畢業(yè)設(shè)計(jì)—高爐爐型設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要·…………………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　英文摘要·…………………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p><b>　　1 緒 論1</b>&l

2、t;/p><p>　　1.1磚壁合一薄壁高爐爐型的發(fā)展和現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2磚壁合一薄壁高爐爐型的應(yīng)用2</p><p>　　2 高爐能量利用計(jì)算3</p><p>　　2.1高爐能量利用指標(biāo)與分析方法4</p><p>　　2.2直接還原度選擇5</p><p><b

3、>　　2.3配料計(jì)算6</b></p><p>　　2.4物料平衡11</p><p>　　2.5 熱平衡15</p><p>　　3 高爐爐型設(shè)計(jì)20</p><p>　　3.1 爐型設(shè)計(jì)要求21</p><p>　　3.2 爐型設(shè)計(jì)方法22</p><p>　　

4、3.3爐型設(shè)計(jì)與計(jì)算22</p><p>　　4 高爐爐體結(jié)構(gòu)25</p><p>　　4.1 高爐爐襯結(jié)構(gòu)25</p><p>　　4.2高爐內(nèi)型結(jié)構(gòu)26</p><p>　　4.3 爐體冷卻28</p><p>　　4.4 爐體鋼結(jié)構(gòu)29</p><p>　　4.5風(fēng)口、渣口及鐵

5、口設(shè)計(jì)29</p><p>　　5磚壁合一的薄壁爐襯設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.1磚壁合一的薄壁爐襯結(jié)構(gòu)的布置形式30</p><p>　　5.2磚壁合一的薄壁爐襯高爐的內(nèi)型31</p><p>　　5.3磚壁合一的薄壁爐襯高爐的內(nèi)襯31</p><p>　　5.4薄壁高爐的爐襯結(jié)構(gòu)和冷卻形式32&l

6、t;/p><p><b>　　6結(jié)束語33</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來, 煉鐵技術(shù)迅猛發(fā)展, 總的發(fā)展趨勢是建立精料基礎(chǔ), 擴(kuò)大高爐容積, 減少高爐數(shù)目, 延長高爐壽命, 提

7、高生產(chǎn)效率,控制環(huán)境污染, 持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)廉價優(yōu)質(zhì)生鐵, 增加鋼鐵工業(yè)的競爭力?，F(xiàn)代高爐的冶煉特征是, 低渣量, 大噴煤, 低焦比, 高利用系數(shù)；高爐結(jié)構(gòu)的特征是,采用軟水冷卻、全冷卻壁、薄壁爐襯、操作爐型的薄壁高爐。高爐采用大噴煤、高利用系數(shù)冶煉, 要求改善高爐的料柱透氣性和延長高爐壽命高爐精料、布料、耐火材料、冷卻等技術(shù)的進(jìn)步,不斷促進(jìn)長壽的薄壁高爐發(fā)展。</p><p>　　高爐的爐型隨著高爐精料性能、冶煉

8、工藝、高爐容積、爐襯結(jié)構(gòu)、冷卻形式的發(fā)展而演變, 高爐設(shè)計(jì)的理念也隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)實(shí)踐的進(jìn)展而更新。</p><p>　　薄壁高爐的設(shè)計(jì)爐型就是高爐的操作爐型, 在生產(chǎn)中幾乎始終保持穩(wěn)定, 消除了畸形爐型。長期穩(wěn)定而平滑的爐型, 有利于高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和高效長壽。高爐操作爐型的顯著特征是, 爐腰直徑擴(kuò)大, 高徑比減小, 爐腹有、爐身角縮小。這種爐型發(fā)展趨勢是煉鐵技術(shù)進(jìn)步的反, 它有利于改善高爐料柱透氣性,

9、穩(wěn)定爐料和煤氣流的合理分布, 延長高爐壽命, 對大型高爐采用大噴煤、低焦比、高利用系數(shù)冶煉更有意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：高爐 爐型 磚壁合一 設(shè)計(jì)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In recent years, the rapid development of iron techno

10、logy, the overall trend is expected to establish a fine basis for the expansion of blast furnace capacity, reduce the number of blast furnace, blast furnace to extend life, increase productivity, control of environmental

11、 pollution, continuous and stable production of low-cost high-quality pig iron, iron and steel industry increased competitiveness. Characteristics of a modern blast furnace smelting, the low amount of slag, the pulverize

12、d coal </p><p>　　With the furnace blast furnace blast furnace feed performance, smelting process, blast furnace capacity, lining structure, cooling the evolution of forms of development, blast furnace design

13、 concepts with the scientific and technological progress and production and update the progress of practice.</p><p>　　Thin-wall design of blast furnace is the blast furnace operation, almost always in produc

14、tion remained stable, the elimination of the deformity furnace. Long-term, stable and smooth furnace, blast furnace production is conducive to the stability and efficiency and longevity. Blast furnace operation of the sa

15、lient features is that the furnace to expand the waist diameter, height-diameter ratio decreases, there is belly stove, heater body narrow angle. This trend is the development of iron-smeltin</p><p>　　Keywor

16、ds:Furnace Blast；Furnace ；One brick wall ；Design</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　高爐在冶金工業(yè)中的重要地位, 決定了高爐鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)的理論和經(jīng)濟(jì)價值。高爐爐型合理與否，對煉鐵生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著扳其重要的影響。近十幾年來, 隨著高爐結(jié)構(gòu)向現(xiàn)代化、大型化的發(fā)展, 高爐冶煉技術(shù)和冶煉強(qiáng)

17、度不斷提高, 要求愈來愈精細(xì)的爐型結(jié)構(gòu)與之相適應(yīng)?，F(xiàn)代化高爐，其設(shè)備不僅承受著巨大的載荷，而且在生產(chǎn)過程中還處于高溫、高壓和多塵的嚴(yán)酷條件下工作，極易磨損和侵蝕。為了確保高爐生產(chǎn)長時期順利進(jìn)行，對高爐提出了越來越高的要求。這些要求主要包括：有高度的可靠性；壽命長，易于維修；盡可能定型化合標(biāo)準(zhǔn)化；易于實(shí)現(xiàn)自動化操作等。</p><p>　　1.1磚壁合一薄壁高爐爐型的發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p&g

18、t;　　近年來, 煉鐵技術(shù)迅猛發(fā)展, 總的發(fā)展趨勢是建立精料基礎(chǔ), 擴(kuò)大高爐容積, 減少高爐數(shù)目, 延長高爐壽命, 提高生產(chǎn)效率,控制環(huán)境污染, 持續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)廉價優(yōu)質(zhì)生鐵, 增加鋼鐵工業(yè)的競爭力。</p><p>　　現(xiàn)代高爐的冶煉特征低渣量, 大噴煤, 低焦比, 高利用系數(shù)高爐結(jié)構(gòu)的特征是,采用軟水冷卻、全冷卻壁、薄壁爐襯、操作爐型的薄壁高爐。</p><p>　　高爐采用大噴煤、高利

