高炉冶炼综合计算
表1-1成分(%)
原料 TFe
Mn P S FeO CaO
MgO
2SiO 烧结矿 59.17 0.03 0.032 0.03 10.10 7.32 1.94 5.64 球团矿 65.72 0.1 0.042 0.003 0.30 4.55 0.65 0.41 天然矿 43 0.165 0.021 0.134 9.2 9.0 2.1 16.34 综合矿 58.96 0.06 0.033 0.035 8.05 6.93 1.70 5.66 石灰石 1.8 0.06 0.001 0.003 1.10 40.442 12.15 1.38 炉尘 43.39 0.24 0.024 0.09 15.30 13.46 1.31 8.30
续上 原料 2Al 3O MnO
2P 50 FeS 32O Fe 烧损
H 2O 2CO 烧结矿 1.51 0.039 0.056 0.083 73.22 球团矿 0.153 0.133 0.105 0.008 93.546 天然矿 2.32 0.244 0.048 0.398 51.03 0.574 8.426 综合矿 1.32 0.078 0.065 0.059 75.06 0.057 0.843 石灰石 0.34 0.078 0.009 0.008 0.939 1.06 42.43 炉尘
1.99
0.31
0.06
0.243
44.77
1.960
C=11.95
表1-2焦炭成分(%)
固定碳C
灰分（13.51） 有机物（1.32） 挥发分（0.43）
Σ 水
SiO 2 Al 2O 3
CaO Mg O FeO
H N 2 S CO CO 2 CH 4 H 2 N 2
84.74 7.61 4.56 0.52 0.14 0.68 0.3 0.25 0.77 0.15 0.026 0.16
0.017 0.077 100.0
4.00
表1-3喷吹燃料成分（%）
表1-4生铁成分（%）
Fe Si Mn P S C 94.76 0.5 0.4 0.1 0.04 4.2 其中Si 、S 由生铁质量要求定；Mn 、P 由原料条件定 Fe =[100—Si —Mn —P —S —C ]%
某元素在生铁，炉渣，炉气中的分配率（%）见表1-5
Fe Mn S P 生铁 99.7 50 0 100
品种
C H 2
O 2
H 2O
N 2
S
灰分
SiO 2
Al 2O 3
CaO MgO
FeO
Σ 煤粉 67.84 4.85 4.05 0.79 0.42 0.66 11.48 7.42 0.6 0.3 1.45
100
炉渣 0.3 50 0 0 炉气 0 0 5 0
焦比370kg/t 铁、煤比190kg/t 铁、碱度R=1.20、利用系数2.1t(d.m 3)、置换比0.7、鼓风湿度13g/m 3、相对湿度1.617%、风温1200℃、炉尘量20kg/t 、入炉熟料温度80℃、炉顶煤气温度190℃、焦炭冶炼强度0.78t （d/m 3)、综合冶炼强度1.06t(d/m 3)
根据碱度平衡求铁矿石配比
根据原料条件，假设天然矿的配比为a ，烧结矿的配比为b ，球团矿的配比为c 。在按照生产经验确定炉渣碱度R ，然后根据碱度平衡求出a,b,c 。
其中a ＋b ＋c=1
]
[14.222222Si Q SiO QK SiO QK cSiO bSiO aSiO CaO QK CaO QK cCaO bCaO aCaO R -++++++++=
煤煤焦焦球烧矿煤
煤焦焦球烧矿
如果假设焦、煤带入的铁和进入炉渣和炉尘的铁相等，既有 ]
[Fe cFe bFe aFe Q 球
烧生++=
本设计选定R=1.20，计算得天然矿，烧结矿和球团矿的配比为8:76:16，按比例得到混合矿的成分，见表1-1。
天然矿、烧结矿和球团矿的质量分别为：128.41kg 、1219.88kg 和256.81kg 。 11.22
一、计算矿石需要量
（1）先计算20kg 炉尘中的焦粉量：G 焦粉=G 尘C%尘/C%焦=20×11.95/84.74=2.82kg 。 高炉内参加反应的焦炭量G 焦=370-2.82=367.18kg 。
G Fe 燃=367.18×0.68%×56/72+190×1.45%×56/72=4.08kg. （2）进入炉渣中的铁量
G 铁渣=1000×Fe%生铁×0.3%/99.7%=947.6×0.3%/99.7%=2.851kg 。式中0.3%和99.7%分别为铁在炉渣中和生铁中的分配率。 （3）需要由铁矿石带入的铁量
G 铁矿=1000×94.76%+2.581-4.08=946.371kg 。 （4）冶炼一吨生铁的铁矿石需要量
G 矿=G 铁矿/Fe%矿=946.371/58.96%=1605.11kg.
入炉铁矿石量：G ’矿= G 矿+G 尘-G 焦粉=1605.11+20-2.82=1622.29kg.
11.2.3计算熔剂需要量 （1）炉渣碱度R=1.20
（2）石灰的有效熔剂性：CaO 有效=CaO%熔剂-R ×CaO%熔剂 =40.442%-1.20×1.38%=38.786% (3)原料、燃料带有的CaO 量G CaO
铁矿石带入的CaO 量：G CaO 矿=G 矿×CaO%矿=1605.11×6.93%=111.23kg 。 焦炭带入的CaO 量：G CaO 焦=G 焦×CaO%焦=367.18×0.52%=1.91kg 。
煤粉带入的CaO 量：G CaO 煤=G 煤×CaO%煤=190×0.6%=1.14kg 。 G CaO =G CaO 矿+G CaO 焦+G CaO 煤=111.23+1.91+1.14=114.28kg 。 （4）原料、燃料带有的SiO 2量G SiO2
铁矿石带入的SiO 2量:G SiO2矿=G 矿×SiO 2%矿=1605.11×5.66%=90.85kg 。 焦炭带入的SiO 2量：G SiO2焦=G 焦×SiO 2%焦=367.18×7.61%=27.94kg 。 煤粉带入的SiO 2量：G SiO2煤=G 煤×SiO 2%煤=190×11.48%=21.85kg 。 硅还原消耗的SiO 2量：G SiO2还=1000×Si%生铁×60/28=10.71kg 。 G SiO2=G SiO2矿+G SiO2焦+G SiO2煤-G SiO2还=129.93kg 。
熔剂需要量为：G 熔=（R ×G SiO2-G CaO ）/CaO 有效=106.76kg 。
每吨生铁带入的有关物质的量见表1-6
原燃料 数量Kg SiO 2 CaO Al 2O 3
% kg % kg % kg 混合矿 1605.11 5.66 90.85 6.93 111.23 1.32 21.18 焦炭 367.18 7.61 27.94 0.52 1.91 4.56 16.74 石灰石 106.76 1.38 1.47 40.44 43.17 0.34 0.36 煤粉 190 11.48 21.81 0.6 1.14 7.42 14.09 Σ
142.07
157.45
52.37
续上 原燃料 数量Kg MgO MnO
S % kg % kg % kg 混合矿 1605.11 1.70 27.28 0.078 1.25 0.035 0.56 焦炭 367.18 0.14 0.51 0.77 2.83 石灰石 106.76 12.15 12.97 0.078 0.083 0.003 0.003 煤粉 190 0.3 0.57 0.66 1.25 Σ
41.33
1.333
4.643
11.2.4炉渣成分计算
（1）炉渣中CaO 量 G CaO 渣 G CaO 渣=157.45kg 。
（2）炉渣中SiO 2量 G SiO2渣 G SiO2渣=142.07-10.71=131.36kg 。 （3）炉渣中Al 2O 3量G Al2O3渣 G Al2O3渣 =52.37kg. （4）炉渣中MgO 量G MgO 渣 G MgO 渣 =41.33kg.
（5）炉渣中MnO 量G MnO 渣 G MnO 渣=1.333×50%=0.667kg. （6）炉渣中FeO 量G FeO 渣 进入渣中的Fe 量 Fe 渣=2.851kg ，以FeO 形式存在，故而G FeO 渣=2.851×72/56=3.665kg. (7)炉渣中S 量G S 渣
G S =4.643kg,进入生铁的硫量：G S 生铁=1000×0.04%=0.4kg. 进入煤气中的硫量：G S 煤气=G S ×5%=0.232kg. 故G S 渣=G S-G S 生铁-G S 煤气=4.011kg.
