五 计算题高炉炼铁工.docx
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五计算题高炉炼铁工
五计算题
A级试题
1、已知某天某高炉共出生铁2100吨,生铁合格率为95%,全天共耗焦炭800吨,求其入炉焦比。
解:
K=
kg/t
答:
该高炉入炉焦比为401kg/t。
2、高炉全风操作时平均风量为1700m3/min,平均每1h生铁产量63.7t。
因故减风200m3/min,2h后加风50m3/min,共3h,计算减风影响多少产量。
解:
Gp=
t
答:
减风共影响产量20.6吨。
3、已知某1000m3高炉7天共消耗焦炭7960吨,焦炭水分为5%,求高炉冶炼强度。
解:
冶炼强度=
1.08t/(m3·d)
答:
高炉冶炼强度为1.08t/(m3·d)。
4、烧结矿碱度从1.25降到1.15,已知烧结矿含SiO2为13.00%,矿批为20t/批,如全部使用烧结矿,如何调整石灰石用量?
(石灰石有效cao为50%)
答案:
一吨烧结矿需加石灰石量:
13.00%×1000×(1.25-1.15)/0.5=26kg,当矿石批重为20t时,全部使用烧结矿时,每批加石灰时26×20=520kg/批。
答:
每批加石灰石520kg
5、已知高炉每批铁出铁量25吨,铁间批数为16批,实际出铁量385吨,求铁量差?
答案:
铁量差=
=
=3.75%
答:
铁量差为3.75%。
6、已知某高炉焦炭批重G焦=815Kg,焦炭灰分含量A=12%,SiO2焦=5.89%,CaO焦=0.6%,当炉渣碱度R=1.25时,请计算所需CaO量为多少?
答案:
Ф焦=G焦[A(SiO2焦×R—CaO焦)+0.8×1.75×S焦]%
=815[0.12(5.89×1.25—0.6)+0.8×1.75×0.06]%
=815[8.15+0.08]%=66.79(Kg)
需要CaO量为66.79Kg。
7、若高炉冶炼需要富氧3%,高炉风量为4200m3/min,氧气纯度99%,试计算向鼓风中兑入的富氧气体量(不计管道损失)。
A级
解:
由富氧率公式:
制氧厂每小时需供给9702m3的氧气,才能使高炉富氧3%。
8.某有效容积1260m3高炉,矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%,求:
从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)。
(γ矿取1.8,γ焦取0.5,工作容积取有效容积的85%)
答案:
工作容积=1260×0.85=1071
每批料的炉内体积=(30/1.8+8/0.5)×0.85=27.77m3
到达风口平面的料批数=1071/27.77≈39
经过39批料到达风口平面。
9.已知:
某高炉矿种为:
烧结矿7000kg/批,含Fe:
50.8%,含S:
0.028%,海南矿500kg/批,含Fe:
54.8%,含S:
0.148%,锰矿170kg/批,含Fe:
12.0%,焦碳为2420kg/批,含S为0.74%,求硫负荷。
(精确到小数点后1位)
答案:
每批料带入的铁量为:
7000×0.508+500×0.545+170×0.12=3848.9kg
每批料带入的硫量为:
7000×0.00028+500×0.00148+2420×0.0074=20.6kg
硫负荷=20.6/(3848.9/0.95)×1000=5.1kg
硫负荷为5.1kg。
10、已知某高炉焦炭批重G焦=815kg,焦炭灰分含量A=12%,CaO焦=6.0%,
SiO2焦灰=58.9%,当炉渣碱度R=1.25时,计算焦炭造渣所需CaO量为多少?
答案:
解:
所需CaO量=G焦×A×(SiO2焦灰×R-CaO焦灰)
=815×0.12×(0.589×1.25-0.06)
=66.14kg/批焦
答:
需要CaO量为66.14kg/批焦。
11、某高炉炉缸直径为7.5m,渣口中心线至铁口中心线之间距离为1.5m,矿批重25t,[Fe]=93%,矿石品位为55%,求炉缸安全容铁量为几批料?
