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2.3.1 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 =37030.83943+18030.81904 =458.02kg
生成CH4耗碳 CCH4＝458.0230.01=4.58kg 生铁渗碳 Cc＝1032.56=25.60kg
氧化碳量 Co＝458.02-4.58-25.60=427.84 kg 其他因素直接还原耗碳Cda
Cda=103(0.7324/28+0.38312/55+0.08360/62) +2.45312/32 =7.60+0.92=8.52 kg (0.916为脱硫耗碳量)
铁的直接还原耗碳Cdfe
Cdfe＝962.430.45312/56=92.80kg
风口前燃烧碳量：
Cb＝427.84-8.52-92.80=326.52kg
风口碳量所占比例为
Cb/Cf=326.52/458.02
=71.28％
鼓风含氧量 （鼓风富氧率为w=1%,氧气浓度?=99%）
O2b＝21%3（1-0.0134）+0.530.0134=21.39%
因此,每吨生铁的鼓风量
Vb=[326.52/24-1803(0.03222+0.0085316/18)/32]322.4/0.2139 =(13.61－0.224)3104.722 =1401.81m3
鼓风密度
?b =1.288－0.48430.0134 =1.282kg/m3
每吨生铁的鼓风质量
Gb＝1401.8131.282=1797.12kg
2.3.2 煤气组成及煤气量计算 (1) CH4
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VCH4=37030.0022322.4/16+4.58322.4/12=9.69 m3 (2) H2
鼓风湿分分解的氢=1401.8130.0134=18.78 m3 燃料带入的氢
＝[3703(0.002+0.006)+1803(0.0444+0.008532/18)]322.4/2
= 141.70 m3
入炉总氢量∑H=18.78+141.70=160.48 m3 生成CH4耗氢＝4.5832322.4/12=17.10 m3 设定有35％的氢参加还原，还原氢量为 H2.R＝160.4830.35=56.17m3
进入煤气的氢量 VH2＝160.48-17.10-56.17=87.21 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）＝（56.17356）/（22.43962.4）=0.15
（3）CO2
矿石带入 CO2=1621.1030=0 溶剂分解出的为0
焦碳带入的 CO2＝37030.0018322.4/44=0.34 m3 由炉料带入 CO2＝0.34 m3
高级氧化铁还原生成的 CO2＝1621.1030.78311322.4/160=177.73m3 由FeO还原成Fe生成的CO2
＝962.43(1－0.45－0.125)322.4/56＝163.61m3(CO的还原度0.425) 因还原共生成CO2＝177.73+163.61=341.34 m3 煤气中的CO2总量
VCO2＝341.34+0.34=341.68 m3
（4）CO
风口前燃烧碳生成的
CO＝326.52322.4/12=609.50 m3
铁直接还原生成的CO＝92.8322.4/12=173.23m3 其他直接还原生成的CO＝8.52322.4/12=15.90m3 上列三项 CO＝609.50+173.23+ 15.90=798.63m3
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焦碳挥发分带入的CO＝37030.0012322.4/28=0.36 m3 溶剂在高温区分解出CO2转变为CO＝0 m3 扣除间接还原消耗的CO后，进入煤气中的总量为
Vco＝798.63+0.36－341.34=457.65m3
（5）N2
鼓风带入的N2＝1401.8130.793（1-0.0134）=1092.59 m3
焦碳、煤粉带入的N2＝[3703（0.001+0.0021）+18030.00911]322.4/28
=2.23 m3
煤气中N2总量 VN2＝1263.51+2.23=1265.74 m 将上列 计算结果列表，求出煤气(干)总量及煤气成分
项目 体积/m3 含量/%
CO2 341.68 17.18
表2.8 煤气成分表 CO H2 CH4 457.65 23.01
87.21 4.39
9.69 0.49
N2 1092.59 54.94
Σ 1988.82 100.00
3
煤气量与鼓风量的体积比为
Vg/Vb＝1988.82/1401.81=1.42 煤气密度
