有色冶金工厂设计-第三章 冶金过程衡算
冶金工程 课程设计
17.58×0.002%×2/3=-0.0004
0.032
0.008
0.251
0.055
0.00
0.0002
-0.0002
0.056
0.011
0.471
0.243
0.00
-0.0004
0.0009
合计
0.434
0.346
17.58－0.434=17.146
为铁水量得1.5%(其中ω (FeO)为75%, (Fe2O3)为20%)
为铁水量得1%
渣中铁损（铁珠）
氧气纯度
炉气中自由氧含量
气化去硫量
金属中[C]的氧化产物
废钢量
为渣量的6%
99%,余者为N2
0.5%(体积比)
占总去硫量得1/3
90%C氧化成CO,10%C氧化成CO2
由热平衡计算确定，本计算结果为铁水量得17.58%，即废钢比为14.95%
0.042
0.058
82.11
16.47
0.05
0.18
0.50
0.69
合计
11.511
8.413
100.00
①炉气中O2的体积为8.413×0.5%=0.042m3；质量为0.042×32÷22.4=0.060kg。
②炉气中N2的体积系炉气总体积与其他成分的体积之差；质量为0.058×28÷22.4=0.072kg。
0.008
0.005
0.001
0.440
0.005
生白云石
2.5(表4)
0.910
0.640
0.020
0.025
0.905
有色冶金工厂设计基础
有色冶金工厂设计基础概述有色冶金工厂是指以有色金属矿石为原料，通过冶炼、精炼等工艺加工成有色金属产品的生产设施。
有色金属工业是国家的重要支柱产业之一，有色冶金工厂的设计是确保工厂生产安全、高效、节能的基础。
设计要点选址布局有色冶金工厂的选址要依据地质勘探、环境评价等综合考虑，确定厂区、生活区、水源区、排放区、储存区、运输区、备品备件区等区域的布置。
同时，为了最大限度地降低环境影响和地质灾害风险，需要结合当地的气候条件、地形地貌特征等因素，采用合理的厂区布局方案。
设备选型有色冶金工厂的设备选型直接影响工厂的生产效率和安全性。
首先需要根据产品生产的工艺流程和规模确定各个工序所需的设备类型、数量和参数。
其次，需考虑设备的维修保养、更新替换等因素，保证生产设备始终处于最佳状态。
环保治理有色冶金工厂的生产过程会带来大量的废气、废水、废渣等污染物，必须配备有效的污染治理设备，进行处理和排放。
同时，在设计过程中应优先考虑使用环保型、节能型的设备和工艺流程，尽可能减少对环境的影响。
对于环保投入不足或治理效果不良的企业，应及时加强监管和执法力度，推动企业规范生产。
安全防护有色冶金工厂设计中对安全防护的要求备受关注。
安全防护设计需要从防火、防爆、防腐等方面考虑，对工厂各个区域进行评估，制定合理的安全防护方案。
此外，在设计与施工过程中，应充分考虑操作人员的安全和应急流程，确保一旦出现安全事故时能及时、有效地应对。
有色冶金工厂设计是由多个环节构成的复杂过程，需要专业的技术团队和专家进行综合考虑。
在设计过程中，应注重选址布局、设备选型、环保治理和安全防护等多个方面的问题，确保工厂达到生产安全、高效、节能，并兼顾可持续发展的目标。
冶金工厂设计基础复习资料
冶金工厂设计基础复习资料名词解释1、工程设计（设计）：设计是以科学原理为指导，以生产实践和科学实验为依据，采用设计图纸和文字为表达方式，为实现某项工程而编制的一种文献资料2、冶金工艺流程：冶金工艺流程是指从单一的矿物原料或复杂的矿物原料经过若干工序加工成产品的过程。
