高炉主要技术经济指标及有关计算.ppt

高炉主要技术经济指标及有关计算高炉主要技术经济指标及有关计算高炉主要技术经济指标高炉主要技术经济指标1、高炉容积利用系数：、高炉容积利用系数：式中式中 高炉容积利用系数，高炉容积利用系数，t/（m3d）日合格生铁产量，日合格生铁产量，t/d；生铁折合炼钢生生铁折合炼钢生铁系数；铁系数；高炉有效容积，高炉有效容积，m3。2、高炉面积利用系数：、高炉面积利用系数：式中式中 高炉面积利用系数，高炉面积利用系数，t/（m2d）；）；日合格生铁产量，日合格生铁产量，t/d；生铁折合炼钢生铁折合炼钢生铁系数；生铁系数；高炉炉缸直径，高炉炉缸直径，m。由于炉型的特点不同，小型高炉可允许较高的冶由于炉型的特点不同，小型高炉可允许较高的冶炼强度因而容易获得较高的利用系数。为了对比炼强度因而容易获得较高的利用系数。为了对比不同容积的高炉实际的生产率，可对比其面积利不同容积的高炉实际的生产率，可对比其面积利用系数。用高炉面积利用系数衡量高炉的生产率，用系数。用高炉面积利用系数衡量高炉的生产率，更为科学。高炉的面积利用系数一般在更为科学。高炉的面积利用系数一般在6570 t/（m2d），有的高炉达到了），有的高炉达到了70 t/（m2d）以上。）以上。各牌号生铁折合炼钢生铁系数（各牌号生铁折合炼钢生铁系数（A）生生铁铁种种类类铁铁号号折算系数折算系数炼钢炼钢生生铁铁各号各号1.00铸铸造生造生铁铁铸铸141.14铸铸181.18铸铸221.22铸铸261.26铸铸301.30铸铸341.34球墨球墨铸铁铸铁用生用生铁铁球球101.00球球131.13球球181.18球球201.20含含钒钒生生铁铁w(V)0.2%各号各号1.05含含钒钛钒钛生生铁铁w(V)0.2%、w(Ti)0.1%各号各号1.13、焦比：、焦比：式中式中 焦比，焦比，kg/t；日干焦用量，日干焦用量，kg；日生铁产量，日生铁产量，t。4、喷煤比：、喷煤比：式中式中 喷煤比，喷煤比，kg/t；日喷吹煤量，日喷吹煤量，kg；日生铁产量，日生铁产量，t。5、燃料比：、燃料比：式中式中 燃料比，燃料比，kg/t；日干焦用量，日干焦用量，kg；日喷吹煤量，日喷吹煤量，kg；日焦丁量，日焦丁量，kg；日合格生铁产量，日合格生铁产量，t。6、综合焦比：、综合焦比：式中式中 综合焦比，综合焦比，kg/t；日干焦用量，日干焦用量，kg；日喷吹煤量，日喷吹煤量，kg；日焦丁量，日焦丁量，kg；喷吹燃料及焦丁折干焦系数；喷吹燃料及焦丁折干焦系数；日合格日合格生铁产量，生铁产量，t。各种燃料折干焦系数各种燃料折干焦系数燃料名称燃料名称计计算算单单位位折合干焦系数折合干焦系数焦炭（干焦）焦炭（干焦）kg/kg1.0焦丁焦丁kg/kg0.9重油（包括原油）重油（包括原油）kg/kg1.2喷喷吹用煤粉吹用煤粉灰分灰分10%kg/kg1.010%灰分灰分12%kg/kg0.912%灰分灰分15%kg/kg0.815%20%kg/kg0.6我厂烟煤的折算系数取我厂烟煤的折算系数取0.68，无烟煤取，无烟煤取0.8，提质煤，提质煤0.75沥沥青煤焦油青煤焦油kg/kg1.0天然气天然气kg/m31.1焦炉煤气焦炉煤气kg/m30.5木炭、石油焦木炭、石油焦kg/kg1.0型焦或硫焦型焦或硫焦kg/kg0.87、冶炼强度：、冶炼强度：式中式中 冶炼强度，冶炼强度，t/（m3d）；）；日干焦日干焦用量，用量，t/d；高炉有效容积，高炉有效容积，m3。