怎样进行开炉料的配料计算?
(2012-05-30 23:45:39)
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计算炉料杂谈 |
进行开炉配料计算前应测定或选定以下计算条件:
(1)高炉各部的容积;
(2)开炉使用的原料、燃料、熔剂等的化学成分、堆密度;
(3)选定开炉全炉焦比与正常料焦比;
(4)确定炉缸的填充方法;
(5)选定生铁成分与炉渣碱度,一般要求渣中A120"含量不大于16);
(6)选定铁、锰、硫等元素在渣铁、煤气中的分配率;
(7)确定开炉使用料种之间的比例;
(8)选定炉料压缩率;
(9)选定焦炭或矿石的批重等。
开炉配料计算的方法很多,常用的有以It焦炭为单位的计算法和以1.铁为单位的计算法。下面以1984年首钢2号高炉的开炉配料计算为例具体说明计算方法:
(1)确定高炉装料容积。根据设计,高炉各部分容积为:炉喉73.06m3、炉身732.16m3、炉腰122.27m3、炉腹197.02m3、炉缸193.96m3,总容积为131.8.47m3。
渣口中心线以下装木柴,占容积85.9m3;料线1.4m,应扣除容积40.9m3。所以,高炉装料容积为1191.7m3。
(2)计算参数。全炉吨铁焦比3.0t/t,正常料吨铁焦比0.9t/t,后续料吨铁焦比0.650t/t,全炉吨铁渣铁比1.0t/t,正常料吨铁渣铁比0.5t/t,全炉碱度(mea'/mSl'2)=1.15,正常料碱度(mca0/mSi02)=1.10,m(Ca0+Mg0)/msi02!1.35。
生铁成分()):
CSiMnPSFe4.22.00.80.080.0292.9
元素分配()):
PS1002?382?8315
Fe
99.5
0.5
Mn
80
20
生铁炉渣挥发
炉料压缩率为12)。
(3)原、燃料成分如下:
1)焦炭:水分4.0),灰分12.41),挥发分1.0),S0.77),堆密度0.5t/m3;
2)焦炭灰分成分:TFe 4.72),CaO4.7),MgO0.83)’A120335.63)’Sl0246.42)’Mn0.37),渣量12.13);
3)原料成分示于表1-5-2。
表1-5-2原料成分 ())
|
原料 |
TFe |
Fc0 |
Fe203 |
Ca0 |
Mg0 |
A1203 |
|
烧结矿 |
58.65 |
11.01 |
71.62 |
8.24 |
1.56 |
1.30 |
|
生矿 |
44.10 |
0.14 |
62.78 |
1.20 |
0.79 |
1.50 |
|
锰矿 |
17.80 |
|
0.50 |
0.50 |
9.48 |
|
|
石灰石 |
|
|
41.5 |
10.70 |
0.40 |
|
|
原料 |
TFe |
FeO |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
A-2O3 |
|
硅石 |
|
|
|
|
|
|
|
烧结矿 |
5.88 |
0.39 |
0.0155 |
0.01 |
14.77 |
1.90 |
|
生矿 |
25.04 |
0 |
|
0.009 |
34.16 |
2.10 |
|
锰矿 |
12.86 |
25.59 |
0.199 |
0.027 |
35.70 |
1.60 |
|
石灰石 |
1.88 |
|
|
|
55.81 |
1.60 |
|
硅石 |
95.54 |
|
|
|
100.0 |
1.60 |
(4)计算过程如下:
1)符号设定:!一烧结矿,P一生矿,M一锰矿,H一石灰石,%一焦炭,I一计算铁量,
'一计算渣量。
2)根据选定的计算参数,采用简单的联立方程求解法进行全炉料计算。
铁平衡:
I=1/||((0.5865A+0.441P+0.178M+0.1241X0.04725K) (5-1)
锰平衡:
0.081=0.8(0.0039A+0.2559M+0.00037X0.1241K) (5-2)
容积平衡:
^nn/APM+HK\111^ fr
0-88(r^+2n+T^+0^)=1191-7 (5-3)
碱度平衡:
8.24A+1.2P+0.5M+41.5H+0.1241X4.7K5.88A+23.04P+12.66M+1.88H+0.1241X46.2K
=1.15 (5-4)
渣量平衡:
0.1477A+0.3416P+0.357M+0.5581H+0.1241K=Z:1 (5-5)
焦比平衡:
K=3I (5-6)
联立求解方程组得:
A=238.7t,P=71.2t,M=36t,H=105t,
