1、冶煉計算基礎公式一、定量調劑（據技術操作規程）定量調劑參數系數表分類參數名稱變化量影響焦比量影響煤粉礦石含鐵量粒度<5mm結礦比例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輔助料石灰石鐵廢±1kg±1kg±0.3kg±0.22kg±0.735

2、kg±0.735kg風風溫濕度風量±10±1g/cm2±1m3/（min.m2）±1.7kg±1kg±1.4kg±2.1kg±1.25kg±1.75kg高壓頂壓（±0.1kg/cm2）±10kPa±6kg±7.5kg生鐵成分SiMn±1%±1%Si<1.5，±40kg1.51-2.5，±60kg2.5-3.5，±85kg±14kg1 影響焦比百分量應按綜合焦比計算2 ±1m3/（m

3、in.m2）即每平方米爐缸面積,每分鐘±1m3風量例:礦石品位上升1%,現有綜合焦比460 kg/t,計算礦石品位上升后綜合焦比。按定量調劑含鐵量上升1%綜合焦比下降1.5%460*(1-0.015)=453.1 (kg/t)二、高爐容積計算爐型參數：有效容積Vu2536m3風口高度h63700mm爐缸直徑d11560mm有效高度25800mm爐喉直徑d18200mm爐腹角78°236”爐腰直徑D13000mm爐身角79°5510”死鐵層高度h02200mm高徑比1.985爐缸高度h14200mm有效容積爐缸面積24.16爐腹高度h23400mm爐腰直徑爐缸直徑1

4、.125爐腰高度h32900mm風口中心線至鐵口中心線高度3700mm爐身高度h413500mm風口個數30個爐喉高度h51800mm鐵口個數3個爐喉容積= 3.14*d1²/4*h5=3.14*8.2²/4*1.8=95 m³³爐身容積=3.14*( d1²+ d1*D+D²)/12*h4=3.14*( 8.2²+ 8.2*13+13²)/12*13.5=1212 m³爐腰容積= 3.14* D ²/4*h3=3.14*13²/4*1.8=385 m³爐腹容積=3.14*(

5、 d²+ d*D+D²)/12*h1=3.14*( 11.56²+ 11.56*13+13²)/12*3.4=403 m³³爐缸容積= 3.14* d ²/4*h1=3.14*11.56²/4*4.2=441 m³³有效容積Vu=爐喉容積+爐身容積+爐腰容積+爐腹容積+爐缸容積 =95+1212+385+403+441=2536 m³高爐的工作容積V工=部分爐喉容積+爐身容積+爐腰容積+爐腹容積 +部分爐缸容積=95*(1.8-1.3)/1.8+1212+385+403+441*(4.

6、2-3.7)/4.2 =2079 m³³三、主要指標公式(據高爐生產知識問答)1、有效容積利用系數u：用高爐有效容積計算所得出的系數值稱為高爐有效容積利用系數u，我國是把鐵口中心線到爐喉間的高爐容積稱為高爐有效容積Vu。 t/（m³³.d）P為高爐每晝夜生產某品種生鐵的合格產量，t。k為該品種生鐵折合為煉鋼生鐵的折算系數。例: 某高爐每晝夜生產煉鋼生鐵的合格產量6200 t,其有效容積2536 m³³,計算其有效容積利用系數u。u=6200/2536=2.44 t/（m³.d）2、冶煉強度I：焦炭冶煉強度指每晝夜，每立方米高

7、爐容積消耗的焦炭量，即一晝夜裝入高爐的干焦炭量（QK），與容積（V）的比值。 t/（m³.d）例: 某高爐每晝夜裝入高爐的干焦炭量1980 t其有效容積2536 m³,計算其冶煉強度I。I=1980/2536=0.78 t/（m³.d）3、焦比K：冶煉1t生鐵所需要干焦炭量。 kg/t例:某高爐當日裝入高爐的干焦炭量1980 t, 當日生鐵產量6200 t, 計算當日焦比。K=1980*1000/6200=319.35 kg/t計算焦比可用每批爐料焦炭干基除以批鐵量來計算。4、煤比Y: 冶煉1t生鐵所噴吹煤粉量。, kg/t例:某高爐當日噴吹煤粉960 t, 當日

8、生鐵產量6200 t, 計算當日煤比。Y=960*1000/6200=154.84 kg/t5、焦塊比K塊：冶煉1t生鐵所需要干焦塊量。 kg/t例:某高爐當日裝入高爐的干焦塊量168 t, 當日生鐵產量6200 t, 計算當日焦塊比。K塊=168*1000/6200=27.1 kg/t6、燃料比K燃：冶煉1t生鐵所需要干焦炭量與干焦塊、煤粉量之和。 kg/t例:某高爐當日裝入高爐的干焦炭量1980 t, 裝入高爐的干焦塊量168 t,噴吹煤粉960 t,當日生鐵產量6200 t, 計算當日燃料比。K燃=(1980+168+960)*1000/6200=501.29 kg/tK燃= K+ K塊

