寶山原料條件下1200m3高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)設(shè)計

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書題 目： 寶山地區(qū)原料條件下1200m3高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué) 號：0976102502專 業(yè)：冶金工程班 級：冶金2009-5班指導(dǎo)教師：羅果萍 教授寶山原料條件下1200m3高爐煤氣干法除塵系統(tǒng)設(shè)計摘 要高爐煤氣具有很高的發(fā)熱值，對其回收既節(jié)約了有效能源又使煉鐵廠達到了熱量的自產(chǎn)自銷，循環(huán)利用。高爐煤氣需經(jīng)除塵才可滿足各用戶要求，袋式除塵與濕法相比有很高的優(yōu)越性，它是一種應(yīng)用廣泛的除塵設(shè)備，布袋除塵器的除塵效率高，使用壽命均達兩年以上，并可整體更換。高爐煤氣干法濾袋除塵工藝在高爐煤氣系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用并在實踐中不斷改進和更新。本設(shè)計特點為全干式

2、布袋除塵工藝流程，采用氟美斯復(fù)針刺氈纖維濾袋，實行反吹脈沖清灰技術(shù)，卸、輸灰系統(tǒng)機械化，設(shè)有控制煤氣溫度的裝置。濾袋壽命是布袋運行管理的核心，濾袋壽命及破損率的主要因素是布袋自身工藝流程是否合理、布袋材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量好壞等因素外，同時還與高爐的冶煉原料冶煉操作水平及布袋除塵允許的管理有密切關(guān)系。為了提高清灰效果，減輕工人的勞動強度，本設(shè)計采用了一種新的壓差傳感器及自動監(jiān)測控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：高爐煤氣；干法除塵；布袋除塵；重力除塵1200m3 blast furnace coal gas purifying system design at bao shan area raw material

3、sabstractgas furnace has a very high heating value，which can be collected for production and selling purposethe recycling can also economizethe limited energy sourceshowever，gas fumace can be utilized by the users only after thecleaning work finishedcompared to the wet dust removing，bag dust removin

4、g has a veryhigh advantagebag dust removal is a widelyusing dust removing equipment，which has ahigh efficiency and 2-year long life span and can be overall changedtechniques of dustremoving methods are being improved and modified during the practiceof the gas furnacesystemmy design is of totally dri

5、ed bag dust removing technique flow，using fms-9806sieving bag and using pulse dust cleaning techniquemeanwhile，the dust discharging andinputting system is mechanizeddevices for rising and dropping are also availablelifespanof sieving bag is a key point for the dust removing management systemmain rea

6、sons for thesieving bag life span and disrepair are not only reliability of the managing system itself，ba gmaterial，structure and quality reliability and also smelt material，smelt operating level andallowable management for the dust removalto improve the dust removing efficiency andalleviate the lab

7、or intensity，my design adopts a sense organ of press difference and automaticchecking control managing system key words: blast furnace gas；dry dedusting gas；dedusting by bag filter；gravity dedusting目 錄摘 要iabstractii第一章 文獻綜述61.1煤氣的危害61.2煤氣回收必要性61.3高爐煤氣的利用61.3.1純燒高爐煤氣鍋爐發(fā)電技術(shù)61.4余壓發(fā)電71.4.1余壓發(fā)電裝置71.4.2調(diào)壓

8、閥組71.5主要除塵器特點及除塵工藝比較81.6高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)的發(fā)展91.7布袋除塵結(jié)構(gòu)和除塵機理101.8布袋除塵存在的問題101.9設(shè)計方案確定11第二章 煉鐵工藝計算及主要參數(shù)選擇122.1 原料條件及參數(shù)122.1.1 原料條件122.1.2 參數(shù)132.2 原料成分整理計算132.2.1 燒結(jié)礦的補齊132.2.2 球團礦142.2.3 生礦152.2.4 硅石152.2.5 石灰石162.3 配料計算172.3.1 噸鐵礦石用量計算172.3.2 生鐵成分計算172.3.3 溶劑用量計算182.3.4 渣量及爐渣成分計算182.4 物料平衡計算192.4.1 鼓風(fēng)量計算1

9、92.4.2 煤氣組分及煤氣量的計算202.4.3 煤氣中水量計算222.5 熱平衡計算232.5.1 全爐熱平衡232.6 高溫區(qū)熱平衡計算272.6.1 高溫區(qū)熱收入272.6.2 高溫區(qū)熱支出272.6.3 高溫區(qū)的熱損失所占的比例282.6.4 高溫區(qū)熱平衡表282.7 焦比的計算28第三章 爐型設(shè)計30第四章 重力除塵器設(shè)計334.1除塵器及粗煤氣管道的結(jié)構(gòu)334.1.1粗煤氣管道布置334.1.2粗煤氣主要尺寸的確定334.1.3除塵器的布置及主要尺寸的確定344.1.4爐導(dǎo)出口、下降管、除塵器設(shè)計要求344.2高爐煤氣發(fā)生量與煤氣含塵量的計算344.3煤氣管道設(shè)計354.3.1除

