浅谈收率与物料平衡

浅谈"收率与物料平衡

首先看看“质量表” ——“物料平衡”；GMP规范附则中，物料平衡的定义是：产品或物料的理论产量或理论用量与实际产量或用量之间的比较，并适当考虑可允许的正常偏差。就这句话，字面理解并没有什么难度，无非是两个值的比较罢了，可具体比较起来，就花样多多了。

其次，我们再来瞧瞧“生产表”——“收率”是怎么个说法。收率是合格品（交下道工序的量或入库量）与理论产量或理论用量的比值。即合格的产出与投入量的比较。

我们可通过以下表来看看这两表的异同点：

1、相同点：最终都是两个值的比较；都是以百分比来表示的；从两个不同的方面（生产控制及质量控制）反映生产过程是否符合规定、受控及稳定；企业经营目标实现必须关注的内容。

2、不同点：收率的分子是合格品数；物料平衡的分子是可见的产出，即物料平衡的分子内涵与外延均大于收率的分子的内涵与外延；理论上：收率可以＞100%；而物料平衡≤100%。实际生产中：收率（100%投料，不低限投料。）大多情况下＜100%，物料平衡大多情况下＜100%。（涉及到印字包材时必须为100%）

收率：是生产过程控制中的经济指标。物料平衡：是生产过程控制中的质量指标。

物料平衡是GMP要解决是否有混药和差错的质量问题，而收率是企业生产成本的经济问题。

那么理论产量，实际产量在具体计算时，就各有不同的理解。如：内包中药颗粒，分装前颗粒总量为Akg,分装好的中间产品总重量为Bkg,复合膜使用量为Ckg，可收集损耗量为Dkg (地面、台面撒落的，内包过程抽检及不合格、压药等报损的)。计算本工序物料平衡：若按产品的实际产量和理论产量之间的比较来进行物料衡算，则实际产量为Bkg，此乃不争事实。

物料平衡：

计算颗粒的物料平衡，理论用量为A是不争事实，而实际用量也分别被认为，观点一：（B－C＋D），观点二：（B－C）。

“观点一”是我们常采用的方法。

“观点二”假如生产过程中出现异常（例如闭料器出现故障，合不上，大量药粉外漏至地面。），至使D值大大增加，并已影响到产品质量（出现空袋，半袋）时，此时若再加上D，则永远有如下等式：（B－C+D）≈A，物料衡算几乎永远都在接近100%。正常范围内，事实上生产过程已发生了异常，却被书面上所反映的“正常”掩盖住了，根本无法及时准确反映出可能影响产品质量的生产隐患信息。

个人同意观点一，物料平衡不同于偏差调查，更多的还是对物料使用的一种计量和核对，防止物料在使用过程中出现混淆和差错，是一种追溯性的计算记录吧；对于损耗增大，而物料平衡结果却一致的问题，损耗增大自然是按照偏差处理的方式进行，启动偏差调查，偏差调查是发现问题纠正预防，但是物料平衡还是应该趋向理论的100%，否则还要合理的解释物料的流失是否有问题、无法追溯。

干燥过程的物料平衡与热平衡计算

干燥过程的物料与热平衡计算 1、湿物料的含水率 湿物料的含水率通常用两种方法表示。 (1)湿基含水率:水分质量占湿物料质量的百分数,用ω表示。 100%?= 湿物料的总质量 水分质量 ω (2)干基含水率:由于干燥过程中,绝干物料的质量不变,故常取绝干物料为基准定义水分含量。把水分质量与绝干物料的质量之比定义为干基含水率,用χ表示。 100%?= 量 湿物料中绝干物料的质水分质量 χ (3)两种含水率的换算关系: χ χ ω+= 1 ω ω χ-= 1 2、湿物料的比热与焓 (1)湿物料的比热m C 湿物料的比热可用加与法写成如下形式: w s m C C C χ+= 式中:m C —湿物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; s C —绝干物料的比热,()C kg J ?绝干物料/k ; w C —物料中所含水分的比热,取值4、186()C kg J ?水/k (2)湿物料的焓I ' 湿物料的焓I '包括单位质量绝干物料的焓与物料中所含水分的焓。(都就是以0C 为基准)。 ()θθχθχθm s w s C C C C I =+=+='186.4 式中:θ为湿物料的温度,C 。

3、空气的焓I 空气中的焓值就是指空气中含有的总热量。通常以干空气中的单位质量为基准称作比焓,工程中简称为焓。它就是指1kg 干空气的焓与它相对应的水蒸汽的焓的总与。 空气的焓值计算公式为: ()χ1.88t 24901.01t I ++= 或()χχ2490t 1.881.01I ++= 式中;I —空气(含湿)的焓,绝干空气kg/kg ; χ—空气的干基含湿量,绝干空气kg/kg ; 1、01—干空气的平均定压比热,K ?kJ/kg ; 1、88—水蒸汽的定压比热,K ?kJ/kg ; 2490—0C 水的汽化潜热,kJ/kg 。 由上式可以瞧出,()t 1.881.01χ+就是随温度变化的热量即显热。而χ2490则就是0C 时kg χ水的汽化潜热。它就是随含湿量而变化的,与温度无关,即“潜热”。 4、干燥系统的物料衡算 干燥系统的示意图如下: (1)水分蒸汽量W 按上述示意图作干燥过程中的0水量与物料平衡,假设干燥系统中无物料损失,则: 2211χχG LH G LH +=+ 水量平衡 G 1