最低铁水液面变化值为0.05m.
(炉缸铁水安全系数取0.6,铁水比重r取7.0t/m3)
解:
安全容铁量为
P安=0.6∏D2·(h渣+Δh)·r/4=0.6×3.14×7.52×(1.5+0.05)×7.0/4=287.5t
安全料批n安=P安/(G矿·Fe矿/[Fe])=287.5/(25×0.55/0.93)=19.4批
所以炉缸安全容铁量为19批
12、已知鼓风中含水为16g/m3,求炉缸初始煤气成分。
答案:
f=(16×22.4/18)/1000=0.02=2%
O2=0.21×(1-f)+0.5f=0.21×(1-0.02)+0.5×0.02=0.2158
燃烧1㎏C需风量V风=22.4/24O2=4.323m3
生成炉缸煤气为VCO=2V风O2=2×4.323×0.2158=1.866m3
VN2=V风N2=V风×0.79×(1-f)=4.323×0.79×(1-0.02)=3.347m3
VH2=V风f=4.323×0.02=0.086m3
炉缸煤气量V煤=VCO+VN2+VH2=1.866+3.347+0.086=5.299m3
炉缸煤气成分CO=(VCO/V煤)×100%=(1.866/5.299)×100%=35.22%
N2=(VN2/V煤)×100%=(3.347/5.299)×100%=63.16%
H2=(VH2/V煤)×100%=(0.086/5.299)×100%=1.42%
13、某高炉有效容积3200m3,矿石批重95t,焦炭批重20.0t,焦丁批重2.3t,小时喷煤量64t,每小时跑6批料,试求焦炭综合负荷?
解:
综合负荷=95÷(64×0.8÷6+20.0+2.3)=3.08
14、根据下面表格提供的数据,把球团配比从20%下调到10%,南非从10%提高到20%,求吨铁配矿成本降低了多少?
(假定:
①进入炉渣中的铁为1%;②生铁中含铁元素为94%。
)
烧结
球团
南非
海南
TFe(%)
58.2
64.3
60.6
52.3
价格元/吨
806
959
725
623.8
调节前配比(%)
65
20
10
5
调节后配比(%)
65
10
20
5
解:
设矿石批重为100吨,则调节前每批出铁量为:
(58.2×0.65+64.3×0.20+60.6×0.10+52.3×0.05)×0.99÷0.94=62.5227(t)
调节前的矿石成本为:
65×806+20×959+10×725+5×623.8=81939(元)
调节前的吨铁矿石成本为:
81939/62.5227=1310.5(元/吨)
同理:
调节后出铁量为:
(58.2×0.65+64.3×0.10+60.6×0.20+52.3×0.05)×0.99÷0.94=62.133(t)
调节后的矿石成本为:
65×806+10×959+20×725+5×623.8=79599(元)
调节后吨铁矿石成本为:
79599/62.133=1281.1(元/吨)
吨铁配矿成本降低为1310.5-1281.1=29.4(元/吨)
15、某高炉使用的烧结矿铁份为55.80%,其中CaO和SiO2分别为10.25%、5.50%,炉渣中碱度为1.15,试求扣除CaO的品位和扣除有效CaO的品位分别是多少?