因此工艺流程的选择，实质上就是生产方法及工艺路线的选择3、冶金过程衡算：冶金过程衡算是根据冶金过程的基本原理，用数学分析的方法从量的方面来研究冶金工艺的的过程，这是冶金工厂设计的必需环节4、有价成分衡算及物料衡算：冶金过程的有价成分衡算及冶金物料衡算是计算主要金属及全部物料在整个工艺流程中各个工序的分配和流动情况5、车间配置设计：在完成工艺流程设计和设备选型设计后，就要按生产工艺的要求，对组成车间的生产、辅助、生活三个部分及其设备和设施进行合理的安排和配置，这种设计，称为车间配置设计6、物位测量：物位测量是液位、料位及分界面测量的总称填空题和选择题1、冶金工厂设计的类型：?新建冶金厂的设计 ?现有企业（或车间）的改建或者扩建设计 ?技术措施性工程项目的设计2、有色冶金厂的基本设计程序通常有：（1）设计前的准备（?项目建议书 ?可行性研究 ?设计任务书④厂址选择⑤搜集基础资料）其中可行性研究又分为：鉴别投资机会研究、初步可行性研究和最终可行性研究（2）编制初步设计（3）绘制施工图（4）参加现场施工和试车投产等工作 3、工艺专业绘制的施工图通常有：（1）设备安装图（2）管道安装图（3）施工配置图4、设计方案可分为两种类型：总体方案和局部方案总体方案涉及的问题一般是全局性或基本性的问题，例如冶金工厂是否要建设，企业的规划和发展方向，企业的专业化与协作及冶炼方法的确定，厂址选择、产品品种及数量的确定等局部方案是指在初步设计过程中对某些局部问题所提出的不同设计方案，例如工艺流程方案、设备方案、设备配置方案等5、工艺流程图按其作用和内容，可分为工艺流程简图、设备连接图和施工流程图在绘制工艺流程图时，应注意以下几点：（1）流程图中的原料、燃料、添加物、中间产品和产出的废料，在其名称下画一条横粗实线（2）主要工序名称不能单纯用设备名称表示，还要尽可能明确标出工序的特点，即把设备名称、冶炼方法、工序功能或表示程度、性质、次数等的名称明确表示出来，并加实线外框（3）上下工序和工序与物料之间用细实线联系，并加箭头表示物料流向；流程图应以水平或垂直绘制，线段交叉时，后绘线段在交叉处断开；若联系线段过长或交叉过多时，为了保持图面清晰，可直接在线段始端或末端用文字表示物料的来源或去处（4）如某一过程有备用方案时，备用方案工序名称外框线和与该工序联系的线段用虚线表示6、冶金过程衡算与设计有关的内容大体包括: （1）物料的合理成分计算（2）配料计算（3）冶金过程有价成分平衡计算（4）冶金过程物料平衡计算（5）冶金过程能量平衡计算（6）电解过程电压平衡计算7、通过有价成分衡算可以知道主要金属在各个工序中损失量大小和整个工艺过程的回收率，从而可以针对具体情况改进流程的薄弱环节，提高金属总回收率8、有价成分衡算和物料衡算是以质量守恒定律和化学计量关系为基础的，其总的原则是“收支平衡”。
冶金工厂设计基础
冶金工厂设计基础1. 引言冶金工厂是进行金属材料冶炼和加工的重要设施，其设计基础对于保证生产效率、质量和安全至关重要。
本文将从以下几个方面介绍冶金工厂设计的基础知识和要点。
2. 工艺流程设计冶金工厂的工艺流程设计是建立在对原料性质、产品要求和设备特点等方面的深入分析之上的。
在进行工艺流程设计时，需要考虑以下几个方面：2.1 原料处理原料处理包括原料的采集、预处理和配比等过程。
对于不同类型的矿石或废料，需要根据其化学成分、物理性质以及含量等因素进行合理的处理和配比，以满足后续冶炼过程对原料的要求。
2.2 冶炼过程冶炼过程是将原料转化为所需产品的核心环节。
在冶炼过程中，需要选择合适的反应方式、温度控制以及添加剂等因素，以确保所得到的产品具有良好的品质和性能。
2.3 熔炼设备熔炼设备是冶金工厂的重要组成部分，包括高炉、电炉、转炉等。
在设计熔炼设备时，需要考虑到原料的性质、冶炼过程的要求以及生产能力等因素，选择合适的设备类型和规格。
2.4 环保措施冶金工厂对环境的影响较大，因此在设计过程中需要充分考虑环保措施。
例如，可以采用高效除尘设备、废气处理装置和废水处理系统等方式，减少对大气和水体的污染。