19、用系數(shù)冶煉, 要求改善高爐的料柱透氣性和延長高爐壽命高爐精料、布料、耐火材料、冷卻等技術(shù)的進(jìn)步,不斷促進(jìn)長壽的薄壁高爐發(fā)展。近年來新建或改造的薄壁高爐, 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)爐齡15年, 利用系數(shù)大于等于2.3, 單位爐容產(chǎn)鐵10000t/m3以上。</p><p>　　1.2磚壁合一薄壁高爐爐型的應(yīng)用</p><p>　　德國不來梅廠2號高爐工作容積3143 m³,爐缸直徑12m,全部采用

20、冷卻壁軟水閉環(huán)冷卻,設(shè)計(jì)爐齡15年,生產(chǎn)能力7300t/d,高爐于1999年11月大修改造后投產(chǎn)。爐型的主要特征為:爐腹角,爐身角。爐缸墻上部采用微孔炭磚,爐缸下部和爐底異常侵蝕區(qū)采用超微孔炭磚,爐缸炭磚熱面 以小塊剛玉磚保護(hù)爐缸爐底周 圍采用2段銅冷卻壁 ,高熱負(fù)荷區(qū)采用段銅冷卻壁,熱面只噴涂50mm絕熱保護(hù)層。爐身中上部及爐喉區(qū)域,采用8段鑄鐵冷卻壁。</p><p>　　武鋼1號高爐大修改造 ,爐容從138

21、6 m³擴(kuò)大到 2200 m³,爐缸直10.7m,采用全冷卻壁軟水串聯(lián)冷卻系統(tǒng),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力170萬t/a,爐齡15年,計(jì)劃2001年5月投產(chǎn)。爐型為矮胖型 ,高徑比2.45,爐身角,爐腹。爐缸采用微孔炭磚和陶瓷杯結(jié)構(gòu) ,爐底水冷,上砌2層1.2m半石墨炭磚 ,頂面以2層高鋁磚保護(hù),爐底異常侵蝕區(qū)亦采用微孔炭磚,死鐵層深2m。爐腹采用2段雙層水管鑄鐵冷卻壁,熱面嵌砌一剛玉磚,磚襯厚度150mm,爐腰和爐身下部引進(jìn)PW

22、型銅冷卻壁2段夕銅冷卻壁厚度120mm ,含 C99.9%,連鑄成型并鑄橢 圓形流通道 ,消除傳統(tǒng)鑄管產(chǎn)生的絕熱層 ,熱面嵌砌155mm厚一磚襯 ,爐身中下部采用4層雙層水管鑄鐵冷卻壁 ,熱面亦嵌砌一磚襯爐身中上部采用單層水管鑄鐵冷卻壁 ,熱面嵌砌155mm厚浸磷粘土磚爐身上部采用1段光面冷卻壁 ,維持布料內(nèi)型長期穩(wěn)定。</p><p>　　萊鋼1000m³高爐設(shè)計(jì)采用全覆蓋、磚壁合一薄壁爐襯、銅冷卻壁

23、、炭磚-陶瓷杯復(fù)合爐底、軟水密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)、PW串罐無料鐘爐頂、改進(jìn)型頂染式熱風(fēng)爐、全干法布袋除塵等一系列先進(jìn)實(shí)用技術(shù)。</p><p>　　爐體框架設(shè)計(jì)采用自立式框架結(jié)構(gòu),爐腰平臺以下的4根框架柱為傾斜結(jié)構(gòu),底部框架跨距為16m*16m,爐體中上部14m*14m,平臺寬敞,爐體負(fù)荷輕.高爐內(nèi)型設(shè)計(jì)有利于強(qiáng)化冶煉的矮胖型,并采用全冷卻壁、磚壁合一薄壁內(nèi)襯、水冷爐喉鋼磚、銅冷卻壁、水冷炭磚爐底、軟水密閉循環(huán)冷卻系

24、統(tǒng)等技術(shù)。保證了高爐的順利生產(chǎn)。</p><p>　　在總結(jié)國內(nèi)外同類型容積高爐內(nèi)型尺寸，原燃料條件，建議設(shè)計(jì)采用適宜強(qiáng)化冶煉的矮胖爐型，其優(yōu)點(diǎn)如下：　（1）適當(dāng)矮胖,減小爐腹角、爐身角。有效高度Hu26.2m,可適應(yīng)濟(jì)鋼焦碳強(qiáng)度,Hu/D為2.4,適應(yīng)濟(jì)鋼原料條件,可保證爐況順行和強(qiáng)化生產(chǎn)需要。較小的爐身角有利于受熱膨脹后的爐料下降,較小的爐腹角有利于煤氣流的均勻分布,減小對爐腹生成渣皮的沖刷,保護(hù)爐腹冷卻壁

25、,延長其壽命?！。?）加深死鐵層厚度,有利于開通死料柱下部通道,從而減少出鐵時鐵水環(huán)流對爐襯的侵蝕,提高爐底爐缸壽命。同時較深的死鐵層可多貯存鐵水,保證爐缸有充足的熱量儲備,穩(wěn)定鐵水溫度和成分?！　。?）加大爐缸高度。可保證風(fēng)口前有足夠的風(fēng)口回旋區(qū)，有利于煤粉的充分燃燒及改善高爐下部中心焦的透氣（液）性，有利于改善氣體動力學(xué)條件。</p><p>　　2 高爐能量利用計(jì)算</p><p&g

26、t;　　鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，煉鐵工序能耗占噸鋼能耗50%以上。2007年我國鋼鐵工業(yè)能源消耗量占全國總能耗的14%以上。相當(dāng)長時期內(nèi)，能源都將是制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，所以煉鐵節(jié)能工作的必要性和重要性就更為突出了。</p><p>　　煉鐵過程所耗能源品種很多、如燃料、電力、等各種耗能。在各種形式的能耗中，燃料占每噸生鐵總能耗的80％以上。因此，充分利用高爐冶煉過程所用燃料的能量，是節(jié)能的中心問題。</

27、p><p>　　作為煉鐵能源的燃料主要是焦炭、煤粉，焦炭不僅為高爐冶煉提供必要的熱能和化學(xué)能，而且在爐內(nèi)還起著骨架作用。所以分析高爐冶煉的能量利用時，需就以上三個方面全面考慮、研究改善和利用的途徑。迄今為止，對燃料熱能和化學(xué)能的利用研究較多，而對焦炭的骨架作用，因其尚未成為冶煉過程的突出矛盾，尚待深入研究。應(yīng)當(dāng)指出，高爐焦節(jié)的下限是由骨架作用決定的。因此，節(jié)約焦炭不只是充分利用其能量，也應(yīng)不斷改善焦炭的冶金機(jī)械性能。