8、综合冶炼强度：、综合冶炼强度：式中式中 综合冶炼强度，综合冶炼强度，t/（m3d）；）；日日干焦用量，干焦用量，t/d；日喷吹煤量，日喷吹煤量，t/d；日焦日焦丁量，丁量，kg；喷吹燃料及焦丁折干焦系数。喷吹燃料及焦丁折干焦系数。9、燃烧强度：、燃烧强度：式中式中 燃烧强度，燃烧强度，t/（m2d）；）；日干焦日干焦用量，用量，t/d；日喷吹煤量，日喷吹煤量，t/d；日焦丁日焦丁量，量，kg；喷吹燃料及焦丁折干焦系数。喷吹燃料及焦丁折干焦系数。高炉炉缸直径，高炉炉缸直径，m。由于炉型的特点不同，小型高炉可允许较高的冶由于炉型的特点不同，小型高炉可允许较高的冶炼强度因而容易获得较高的利用系数。为了对比炼强度因而容易获得较高的利用系数。为了对比不同容积的高炉实际炉缸工作强化的程度，可对不同容积的高炉实际炉缸工作强化的程度，可对比其燃烧强度。用高炉燃烧强度衡量高炉的强化比其燃烧强度。用高炉燃烧强度衡量高炉的强化程度，更为科学。程度，更为科学。10、有效容积利用系数、焦比及冶炼强度之间存在、有效容积利用系数、焦比及冶炼强度之间存在以下的关系：以下的关系：在不喷吹燃料时：在不喷吹燃料时：喷吹燃料加焦丁时：喷吹燃料加焦丁时：11、休风率：、休风率：休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。休风率反映高炉设备维护的水平，先进百分数。休风率反映高炉设备维护的水平，先进高炉休风率小于高炉休风率小于1%。实践证明，休风率降低。实践证明，休风率降低1%，产量可提高，产量可提高2%。式中式中 休风率，休风率，%；高炉休风停产时间，高炉休风停产时间，min；规定日历作业时间（日历时间减去计规定日历作业时间（日历时间减去计划大中修时间），划大中修时间），min。12、生铁合格率：、生铁合格率：化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合化学成分符合国家标准的生铁称为合格生铁，合格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它格生铁占总产生铁量的百分数为生铁合格率。它是衡量产品质量的指标。是衡量产品质量的指标。式中式中 生铁合格率，生铁合格率，%；合格生铁产量，合格生铁产量，t；生铁总产量，生铁总产量，t。13、高炉一代寿命：、高炉一代寿命：高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶高炉一代寿命是从点火开炉到停炉大修之间的冶炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时炼时间，或是指高炉相邻两次大修之间的冶炼时间。大型高炉一代寿命为间。大型高炉一代寿命为1015年。年。14、吨铁工序能耗：、吨铁工序能耗：炼铁工序能耗是指冶炼每吨生铁所消耗的，以标炼铁工序能耗是指冶炼每吨生铁所消耗的，以标准煤计量的（每千克标准煤规定的发热量为准煤计量的（每千克标准煤规定的发热量为 29310kJ）各种能量消耗的总和。）各种能量消耗的总和。