10、塵器及煤氣管道中煤氣流速354.3.2四根導(dǎo)出管設(shè)計354.3.3合成兩根上升管和下降管設(shè)計354.3.4下降總管設(shè)計364.3.5放散管直徑364.3.6高爐爐頂管道設(shè)計尺寸364.4重力除塵器的設(shè)計364.4.1設(shè)計要求364.4.2高爐爐塵物理參數(shù)374.4.3重力除塵設(shè)備尺寸的選擇374.4.4積灰量及灰斗設(shè)計384.5除塵器及粗煤氣管道結(jié)構(gòu)與內(nèi)襯384.6除塵器及粗煤氣管道設(shè)備384.6.1遮斷閥384.6.2清灰閥及煤氣灰攪拌機394.6.3煤氣放散閥40第五章 布袋除塵器設(shè)計415.1確定布袋除塵器形式415.2清灰方式的確定415.3過濾氣體速度、過濾面積、濾袋尺寸、濾袋數(shù)目的

11、確定425.4漏風(fēng)率445.5除塵效率445.6壓力損失455.7噴吹氣體及參數(shù)選擇46第六章 除塵系統(tǒng)附屬設(shè)備486.1閥門與粗煤氣管道486.1.1煤氣遮斷閥486.1.2煤氣放散閥486.1.3煤氣調(diào)節(jié)閥組496.1.4粗煤氣管道516.2煤氣清灰攪拌機52第七章 除塵器中的自動控制系統(tǒng)537.1溫度自動控制537.2定壓差電控儀537.3脈沖控制儀537.4灰位自動控制547.5箱體自動檢漏54參考文獻56致謝58第一章 文獻綜述1.1煤氣的危害 隨著人類社會的發(fā)展和進步，人們對生活質(zhì)量和自身健康愈來愈重視，對空氣質(zhì)量也愈來愈關(guān)注。然而人類在生產(chǎn)和生活活動中，成年累月地向大氣排放著各類

12、污染物質(zhì)，使大氣遭受到嚴(yán)重污染，有些區(qū)域環(huán)境質(zhì)量不斷下降，甚至影響人類生存。在大氣污染物中粉塵顆粒物的污染占主要部分，可吸入顆粒過多進入人體，會威脅人體的健康。所以防止粉塵污染、保護大氣環(huán)境是刻不容緩的重要任務(wù)。鋼鐵企業(yè)是環(huán)境污染的大戶，高爐是鋼鐵企業(yè)的主要污染源之一。在高爐生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量煙氣和廢水，其中高爐煤氣又占有很大比重，他不但帶有大量粉塵，而且含有有毒氣體，排放到大氣中會嚴(yán)重污染大氣，威脅人類身體健康，影響人類生產(chǎn)生活，破壞大自然的和諧1。1.2煤氣回收必要性煤氣是鋼鐵廠、特別是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)內(nèi)部重要的二次能源，高爐煤氣的一半作為熱風(fēng)爐及焦?fàn)t的燃料，其余的作為軋鋼廠加熱爐、鍋爐

13、房或自備發(fā)電廠的燃料。高爐煤氣可以單獨使用，也可以與其他種類煤氣根據(jù)工藝需要按一定配比混合使用。在高爐煤氣有富余的煉鐵廠還可以用來發(fā)電，在鋼鐵冶金聯(lián)合企業(yè)的燃料平衡中占有2530的比例，其地位是極其重要的2。高爐煤氣作為燃料的價值：每燃燒一噸焦炭可產(chǎn)生4000 m。煤氣，每晝夜消耗焦炭1000t的高爐會產(chǎn)生煤氣100040004000000m3/t。干煤氣的發(fā)熱量為3762kj，若煤氣全部利用時，可得到4000000376215048000000 kj熱量，相當(dāng)于發(fā)熱量為30514 kj的煤炭1504800000030514493150kg，即493t。 1.3高爐煤氣的利用1.3.1純燒高爐

14、煤氣鍋爐發(fā)電技術(shù)純燒高爐煤氣鍋爐發(fā)電技術(shù)是利用鋼鐵企業(yè)中大量低熱值高爐煤氣發(fā)電的一項新技術(shù)。在實際使用中，通過調(diào)整發(fā)電負(fù)荷能夠增減高爐煤氣的使用量而不影響鍋爐的正常運行，既有效利用了高爐煤氣資源，又作為緩沖用戶穩(wěn)定了煤氣系統(tǒng)管網(wǎng)的波動。目前，國內(nèi)主要由杭州鍋爐廠、江西鍋爐廠、無錫鍋爐廠生產(chǎn)此類鍋爐，有130220th高溫高壓電站鍋爐機組。首鋼應(yīng)用純燒高爐煤氣鍋爐發(fā)電技術(shù)后，全年可提供蒸汽57.6萬噸，發(fā)電4320萬千瓦時，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤17.6萬噸，綜合年效益在4000萬元以上。此項技術(shù)已在鞍鋼、馬鋼、武鋼、沙鋼、梅鋼、安鋼等企業(yè)廣泛使用3。1.3.2濕法除塵器濕法除塵器，其特征：包括有除塵腔，在

