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煉铁工艺计算
炼铁工艺计算
包括:配料计算、物料平衡计算、热平衡计算
配料计算
目的:在于根据一直条件来决定矿石、燃料和熔剂之间的恰当比例。以获得所需要的性质的炉渣和合乎规格的生铁。
计算前应确定和收集数据:
冶炼铁种-应根据原料条件、国家任务和企业的炼钢方法来确定。
原料全分析(原始数据)
生产中原料成分分析经常不完全或元素分析化合物不相符合,即各项分析之和不等于100%,为消除误差,应该根据化学和矿物存在形态加以换算、调节、最终折算成100%.
烧结矿:
P-在烧结矿中以P2O5形态存在,应将分析P元素换算成P2O5的百分含量
P2O5(%)=×P(%)=2.29×P(%)
其中P——表示元素的百分含量;%
矿物中S以FeS存在
S:烧结矿中FeS存在,FeS中的 Fe包括在FeO中,故:
⑴ FeS(%)=S%×=2.75×S(%)
Fe中的FeS=FeS×=0.636×Fe(%)
⑵按S/2计算,即在FeO中氧含量全记入,氧为S含量的一半。
Mn烧结矿中以MnO(块矿MnO2或MnCO3)
焦碳:焦碳工业分析指干焦的工业分析
固定碳、挥发份、灰份、有机物
湿焦量=干焦量×(100+H2O)/100
矿石选配
当使用多种矿石冶炼时,应根据矿石供应量、炉渣成份及渣量等要求来选定适当配比
选配矿石时应检验矿石中P、Mn等是否满足要求
各元素在生铁、炉渣和煤气之间的分配比例
常见各元素分配比率
Fe Mn P S V Ti
生铁(η)0.998 0.50 1.0 0.8 1.0
炉渣(μ)0.002 0.50 / 0.2 0.9
煤气(λ) / / 0.05-0.15
生铁成份
SI:按铁种要求,应尽量选用低限,以便降低燃料消耗
MN:对炼钢生铁矿石带入的含量为准,对冶炼铸造铁,铁合金等,含MN应满足要求
S:根据冶炼条件和生铁规格而定
P从配料着手,控制含P量在规定之内
C:其决定于炉温和生铁其他成分
计算公式:
[C]=1.30+2.57+103t+0.04[Mn]+0.17[Ti]+0.13[V]0.1.[Si]-0.54[S]
燃料消耗:
应根据冶炼铁种、原料条件(品位、硫负荷、焦碳灰份)风温水平操作水平及设备装备水平、生产经验等
力争采用高风温、大喷吹富氧等降低焦比
炉渣碱度
应根据原料成分、冶炼铁种(含硫量)及生产经验来确定CaO2/SiO2=1.0~1.2 CaO2+MgO/ SiO2=1.2~1.4
炉渣碱度:主要以脱硫能力、流动性来考虑
计算:
一般以冶炼一吨铁为计算基础
根据生铁成分、高炉碱度成分和Fe、Ca的平衡,分别求出矿石及熔剂的需要量
并根据原料的化学成分、各元素在炉渣、生铁和煤气中的百分率,求出炉渣和生铁的最终成分
⑴确定矿石配比
⑵计算渣量和组成S、Fe、MgO、CaO、SiO2、Al2O3并进行碱度校验和生铁成分校核
物料平衡
物料平衡计算是为分析冶炼过程进行定向定量的缝隙和深入的研究配料计算是基础,包括风量煤气量计算和编制物料平衡表
具备条件:①原料分析
②原料用量
③生铁和炉渣成分
④鼓风湿度和氧含量
风量计算(以吨铁为计算基础):
按C平衡计算风口前燃烧的碳量
被鼓风中和炉料中氧所氧化的碳量:
C氧化=C焦+C煤-C铁-CCH4-C尘
C焦、C煤——焦碳、煤粉带入C量(Kg/t)
C铁——生铁中碳量。(Kg/t)
C尘——带走C量。(Kg/t-Pig)
CCH4——生成CH4的C 量。
被炉料中氧所氧化的碳量(即Si、Mn、P、Fe等直接还原消耗C量)
C直=24/28Si+12/55Mn+60/62P+12/56Fe×rd
rd——铁的直接还原度(与冶炼条件有关)。
Si、Mn、P、Fe——分别表示冶炼一吨铁还原进入生铁的Si、Mn、P、Fe的量,Kg/t-Pig
风口前燃烧C量(C燃)。
C燃=C氧化—C直 Kg/t-Pig
按风口前燃烧C量计算每吨生铁鼓风量:
燃烧C燃公斤C素的耗氧量=C燃×(Nm3)
每米3鼓风中氧浓度=0.21×(1-θ)+0.5θ
θ——鼓风湿度,%
每吨生铁鼓风量:
V风==,(Nm3)
炉顶煤气成份及其数量计算:
CH4:
VCH4=CCH4×,Nm3
H2:
VH2=(V风×ψ+H2焦+H2煤)*(1-ηH2)-2V
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