所消耗的能量包括各种形式的燃料，主要是焦炭，所消耗的能量包括各种形式的燃料，主要是焦炭，还有少量的煤，油及其他形式的燃料，甚至也要还有少量的煤，油及其他形式的燃料，甚至也要计入炮泥及铺垫铁沟消耗的焦粉；还应计入各种计入炮泥及铺垫铁沟消耗的焦粉；还应计入各种形式的动力消耗，如电力、蒸汽、压缩空气、氧形式的动力消耗，如电力、蒸汽、压缩空气、氧气及鼓风等，但应注意扣除回收的二次能源，如气及鼓风等，但应注意扣除回收的二次能源，如外供的高炉煤气、外供的高炉煤气、炉顶余压发电的电能及各种形炉顶余压发电的电能及各种形式的余热回收等。式的余热回收等。我国重点企业炼铁的能耗水平以标准煤计为我国重点企业炼铁的能耗水平以标准煤计为 500kg/t 左右，约占吨钢综合能耗的左右，约占吨钢综合能耗的50。高炉炼铁有关计算高炉炼铁有关计算1、入炉风量的计算：、入炉风量的计算：由于现场风量仪表有计量误差，并且送风系统有由于现场风量仪表有计量误差，并且送风系统有漏风现象，造成仪表显示的风量与高炉实际的入漏风现象，造成仪表显示的风量与高炉实际的入炉风量有较大误差，可用燃料消耗来反算入炉风炉风量有较大误差，可用燃料消耗来反算入炉风量。量。（1）高炉不富氧时入炉风量：）高炉不富氧时入炉风量：燃烧燃烧1kgC所需风量（所需风量（m3/kgC）：）：0.9331kgC燃烧所需要的O2的量，22.4/240.21+0.29f湿空气的含氧量，（1-f）0.21+0.5f（2）富氧不喷煤时入炉风量：）富氧不喷煤时入炉风量：燃烧燃烧1kgC所需风量（所需风量（m3/kgC）：）：（3）每分钟入炉风量（）每分钟入炉风量（m3/min）：）：式中式中鼓风大气湿度，鼓风大气湿度，%。一般取。一般取12%。高炉日产量，高炉日产量，t/d；焦比，焦比，kg/t；焦炭焦炭含碳量，含碳量，%；碳素在风口前的燃烧率，一般碳素在风口前的燃烧率，一般取取6570%。富氧率，富氧率，%；氧气的纯度，氧气的纯度，%。纯氧一般为。纯氧一般为9899%。煤比，煤比，kg/t；煤粉中含碳量，煤粉中含碳量，%。2、风口标准风速：、风口标准风速：式中式中风口标准风速，风口标准风速，m/s；风量，风量，m3/min；风口送风总面积，风口送风总面积，m2。3、风口实际风速：、风口实际风速：式中式中风口实际风速，风口实际风速，m/s；风口标准风口标准风速，风速，m/s；t风温，风温，；热风压力，热风压力，MPa。4、鼓风动能：、鼓风动能：m=1.29*Q/n/60 式中式中鼓风动能，鼓风动能，J/s；t风温，风温，；风量，风量，m3/min；风口送风总面积，风口送风总面积，m2；风口个数，个；风口个数，个；热风压力，热风压力，Pa；标准标准大气压，等于大气压，等于101325Pa。5、富氧率：（不考虑鼓风湿度，氧气流量经过流量、富氧率：（不考虑鼓风湿度，氧气流量经过流量孔板）孔板）式中式中富氧率，富氧率，%；富氧量，富氧量，m3/min；风量（冷风流量孔板显示值），风量（冷风流量孔板显示值），m3/min；氧气中含氧率，氧气中含氧率，%。6、冶炼周期：、冶炼周期：或或 式中式中冶炼周期，冶炼周期，h；由料线到风口中由料线到风口中心线的料批数，批；心线的料批数，批；由料线到风口中心线的由料线到风口中心线的容积，容积，m3；每天料批数，批；每天料批数，批；每批料每批料体积，体积，m3/批；批；炉料在高炉内压缩率，一般炉料在高炉内压缩率，一般为为1215%。7、冷却壁热流强度：、冷却壁热流强度：式中式中冷却壁热流强度，冷却壁热流强度，W/m2；冷却冷却水质量热容，水质量热容，kJ/（kg）；）；冷却壁通水量，冷却壁通水量，kg/h；冷却壁进出水温差，冷却壁进出水温差，；冷却壁冷却壁面积，面积，m2。（。