炉渣成分见表1-7
组元 CaO
SiO 2 Al 2O 3 MgO MnO FeO S/2 Σ
CaO/SiO 2
kg
157.45 131.36 52.37 41.33 0.667 3.665 4.011 390.85
3
% 40.28 33.61 13.39 10.57 0.17 0.93 1.03 100.00 1.20 表1-8 CaO SiO 2 Al 2O 3 MgO Σ 40.28 33.61 13.39 10.57 97.85 41.16 34.34 13.99 10.81 100.00
11.2.5校核生铁成分
（1）生铁含磷量：G P 矿=G 矿×P%矿=1605.11×0.033%=0.529kg. 石灰中含磷量：G P 熔=G 熔×P%熔=106.76×0.001%=0.001kg.
故[P]=（0.529+0.001）/1000=0.053% （2）生铁含锰量：
[Mn]=1.333×50%×55/71/1000=0.052% （3）生铁含碳量：
[C]=（100-94.76-0.04-0.052-0.053-0.5）%=4.59% 校核后的生铁成分表1-9
Fe Si Mn P S C 94.76 0.5 0.052 0.053 0.04 4.59
11.3物料平衡计算 11.31风量的计算
（1)风口前燃烧的碳G C 燃
1、燃料带入的总碳量：G C 总=G 焦C%焦+G 煤C%煤=367.18×84.74%+190×67.84%=440.04kg
2、溶于生铁中的碳量：G C 生铁=1000×[C]%=45.9kg.
3、生成甲烷的碳量： G C 甲烷=1.2%×G C 总=5.28kg. 直接还原消耗的碳量：G C 直
锰还原消耗的碳量：G C 锰=1000×[Mn]%×12/55=0.11kg. 硅还原消耗的碳量：G C 硅=1000×[Si]%×24/28=4.28kg. 磷还原消耗的碳量：G C 磷=1000×[P]%×60/62=0.51kg. 磷还原消耗的碳量：G C 铁
V ’风为设定的每吨生铁耗风量，取1100m 3；r d 一般为0.4—0.5，本计算取0.46；
2H 氢在高炉内的利用率，取0.35； r ’d =0.46-0.1125=0.3475；ɑ为被利用氢量中，参加还原FeO 的百分量，本计算取0.9。
G C 铁=1000×94.76%×12/56×0.3475=70.562kg. 故G C 直=G C 总-G C 生铁-G C 甲烷-G C 直=313.398kg. （2）计算鼓风量V 风
①、鼓风中氧的浓度：N=21%（1-?）+0.5?=21.46% ②、G C 燃需要氧的体积：V O2=G C 燃×22.4/24=292.51m 3.
③、煤粉带入氧的体积：V O2煤=G 煤（O%煤+H 2O%煤×16/18）×22.4/32=6.214m 3.
④、需鼓风供给氧气的体积：V O2
风=V O2-V O2煤=286.296m 3.
故V
风=V O2
风/N=286.296/21.46%=1334.09m
3.
11.3.2炉顶煤气成分及数量的计算
（1）甲烷的体积V CH4
①由燃料碳素生成的甲烷量
V CH4碳=G C甲烷×22.4/12=9.856m3.
②由焦炭挥发分生成的甲烷量
V CH4焦=G焦CH4%焦×22.4/16=0.822m3.
故V CH4=9.856+0.822=10.678m3.
（2）氢的体积V H2
①鼓风中水分分解产生的氢量
V H2分=V风×?=21.57m3.
②焦炭挥发产生的氢量
V H2焦=G焦（H2%焦挥发+H2%焦有机)×22.4/2=13.04m3.
③煤粉分解产生的氢量
V H2煤=G煤（H%煤+H2O%煤×2/18)×22.4/2=105.07m3.
④炉缸煤气中产生的氢量
V H2总=V H2分+V H2焦+V H2煤=139.68m3
⑤生成甲烷消耗的氢量
V H2烷=2V CH4=21.356m3
⑥间接还原消耗的氢量
V H2间=V H2总×2H
=139.68×0.35=48.88m3.
故V H2=V H2总-V H2烷-V H2间=69.44m3.
（3）二氧化碳的体积
①由CO还原Fe2O3为FeO生成的CO2V CO2还
由矿石带入的Fe2O3的质量为：G Fe2O3=G矿×Fe2O3%矿=1605.11×
75.06%=1204.79kg.
参加还原Fe2O3为FeO的H2量为：G H2还=V H2总×h H2（1-α）×2/22.4=0.44kg. 由H2还原Fe2O3的质量为：G’Fe2O3=G H2还×160/2=34.92kg.
由CO还原Fe2O3的质量为：G’’Fe2O3=G Fe2O3-G’Fe2O3=1204.79-34.92=1169.87kg.
故V’CO2
还=G’’Fe2O3×22.4/160=163.78m 3.
②由CO还原FeO生成的CO2V’’CO2还=204.68m3.
③石灰石分解产生的CO2 V CO2分=G熔×CO2%熔×22.4/44=23.06m3.
④焦炭挥发分中CO2 的量V CO2挥=G焦×CO2%焦×22.4/44=0.048m3. 故V CO2=V’CO2还+V’’CO2还+V CO2分+V CO2挥=391.56m3.
（4）一氧化碳的体积V CO
①风口前碳素燃烧生成的CO量V CO
燃=G C燃×22.4/12=585.01m 3.
②直接还原生成的CO量V CO
直=G C
直
×22.4/12=140.86m3.
③焦炭挥发分中CO量V CO
挥=G焦×CO%挥×22.4/28=0.44m 3.
④间接还原消耗的CO量V CO
间=V’CO2
还
+V’’CO2
还
=368.46m3.
故V CO= V CO燃+V CO直+V CO挥-V CO间=357.85m3. （5）氮气的体积V N2
①鼓风带入的氮气量 V N2风=1334.09×（1-1.617%）×79%=1036.89m 3. ②焦炭带入的氮气量 V N2焦=G 焦×（N 2%焦挥发+N 2%焦有机）×22.4/28=0.96m 3. ③煤粉带入的氮气量 V N2煤=G 煤×N 2%煤×22.4/28=0.638m 3. 故V N2= V N2风+ V N2焦+V N2煤=1038.49m 3.
煤气成分见表1-10 成分 CO 2 CO N 2 H 2 CH 4 Σ 体积m 3 391.56 357.85 1038.49 69.44 10.678 1868.018 % 20.96 19.16 55.59 3.71 0.57 100.00
11.3.3编制物料平衡表
（1）鼓风质量计算。1m 3鼓风的质量为 r 风=
4
.22%
617.11828%)617.11(79.032%)617.11(21.0?+?-+?-=1.09kg/m 3.
鼓风质量为：G 风=V 风×r 风=1334.09×1.09=1459.88m 3. （2）煤气质量的计算。1m 3煤气的质量 R 气=
4
.22%
57.016%59.5528%16.1928%96.2044?+?+?+?=1.35kg/m 3.
煤气质量为：G 气=V 气×r 气=1868.018×1.35=2521.82kg. （3）煤气中的水分
①焦炭带入的水分：G H2O 焦=G 焦×H 2O%焦=367.18×4%=14.69kg. ②石灰石带入的水分：G H2O 熔=G 熔×H 2O%熔=106.76×1.06%=1.13kg.
③氢气参加还原生成的水分：G H2O 还=V H2间×4.222×2
18
=39.28kg.