15、除塵腔下部的圓周切線方向上設(shè)有進氣通道，在除塵腔頂部連接有排放煙筒，在靠近該除塵腔一端的進氣通道內(nèi)設(shè)有噴淋水霧化裝置，在該除塵腔內(nèi)的中部和上部分別設(shè)置有第一級旋葉組和第二級旋葉組。從引風(fēng)機抽進來并經(jīng)過噴淋水霧化裝置噴灑了水汽的煙灰塵依次經(jīng)過除塵腔內(nèi)第一級旋葉組、第二級旋葉組的除塵作用和三次霧化捕捉和水洗后，煙塵內(nèi)有害物質(zhì)基本上被清離出并被收集起來。濕法除塵器雖然可以達到良好的除塵效果，但器耗水量大，且污水難于處理，并且煤氣的溫降較大，對于熱風(fēng)爐系統(tǒng)是一種能量的損失4。1.4余壓發(fā)電1.4.1余壓發(fā)電裝置trt余壓發(fā)電裝置由透平主機、發(fā)配電系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、氮氣密封系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)

16、、煤氣管道及大型閥門、自動控制系統(tǒng)的八大部分組成。 trt煤氣余壓發(fā)電裝置工作原理是利用高爐爐頂煤氣余壓，把煤氣導(dǎo)入透平機中膨脹做功，以驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。trt煤氣余壓發(fā)電裝置既起到了控制爐項煤氣壓力作用，又進行了能量的轉(zhuǎn)換回收。因此，本設(shè)計采用了余壓發(fā)電技術(shù)，以達到節(jié)能環(huán)保5。1.4.2調(diào)壓閥組調(diào)壓閥組是高壓高爐煤氣清洗系統(tǒng)中的減壓裝置，既控制高爐爐項壓力，又確保凈煤氣總管壓力的設(shè)定值，且具有降溫除塵作用。(1)絕熱狀態(tài)下起到截流降溫的作用，但降溫不大，一般為35左右：(2)向調(diào)壓閥組入口噴霧時，可起到一定的除塵作用，可使清洗后的煤氣含塵量從l020mg/m。降至510mg/w6。1.5主要除

17、塵器特點及除塵工藝比較袋式除塵器的特點：除塵效率高，對超細(xì)粉塵的捕集效率也可達99以上，處理風(fēng)量大，運行穩(wěn)定可靠；處理煙氣的含塵濃度范圍廣，可以從數(shù)百毫克至數(shù)百克；不宜用于凈化含有油污的氣體或粘結(jié)性粉塵，否則應(yīng)作特殊處理；凈化相對濕度大的含塵氣體(包括濕度大的高溫?zé)煔?時，除塵設(shè)備的外殼應(yīng)進行保溫，必要時煙氣應(yīng)加熱，以防結(jié)露；凈化高溫或腐蝕性氣體時，應(yīng)選擇耐高溫或抗腐蝕的濾料；凈化有爆炸危險的含塵氣體時，要選用防靜電濾料并接地，外設(shè)防爆孔和傳動機構(gòu)，排灰閥要考慮防爆，并嚴(yán)格控制漏風(fēng)率；凈化吸濕性或潮解性粉塵時，濾袋應(yīng)采用表面光滑的濾袋；對含有火花的煙氣7。電除塵器的特點：電除塵是一種高效率的除

18、塵設(shè)備，除塵器隨效率的提高，設(shè)備的造價也隨之提高；電除塵器壓力損失小，耗電量小，運行費低；電除塵器適用于大風(fēng)量的除塵系統(tǒng)，高溫?zé)煔饧皟艋瑝m濃度高的氣體；電除塵器能捕集細(xì)粒徑的粉塵，適用于捕集幣電阻在1045105m范圍內(nèi)的粉塵8；電除塵器氣流分布要均勻；對凈化濕度大的氣體或露點溫度高的煙氣，要求采取保溫措施以防結(jié)露；粘結(jié)性粉塵可選用干式電除塵器，但應(yīng)調(diào)振打強度；瀝青與塵混合物的粘結(jié)粉塵，采用濕式電除塵器；捕集腐蝕性很強的粉塵時，應(yīng)選用特殊結(jié)構(gòu)和防腐蝕性能好的電除塵器；電機風(fēng)速一般在0.4m/s1.5m/s范圍內(nèi)，不宜過大，粒徑和密度偏小的粉塵，電機風(fēng)速不宜超過1.0m/s9。濕式除塵器的特點

