变料计算2.docx
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变料计算2.docx
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变料计算2
9.3变料计算
高炉生产过程中遇到的变料计算种类和次数很多,现选一些常用的和简易的变料计算方法加以介绍。
9.3.1焦炭成分变化时焦批调整计算
1.焦炭水分波动时焦批调整计勇
按湿焦称重上料的焦炭的水分波动时,直接影响入炉的干焦量,必须进行调整批重,保持入炉干焦量不变。
计算方法有两种。
(1)入炉干焦量平衡法。
新焦批重(1一新含水量)=原焦批重(1一原水量)
新焦批重=原焦批重+焦批调整量
解联立方程式得:
例:
已知原焦批重5000kg,原含水3%,新含水量5%,求焦批调整量。
解:
将已知数代人式(9-132)中得:
新焦批重=5000+105.3=5105.3(kg)
验算:
原焦批干焦量=5000×(1-0.03)=4850(kg)
新焦批干焦量=5105.3×(1-0.05)=4850.035(kg)
从以上计算可知,调整前后干焦量基本是相同的。
(2)现场简易计算法。
焦批调整量=原焦批重×(新含水量一原水量)
焦批调整量=5000×(0.05-0.03)=100(kg)
新焦批重=5000+100=5100(kg)
此种方法计算比较简单,但严格说来是不够精确的。
验算:
平衡法:
原焦批干焦量=5000×(1-0.03)=4850(kg)
简易法:
新焦批干焦量=5100×(1-0.05)=4845(kg)
差值:
4850-4845=5(kg)
以上计算结果说明,用简易法计算的焦批干焦量比原焦批干焦量少了5kg。
因此,在焦批质量较大或水波动量较大时,不宜采用简易计算法,而采用干焦平衡法计算。
2.焦炭固定碳含量改变焦批变化的计算
(1)焦批变化计算。
当焦炭固定碳含量变化时,但变化量不大,对焦炭性能无大影响时,这时可按保持入炉碳不变的原则调整焦批,即:
新焦批重×新固定碳=原焦批重×原固定碳
整理后得:
例已知焦批重5000kg,原焦炭固定碳85%,新焦炭固定碳83%,求新焦批重。
解:
(2)石灰石调整量简易计算法。
一般说来,焦炭固定碳含量改变,焦炭灰分变化,灰分中主要成分是SiO2也要变化,为了保持炉渣碱度不变,还要调整石灰石用量,其计算方法如下:
例:
已知焦批重5000kg,灰分变动3%,灰中SiO2为48%,石灰石有效熔剂性50%,炉渣碱度1.1。
解:
(3)石灰石调整量精确计算法。
例:
已知原焦批重5000kg,灰分含量12%,灰分中SiO248%,新焦批重5120.5kg,灰分含量15%,灰分中SiO245%,求石灰石调整量。
解:
差值=155.29-124.3=30.99(kg)
以上计算结果看出,两种算法结果有一定差值。
3.焦炭含硫量改变焦炭负荷和石灰石用量调整计算
(1)焦批调整计算。
根据经验,焦炭中含硫量每改变0.1%,影响焦比(焦炭负荷)1.5%,因此:
例已知焦炭成分变化如下(%):
固定碳
灰分
硫
灰分中SiO2
原焦炭
84
14
0.7
0.48
新焦炭
82
16
0.75
0.48
原焦批500kg,炉渣碱度1.1,石灰石有效CaO50%。
解1)固定碳改变,应改变焦批重:
2)因含硫量变化应再调整焦批重:
最后应将焦批重调整到516kg。
(2)石灰石量的调整计算。
由于焦炭灰分含量变化焦炭批重变化,石灰石应调整量为:
将已知数代入上式中得:
取14Kg
最后应得焦炭批重调整到516kg,并补加石灰石14kg。
(3)按简易法计算。
将已知数代入上式中得:
按此法计算较简单,但计算结果不够精确,如时间允许,还是按原焦批重和变化后焦批重计算,才能保证炉渣碱度不变。
