[科普中国]-高炉物料平衡

简介

随着我国科学技术的发展，在工程设计、科研和生产，电子计算机的使用越来越广泛。炼铁厂、钢研所共同将这一先进计算下具应用到采用综合鼓风新技术后的高炉物料平衡和热平衡计算中去。在反复实践的基础上编制了计算程序，并对去年及今年一季度各高炉的物料平衡和热平衡(按一个月的生产数据作为一个计算单元，共五十一个单元)进行了计算。

高炉冶炼过程是一个十分复杂的物理化学反应过程。物料平衡和热平衡的计算，是为了进一步了解高炉在采用新技术后冶炼过程的变化情况，进行深入和定量的分析研究，以便给高炉稳定顺行和操作调整提供某些数据，为高炉的高产、优质、低耗起到应有的作用;同时为今后高炉局部或全部用电子计算机控制生产过程做好初步的准备。若用人工计算物料平衡与热平衡而在计算中又不出差错，一般每组需两天时间。为了能及时、准确而可靠的算出所需的各种结果，我们采用了这一先进的计算工具。

为了适合于用计算机进行计算，根据现场的生产隋况，将高炉综合鼓风后的物料平衡、平衡的部分计算(以每吨生铁作为计算单位)公式表达如下1。

物料平衡物料平衡用量校正系数k的计算

k=Fe生+Fe尘+Fe渣一Fe燃/Fe矿+Fe熔+Fe附(1)

式中:

Fe生—生铁的含铁量，公斤;

F e 尘-—炉尘带走的铁量，公斤;

F e渣—进入炉渣中的铁量，公斤;

Fe燃---燃料(包括喷吹燃料)由的铁量，公斤;

Fe矿---混合矿中的总铁最，公斤;

Fe熔--一熔剂中的铁量，公斤;

Fe 附一一金属附加物中的铁量，公斤。

渣量采用物料平衡方法进行计算，与k相关，在计算机上渣量(以生产报表的渣量作为估计值)采用逐步逼近的办法计算，在满足一定精确度后停止2。

热平衡众所周知，热平衡是以能量守恒定律为基础的，根据热化学中的盖斯定律进行计算。一般通式为:

热量=单位物质的热效应X物质的数量。

热量收入的总和=热量支出的总和。

不过热量损失是作为收支的平衡项计算的，即是以总的热量收入减去其它各项热量支出而得到的。

根据物料平衡、热平衡的计算，还可以算出燃料和焦炭在风口区域燃烧的碳率以及炉内热量利用系数和碳素利用率的能量利用指标。

总结通过51组，每组167个数据的处理和计算，输出92个计算结果。每组纯机器计算时间仅1 -2分钟，显然，在计算准确可靠的基础上，能大大提高工效，并能及时为高炉操作者和科研人员进行分析研究，为进一步降低焦比、强化高炉生产提供理论依据。实践证明对于计算量很大而又十分繁杂的工程计算来说，采用电子计算机具有十分明显的优点。

目前试验工作已告一段落，公式中的一些问题尚有待今后工作实践中进一步检验。同时天然气和富氧等因数尚未考虑进去，有待今后将计算公式进一步完善，编出新的程序3。