19、：濕式除塵器的構(gòu)造簡單，設(shè)備費用低，凈化效率高，對細(xì)粒粉塵也有較好的除塵效率，但運行費用較高；濕式除塵器對疏水性粉塵的凈化效率不高，一般不宜用于水硬性粉塵的凈化；濕式除塵器可凈化粘結(jié)性粉塵，但應(yīng)考慮沖洗合情理，以防堵塞；凈化腐蝕性氣體時，應(yīng)考慮增設(shè)防腐蝕設(shè)施：除塵器耗水，對排出的污水必須處理，冬季應(yīng)有防凍措施10。通過對以上三種除塵器特點的介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)濕法除塵存在耗水量大、存在二次污染、能耗高、運行費用高的弊端。相對而言，干法除塵具有不耗水、無污染、能耗小、運行費低的優(yōu)點，屬于環(huán)保節(jié)能項目，符合社會發(fā)展的趨勢，位于國家鋼鐵行業(yè)當(dāng)前首要推廣的“三干一電”(高爐煤氣干法除塵、轉(zhuǎn)爐煤氣干法除塵

20、、干熄焦和高爐煤氣余壓發(fā)電)之首11。每一種除塵工藝都有其優(yōu)勢和弊端，但相比較而言，干法除塵比濕法除塵更具優(yōu)勢，與濕法相比，它具有節(jié)能、煤氣質(zhì)量好、運行費用低、投資省又能解決因煤氣洗滌水對環(huán)境的污染問題等優(yōu)點，有顯著的經(jīng)濟和社會效益。高爐采用全干法除塵技術(shù)后，不用水洗和冷卻，每噸節(jié)水7m39m3，其中節(jié)約新水0.2m3，并省掉了濕法除塵所需要的大型水洗塔和沉淀池等投資及所占空間，同時杜絕了大量有毒污水、泥的產(chǎn)生。干法除塵比濕法節(jié)電6070，具有能量損失小、透平壓力高的特點，配以trt余壓發(fā)電設(shè)備后，每噸鐵發(fā)電量比濕法提高30，并能夠把高達140分貝的噪音降低到85分貝以下，有效減少了環(huán)境噪音污

21、染12。布袋除塵煤氣出口溫度比濕法除塵高l00左右且含塵量低，有利于提高高爐風(fēng)溫。從長遠(yuǎn)看，大中型高爐采用煤氣干法除塵取代濕法除塵是技術(shù)發(fā)展的方向，目前的關(guān)鍵問題是如何提高和完善干法除塵技術(shù)，而布袋除技術(shù)與靜電除塵技術(shù)相比，雖然電除塵工藝效率高，所收集粉粒粒徑范圍大，電能消耗少等優(yōu)點，但是，電除塵對粉塵敏感度大，一次投資高，運行技術(shù)要求嚴(yán)格，占地面積大，因此布袋除塵與電除塵相比仍有許多無可替代的優(yōu)越性13。1.6高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)的發(fā)展早在40年代，德國和法國就開始采用了布袋除塵器，而在50年代美國就采用了石棉和玻璃纖維布袋過濾過高爐煤氣，高爐爐容為1100m3。，處理煤氣量165000

22、 m3/h，工作溫度達到350。從50年代到70年代，西德德馬克：公司在常壓高爐上大量使用了布袋除塵器。到80年代初，為了配合干式煤氣余壓發(fā)電裝置的應(yīng)用，日本的日立造船與住友公司合作，在住友金屬的小廠鋼鐵廠2號高爐(爐容1850m3)上進行了16個月的工業(yè)性試驗。此后高爐煤氣干法布法除塵在國外，尤其在日本，得到廣泛的推廣應(yīng)用14。在國內(nèi)，早在1973年就在小高爐上進行了高爐煤氣的布袋除塵試驗。1974年11月18日，我國第一套高爐煤氣布袋除塵器在河北省涉縣鐵廠(爐容13 m3)投產(chǎn)。1975年到1976年中，陜西、山西、湖北、湖南、四川和內(nèi)蒙古等地又有一批小高爐(爐容6m355m3)的布袋除塵

23、器相繼投產(chǎn)15。進入80年代，布袋除塵器在350m3級以下高爐上得到了推廣應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前國內(nèi)350m3級以下高爐上煤氣除塵90以上是采用布袋除塵系統(tǒng)，且運行效果良好，其中具有代表性的高爐有：韶關(guān)鋼鐵公司5座350m3高爐，連元鋼鐵廠4座300m3高爐，成都鋼鐵廠2座300m3級高爐等。與此同時，我國大型高爐(爐容大于1000m3級)采用布袋除塵器工作也在緊鑼密鼓地進行，先后有太鋼3號(1200 m3)、首鋼2號(1726m3)3號(2500m3)4號(2100m3)及攀鋼4號高爐(1350m3)。而我國目前最大的高爐寶鋼3號(4350m3)也采用了布袋除塵系統(tǒng)，雖然在運行過程中曾不同