K=563.4t,I=187.8t
用同样的方法可求出正常料产铁185.3t,用焦166.8t,石灰石40.3t。
3)确定料批:选焦批9.55t/批,则全炉焦炭批数为563.4/9.55 =59批。
因正常料焦比为0.9t/t,则每批正常料产铁量为9.55/0.9=10.6t。由于烧结矿配比为77%,生矿为23%,则正常料矿批为:
(Gx0.77X0.5865+Gx0.23x0.4419+0.1241X0.0472X9.55)xH^=10.6G=17.3t/批
其中烧结矿13.3t,生矿4t,按计算每批需加锰矿200kg/批,石灰石2.24t/批。
全炉正常料数量为(238.7+71.2)/17.3=18批。
4)净、空焦批数=59-18=41批。
炉缸渣口以下装木柴,炉腹中部以下加净焦,按所需容积,选定净焦17批,其余24批
为空焦。
每批空焦加石灰石量为(105-2.24x18)/24=2.695t/批。
(5)校对。根据炉料带入的元素量(表1-5-3)进行有关验算。
表1-5-3各种炉料带入的元素量 (t)
|
炉料 |
Si02 |
Al203 |
CaO |
MgO |
S |
渣量 |
TMn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
烧结矿 |
7.615 |
3.103 |
19.669 |
3.724 |
0.02387 |
35.256 |
0.93499 |
|
生矿 |
16.390 |
1.068 |
0.854 |
0.562 |
0.00641 |
24.322 |
|
|
石灰石 |
1.974 |
0.420 |
43.575 |
11.235 |
|
58.001 |
0.0259 |
|
焦炭 |
32.302 |
24.912 |
3.286 |
0.580 |
4.33818 |
68.340 |
|
|
锰矿 |
0.433 |
0.341 |
0.018 |
0.018 |
0.00097 |
1.285 |
0.9212 |
|
总计 |
58.714 |
29.844 |
67.402 |
16.119 |
4.36943 |
187.804 |
1.878 |
炉渣碱度:
mCa0/mSio2=67.402/58.714=1.148m(Ca0+Mg0)/mSi02=(67.402+16.119)/58.7.14=1.423
渣中MgO含量:
!Mg0=16.119/18.78x100%=8.59?
渣中Al203含量验算:
29.844/187.8x100%=15.9%<16%
由于炉缸中80%焦炭不参加第一个冶炼周期的造渣反应(即应少计算9.34t渣量和3.405tAl203),因此渣中Al203实际含量为:
!Al2o3=(29.844-3.405)/(187.804-9.34)x100%=14.82%
硫负荷及脱硫预测:同样考虑80%的炉缸焦炭不参加反应,应减少592.9k)硫,则吨
铁硫负荷为(4369.43-592.9)/187.8=20.11(k)/t)。
设LS=40,则生铁含硫为:
20.11x(1-15%)^^
!(s)=—1000(1+40)—x100%=0.0417%
(6)安排装炉料。装炉料的安排列于表1-5-4。
表1-5-4装炉料的安排
|
位置 |
内容 |
容积/m3 |
铁量/t |
渣量/t |
负荷 |
焦比/ft-1 |
|
炉缸下部 |
木柴 |
85.9 |
|
|
|
|
|
炉缸上部炉腹中部 |
净焦17批 |
285.8 |
1.014 |
19.69 |
|
|
|
炉腹上部 |
空焦16批 |
290.9 |
0.955 |
40.86 |
|
|
|
炉腰上部 |
2空+2正 |
88.6 |
20.74 |
16.98 |
0.906 |
1.85 |
|
炉身下部 |
2空+3正 |
114.6 |
31.1 |
22.96 |
1.087 |
1.55 |
|
炉身中部 |
2空+5正 |
166.8 |
51.62 |
34.728 |
1.294 |
1.30 |
|
炉身上部 |
2空+8正 |
244.9 |
82.50 |
52.48 |
1.449 |
1.16 |
|
总计 |
|
1191.6 |
187.8 |
187.7 |
|
|
为了很好地加热炉缸,炉腹中部以下安排净焦,炉腰上部才开始加第一批正常料,炉身部位由下而上逐段加重负荷。

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