28、</p><p>　　往高爐內(nèi)鼓入具有一定壓力的熱風(fēng)，也是一種重要的耗能工質(zhì)，或者說載能介質(zhì)。熱風(fēng)具有的能量一是熱能，風(fēng)溫愈高、風(fēng)量愈大，所帶入的熱能愈多；另一是壓力能，風(fēng)壓越高，能量越大，這部分能量因熱風(fēng)燃燒燃料后而以煤氣的壓力形式表現(xiàn)出來。煤氣在爐內(nèi)上升過程中，克服料層阻力而損失了一部分能量，剩余的能量由具有一定壓力的爐頂煤氣帶走。目前國內(nèi)多數(shù)高爐把這部分能量利用起來進(jìn)行煤氣余壓發(fā)電。</p>

29、<p>　　余壓作為二次能源，受到高度重視并逐漸加以利用。高爐冶煉所得的其它二次能源，如冷卻水的壓力（頭）和熱量、渣、鐵水的顯熱，熱風(fēng)爐煙氣的余熱等的用，也開始受到重視，有的已在生產(chǎn)中得到利用，如冷卻水壓差發(fā)電，熱風(fēng)爐煙氣余熱回收等。</p><p>　　2.1高爐能量利用指標(biāo)與分析方法</p><p>　　2.1.1能量利用指標(biāo)</p><p>　　高爐

30、能量利用指標(biāo)，一般分為兩大類，即熱能利用指標(biāo)和化學(xué)能利用指標(biāo)。前者如有效熱量利用系數(shù)，碳素?zé)崮芾孟禂?shù)等；后者如CO、H2的利用率，直接還原度，間接還原度等，即能量總的利用程度則集中表現(xiàn)為焦比或燃料比。</p><p>　?、?有效熱量利用系數(shù)KT與碳素?zé)崮芾孟禂?shù)Kc</p><p>　　有效熱量利用系數(shù)KT，它是指冶煉單位生鐵的有效熱量消耗與總熱量消耗的百分比： </p

31、><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　其值大小，表明高爐中熱能利用的好壞，通常為80%～90％。</p><p>　　2）碳素?zé)崮芾孟禂?shù)Kc是指高爐內(nèi)每單位固定碳燃燒時放出的熱量，與碳完全燃燒時所放出的熱量之比</p><p><b>　?。?-2）</b></p>

32、<p>　　式中 QC——冶煉單位生鐵時，在高爐內(nèi)燃燒生成CO和CO2，放出的總熱量，kJ；</p><p>　　——冶煉單位生鐵燃燒成CO2的碳量，kg；</p><p>　　C ——冶煉單位生鐵消耗的碳量，kg。</p><p>　　其值大小表明高爐熱效率的高低，通常為50%～60％。顯然在一定碳耗下，間接還原愈發(fā)展，Kc值就愈高。</p&

33、gt;<p>　?、?CO和H2的利用率</p><p>　　CO和H2利用率是衡量煤氣化學(xué)能利用程度的指標(biāo)，在計(jì)算時不應(yīng)包括爐料帶入的H2O和CO2。CO和H2的利用率是正相關(guān)的，改善H2的利用，也同時改善了CO的利用。但在高爐不同部位，它們的利用率是不一樣的。在高爐下部高溫區(qū)域，H2的利用率大于CO的利用率；而在高爐上部低溫區(qū)域，則CO利用率大于H2的利用率。其相關(guān)性有多種經(jīng)驗(yàn)公式表示。式2-3

34、是其中一例。</p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　2.1.2能量利用分析方法</p><p>　　在生產(chǎn)中一般是觀察爐頂煤氣溫度，比較CO2曲線，分析混合煤氣中的CO2含量，計(jì)算實(shí)際焦比、燃料比等。這些方法比較簡便、直觀，較粗略，能大致看出高爐內(nèi)能量利用的情況；但不能全面地反映能量利用的好壞，一般情況下，也不能從

35、中分析出進(jìn)一步改善煤氣能量利用的途徑。</p><p>　　另外一種普遍使用的方法是計(jì)算法，或計(jì)算與圖解相結(jié)合的方法。計(jì)算法包括直接還原度計(jì)算、配料計(jì)算、物料平衡與熱平衡計(jì)算，理論焦比計(jì)算等。計(jì)算與圖解法有巴甫洛夫直接還原度圖解，Rist操作線和區(qū)域熱平衡圖解等。</p><p>　　2.2直接還原度選擇</p><p>　　在編制物料平衡時，為了確定單位生鐵消耗的

36、風(fēng)量，必須先知道鐵的直接還原度。鐵的直接還原度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。如果經(jīng)驗(yàn)公式中數(shù)據(jù)不全，則可按拉姆推薦的數(shù)值（表2-1）進(jìn)行選擇。在噴吹燃料后，由于H2的還原作用加強(qiáng)，rd的值小于表2-1中數(shù)據(jù)。此時，可計(jì)算出H2的還原率，由即可作為所在條件下的直接還原度。</p><p>　　高爐直接還原度也可按拉姆建議的直接還原度指標(biāo)即</p><p><b>　?。?-4）</b&g

37、t;</p><p>　　式中 R'i--高爐間還原度； </p><p>　　--煤氣中的N2量，％；</p><p>　　CO、CO2--分別為煤氣中該成分的百分含量，％；</p><p>　　β--風(fēng)中O2/N2的比值。（，f為鼓風(fēng)濕度，％）</p><p>　　表2-1 不同冶煉條件下的直接還原

38、度</p><p>　　由（2-4）式可知，只要根據(jù)煤氣的平均成分和鼓風(fēng)濕度，便能計(jì)算出高爐的直接還原度，使用很方便。</p><p><b>　　2.3配料計(jì)算</b></p><p>　　配料計(jì)算是高爐操作的重要依據(jù)，也是檢查能量利用狀況的計(jì)算基礎(chǔ)。配料計(jì)算的目的，在于根據(jù)已知的原料條件和冶煉要求來決定礦石和熔劑的用量（而焦比或燃料比一般根

39、據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)指標(biāo)來確定），以配制合適的爐渣成分和獲得合格的生鐵。通常以一噸生鐵的原料用量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　2.3.1計(jì)算準(zhǔn)備及需要確定的已知條件</p><p><b>　?、僭假Y料整理</b></p><p>　　在生產(chǎn)中原料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不吻合，加之分析方法不同存在分析誤差，以致各種化學(xué)組成