故G H2O =G H2O 焦+G H2O 熔+G H2O 还=55.1kg. 入相 kg % 混合矿 1622.29 43.11 焦炭（湿） 384.8 10.22 石灰石 106.76 2.84 鼓风（湿） 1459.88 38.78 煤粉 190 5.05 总计 3783.73 100.00 出相 生铁 1000 25.07 炉渣 390.85 9.81 煤气（干） 2521.82 63.24 煤气中水 55.1 1.38 炉尘 20 0.50 总计 3787.77 100.00 相对误差=
%10073
.378377
.378773.3783?-=0.106%<0.3%
11.4热平衡计算
11.4.1热量收入q收
（1）碳素氧化放热 q c
①碳素氧化为CO2放热q CO2
V CO2氧化=V CO2煤气-V CO2分-V CO2挥=391.56-23.06-0.048=368.45m3. q CO2=V CO2氧化×缺一项33436.2=6599768.51kJ
33436.2为C氧化为CO2放热，kJ/kg
②碳素氧化为CO放出的热量q CO
碳素氧化产生的CO体积为：V CO
氧化=V CO
煤气
-V CO
挥
=357.85-0.44=357.41m3.
q CO=缺项=1877283.26kJ(不会打）
式中9804.6为C氧化为CO放热，kJ/kg
故q c=q CO2+q CO=8477051.77kJ
（2）鼓风带入的热量q
风
q风=（1334.09-1334.09×1.617%）×1708.9+1334.09×1.617%×2110.5 =2288489.81kJ
Q空气为1200℃下空气的热容量，其值为1708.9kL/m3；Q水气为1200℃下水气的热容量，其值为2110.5kL/m3。
（3）氢氧化为水放热
q H2O=G H2O还×13454.09=528476.65kJ
（4）甲烷
Q CH4=9.856×16/22.4×4709.56=33155.30kJ
（5）成渣热q
渣
q渣=G熔（CaO%熔+Mg%熔）×1131.3=106.76×（40.442+12.15）×1131.3=63519.3kJ
（6）炉料物理热q
物
q物=G矿×0.6704×80=86085.25kJ
热量总收入：q
收
=q c+q风+q物+q CH4+q渣+q H2O=11476778.09kJ
11.3.2热量支出
（1）氧化物分解吸热q
氧化物分解
①铁氧化物分解吸热q
铁氧分
G FeO硅=G矿FeO%×20%=1605.11×8.05%×20%=25.84kg.
G FeO磁=G矿FeO%矿-G FeO硅=1605.11×8.05%-25.84=103.37kg.
G Fe2O3磁=G FeO磁×160/72=229.71kg.
G Fe2O3游=G矿Fe2O3%矿-G Fe2O3磁=1605.11×75.06%-229.71=975.08kg.
G Fe3O4=G FeO磁+G Fe2O3游=103.37+229.71=333.08kg.
q FeO硅=G FeO硅×4078.25=25.84×4078.25=105381.98kJ
q Fe3O4=G Fe3O4×4803.33=333.08×4803.33=1599893.16kJ
q Fe2O3游=G Fe2O3游×5156.59=5028087kJ
式中4078.25、4803.33、5156.59分别为FeSiO3、Fe3O4、Fe2O3的分解热，kJ/kg。q铁氧化=q FeO硅+q Fe3O4+q Fe2O3游=6733362.92kJ
②锰氧化物分解吸热：q
锰氧分
=[Mn]%×1000×7366.02=0.052%×1000×
7366.02=3830.33kJ
7366.02是由MnO分解产生1kg锰吸收的热量，kJ。
③硅氧化物分解吸热：q
硅氧分
=[Si]%×1000×31102.37=0.5%×1000×
31102.37=155511.85kJ
31102.37是由SiO 2分解产生1kg 硅吸收的热量，kJ 。
④磷酸盐：q 磷盐分=[P]%×1000×35782.6=0.053%×1000×35782.6=18964.78kJ 35782.6是由Ca 3（PO 4)2分解产生1kg 磷吸收的热量，kJ 。 故q 氧化物分解=q 铁氧化+q 锰氧分+q 硅氧分+q 磷盐分=6911669.88kJ
(2)脱硫吸热 q 脱硫=G s 渣×8359.05=4.011×8359.05=33528.15kJ
8359.05，假定烧结矿中硫以FeS 形式存在，脱除1kg 硫吸热量值，kJ 。 (3)碳酸盐分解吸热q 碳酸盐分解
V CO2钙=G 熔×CaO%熔×22.4/56=17.27kJ
V CO2镁=V CO2分-V CO2钙=23.06-17.27=5.79m 3.
q 碳酸盐分解=V CO2钙×4.2244×4048+V CO2镁×4
.2244
×2489=165629.10kJ
4048、2489分别为由CaCO 3、MgCO 3分解为1kg 的CO 2吸热，kJ 。 (4)水分解耗热
q 水分=（V 风×?×4
.2218
+G 煤H 2O%煤)×13454.1
=(1334.09×1.617%×4
.2218
+190×0.79%)×13454.1=253419.16kJ
式中13454.1为水分分解吸热，kJ/kg 。 (5)炉料游离水
q 汽=G 焦×H 2O%焦×2682=367.18×4%×2682=39391.07kJ 式中2682为1kg 水由0℃变为100℃水汽吸热，kJ 。 （6）铁水带走的热量 q 铁水 q 铁水=1000×1173=1173000kJ （7）炉渣带走的热量 q 渣
q 渣=G 渣×1760=390.853×1760=687901.28kJ （8）喷吹煤粉吸热 q 喷吹
q 喷吹=G 煤×1048=190×1048=199120kJ （9）炉顶煤气带走的热量 q 煤气 ①干煤气带走的热量
q 煤气干=（1.284×1038.49+1.777×391.56+1.284×357.85+1.278×69.44+1.610×10.678)×200 =518927.71kJ
②煤气中水气带走的热量 q 水=1.065×55.1×22.4/18×100=7302.59kJ 故q 煤气=518927.71+7302.59=526230.3kJ （10）炉尘带走的热量
q 尘=Q 尘×0.7542×200=20×0.7542×200=3016.8kJ 0.7542为炉尘的比热容，kJ/(kg ?℃)
故q=q 尘+q 煤气+q 喷吹+q 渣+q 铁水+q 汽+q 水分+q 碳酸盐分解+q 脱硫+q 氧化物分解=3016.8+526230.3+ 199120+687901.28+1173000+39391.07+253419.16+165629.10+33528.15 +6911669.88=9992905.74kJ
(11)冷却水带走及炉壳散发热损失
q 损=q 收-q 支=11476778.09-9992905.74=1483873.01kJ
热收入 kJ % 热支出 kJ % 碳素氧化放热 8477051.77 73.86 氧化物分解 6911669.88 60.22 热风带的热 2288489.81 19.94 脱硫 33528.15 0.29 氢氧化放热 528476.65 4.62 碳酸盐分解 165629.10 1.44 甲烷生成热 33155.30 0.28 水分分解 253419.16 2.21 成渣热 63519.3 0.55 游离水蒸发 39391.07 0.34 物料物理热 86085.25 0.75 铁水带热 1173000 10.23 总计 11476778.09 100.00 炉渣带热 687901.28 5.99 喷吹物分解 199120 1.73 煤气带热 526230.3 4.58 炉尘带热 3016.8 0.03 热损失 1483873.01 12.93 总计 11476778.75 100.00
热量利用系数k T
k T =总热量收入-（煤气带走的热+热损失）=100%-(5.26+14.85)=79.89% K c =
%10022?放热
燃烧生成除进入生铁外的碳全部放热）
和碳素氧化热（燃烧生成CO CO CO =
%1002
.33436)9.4504.440(77
.8477051??-=64.32%
高炉炼铁工程师题库计算题
1．假定100m3鼓风为基准，其鼓风湿度为f=%，计算炉缸煤气成份的百分含量(以100m3鼓风计算) 答案：由反应式2C 焦+O 2 +(79/21)N 2 =2CO+(79/21)N 2 得一个O 2 将生成两个CO CO=[(100-f)×+×f]×2 =[(100―2)×+×2]×2 =43.16m3 N 2 =(100―f)×=98×=77.42m3 H 2 =100×2%=2.00m3 ∴CO+H2+N2=122.58m3 ∵CO=×100%=% N 2 =×100%=% H 2 =2/×100%=% 炉缸煤气成份CO为%，N 2为%，H 2 为%。 2．矿批重40t/批，批铁量23t/批，综合焦批量批，炼钢铁改铸造铁，[Si]从%提高到%，求[Si]变化%时， (1)矿批不变，应加焦多少(2)焦批不变减矿多少 答案：矿批重不变 △K=△[Si]××批铁量=××23=批 焦批不变 △P=矿批重－(矿批重×焦批重)/(焦批重+△[Si]××批铁量) =40―(40×/+××23) =批