24、程度出現(xiàn)問題，但它仍是未來鋼鐵企業(yè)煤氣除塵系統(tǒng)發(fā)展方向16。1.7布袋除塵結(jié)構(gòu)和除塵機理布袋除塵器是一種干式除塵器。含塵煤氣通過濾袋，煤氣中的塵粒附著在織孔和袋壁上，并逐漸形成灰膜。當(dāng)煤氣通過灰袋和灰膜時得到凈化。隨著過濾的不斷進行，灰膜增厚，阻力增加，達到一定數(shù)值時要進行反吹，抖落大部分灰膜使阻力降低，恢復(fù)正常的過濾。反吹是利用自身的連續(xù)性和工藝上的要求，一個除塵系統(tǒng)要設(shè)置多個箱體(一般410個)，反吹時分箱體輪流進行。反吹后的灰塵落到箱體下部的灰斗中，經(jīng)卸灰、輸灰裝置排出外運17。含塵氣體由下面進口管進入中箱體，其中裝有若干排濾袋。含塵氣體由袋外進入袋內(nèi)，粉塵被阻留在濾袋外表面。凈化的氣體

25、經(jīng)過文氏管進入上箱體，最后由排氣管排出。濾袋通過鋼絲樞架固定在文氏管上。每排濾袋上部均裝：有一噴吹管，噴吹管上有6.4mm的噴射孔與每條濾袋相對應(yīng)。噴吹管前裝有與壓縮空氣包相連的脈沖閥，控制儀不停地發(fā)出短促的脈沖信號，通過控制閥有序地控制各脈沖閥之開啟。當(dāng)脈沖閥開啟(只需0.10.12s)時，與脈沖閥相連的噴吹管與氣包相通，高壓空氣從噴吹孔以極高的速度噴吹，在高速氣流周圍形成一個比自己體積大57倍的誘導(dǎo)氣流一起進入濾袋，使濾袋急劇膨脹引起沖擊振動，同時在瞬時內(nèi)產(chǎn)生由外向內(nèi)的氣流，使粘在袋外及吸入袋內(nèi)的粉粒被吹掃下來，吹掃下來的粉粒落入下箱體及灰斗，最后經(jīng)卸灰閥排出18。布袋材質(zhì)有兩種，一種是我

26、國自行研制的無堿玻璃纖維濾袋，廣泛應(yīng)用于中小高爐(目前規(guī)格有230、250、300mm)，另一種是合成纖維濾袋(又稱尼龍針刺氈，簡稱bdc)。玻璃纖維濾料可耐高溫(280300)，使用壽命一般在1.5年以上，價格便宜，其缺點是抗折性較差。合成纖維濾料的特點是過濾網(wǎng)速高，是玻璃纖維的2倍左右，抗折性好，但耐溫低，一般為240，瞬時可達270，且價格較高，是玻璃纖維的34倍，所以目前反在大型高爐使用19。1.8布袋除塵存在的問題目前干式布袋除塵技術(shù)在大型高爐上取代濕式除塵技術(shù)是技術(shù)發(fā)展的趨勢，但干式布袋除塵技術(shù)目前仍需解決的問題有：濾袋的耐溫性能不好，平均為280；濾袋壽命較短；要使用先進的清灰方

27、式；要有可靠的連續(xù)自動檢漏和灰位監(jiān)測裝置；需在干式除塵系統(tǒng)前設(shè)置溫度監(jiān)測及控制系統(tǒng)20?，F(xiàn)在國內(nèi)的煤氣布袋除塵器，其工藝水平、裝備水平都是差不多的。大多數(shù)運行良好，但也有少數(shù)運行不理想，分析其原因，除高爐操作因素外，布袋除塵系統(tǒng)本身的操作管理不好也是主要原因，要求嚴(yán)格按操作規(guī)程管理操作，發(fā)現(xiàn)濾袋破損立即更換，發(fā)現(xiàn)閥門故障及時處理，及時清灰、卸灰等。只有加強操作管理，增大科研攻關(guān)力度，才能把煤氣布袋干法除塵技術(shù)應(yīng)用好。影響除塵效率的因素：布袋箱體內(nèi)部工藝結(jié)構(gòu)對除塵效率的影響：清灰方式對布袋除塵效率的影響21。1.9設(shè)計方案確定由于本設(shè)計是對在1200m3。的高爐上應(yīng)用布袋除塵系統(tǒng)。本人決定采用高

28、爐煤氣全干式布袋除塵系統(tǒng)設(shè)計思路，經(jīng)過大量的文獻查閱及調(diào)查研究，決定采用高壓氮氣反吹脈沖噴吹類袋式除塵器。過濾方式采用外濾式，濾筒形狀為圓筒形，濾料為氟美斯復(fù)合針刺氈，進氣方式為下進氣，并有先進的煤氣檢漏、自動控溫及煤氣降溫裝置、灰位自動控制裝置。此次畢業(yè)設(shè)計方案如下：圖1.1 除塵系統(tǒng)示意圖第二章 煉鐵工藝計算及主要參數(shù)選擇2.1 原料條件及參數(shù)2.1.1 原料條件寶山地區(qū)原料成分見表2.1 表2.2 表2.3 表2.1 礦石成分表（%）成分tfemnpsfeocaomgo燒結(jié)礦56.5320.6000.0430.0106.21310.2531.986球團礦66.2100.0320.0180

