高炉炼铁主要经济技术指标 选定 （1） 高炉有效容积利用系数(v η)高炉有效容积利用系数即每昼夜生铁的产量与高炉有效容积之比，即每昼夜1m³有效容积的生铁产量。

可用下式表示：有V Pη=v 式中： v η——高炉有效容积利用系数，t /(m 3·d) P ——高炉每昼夜的生铁产量，t /d有V ——高炉有效容积，m 3V η是高炉冶炼的一个重要指标，有效容积利用系数愈大，高炉生产率愈高。

目前，一般大型高炉超过2.3，一些先进高炉可达到2.9。

小型高炉的更高。

本设计中取2.7。

（2） 焦比（K ）焦比即 每昼夜焦炭消耗量与每昼夜生铁产量之比，即冶炼每吨生铁消耗焦炭量。

可用下式表示：式中 K ——高炉焦比，kg/tP ——高炉每昼夜的生铁产量，t /dK Q ——高炉每昼夜消耗焦炭量，kg/d焦比可根据设计采用的原燃料、风温、设备、操作等条件与实际生产情况进行全面分析比较和计算确定。

当高炉采用喷吹燃料时，计算焦比必须考虑喷吹物的焦炭置换量。

本设计中取K = 330 kg/t （3） 煤比（Y ）冶炼每吨生铁消耗的煤粉为煤比。

本设计中取煤比为180 kg/t . （4） 冶炼强度（I ）和燃烧强度（i ）高炉冶炼强度是每昼夜31m 有效容积燃烧的焦炭量,即高炉每昼夜焦炭消耗量与有V 的比值, 本设计I =1.1 t/m 3∙d 。

燃烧强度i 既每小时每平方米炉缸截面积所燃烧的焦炭量。

本设计i = 30 t/m 2∙d 。

（5） 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。

（6） 生铁成本生产一吨合格生铁所消耗的所有原料、燃料、材料、水电、人工等一切费用的总和，单位为 元/t 。

（7） 休风率休风率是指高炉休风时间占高炉规定作业时间的百分数。

先进高炉休风率小于1％。

（8） 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10～15年。

烧结矿、球团矿、块矿用矿比例（炉料结构）：63:27:10高炉炼铁综合计算高炉炼铁需要的矿石、熔剂和燃料(焦炭及喷吹燃料)的量是有一定规律的，根据原料成分、产品质量要求和冶炼条件不同可以设计出所需的工艺条件。

对于炼铁设计的工艺计算，燃料的用量是预先确定的，是已知的量，配料计算的主要任务，就是计算在满足炉渣碱度要求条件下，冶炼预定成分生铁所需要的矿石、熔剂数量。

对于生产高炉的工艺计算，各种原料的用量都是已知的，从整体上说不存在配料计算的问题，但有时需通过配料计算求解矿石的理论出铁量、理论渣量等，有时因冶炼条件变化需要作变料计算 [1]。

4.1 高炉配料计算配料计算的目的，在于根据已知的原料条件和冶炼要求来决定矿石和熔剂的用量，以配制合适的炉渣成分和获得合格的生铁。

有V Q I K4.1.1已知条件4.1.1.1 原始数据整理生产中原始资料分析常常不完全，或元素分析和化合物分析不相吻合，加之分析方法不同存在分析误差，以致各种化学组成之和不等于100%。

因此，应该先确定元素在原料存在的形态，然后进行核算，使总和为100%。

换算为100%方法，可以均衡地扩大或缩小各成分的百分比，调整为100%，或者按照分析误差允许的范围，人为的调整为100%。

调整幅度不大时，以调整Al 2O 3或MgO 为宜。

在各种原料中化合物存在的形态和有关换算，按照下述方法处理。

烧结矿分析的S ，P ，Mn 分别以FeS ， P 2O 5，MnO 形态存在。

它们的换算为：S 存在形式为FeS ，换算关系为： w (FeS)=w (S)×3288%P 存在形式为P 2O 5，换算关系为： w (P 2O 5) =w (P)×62142%Mn 存在形式为MnO ，换算关系为： w (MnO)=w (Mn)×5571%式中的S ，P ，Mn 等元素皆为分析值（百分含量），当要计算Fe 2O 3时，需要从生铁（TFe ）中扣除FeO 和FeS 中的Fe ，再进行换算。

w (Fe 2O 3)= 160/112*(w (Fe)-w (FeO)×7256-w (FeS)×8856)% 式中的Fe ，FeO 为分析所得烧结矿的全铁和氧化亚铁的百分含量，FeS 为换算所得的硫化亚铁量。

若天然矿石中的S 以FeS 2形态存在，换算式如下：w (FeS 2)=w (S)×64120%，式中S 为分析所得的百分含量。

4.1.1.2 矿石选配在使用混合矿石冶炼时，应根据矿石供应量及炉渣成分适当配比选取。

此时，需要注意以下几点：（1） 矿石含P 量不应该超过生铁允许含P 量，因考虑P 全部进入生铁，故需要依据矿石含量事先预算，若某种矿石冶炼含P 超标，此种情况下，只能搭配含P 更低的矿石冶炼。

（2） 冶炼铸造铁时，应该核算生铁含锰量是否满足要求。

w [Mn]=Mn ×w (Mn)矿×m (Fe)铁/w (Fe)矿式中： w [Mn]—生铁含锰量，%；w (Mn)矿——混合矿含锰量，%；Mn η—锰的回收率，一般为0.5～0.6；m (Fe)铁—矿石带入的生铁的铁量，kg/t 铁； w (Fe)矿—混合矿含铁量，%。

