毕业设计 高炉本体设计

内蒙古科技大学毕业设计说明书

进入煤气的氢量VH2=76.50－16.05－26.78=33.67 m3 高炉中氢的还原度（假定还原氢均参与浮士体的还原） ri（H2）=③ CO2

矿石带入的CO2=0 m3 熔剂分解出的C02=0 m3

焦炭带入的CO2=400×0.0015×22.4／44=0.31 m3 由炉料共带入CO2=0.31m3

高级氧化铁还原生成MnO生成的CO2=1676.560×0.7266×22.4／160 =170.55 m3

矿石中MnO2还原成MnO生成的CO2 =1676.560×0.00027×22.4／87 =0.117 m3

由FeO还原成Fe生成的CO2

=10×94.69×（1－0.45－0.070）×22.4／56 =181.80 m3

因还原共生成CO2=170.55＋0.117＋181.80=352.47 m3 煤气中的CO2总量VCO2=352.47＋0.31=352.78 m3 ④ CO

风口前燃烧碳生成的CO=285.411×22.4／12=532.77 m3 铁直接还原生成的CO=91.304×22.4／12=170.43 m3 其它直接还原生成的CO=7.795×22.4／12=15.55 m3 上列三项CO量=532.77＋170.43＋14.55=717.75 m3

（由一氧化碳量直接求得CO=374.51×22.4／12=717.75 m3，与上面计算式吻合的） 焦炭挥发带入的CO=400×0.0049×22.4／28=1.57 m3 熔剂在高温区分解出CO2转变成CO=0 m3

扣除间接还原消耗的CO后，进入煤气中的CO总量为 VCO=717.75＋1.57－352.47=366.85 m3

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26.78?56=0.070

22.4?946.9

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⑤ N2

鼓风带入的N2=1222.98×（1－0.21）×（1－0.0155） =951.18 m3 焦炭、煤粉带入的N2

=｛400×（0.00086＋0.00249）＋120×0.0074｝×22.4／28 =1.78 m3

煤气中N2量VN2=951.18＋1.78=952.96 m3

将上列计算结果列表2-10，求出煤气（干）总量及煤气成分

表2-10 煤气组成表

项目 体积 m3 含量 %

CO2 352.78 20.57

CO 366.85 21.39

H2 33.67 1.96

CH4 8.59 0.51

N2 952.96 55.57

∑ 1714.85 100.00

煤气量与鼓风量体积之比Vg/Vb=1714.85／1222.98=1.402 煤气密度

?g=（44×0.2057＋28×0.2139＋2×0.0196＋16×0.0049＋28×0.5557）／22.4

=1.371 kg／m3

每吨生铁的煤气质量Gg=Vg×?g=1714.85×1.371=2351.06 kg ⑶煤气中水量计算

还原生成的H2Or=26.78×18／22.4=21.52 kg 矿石带入的结晶水=1676.56×0=0 kg

焦炭带入的游离水=｛400×（1＋0.02）×0.037｝／（1－0.037） =15.37 kg

进入煤气的H2O量=21.52＋15.37=36.89 kg ⑷考虑炉料的机械损失后实际入炉量 矿石量=1676.560×1.03=1726.86 kg 焦炭量=400×1.02／（1－0.037）=423.68 kg 硅石量=9.089×1.01=9.18kg

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因此，机械损失（含炉尘）量为

=（1726.86－1676.560）＋（423.68－400）＋（9.18－9.089） =74.07 kg

⑸列物料平衡表2-11，计算物料平衡误差。

表2-11 物料平衡表

物料收入

项目 矿石 焦炭 煤粉 硅石 鼓风 总计

数量（kg） 1726.86 423.68 120 9.18 1565.41 3845.13

项目 生铁 炉渣 煤气 煤气中水 炉尘 总计

物料支出

数量（kg） 1000.00 391.58 2351.06 36.89 74.07 3853.60

物料平衡误差: 绝对误差

=3853.60-3845.13=8.47 相对误差

=8.47／3845.13=0.22﹤0.3％

2.5热平衡计算

全炉热平衡计算包括热收入计算和热支出计算。 2.5.1热收入

⑴碳素氧化热

由还原反应生成的CO2为352.47 m3，相当于氧化成CO2的碳量是 CO（CO2）=352.47×12／22.4=188.82 kg 氧化成CO的碳量是

CO（CO）=384.51－188.82=195.69kg

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碳素氧化热为：

Qs1=4.18×（7980×188.82＋2340×195.69） =8212438.48 kJ ⑵鼓风带入的热量

查表可知1100℃时，干空气热焓为375.1.2 kcal／m3，水蒸气热焓为457.6 kcal／m3。每吨生铁的风量为1418.56m3，喷吹煤粉用的压缩空气不计，鼓风带入的物理热为

Qs2=4.18×1222.98×｛375.1×（1－0.0155）＋457.6×0.0155｝ =1924069.40 kJ ⑶氢氧化热及CH4生成热

氢参加还原生成的水量H2Or=21.52 kg，生成CH4耗碳CCH4=4.30 kg，这两部分热量为

Qs3=4.18×（3211×21.52＋1124×4.30×16／12） =315778.04 kJ ⑷成渣热

Qs4=4.18×270×｛9.089×（0.00165＋0.00076）＋1676.560×0.10×（0.00059＋0.00132）｝

=443.39 kJ

⑸因采用冷矿，炉料带入物理热可忽略不计 以上各项收入总计为

Qs=8212438.48＋192406.40＋315778.04＋443.39=10452729.31 kJ 2.5.2热支出

⑴氧化物分解耗热 ①铁氧化物分解耗热：

烧结矿和球团矿中以硅酸铁形态存在的FeO量为：

FeO(硅)=1676.560×0.2×（0.75×0.08682＋0.15×0.02472）=23.08kg 以Fe3O4形态存在的FeO量为： FeO（磁）=1676.560×0.07073－23.08 =95.50 kg

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