40、之和不等于100％。為此，首先要確定元素在原料中存在的形態(tài)，然后進(jìn)行核算，并使總和為100％。換算為100％的方法，可以均衡地?cái)U(kuò)大或縮小各成分的百分比，調(diào)整為100％；或者按分析誤差允許范圍，人為地調(diào)整為100％。調(diào)整幅度不大時，以調(diào)Al2O3或MgO為宜。</p><p>　　在各種原料中化合物存在的形式和有關(guān)換算，按下述方法處理。</p><p>　　燒結(jié)礦分析中的S、P、Mn，分別以

41、FeS、P2O5、MnO形態(tài)存在。它們的換算為：</p><p>　　S→FeS </p><p>　　P→P2O5 </p><p>　　Mn→MnO </p><p>　　式中S、P、Mn等元素皆為分析值（百分含量）。當(dāng)要計(jì)算Fe2O3時，需從生鐵（TFe）中扣除FeO和FeS中的Fe，再進(jìn)行換

42、算。</p><p>　　式中的Fe、FeO為分析所得燒結(jié)礦的全鐵和氧化亞鐵的百分含量，F(xiàn)eS為換算所得的硫化鐵量。</p><p>　　天然礦石中的S以FeS2形態(tài)存在，換算式如下：</p><p>　　式中S為分析所得的百分含量。</p><p>　　焦炭工業(yè)分析是指干焦分析，固定碳是由100％減去各項(xiàng)成分的百分含量后得到的，故焦炭分析不

43、需調(diào)整。但是焦炭灰分各組成若按100％計(jì)算，亦應(yīng)調(diào)到100％；同理，揮發(fā)分也應(yīng)如此。但因揮發(fā)分中N2量為總量與各項(xiàng)含量之差，故亦不需再調(diào)。</p><p>　　焦炭中的Fe以FeO·SiO2及FeS狀態(tài)存在，Mn呈MnO·SiO2形態(tài)，S以有機(jī)S和FeS狀態(tài)存在，P以磷酸鹽存在，C以近似石墨碳和無定型碳各半存在于焦炭之中。</p><p>　　熔劑的堿性物質(zhì)必須與其燒損

44、（CO2量）相適應(yīng)，在此基礎(chǔ)上再調(diào)為100％。石灰石、白云石中的Fe以FeCO3、Fe2O3狀態(tài)為主，Mn以高價氧化物狀態(tài)存在，P為P2O5或磷酸鹽，S呈SO3狀態(tài)。</p><p><b>　?、谶x配礦石 </b></p><p>　　在使用多種礦石冶煉時，應(yīng)據(jù)礦石供應(yīng)量及爐渣成分要求選定適當(dāng)配比。此時需注意礦石含P量不應(yīng)超過生鐵允許含P量。因考慮P全部進(jìn)入生鐵，

45、故需依礦石含P量事先核算，若某種礦石冶煉含P超標(biāo)，此種情況下，只能搭配含P更低的礦石冶煉。</p><p>　?、坌枰_定的冶煉條件</p><p>　　1)根據(jù)原料條件、國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等確定生鐵成分。C、P元素一般操作不能控制；而Si、Mn、S等元素可以改變操作條件加以控制。</p><p>　　2)各種元素在鐵、渣和煤氣中的分配比例，按經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)選擇

46、，一般可參考表2.2選定。</p><p>　　表2.2常見元素分配率（煉鋼鐵）</p><p>　　3)爐渣堿度。堿度的選擇，主要取決于爐渣脫硫的要求，此外若冶煉低硅生鐵、釩鈦磁鐵礦時，還應(yīng)考慮爐渣抑制硅鈦還原和利于釩的回收能力。在正常的爐缸溫度下，要保證流動性和穩(wěn)定性。因此，除考慮二元堿度外，還需有適宜的MgO含量。若爐料含堿金屬，還應(yīng)兼顧爐渣排堿要求。</p><

47、p>　　4)燃料比。確定燃料比應(yīng)依據(jù)冶煉鐵種、原料條件、風(fēng)溫水平和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等全面衡定。在有噴吹的高爐上，力爭多噴燃料。</p><p>　　5)爐塵量、廢鐵加入量，應(yīng)根據(jù)冶煉條件事先確定。</p><p><b>　?、苡?jì)算內(nèi)容</b></p><p><b>　　1)礦石用量計(jì)算；</b></p>&

48、lt;p><b>　　2)熔劑用量計(jì)算；</b></p><p><b>　　3)生鐵成分驗(yàn)算；</b></p><p>　　4)渣量及爐渣成分計(jì)算；</p><p><b>　　5)爐渣性能校驗(yàn)。</b></p><p><b>　?、萦?jì)算步驟</b&g

49、t;</p><p><b>　　任務(wù)要求:</b></p><p>　　入爐原料品位:w(TFe)=56%; 焦比:≤355kg/t鐵</p><p>　　煤 比:≥125kg/t鐵; 熟料率:≥85%</p><p>　　風(fēng) 溫:≥1150℃; 利用系數(shù):≥

50、2.2t/( m³.d)</p><p>　　爐渣堿度:1.0----1.05; 爐渣MgO%=7.0---13.0%</p><p><b>　　a.原料成分</b></p><p>　　表2.3原料成分（％）</p><p><b>　　b.焦炭成分</b></p

51、><p>　　表2.4 焦炭成分（）</p><p><b>　　續(xù)表2.4</b></p><p><b>　　c.噴吹物成分</b></p><p>　　表2.5噴吹物成分（％）</p><p>　　d.配礦比。燒結(jié)礦:優(yōu)質(zhì)塊礦＝89:11，配成混合礦。</p>

52、<p><b>　　e.生鐵成分。</b></p><p>　　表2.6生鐵成分（％）</p><p>　　f.焦比350kg，煤比130kg。風(fēng)溫1200℃</p><p><b>　　g.元素分配率。</b></p><p>　　表2.7各種元素分配表</p><

53、p><b>　　h.爐渣堿度R=</b></p><p>　　現(xiàn)以1000kg生鐵作為計(jì)算單位進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　礦石量＝ kg﹒t-1 (2-5)</p><p>　　式中 Fe礦——礦石含鐵量，％；</p><p>　　Fe——焦炭及煤粉帶入

54、鐵量，kg；</p><p>　　ω[Fe]——生鐵含鐵量kg；</p><p>　　Fe渣——進(jìn)入爐渣的鐵kg。</p><p>　　據(jù)（2-5）鐵平衡關(guān)系式得：</p><p>　　焦炭帶入Fe量＝(kg)</p><p>　　煤粉帶入Fe量＝（kg）；</p><p>　　進(jìn)入渣中Fe量＝

55、＝2.86（kg）；（相當(dāng)于FeO3.68kg）</p><p>　　需要混合礦量＝＝1695.97（kg）</p><p>　　表2.8每噸生鐵爐料實(shí)際用量</p><p><b>　?、藿K渣成分</b></p><p><b>　　1）終渣S量</b></p><p>　