（1千卡千卡=4186.8焦耳，焦耳，1kCal/(m2h)=1.163W/m2）8、炉腹煤气量指数：、炉腹煤气量指数：（1）炉腹煤气量计算公式：）炉腹煤气量计算公式：0.278=1000/3600 式中式中VB风量风量(不包括富氧量不包括富氧量)，Nm3/min；VO2富氧量，富氧量，Nm3/min；WB湿分，湿分，g/Nm3；PC喷吹煤粉量，喷吹煤粉量，kg/h；H煤粉中的含氢量，煤粉中的含氢量，%。（2）炉腹煤气量指数的计算公式：）炉腹煤气量指数的计算公式：式中式中d炉缸直径，炉缸直径，m。9、炉渣碱度校核：、炉渣碱度校核：（1）计算每批料出铁量：）计算每批料出铁量：式中式中 每批料出铁量，每批料出铁量，kg；每批炉料矿每批炉料矿石量，石量，kg；矿石中铁的质量分数，矿石中铁的质量分数，%；0.995进入生铁中的铁量（其余进入生铁中的铁量（其余0.005进入炉渣）；进入炉渣）；生铁中含铁（扣除生铁含碳、硅等元素，一般生铁中含铁（扣除生铁含碳、硅等元素，一般为为9395%，铸造铁取，铸造铁取93%，制钢铁取，制钢铁取94%），），%。（2）计算每批料）计算每批料 量：量：式中式中 每批料每批料 量，量，kg；矿石带矿石带入入 量，量，kg；焦炭带入焦炭带入 量，一般量，一般按焦炭灰分的按焦炭灰分的5%计算，计算，kg；煤粉带入煤粉带入 量，一般按煤粉灰分的量，一般按煤粉灰分的5%计算（每批料喷煤量按计算（每批料喷煤量按单位时间喷煤总量除以下料总批数计算），单位时间喷煤总量除以下料总批数计算），kg；石灰石中有效石灰石中有效 （一般为石灰石质量的（一般为石灰石质量的4045%），），kg，其中：，其中：其他熔剂带入其他熔剂带入 量，量，kg。（3）计算每批料中量：）计算每批料中量：式中式中 每批料中每批料中 量，量，kg；矿石矿石带入带入 量，量，kg；焦炭带入焦炭带入 量，一量，一般按焦炭灰分的般按焦炭灰分的45%计算，计算，kg；煤粉带入煤粉带入 量，一般按煤粉灰分的量，一般按煤粉灰分的45%计算，计算，kg；其其他熔剂带入他熔剂带入 量，量，kg。（4）计算炉料中还原成）计算炉料中还原成 消耗的消耗的 ：式中式中 炉料中还原成炉料中还原成 消耗的消耗的 ，kg；生铁含硅，生铁含硅，%。（5）计算碱度：）计算碱度：（6）计算渣量：）计算渣量：式中式中 渣量，渣量，kg批；批；炉渣中的炉渣中的 质量分数，质量分数，%。10、安全容铁量：、安全容铁量：炉缸安全容铁量是指铁口中心线至渣口中心线间炉缸安全容铁量是指铁口中心线至渣口中心线间炉缸容积的约所容的铁量。计算公式为：炉缸容积的约所容的铁量。计算公式为：式中式中 炉缸直径，炉缸直径，m；渣口中心线至铁渣口中心线至铁口中心线的高度，口中心线的高度，m；铁水密度，铁水密度，等于等于7.0t/m3；炉缸容铁系数，炉缸容铁系数，经验值为经验值为0.50.7，开炉初期取较小值，开炉初期取较小值，炉役后期取较大值。炉役后期取较大值。11、理论燃烧温度计算T理15700.8T风4.37W氧5.85W湿4.4W煤W煤M/Q.60式中：T风风温W氧富氧量m3/Km3风W湿湿度g/m3M喷煤量t/hQ风量Km3/min计算题举例计算题举例1、某高炉某月、某高炉某月1日的产量为日的产量为2750t，燃料比为，燃料比为560kg/t；2日的产量为日的产量为2700t，燃料比为，燃料比为570kg/t。炉缸直径为炉缸直径为6.9m。求高炉这两天的平均面积利用。