29、.0060.2462.4900.111生礦62.6750.1730.0420.0111.6340.4320.139硅礦1.0820.0000.0000.0000.0000.1800.072石灰礦0.2740.0780.0000.0000.00055.3000.080續(xù)表2.1礦石成分表（%） 成分sio2tio2co2h2ona2ok2o燒結(jié)礦3.3800.2000.0000.0000.0070.018球團礦2.3900.0000.0000.0000.0000.000生礦2.9200.0960.0003.4200.0130.023硅礦95.3000.0000.0000.0000.0000.00

30、0石灰礦0.3650.00043.1000.0000.0000.000高爐采用燒結(jié)礦，球團礦，生礦三種礦冶煉，配比為75：5：20表2.2 焦炭成分表（%）固定碳（%）灰份 （13.837%）sio2caoal2o3mgotio2mnop2o3fesfeo83.94348.8475.09136.3492.4002.3000.1600.7201.9784.160續(xù)表2.2焦炭成分表（%） 揮發(fā)份（0.820%）有機物（1.400%）合計 全硫 游離水 co2 co ch4 h2 n2h n s 0.180 0.120 0.220 0.200 0.1000.600 0.210 0.590100.0

31、 0.690 2.50表2.3 煤粉成分表（%）chonsh2o81.9044.443.220.9110.4730.850續(xù)表2.3煤粉成分表（%）灰份（8.200%）合計sio2caoal2o3mgofeo4.0500.2303.1100.1700.640100.002.1.2 參數(shù)規(guī)定生鐵成分si=0.600% ；s=0.040%焦比k=420kg/t鐵；m=130kg/t鐵堿度r=1.03鐵的直接還原度rd=0.45；氫的利用率h=35%空氣濕度15.60g/m2；鼓風(fēng)濕度=2.08%富氧鼓風(fēng)fo=2% 熱風(fēng)濕度：11002.2 原料成分整理計算2.2.1 燒結(jié)礦的補齊由mn計算mno：

32、mno=mn71/55=0.775由p計算p2o5：p2o5=p142/62=0.098由s計算fes：fes=s88/32=0.028由feo 、fes及tfe計算fe2o3feo(fe2o3)=feo56/72=4.832fe(fes)=fes56/88=0.018fe2o3中含鐵量為：fe(fe2o3)=tfe-(fe(feo)+fe(fes)=56.532-4.832-0.018=51.682fe2o3=fe(fe2o3)160/112=73.83n19=ni=98.459ni平衡前的各項成分含量%ni 平衡后的各項成分含量%|100-n16|3%n1=n1/n16100%=73.83

33、/98.458100%=74.986fe2o3n2=n2/n16100%=6.213/98.458100%=6.310feon3=n3/n16100%=10.253/98.458100%=10.414caon4=n4/n16100%=1.986/98.458100%=2.017mgon5=n5/n16100%=3.380/98.458100%=3.433sio2n6=n6/n16100%=1.670/98.458100%=1.696al2o3n7=n7/n16100%=0.2/98.458100%=0.203tio2n8=n8/n16100%=0.007/98.458100%=0.007na2

34、on9=n9/n16100%=0.018/98.458100%=0.018k2on10=n10/n16100%=0.098/98.458100%=0.100p2o5n11=n11/n16100%=0.775/98.458100%=0.786mnon12=n12/n16100%=0.0275/98.458100%=0.028fes2.2.2 球團礦由mn計算mno： mno=mn71/55=0.041由p計算p2o5： p2o5=p142/62=0.041由s計算fes： fes=s88/32=0.017由feo 、fes及tfe計算fe2o3feo(feo)=feo56/72=0.191fe(

35、fes)=fes56/88=0.011fe2o3中含鐵量為：fe(fe2o3)=tfe-(fe(feo)+fe(fes)=66.210-（0.191+0.011）=66.008因此，fe2o3的含量為：fe2o3=fe（fe2o3）160/112=66.008160/112=94.297各成分總和為100.028%均攤誤差：n(feo)=0.246/100.028%=0.246，n（cao）=2.49/100.028%=2.489n(mgo)=0.111/100.028%=0.111，n（sio2）=2.39/100.028%=2.3898n(al2o3)=0.395/100.028%=0.3

36、，n（fes）=0.017/100.028%=0.017n(fe2o3)=94.297/100.028%=94.2972.2.3 生礦由mn計算mno2 mno2=mn87/55=0.274由p計算p2o5 p2o5=p142/62=0.096由s計算fes2 fes2=s120/64=0.021由feo fes2及tfe計算fe2o3feo(feo)=feo56/72=1.271fe(fes2)=fes256/120=0.010fe2o3中含鐵量為：fe2o3=fe（fe2o3）160/112=61.394160/112=87.706fe(fe2o3)=tfe-(fe(feo)+fe(fes

