湖南化工职业技术学院冶金技术专业毕业设计论文

湖南化工职业技术学院冶金技术专业毕业设计论文内容摘要：

粉带入  kgFe 量进入渣中的 湖南化工职业技术学院毕业论文 7   需要的混合矿量 冶炼每吨生铁炉料的实际用量计算 见 表 16 表 16 每吨生铁炉料实际用量 名称 干料用量 /kg 机械损失 /% 水分 /% 实际用量 /kg 混合矿 焦炭 煤粉 共计 370 180 — — — = 370 = 180 （ 1）终渣 S含量  kgS 量炉料全部含  kgS 量进入生铁的  kgS 量进入煤气的    kgS 量进入炉渣的 (2)  kgF eO 量终渣的 （ 3）  kgM nO 量终渣的 （ 4）  kgS iO . 5. 0 7 4  －量终渣 （ 5）终渣的 CaO 量 = +370 +180 =(kg) （ 6）终渣的 Al2O3量 = +370 +180 =(kg） （ 7）终渣的 MgO 量 = +370 +180 =(kg) 湖南化工职业技术学院毕业论文 8 表 17 终渣成分 成分 SiO2 Al2O3 CaO MgO MnO FeO S/2① 合计 R kg % 100 生铁成分校核 （ 1) % 3  量含 P （ 2) 230. 03 20. 48Ls 0. 03 %S 量含 （ 3)含 Si 量 =% （ 4) % 00 01 量含 M （ 5)含 Fe 量 =95% （ 6)含 C 量 =100(++++)=％ 表 18 生铁成分 （ %） Fe Si Mn P S C 合计 95 100 校验结果与生铁成分相符合，表明原定生铁成分恰当，计算认可。 湖南化工职业技术学院毕业论文 9 3 高炉物料平衡计算 通过高炉配料计算确定单位生铁所需要的矿石 、焦炭、石灰石和喷吹物等数量，这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。 而在此基础上进行的高炉物料平衡计算，则要确定单位生铁的全部物质收入与支出，即计算单位生铁鼓风数量与全部产品的数量，使物质收入与支出平衡。 这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据，是高炉与各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。 高炉物料平衡计算的内容 物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上，以配料计算为依据编算的。 计算内容包括：风量、煤气量，并列出收支平衡表。 物 料平衡有助于检验设计的合理性，深入了解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性。 校验高炉冷风流量，核定煤气成分和煤气数量，并能检查现场炉料称量的准确性，为热平衡及燃料消耗计算打基础。 (1) 原料全分析并校正为 100%； (2) 生铁全分析； (3) 各种原料消耗量。 (4) 鼓风湿度。 (5) 选择直接还原度 ，或依煤气成分计算。 (6) 假定焦炭和喷吹物含 C总量的 %与 H2反应生成 CH4。 上述 1， 2， 3 原条件已经由配料计算给出，本例 仅 假定其余各项未知条件，分别为鼓风湿度 f=%（ 12g/m3 ）， 直接还原度 rd=。 根据碳平衡计算风量 (1) 风口前燃烧的碳量 C风 根据碳平衡得： MC风 =∑C 燃 W（ C） 10 ∑ MC直 MCCH4 式中 M C风 ── 风口前燃烧 C量， kg； ∑ MC 燃 ， ∑ MC 直 ， MCCH4 ── 分别为燃料带入 C量，直接还原耗 C 和生成 CH4 的 C 量，㎏ W(C)── 生铁含 C 量 %； 按上式分别进行计算： 燃料带入固定碳 =m(C)J+m(C)M=370 72+1800. 7624=(kg) 湖南化工职业技术学院毕业论文 10 溶于生铁的碳 = 1000=(kg) 直接还原耗碳 =m(C)Mn+m(C)Si+m(C)P+m(C)Fe = ）（  生成 CH4耗碳 = = (kg) 风口前燃烧的 C 量 == kg，占入炉总碳量的% 。 (2)风量计算（ V风） 根据氧平衡可得 ： 0 . 2 9 f0 . 2 1 Q0 . 9 3 3c）CmV 2o风燃风    （ 其中 3222. 41816O)V ( HV ( O )Q M2Mo 2   ）（ 式中   0 .9 3 3cm (C ) 风燃 ──风口前燃烧的 C 所需氧量 （ m179。 ） ，( 燃)m(C 为燃烧带入 C量， 风c 为 C在风口前的燃烧率 )； Q2o ──为燃料带入的氧量（ M 为煤粉， V（ O） M， V（ H2O） M 为煤带入的氧和 H2O量）； +──鼓风含氧浓度（ f为鼓风湿度） [2]。 将上式分别进行计算： 鼓风含氧浓度 =+= (m179。 / m179。 ) 风口前 C 燃烧所需氧量 = % =(m179。 ) 燃料带入氧量 =  3m6. 5 0=3222 . 4）18160. 0 07 9+0. 0 44 6（180   3 292 1 m每吨生铁鼓风量 煤气成分及数量计算 (1) 计算 CH4量 由燃料带入的 C生成 CH4的量 = 10 .251222 . 9  （ m179。 ） 焦炭挥发分含 CH4量 = 0. 161622 .40. 000 337 0  （ m179。 ） 进入煤气的 CH4量 =+= （ m179。 ） 湖南化工职业技术学院毕业论文 11 (2)入炉总 H2量 =鼓风带入 H2+焦炭带入 H2+煤粉带入 H2  ）（的总量即：32 2 H 设喷吹条件下有 40% 的 H2 参加还原，则参加还原的 H2 量==  3m 生成 CH4的 H2量 =2=  3m 进入煤气的 H2量 =(+)= 3m % 563r 2Hi  （ 假定用 H2还原的铁氧化物中， 1/3 用于还原 Fe2O3， 2/3 用于还原 FeO） (3)由 Fe2O3→FeO 生成 CO2的量 =   m16 022 . 09916 1 3 由 FeO→Fe 生成 CO2的量 =   )(m 3 由 MnO2→MnO 生成的 CO2的量 =  3m 0. 098722 .40. 00 0216 66 .6 1  另外， H2参加还原反应，相当于同体积的 CO2所参加的反应，所以 CO2的生成量中应该减去 m179。 ，总计间接还原生成的 CO2量为 ++= 3m 各种炉料分解或者带入的 CO2 量 =焦炭的 CO2量 +矿石的 CO2 量 =   5 6 644 3 m 因此，煤气中的总 CO2量 =+= 3m (4)风口前碳素燃烧生成的 ）（ CO 元素直接还原生成 CO的量 = ）（ 7812  焦炭挥发分中 CO的量 =  3m 2 .2 8122 2. 40 .0 0 3 33 70  间接还原消耗碳量 = 3m 湖南化工职业技术学院毕业论文 12 煤气中总 CO的量 =++= 3m  ）（入，其总量为：由鼓风、焦炭及煤粉带）（煤焦风32 2852222 NNNN VVVN 根据以上计算结果，列出煤气组成表 21 表 21 煤气 成分表 成分 CO2 CO N2 H2 CH4 总计 Vg/ V 风 M3 % 编制物料平衡表 （ 1）计算鼓风量 31m 鼓风质量 =  3/ mkg 全部鼓风质量 == kg （ 2）计算煤气的质量 )/(33mkg煤气质量 全部煤气质量 = 2=  kg （ 3）水分计算 炉料带入水分 =370=17. 76  kg 煤粉带入水分 =180=1. 422 kg H2  kg 还原生产水分 总计水分质量 =++=  kg （ 4） 炉料机械损失 ==  kg 根据上述结果，列出物料平衡，如下 湖南化工职业技术学院毕业论文 13 表 21物料平衡表 序号 收入项 Kg 序号 支出项 Kg 1 原燃料 1 生铁 1000 2 鼓风 2 炉渣 3 煤气 4 水分 5 炉尘 共计 共计 绝对误差 % 相对误差 % 一般要求物料计算的相对误差应在 %以下，故 上述计算符合要求。 4 高炉热平衡计算 需要补充的原始条件： 鼓风温度 1100℃； 炉顶温度 200℃； 入炉矿石温度为 80℃。 热量收入 （ 1）碳素氧化热 由 C 氧化 1m179。 成 CO2放热  3/ 78 9 34 1 0 mkJ 由 C 氧化成 1m179。 的 CO放热  3/ 24 79 7 mkJ 碳素氧化热 = +()52 = kJ （ 2）热风带入热 1100 ℃ 时干空气的比热容为 ℃ ，水蒸气的比热为 kJ/ m3℃ ,热风带入热 =[() + ] 1100 湖南化工职业技术学院毕业论文 14 =2091881  kJ （ 3）成渣热 炉料中以碳酸盐形式存在的 CaO和 MgO，在高炉内生成钙铝酸盐时， 1kg 放出热量 kJ 混合矿中的 CaO 量 =  kJ 32 .6 544560. 01 5416 66 .6 1  成渣热 ==  kJ （ 4）混合矿带入的物理热 80 ℃时混合矿的比热容为 KJ/Kg℃ 混合矿带入的物理热 =80=  kJ （ 5） H2氧化放热 1m179。 H2氧化成 H2O放热 KJ H2氧化放热 ==  kJ （ 6） CH4生成热 1Kg CH4生成热 = KJ  CH4的生成热 =  kJ 3 56 3 4 .4 94 86 7 .1 52 2. 4161 0. 2 5  冶炼 1t生铁 的 总热 量收入等于（ 1） ~（ 6）项热量之和，即：  kJQ 0 6 7 7 4 6 1 8 0 3 3 3 3 2 0 9 1 8 8 7 6 1 6 8 0 总收 （ 1） 氧化物分解与脱硫耗热 1）铁氧化物分解热：设焦炭和煤粉中 FeO以硅酸铁形态存在，烧结矿中 FeO有 20%以硅酸铁形态存在其余以 Fe3O4，铁氧化物分解热由 FeO、 Fe3O4和 Fe2O3三部分组成。 m（ FeO）硅酸铁 = 718 +370 74+180=  kg 去除进入渣中的 FeO，它也以硅酸铁形式存在，计 kg 余下的 m(FeO)硅酸铁 ==  kg m(FeO)四氧化三铁 = 0. 87 718=  kg m(Fe2O3)四氧化三铁 =   05721 601 37 .6 7  湖南化工职业技术学院毕业论文 15 m(Fe2O3)自由 =0. =  kg 依据 1kg 铁氧化物分解热，即可算出总的分解热。 FeO 硅酸铁分解热 ==  kJ ， ( KJ/kg FeO硅酸铁 ) Fe4O3分解热 =（ =） =  kJ （ KJ/kg Fe4O3） Fe2O3分解热 ==  kJ ， （ KJ/kg Fe2O3） 铁氧化物分解总热 =++= kJ 2）锰氧化物分解热 MnO2→Mn 分解热 = =  kJ ( KJ/KgMnO2) MnO→Mn 分解热 ==  kJ。