=0.56807。 焦比：330kg/thm；煤比：160kg/thm；b. 计算矿比：初定生铁成分含 Fe 为 94.50%， 计算混合矿消耗量：非矿石带入的 Fe 量（即焦炭和煤粉带入的 Fe 量）：565656(301.+30.1+0.94.07272872

2、)/1(kg)进入炉渣的 Fe 量 ：（ ）,.94.5.609(kg)需由矿石带入的 Fe 量.1+2.38-47=3.0（ ）矿石消耗量= 9056154kg（ ）2）预定生铁成分：a. Si：按低硅生铁冶炼要求，初定为 0.3-0.5%；本例可取 0.35%b. S：按一级品生铁考虑，定为 0.03%；c. Mn： 0.263514=.86kg71（ ）由于 Mn 的 =0.4 ，=0.6 ，所以进入生铁的 Mn= ，Mn %3.860.=231kg（ ）=0.2031。d.P：入炉 P 总量 = 0.3621654=.945kg1（ ）所以P %=0.09。e.C：按教材 P138（3

3、-162）式计算-3.4+20.0.03.20.35.0Cf.Fe： 。%Fe15.2194由于 ，需要将新的 94.32%重算一遍，得出 94.31%，将9.59494.31%作为Fe % ，误差为 0.003% 0.01%，符合要求。2、计算熔剂消耗量或校核炉渣碱度是否在预定范围内：根据炉渣中 ，2aCORSi2 2 2(,)(,)aRi SiO 所 有 入 炉 原 料 混 合 矿 焦 炭 煤 粉 熔 剂 等 带 入 的 量设 定 的 炉 渣 二 元 碱 度 所 有 入 炉 原 料 混 合 矿 焦 炭 煤 粉 熔 剂 等 带 入 的 量 还 原 进 入 生 铁 消 耗 的所有入炉原料带入的

4、 CaO=+=kg（ 8.7165.830.16.84） /019.4所有入炉原料带入的 SiO2-还原进入生铁的 SiO2= 6.-.35=kg8（ .9 ） /012.7二元碱度 题目中要求 R2 在 1.151.20 之间，所以这样的配2aO149.0.7CRSi矿偏碱性，需要多配酸性矿，则调整配矿比例如下：烧结矿：球团矿：块矿=0.67:0.23:0.1调整后重算,得M（CaO）= 8.5160.3.160.842.9Kg重算式得M（SiO 2）=60.8.351.10重算二元碱度得 2a14.89.06CORSi满足要求因此可得高炉配料结果表如下：高炉配料结果表名称 kg/t 铁 %

5、烧结矿 1105.58 67.000球团矿 379.53 23.000块矿 165.01 10.000混合矿 1650.11 100.000M(Al2O3)= 1.9650.134.0163.51.27/KgtM(MgO)= .7.6/10tM(FeO)= 941.3(.975)3./206KgtM(MnO)= 713.496(0.).8/5KgtM(S/2)= 1. 0.1965.(.2.39. )20.6734160).8/KgtM（CaO）=142.89Kg/tM（SiO 2）=120.66Kg/t炉渣数量和成分表组分 CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO S/2 CaO

6、/SiO2kg/t 142.89 120.66 36.65 51.27 1.81 3.03 1.58 357.89 wt% 39.93 33.71 10.24 14.33 0.50 0.85 0.44 100.00 1.18合计 M= M（CaO）+ M（SiO 2）+ M(MgO)+ M(Al2O3)+ M(FeO)+ M(S/2)+ M(MnO)=357.89 Kg/t再分别计算各组员的百分比：如 CaO： 2aO14.893.%i57CS炉渣脱硫性能和脱硫能力验算：结果如下表将炉渣中 CaO，SiO2，MgO，Al2O3 四元换算成 100%组分 kg/t %SiO2 120.66 34

7、.33CaO 142.89 40.66MgO 36.65 10.43Al2O3 51.27 14.59 351.47 100.00因为 查高炉炼铁工艺及计算 19 页等黏度曲线图，214.89.i06CaRS1500时为 0.3PaS，1400时为 0.7PaS.按拉姆教授渣中氧化物总和和检查炉渣脱硫能力，为达到要求，炉渣中 W（RO）必须达到W（RO ）=50-0.25W （Al 2O3）+3W（S）- 0.3iwSW.5+0.3=50-.14.%+.42- 1078978 而炉渣中实际 W（RO）=W（CaO）+ W( MgO)+ W(FeO) + W(MnO)=39.93+10.24+0

8、.85+0.5=51.52实际大于要求的，所以能保证脱硫按沃斯柯博伊尼科夫经验公式计算 Ls：= 1450sL2 2423398670.()0.1().0xWAlOAlx在本例中， 2()9.4.97CaMgSi代入得 =40.611450sL21502.().4851.t1501450.69ss按炉渣和铁水含 S 量计算要求的 1503.0.s sLL%21WP1650.4.75.6Mn%C1094.30.219.035.FeWSiMnPWS至此可以给出生铁成分核算表，如下：生铁成分核算表组分 Fe Si Mn P S C wt% 94.31 0.35 0.21 0.09 0.03 5.00