(结果保留两位小数)
解:
扣除CaO的品位:
=55.80÷(1-10.25%)=62.17%
扣除有效CaO的品位:
=55.80÷[1-(10.25%-1.15×5.50%)]=58.08%
16.某有效容积1260m3高炉,矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%,求:
从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期)。
(γ矿取1.8,γ焦取0.5,工作容积取有效容积的85%)
答案:
工作容积=1260×0.85=1071
每批料的炉内体积=(30/1.8+8/0.5)×0.85=27.77m3
到达风口平面的料批数=1071/27.77≈39
经过39批料到达风口平面。
17.已知高炉冷风流量孔板显示值Qf为1200m3/min,工业氧纯度为99.5%,富氧流量Qo=20m3/min,大气湿度f=1.5%,按
(1)富氧量流经流量孔板
(2)富氧量未流经流量孔板分别计算富氧率。
答案:
(1)fo2=
=1.3%
(2)fo2=
=1.28%
18、已知某高炉日产铁4400t,焦比为460Kg/t,平均入炉风量3400m3/min。
炉内装入正常料31至规定料线位置,矿批41t,堆比重1.7t/m3,焦批9.2t,堆比重0.5t/m3。
求降料线(不再加料)2小时后,炉内腾出的容积空间是多少?
(不考虑漏风损失,炉料压缩率为10%)。
答案:
(1)算出燃烧每吨焦所需的风量为:
每日入炉风量÷每日耗焦量=(3400×60×24)÷(0.46×4400)=2419m3/t焦
(2)2小时的入炉风量可燃烧的焦炭量为:
(2×60×3400)÷2419=169t
(3)每批料压缩后体积为:
(41÷1.7+9.2÷0.5)×90%=38.3m3
(4)2小时炉内腾出的容积空间为:
焦批数×每批容积=(169÷9.2)×38.3=704m3
降料线2小时后,炉内腾出的容积空间是704m3。
19、某750m3高炉日产生铁2000吨,干焦消耗700吨,煤粉消耗320吨,计算高炉有效容积利用系数、焦比、煤比、综合冶炼强度。
解:
利用系数:
2000÷750=2.667t/m3·d
焦比:
700×1000÷2000=350kg/t
煤比:
320×1000÷2000=160kg/t
综合冶强:
(700+320×0.8)÷750=1.275t/m3·d
20、有效容积1260m3高炉,矿批重30t,焦批重8t,压缩率为15%。
求:
从料面到风口水平面的料批数(冶炼周期),(r矿取1.8,r焦取0.5,工作容积取有效容积的85%)
答案:
工作容积1260×0.85=1071
每批料的炉内体积=(30/1.8+8/0.5)×0.85=27.77m3
到达风口平面的料批数=1071/27.77≈39
经过39批料到达风口平面。
21、某高炉风量5000m3/min,工业氧纯度96%,富氧率3%,富氧前后风量不变。
问氧气流量是多少?
解:
(0.96-0.21)×Q氧/5000=3%
Q氧=200m3/min
22、某高炉10月份每天出铁15炉次,其中铁口不合格炉次为7炉,求该高炉10月份的铁口深度合格率为多少?
解:
铁口深度正常次数=31×15-7=458炉
10月份总实际出铁次数=31×15=465炉
铁口深度合格率=铁口深度正常次数/实际出铁次数×100%=458/465×100%=98.5%
答:
该高炉10月份铁口深度合格率为98.5%。
23、某高炉两次铁之间下料批数为11批,一批料理论出铁量为5吨,实际下次铁出铁量为52吨,求铁量差为多少?
铁是否出净?
解:
本次铁的理论铁量=批数×理论铁量
=11×5
=55吨
铁量差=n.T批-T实/n.T批=(55-52)/55×100%=5.5%
铁量差5.5%<10%,则铁出净。
答:
铁量差为5.5%,铁已出净。
24、ZFe=58%,TFe=65.5%,若矿批为10t,料批50批,矿损按2%计,计算全Z及80%Z+20%T其理论铁量?