56、　爐料全部含S量＝1695.97×0.0005＋350×0.0052＋165×0.0066</p><p><b>　　＝3.76(kg)</b></p><p>　　進(jìn)入生鐵S量＝0.3(kg)</p><p>　　進(jìn)入煤氣S量＝3.76×0.06＝0.22(kg)</p><p&g

57、t;　　進(jìn)入爐渣S量＝3.76-(0.3+0.23)＝3.23（kg）</p><p>　　2）終渣FeO量＝3.68kg</p><p>　　3）終渣MnO量＝1695.97×0.001×0.5×＝1.12(kg)</p><p>　　4）終渣SiO2量＝1695.97×0.0630＋350×0.0565＋165&

58、#215;0.0748-3.5×</p><p>　?。?31.46（kg）</p><p>　　5）終渣CaO量＝1695.97×0.0908＋350×0.00076＋165×0.006</p><p>　?。?55.25（kg）</p><p>　　6）終渣Al2O3量＝1695.97×0

59、.0126＋350×0.0483＋165×0.0342</p><p>　　＝43.92（kg）</p><p>　　7）終渣MgO量＝1695.97×0.0237＋350×0.0012＋165×0.003</p><p><b>　?。?1.1（kg）</b></p><p

60、>　　將終渣成分及數(shù)量列表。</p><p><b>　　表2.9終渣成分</b></p><p><b>　　生鐵成分校核</b></p><p>　　1)含P量＝10-3×（1695.97×0.00047＋350×0.0001×）＝0.08％</p><

61、p>　　2)含S量＝0.03％；</p><p>　　3)含Si量＝0.35％</p><p>　　4)含Mn量＝＝0.09％</p><p>　　5)含F(xiàn)e量＝95％</p><p>　　6)含C量＝100－（95.00＋0.09＋0.35＋0.03＋0.08）＝4.45％</p><p><b>　

62、　2.4物料平衡</b></p><p>　　物料平衡是建立在物質(zhì)不滅定律的基礎(chǔ)上，以配料計(jì)算為依據(jù)編算的。計(jì)算內(nèi)容包括風(fēng)量、煤氣量、并列出收支平衡表。物料平衡有助于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，深入了解冶煉過程的物理化學(xué)反應(yīng)，檢查配料計(jì)算的正確性，校核高爐冷風(fēng)流量，核定煤氣成分和煤氣數(shù)量，并能檢查現(xiàn)場爐料稱量的準(zhǔn)確性，為熱平衡及燃料消耗計(jì)算打基礎(chǔ)。</p><p><b>　　

63、2.4.1原始資料</b></p><p>　?、僭先治霾⑿Ｕ秊?00％；</p><p><b>　?、谏F全分析；</b></p><p><b>　?、鄹鞣N原料消耗量；</b></p><p><b>　?、芄娘L(fēng)濕度；</b></p><

64、;p>　?、葸x擇直接還原度，或依煤氣成分算得；</p><p>　?、藜俣ń固亢蛧姶滴锖珻總量的1.2％與H2反應(yīng)生成CH4，（全焦冶煉可選0.5％～1.0％的C與H2生成CH4）。</p><p>　　上述1、2、3原始條件已由配料計(jì)算給出，本例僅假定其余各項(xiàng)未知條件，分別為鼓風(fēng)濕度f＝1.5％，即12g·m-3；直接還原度rd＝0.45。</p><

65、p>　　2.4.2根據(jù)碳平衡計(jì)算風(fēng)量</p><p>　?、亠L(fēng)口前燃燒的碳量C風(fēng)據(jù)碳平衡得：</p><p>　　C風(fēng)＝ΣC燃－ω[C]×103－ΣC直－CCH4 （2-6）</p><p>　　式中 C風(fēng)——風(fēng)口前燃燒的C量，kg；</p><p>　　ΣC燃、ΣC直、CCH4——分別

66、為燃料帶入C量，直接還原耗C和生成CH4的C量，kg，</p><p>　　ω[C]——生鐵含C量，％。</p><p>　　按（2-6）式分別進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　燃料帶入固定碳＝CJ＋CM＝350×0.8563＋130×0.7748</p><p>　?。?00.429(kg)；</p><

67、;p>　　溶于生鐵的碳＝00.04445×1000＝44.5(kg)；</p><p>　　直接還原耗碳＝CMn＋CSi十CP＋CFe</p><p>　　＝0.9×＋3.5×＋0.8×＋950×0.45×</p><p>　?。?.20＋3＋0.77＋91.60＝95.58(kg)；</p&g

68、t;<p>　　生成CH4耗碳＝400.429×0.012＝4.805 （kg）；</p><p>　　則風(fēng)口前燃燒的C量：C風(fēng)＝400.429－44.5－95.58－4.805＝255.54 （kg）。占入爐總C量的63.82％。</p><p>　?、陲L(fēng)量計(jì)算（V風(fēng)）根據(jù)氧平衡可得：</p><p>　　m3/t鐵

69、 （2-7）</p><p>　　其中 m3/t鐵</p><p>　　式中 ΣC料×C'風(fēng)×0.933——風(fēng)口前燃燒的C所需氧量（m3）（ΣC料為燃料帶入C量，C'風(fēng)為C在風(fēng)口前的燃燒率）；</p><p>　　——燃料帶入的氧量（m3）（M，為煤粉，OM、H2OM為煤帶入的氧和H2O量）；</p>

70、<p>　　0.21＋0.29f——鼓風(fēng)含氧濃度（f為鼓風(fēng)濕度）。</p><p>　　按（2-7）式分別進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　鼓風(fēng)含氧濃度＝0.21＋0.29×0.015＝0.2144 （m3·m-3）；</p><p>　　風(fēng)口前C燃燒所需氧量＝400.429×63.82%×0.933＝238.4（

71、m3）；</p><p>　　燃料帶入氧量＝130×（0.0405＋0.0079×）×＝4.32（m3）；</p><p>　　每噸生鐵鼓風(fēng)量＝=1091.8（m3）。</p><p>　　2.4.3煤氣成分及數(shù)量計(jì)算</p><p><b>　?、儆?jì)算步驟</b></p>&

72、lt;p>　　1)CH4由燃料碳素生成CH4＝4.32×＝8.064 （m3）</p><p>　　焦炭揮發(fā)分含CH4＝350×0.0003×＝0.147（m3）</p><p>　　進(jìn)入煤氣的CH4＝8.064+0.147＝8.211 （m3）</p><p>　　2)H2 入爐總H2量＝鼓風(fēng)帶入H2＋焦炭帶入H2＋煤粉帶入H2