矿批不变，应加焦批，焦批不变，应减矿批。 3．有效容积1260m3高炉，矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%。 求：从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)，(r矿取，r焦取，工作容积取有效容积的85%) 答案：工作容积1260×=1071 每批料的炉内体积=(30/+8/×=27.77m3 到达风口平面的料批数=1071/≈39 经过39批料到达风口平面。 4．请按下列要求变料 已知： 矿批20t(全烧结矿)，焦批6350kg(干)，不加熔剂，生铁含硅%，炉渣碱度，生铁含铁94%，石灰石有效熔剂性50%，当矿批不变，焦比不变时，换用球团矿2000kg,计算焦炭，熔剂的变动量(不限方法)。 答案：矿批不变，焦比不变，设变料后焦批为X X=6482kg(取6480kg) 焦批增加量6480－6350=130kg 用2t球团矿代替烧结矿则(方法一) 原烧结矿含SiO ：2000×%=174kg 2 原烧结矿含：CaO：2000×%=235kg 球团矿含SiO ：2000×9%=180kg 2 球团矿含CaO：2000×%=12kg 新增焦碳含SiO ：：130×7%=9.11kg 2
炼铁常用计算
炼铁常用计算 一、 安全容铁量： 一般以渣口中心线至铁口中心线间炉缸容积的60%所容铁量为安全容铁量，无渣口高炉以风口中心线与铁口中心线的距离减0.5m 计算，计算公式： 2 40.6d T h πγ=安铁 T 安—炉缸安全容铁量，t ； d-炉缸直径，m ； γ铁-铁水密度，（7.0t/m 3） h-风口中心线到铁口中心线之间距离减0.5m 后的距离。 例如：846m 3高炉安全容铁量为： T 安=0.6×23.147.24?×2.7×7≈461（吨） 二、 冶炼周期： 指炉料在炉内停留时间，这个指标可以反映炉料下降速度，计算公式： 或 12"u V V N ε-=（V +V ）（1-） T-冶炼周期（时间）； N-一个冶炼周期的料批数； P-生铁日产量（吨）； V u -高炉有效容积（m 3）; 'V -每吨生铁所需炉料体积； V 1-炉喉料面上的体积（m 3 ）; ε-炉料在炉内压缩率； V 2-炉缸风口中心线以下容间体积； V n -高炉有效容积。 "V —每批炉料的炉外容积。 例如：846m 3高炉，假定日产生铁2500吨，每批料焦批6.5t ，矿批18.5t ，焦批比重1.8，压缩比13%，冶炼周期 24846 2500 2.17 4.3T ??==（1-13%）（小时） 一个冶炼周期的料批数： '24n V PV T ε=（1-）
846 24.831.6N -==（18.9+130.2）（1-13%） （批） 取32批 三、 鼓风动能计算公式： 221430324.20110 Q E -??=??T p （n F ） E-鼓风动能 Kg （f ）〃m/s; n-风口数量 个； F-工作风口平均面积 m 2/个； P-热风压力MPa （0.1013+表）； Q 0=2IV n ,Nm 3/min; Vn-高炉有效容积 m 3。 例如：846m 3高炉风口个数20个，平均风口面积0.0138，热风压力330KPa ，风量2700，风温1100℃，求鼓风动能。 14332224.201102700//E -??=?????? （200.01038）（273+1100）（0.1013+0.33） =7025kg （f ）〃m/s =7049×0.0098 =69KJ/s 四、 风口前理论燃烧温度： 计算公式：T 理=1570+0.808T 风+4.37W 氧-2.56W 煤 T 理-理论燃烧温度； T 风-热风温度℃； W 氧-富氧量1000m 3风中的富氧m 3; W 煤-喷吹煤粉数量，1000m 3风中喷吹的煤粉量。 例如：846m 3高炉热风温度1100℃，富氧量25 m 3，喷吹煤量98.7㎏，计算理论燃烧温度，依公式：
铁及其化合物练习题(精)
铁及其化合物练习题 【考题再现】 1．下列有关纯铁的描述正确的是（） A．熔点比生铁的低B．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快 C．在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D．在冷的浓硫酸中可钝化 2．已知Co2O3在酸性溶液中易被还原成Co2+，Co2O3、Cl2、FeCl3、I2的氧化性依次减弱。下列反应在水溶液中不可能 ．．．发生的是A、3Cl2+6FeI2=2FeCL3+4FeI3B、Cl2+FeI2=FeCl2+I2 C、Co2O3+6HCl=2CoCl2+Cl2↑+3H2O D、2Fe3++2I－=2Fe2++I2 3.高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为： 3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH，下列叙述不正确 ．．．的是 A、放电时负极反应为：Zn－2ｅ－＋2OH－＝Zｎ(OH)2 B、充电时阳极反应为：Fe(OH)3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O C、放电时每转移3mol电子，正极有1mol K2FeO4被氧化 D、放电时正极附近溶液的碱性增强 4.硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过下列实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体： ①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑 用水洗涤2～3遍； ②向洗涤过的废铁屑加入过量的稀硫酸，控制温度50～80℃之间至铁屑耗尽； ③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶； ④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水2～3次，再用滤纸将晶体吸干； ⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广囗瓶中，密闭保存。 请回答下列问题：(1)实验步骤①的目的是__________________，加热的作用是____________________。 (2)实验步骤②明显不合理，理由是_______________________。 (3)实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_____________；_______________。 (4)经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚 铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示(仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体)。
高炉炼铁工艺流程(经典)61411
本文是我根据我的上传的上一个文库资料继续修改的，以前那个因自己也没有吃透，没有条理性，现在这个是我在基本掌握高炉冶炼的知识之后再次整理的，比上次更具有系统性。同时也增加了一些图片，增加大家的感性认识。希望本文对你有所帮助。 本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档：
一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、 直接还原法、熔融还原法等，其 原理是矿石在特定的气氛中（还 原物质CO、H2、C；适宜温度 等）通过物化反应获取还原后的 生铁。生铁除了少部分用于铸造 外，绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主 要方法，钢铁生产中的重要环节。 这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧
化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。
高炉炼铁工理论试题