解:
全Z时的矿耗=0.95/0.58×1.02=1.671—理论铁量=10/1.671×50=299.2t
80%Z+20%T的综合Fe=58%×0.8+65.5%×0.2=59.5%
矿耗=0.95/0.595×1.02=1.629—理论铁量=10/1.629×50=306.9t
25、用含Fe56%,含P为0.17%的矿石冶炼制钢铁,生铁中『Fe』=95%,试计算说明这种矿石能否练出合格的生铁。
(设每吨生铁由熔剂,燃料带入的P为0.3kg)
解:
合格生铁要求的最高含P量为0.4%
所要求的P矿最高含量为:
P矿=(0.4-0.1×0.3)×(56%/95%)=0.218%
即要达到合格生铁矿石中P的极限含量为0.218%,而此矿石含P为0.17%,所以可以冶炼出合格生铁
26、某高炉原喷煤42t/小时,BT1230℃,BH8g/m3,每小时5批料,每批生成铁量60吨。
现因设备故障预计5小时后喷煤量降到36t/小时,考虑到风温可提高40℃,湿份可降低5g/m3,请计算
(1)减煤后煤比下降多少千克?
(2).每批料需补多少焦炭?
(按鼓风中湿份1g/m3影响焦比0.8kg/t,风温1200℃以上每100℃影响焦比10kg/t)难度A
解:
(1)煤比下降=(42-36)*1000/5/60=20kg/t
(2)每批料需补焦炭=(20-4-4)*60=720kg/ch
27、已知:
烧结矿TFe53.25%,球团矿TFe64.50%。
焦批6.45t,矿批22t,100%烧结矿。
如保持矿批和焦比不变,以2t球团矿代替2t烧结矿,计算焦批变动量。
难度A
解:
设变料后焦批为X
X=6.45(20×0.5325+2×0.645)/(22×0.5325)=6.574t
变料后应增加焦炭量6.574-6.450=0.124t/批
答:
变料后应增加焦炭量0.124t/批。
28、已知风量3200m3/min,鼓风湿度3%,富氧率3%,煤气中含N253.5%,求高炉煤气发生量?
答案:
鼓风中含N2为(1-3%)×(1-21%-3%)=73.72%
则煤气发生量由氮平衡得:
3200×73.72%/53.5%=4409m3/min
29、已知某高炉煤气发热值Q高=3200KJ/m3,焦炉煤气发热值Q焦=1800KJ/m3,要求混合后的发热值Q混达到4500KJ/m3,当一座热风炉每小时耗煤气量为3000m3时,计算一座热风炉需混入焦炉煤气量为多少?
答案:
V=(Q混-Q高)÷(Q焦-Q高)×100%
=(4500-3200)÷(18000-3200)×100%
=8.78%
需混入量=3000×8.78%=263m3/h
需混入焦炉煤气量为263m3/h。
30、某2500m3高炉日产5000吨铁,风量5000m3/min,某日因故减风至3500m3/min。
两小时恢复正常,问:
减风两小时影响产量多少?
答案:
每立风产铁:
5000/(5000×24×60)
影响风量:
(5000-3500)×2×60
影响铁量:
5000/(5000×24×60)×[(5000-3500)×2×60]=125(吨)
31.某高炉风量为6000m3/min,富氧2%,工业氧纯度为98%,保持富氧前后风量不变,求需加多少工业氧?
此时真正的鼓风量是多少?
解:
设加工业氧为V氧
[(6000-V氧)×0.21+0.98V氧]/6000=0.21+0.02
V氧=155.84m3/min=9351m3/h
V鼓=6000-V氧=6000-155.84=5844m3/min
32.已知冶炼每吨生铁加碎铁50kg,焦比为300kg/t,煤比为170kg/t,渣量300kg,炉尘量为20kg,求单位生铁的矿石消耗量?
(碎铁:
Fe=75%,焦炭:
Fe=0.6%,煤粉:
解:
Fe=0.9%,渣中:
Fe=0.5%,炉尘:
Fe=40%,矿石:
Fe=60%,[Fe]=94%)
G矿=[1000[Fe]+G渣×Fe渣+G尘×Fe尘-(G碎×Fe碎铁+G焦×Fe焦)]/Fe矿
=[1000×0.94+300×0.005+20×0.4-(50×0.75+300×0.006+170×0.009)]/0.6
=1514.5kg/t
33.已知矿石批重为58吨,TFe=60%,[Fe]两次出铁间隔上料18批,实际出铁量为600吨,问:
是否出净铁?