73、</p><p>　　即H2總＝1091.8×0.015＋350×（0.0006＋0.004）×＋130×＝99.023（m3）</p><p>　　設(shè)在噴吹條件下有40％H2參加還原，則參加還原的</p><p>　　H2＝99.023×0.4＝39.61（m3）</p><p>　　生成C

74、H4的H2＝8.064×2＝16.128 （m3）</p><p>　　進(jìn)入煤氣的H2＝99.023－（39.61＋16.128）＝43.286（m3）</p><p>　?。俣ㄓ肏2還原的鐵氧化物中，1/3是用于還原Fe3O4，2/3是用于還原FeO）</p><p>　　3)CO2 由Fe2O3→FeO生成的CO2＝1695.97×0.6

75、999×＝166.14 （m3）</p><p>　　由FeO→Fe生成的CO2＝950×（1.0－0.45-0.0844）×＝176.93 （m3）</p><p>　　由MnO2→MnO生成的CO2＝1695.97×0.0003×＝0.131（m3）</p><p>　　另外，H2參加還原反應(yīng)，相當(dāng)于同體積的CO

76、所參加的反應(yīng)，所以CO2生成量中應(yīng)減去48.09m3，總計(jì)間接還原生成CO2量＝166.14＋176.93＋0.131－43.58＝299.621 （m3）</p><p>　　各種爐料分解或帶入的CO2＝CO2焦＋CO2礦</p><p>　?。?50×0.0033×＋1695.97×0.0116×</p><p><

77、b>　?。?0.6（m3）</b></p><p>　　煤氣中總CO2量＝299.621＋10.6＝310.22(m3)</p><p>　　4)風(fēng)口前碳素燃燒生成CO＝299.55×＝558.6 （m3）</p><p>　　元素直接還原生成CO＝95.58×＝178.42（m3）</p><p>　　

78、焦炭揮發(fā)分中CO＝350×0.0033×＝2.156（m3）</p><p>　　間接還原消耗CO＝295.11 （m3）</p><p>　　煤氣中總CO＝558.6＋178.42＋2.156－295.11＝444.066（m3）</p><p>　　5)N2 N2由鼓風(fēng)、焦炭及煤粉帶入，其總量為：</p><p>　

79、　N2＝N2風(fēng)＋N2焦＋N煤＝1091.8×(1－0.015)×0.79＋350×0.0055×＋165×0.0042×＝851.434（m3）</p><p>　　據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，列出煤氣組成如表2.10。</p><p>　　表2.10煤氣成分表</p><p>　　2.4.4編制物料平衡表</p

80、><p><b>　?、儆?jì)算鼓風(fēng)量</b></p><p>　　1m3鼓風(fēng)質(zhì)量＝＝1.28 （kg﹒m-3）</p><p>　　全部鼓風(fēng)質(zhì)量＝1091.8×1.28＝1397.504（kg）</p><p><b>　　②計(jì)算煤氣質(zhì)量</b></p><p><

81、b>　　1m3煤氣質(zhì)量＝</b></p><p>　　＝1.33 （kg﹒m-3）</p><p>　　全部煤氣質(zhì)量＝1657.217×1.33＝2204.099 （kg）</p><p><b>　?、鬯钟?jì)算</b></p><p>　　爐料帶入水分＝350×0.048＝16.8

82、（kg）</p><p>　　煤粉水分=130×0.0079=1.027（kg）</p><p>　　H2還原生成水分＝39.61×＝31.83（kg）</p><p>　　總計(jì)水分質(zhì)量＝16.8＋1.027＋31.83＝49.66（kg）</p><p>　?、軤t料機(jī)械損失＝2237.5－2210.97－16.8－1.0

83、27＝8.703 （kg）</p><p>　　根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出物料平衡，如表2.11。</p><p>　　表2.11 物料平衡表</p><p><b>　　2.5 熱平衡</b></p><p>　　熱平衡計(jì)算的目的，是為了了解高爐內(nèi)熱量供應(yīng)和消耗的狀況，掌握高爐內(nèi)熱能的利用情況，研究改善高爐熱能利用和降低消

84、耗的途徑。編制熱平衡計(jì)算表是研究高爐冶煉過程的基本方法之一。</p><p>　　熱平衡計(jì)算的基礎(chǔ)是能量守恒定律，即供應(yīng)高爐的熱量應(yīng)等于各項(xiàng)熱量的消耗；而依據(jù)是配料計(jì)算和物料平衡計(jì)算所得的有關(guān)數(shù)據(jù)。熱平衡計(jì)算采用差值法，即熱量損失是以總的熱量收入，減去各項(xiàng)熱量消耗而得到的，即把熱量損失作為平衡項(xiàng)，所以熱平衡表面上沒有誤差，因?yàn)橐磺姓`差都集中掩蓋在熱損失之中。</p><p>　　根據(jù)不同需

85、要，可以把熱平衡分為兩大類，即全爐熱平衡和區(qū)域熱平衡。全爐熱平衡是整個高爐內(nèi)的熱量收支平衡，作為衡量全高爐的熱能利用狀況；區(qū)域熱平衡則是研究高爐不同部位熱能的利用情況，尤其是高爐的高溫區(qū)域。</p><p>　　全爐熱平衡現(xiàn)有三種編制方法，這里僅介紹第一熱平衡。</p><p>　　第一熱平衡是根據(jù)熱化學(xué)中的蓋斯定律編制的，即根據(jù)加入高爐物料的最初形態(tài)和產(chǎn)品的最終形態(tài)，以計(jì)算量的轉(zhuǎn)變，而不

86、考慮高爐內(nèi)的實(shí)際反應(yīng)過程。例如鐵礦石加入高爐內(nèi)最終變?yōu)樯F，在熱消耗中，只依據(jù)原料所含的鐵氧化合物分解耗熱；焦炭燃燒最后變成煤氣，在熱收入項(xiàng)中，只依據(jù)焦炭所含碳素的燃燒反應(yīng)放熱。所以計(jì)算簡便，也能反映高爐內(nèi)燃燒和直接、間接還原狀況?？梢杂脕矸治鲋苯舆€原發(fā)展的程度，為巴甫洛夫直接還原的圖解分析方法奠定了基礎(chǔ)。因此，這種熱平衡方法可稱為經(jīng)典式的一種方法而廣為流傳。</p><p>　　但是第一熱平衡不能真實(shí)地反映高爐

87、冶煉過程的熱量分配狀況，夸大了熱量的收入和支出。比如反應(yīng)FeO＋C→Fe＋CO，在計(jì)算時，既支出了FeO的分解熱269755.5kJ﹒(kg﹒mol) -1，也收入了碳燃燒熱117565.3kJ﹒(kg﹒mol) -1；而實(shí)際上反應(yīng)是吸熱117565.3－269755.5＝－152190.2kJ﹒(kg﹒mol) -1、雖然收支平衡無錯（這也是第一熱平衡值得肯定和供使用的重要原因），但高爐內(nèi)既未放熱117565.3kJ，也沒有吸熱269