（高炉炼铁工） 一、填空题：（共20道题）ABCD四个等级各5道题 A1、我国炼焦用煤主要是指（气煤）、（肥煤）、（焦煤）和（瘦煤）。 A2、焦炭灰分对其质量影响很大，一般生产经验表明，灰分增加1％，焦比升高（2%），产 量降低（3%）。 B1、焦炭当中的硫多以（硫化物）、（硫酸盐）和（有机硫）的形态存在，其中以（有机硫）形态存在的占全部硫量的67%～75%。 B2、高炉的热量几乎全部来自回旋区（鼓风物理热）和（碳的燃烧）。热风区域的热状态的 主要标志是（T理）。 C1、高炉内>1000℃时碳素溶解及水煤气反应开始明显加速，故将1000℃左右等温线作为炉 内（直接还原与间接还原）的分界线。 C2、（滴落带）是大量渗碳的部位，炉缸渗碳只是少部分。 D1、风口燃烧带尺寸可按CO2消失的位置确定，实践中常以CO2降到（1～2%）的位置定为燃烧带的界限。 D2、研究表明铜冷却壁在（15～20分钟内）完成渣皮重建，铸铁冷却壁完成渣皮重建需要（4小时）。 二、选择题 A1、高炉内的（①）是热量的主要传递者。 ①、煤气②、炉料 A2、高炉内物料平衡计算以（②）为依据。 ①、能量守恒定律②、质量守恒定律 B1、炉缸煤气是由：（①③④）组成。 ①、N2②、CO2 ③、H2④、CO B2、高炉冶炼过程中P的去向有（④） ①、大部分进入生铁②、大部分进入炉渣 ③、一部分进入生铁，一部分进入炉渣④、全部进入生铁 C1、高炉内型增大炉腹高度会使（②）。 ①、不利于炉缸冶炼②、减轻炉缸冶炼负荷 C2、碳的气化反应大量进行的温度界限在（①）。 ①、1100℃以上②、900～1000℃ D1、还原硅消耗的热量是还原相同数量铁耗热的（②）倍。 ①、4 ②、8 D2、高炉生产时，铁口主要受到（①②③④）的破坏作用。 ①、高温②、机械冲刷 ③、紊流冲刷④、化学侵蚀 三、判断题 A1、软熔带位置较低时，其占据的空间高度相对也小，而块状带则相应扩大，即增大了间 接还原区。( ) 答案：√ A2、提高炉渣碱度，较低炉温及适当增加渣量有利于排碱。( ) 答案：×
高炉常用计算公式
炼铁用计算公式 1、根据焦炭负荷求焦比 焦比=1000/（负荷×综合品位）=矿批/(负荷×理论焦比) 2有效容积利用系数=每昼夜生铁产量/高炉有有效容积 3焦比=每昼夜消耗的湿焦量×(1－水分）/每昼夜的生铁产量 4理论出铁量=（矿批×综合焦比）/0.945=矿批×综合品位×1.06不考虑进去渣中的铁量因为焦炭也带入部分铁 5富氧率=(0.99－0.21)×富氧量/60×风量=0.013×富氧量/风量 6煤比=每昼夜消耗的煤量/每昼夜的生铁含量 7 综合焦比=焦比+煤比×0.8 8 综合燃料比=焦比+煤比+小块焦比 9 冶炼强度=每昼夜消耗的干焦量/高炉有效容积 10 矿比=每昼夜加入的矿的总量/每昼夜的出铁量 11 风速=风量（1-漏风率）/风口总面积漏风率20% 12 冶炼周期=（V有-V炉缸内风口以下的体积）/（V球+V烧+V矿）×88% =719.78/（V球+V烧+V矿）×88% 13 综合品位=（m烧×烧结品位+m球×球品位+m矿×矿品位）/每昼夜加入的矿的总量 14 安全容铁量=0.6×ρ铁×1/4πd2h h取风口中心线到铁口中线间高度的一半 15 圆台表面积=π/2（D+d） 体积=π/12×h×(D2+d2+Dd) 16 正方角锥台表面积S=a2 +b2 +4( a+b/2)h V=h/3(a2+b2+ab) =h/3(S1+S2+√S1S) 17、圆锥
侧面积M=πrl=πr√r2+h2 体积V=1/3πr2h 18、球 S=4πr2=πd2 V=4/3πr3=π/6d3 19、风口前燃烧1kg碳素所需风量（不富氧时） V风=22.4/24×1/(0.21+0.29f) f为鼓风湿度 20、吨焦耗风量 V风=0.933/（0.21+0.29f）×1000×85% f为鼓风湿度85%为焦炭含碳量 21、鼓风动能 （1）E=（764I2-3010I+3350）d E-鼓风动能I-冶炼强度 （2）E=1/2mv2=1/2×Q×r风/（60gn）v风实2 Q-风量r风-风的密度g=9.8 n-风口数目 22、石灰的有效容剂性 CaO有效=CaO熔-SiO2×R 23、洗炉墙时，渣中CaF2含量控制在2%-3%，洗炉缸时可掌控在5%左右，一般控制在4.5% 每批料萤石加入量X=P矿×TFe×Q×(CaF2)/([Fe]×N) P矿-矿批重TFe-综合品位[Fe]-生铁中含铁量 Q-吨铁渣量(CaF2)-渣中CaF2含量N-萤石中CaF2含量 24、风口前燃烧1kg碳素的炉缸煤气量 V煤气=（1.21+0.79f）/（0.21+0.29f）×0.933×C风 C风-风口前燃烧的碳素量，kg 25、理论出渣量 渣量批=QCaO批/CaO渣 渣量批-每批炉料的理论渣量，t QCaO批-每批料带入的CaO量，t CaO渣-炉渣中CaO的含量，% 25、喷吹煤粉热滞后时间 t=V总/（V批×n） V总-H2参加反应区起点处平面（炉身温度1100℃～1200℃处）至风口平面间的容积，m3 V批-每批料的体积，m3
高炉炼铁工序能耗的计算方法
高炉炼铁工序能耗计算方法 发布时间：2011-9-5 来源：中国钢铁企业网作者：王维兴阅读：【收藏此页】【打印】【复制 网址】【字号：大中小】 【中国钢铁企业网/报道】日前，中国钢铁企业网特邀专家顾问王维兴就高炉炼铁工序能耗计算方法作了以下解析： 1.高炉炼铁工序能耗计算统计范围 原燃料供给：矿槽卸料、称量料斗和计量、料车或皮带上料、仪表显示和控制、照明等用电；空调用电、冬季取暖用蒸汽等能源用量。 高炉本体：焦炭（包括小块焦）、煤粉、电力、蒸汽、压缩空气、氧气、氮气、水（新水、软水等）等。 渣铁处理：炉渣处理用电和水，冲渣水余热要进行回收利用。 鼓风：分电力鼓风或气动鼓风。鼓风能耗一般占炼铁总能耗的10%。1m?风需要用能耗0.030kgce/ m?.正常冶炼条件下，高炉消耗1吨燃料，需要2400m?的风量。 热风炉：要求漏风率≤2%、漏风损失应≤5%、总体热效率≥80%、风温大于1200℃，寿命大于25年。 烧炉用高炉煤气折标煤系数0.1143kgce/m3; 转炉煤气折标煤系数0.2286kgce/m3; 焦炉煤气折标煤系数0.6kgce/m3。 热风炉用电力和其它能源工质：蒸汽、压缩空气、水等。 煤粉喷吹：煤粉制备干燥介质，宜优先采用热风炉废气； 用电力、氮气、蒸汽、压缩空气、空调和采暖用能等。 设计喷煤能力要大于180kg/t. 碾泥：用电力和其它能源工质。 除尘和环保：主要是电力（大企业环境保护用电力占炼铁用电的30%左右）、水等。, 铸铁机：电力、水等。 扣除项目：回收利用的高炉煤气，热值按实际回收量计算； TRT余压发电量（电力0.1229kgce/kwh） 2.炼铁工序能耗计算方法
最新化学计算题难题及答案
最新化学计算题难题及答案 一、中考化学计算题 1．若要生产含杂质4%的生铁100t，需要含氧化铁60%的赤铁矿石的质量是多少 ________？（要求写出计算过程，计算结果保留小数点后1位） 【答案】228.6t 【解析】 试题分析：含杂质物质的计算要把混合物的质量转化为纯物质的质量，即纯物质质量=含杂质物质质量×纯度，再把纯物质的质量带入化学方程式计算。最后再把计算出的纯物质质量转换为含杂质物质的质量。 ［解］设：需要向炼铁高炉中投入这种铁矿石的质量为x Fe2O3+ 3CO2Fe + 3CO2 160 112 60%x （1-4%）×100 t = x=" 228.6" t 答：需要向炼铁高炉中投入这种铁矿石的质量为228.6t。 考点：含杂质的物质利用化学方程式的计算 2．向盛有氢氧化钠溶液的试管中加入一定量白色的硫酸铜固体粉末，恰好完全反应，过滤，得到溶质质量分数为14.2％的无色溶液10g。请计算： （1）所得溶液中溶质的质量是_____________； （2）实验前试管中氢氧化钠溶液的溶质质量分数。（计算结果保留到0.1%）__________【答案】1.42g 8.5% 【解析】 【分析】 【详解】 （1）10 g×14.2％=1.42g (2) 解：设实验前氢氧化钠溶液中的溶质质量为X，生成Cu(OH)2的质量为Y，白色的硫酸铜固体粉末的质量为W。 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓ 2×40 160 142 98 X W 1.42g Y 2×40 : 142=X :1.42g 解得X=0.8g 180 ：142= W :1.42g 解得W=1.6g 142 ：98 = 1.42g ：Y 解得Y="0.98g." 氢氧化钠溶液的质量为：10 g+0.98g- 1.6g=9.38g 实验前试管中氢氧化钠溶液的溶质质量分数为：0.8g÷9.38g=8.5%
1高炉配料计算