37、)=61.394經(jīng)計算各化合物的成分總和為99.237%需要平衡成分誤差：n（feo）=1.634/99.237%=1.647,n（cao）=0.432/99.237%=0.435n（mgo）=0.139/99.237%=0.140,n（sio2）=2.92/99.237%=2.942n（al2o3）=2.643/99.237%=2.663,n（k2o）=0.023/99.237%=0.023n（fes2）=0.021/99.237%=0.021,n（mno2）=0.274/99.237%=0.276n（fe2o3）=87.706/99.237%=88.380,n（na2o）=0.013/99

38、.237%=0.013n（tio2）=0.096/99.237%=0.097,n（h2o）=3.24/99.237%=3.2652.2.4 硅石由fe計算fe2o3fe2o3的含量：fe2o3=tfe160/112=1.082160/112=1.546則各化合物的成分和為：99.918% 平衡各成分誤差：n（cao）=0.18/99.918%=0.180,n(mgo)=0.072/99.918%=0.072n（sio2）=95.3/99.918%=95.378,n(al2o3)=2.82/99.918%=2.822n（fe2o3）=1.546/99.918%=1.5472.2.5 石灰石由mn

39、計算mno： mno=mn71/55=0.101fe2o3的含量：fe2o3=tfe160/112=0.274160/112=0.391經(jīng)計算各化合物的成分總和為99.497% 均攤成分誤差：n(cao)=55.58 , n(mgo)=0.080 , n(sio2)=0.367, n(fe2o3)=0.393n(al2o3)=0.161 , n(mno)=0.102 , n(co2)=43.318石灰石，表明偏差較小，可以進行礦石成分的平衡計算。補齊后原料表見表2.4表2.4 原料成分表（%）tfemnpsfeofe2o3cao燒結(jié)礦57.4170.6090.0440.0106.31074.9

40、8710.413球團礦66.1910.0320.0180.0060.24694.2712.489生礦63.1570.1740.0420.0111.64788.3800.435硅礦1.0830.000.0000.0000.0001.5470.180混合礦59.0040.4930.0420.0105.07478.6308.021續(xù)表 2.4原料成分表（%） mgosio2fesfes2mno2p2o5tio2燒結(jié)礦2.0173.4330.0280.0000.0000.1000.203球團礦0.1112.3890.0170.0000.0000.0410.000生礦0.1402.9420.0000.0

41、210.2760.0970.097硅礦0.07295.3780.0000.0000.0000.0000.000混合礦1.5463.2830.0220.0040.0550.0960.172續(xù)表 2.4原料成分表（%）co2h2ona2ok2omno燒結(jié)礦0.0000.0000.0070.0180.787球團礦0.0000.0000.0000.0000.041生礦0.0003.2650.0130.0230.000硅礦0.0000.0000.0000.0000.000混合礦0.0000.6530.0080.0180.592表2.5 元素分配率項目femnps生鐵0.9970.5001.000爐渣0.

42、0030.5000.000煤氣0.0000.0000.0000.0502.3 配料計算2.3.1 噸鐵礦石用量計算燃料帶入鐵量feffef=420（0.0057656/72+0.0027456/88）+1300.006456/72=3.216噸鐵礦石用量a：a=1000（95.7-0.73si-s）-100fef（1）/(tfe（1）+0.68p礦+1.03mn礦（2）)=1604.38 （式中（1）=0.99. （2）=0.5）tfe=59.0042.3.2 生鐵成分計算fe=1604.38(59.004/1000)=94.665%p=1604.38(0.042/1000)=0.067%mn

43、=1604.38(0.493/1000)=0.791%c=100-94.348-0.07-0.83-0.04-0.6=3.837%表2.6 生鐵成分（%）fesimnpsc94.6650.60.7910.0670.043.837100.002.3.3 溶劑用量計算礦石、燃料帶入的cao量cao=1604.380.08021+4200.00704+1300.0023=131.943kg礦石、燃料帶入的sio2量sio2=1604.380.03283+4200.06482+1300.0405-100.760=70.161kg70.1611.03-131.943 0說明：爐料中cao量較多，需要加酸

44、性溶劑硅石sio2量小于cao量，所以需要配加酸性溶劑硅石用量 =（rsio2-cao/cao硅石-rsio2硅石） =（1.0370.161-131.943）/(0.0018-1.030.95378) =60.86kg2.3.4 渣量及爐渣成分計算爐料帶入的各種爐渣組分的數(shù)量為：cao=131.943+60.860.0018=132.053kgsio2=70.161+60.860.95378=128.208kgmgo=1604.380.01546+4200.00332+1300.0017+60.860.00072=26.908kgal2o3=1604.380.01824+4200.0503+

45、1300.0311+60.860.03=56.257kg渣中mno量=1604.380.005920.571/55=6.13kg渣中feo量=946.650.00372/(560.997)=3.66kg每噸生鐵爐料帶入的硫量s= 1604.380.0001+4200.0059+1300.00473=3.25kg進入生鐵的硫量為：10000.03%=0.30kg進入煤氣中的硫量為：3.250.05=0.1625kg進入渣中的硫量為：3.25-0.30-0.1625=2.788kg渣中的tio2量為：1604.380.00172+4200.00319=4.099kg渣中的na2o量為：1604.3

