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煤 布 重 高 力 炉 除 煤 尘 气 器
气 袋 降 除 温尘装器 置 9
余 煤压 气发总电 站 内蒙古科技大学毕业设计
第二章 炼铁工艺计算及主要参数选择
2.1 原始数据整理计算
2.1.1 原料成分
高炉采用烧结矿、球团矿、生矿三种矿冶炼，其混合矿按75:15:10，整理计算后见表2.1。
表2.1 矿石成分表（％）
物料 烧结矿 球团矿 生矿 混合矿 硅矿 石灰石
TFe
Mn
P 0.044 0.018 0.042 0.040 0.000 0.000
S 0.010 0.006 0.011 0.010 0.000 0.000
Fe2O3 74.987 94.271 88.379 79.219 1.547 0.355
FeO 6.310 0.246 1.647 4.934 0.000 0.000
CaO 10.413 2.489 0.435 8.227 0.180 55.601
MgO 2.017 0.111 0.140 1.543 0.072 0.080
SiO2 3.433 2.389 2.943 3.227
Al2O3 1.696 0.395 2.664 1.598
57.471 0.609 66.191 0.032 63.163 0.174 59.348 0.479 1.083 0.275
0.000 0.078
95.387 2.823 0.367
0.161
续表2.1 物料 烧结矿 球团矿 生矿 混合矿 硅矿 石灰石
TiO2 0.204 0.000 0.097 0.163 0.000 0.000
CO2 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 43.334
H2O 0.000 0.000 3.265 0.327 0.000 0.000
Na2O
K2O
MnO
MnO2 0.000 0.000 0.276 0.028 0.000 0.000
FeS 0.028 0.017 0.000 0.024 0.000 0.000
FeS2 0.000 0.000 0.021 0.002 0.000 0.000
P2O5 0.100 0.041 0.097 0.091 0.000 0.000
0.007 0.018 0.787 0.000 0.000 0.410 0.013 0.023 0.000 0.007 0.016 0.652 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.102
2.1.2 燃料成分见表
表2.2 焦碳成分（％）
固定碳（%） 83.943 SiO2 6.482 CaO 0.703 Al2O3 5.030 MgO 0.332 TiO2 0.318 灰分 MnO 0.022 P2O3 0.100 FeS 0.274 FeO 0.576 附表：
挥发份（0.820%） CO2 CO CH4 H2 N2 有机物（1.4005） H N S 合计 全硫 游离水 0.180 0.120 0.220 0.200 0.100 0.600 0.210 0.590 （S全=S有机+FeS332/88=0.590+1.978332/88=1.309）
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100 1.309 2.500 内蒙古科技大学毕业设计
表2.3 煤粉成分
C 81.904 H 4.44 O N S H2O 灰分（8.200%） SiO2 CaO Al2O3 MgO FeO 合计 100 3.222 0.911 0.473 0.850 4.050 0.230 3.110 0.170 0.640 2.2 配料计算
2.2.1 冶炼条件确定
(1)冶炼制钢铁，规定生铁成分[Si]=0.7% ；[S]=0.03%。 (2)假设炼铁焦比K=320 kg ；煤比 M=180 kg 。 (3)选取铁的直接还原度rd=0.45 ；氢的利用率?H=35%。 (4)规定炉渣的碱度R=CaO/SiO2=1.02。
(5)元素在生铁、炉渣与煤气中的分配率见下表：
表2.4 常见元素分配率（%）
原料 生铁 炉渣 煤气
Fe 0.998 0.002 －
Mn 0.400 0.600 －
P 1.000 － －
S 0.068 0.85 0.082
V 0.800 0.200 －
表2.5 生铁成分（％）
成分 %
Si 0.7
Mn 0.03
S 0.03
P 0.090
C 3.86
Fe 95.29
Σ 100.00
2.2.2 吨铁矿石用量计算
燃料带入铁量Fef：
Fef=3703(0.00576356/72＋0.00274356/88)＋18030.00640356/72 =2.30+0.90=3.20 kg
矿石用量A
1000?(95.7?0.73[Si]?[S])?100Fef??(1);(??1??0.997;??2??0.5) A =
TFe??(1)?0.68P矿?1.03Mn矿??（2） =
1000?(95.7?0.73?0.7?0.03)?100?3.20?0.997
58.598?0.997?0.68?0.040?1.03?0.479?0.5 = 95158.68/58.70=1621.10 kg 2.2.3 生铁成分计算
?Fe??(A?TFe%?Fef
)??(1)/1011
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= (1621.10359.348%+3.20)30.997/10 =96.24 (%)
62?K?0.001?）/10?P??(A?P矿142=(1621.1030.040%+37030.001362/142)/10=0.08
?Mn??
=(1621.1030.479%+37030.022%355/71) 30.5/10 =0.39(%)
A?Mn矿??（2）/10?C??100?(?Fe???P???Mn???Si???S?)
=100-（96.24+0.08+0.39+0.700+0.030）
=2.56 (%)
表2.5 生铁成分（％） 成分 %
Si 0.7
Mn 0.39
S 0.03
P 0.08
C 2.56
Fe 96.24
Σ 100.00
2.2.4 石灰石用量计算 矿石、燃料带入的石灰石量
＝1621.1030.08227+37030.00703+18030.0023=136.38 kg
矿石、燃料带入的SiO2量(要扣除还原Si消耗的)
=1621.1030.03227+37030.06482+18030.0405-1030.7360/28 =68.39㎏
石灰石的有效溶剂性：
CaO有效＝55.601-1.0230.367=55.22(%)
石灰石的用量
?＝(68.3931.02-136.38）/0.5522=-120.65㎏
由以上可知需配加硅矿作溶剂 加入量计算
硅矿有效溶剂性 SiO2有效=95.300-0.180/1.02=95.21 (%) 硅矿的用量
Ψ=（136.38-68.3931.02）/0.9521=69.97kg 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＝136.38+69.9730.0018=136.50kg
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∑SiO2＝68.39+69.9730.95387=135.13kg
∑MgO=1621.1030.01543+37030.00332+1803 0.0017
=26.55kg
∑Al2O3=1621.1030.01598+37030.0503+18030.0311
=50.11kg
渣中MnO量＝1621.1030.0047930.5371/55=5.01 kg 渣中FeO量＝962.430.003/0.997372/56=3.72kg 1t生铁炉料带入的硫量：(硫负荷)
∑S＝1621.1030.0001+37030.0059+18030.00473=3.20kg 进入生铁的硫量＝1030.03＝0.3kg 进入煤气的硫量＝3.2030.05＝0.16kg 进入渣中的硫量＝3.20-0.3-0.16＝2.74㎏
表2.7 炉渣组成表
项目 数量Kg 成分%
CaO 136.50 38.08
MgO 26.55 7.41
SiO2 135.13 37.70
Al2O3 50.11 13.98
MnO 5.01 1.40
FeO 3.72 1.04
S/2 1.37 0.38
∑ 358.39 100.00
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＝136.50/135.13=1.01
炉渣脱硫之硫的分配系数:Ls＝230.38／0.03=25.3 查阅炉渣相可知，该炉渣熔化温度为1350℃ 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
?=0.0134。
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