高炉炼铁主要经济技术指标 选定 （1） 高炉有效容积利用系数(v η) 高炉有效容积利用系数即每昼夜生铁的产量与高炉有效容积之比，即每昼夜1m3有效容积的生铁产量。可用下式表示： 有 V P η= v 式中： v η——高炉有效容积利用系数，t /(m 3·d) P ——高炉每昼夜的生铁产量，t /d 有V ——高炉有效容积，m 3 V η是高炉冶炼的一个重要指标，有效容积利用系数愈大，高炉生产率愈高。 目前，一般大型高炉超过2.3，一些先进高炉可达到2.9。小型高炉的更高。本设计中取2.7。 （2） 焦比（K ） 焦比即 每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比，即冶炼每吨生铁消耗焦炭量。可用下式表示： 式中 K ——高炉焦比，kg/t P ——高炉每昼夜的生铁产量，t /d K Q ——高炉每昼夜消耗焦炭量，kg/d 焦比可根据设计采用的原燃料、风温、设备、操作等条件与实际生产情况进行全面分析比较和计算确定。当高炉采用喷吹燃料时，计算焦比必须考虑喷吹物的焦炭置换量。本设计中取K = 330 kg/t （3） 煤比（Y ） 冶炼每吨生铁消耗的煤粉为煤比。本设计中取煤比为180 kg/t . （4） 冶炼强度（I ）和燃烧强度（i ） 高炉冶炼强度是每昼夜31m 有效容积燃烧的焦炭量,即高炉每昼夜焦炭消耗
量与有V 的比值, 本设计I =1.1 t/m 3?d 。 燃烧强度i 既每小时每平方米炉缸截面积所燃烧的焦炭量。本设计i = 30 t/m 2?d 。 （5） 生铁合格率 化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。 （6） 生铁成本 生产一吨合格生铁所消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和，单位为 元/t 。 （7） 休风率 休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。先进高炉休风率小于1％。 （8） 高炉一代寿命 高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为10～15年。 烧结矿、球团矿、块矿用矿比例（炉料结构）：63:27:10 高炉炼铁综合计算 高炉炼铁需要的矿石、熔剂和燃料(焦炭及喷吹燃料)的量是有一定规律的，根据原料成分、产品质量要求和冶炼条件不同可以设计出所需的工艺条件。对于炼铁设计的工艺计算，燃料的用量是预先确定的，是已知的量，配料计算的主要任务，就是计算在满足炉渣碱度要求条件下，冶炼预定成分生铁所需要的矿石、熔剂数量。对于生产高炉的工艺计算，各种原料的用量都是已知的，从整体上说不存在配料计算的问题，但有时需通过配料计算求解矿石的理论出铁量、理论渣量等，有时因冶炼条件变化需要作变料计算 [1]。 4.1 高炉配料计算 配料计算的目的，在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。 有 V Q I K
中考化学专项练习题型归类：炼铁计算题
中考化学专项练习题型归类：炼铁计算题 (1)氧化铁中铁元素的质量分数为 。 (2)1000t 含氧化铁80%的赤铁矿石中，氧化铁的质量是____________t ，用这些赤铁矿石理论上可以炼出含杂质4%的生铁 t(计算结果保留整数)。 解析 此题是一道含杂质化学反应的计算，计算时一定要将不纯物转化为纯净物代入化学方程式中进行计算。 氧化铁中铁元素的质量分数= ×100%=70%；1000t 含氧化铁80%的赤铁矿石中，氧化铁的质量=1000t ×80%=800t ，设理论上可炼出含杂质4%的生铁的质量为x 。 Fe2O3 +3CO 高温 2Fe + 3CO2 160 112 800 t x ×(1－4％) x=583 t 例2 ( (1)小强为了探究某炼铁厂赤铁矿石中氧化铁的质量分数，设计了如右图所示的装置进行实验，测出赤铁矿 中氧化铁的质量分数为80%。现炼铁厂利用该 赤铁矿石5000t ，理论上可炼出含铁98%的生铁 的质量是多少？(结果保留整数) (2)在利用上图装置进行实验时，小强 得到如下两组数据(杂质不参加反应) 反应前 氧化铁完全反应后 A 组 玻璃管和赤铁矿石样品的质量m 1 g 玻璃管和固体物质的质量m 2 g B 组 烧杯和澄清石灰水的质量m 3 g 烧杯和烧杯中物质的质量m 4 g 你认为他应该选用了 (填〝A 〞或〝B 〞)组数据来就计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数；结合装置图回答他不能选用另一组数据计算的原因是 。 解析 此题是一道实验型计算题，主要考查学生对实验数据的分析能力、化学计算能力和科学探究能力。根据题意，5000t 赤铁矿石中含氧化铁56×2+16×3 56×2 x×(1－4％) 800 t 112 160
高炉炼铁计算题
五、计算题 （1）各种计算式及推导 1. 各种常规计算式 ⑴ () d m t ?= 3 /高炉有效炉容 日生铁折合产量高炉利用系数 ⑵ () d m t ?= 3有效容积入炉干焦炭量冶炼强度 ⑶ ()t kg /日生铁产量 日入炉干焦量入炉焦比= ⑷ ()t kg /日生铁产量 日喷吹煤粉量煤比= ⑸ 1000?+= 生铁产量煤粉消耗量 焦炭消耗量燃料比 ⑹ t 装料批数 入炉焦炭量焦炭批重= ⑺ )/(t t 入炉焦炭量 入炉矿石量矿焦比= ⑻ ()t 生铁中铁元素百分比 铁元素收得率 矿石品位日入炉矿量日生铁产量??= ⑼ t t /日入炉干焦总量 日入炉矿总量焦炭负荷= ⑽ () ()t t 批料焦丁量批料煤量批干焦炭重量批料矿量 焦炭综合负荷++= ⑾ % % Fe Fe 生铁中矿石矿石总量理论出铁量? = ⑿ 元素量各种炉料带入生铁中铁元素收得率 每批料出铁量Fe Fe ?= % ⒀ % TFe Fe Fe Fe Fe Fe 矿石焦炭中碎铁炉尘中炉渣中生铁中矿石用量--++=
⒁ 百分比 渣中重量 渣中渣量CaO CaO = ⒂ []1000?= 百分比 生铁中元素炉料带入元素总和吨铁炉料带入硫负荷Fe Fe S 或者 S S 挥发硫负荷-= ∑1 1． 各种条件变化对焦比的影响数据 (1) [Si]升高1%，焦比升高40㎏/t ； (2) [Mn]升高1%，焦比升高20㎏/t ； (3) 焦炭中S 变化0.1%，焦比变化1.5%； (4) 100℃风温影响焦比4% (5) 每克湿分影响风温为6℃ 2． 焦炭固定碳发生变化时焦炭调整量的计算 % % C C 变化后变化前变化前焦（比）炭量焦炭调整量? = 3． 4.焦炭含S 变化时焦炭调整量的计算 焦炭中含硫变化1%，影响焦比按1.5%。 ()?? ? ????-+?=%5.11.0%%1S S 变化后变化前变化前焦炭量焦炭调整量 4． 5.风温变化焦炭量调剂计算式 100℃风温影响焦比4% 焦炭批重风温变化量 风温相当焦比变化每每批焦炭量变化?? =100 100 C 5． 6.焦炭水分变化调剂量计算式 变化后水分 变化前水分 变化后水分原每批焦炭量水分变化焦炭调整量--? =1 6． 7.减风影响生铁产量计算式
高炉炼铁炼钢工艺
本次将高炉炼铁工艺流程分为以下几部分： 一、高炉炼铁工艺流程详解 二、高炉炼铁原理 三、高炉冶炼主要工艺设备简介 四、高炉炼铁用的原料 附：高炉炉本体主要组成部分介绍以及高炉操作知识 工艺设备相见文库文档： 一、高炉炼铁工艺流程详解 高炉炼铁工艺流程详图如下图所示：
二、高炉炼铁原理 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中 还原出来的过程。 炼铁方法主要有高炉法、直 接还原法、熔融还原法等，其原 理是矿石在特定的气氛中（还原 物质CO、H2、C；适宜温度等） 通过物化反应获取还原后的生 铁。生铁除了少部分用于铸造外， 绝大部分是作为炼钢原料。 高炉炼铁是现代炼铁的主要
方法，钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大,劳动生产率高,能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的95％以上。 炼铁工艺是是将含铁原料（烧结矿、球团矿或铁矿）、燃料（焦炭、煤粉等）及其它辅助原料（石灰石、白云石、锰矿等）按一定比例自高炉炉顶装入高炉，并由热风炉在高炉下部沿炉周的风口向高炉内鼓入热风助焦炭燃烧（有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料），在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气。原料、燃料随着炉内熔炼等过程的进行而下降，在炉料下降和上升的煤气相遇，先后发生传热、还原、熔化、脱炭作用而生成生铁，铁矿石原料中的杂质与加入炉内的熔剂相结合而成渣，炉底铁水间断地放出装入铁水罐，送往炼钢厂。同时产生高炉煤气，炉渣两种副产品，高炉渣铁主要矿石中不还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成，自渣口排出后，经水淬处理后全部作为水泥生产原料；产生的煤气从炉顶导出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。炼铁工艺流程和主要排污节点见上图。
