高炉物料平衡与热平衡计算二一四年十二月附件 2: 题目 高炉物料平衡和热平衡的计算1、课程设计的目的1.正确、完整理解冶金工艺和设备要求2.查询、收集、整理工艺设计参考资料3.加强学生对高炉物料平衡的理解和计算能力4.为毕业设计打下基础2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）1.对物料从进入高炉到出铁出渣的过程进行物料平衡计算和热平衡计算，要对整 个工艺过程进行分析、分布计算，步骤要清晰2.加强学生对参考文献的查找和收集运用3.学生正确使用计算机软件的能力4.进一步提高对整个工艺过程的理解3、主要参考文献任贵义.炼铁学（上） M.北京.冶金工业出版社.2004成兰伯.高炉炼铁工艺及计算M.北京.治金工业出版社.1991张殿有.高炉冶炼操作技术M.北京.冶金工业出版社.2007周传典.高炉炼铁生产技术手册.北京.冶金工业出版社.20024、课程设计工作进度计划1. 15 周星期一、二完成参考文献的查找2.15 周星期三、四完成物料平衡计算的相关准备3.15 周星期五及周末完成物料计算4.16 周完成热平衡计算和论文格式修改指导教师（签字） 日期 年 月 日教研室意见：年 月 日学生（签字）： 接受任务时间： 年 月 日注：任务书由指导教师填写。附件 3: 课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称 高炉物料平衡和热平衡的计算评分项目 分值 得分 评价内涵01 学习态度 6 遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科学工作态度。02 科学实践、调研 7 通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等渠道获取与课程设计有关的材料。工作表现20% 03 课题工作量 7 按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。04 综合运用知识的能力 10能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论分析，得出有价值的结论。05 应用文献的能力 5能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工各种信息及获取新知识的能力。06 设计（实验）能力，方案的设计能力 5能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究思路清晰、完整。07 计算及计算机应用能力 5 具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。能力水平35%08对计算或实验结果的分析能力（综合分析能力、技术经济分析能力）10 具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能力。09插图（或图纸）质量、篇幅、设计（论文）规范化程度5 符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合本文件第五条要求。10 设计说明书（论文）质量 30 综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。成果质量45% 11 创新 10 对前人工作有改进或突破，或有独特见解。成绩指导教师评语指导教师签名： 年月日攀枝花学院本科课程设计 目录0目录摘 要 1绪论 21.炼铁配料 31.1 原料计算 41.2 计算矿石需要量 G 5矿1.3 炉渣成分的计算 61.4 校核生铁成分 82.物料平衡计算 92.1 原始物料 92.2 计算风量 92.3 炉顶煤气成分及数量的计算 112.3.2 氢气的体积 V 11H22.4 编制物料平衡表 143.热平衡计算 173.1 原始资料 173.2 热量收入 Q 入 173.3 热量支出 q 支 183.4 热平衡表 21参考文献 22攀枝花学院本科课程设计 摘要0摘 要通过高炉物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数量，试物料收入与支出平衡。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，是高炉余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。高炉物料平衡的计算有两种方法：一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法。两种物料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为依据。物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料计算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。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的下基础。关键词 物料平衡计算，鼓风量，煤气量，热平衡计算攀枝花学院本科课程设计 绪论 1绪论在计算物料平衡和热平衡之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置，应通过实验室研究、半工业性试验、以致于工业性试验等一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工艺已有 200 余年的历史，技术基本成熟，计算用基本工艺技术参数的确定，除特殊矿源应作冶炼基础研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。计算用的各种原料、燃料以及辅助材料等必须作工业全分析，而且将各种成分之总和换算成 100，元素含量和化合物含量要相吻合。配料计算是高炉操作的重要依据，也是检查能量利用状况的计算基础。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溶剂的用量，以配置合适的炉渣成分和获得合格的生铁。通常以一吨生铁的原料用量为基础进行计算。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，校核高炉冷风流量，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。热平衡计算的基础是能量守恒定律，即供应高炉的热量应等于各项热量的消耗；而依据是配料计算和物料平衡计算所得的有关数据。热平衡计算采用差值法，即热量损失是以总的热量收入，减去各项热量消耗而得到的，即把热量损失作为平衡项，所以热平衡表面上没有误差，因为一切误差都集中掩盖在热损失之重。攀枝花学院本科课程设计 绪论 2攀枝花学院本科课程设计 炼铁配料 31.炼铁配料1.1 原料计算1.1.1 原料成分，见表 11.1.2 燃料成分，见表 2,31.1.3 确定冶炼条件1.1.4 预定生铁成分（%） ，见表 4表 1 原料成分， （%）原料 Fe Mn P S FeO Fe2O3SiO2Al2O3CaO烧结矿53.94 0.030 0.031 0.030 12.54 69.35 5.82 1.54 8.54球团矿58.94 0.033 0.037 0.003 6.24 84.99 5.13 1.37 1.36天然矿55.08 1.170 0.039 0.048 9.89 74.33 5.41 0.80 0.62混合矿54.50 0.085 0.031 0.025 11.78 71.16 5.73 1.49 7.43续表 1MgO MnO P2O5 FeS 烧损 原料烧结矿 2.018 0.039 0.07 0.083 - 100.00球团矿 0.526 0.042 0.084 0.008 0.25 100.00天然矿 1.21 1.51 0.089 0.131 6.01 100.00混合矿 1.83 0.11 0.07 0.08 0.32 100.00攀枝花学院本科课程设计 炼铁配料 4烧结:球团:天然=85:10:5表 2 焦炭成分， （%）灰分（12.64） 挥发份（0.58）C固SiO2Al2O3CaO MgO FeO CO CO2 CH4 H2 N285.36 7.32 4.26 0.51 0.12 0.43 0.21 0.19 0.025 0.037 0.118续表 2有机物（1.42）H2 N2 S 游离水0.36 0.27 0.79 100.00 4.17表 3 喷吹煤粉成分， （%）燃料 C H N S O H2O煤粉 77.75 2.28 0.52 0.30 2.32 0.85续表 3灰分燃料 SiO2 Al2O3 CaO MgO FeO 煤粉 7.31 6.70 0.73 0.32 0.92 100.00表 4 生铁成分， （%）Fe Si Mn P S C95.23 0.55 0.03 0.034 0.026 4.13其中 Si、S 由生铁质量要求定，Mn、P 由原料条件定，C 参照下式定，其余为 Fe。C=4.3-0.27Si-0.329P-0.032S+0.3Mn攀枝花学院本科课程设计 炼铁配料 5表 5 生铁、炉渣、没棋的分配率， （%）- Fe Mn S P生铁 99.7 50 100炉渣 0.3 50 0炉气 0 0 5 0燃料消耗量（kg/t 生铁）：焦炭 345（干） 360（湿）煤粉 140 kg/t 生铁鼓风湿度 12g/ m 3相对湿度 = =1.493%10284.风温 1250炉尘量 20 kg/t 生铁入炉熟料温度 80炉顶煤气温度 200焦炭冶炼强度 0.98 t/（m 3d）高炉有效容积利用系数 2.6 t/（m 3d）炉渣碱度 R=1.101.2 计算矿石需要量 G矿1.2.1 燃料带入的铁量 G 燃FeG = G FeO% + G FeO%燃 焦 焦 7256煤 煤 7256=3450.43% +1400.92%=2.16kg1.2.2 进入炉渣中的铁量G =1000Fe% 渣Fe生 铁 %7.930=952.3 =2.865kg.式中