3. 设备选择与布局在冶金工厂设计中，设备选择和布局是至关重要的环节。
合理选择设备类型和规格，并将其布局合理安排，可以提高生产效率和安全性。
以下是一些注意事项：3.1 设备选择根据冶金工艺流程的要求和生产能力预测，选择适合的设备类型和规格。
需要考虑到设备的可靠性、维护便捷性以及能耗等因素。
3.2 设备布局根据工艺流程和设备之间的联系，合理安排设备的布局。
需要考虑到设备之间的物料流动、能源供应以及维修保养的便捷性。
3.3 安全间距在设备布局时，需要保留足够的安全间距，以防止设备之间的干扰和事故发生。
根据国家标准和相关规定，合理设置安全通道和紧急出口。
4. 自动化与信息化冶金工厂设计中，自动化与信息化技术的应用可以提高生产效率、降低能耗，并优化生产管理。
冶金厂设计基础末复习
有色冶金工厂设计基础1、总论和技术经济部分总论部分：对项目的总体概述A、简明概述设计主要依据；B、设计规模、产品方案；C、工程概况;D、投资企业概况；E、设计方案的特点；F、企业建设的综合效果、问题与建议；技术经济部分：A、主要方案的技术经济比较；B、劳动定员和劳动生产率；C、基建投资、产品成本、投资贷款、偿还能力、综合技术经济指标。
2、工艺部分：设计的主体A、原辅材料和产品品种数量及特性；B、工艺流程的选择；C、冶金过程平衡计算；D、设备的选择和计算；E、车间配置及有关图纸3、可行性研究：概念：Feasibility Study. 是一门运用多种现代技术科学和经济成果实现实现工程建设最佳经济效果的综合性科学，是项目建设前期的一项必不可少的关键性工作。
4、什么是工艺流程：（矿物原料→若干工序→最终产品的过程）是从单一矿物原料或复杂的矿物原料经过若干工序加工成产品的过程，因此工艺流程的选择，实质上就是生产方法及生产工艺路线的选择。
5、确定主要生产过程：一般以主体反应过程作为主要生产过程的核心加以研究。
6、工艺流程图按其作用和内容，可分为工艺流程简图、设备连接图、施工流程图三种。
7、绘制工艺流程图规则：（1）：原料、辅料、中间产物、废物其名下加粗实线；产品名下加粗细双实线。
（2）：工序名加实线外框，工序名要标出工序特点。
（3）：工序间、工序与物料间用细实线联系并加箭头表示物料走向。
（4）：备用工序外框线和连线用虚线表示。
8、（名解）物料衡算：计算全部物料在整个工艺流程中各个工序的分配和流动情况。
有价成分衡算：计算主要金属在整个生产过程中的分配和流动情况。
9、有价成分衡算和物料衡算是以质量守恒定律和化学计量关系为基础的，其总的原则是“收支平衡”。
10、生产过程中主要金属的总回收率是一项很重要的技术经济指标，金属回收率高，标志着生产单位产品原料的消耗量小。
11、冶金过程能量平衡计算包括电能平衡计算和热平衡计算。
冶金厂设计基础
冶金厂设计基础1.冶金厂设计概述2.冶金厂房建筑设计简介3.冶金厂设计技术经济分析4. 工艺计算5.冶金工厂设计6.主体设备设计7.附属设备的选择与设计1.冶金厂设计概述1.1冶金工厂设计的原则1.2 钢铁厂的组成1.3厂址选择1.4总图运输1.5 基本建设设计程序1.1冶金工厂设计的原则（1）客观性：设计所选用的技术方案和指标都要有客观的数据为依据，做出的设计应该经得起客观的评审，能够成功地付诸实施（2）经济性：在厂址、产品、工艺流程、设备选择上选择最经济的方案。
选择能够保证单位产品投资最低、产品成本最低及经济效益最好的方案。
（3）先进性：设计应反映出最近在该领域的成就和发展趋势，要求在建设完成和投产后，建设项目与现在的先进工厂相当或更先进。
⏹平均先进性：在技术经济指标的选择、先进设备的采用上必须遵循平均先进的原则，应该保证设计的工厂在建成投产一年内达到设计的技术经济指标。