4.焦炭水分波动时,铁矿石用量调整的简易计算
△P=△H2OK%·Kp·F
式中:
ΔP——铁矿石调剂量,kg/批;
△H2OK%——焦炭水分波动量;
Kp——焦炭批重,kg/批;
F——焦炭负荷。
例1已知焦批重5000kg,焦炭水分由2%增加到5%,负荷2.9,求铁矿石调整量。
解:
ΔP=5000×(5%-2%)×2.9=5000×3%×2.9=435(kg)
每批料应减少铁矿石435kg。
例2已知焦批重600kg,焦炭水分由5%变为3%,负荷2.8,求铁矿石调整量。
解△P=600×(5-3)%×2.8=33.6(kg)
每批料铁矿石应增加33.6kg。
5.焦炭含固定碳变化时,铁矿石用量调整的简易计算
式中:
△P——铁矿石调剂量,kg/批;
C2%—C1%——焦炭含固定碳前后变化;
Kp——焦炭批重,kg/批;
F——焦炭负荷。
例1:
已知焦批重600kg,焦炭固定碳由85%变为83%,负荷2.9,求铁矿石调整量。
解:
将已知数代入下式中得:
取42Kg。
矿批质量应减去42kg。
例2已知焦批5000kg,焦炭变固定碳由85%变为83%,负荷2.9,求铁矿石调整量。
解:
将已知数代入下式中得:
取350Kg。
矿批质量应减去350kg。
6.焦炭灰分波动时,石灰石及铁矿石用量调整的简易计算
(1)焦炭灰分波动时,石灰石用量调整:
式中:
△H——石灰石调剂量,kg/批;
△A——焦炭灰分变化量,%;
Kp——焦炭批重,kg/批;
CaO有效%——石灰石有效熔剂性:
(SiO2)灰% ̄ ̄焦炭灰分中的SiO2,含量;
R——炉渣碱度。
例:
已知焦炭灰分减少2%,焦炭批重5000kg,CaOa效50%,炉渣碱度1.1,灰分中SiO248%,求石灰石调整量。
解:
将已知数代如上式中得:
ΔH=
=
,取106kg
每批料应减少石灰石106kg。
(2)焦炭灰分波动时,铁矿石用量调整的简易计算:
△P=△A×
×K×T×F
式中:
△P——铁矿石调剂量,kg/批
——焦炭灰分波动1%影响焦比数,一般取2%;
△A——焦炭灰分变化量,%。
Κ——焦比,kg/t;
T——每批料出铁量,t/批。
F——焦炭负荷。
例:
已知焦炭批重16000kg,焦比490kg/t铁,焦炭灰分由14%变为16%,焦灰中含铁0.73%,矿石含铁量55%,负荷3.0,生铁含铁93%,
为99.5%,求矿石变化量。
解:
每批料出铁量计算
矿石出铁量:
焦炭出铁量:
,取20kg
每批料的出铁量:
28245+20=28265(kg)或28.265t
将已知数代入上式中得:
△P=△A×
×K×T×F
=2%×
=1661.86(kg/批),取1662(kg/批)
每批料应减去铁矿石1662kg。
7.焦炭灰分变化时调整负荷的简易计算
当焦炭灰分变化时,其固定碳含量变化。
相同数量的焦炭发热量变化,为稳定热制度必须调整焦炭负荷。
调整的原则是保持入炉的总碳量不变。
当固定矿批调节焦批时,每批焦变化量为:
式中:
C前,Q后——波动前后焦炭含碳量;
Kp——焦批质量。
如果固定焦批调整矿批时,只需将△Κ乘以焦炭负荷H,即△P=△KH。
例:
某高炉使用焦炭的固定碳由85%降至83%,原焦批14t,焦炭负荷为4,即矿批56t,求负荷变动量。
解:
将已知数代入上式中得:
在焦炭固定碳含量由85%降至83%时,则:
=
=0.337(t)或337kg
当焦炭负荷为4时,则
△P=△Κ×焦炭负荷=337×4=1348(kg)
调整负荷时或多加焦炭337kg/批,或减少矿石1348kg/批。
9.3.2矿石成分变化时的变料计算
1.矿石成分变化时石灰石用量的调整计算
假定矿石批重不变,炉渣碱度不变,仅由于矿石中CaO、SiO2含量变化,每批料的石灰调整量为:
石灰石调整量=
这里矿石中SiO2含量增加,CaO含量减少时,式中的调整量取正值,即需要增加石灰石用量。
计算时石灰石有效熔剂性常取50%。
因矿石批重以吨为单位,算出的石灰石调整量亦为(t),可换算为千克(kg)。
例:
已知新旧矿石成分(%)如下:
成分TFeSiO2CaO
变化前49.5910.8111.00
变化后46.4212.8210.30
矿石批重10000kg,焦比590kg/t,炉渣碱度1.15,生铁含铁93%,石灰石有效CaO含量取50%,计算石灰石调整量。
解:
由于矿石中SiO2变动石灰石的调整量:
10000×(0.182-0.1089)×1.15/0.50=449(kg),取450kg。
由于矿石中CaO变动石灰石的调整量:
10000×(0.11-0.53)×1050=140(kg)
由于新矿石SiO2含量增加,CaO含量减少,都应补加石灰石,所以每批料共补加石灰石量450+140=590(kg)。
2.矿石品位变动时焦批的调整计算
(1)当矿石品位变动时,假定变动前后焦比不变,则应调整焦批,其调整量为:
焦批调整量=
新焦批重=原焦批重
(2)考虑焦比变化时焦批调整量计算。
由上面算式能够看出,当焦比不变时,矿石品位提高,焦炭批量要随之增加;品位降低时,焦批亦要减少。
但是,实际上矿石品位变化时,总是会影响焦比的,高炉冶炼通常的经验是,品位提高1%,焦比可降低2%,冶炼状况较好的高炉,焦比降低得还要多些。
因此,焦批调整量的算式,还要考虑焦比变动的因素,据此可用下式计算:
新焦比=
=
整理后得:
新焦批=原焦批×
式中:
TFe、TFe′——变动前后的矿石品位;
a——矿石品位波动1%对焦比的影响值(此值可根据高炉的经验数据选取)。
例:
已知新旧矿石成分(%)如下:
成分TFeSiO2CaO
变化前49.5910.8711.00
变化后46.4212.8210.30
已知矿批20000kg,焦比550kg/t,炉渣碱度1.15,生铁含铁93%,石灰石有效氧化钙为50%,计算焦比调整量。
解
(1)由于矿石品位变化焦批的调整量按变化前焦比不变,则焦批调整量应为:
焦批调整量=
上式利用焦比计算,故将矿石批重改为以吨计算,即矿石批重为1000/1000=1.0(t),当矿石批重为20000kg时,为2.0t。
当矿石批重为20000kg时,为2.0t,则
焦批调整量=
=369
原来情况时的焦炭批重=
此例矿石含铁量减少,使之每批料的产铁量减少,在假设焦比不变的条件下,每批焦炭量应减少369kg。
(2)考虑焦比变化时,实际上矿石品位降低了3.17%,焦比还维持在原来水平上是很困难的,按通常经验焦比要升高6%~7%。
这里按品位降低1%,焦比升高2%考虑,计算焦批的变化,则品位变化后的新焦批:
5869×0.4642/0.4959×[1-(0.4642-0.4959)×2]
=5869×0.936×(1+0.063)=5834
因此,在考虑到品位对焦比的影响后,焦批的调整量应为5834-5869=-35(kg),即焦批应减少35kg。
而按前面计算要减少369kg,两者是有较大差距的。
矿石品位变化后的焦比为:
新焦比比原焦比增加了(584-550)/550=0.0618=6.18%
由上面计算能够看出,按《炼铁计算》提出的矿石品位变动时新焦批的算式是更为合理的,特别是品位变动较大时,品位对焦比的影响是必须考虑的。
这里还应指出,由于矿石中SiO2,含量增加,CaO含量减少,在保持原来炉渣碱度时,每批料要补加近190kg石灰石,这也要求焦比增加,焦批作相应调整才行。
3.铁矿石含铁量变化时勺矿石变动量的简易计算
式中:
△P——矿石变动量,kg/批;
△Fe%——矿石含铁波动量·
P1——变动前矿石用量,kg/批;
Fe2%——变动后矿石含铁量。