?g＝[0.1718344+(0.2301+0.5494)328+0.043932+0.0049310] /22.4 =1.32 kg/m3 每吨生铁的煤气质量
Gg＝2161.9731.349=2625.24 kg
（6）煤气中水量计算
还原生成的水＝56.17318/22.4=45.14kg 矿石带入的结晶水＝1621.1030.00324=5.25 kg 焦碳带入的游离水＝[370/(1-0.025)]30.025=9.49 kg (矿石结晶水含量不多，计算时按全部析出考虑) 进入煤气的水总量＝45.14+5.25+9.49=59.88 kg 2.3.3 考虑炉料的机械损失后实际入炉量
矿石量＝1621.1031.03=1669.73 kg 焦碳量＝（370+9.49）31.02=387.08 kg
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硅石量＝69.9731.01=70.67 kg 因此，机械损失（含炉尘）量为
(1669.73-1621.10)+(387.08-379.49)+(70.67-69.97)=56.92 kg 2.3.4 编制物料平衡表
物料平衡误差：
绝对误差=4106.60-4100.43=6.17 相对误差=6.17/4106.60=0.15%
收入相 铁矿石 焦炭 鼓风 煤粉 硅石 总计 质量/kg 1669.73 387.08 1797.12 180 72.67 4106.60 表2.9 物料平衡表（%） 质量分数/% 支出相 质量/kg 40.66 9.43 43.76 4.83 1.77 100.00 生铁 炉渣 煤气 煤气中水分 炉尘 总计 1000 358.39 2625.24 59.88 56.92 4100.43 质量分数/% 24.39 8.74 64.02 1.46 1.39 100.00 2.4 高炉热平衡计算
2.4.1 热量收入Q收 1) 碳素氧化热
由还原反应生产的CO2为338.22 m3，相当于氧化成CO2的碳量是
CO(CO2)=341.34312/22.4=182.86 kg
氧化成CO的碳量则为
CO(CO)=CO-CO(CO2)=427.84-182.86=245.03 kg
碳素氧化热为
QS1＝4.183(798031882.86+23403245.03)=8496238.74 KJ 2) 鼓风带入的热量
查表可知1100℃时，干空气热焓375.1kcal/m3，水蒸气热焓457.6kcal/m3，每吨生铁的风量为1401.81m3，喷吹煤粉用的压缩空气数量很少［大约15～30kg/kg(空气)］这里就不予考虑了，因而鼓风带入的物理热为：
QS2＝4.1831159.693[375.13(1-0.0134)+457.630.0134]
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=2204400.88 KJ
3) 氢氧化热及CH4生成热
氢参加还原生成的水量为H2O＝45.14 kg，生成CH4的耗碳量是CCH4＝4.58kg，这两部分热量为：
QS3＝4.183(3211338.15+112434.58316/12) =540739.61 KJ
4) 成渣热(由硅矿及生矿带入的CaO、MgO计算)
QS4＝4.1832703[71.35 3(0.553+0.0008)+1621.1030.1 3(0.01634+0.00432)]=48374.98 KJ 5) 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＝QS1+QS2+QS3+QS4=8496238.74+2204400.88+540739.61+48374.98
=11289754.21 KJ
2.4.2 热量支出 （1）氧化物分解耗热
烧结矿中硅酸铁形态存在的FeO量为
FeO′(硅)＝1621.1030.930.063130.2=18.41 kg
以Fe3O4形态存在的FeO量则为
FeO(磁)＝1621.1030.04934-18.41=61.58 kg
以Fe3O4形态存在的Fe2O3量为
Fe2O3(磁)＝61.583（160/72）=136.84 kg
因此，矿石带入的Fe3O4量为
＝136.84+61.58=198.42 kg
矿石带入的赤铁矿量为：
Fe3O4（赤）=1621.1030.79219-136.84=1147.38 kg 燃料带入的FeO量为
FeO(燃)＝37030.00576+18030.0064=3.28 kg
进入渣中FeO=3.72 kg
需分解的硅酸铁中的FeO总量为
FeO（硅）＝18.41+3.28-3.72=17.97 kg
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