2010级炼铁CHVI.ppt

u u 热力学条件允许 斜率最小的操作线 其斜率 μ理＝(yW’－yP)/(xW’－xP) C/Fe P点确定后，与W’点相切的另一条操作线PW’ 理 想 操 作 线 实际操作线 理想操作线 斜率之差 → 节约焦比的潜力 节约的焦炭量： （式中215＝12/56×1000） W 0 O/Fe A A’ O/C V E’ P E 0 U ②分析操作因素变化对焦比的影响 改变煤气利用率对焦比的影响 P2 W’ 0 O/Fe O/C V 0 P1 0 U b. 改变热风温度对焦比的影响 V2 U2 P1 W O/Fe O/C V1 P2 0 U1 C. 铁水含Si量升高对焦比的影响 6. BF ironmaking calculation 6.1 Charge calculation 6.2 Mass balance caculation 6.3 Heat balance calculation 6.4 Rist operation line 6.4 Rist operation line 高炉生产是一个极其复杂的物理化学过程，从铁矿石、焦炭进入高炉开始，到铁矿石被还原，最终变成液态的渣铁，从炉缸下部的铁口排出。整个过程包括了一系列传热、传质过程。 高炉炼铁过程： （1）Fe—O分离 （2）渣—铁分离 使铁矿石实现了 法国冶金学家理斯特（Rist）先生，在他的博士论文中提出了一个高炉控制数学模型，这个模型根据： 理斯特（Rist）操作线 ① 入炉原料条件 ② 炉顶煤气成分 ③ 铁水成分 建立的高炉处于稳定状态下的控制模型，并以高温区热量状态指数（ ）作为调节炉况的依据。 d q Q / SiO2、MnO、P2O5 ③ 鼓风、富氧、湿份 Fe2O3、Fe3O4、FeO 这一模型的精彩之处在于抓住了高炉过程的实质——氧的迁移 氧的来源 焦炭 煤粉 C ③ 鼓风 O H — O Fe — O 铁 矿 石 ① Si — O Mn — O P— O ② CO2 CO 气化的碳 或 通过化学反应进入煤气中的碳 间接还原和直接还原 燃烧反应 CO CO2 氧的去向 Fe2O3、Fe3O4、FeO 在直角坐标系中，用Y轴表示氧的来源；用X轴表示氧的去向： 还原每个铁原子所需传递的氧原子数越多，则反映在煤气中每个碳原子结合的氧原子数也越多。 SiO2、MnO、P2O5 鼓风、富氧、湿份 Y轴：还原1kmolFe所需要传递的氧原子数； Y=O/Fe（kmolO/kmolFe） X 轴：1kmol的气化碳所结合的氧原子数； X=O/C（kmolO/kmolC） (还原1kmolFe进入煤气中的氧原子数与进入煤气中的碳原子数之比) 直线斜率为： 表示还原每个铁原子所消耗的碳原子数，与焦比具有同等的意义。 操作线斜率与焦比的关系： 若不计炉尘带走的碳，则冶炼1吨生铁消耗的总碳量为： 暂时不考虑喷煤 是指冶炼56kgFe所消耗的 进入煤气中的碳的kmol数 操作线方程: 在实际生产中，当已知生铁成分、焦比和焦炭成分就可以计算出操作线的斜率 操作线的作法： 要作出AE操作线，只要知道A和E点的坐标即可。 高炉上部 高炉中下部 SiO2+2C=Si+2CO MnO+C=Mn+CO P2O5+5C=2P+5CO O2+2C = 2CO Fe2O3+3CO = 2Fe+3CO2 FeO+CO = Fe+CO2 FeO+C = Fe+CO u y b y XA 由XA、YA确定A点 由yu、yb确定E点 XA：煤气中与C结合的氧 YA：铁氧化物还原被夺取的氧 yu：少量元素还原被夺取的氧 yb：风口前燃烧夺取的氧 或者根据操作线方程，知道斜率和OE长度也可以根据方程做出操作线。 已知某高炉： 原料成分： TFe = 50.34%， FeO = 18%， 炉顶煤气成分： CO2 14.59% 、CO 25.05% 、N2 54.75%、CH4 0.94%、H2 4.31% 焦炭成分： K=468kg/t （其中C固=83.63%） M=80kg/t （其中C固=71.48%、 CO21.5%、CO6.6%、CH40.80%） 铁水成分： [Fe] = 94.863%、 [Si] = 0.955%、[Mn]= 0.05% 、[P]= 0.079%、[C]= 4.029% 操作线的作法： 操作线的作法： Y轴：原料成分TFe = 50.34