安徽工业大学 炼铁毕业设计说明书

由上述计算可得：

QC= QCO2 +QCO=6704734.30+1561281.48=8266015.78kJ （2）鼓风带入的热量Q风

Q风=V风×(1-υ)×C空+ V风×υ×CH2O

=（1-1.5%）1179.94×1708.9+1179.94×1.5%×2110.5 =2023507.43kJ

C空--------1200℃下空气的热容量

CH2O-------1200℃下水蒸气的热容量

（3）H2氧化成H2O放出的热量 H2氧化成H2O放热为13454.09kJ/kg Q水=16.63×13454.09=223741.52kJ （4）CH4生成热

生产1kgCH4产生的热量为4709.56kJ

QCH4=VCH4×4709.56×16/22.4=14.31×4709.56×16/22.4=48138.43 kJ

（5）炉料物理热Q物

80℃时烧结矿和球团矿比热容为0.6740 kJ/kg Q物=（1379.89+150）×80×0.6740=82491.67 kJ

故Q收=8266015.78+2023507.43+223741.52+48138.43+82491.67 =10643894.83 kJ 2.3.2热支出

（1）氧化物分解吸热Q氧分 Fe的氧化物分解吸热

GFeO=1379.89×8.35%+150×1.46%+77.60×0.82%+350×0.79%-18×10.75% =118.88 kJ

GFe2O3=1379.89 ×74.14%+150×84.22%+77.60×90.31%+160×0.80%-18

×45.21%

=1212.60kg

入炉矿石中FeO一般有20%到35%以2FeO·SiO2形态存在（取20%），其余

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以Fe3O4存在。

GFeO?SiO2=GFeO×20%=118.88×20%=23.78kg

GFeO磁=118.88×80%=95.10kg

GFe2O3磁=95.10×160/72=211.33kg

GFe2O3游=GFe2O3-GFe2O3磁=1212.60-211.33=1001.27kg

GFe3O4=GFeO磁+GFe2O3磁=95.10+211.33=306.43kg

因为

2FeO·SiO2的分解热为4078.25 kJ/kg Fe3O4的分解热为4803.33 kJ/kg Fe2O3的分解热为5156.57 kJ/kg 故QFeO?SiO2=23.78×4078.25=96980.79kJ

QFe3O4=306.43×4803.33=1471884.41 kJ

QFe2O3游=1001.27×5156.57=5163118.84kJ

故QFe分=96980.79+1471884.41+5163118.84=6731984.04 Mn氧化物分解吸热

由MnO分解产生的1kgMn吸热7366.02kJ

QMn分=0.22%×1000×7366.02=16205.24kJ

Si氧化物分解吸热

由SiO2分解产生的1kgSi吸热31102.37kJ

QSiO2分=0.4%×1000×31102.37=124409.48kJ

P氧化物分解吸热

由P2O5分解产生1kgP吸热35782.6kJ QP分=0.11%×1000×35782.6=39360.86kJ

因此氧化物分解吸热Q氧分=QFe分+QMn分+QSiO2分+ QP分=6731984.04+16205.24+ 124409.48+39360.86 =6911959.62kJ

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（2）脱硫吸热

设烧结矿中S以FeS存在，脱出1kgS吸热8359.05kJ Q脱S=GS渣×8359.05=2.91×8359.05=24324.84 kJ （3）碳酸盐分解吸热

VCaO?CO2=0.62% ×77.60×22.4/56=0.19m VMgO?CO2=0.42%×77.60×22.4/40=0.18m

所以Q碳酸分=0.19×44/22.4×4048+0.18×44/22.4×2489 =2390.81kJ

其中，CaCO3和MgCO3分解每产生1kgCO2吸收的热量分别为4048kJ和2489kJ （4）水分解吸热

QH2O分=V风×0.015×13454.1×18/22.4

3

3

=1179.94×0.015×13454.1×18/22.4 =191350.82kJ （5）铁水带走的热量

铁水带走的热量为1259.85kJ/kg Q铁水=1000×1259.85=1259850kJ （6）炉渣带走的热量

炉渣带走的热量为1910.26kJ/kg Q渣=315.17×1910.26 =602056.64kJ （7）煤粉分解吸热 煤粉分解吸热1048kJ/kg Q煤粉=160×1048 =167680kJ

（8）炉顶煤气带走的热量

200℃以下煤气各种气体的比热容见表如下

表2-11煤气中各气体的比热容

组分 N2 CO2 CO H2 CH4 H2O

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比热容kJ/m3

1.284 1.777 1.284 1.278 1.610 1.605 干煤气带走的热量 Q

干煤气

=（1.777×376.88+1.284×306.85+1.284×919.17+1.278×

30.05+1.610×14.31）×200

=461073.69kJ 煤气中水带走的热量

QH2O(煤气）=1.605×16.63×22.4/18×(200-100) =3321.57kJ

故Q煤气=Q干煤气+QH2O(煤气）=461073.69+3321.57=464395.26kJ （9）炉尘带走的热量 炉尘比热容为0.7542kJ/kg

Q炉尘=G尘×0.7542×200=18×0.7542×200 =18×0.7542×200=18×0.7542×200

=2715.12kJ

则Q出=Q氧分+Q脱S+Q碳酸分+QH2O分+Q铁水+Q渣+Q煤粉+Q煤气+Q炉尘+Q喷

=6911959.62+24324.84+2390.81+191350.82+1259850+602056.64+167680+ 464395.26+2715.12+167680 =9626723.11kJ

由上可得：冷却及炉壳散热热损失

Q损=Q收-Q出=10643894.83-9626723.11=1017171.72kJ 2.3.3编制热量平衡表

根据以上计算结果，列出热量平衡表，见表2-11

表2-12热量平衡表

热收入 碳素氧化放热 热风带入热量 氢气氧化放热 热量/kJ 8266015.78 2023507.43 223741.52 百分数% 77.60 19.01 0.45 热支出 氧化物分解吸热 脱S吸热 水分解吸热 热量/kJ 6911959.62 24324.84 191350.82 百分数% 64.94 0.23 1.80

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