9、+ Y=319.35+27.1+154.84=501.29 kg/t7、焦炭負荷：每批爐料中鐵礦石總量與每批爐料中干焦炭量的比值，是用來估計燃料利用水平和用配料調節爐子熱狀態的參數。 例:某高爐礦批60 t,焦批干基12 t,計算其焦炭負荷。P=60/12=58、綜合負荷: 每批爐料中鐵礦石總量與每批爐料中干焦炭量干焦塊量和每批爐料消耗煤粉量之和的比值。 例:某高爐礦批60 t,焦批干基12 t, 焦塊干基1 t,小時料速7批,小時煤粉量40 t,計算其綜合負荷。綜合負荷=60/(12+40/7+1)=3.219、綜合焦比: 冶煉1t生鐵所需要綜合干焦炭量 kg/t綜合焦比是將冶煉1t生鐵所需

10、煤粉或重油量乘上置換比折算成干焦炭量,再與冶煉1t生鐵所需要干焦炭量相加即為綜合焦比。現在與國際上評價冶煉1t生鐵消耗的能量相接軌,已采用燃料比。三、主要參數1、噸鐵耗風:冶煉1t生鐵消耗風量 m³/t例:某高爐當日平均風量5000 m³/分鐘, 當日生鐵產量6200 t, 計算當日噸鐵耗風。噸鐵耗風=5000*60*24/6200=1161 m³/t2、折算噸焦耗風: 折算燃燒1t焦炭消耗風量 m³/t例:某高爐當日平均風量5000 m³/分鐘, 當日裝入高爐的干焦炭量1980 t, 裝入高爐的干焦塊量168 t,噴吹煤粉960 t, 計算當

11、日折算噸焦耗風。折算噸焦耗風=5000*60*24/(1980+960*0.8+168)=2469 m³/t3、噸燃耗風: 燃燒1t燃料消耗風量 m³/t例:某高爐當日平均風量5000 m³/分鐘, 當日裝入高爐的干焦炭量1980 t, 裝入高爐的干焦塊量168 t,噴吹煤粉960 t, 計算當日噸燃耗風。噸燃耗風=5000*60*24/(1980+960+168)=2317 m³/t4、透氣性指數:反映煤氣通過高爐料柱時阻力大小5、高爐冶煉周期:冶煉過程中爐料在爐內停留的時間按料批計算按時間計算 hN為爐料從入爐到風口水平的料批數V工為高爐的工作容積,

12、料面到風口中心線之間的容積, m³V批為每批料的體積m³C為爐料在爐內的平均壓縮率V料為煉1噸生鐵所用爐料的體積m³³P為高爐日產量t例:某高爐的工作容積2079 m³,焦炭批重12t, 礦石批重60t(結礦42 t,氧球10 t, 生礦8 t),計算高爐冶煉周期。焦炭堆密度按0.5t/m3，燒結礦堆密度按1.8t/m3，氧化球堆密度按2t/m3，生礦堆密度按1.8t/m3，爐料在爐內的平均壓縮率13%按料批計算V批=12/0.5+42/1.8+10/2+8/1.8=56.77 m3=2079/56.77*(1-0.13)=42四、渣鐵1、例:

13、簡單配料計算料種重量TFe%Fe量SiO2%SiO2量CaO%CaO量S%S量Si%TiO2%TiO2量一、二燒2436357.313960512189.7523750.0163.8980.50.20549.94礦燒56.60501000.01600.140錳礦11.73030.34000000氧球432065.328205.012160.166.9120.0070.3020.187.776澳礦557263.9235612.691500.316.710.0241.3370.0321.783鈦礦44.5309.6801.90010.720鈦球73063.6464.2536.51.28.760.0

14、220.1600.75.11海南5320.750.4礦批34985000螢石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總計t208062197.2523.71.7564.61出鐵t21792入鐵t233.1堿度1.284渣量kg/t308.7硫負荷kg/t3.292808配料計算必須首先明確各種相關爐料成分及重量構成堿度校核校核堿度=相關爐料進入爐渣總CaO量

15、/相關爐料進入爐渣總SiO2量焦炭煤粉灰份中CaO 及SiO2量計算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 還原進入生鐵量SiO2 (鐵)= Fe (批)* Si %*2.14 校核堿度=(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:爐渣成分SiO2CaOMgOAl2O3FeOSTiO232.49

16、38.749.3415.810.471.081.152、爐渣堿度（二元）R=CaO/SiO2例:已知爐渣成分如上表,計算爐渣堿度（二元）R=38.74/32.49=1.193、爐渣總堿度（三元）R=（CaO+MgO）/SiO2例:已知爐渣成分如上表,計算爐渣總堿度（三元）R=(38.74+9.34)/32.49=1.484、爐渣全堿度（四元）R=（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）例:已知爐渣成分如上表,計算爐渣全堿度（四元）R=(38.74+9.34)/(32.49+15.81)=1.05 、爐渣量(渣鐵比): 煉一噸生鐵產生爐渣量一般按測定重量計算,不能按測定重量計算,可采用氧化鈣

