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共带入CaO=182.04+3.24+0.59=185.87 Kg 混合矿带入SiO2=1950.3×0.06202=120.96Kg 焦炭带入SiO2=450×0.058=26.1 Kg 煤粉带入SiO2=120×0.0485=5.82 Kg 共带入SiO2=120.96+26.1+5.82=152.88 Kg 还原Si消耗SiO2=5×60/28=10.7 Kg
石灰石用量={（∑SiO2料-10.7）×1000-∑CaO}/ CaO有效
={(152.88-10.7) ×1.03-185.87}/(0.553-0.00365×1.03)
=-71.8
由以上可知需配加硅矿作溶剂, 则硅石用量
硅矿有效溶剂性 SiO2有效=95.30-0.18/1.03=95.13(%) 硅矿的用量
Ψ=(185.87-152.88 ×1.03)/95.13%=29.86 Kg
2.2.5 渣量及炉渣成分分析
燃料带入的各种炉渣组分的数量为
∑CaO＝185.87+29.86×0.0018=186.41kg ∑SiO2＝152.88-10.7+29.86×0.953=181.34kg
∑MgO=1950.3×0.01669+450×0.001+120× 0.002+29.86×0.0008
=33.49kg
∑Al2O3=1950.3×0.02614+450×0.0482+120×0.0458+29.86×0.001
=78.20kg
渣中MnO量＝1950.3×0.00536×0.5×71/55=6.75 kg 渣中FeO量＝1.91×72/56=2.46kg 1t生铁炉料带入的硫量：(硫负荷)
∑S＝1950.3×0.000188+450×0.0062+120×0.0033=3.55 kg 进入生铁的硫量＝10×0.03＝0.3kg 进入煤气的硫量＝3.55×0.05＝0.18kg 进入渣中的硫量＝3.55-0.3-0.18＝3.07㎏
表2.7 炉渣组成表
项目 数量Kg 成分%
CaO 186.41 36.06
MgO 33.49 6.48
SiO2 181.34 35.08
Al2O3 78.20 15.13
MnO 33.49 6.48
FeO 2.46 0.48
S/2 1.54 0.30
∑ 516.93 100.00
注：渣中S以CaS形式存在，计算中的Ca全部按CaO形式处理，氧相对原子质量为16，S相对原子质量为32，相当已计入S/2，故表中再计入S/2。
炉渣性能校核
炉渣实际碱度＝186.41/181.34=1.03
炉渣脱硫之硫的分配系数:Ls＝2×0.35／0.03=23.3 查阅炉渣相可知，该炉渣熔化温度为1300℃
黏度：1500℃时2.5 泊 ； 1400℃时4泊
由炉渣成分性能校核可以看出，这种炉渣是能够符合高炉冶炼要求
2.3 物料平衡计算
对于炼铁设计的工艺计算，直接还原度Rd及氢的利用率等指标是已知的，它们在前面已给出，这里还假定入炉碳量的1％与氢反应生成CH4。鼓风湿度
?=0.015。
2.3.1 鼓风量计算
每吨生铁的各项耗碳量是：燃料带入的可燃碳量Cf Cf =450×0.849+120×0.7803 =475.7kg
生铁渗碳 Cc＝10×3.52=35.20kg 还原Mn消耗的碳量=4.6×12/55=1.00 Kg 还原Si消耗的碳量=7×24/28=6.00 Kg 还原P消耗的碳量=1×60/62=0.97 Kg 还原铁的消耗碳Cdfe
Cdfe＝951.9×0.45×12/56=91.79kg
直接还原共消耗碳=1.00+6.00+0.97+91.79=99.76 Kg 风口前燃烧碳量：
Cb＝475.7-35.2-99.76=340.74 kg
风口碳量所占比例为
Cb/Cf=340.74/475.7
=71.6％
鼓风含氧量 （鼓风富氧率为w=1%,氧气浓度?=99%）
O2b＝21%×（1-0.015）+0.5×0.015=21.44%
风口前燃烧碳素所需的氧量=(340.74/24) ×22.4=318.02 Kg 煤粉可供给氧量=120×（0.0592/32+0.004/36）×22.4=5.27 m3 每吨生铁的鼓风质量
V风=（318.02-5.27）/0.2144=1458.72 m
3
2.3.2 煤气组成及煤气量计算
(1) H2
鼓风湿分分解的氢=1458.72×0.015=21.88 m3
焦炭挥发分及有机H2量=450×（0.0062+0.0054）×22.4/2=58.46 m3 煤粉分解出H2=120×(0.035+0.004×2/18) ×22.4/2=47.64 m3 入炉总H2量=21.88+58.46+47.64=127.98 m3
在喷吹条件下有40% H2参加还原，因此参加还原的H2量为 127.98×0.4=51.19 m3
进入煤气的H2量=127.98-51.19=76.79 m3
（2）CO2
由Fe2O3还原成FeO所生产的CO2 =1950.3×0.762×22.4/160=208.05 m3 由MnO2还原成MnO所生产的CO2 =1950.3×0.01×22.4/87=5.02 m3 由FeO还原成Fe生成的CO2 =951.9×0.55×22.4/56=209.42 m
另外，H2参加还原反应，相当于同体积的CO所参加的反应，所以CO2生成量中应减去51.19 m3
间接还原生成CO2量=208.05+5.02+209.42-51.19=371.3 m3
焦炭挥发分CO2量=450×0.0017×22.4/44=0.39 m3 混合矿分解出CO2量=1950.3×0.0023×22.4/44=2.28 m3
3
煤气中的CO2总量
VCO2＝371.3+0.39+2.28=374.57 m3
（3）CO
风口前燃烧碳生成的
CO＝340.74×22.4/12=636.05m3
各元素直接还原生成的CO＝99.76×22.4/12=186.22m3 焦炭挥发生成的CO＝450×0.0056×22.4/28=2.02m3
间接还原消耗CO=371.3 m3
扣除间接还原消耗的CO后，进入煤气中的总量为
Vco＝636.05+186.22+2.02-371.3=452.99 m3
（4N2
鼓风带入的N2＝1458.72×(1-0.015) ×0.79=1135.10 m3 焦碳带入的N2＝450×0.0063×22.4/28=2.27 m3 煤粉带入的N2＝120×0.0109×22.4/28=1.05 m3 煤气中N2总量 VN2＝1135.10+2.27+1.05=1138.42 m3 将上列 计算结果列表，求出煤气(干)总量及煤气成分
表2.8 煤气成分表
项目 体积/m3 含量/%
CO2 374.57 18.34
CO 452.99 22.17
H2 76.79 3.76
N2 1138.42 55.73
Σ 2042.8 100.00
煤气量与鼓风量的体积比为 Vg/Vb＝2042.7/1458.72=1.40
1 m3鼓风量=1.12g/ m3 1 m3煤粉量=1.337 Kg/ m3
全部鼓风量=1458.72×1.2=1750.46Kg 全部煤气量=2042.8×1.337=2731.22Kg
（6）煤气中水量计算
还原生成的水＝51.19×18/22.4=41.13 Kg 炉料带入的水分=450×0.07=31.5 Kg 进入煤气的水总量＝41.13+31.5=72.63 Kg
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