88、755.5kJ。這樣在利用熱平衡分析熱量收支時，就不能得出更為合理的結(jié)論；同時，這種方法不符合現(xiàn)代關(guān)于還原機(jī)理的概念。</p><p>　　第二熱平衡基本上按高爐內(nèi)實(shí)際反應(yīng)過程編制，它克服了熱量收入上的不合理計(jì)算。例如前述FeO直接還原反應(yīng)，只計(jì)算此反應(yīng)實(shí)際吸熱152190.2kJ﹒(kg﹒mol) -1，而不是按前述二步法來計(jì)算。實(shí)際上第一熱平衡的計(jì)算，是設(shè)想各還原過程都包括氧化物的分解，和還原劑的氧化二步組成

89、，這和還原機(jī)理的二步理論一樣，顯然是不符合實(shí)際的。</p><p>　　按第二熱平衡計(jì)算所得的熱量總值，接近于高爐內(nèi)實(shí)際收入的熱量，也完全相當(dāng)于高爐內(nèi)進(jìn)行化學(xué)變化和物理變化所消耗的熱量總值。在熱量收支比例上，減少了不合實(shí)際的碳素燃燒熱量收入和氧化物熱量支出的比值，因而也相應(yīng)增大了其它熱收入項(xiàng)和熱支出項(xiàng)的比例，同時，能量利用指標(biāo)也有改變。據(jù)以上分析，以第二熱平衡為依據(jù)，進(jìn)行能量利用分析和考慮節(jié)焦途徑與效果，就比較真

90、實(shí)可靠。</p><p>　　2.5.1第一總熱平衡計(jì)算</p><p>　　需要補(bǔ)充的原始條件：</p><p>　　鼓風(fēng)溫度1200℃；爐頂溫度200℃；入爐礦石溫度80℃。鼓風(fēng)溫度與前面不符。</p><p><b>　?、贌崃渴杖?lt;/b></p><p><b>　　1)碳素氧化

91、熱</b></p><p>　　由C氧化成1m3的CO2放熱＝×12＝17898.43 （kJ﹒m-3）</p><p>　　由C氧化成1m3的CO放熱＝×12＝5250.50 （kJ﹒m-3）</p><p>　　碳素氧化熱＝299.621×17899.43＋(444.066－2.156)×5250.50<

92、/p><p>　?。?363045.11+2320248.455</p><p>　　＝7683293.565（kJ）</p><p><b>　　2)熱風(fēng)帶入熱 </b></p><p>　　1200℃時干空氣及水蒸汽比熱容分別為1.433kJ ·m-3﹒℃和1.777kJ·m-3﹒℃。</p&

93、gt;<p>　　熱風(fēng)帶入熱＝〔(1091.8－17.827)×1.433＋17.827×1.777〕×1200</p><p>　?。?884818.3kJ</p><p><b>　　3)成渣熱</b></p><p>　　爐料中以碳酸鹽形式存在的CaO和MgO，在高爐內(nèi)生成鈣鋁硅酸鹽時，1kg放

94、出1130.49kJ的熱量。</p><p>　　混合礦中的CaO＝1695.97×0.0116×＝25.03（kg）</p><p>　　成渣熱＝25.03×1130.49＝28296.16（kJ）</p><p>　　4)混合礦帶入物理熱</p><p>　　80℃時混合礦的比熱為1.0 kJ﹒(kg﹒℃)-

95、1</p><p>　　混合礦帶入物理熱＝1695.97×1.0×80＝135677.6 （kJ）</p><p><b>　　5)H2氧化放熱。</b></p><p>　　1m3H2氧化成H2O放熱10806.65kJ</p><p>　　H2氧化放熱＝39.61×10806.65＝42

96、8051.4 （kJ）</p><p><b>　　6) CH4生成熱</b></p><p>　　1kgCH4生成熱＝＝4865.29 （kJ）</p><p>　　CH4生成熱＝8.064××4865.29＝28024.07 （kJ）</p><p>　　冶煉一噸生鐵的總熱量收入等于1～6項(xiàng)熱量之

97、和，即</p><p>　　Q總收＝7683293.565+1884818.3+28296.16+135677.6+428051.4+28024.07</p><p>　　=10188161.1（kJ）</p><p><b>　?、跓崃恐С?lt;/b></p><p>　　1)氧化物分解與脫硫</p><

98、;p><b>　　鐵氧化物分解熱</b></p><p>　　設(shè)焦炭和煤粉中的FeO以硅酸鐵形態(tài)存在，燒結(jié)礦中FeO有20％以硅酸鐵形態(tài)存在，其余以Fe3O4形態(tài)存在。鐵氧化物分解熱由FeO、Fe3O4和Fe2O3三部分組成。</p><p>　　FeO硅酸鐵＝1695.97×0.87×0.0818×0.20+350×0.

99、0075+130×0.0045</p><p>　　＝27.35 （kg）</p><p>　　去除入渣中的FeO，它也以硅酸鐵形式存在，計(jì)3.68kg。</p><p>　　余下的FeO硅酸鐵＝27.35－3.68＝23.67 （kg）</p><p>　　FeO四氧化三鐵＝1695.97×0.063－1695.97&#

100、215;0.87×0.0818×0.2＝72.7 （kg）</p><p>　　Fe2O3四氧化三鐵＝72.7×＝161.6 （kg）</p><p>　　Fe2O3自由＝1695.97×0.73－161.6＝1076.46 （kg）</p><p>　　依據(jù)每千克鐵氧化物分解熱，即可算出總的分解熱。</p>&

101、lt;p>　　FeO硅酸鐵分解熱＝23.67×4075.21＝96460.22 （kJ）</p><p>　?。?075.21kJ﹒(kgFeO硅酸鐵)-1）</p><p>　　Fe3O4分解熱＝(72.7＋161.6)× 4799.98＝1124635.314（kJ）</p><p>　?。?799.98kJ·(kg Fe3

102、O4)-1）</p><p>　　Fe2O3分解熱＝1076.46×5152.94＝5546933.8kJ</p><p>　?。?152.94kJ﹒(kg Fe2O3)-1)</p><p>　　鐵氧化物總分解熱＝996460.22+1124635.314+5546933.8=6768029.3264（kJ）</p><p>　　

103、b.錳氧化物分解熱：</p><p>　　MnO2→MnO分解熱＝1695.97×0.0003×2629.44＝1337.83（kJ）</p><p>　?。?629.44kJ·(kgMnO2)-1）</p><p>　　MnO→Mn分解熱＝0.9×7362.84＝6626.56（kJ）</p><p>

