高炉炼铁综合计算(14)

2.2 计算方法

2.2.1 理论出铁量和理论出渣量计算

Fe、Mn、P、Cr、Ni、V等进入生铁中的数量主要取决于它们在原料中的含量，而

Si、Ti、S、C等元素进入生铁中的数量则主要取决于冶炼制度。

（1）各种入炉料的理论出铁量（e）计算公式为：

Fe Fe Mn Mn P P M M

1.0 ([C] [Si] [Ti] [S])e = ，kg/kg

式中：Fe、Mn、P——原料中该元素的含量，kg/kg；

M——原料中Cr、Ni和V等元素的含量，kg/kg；

ηFe、ηMn、ηP、ηM——各元素在生铁中的分配率。

（2）各种入炉料的理论出渣量（u）计算公式为： 172[SiO2 Al2O3 CaO MgO TiO2 MeO 0.5S* (1 Fe) Fe100056u =

716080(1 Mn) Mn e(Si铁 0.5S铁 Ti铁)]552848 +， kg/kg

式中：SiO2、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、MeO及Fe、Mn、S为化合物与元素在入

炉料中的含量，%；上式中*项有系数0.5是因为渣中的Ca2+全部以CaO计入，而S在

渣中是以CaS的形式存在的，CaS与CaO的分子量之差为16，即0.5S，故渣中的S只

2.2.2 热量等数计算 热量等数即为1kg原料在高炉内满足自身在冶炼过程中消耗的热量以外能给出的或

所需要的热量（kJ/kg），显然，焦炭和喷吹燃料是有多余给出的，为正值；而矿石、熔

剂等则是不足需要另外提供的，为负值。其计算规程如下：

（1）发热量计算如下： 1kg碳在风口前燃烧发生的热量：风口前燃烧1kg碳放出的有效热量（qc），即在高

炉内被利用的热量，按下式计算：

qc 9797 Vb'cbtb Vg'cgtg 10806Vb' (1 H2)

式中：9797——1kg碳燃烧成CO所放出的热量（假设焦炭中C石墨和C非晶各占50%），

kJ；

Vb’——1kg碳燃烧所需的风量，m3；

tb、cb——热风的温度（℃）和比热容，kJ/(m3 ℃)；

Vg’——1kg碳在风口前燃烧产生的煤气量，m3；

tg、cg——炉顶煤气温度（℃）和比热容，kJ/(m3 ℃)；

10806——水分分解消耗的热量，kJ/kg；

φ——鼓风湿度的体积含量，1.5%；

1kg碳与原料中的氧氧化生成CO（直接还原）时放出的热量（

qcd 9797 22.4CCO tg12；kJ/kg qcd）计算：

式中：CCO——CO气体在炉顶温度时的比热容，kJ/(m3 ℃)。

1kg碳燃烧生成的CO被原料中的氧氧化成CO2（间接还原）时放出的热量（

计算：

qci 23614 22.4(CCO2 CCO) tg12，kJ/kg qci）

式中：CCO2——CO2气体在炉顶温度时的比热容，kJ/(m3 ℃)。

qH2H2氧化成H2O汽时放出的热量（

kJ/kg ）计算：qH2=121019-22.4(CH2O CH2)tg2，

CH2O、CH2——煤气中H2O汽和H2的比热容，kJ/(m3 ℃)。

为了计算qc，必须先算出风口前燃烧1kg碳所需要的风量(Vb’)和产生的煤气量

(Vg’)。

Vb' 22.41 2 12Ob，m3/kg

，m3/kg Vg' CO' N2' H2' 22.4 Vb' Nb Vb' 12

式中：Ob、Nb——分别为鼓风中的含氧量和含氮量。即

Ob=(0.21+0.29φ)(1-β)+ β·Oy，m3/m3

Nb=0.79(1-φ)(1-β)+ β·Ny，m3/m3

式中：β——富氧率，即鼓风中的氧含量超过大气含氧量的部分，m3/m3；

OY、NY——分别为氧气中含氧量和含氮量，m3/m3。

本计算中，设φ= 1.5% ，β= 2% ，Oy=100%,则由上面的公式得：

Ob= (0.21+0.29×0.015)(1-0.02)+0.02×1=0.23

Nb=0.79(1-0.015)(1-0.02)+0=0.7625

将Ob和Nb的值分别代入相应的公式得：

Vb' 22.41 2 12Ob22.41 = 2 120.23 = 4.0580 m3/kg 22.4 4.0580 0.7625 4.0580 0.01512Vg’== 5.0218 m3/kg

查得鼓风和煤气的比热容为：

鼓风和煤气的平均比热容分别为：