高炉炼铁工序能耗计算方法
高炉炼铁工序能耗计算方法 日前，中国钢铁企业网特邀专家顾问王维兴就高炉炼铁工序能耗计算方法作了以下解析: 1.高炉炼铁工序能耗计算统计范围 原燃料供给:矿槽卸料、称量料斗和计量、料车或皮带上料、仪表显示和控制、照明等用电;空调用电、冬季取暖用蒸汽等能源用量。 高炉本体:焦炭(包括小块焦)、煤粉、电力、蒸汽、压缩空气、氧气、氮气、水(新水、软水等)等。 渣铁处理:炉渣处理用电和水，冲渣水余热要进行回收利用。 鼓风:分电力鼓风或气动鼓风。鼓风能耗一般占炼铁总能耗的10%。1m?风需要用能耗0.030kgce/ m?.正常冶炼条件下，高炉消耗1吨燃料，需要2400m?的风量。 热风炉:要求漏风率?2%、漏风损失应?5%、总体热效率?80%、风温大于1200?，寿命大于25年。 烧炉用高炉煤气折标煤系数0.1143kgce/m?; 转炉煤气折标煤系数0.2286kgce/m?; 焦炉煤气折标煤系数0.6kgce/m?。 热风炉用电力和其它能源工质:蒸汽、压缩空气、水等。 煤粉喷吹:煤粉制备干燥介质，宜优先采用热风炉废气; 用电力、氮气、蒸汽、压缩空气、空调和采暖用能等。 设计喷煤能力要大于180kg/t. 碾泥:用电力和其它能源工质。
除尘和环保:主要是电力(大企业环境保护用电力占炼铁用电的30%左右)、水等。, 铸铁机:电力、水等。 扣除项目:回收利用的高炉煤气，热值按实际回收量计算; TRT余压发电量(电力0.1229kgce/kwh) 2.炼铁工序能耗计算方法 炼铁工序能耗=(C+I+E-R)?T 式中:T-合格生铁产量，铸造铁产量要用折算系数进行计算(见表1); C-焦炭(干全焦,包括小块焦)用量。折热量，28435kJ。标煤量0.9714kgce/t 焦炭. I-喷吹煤折热量，20908kJ ; 折标煤量0.7143kgce/t原煤。 E-加工能耗(煤气、电、耗能工质等)折标煤量: 煤气折标煤系数见热风炉栏目。电力折标煤系数0.1229kgce/kwh.. 耗能工质折标煤系数:氧气0.1796kgce/m?;氮气0.0898 kgce/kwh. 压缩空气0.040 kgce/m?，新水0.257 kgce/kwh 软水0.500 kgce/m?，蒸汽0.12 kgce/kwh. R-回收高炉煤气、电力折热量. 高炉煤气折标煤系数0.1143kgce/Nm? 电力折标煤系数0.1229kgce/kwh。 3.高炉炼铁工序能耗设计指标 2010年国家建设部和质量监督局公布《钢铁企业节能设计规范》(GB50632-2010)中提 出不同容积高炉工序能耗的要求，具体内容如下:
炼铁常用计算
炼铁常用计算 1、安全容铁量 2、理论出铁量 3、渣量计算：依CaO平衡计算 4、风口前理论燃烧温度 5、富氧率 6、冶炼周期 7、计算风口前燃烧1㎏碳所需风量 8、计算煤气发生量（原理依N2平衡计算） 9、风温波动后每批焦炭的变动量（100℃风温影响焦比4%） 10、风量波动对产量的影响 11、炉温变化时负荷的调整 12、标准风速计算、实际风速计算、鼓风动能计算 13、水当量计算 14、日出铁次数 一、安全容铁量： 一般以渣口中心线至铁口中心线间炉缸容积的60%所容铁量为安全容铁量，无渣口高炉以风口中心线与铁口中心线的距离减0.5m计算，计算公式： T安全铁量=π*（d/2）2*h*r铁*0.6*0.6 T安全铁量—炉缸安全容铁量，t； d-炉缸直径，m； γ铁-铁水密度，（7.0t/m3） h-风口中心线到铁口中心线之间距离减0.5m后的距离。 两个0.6，一个代表安全系数，另一个代表焦炭填充系数 二、鼓风动能计算公式： E=1/2*m*v2 E=1/2*Q/(60*n)*r/g* v2 E-鼓风动能kg.m/s; 1kg.（m/s）2=9.8J/s n-风口数量个； F-工作风口平均面积m2/个； P-热风压力MPa（0.1013+表）； Q0=2IVn,Nm3/min; Vn-高炉有效容积m3。
例如：846m3高炉风口个数20个，平均风口面积0.0138，热风压力330KPa，风量2700，风温1100℃，求鼓风动能。 =7025kg（f）·m/s =7049×0.0098 =69KJ/s 三、风口前理论燃烧温度： 计算公式：T理=1570+0.808T风+4.37W氧-2.56W煤 T理-理论燃烧温度； T风-热风温度℃； W氧-富氧量1000m3风中的富氧m3; W煤-喷吹煤粉数量，1000m3风中喷吹的煤粉量。 例如：846m3高炉热风温度1100℃，富氧量25 m3，喷吹煤量98.7㎏，计算理论燃烧温度，依公式： T理=1570+0.808×1100＋4.37×25－2.56×98.7=2315℃ 四、富氧率：计算公式 fo=0.78×(Vo/V) fo－富氧率 Vo－富氧气体量，m3/h V－高炉仪表风量（包括Vo在内）m3/min 例如：846m3高炉每小时富氧量700m3/h，高炉仪表风量2700m3/min.计算富氧率。 依公式：fo=0.78×(Vo/V)=0.78× =2.0% 五、水当量计算 水当量计算单位时间内，通过高炉某一截面的炉料（或煤气）每升高1℃（或降低1℃）所需要放出（或吸收）的热量。表达式 炉料水当量:W料=C料·G料 煤气水当量：W气=C气·G气 C料、C气—分别表示炉料或煤气比热。 G料、G气—表示单位时间通过高炉某一截面积的炉料或煤气量。 六、实际风速计算： 公式为：V标=V标×T实P标/T标P实 例：846m3高炉风量2700 m3/min，风温1100℃，热风压力0.33MPa,计算实际风速。 V实=216×（1373×0.1013）/273×（0.1013+0.33）=255m/s 七、风温波动后每批焦炭的变动量（100℃风温影响焦比4%） 例如：846m3高炉综合焦比500㎏，每批料铁量14t，若将风温从1100℃降到1000℃，
高炉炼铁技术简易计算1
高炉炼铁技术简易计算题 1．有效容积1260m 3高炉，矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%。 求：从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)，(r 矿取1.8t/ m 3，r 焦取0.5 t/ m 3，工作容积取有效容积的85%) 答案： 有效系数有效容积工作容积?=85.01260?=﹦1071 m 3 压缩率 焦炭堆比重焦炭批重矿石堆比重矿批重量 每批料的炉内体积??? ? ??+= ()%1515.00.88.10.30-??? ? ??+=﹦27.77m 3 每批料在炉内体积工作容积 到达风口平面的料批数= 77 .271071=≈39 经过39批料到达风口平面。 2．620m 3高炉焦批3850kg ，焦丁批重200kg ，矿批15000kg 每小时喷煤8000kg ，每小时跑6批料，求焦炭综合负荷。 答：条件中没有给出焦炭含水分百分数，既将焦炭按干焦进行计算，如果有水分百分数还要扣除水分折合为干焦量后进行计算 ()批料焦丁量批料煤量批干焦炭重量批料矿量 焦炭综合负荷++= 2.06 0.885.300.15++= ﹦2.79 3．烧结矿碱度从1.25降到1.15，已知烧结矿含SiO 2为13.00%，矿批为20t/批，如全部使用烧结矿，如何调整石灰石用量？(石灰石有效CaO 为50%) 答案：此为自溶性烧结或者是低碱度烧结时的现场计算，目前已经非常少见 ()石灰石有效率 现碱度原碱度烧结矿石批重每批料需要加减石灰石-??? =10002SiO 也可以分步计算石灰石用量：
50.0/15.125.11000%00.13）（石量一吨烧结矿需要加石灰-??=﹦26 kg 当矿石批重为20t 时，全部使用烧结矿时，每批加石灰时26320=520kg/批 每批加石灰石520 kg 。 4．544m 3高炉正常的日产量1300t 生铁，风量1150m 3/min 。某天因上料系统出现故障减风至800m 3/min ，两小时后恢复正常，问减风影响生铁产量多少？ 答案： ?? ? ??-??= 正常时风量水平减风时风量水平正常风量水平减风累计时间日产量减风影响生铁产量24 ()1150 80011502241300 -??= ﹦33 t 减风影响生铁产量33t 。 5．380m 3高炉干焦批重3.2t ，焦炭含碳85%，焦碳燃烧率为70%，大气湿度1%，计算风量增加200m 3/min 时，每小时可多跑几批料？ 答案： 每批料需氧气量： 12 24 .221000?? ???=焦炭燃烧率焦炭含碳量干焦批重每批料需要氧量 12 24 .2270.085.010002.3?? ???=﹦1776.4m3 加风后氧量增加： 大气湿度） （风量增加量加风后氧量增加?+?=29.021.0 ）（%0.129.021.0200?+?=﹦42.58m 3/min 每小时可多跑料： 60?= 每批料需要氧量 加风后氧量增加 每小时多跑料批数60177658.42?= ﹦1.44批 每小时可多跑1.44批。 6．已知风量3200m 3/min ，鼓风湿度3%，富氧率3%，煤气中含N 253.5%，求高炉煤气发生量？