采用的新工艺、新技术及新设备应该是经过实践考验的、能够长期稳定工作的。
⏹对于钢铁冶金企业，由于规模大，工程寿命长，投资巨大，设计时通常都采用平均先进性原则。
例如：⏹炼铁高炉通常日产生铁2000～10000吨，寿命达6～20年；⏹高炉热风炉寿命10～20年；⏹转炉日产2000～10000吨；（4）综合性：设计的各种设备应该综合匹配，使用寿命应该一致，或是整倍数。
设计的各部分应该配套成龙，局部方案与总体方案一致，各专业的设计应该服从主题工艺方案。
（5）安全环保：设计应该保证各领域和各岗位都能够安全生产，防止有害物污染环境，达到环保的各项要求。
（6）定型化：尽可能采用各种定型设计，包括定型的设备、部件、建筑物和构筑物以及定型的基建和工艺装备等。
采用定型设计可以减少设计工作，缩短建设周期，降低建设成本和提高劳动生产率。
（7）发展性：要考虑到将来发展的可能性，生产强化及增产的可能性，适当保留车间发展所需的土地、交通线和服务设施。
例如：高炉通常设计利用系数2.0～2.2，现在最高可以达到2.5～4.0t/m3.d。
重庆科技学院 2012年冶金工程专业 有色冶金工厂设计基础 复习资料
◆需要注意节约用地，并留有发展的余地；
第二章有色冶金厂工艺流程的设计
5，工艺流程选择应考虑的基本因素：
◆矿物原料（精矿或原矿）的物理性质、化学组成及矿相特点；
◆综合利用有色金属矿物原料，提高经济效益；
◆主要金属的总回收率是评价工艺流程好坏的主要标志；
◆生产所需的燃料和水电资料也常常左右工艺流程的选择；
◆深度加工的问题；
◆基建投资费用和经营管理费用；
6，工艺流程方案的技术经济比较
该小节是一个重要的知识点，需要注意的是在进行经济方案比较的时候，方案的年产量是否相同；掌握追加投资回收期法和最小费用总额法，学会具体的方案之间的经济比较。
第三章冶金过程衡算
12，冶金过程中节能措施分析
①预热燃料，提高预热空气温度；
②强化燃料燃烧过程；
③减少热损失；
④充分利用精矿本身的热能和烟气的余热；
第四章有色冶金工厂设备的选型与设计
13，冶金主体设备的设计的内容：
设备的选型与主要结构的分析和研究；
主要尺寸的计算与确定；
某些结构改进的论述；
相关设备的配备；
主要结构材料的选择与消耗量的计算；
按设备的负荷强度计算；
第五章厂址选择和总平面布置设计
18，有色冶金厂厂址选择要求及特点：
工业布局问题；
原材料供应及交通运输条件；
供水、供电条件；
环境保护和节约用地问题；
厂址的工程地质及水文地质条件；
厂址的协作条件；
19，有色冶金厂厂址选择的程序：
准备工作；
现场踏勘和筛选方案；
厂址的技术经济比较；
厂址确定和报批厂址；
有色冶金工厂设计第三章 冶金过程衡算
➢ 物料衡算反映出流程中各工序处理物料量的多少， 是设计中进行设备选型和计算的依据。
9
10
第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
一．有价成分衡算和物料衡算的基本原则
13
第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
二．有价成分衡算和物料衡算的基本步骤
2. 确定计算方法 3. 选择计算基准
计算基准即计算的范围。计算基准一般有质量基准和 时间基准两种。
➢ 质量基准是选择一定量的原料或产品作为计算基准。 ➢ 时间基准是以一小时或一天的物料量作为计算基础。（计
算物料流量，确定设备的设计计算）
第三章 冶金过程衡算
第一节 冶金过衡算的目的和内容 第二节 冶金过程有价成分平衡计算和物料平衡计算
第三节 冶金过程能量平衡计算
第一节 冶金过程衡算的 目的和内容
一．冶金过程衡算的目的和内容
1. 冶金过程衡算的目的