求高炉这两天的平均面积利用系数和平均燃料比。系数和平均燃料比。解：平均产量为：解：平均产量为：面积利用系数为：面积利用系数为：平均燃料比为：平均燃料比为：答：高炉这两天的平均面积利用系数为答：高炉这两天的平均面积利用系数为72.91 t/(m2d)，平均燃料比为，平均燃料比为564.95kg/t。2、由于某种原因高炉原料发生变化，入炉品位从、由于某种原因高炉原料发生变化，入炉品位从52%提高至提高至55%，矿批，矿批22t，焦批（干），焦批（干）4.58t。问在保证高炉热量平衡的情况下，焦炭负荷应调问在保证高炉热量平衡的情况下，焦炭负荷应调整多少？整多少？解：设调整后的矿批为解：设调整后的矿批为x，则根据铁的平衡有：，则根据铁的平衡有：焦炭负荷应调整：焦炭负荷应调整：答：焦炭负荷应减轻答：焦炭负荷应减轻0.2623、某高炉有一座热风炉出现故障，平均风温由、某高炉有一座热风炉出现故障，平均风温由1150降至平均风温降至平均风温1000，假如风温波动，假如风温波动100影响较比影响较比15kg/t，问高炉在喷煤量不变的条，问高炉在喷煤量不变的条件下，应调整多少焦炭负荷？高炉焦比件下，应调整多少焦炭负荷？高炉焦比400kg/t，矿批矿批29t，焦批（干），焦批（干）6.44t。解：由题意可知，平均风温降低了解：由题意可知，平均风温降低了50，影响综，影响综合焦比合焦比7.5kg/t。由于喷煤量不变，则焦比应升高。由于喷煤量不变，则焦比应升高7.5kg/t，即，即400+7.5=407.5kg/t。调整后的焦批。调整后的焦批为：为：焦炭负荷调整量为：焦炭负荷调整量为：答：高炉应减轻焦炭负荷答：高炉应减轻焦炭负荷0.08。4、高炉的炉料结构为：、高炉的炉料结构为：70%烧结矿烧结矿+20%球团矿球团矿+10%块矿。烧结矿块矿。烧结矿CaO含量含量12.5%，球团矿、块，球团矿、块矿矿CaO含量微量，炉渣中（含量微量，炉渣中（CaO）含量为）含量为33%。矿耗为矿耗为1.8t/t。求高炉渣量。求高炉渣量。解：根据解：根据CaO平衡求渣量：平衡求渣量：答：高炉渣量为答：高炉渣量为477kg/t。5、高炉渣量、高炉渣量480kg/t，其中（，其中（CaO）=33%，（SiO2）=30%，（，（MgO）=11.5%，要提高渣中，要提高渣中（MgO）至）至12.5%。问吨铁要加蛇纹石多少？蛇。问吨铁要加蛇纹石多少？蛇纹石增加后碱度（纹石增加后碱度（CaO/SiO2）是多少？蛇纹石中）是多少？蛇纹石中SiO2=28%，MgO=35%。解：在没有增加蛇纹石前，炉渣中各成分的量是：解：在没有增加蛇纹石前，炉渣中各成分的量是：CaO=4800.33=158.4kg/t，SiO2=4800.3=144kg/t，MgO=4800.115=55.2kg/t。设吨铁蛇纹石增加了设吨铁蛇纹石增加了x，则，则 解方程得：解方程得：x=17.93kg/t。增加蛇纹石后，渣中增加蛇纹石后，渣中 增加蛇纹石后的炉渣碱度为增加蛇纹石后的炉渣碱度为 答：吨铁要加蛇纹石答：吨铁要加蛇纹石17.93kg/t。蛇纹石增加后碱。蛇纹石增加后碱度（度（CaO/SiO2）是）是1.06。6、某高炉日产量、某高炉日产量2700t，焦比，焦比400kg/t，煤比，煤比160kg/t，焦丁比，焦丁比20kg/t，燃料含碳量分别为：焦，燃料含碳量分别为：焦炭炭85%，煤粉，煤粉70%，焦丁，焦丁84%。高炉富氧率为。