9、 100.00 风量计算焦炭和煤粉带入的碳量 Kg85.6279.030148.6少量元素还原耗碳量= Kg4(.)1.32脱 S 耗碳量 Kg21.5883铁直接还原耗碳量 Kg94.0.436.905其中 0.43 是直接还原 Rd风口前燃烧的 C 量 Kg8.6.18.5126.4风中含氧 (1)(%)2.w风量：V 风 m326.40931.6其中，干风量 -=-5%=3风（ ） （ ） 04.2水分为 3109.65.29风鼓风比重 32818()(1).4.42.4181.5%25%)().5%. . 2429ww鼓风重量 Kg.0.63.74炉顶煤气及其成分H2 风中水解分解 1

10、5.29m3焦炭带入 3412.0(.0.).4760m煤粉带入 21648585矿石带入 3.1.0入炉 H2 总量 3.92.76.6.0m还原消耗的 H2 量 31640进入炉顶煤气的 H2 量 Kg32.9.,9.=6.14质 量 为同时，可得 H2 间接还原率 56=0.12.14CO2间接还原生成 375.2.4=160.+930-.32164m.4（ ） 56焦炭挥发分放出 30.27.4=5m1进入炉顶煤气 CO2 量Kg3=342.7+054.8.8674.12.， 质 量 为CO风口前碳燃烧生成 32.4=6.=97.m1直接还原生成 343+8.012.56（ ）焦炭挥发

11、分放出 3.02间接还原消耗 3=2.7进入炉顶煤气的 CO 量Kg32849.3+1.560-4.=27.9m7.9=40.91.， 质 量 为N2鼓风带入 =.2-%.3（ ）焦炭带入 015.343=198煤粉带入 36.7m2进入炉顶煤气的 N2 量 Kg3.+0.65.27956.， 质 量 为综上，煤气总体积 222 3=69.34.18.9+.=10.8mHCOVV总根据成兰柏主编的高炉炼铁工艺及计算P 520，表 11-22 可得 200和 1200时各气体的比热容，至此可以得出“煤气成分与数量表”和“物料平衡表”煤气成分与数量表成分 Nm3/t vol.% kg/tCO 32

12、7.93 21.78 409.91CO2 343.18 22.79 674.11H2 69.60 4.62 6.21N2 765.27 50.82 956.59 1505.98 100.00 2046.82煤气含水 46.40 37.29生产高炉物料平衡表收入项 支出项名称 kg/t 铁 名称 kg/t 铁混合矿 1650.11 生铁 1000.00焦炭（干） 330.00 炉渣 357.89煤粉 160.00 煤气 (干) 2046.82鼓风 1310.74 煤气中水分 37.29总计 3450.85 总计 3442.00绝对误差 8.86 相对误差 0.26%热平衡计算热收入项：风口前碳素

13、燃烧 98026.4-1506=2.43/tGJ直接还原中 C 氧化成 CO： +89（ 3）直接还原中 CO 氧化成 CO2： 7./t间接还原 H2 氧化成 H2O： 1.热风带入的热量： .5-%1.6/tJ总热收入： =.43+0964062=./tJ热支出项氧化物分解耗热 铁氧化物 5130+7275.2+60.490.311=6./tGJ（ 65.0）碳氧化物31.=./tJ锰氧化物70520147磷氧化物6.9.3/tGJ合计.3/tGJ脱硫耗热 8057.04%2.06/t炉渣的焓 1.68/tJ铁水的焓 煤气的焓 .9.1.590.42/tGJ炉料水、冷却水以及散热损失 .7

14、(6.302.683.)./t至此可以给出“全炉热平衡表”全炉热平衡表项目 GJ/t %风口前碳素燃烧 2.43 24.80直接还原 C 氧化成 CO 0.91 9.26间接还原 CO 氧化成 CO2 4.34 44.29间接还原 H2 氧化成 H2O 0.50 5.12热风带入的热量 1.62 16.53热收入项总热收入 9.79 100.00氧化物分解耗热 6.93 70.80脱硫耗热 0.03 0.27炉渣的焓 0.68 6.95热支出项铁水的焓 1.30 13.28煤气的焓 0.44 4.52炉料水、冷却水、散热 0.41 4.19总热支出 9.79 100.00有效能量支出 6.9302.6801.394/tGJ能量利用系数 841.%7CO 的利用率 5.碳素利用系数 029346.Rist 操作线 铁氧化物还原夺取的氧量81675.25.0()172.4nOFe 少量元素还原夺取的氧量4.36()20.915n 风口前 C 氧化夺取的氧量.().3846OFe 煤气中的 ()151.%.COn所以 A 点坐标为（1.511,1.462 ）E 点坐标为（0.000，-1.340）