① 通过冶金过程衡算，不仅可以确定生产过程中各 个工序物料处理量、中间产物的组成和数量、产 品产量、废水、废渣和废气的排放量以及原辅材 料、燃料、水、电等的消耗量，同时还可以从量 的方面来研究各个工序间的相互关系，使整个生 产过程的各个环节协调一致。
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第三节 冶金过程能量 平衡计算
一．冶金过程能量平衡计算的目的和要求
4. 通过对冶金过程能量平衡计算，要达到如下目的 和要求：
① 确定外加能量的数量或需要导出的多余能量的数量， 从而确定燃料或电能的消耗量及进行加热器或散热器 的设计；
② 余热的利用； ③ 用以分析和研究节能的可能途径。
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Ø 收率的概念
Ø Qn—n工序的处理量(按物料中所含有价成分 的数量计算，以下同)； Ø Pn—n工序的产量； Ø Xn——n工序的不可返回损失量； Ø
Rn Xn r 100 % 100 % n n Rnx —— n 工序的可返回损失量； Qn Q n
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
利用提供依据。 Ø 通过冶金过程衡算，找出过程的薄弱环节，
3 挖掘生产潜力，以便采取措施提高过程的
第一节 冶金过程衡算的目 的和内容
Ø 冶金过程衡算的内容
Ø 物料的合理成分计算；
Ø 物料的合理成分计算(包括原料、中间产品、
产品及废料)的目的在于确定这些物料中各
种化学形态物质所占的百分比，从而了解
物料的形态、特征、活性和反应能力，以 便生产中采取必要的措施，提高过程中有 价金属的总回收率。
Ø 有价成分衡算和物料衡算技术指标的确定
Ø 收率的概念
Ø η—生产过程的直收率或实收率(%)，它是最
P 100% 终产品中含有价成分的量与原料中含有价成 Q
分量之比的百分数；
Ø
1 2 3 n
20
第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算技术指标的确定
据标在图的相应部位，未知量也同时指出；
Ø 工艺过程的技术条件，如回收率、分解率、
浸出率、脱硫率、炉渣成分、过剩系数、
液固比等；
12
第二节 冶金基本步骤
Ø 收集数据
Ø 原料、各种中间产品、产品的化学成分、 物相特点以及它们在各个工序中的分布情 况；
Ø 所设计工厂(或车间)的物料处理量或产品
产量。
Ø 为使冶金计算能够进行，往往需要根据工 13
第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算的基本步骤
Ø 确定计算方法
Ø 选择计算基准 Ø 计算基准即计算的范围。计算基准一般有 质量基准和时间基准两种。 Ø 质量基准是选择一定量的原料或产品作为 计算基准。
的排放量以及原辅材料、燃料、水、电等 的消耗量，同时还可以从量的方面来研究 各个工序间的相互关系，使整个生产过程 2
第一节 冶金过程衡算的 目的和内容
Ø 冶金过程衡算的目的和内容
Ø 冶金过程衡算的目的
Ø 通过冶金过程衡算，可以为整个牛产过程
中设备的选型、决定设备尺寸、台数及辅
助工程和公共设施的规模、能量的提供和
各个工序的分配和流动情况。
Ø 通过有价成分衡算可以知道主要金属在各
个工序中损失量大小和整个工艺过程的回
收率，从而可针对具体情况改进流程的薄
弱环节，提高金属总回收率。
Ø 物料衡算反映出流程中各工序处理物料量
9
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算的基本原则
Ø 有价成分衡算和物料衡算是以质量守恒定
第三章 冶金过程衡算