高炉富氧率为4%（氧气纯度为（氧气纯度为98%），大气湿度），大气湿度1.5%，碳在，碳在风口前的燃烧率为风口前的燃烧率为67%。求入炉风量。求入炉风量。解：燃烧解：燃烧1kgC所需风量：所需风量：入炉风量为：入炉风量为：答：该高炉的入炉风量为答：该高炉的入炉风量为2235.58m3/min。7、某高炉风量为、某高炉风量为2150m3/min，热风压力为，热风压力为340kPa，热风温度为，热风温度为1150，18个风口，风口面积为个风口，风口面积为0.1798m2，表态下鼓风重度为，表态下鼓风重度为1.293kg/m3。求该。求该高炉鼓风动能。高炉鼓风动能。解：高炉标准风速：解：高炉标准风速：高炉实际风速：高炉实际风速：每个风口的鼓风质量：每个风口的鼓风质量：高炉鼓风动能：高炉鼓风动能：答：高炉的鼓风动能为答：高炉的鼓风动能为72901J/s。8、高炉焦批、高炉焦批6.5t，批料煤量，批料煤量2.85t，焦炭含碳，焦炭含碳85%，煤粉含碳煤粉含碳70%，大气湿度，大气湿度1.5%，碳在风前的燃烧，碳在风前的燃烧率为率为67%。问高炉风量增加。问高炉风量增加50m3/min每小时料速每小时料速能增加多少？能增加多少？解：批料碳量为：解：批料碳量为：燃烧燃烧1kgC需要的风量：需要的风量：风量增加风量增加50m3/min每小时增加的碳消耗量：每小时增加的碳消耗量：504.3530.6760=1028.64kg 风量增加风量增加50m3/min每小时料速能增加：每小时料速能增加：答：高炉风量增加答：高炉风量增加50m3/min每小时料速能增加每小时料速能增加0.1368批批/h。9、某高炉开炉，计划炉身下部、某高炉开炉，计划炉身下部2m装空焦，焦碳批装空焦，焦碳批重重6.6t，焦炭堆比重，焦炭堆比重0.5t/m3，每批焦炭中加白云，每批焦炭中加白云石石1.2t，白云石堆比重，白云石堆比重1.6t/m3，炉喉直径，炉喉直径5.5m，炉腰直径炉腰直径8m，炉身高度，炉身高度12m，炉料压缩率，炉料压缩率12%。问炉身下部问炉身下部2m能装几批空焦？能装几批空焦？解：设炉身下部解：设炉身下部2m处的圆台直径与炉喉直径之差处的圆台直径与炉喉直径之差的一半为的一半为x，则有，则有 炉身下部炉身下部2m处的圆台直径为处的圆台直径为5.5+1.04172=7.583m 炉身下部炉身下部2m处的圆台的容积为：处的圆台的容积为：空焦压缩后的体积为：空焦压缩后的体积为：炉身下部炉身下部2m能装空焦批数：能装空焦批数：答：炉身下部答：炉身下部2m能装空焦能装空焦7.766批。批。10、某高炉渣量、某高炉渣量480kg/t，其中（，其中（CaO）含量）含量33%，（，（SiO2）含量）含量31%，炉渣碱度，炉渣碱度CaO/SiO2=1.065，生铁含，生铁含Si0.35%。问若将生铁含。问若将生铁含Si提高至提高至0.6%，炉渣碱度变化了多少？，炉渣碱度变化了多少？解：炉渣中解：炉渣中CaO量为：量为：4800.33=158.4kg，SiO2量为：量为：4800.31=148.8kg 生铁含生铁含Si从从0.35%提高至提高至0.6%消耗的消耗的SiO2为：为：生铁含生铁含Si提高后炉渣成分为：提高后炉渣成分为：生铁含生铁含Si提高后炉渣碱度为：提高后炉渣碱度为：炉渣碱度变化量为：炉渣碱度变化量为：1.1041.065=0.039 答：生铁含答：生铁含Si从从0.35%提高至提高至0.6%炉渣碱度升高炉渣碱度升高了了0.039。