例:
已知铁矿石含铁量由55%下降到51%,矿石批重2000kg,计算铁矿石波动量。
解:
将已知数代入上式中得:
△P=
(kg),取115kg
每批料应增加铁矿石115kg。
4.锰矿石使用量计算
(1)生铁含锰变动时,调锰矿量简易计算:
式中:
ΔM——锰矿调剂量,kg/批;
Δ[Mn]%——生铁含锰变动量:
T——每批炉料出铁量,kg/批;
Mn锰%——锰矿含锰量;
η——锰的回收率。
例:
已知生铁含锰由0.4%升高到0.8%,锰矿石含Mn24%,锰回收率η=70%,每批出铁量0.9936t(993.6kg),求锰矿变动量。
解将已知数代入上式中得:
,取24kg/批。
由于生铁含锰量升高,每批料中应增加锰矿石24kg。
(2)锰矿含锰变动后,锰矿变动量的简易计算:
式中:
△M——锰矿变动量,kg/批;
ΔMn%——锰矿含锰变动量;
M1——变动前锰矿石用量,kg/批;
Mn2%——变动后锰矿石含锰量。
例:
已知锰矿石含锰量由24%降低到20%,变动前每批料锰矿石用量60kg,求锰矿石变动量。
解将已知数代入上式中得:
因锰矿石含Mn量降低,每批料应增加锰矿石12kg。
5.烧结矿含铁量变化,负荷调整的简易计算
在两种烧结矿还原性相近,TFe波动不大时,用铁平衡变料快速、实用,误差不大。
按铁平衡可列出下式:
式中:
Q现 ̄ ̄变化后矿批重,t;
Q原 ̄ ̄变化前矿批重,t;
TFe现——变化后烧结矿全铁含量,%;
TFe原——变化前烧结矿全铁含量,%。
例:
已知原烧结矿TFe58%,现烧结矿TFe57%,原矿批重40.0t/批,求TFe波动1.0%,每批料负荷调整量。
解将已知数代入上式中得:
取40.7000t/批。
即:
全铁下降1%,应加料700kg/批,原批重越大,加料越多。
6.铁矿石品种变化时变动量的简易计算
在换量较少,可按Fe平衡计算,可列出以下计算式:
式中:
Q烧 ̄ ̄烧结矿的质量,t/批;
Q球 ̄ ̄球团矿的质量,t/jlt;
TFe烧——烧结矿的全铁含量,%;
TFe球——球团矿的全铁含量,%。
例:
已知某高炉全部用烧结矿冶炼,烧结矿TFe57,FeO10.0%,烧结矿批重41.10t/批,球团矿TFe63,FeO7.0%,现每批料加3.0t球团矿,求应减烧结矿多少。
解:
将已知数代入上式中得:
t/批
加3.0t球团,应减烧结矿3.3t/批。
注:
负荷调完后还应考虑碱度调整。
7.矿石成分变化时调整负荷的简易计算
对负荷影响最大的是矿石的含铁量。
矿石含铁量降低,出铁量少,负荷没变时单位生铁的C(焦比)量增加,炉温上升,因此应加重焦炭负荷。
相反,矿石铁分升高,出铁量增多,单位铁C(焦比)量降低,炉温下降,因此应减轻焦炭负荷。
两种情况负荷都调整,调整是按焦比不变的原则进行。
当矿批不变调整焦批时,焦批的变化量为:
式中:
ΔK——焦批的变化量;
Fe后、Fe前——成分波动前、后矿石含Fe量,%;
C——焦比,kg/t;
ηFe——铁在生铁中分配率;
0.95——生铁中含铁量。
当焦批固定调整矿批时,其批质量为:
式中:
P前、P后 ̄ ̄分别为波动前后矿石批重;
Fe后、Fe前——分别为波动前后矿石含铁量。
例:
已知某高炉使用烧结矿,其含Fe量由58.47%下降至57.5%,原焦批14t,焦炭负荷为4,即矿批56t,焦比528kg/t,生铁含Fe0.95,ηFe=0.997,求负荷变动量。
解当矿批不变调整焦批时,每批焦炭变动量为:
即每批焦炭需减少焦炭量307kg,
当焦批不变调整矿批时,调整后矿批质量为:
即每批矿需多加56.964-56=0.964(t),才能保持焦比不变,高炉热制度稳定。
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