第一节 冶金过程衡算的目的和内容
第二节 冶金过程有价成分平衡计算和物料平衡计算
第三节 冶金过程能量平衡计算
第一节 冶金过程衡算的 目的和内容
Ø 冶金过程衡算的目的和内容
Ø 冶金过程衡算的目的
Ø 通过冶金过程衡算，不仅可以确定生产过
程中各个工序物料处理量、中间产物的组
成和数量、产品产量、废水、废渣和废气
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算的基本步骤
Ø 进行有价成分和物料平衡计算。
Ø 列出有价成分平衡表和物料平衡表，并进 行审核。 Ø 根据有价成分和物料平衡表，对整个流程 进行分析。
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算流程简图和衡算式 Ø 进入系统的物料量=系统输出的物料量
4
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第一节 冶金过程衡算的目 的和内容
Ø 冶金过程衡算的内容
Ø 配料计算；
Ø 冶金过程中有价成分平衡计算；
Ø 冶金过程中物料平衡计算；
Ø 冶金过程能量平衡计算；
Ø 电解过程电压平衡计算。
8
第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 冶金过程的有价成分衡算及物料衡算是计 算主要金属及全部物料在整个工艺流程中
减少过程有价成分损失量(机械损失)，增加
过程的总回收率。
Ø 加强管理，尽量减少各种无名损失。工艺过
Ø 有价成分衡算和物料衡算技术指标的确定
Ø 技术指标的选取：
Ø 生产实践的平均先进指标 Ø 工业性试验或半工业性试验所取得的、稳定 可靠的试验数据。 Ø 常用指标： Ø 火法：直收率、回收率、脱硫率、渣率、渣
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算技术指标的确定
律和化学计量关系为基础的，其总的原则 G G G 是“收支平衡”。 入 损 产
Ø 物料衡算的类别 Ø 按计算范围划分有单个工序和全流程的物
料衡算，
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算的基本步骤
Ø 收集数据
Ø 画出较详细的工艺流程图，将所有原始数
Ø 有价成分衡算和物料衡算技术指标的确定
Ø 收率的概念
P Ø ηn—n 工序的直接回收率 (%) ； 100 % ( x r ) 100 % n n n
n n
Qn
Ø
' 100 % x n n
Ø ηn’—n工序的总回收率(%)；
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 收率的概念
Ø η’—生产过程的总回收率(%)，是最终产品与
P 100% 副产品中有价成分量之和与原料中有价成分 Q
量之比的百分数。
21
第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算
Ø 有价成分衡算和物料衡算技术指标的确定
Ø 提高过程总回收率的途径通常有如下几个方
面：
Ø 缩短工艺流程，减少工序。缩短工艺流程可
总系统物料衡算物料平衡式（总系统边界线Bor1线）： 进料(AB)=出料(P+W+V) 单元过程衡算物料平衡式（反应器系统边界线Bor2线）： 进料(AB)+循环流(RC)－旁路(BP)=出料(RP) 单元过程衡算物料平衡式（分离器系统边界线）： 进料(RP)=出料（RC+V+P+W)
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第二节 冶金过程有价成分 平衡计算和物料平衡计算