104、;　?。?362.84kJ﹒(kgMn) -1）</p><p>　　錳氧化物分解總熱＝1337.83＋6626.56＝7964.39 （kJ）</p><p><b>　　c.SiO2分解熱</b></p><p>　　SiO2分解熱＝3.5×30288.76＝106010.65 （kJ）</p><p>　

105、?。?0288.76kJ﹒(kgSi)-1）</p><p>　　d.Ca3(PO4)2分解熱</p><p>　　Ca3(PO4)2分解熱＝0.8×35756.98＝28605.58 （kJ）</p><p>　?。?5756.98kJ﹒(kgP)-1）</p><p><b>　　e.脫硫耗熱</b><

106、;/p><p>　　由于CaO脫硫耗熱為5401.23kJ﹒(kg.S)-1，MgO脫硫耗熱為8039.4kJ﹒(kgS)-1二者差別較大，故取其渣中成分比例（39.74:10.59≈4:1）來計(jì)算平均脫硫耗熱。</p><p>　　1kg硫的平均耗熱＝（5401.23×＋8039.04×）＝5928.79 （kJ）</p><p>　　脫硫耗熱＝3

107、.23×5928.79＝19150（kJ）</p><p>　　氧化物分解和脫硫總耗熱為上述a～e項(xiàng)熱耗之和，即</p><p>　　Q氧＝6768029.3264+7964.39+106010.65+28605.58+19150</p><p>　?。?929759.9464（kJ）</p><p><b>　　2)碳酸

108、鹽分解熱</b></p><p>　　由CaCO3分解出1kgCO2需熱4044.64kJ，由MgCO3分解出1kgCO2需熱2487.08kJ，混合礦石CO2量＝1695.97×0.0116＝19.67（kg）。假定CaCO3和MgCO3是按比例分配的，其中以CaCO3分解的CO2為:</p><p>　　19.67×＝ ＝15.53（kg）</p&

109、gt;<p>　　則以MgCO3形式分解的CO2量＝19.67－15.53＝4.14（kg）。</p><p>　　碳酸鹽分解熱＝15.53×4044.64＋4.14×2487.08＝73109.77（kJ）</p><p>　　3)水分分解熱＝17.827×10806.65</p><p>　?。?92650.15（kJ

110、）（10806.65kJ﹒(kg﹒H2O)-1）</p><p>　　4)噴吹物分解熱＝165×1256.1＝207256.5 （kJ）（1256.1kJ/kg煤粉）</p><p>　　5)爐料游離水的蒸發(fā)熱1kg水由20℃升溫到100℃吸熱334.96（kJ），再變成100℃水蒸汽，吸熱2261（kJ），總吸熱2595.94（kJ）</p><p>　

111、　游離水蒸發(fā)熱＝370×0.048×2595.94＝46103.89（kJ）</p><p><b>　　6)生鐵帶走熱</b></p><p>　　生鐵熱焓值 煉鋼生鐵 鑄造生鐵 錳鐵</p><p>　　kJ·kg-1 1130.44～1172.36

112、 1256.04～1297.91 1172.3～1214.17</p><p>　　鐵水帶走熱＝1000×1172.36＝1172360（kJ）（取1172360kJ﹒(kg鐵)-1）</p><p><b>　　7)爐渣帶走熱</b></p><p>　　爐渣熱焓值 煉鋼鐵渣 鑄造鐵渣

113、 錳鐵渣</p><p>　　kJ·kg-1 1716.59～1758.54 1884.06～2009.66 1842.192～1967.79</p><p>　　爐渣帶走熱＝378.14×1758.54＝664974.3（kJ）（取1758.54kJ﹒(kg渣)-1）</p><p><b>　　8)爐頂煤氣帶走

114、熱</b></p><p>　　表2.12 2200℃時煤氣各成分比熱容（kJ(m3﹒℃)-1）</p><p>　　a.干煤氣比熱容＝0.1691×1.787＋（0.2456＋0.5508）×1.313＋0.0289×1.302＋0.0056×1.82＝1.396（kJ﹒(m3﹒℃)-1）</p><p>　　b

115、.干煤氣帶走熱＝1808.26×1.396×200＝504866.19 （kJ）</p><p>　　c.水蒸氣帶走熱＝57.7××1.519×（200－100）＝10907.1（kJ）</p><p>　　e.爐塵帶走熱＝9.02 ×0.8374×200＝1510.67 （kJ）（爐塵比熱容0.8374kJ﹒(kg﹒℃

116、)-1）</p><p>　　煤氣帶走熱＝504866.19＋10907.1＋1510.67＝517284 （kJ）</p><p>　　前8項(xiàng)之和：6929759.9464＋73109.77+192650.15+207256.5+46103.89+</p><p>　　1172360+664974.3+517284＝9803498.56（kJ）</p>

117、<p>　　外部熱損失＝10188161.1-9803498.56＝384662.54（kJ）（包括散熱和冷卻水帶走熱）。</p><p>　　此項(xiàng)作為熱平衡項(xiàng)，即為總熱量收入與以上八項(xiàng)熱支出的差值等于384662.54kJ</p><p>　　根據(jù)熱收入與熱支出數(shù)值列表于2.13</p><p><b>　　表2.13熱平衡表</b&

118、gt;</p><p><b>　　3 高爐爐型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　高護(hù)內(nèi)型設(shè)計(jì)主要與裝備水平、原燃料和冶煉條件、操作制度以及爐頂壓力有關(guān)。本文假定上述條件物理相似,分析討論爐型設(shè)計(jì)的若干問題。從風(fēng)口 區(qū)到料線,爐料在下降中被加熱,溫度逐漸上升,煤氣在上升過程中將熱量傳給爐料而本身溫度逐漸下降。這兩種運(yùn)動完成了整個爐內(nèi)各種冶煉反應(yīng) 由于爐料在爐內(nèi)所處區(qū)域

119、不同,各段爐容所完成的任務(wù)亦各有所異。爐型示意見圖1。</p><p><b>　　Hu---有效高度</b></p><p><b>　　Vu---有效容積</b></p><p><b>　　---爐缸高度</b></p><p><b>　　---爐腹高度<

120、;/b></p><p><b>　　---爐身高度</b></p><p><b>　　---爐喉高度</b></p><p><b>　　h。--死鐵層高度</b></p><p><b>　　d---爐缸直徑</b></p>&l

121、t;p><b>　　D---爐腰直徑</b></p><p><b>　　---爐腹角</b></p><p><b>　　---爐身角</b></p><p>　　3.1 爐型設(shè)計(jì)要求</p><p>　　高爐爐型的合理性，是高爐能實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、長壽的重要條件。