高炉炼铁技术主要工艺参数计算公式

高炉炼铁技术主要工艺参数计算公式

一、常用计算公式

1.工艺计算

（1）风口标准风速：

式中

v 标－－风口标准风速，m/s ；

Q ――风量，m 3/min ； F ――风口送风总面积，m 2。

（2）风口实际风速：

式中 v 实－－风口实际风速，m/s ；

v 标－－风口标准风速，m/s ；

T －－风温，℃； p －－鼓风压力，MPa 。

(3)鼓风动能：

式中 E －－鼓风动能，J/s ；

60

⨯=

F Q v 标

)

20273()1013.0(1013.0)273(+⨯+⨯+⨯=

p T v v 标实2

02

23)

()273(1412.0p p T F Q n E ++⨯⨯⨯=

Q －－风量，m 3/min ；

n －－风口数目，个；

F －－风口总截面积，m 3； T －－热风温度，℃；

P －－热风压力，Pa ；

P 0－－标准大气压，等于101325Pa 。

（4）富氧率：

1）氧气兑入口在冷风管道孔板前面，即富氧量流经流量孔板，考虑鼓风湿度时富氧率公式为：

不考虑鼓风湿度时富氧率公式为：

2）氧气兑入口在冷风管道孔板后面，即富氧量未流经流量孔板，考虑鼓风湿度时富氧率公式为：

不考虑鼓风湿度时富氧率公式为：

()()%

10021.029.021.0⨯⎥⎦

⎤⎢⎣⎡-++⨯-=风氧氧风Q b Q f Q Q B ()%

10021.0⨯-=

风

氧

Q Q b B ()%

10021.029.021.0⨯⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡-+++⨯=氧风氧风Q Q b Q f Q B ()%

10021.0⨯+⨯-=

氧

风氧

Q Q Q b B

式中 B －－富氧率，%；

Q 风－－风量（冷风流量孔板显示值），m 3/min ；

Q 氧－－富氧量，m 3/min ；

0.21－－鼓风中含氧率；

b －－氧气中含氧率，%； f －－鼓风湿度，%。

（5）冶炼周期： 式中

t －－冶炼周期，h ；

V ′－－由料线到风口中心线的容积，m 3

； n －－每天料批数，批；

V －－每批料体积，m 3

/批；

c －－炉料在高炉内压缩率，一般为12~15%。

（6）焦炭负荷：

式中 P －－焦炭负荷； Q 矿－－矿石批重，废铁一般1/3质量计入，kg ； Q 焦－－焦炭（干基）批重，kg 。

（7）冷却壁热流强度：

)

1(24'

c nV V

t -=

焦

矿

Q Q P =

式中

q －－冷却壁热流强度，W/m 2

； c －－冷却水质量热容，kJ/（kg·℃）；

Q －－冷却壁通水量，kg/h ； ∆t －－冷却壁进出水温差，℃；

S －－冷却壁面积，m 2

。

(8)风口前理论燃烧温度：

式中 t 理－－风口前理论燃烧温度，℃；

Q 碳－－风口前碳燃烧成CO 放出热量，kJ ； Q 风－－鼓风带入热量，kJ ； Q 燃－－炽热焦炭带入热量，kJ ； Q 水－－鼓风和喷吹物中水分解吸热，kJ ； Q 喷－－喷吹物分解热，kg ；