（3） 冶炼锰铁时，为保证其含锰量，须检查矿石含铁量是否大于允许范围。

w (Fe) 矿=(100-w [Mn]-w [C]-w [Si]-w [P])/100×(w [Mn]/w Mn矿×Mn η)式中：w [Mn],w [Si],w [C],w [P]表示锰铁中该元素含量，%；w (Mn)矿—锰矿含锰量，%； w (Fe)矿—锰矿允许含铁量，%；Mn η—锰回收率，通常为0.7～0.82。

（4）适当控制碱金属[2]。

4.1.1.3 冶炼条件确定（1）根据原料条件，国家标准和行业标准等确定生铁成分。

C ，P 元素一般操作不能控制，而Si,Mn,S 等元素可以改变操作条件加以控制。

（2）各种元素在铁，渣和煤气中的分配比例。

按照经验和实际生产数据选取。

一般可参考表4-1选。

表4-1 常见元素分配率钒钛磁铁时，还应该考虑炉渣抑制硅钛还原和利于矾的回收能力，在正常炉钢温度下，要保证流动性和稳定性，因此除了考虑二元碱度外，还需要有适宜的MgO 含量，若炉料含碱金属还应该兼顾炉渣排碱要求。

本设计中取炉渣碱度R =1.1。

（4）燃料使用量确定。

确定燃料比应该依据冶炼铁种，原料条件，风温水平和生产经验等全面衡定，在有喷吹条件下，力争多喷燃料。

本设计假定（1）焦比为330 kg/t ，（2）煤粉喷吹量为180 kg/t ，（3）炉渣碱度1.1SiO CaO2=，（4）冶炼强度I =1.1 t/m3∙d ，（5）热风温度为1250℃，鼓风相对湿度为1% ，（6）炉顶煤气温度为400℃，（7）炉尘吹出量为8 kg/t ，（8）直接还原度为 0.45，（9）焦炭与喷吹燃料中总碳量的1.2% 与2H 生成CH 4。

（5）原燃料成分分析，入炉原料成分见表4-2。

表 4-2 入炉原料成分（%）4-2其中，烧结矿、球团矿、块矿的比例（炉料结构）：63:27:10。

石灰石成分如下表。

炉尘成分如下表。

（6）焦炭成分分析见表4-3。

表4-3 焦炭成分（%）（7）喷吹物 煤粉的成分见表4-4。

表4-4 喷吹物成分（%）4.1.2 计算方法与过程为精确配料，现根据设计的生产要求，先根据生铁成分，然后用理论方法进行配料比计算，然后以配出的矿石为基础对矿石用量、生铁中铁量、渣量及炉渣进行计算，最后进行炉渣性能、生铁成分进行校核。

4.1.2.1 生铁成分本计算假定为炼钢生铁，其含硅量为0.4％，含硫量根据生铁规格和冶炼条件假定为0.03%。

预定的生铁成分如表4-5。

表4-5 生铁成分（％）4.1.2.2 计算混合矿量根据以上已知条件，先以1t 生铁作为计算单位进行计算，确定矿石配比。

则： 焦炭带入Fe 量：0 kg ； 煤粉带入Fe 量：0kg ；进入生铁中Fe 量：946.3 kg ；进入渣中Fe 量：847.2997.0003.03.946=⨯ kg ；进入炉尘中Fe 量： 8 ×0.432=3.456 kg ；故需要混合矿量：00.1641805.50456.347.826.394=++kg 。

4.1.2.3 根据碱度平衡计算石灰石用量： 假设石灰石加入量为X kg /t ，则：混合矿带入CaO 量：1641×6.946%=113.98 kg 焦炭带入CaO 量：330×0.855%=2.82 kg 煤粉带入CaO 量 ：180×0.567%=1.02 kg 石灰石带入CaO 量 ：X ×52.57%=0.5257X kg 炉尘带走的CaO 量：8*8.3%=0.664 kg共带入CaO 量：113.98+2.82+1.02+0.5257X-0.664=117.82+0.5257X kg混合矿带入SiO 2 量：1641×5.421%=88.96 kg 焦炭带入SiO 2 量：330×6.311%=20.83 kg 煤粉带入SiO 2 量：180×9.438%=16.99 kg 石灰石带入SiO 2量 ：X ×1.70%=0.017X kg 炉尘带走的SiO 2量：8*13.8%=1.104 kg 还原硅所消耗的SiO 2量：4*60/28=8.571 kg共带入SiO 2 量：88.96+20.83+46.99+0.017X -1.104-8.571=117.105+0.017X kg 由于设计的炉渣碱度：1.1SiO CaO2=，则解得 石灰石加入量为23.00 kg/t 。

则总CaO 量为129.91kg/t ，总SiO 2量为117.49kg/t 。

原料消耗总表如表4-6。

表4-6 冶炼每吨炼钢生铁原料消耗表（kg ）4.1.2.4 终渣成分及渣量计算 （1） 终渣S 含量炉料全部含S 量：1641×0.247%+330×0.631%+180×0.303%=6.68kg 进入生铁的S 量： 1000×0.03%=0.3kg 炉尘带走的S 量：8×0.485%=0.0388 kg 煤气带走的S 量：6.68×0.05=0.334 kg故进入炉渣的S 量： 6.68-0.3-0.0388-0.334=6.0072 kg（2） 终渣的FeO 量：5672×997.0003.0946.3=3.66kg （3） 终渣的MnO 量：1641×0.105%×0.5=0.86kg（4） 终渣的SiO 2量： =117.49kg （5） 终渣的CaO 量： =129.91kg （6） 终渣的Al 2O 3量：1641×1.762%+330×5.242%+180×5.686%+23.00*1.85%-8*1.31% =56.77kg（7） 终渣的MgO 量：1641×1.579%+330×0.224%+180×0.137%+23.00×2.21%-8×1.99%=27.25kg终渣成分见表4-7。