17、平衡理論計算.Kg因化驗爐渣成分偏差較大,可用煉一噸生鐵消耗爐料中所含CaO、SiO2、MgO、Al2O3之和計算爐渣量.爐渣量= Ai*(CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)i-D*( CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)d-( SiO2)r/ (CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)uAi 煉1噸生鐵的礦石,熔劑,焦炭,煤粉等物料(干料)數量Kg(CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)i 各種物料中四種成渣物質含量之和D 1噸生鐵的爐塵量Kg( CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)d爐塵中四種成渣物質含量之和(CaO+MgO+ SiO2+Al2O3)u爐渣四種成渣物質含量之

18、和( SiO2)r煉一噸生鐵因Si還原消耗的SiO2量Kg6、硫負荷: 每煉一噸生鐵所需要的爐料中總含硫量7、鈦負荷: 每煉一噸生鐵所需要的爐料中總含鈦量8、鐵水含硅標準偏差:n 總爐次Sii 某爐次鐵水含硅量 平均含硅量 每爐次(Sii-)²之和9、批鐵量:每批料能煉出生鐵量(參照技術規程)Fe(批)=K* Fe(礦)*0.995/Fe t/批K批料礦石量Fe(礦) 礦石含鐵量%0.995進入生鐵的鐵量,其中0.005進入爐渣Fe 生鐵中含鐵量,一般94-95%,鑄造鐵用低值煉鋼鐵用高值.10、洗爐錳礦配加量計算: 洗爐時鑄造鐵改煉鋼鐵, 生鐵Mn按1-1.5%控制, 生鐵Si按0

19、.5-0.8%控制.(參照技術規程)一般Mn回收率煉鋼鐵按50%鑄造鐵按60%計算(參照那樹人煉鐵計算) 高錳煉鋼鐵洗爐Mn=批料總含Mn量*50%/批鐵量五、送風1、風速及鼓風動能(那樹人計算方法)：風速是高爐煉鐵中鼓風通過風口時所達到的速度，用單位時間內通過一個風口的風量Q（m³/s）除以風口截面積（m²）求得。用標準狀態下的風量Q0算得的風速稱為標準風速v0。用冶煉實際風溫（t風）和熱風壓力p條件下計算得的為實際風速v。 F單個風口面積n總風口數p0 T0分別為標準狀態下大氣壓力,溫度p T分別為工作狀態下熱風壓力,溫度T0=273K,T=273+t,t為熱風溫度()

20、p0=1大氣壓= 1.033kg(f)/ cm²=0.1013Mpap= p0+p表,p表為壓力儀表顯示值 (m/s)鼓風質量計算g 重力加速度9.81m/s²r0 標準狀態下鼓風重度(忽略濕分) 1.293kg(f)/ m³n 風口個數Q0 鼓風量m³/sm=2.197 Q0/n鼓風動能是單位時間內每個風口鼓入高爐內鼓風所具有的機械能。鼓風動能按下式計算=4.368 kg(f). m/s例:某高爐當日平均風量5000 m³/分鐘,風溫1200, 單個風口面積0.013m²,共30個風口, 熱風壓力3.4 kg/ cm²,計

21、算當日風速及鼓風動能。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*269²=13242 kg(f). m/s鼓風動能(為采用規范計量單位應推行)鼓風質量計算P0標準狀態下鼓風密度1.293kg/ m³m=2.155 Q0/n kg/s鼓風動能計算=4.121 J/sP=0.1013+p表(MPa)此計算結果的單位是J/s(W)或再轉化為

22、(KW)2、煤氣一氧化碳利用率: 一氧化碳利用率是衡量高爐煉鐵中氣固相還原反應中CO轉化為CO2程度的指標。也是評價高爐間接還原發展程度的指標, 一氧化碳利用率用CO表示。 %3、富氧率:指富氧后鼓風中氧氣含量增加的百分數.富氧率(那樹人計算方法)F0 富氧率a 富氧氣體純度W 1m³鼓風里兌入富氧氣體量例:某高爐當日平均風量5000 m3/分鐘,富氧量6000 m3/小時, 富氧氣體純度99.5%,計算富氧率(那樹人計算方法)=(0.995-0.21)*100/(5000+100)*100%=1.54%4、風口前理論燃燒溫度(據高爐生產知識問答):風口前碳素燃燒所能達到的最高溫度,即假定風口前碳素燃燒放出的熱量全部用來加熱燃燒產物時所能達到的最高溫度叫做風口前理論燃燒溫度,也叫高爐火焰溫度或絕熱火焰溫度.t理 風口前理論燃燒溫度Q碳 噸鐵風口前碳燃燒成CO所放出的熱量KJ/tQ風 噸鐵鼓風帶入的物理熱KJ/tQ燃 噸鐵燃料帶