46、80.00008=0.13kg渣中的k2o量為：1604.380.00018=0.29kg表2.7 爐渣組成表項目caosio2mgoal2o3mnofeo數(shù)量kg132.053128.20826.46356.2576.133.66成分%36.7635.707.3715.661.750.01續(xù)表2. 7 爐渣組成表項目s/2na2ok2otio2數(shù)量kg1.8520.130.294.099359.142成分%0.520.040.082.11100.00爐渣堿度校核：r=132.053/128.208=1.03(與規(guī)定堿度相等)爐渣脫硫之硫的分配系數(shù)：ls=2s渣/s=20.50/0.03=3.

47、332.4 物料平衡計算2.4.1 鼓風(fēng)量計算已知rd=0.45,(h)=35% 鼓風(fēng)濕度=2.08%.假定入爐碳量的1%與氫反應(yīng)生成ch4每噸生鐵的各項耗碳量cfcf=kck+mcm=4200.83943+1300.81904=459.04kg生成ch4耗碳=459.040.01=4.59kg生鐵滲碳cc=1000c=10003.837%=38.37kg每噸生鐵的氧化碳量co=459.04-4.59-38.37=416.08kg其他因素直接還原耗碳cdacda=8.571si+2.182mn+9.677p+2.78812/32=9.534kg鐵的直接還原耗碳量cdfecdfe=ferrd12

48、/56=946.650.4512/56=91.28kg風(fēng)口前燃燒碳量cb=co-cdfe-cda=416.08-91.28-9.534=312.536kg風(fēng)口前碳量所占比例為：cb/cf=312.536/459.04=68.08%鼓風(fēng)含氧量（fo=2%）o2b=0.21+0.292.08%=0.216每噸生鐵的鼓風(fēng)量vbvb=（0.933cbo噴）/ o2b式中o噴為冶煉每噸生鐵由煤粉帶入的氧量，m3o噴=22.4m（o m+16h2om/18）/32=22.4130(0.0040+160.0085/18)/32=1.05（kg）因此vb=（0.933cbo噴）/ o2b=（0.933312.

49、5361.26）/0.216=1320.66（m3）鼓風(fēng)密度b=1.288-0.4840.0208=1.278kg每噸生鐵的鼓風(fēng)質(zhì)量gb=1320.661.278=1687.81kg2.4.2 煤氣組分及煤氣量的計算 ch4vch4=kch422.4/16+22.4cch4/12=4200.002222.4/16+4.5922.4/12=9.86m3 h2鼓風(fēng)濕分分解的氫=vb=1320.660.0208=27.470 m3燃料帶入的氫=khk+mh%m22.4/2 =420(0.002+0.006)+130(0.0444+0.0082/18) 22.4/2=103.65 m3入爐總氫量h2=

50、27.470+103.65=131.12 m3生成ch4耗氫量=222.4ch4/12=4.59222.4/12=17.12 m3設(shè)有35%氫參加還原（h2=35%），還氫量為h2.r=hh2=131.120.35=45.89 m3進入煤氣的氫量vh2=131.12-17.12-45.89=68.1 m3高爐中氫的還原度ri（h2）=（56h2h2）/(22.4fer)=(56131.120.35)/(22.4946.65)=0.121 co2礦石帶入量的co2=0 m3溶劑（硅石）分解的co2=0 m3焦炭帶入的co2=k co2%k22.4/44=4200.001822.4/44=0.38

51、 m3則由爐料帶入的co2量為0.38 m3高級氧化鐵還原生成的co2=a0.7921922.4/160=1604.380.7921922.4/160=177.936 m3礦石中mno2還原成mno生成的co2=1604.380.000280.0122.4/87=0.12 m3 由feo還原生成fe生成的co2=946.651-rd-ri(h2) 22.4/56=946.651-0.45-0.127 22.4/56=160.173 m3co的還原度ri（co）=1-rd- ri(h2)= 1-0.45-0.127=0.423則還原共生成co2=177.936+0.12+160.173=338.

52、229m3煤氣中的co2總共為vco2=338.229+0.38=338.61 m3(4) co風(fēng)口前燃燒碳生成的co=cb22.4/12=312.53622.4/12=583.40 m3鐵直接還原生成的co=cfe22.4/12=91.2822.4/12=170.39 m3其他元素直接還原生成的co=cda22.4/12=9.53422.4/12=17.80 m3上列三項co量=583.40+170.39+17.80=771.59 m3焦炭揮發(fā)分帶入的co=kco%k22.4/28=4200.001222.4/28=0.40 m3扣除間接還原消耗的co后，進入煤氣中的co總量為：vco=771.59+0.40-338.229=433.761 m3(5) n2鼓風(fēng)帶入的n2=vbn2b=1320.660.791-0.0028=1040.40 m3焦炭，煤粉帶入的n2=kn%k+mn%m22.4/28=420(0.001