解:
T批=58×60%/94%=37t
理论出铁量=料批×T批=37×18=666t
铁量差=理论出铁量-实际出铁量/理论出铁量=666-600/666=9.9%
铁量差不大于10-15%,即为出净铁。
34、某高炉炉顶煤气中CO2为17.6%,CH4为0.3%,N2为56.7%,求CO利用率。
(精确到小数点后1位)
答案:
ηCO=CO2/(CO+CO2)×100%=17.6/(17.6+24.3)×100%=42.0%
CO利用率为42.0%。
35、原焦批重15000Kg、含水量4.0%,现含水量升至4.5%,求焦批调整量?
答案:
焦批调整差=
=235.5Kg
新焦比15000Kg+235.5Kg=15235.5Kg
答:
焦批调整量为15235.5Kg。
36、高炉全风操作时平均每小时下料8批,每批料出铁量为20.8t,因故减风,其中前2h下料15批,后2h下料15.5批,求影响产量。
解:
由公式:
GP′=Gch.ΣTi(N-N′)
=20.8×[(8-15÷2)×2+(8-15.5÷2)×2]
=31.2t
答:
影响产量31.2t。
37、已知高炉入炉混合矿TFe由62.12%降到59.5%,原综合焦比为530kg/t,矿批36t,Fe元素分配率μFe0.997,生铁中[Fe]95%。
问矿石品位变化后,焦批如何调整?
(不考虑渣量和熔剂量变化引起的焦比变化)
解:
在矿批不变的情况下,由于品位降低,铁量减少,相应焦炭的减少量:
ΔP焦=P矿×(TFe1-TFe2)×μFe×K1/[Fe]
=36×(62.12%-59.50%)×0.997×0.530/95%
=0.524(t)
因此批焦应减524kg焦炭。
38、某高炉风口中心线至零料线之间容积1200m3,炉喉直径7m,炉喉高度2m,炉腰直径10m,炉身高度15m。
正常工作料线1.5m,矿批40t,干焦批10t,因故停止上料,恢复上料时,料线6m,为恢复炉况加净焦6t,问净焦到达风口需多长时间?
(假设料速7批/h)
已知:
矿石比重:
1.8t/m3焦炭比重:
0.5t/m3全炉压缩率:
13%
解:
根据相似三角形原理,算出6米料线处炉身直径7.8米。
则:
V圆台=3.1415/12×(72+7×7.8+7.82)×4=172.11m3
V炉喉=3.1415/4×72×2=77m3
批料体积=(40/1.8+10/0.5)×(1-13%)=36.73m3
净焦到达风口时间=(1200-77-172.11)/36.73×7=3.7h
39、某高炉风量5000m3/min,工业氧纯度98%,富氧率3%,富氧后风量不变。
问:
富氧流量是多少?
解:
(0.98-0.21)×Q氧/5000=3%
Q氧=195m3/min
40、某高炉要把铁水含硅量由0.6%降至0.4%,问需要减风温多少?
(已知100℃±焦比20kg,1%si±焦比45kg)
解:
(0.6%-0.4%)/1%×45kg=9(kg)
减风温(100×9)/20=45(℃)
答:
减风温45℃。
41、原焦批5000kg,原含水3%,新含水5%,计算新焦炭量。
解:
焦炭调整量=5000×(0.05-0.03)/(1-0.05)=105.3(kg)
新焦批:
5000+105.3=5105.3(kg)
答:
新焦炭量为5105.3kg
42、若高炉冶炼需要富氧4%,高炉风量为6000m3/min,氧气纯度为99%,计算向鼓风中兑入的富氧气体量。
解:
W=f0/(a-0.21)=0.04/(0.99-0.21)=0.0513(m3/m3)
V0=60×6000×0.0513=18468(m3/h)。
答:
向鼓风中兑入的富氧气体量为18468m3/h
43、已知:
烧结矿TFe53.25%,球团矿TFe64.50%。
焦批6.45t,矿批22t,100%烧结矿。
如保持矿批和焦比不变,以2t球团矿代替2t烧结矿,计算焦批变动量。
答案:
设变料后焦批为X
X=6.45(20×0.5325+2×0.645)/(22×0.5325)=6.574t
变料后应增加焦炭量6.574-6.450=0.124t/批
变料后应增加焦炭量0.124t/批。
44、已知风量3200m3/min,鼓风湿度3%,富氧率3%,煤气中含N253.5%,求高炉煤气发生量?