(完整word版)高炉产能换算.doc
（一）炼铁 1.高炉炼铁 表 1高炉产能换算 序号有效容积（立方米）产能（万吨/年）142050 245055 348057 453062 560570 670080 775085 885095
91080104 101200113 111250115 121280118 131350122 141500133 151580137 161780152 171860158 182000170 192200187
202260193 212380203 222500213 232580215 242650221 252750229 262800234 272850238 283200267 293800304 304000320
314350347 324747379 335500439 345800463 备注：高炉有效容积在上表中两档之间的，按插值法计算其产能。 2.非高炉炼铁 表 2非高炉炼铁设备产能换算 序号工艺及型号产能（万吨/年） 一熔融还原 1COREX1000， C2000， C300030， 80， 150 2FINEX示范厂， FINEX300060， 150 3Hismelt 示范厂80
二直接还原 1竖炉产能根据设备具体型号换算 2回转窑 3转底炉 （二）炼钢 1.转炉 表 3转炉产能换算 序号公称容量（吨）普钢产能（万吨/ 年）特钢产能（万吨/ 年）1356042 2407048 3458054 4508555
5559060 6609566 76510072 87010577 97511083 108012088 119012599 12100130100 131******** 14135150135 151********
初三化学下册铁的冶炼练习题复习进程
铁的冶炼 1.人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是() A．炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁 B．钢是纯净的铁 C．生铁是含少量碳的铁合金 D．铁制品属于不可回收垃圾 2.不属于赤铁矿冶铁过程中的主要反应的是() A．C＋O2CO2 B．CO2＋C2CO C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 D．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 3.炼铁时用作还原剂的是() A．氧气 B．一氧化碳 C．氢气 D．二氧化碳 4.实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是() A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁 C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成
D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置 5.下列有关化学反应的说法正确的是() A．化学反应都是放热反应 B．置换反应前后组成各物质的所有元素的化合价一定不变 C．用一氧化碳还原氧化铁，反应物CO与Fe2O3的化学计量数之比＝3∶1 D．铜能与硫酸锌溶液反应，有金属锌析出 6.下列图像能正确反映其对应关系的是() A．一氧化碳还原氧化铁 B．等质量、等浓度的过氧化氢溶液分解制氧气 C．电解水 D．向等质量、等浓度的稀硫酸中加入足量等质量的金属 7.实验室用一氧化碳还原氧化铁实验步骤有：①通一氧化碳；②给氧化铁加热；③停止加热； ④通一氧化碳至试管冷却；⑤检查装置气密性。正确的操作顺序为() A．⑤①②④③ B．①②③④⑤ C．①③②⑤④ D．②①④⑤③
高炉炼铁名词解释
四、名词解释 1．什么叫高炉炉料结构 答案：高炉炉料结构是指高炉炼铁生产使用的含铁炉料构成中烧结矿、球团矿和天然矿的配比组合。 2．什么叫精料 答案：精料是指原燃料进入高炉前，采取措施使它们的质量优化，成为满足高炉强化冶炼要求的炉料，在高炉冶炼使用精料后可获得优良的技术经济指标和较高的经济效益。 3．什么叫矿石的冶金性能 答案：生产和研究中把含铁炉料（铁矿石、烧结矿、球团矿）在热态及还原条件下的一些物理化学性能：还原性；低温还原粉化；还原膨胀；荷重还原软化和熔滴性称为矿石的冶金性能。 4．矿石还原性 答案：还原气体从铁矿石中排除与铁相结合的氧的难易程度的一种量度，是最重要的高温冶金性能指标。 5．' 6．还原性能(RI) 答案：通过间接还原途径从铁矿石氧化铁中夺取氧的容易程度。 7．低温还原粉化性能 答案：矿石在高炉内400—600℃低温区域内还原时，由于Fe2O3还原成Fe3O4和FeO还原成Fe，产生的晶形转变导致体积膨胀．粉化，称为低温还原粉化性能。 8．低温还原粉化率(RDI) 答案：高炉原料，特别是烧结矿，在高炉上部的低温区域严重裂化，粉化，使料柱空隙度降低。一般以粉化后小于3mm所占的比率作为低温还原粉化率。 9．矿石的软熔特性 答案：软熔特性指开始软化的温度和软熔温度区间(即软化开始到软化终了的温度区间)。10．矿石的软化温度 答案：是指铁矿石在一定荷重下加热开始变形的温度。 11．— 12．还原剂 答案：就高炉冶炼过程来说，还原剂就是从铁氧化物中夺取氧，使铁氧化物中的铁变为金属铁或铁的低价氧化物的物质。 13．SFCA烧结矿 答案：SFCA烧结矿是指以针状复合铁酸钙为黏结相的高还原性的高碱度烧结矿的简称，复合铁酸钙中有SiO2、Fe2O3、CaO和Al2O3四种矿物组成，用它们符号的第一个字母组合成SFCA。14．均匀烧结 答案：是指台车上整个烧结饼纵截面左中右、上中下各部位的温度制度趋于均匀，最大限度地减少返矿和提高成品烧结矿质量。 15．球团矿的抗压强度 答案：取规定直径9(一般为12.5mm)的球团矿在压力实验机上测定每个球的抗压强度，即破碎前的最大压力，用N/个球表示。 16．硫负荷(S料) 答案：冶炼每吨生铁炉料带入硫的千克数。
高炉炼铁技术简易计算1
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 高炉炼铁技术简易计算题 1．有效容积1260m 3 高炉，矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%。 求：从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)，(r 矿取1.8t/ m 3，r 焦取0.5 t/ m 3，工作容积取有效容积的85%) 答案： 有效系数有效容积工作容积?=85.01260?=﹦1071 m 3 压缩率焦炭堆比重焦炭批重矿石堆比重矿批重量每批料的炉内体积??? ? ??+= ()%1515.00.88.10.30-???? ??+=﹦27.77m 3 每批料在炉内体积工作容积到达风口平面的料批数=77 .271071=≈39 经过39批料到达风口平面。 2．620m 3高炉焦批3850kg ，焦丁批重200kg ，矿批15000kg 每小时喷煤8000kg ，每小时跑6批料，求焦炭综合负荷。 答：条件中没有给出焦炭含水分百分数，既将焦炭按干焦进行计算，如果有水分百分数还要扣除水分折合为干焦量后进行计算 ()批料焦丁量批料煤量批干焦炭重量批料矿量焦炭综合负荷++=2.06 0.885.300.15++= ﹦2.79
3．烧结矿碱度从1.25降到1.15，已知烧结矿含SiO2为13.00%，矿批为20t/批，如全部使用烧结矿，如何调整石灰石用量？(石灰石有效CaO为50%) GAGGAGAGGAFFFFAFAF
GAGGAGAGGAFFFFAFAF 答案：此为自溶性烧结或者是低碱度烧结时的现场计算，目前已经非常少见 ()石灰石有效率 现碱度原碱度烧结矿石批重每批料需要加减石灰石-???=10002SiO 也可以分步计算石灰石用量： 50.0/15.125.11000%00.13）（石量一吨烧结矿需要加石灰-??=﹦26 kg 当矿石批重为20t 时，全部使用烧结矿时，每批加石灰时26×20=520kg/批 每批加石灰石520 kg 。 4．544m 3高炉正常的日产量1300t 生铁，风量1150m 3 /min 。某天因上料系统出现故障减风至800m 3/min ，两小时后恢复正常，问减风影响生铁产量多少？ 答案： ??? ??-??=正常时风量水平减风时风量水平正常风量水平减风累计时间日产量减风影响生铁产量24 ()1150 80011502241300-??=﹦33 t 减风影响生铁产量33t 。 5．380m 3 高炉干焦批重3.2t ，焦炭含碳85%，焦碳燃烧率为70%，大