C －－炉缸煤气热容，kJ/（m 3

·℃）； V －－炉缸煤气量，m 3

。

(9)脱硫公式：

CV

Q Q Q Q Q t 喷水燃风碳理--++=

S

tQ

c q ∆⨯

=278.0[]%

1001⨯+-=

S

nL S S S 挥料

式中 S 料－－硫负荷（冶炼每吨铁炉料带入硫量），kg/t ；

S 挥－－挥发硫（一般炼钢铁按硫负荷10%计算，铸造

铁按硫负荷15%计算），kg/t ；

n －－渣铁比；

L S －－硫分配系数，L S =[S]渣/[S]铁。

2.高炉炼铁经济技术指标计算 （1）高炉利用系数：

式中 η－－高炉利用系数，t/（m 3

·d ）； P －－日合格生铁产量，t/d ；

A －－生铁折合炼钢生铁系数(见表6)；

V μ－－高炉有效容积，m 3

。

（2）冶炼强度： 式中

I －－冶炼强度，t/（m 3

·d ）；

Q K －－日干焦用量，t/d ； V μ－－高炉有效容积，m 3

。

（3）综合冶炼强度：

μ

ηV PA

=

μ

V Q I K

=

焦μ

V Q Q I K 喷

综+=

式中

I －－综合冶炼强度，t/（m 3·d ）；

Q K －－日干焦用量，t/d ； Q 喷－－日喷吹煤量，t/d ；

V μ－－高炉有效容积，m 3

。

(4)休风率：

式中 μ――休风率，％；

t ――高炉休风停产时间，min ；

T ――规定日历作业时间（日历时间减去计划大中修

时间），min 。

（5）生铁合格率：

式中 h ――生铁合格率，%； P ――合格生铁产量，t ； P 总――生铁总产量，t 。

（6）焦比：

式中

K ――焦比，kg/t ；

%

100⨯=T

t

μ%

100⨯=总

P P h P

Q K K =

Q K ――干焦用量，kg ；

P ――合格生铁产量，t 。

(7)折算焦比：

式中 K 折――折算焦比，kg/t ；

Q K ――干焦用量，kg ；

P ――合格生铁产量，t ；

A ――生铁折合炼钢生铁系数（见表6）。

（8）喷煤比：

式中 Y ――喷煤比，kg/t ；

Q M ――喷吹煤量，kg ；

P ――合格生铁产量，t 。

（9）综合燃料比：

式中 R 综――综合燃料比，kg/t ；

Q K ――干焦用量，kg ；

Q R ――喷吹燃料（煤、油量等），kg ；

PA Q K K =折P Q Y M =P

Q Q R R K +=综

P ――合格生铁产量，t 。

(10)综合焦比：

式中 K 综――综合焦比，kg/t ；

Q K ――干焦用量，kg ；

Q R ――喷吹燃料（煤、油量等），kg ； B ――喷吹燃料与焦炭的置换比；

P ――合格生铁产量，t 。

（11）综合折算焦比：

式中 K 综折――综合折算焦比，kg/t ；

Q K ――干焦用量，kg ；

Q R ――喷吹燃料（煤、油量等），kg ； B ――喷吹燃料与焦炭的置换比；

P ――合格生铁产量，t 。

A ――生铁折合炼钢生铁系数（见表6）。

附表6 各牌号生铁折合炼钢生铁系数

P

B Q Q K R K +=综PA

B Q Q K R K +=综折

二、炉渣碱度校核：

（1）计算每批料出铁量：

式中 Fe 批――每批料出铁量，kg ；

K ――每批炉料矿石量，kg ；

w (Fe)矿――矿石中铁的质量分数，%；

0.995――进入生铁中的铁量（其余0.005进入炉渣）； [Fe]――生铁中含铁（扣除生铁含碳、硅等元素，一般

为94%~95%），%。

（2）计算每批料CaO 量：

]

[995.0)(Fe Fe Kw Fe ⨯=矿批

式中 CaO 料――每批料CaO 量，kg ； CaO 矿――矿石带入CaO 量，kg ； CaO 焦――焦炭带入CaO 量，一般按焦炭灰分的5%计算，

kg ；

CaO 煤――煤粉带入CaO 量，一般按煤粉灰分的5%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），kg ；

CaO 灰――灰石中有效CaO （一般为灰石质量的

40%~45%），kg ，其中：

CaO 熔――其他熔剂带入CaO 量，kg 。

（3）计算每批料中SiO 2量：

式中 SiO 2料――每批料中SiO 2量，kg ； SiO 2矿――矿石带入SiO 2量，kg ； SiO 2焦――焦炭带入SiO 2量，一般按焦炭灰分的45%

计算，kg ；

SiO 2煤――煤粉带入SiO 2量，一般按煤粉灰分的45%

计算，kg ；

SiO 2熔――其他熔剂带入SiO 2量，kg 。

（4）计算炉料中还原成[Si]消耗的SiO 2：

熔灰煤焦矿料CaO CaO CaO CaO CaO CaO ++++=渣渣石灰石石灰石有效22/SiO CaO SiO CaO CaO ⨯-=熔煤焦矿料22222SiO SiO SiO SiO SiO +++=14

.2][2⨯⨯=Si Fe SiO 批铁

式中 SiO 2铁――炉料中还原成[Si]消耗的SiO 2，kg ； [Si]――生铁含硅，%。

（5）计算碱度：

（6）计算渣量：

式中 Q 渣――渣量，kg/批；

w (CaO )渣――炉渣中的CaO 质量分数，%。 渣料渣)(CaO w CaO Q =铁料料22SiO SiO CaO R -=