答案:
鼓风中含N2为(1-3%)×(1-21%-3%)=73.72%
则煤气发生量由氮平衡得:
3200×73.72%/53.5%=4409m3/min
45、某高炉生产中焦炭质量发生变化,灰分由12%升高至14.5%,按焦批1000kg,固定炭含量85%计算,每批焦应调整多少为宜?
答案:
△K=灰分变化量×焦批重÷固定炭含量=(14.5%-12%)×1000÷85%=29.4kg
每批焦应增加29.4kg。
46、某高炉冶炼制钢生铁,渣量450kg/t,渣碱度CaO/SiO2在1.05~1.10,硫分配系数为40,现炼钢厂要求高炉控制生铁含[S]≤0.025%,试计算满足这一条件下的硫负荷是多少。
(设定挥发带走硫为5%)
答:
⑴吨铁炉渣含(S)
﹦450×40×0.025%=4.5kg/t
⑵吨铁含[S]
﹦1000×0.025%=0.25kg/t
⑶渣铁中总含S∑S=(S)+[S]=4.75kg/t
⑷硫负荷为
﹦
﹦5kg/t
47、炼铁厂620m3高炉日产生铁1400t,料批组成为焦批3850kg焦丁批重为200kg,烧结矿批重12000kg,海南矿批重1000kg,大冶球团矿2000kg,每批料出铁8700kg,试计算其冶炼周期(炉料压缩率取12%,原燃料堆比重:
烧结矿1.75,球团矿1.75,焦炭0.5,焦丁0.6,海南矿2.6)。
答:
⑴每吨铁所消耗的炉料体积:
V料﹦
﹦1.886m3/t﹒Fe
⑵冶炼周期简易计算:
﹦
﹦6.4小时
48、某高炉原燃料消耗量为:
焦炭474.2kgG/t·Fe,煤粉66.8kg/t·Fe,烧结矿1690kg/t·Fe,澳矿116.6kg/t·Fe,石灰石24.5kg/t·Fe,炉料中CaO的质量分数(%)相应为:
0.85、0.83、11.78、0、55.3;产生的炉尘量为16.8kg/t,炉尘中CaO的质量分数为8.11%;炉渣中其中CaO的质量分数为42.12%。
求渣量。
答:
﹦472.2×0.0085+66.8×0.0083+1690×0.1178+116.6×0+24.5×0.553﹦217.13kg/t
CaO尘﹦16.8×0.0811﹦1.36kg/t
﹦
﹦512.27kg/t
49、按下列要求变料:
批重t
TFe,%
SiO2,%
CaO,%
烧结矿
35
56.0
7.2
13.2
球团矿
15
64.0
7.6
0.38
焦炭
10.6
6.1
煤粉
4.34
8.2
在矿石批重50吨,[Fe]=94.2%,[Si]=0.5%不变情况下,炉渣碱度(CaO/SiO2)由原来的1.08调至1.11时,计算每批料的原、燃料变化量。
解:
设烧结增加X,焦炭增加Y,煤粉增加Zkg。
(一)、矿石批重不变时,设每批矿石、焦炭和煤粉的变化量分别为X、Y、Z
(1)焦比不变时:
即:
Y=-0.02904X
(2)煤比不变时:
Z=-0.01189X
(3)还原[Si]需SiO2量
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