1000立方米高炉炼铁物料平衡计算课程设计论文

攀枝花学院课程设计（论文） 1000 m3高炉炼铁物料平衡计算

摘要 通过高炉物料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数量，这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。而在此基础上进行的高炉物料平衡计算，则要确定单位生铁的全部物质收入与支出，即计算单位生铁鼓风数量与全部产品数量，试物料收入与支出平衡。这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据，是高炉余各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。 高炉物料平衡的计算有两种方法：一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法。两种物料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为依据。物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料计算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。物料平衡有助于检验设计的合理性，深入了解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性。校验高炉冷风流量，核定煤气成分和煤气数量，并能检查现场炉料称量的准确性，为热平衡及燃料消耗计算的下基础。 关键词现场物料平衡，鼓风量，煤气量，物料收支总量，

1 前言（引言） 1.1物料平衡计算的准备 进行物料衡算应具备以下资料：各种物料的全分析成分，各种物料的实际用量；生铁成分、炉渣成分和数量；鼓风含氧量及鼓风湿度等。 1.2高炉物料平衡计算的内容 1.2.1高炉物料平衡的计算有两种方法与依据 一般由一般物料平衡计算法与现场物料平衡计算法组成。两种物料平衡均为热平衡的基础，以物质不灭定律为依据。 1.2.2物料平衡计算组成部分 物料平衡计算是炼铁工艺计算中的重要组成部分，它是在配料计算的基础上进行的。物料平衡计算包括鼓风量、煤气量以及物料收支总量等项内容的计算。 1.2.3一般物料平衡计算 该法用于高炉配料什算和设计阶段的工艺什算，是在假定铁的直接还原度和氢利用率等前提下，用来检查煤气成分及风量和煤气量的计算是否正确。计算步骤主要是由碳氧平衡算出入炉风量，然后计算出煤气各纽成，总量和成分含量，最终列出物料平衡表。渣量计算方法参照本文配料联合计算中炉渣成分和渣量的计算。这里直接给定了渣量。另外，原料常规分析中有SiO2、CaO、MgO、和Al2O3，物料平衡没有用到的化学成分均没有列出［3］。 1.2.4 现场物料平衡计算 现场用实际的生产数据作物料平衡，用来检查和校核入炉物料和产品称量的准确性，计算生产中无法计量的渣量和炉顶煤气量，实际的入炉风量，算出各种还原度和利用卒，如铁的直接还原度、Co利用率、氢利用率和风口燃烧碳率等，便于技术经济分析［3］。

物料平衡计算公式

物料平衡计算公式 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

物料平衡计算公式： 每片主药含量 理论片重= 测得颗粒主药百分含量 1.原辅料粉碎、过筛的物料平衡 物料平衡范围: %～100 % 物料平衡= %100?+a c b a-粉筛前重量(kg) b-粉筛后重量(kg) c-不可利用物料量(kg) 2.制粒工序的物料平衡 物料平衡范围: %～ % 制粒工序的物料平衡= a d c b ++×100% 制粒工序的收率=a b ×100% a-制粒前所有原辅料总重(kg) b-干颗粒总重(kg) c-尾料总重(kg) d-取样量(kg) 3.压片工序的物料平衡范围: %～ % 压片工序的物料平衡=a d c b ++×100% 压片工序的收率=a b ×100%

a-接收颗粒重量(kg) b-片子重量(kg) c-取样重量(kg) d-尾料重量(kg) 4.包衣工序的物料平衡 包衣工序的物料平衡范围: %～ % 包衣工序的物料平衡 = b a e d c +++ 包衣工序的收率 = b a c + a-素片重量(kg) b-包衣剂重量(kg) c- 糖衣片重量(kg) d-尾料重量(kg) e-取样量(kg) 5.内包装工序物料平衡 内包装工序物料平衡范围: %～ % 包材物料平衡=%100?++++A a d c b B a- PTP 领用量(kg) b- PTP 剩余量(kg) A- PVC 领用量(kg) B- PVC 剩余量(kg) c-使用量(kg) d- 废料量(kg) 片剂物料平衡=%100?++a d c b a ：领用量(Kg) b ：产出量(Kg) c ：取样量(Kg) d ：废料量(Kg) 6.外包装工序的物料平衡

高炉冶炼物料平衡计算

高炉冶炼综合计算 1.1概述 组建炼铁车间（厂）或新建高炉，都必须依据产量以及原料和燃料条件作为高炉冶炼综合计算包括配料计算、物料平衡计算和热平衡计算。从计算中得到原料、燃料消耗量及鼓风消耗量等，得到冶炼主要产品（除生铁以外）煤气及炉渣产生量等基本参数。以这些参数为基础作炼铁车间（厂）或高炉设计。 计算之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置，应通过实验室研究、半工业性试验、以致于工业性试验等一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工艺已有200余年的历史，技术基本成熟，计算用基本工艺技术参数的确定，除特殊矿源应作冶炼基础研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。 计算用的各种原料、燃料以及辅助材料等必须作工业全分析，而且将各种成分之总和换算成100％，元素含量和化合物含量要相吻合。 将依据确定的工艺技术参数、原燃料成分计算出单位产品的原料、燃料以及辅助材料的消耗量，以及主、副产品成分和产量等，供车间设计使用。配料计算也是物料平衡和热平衡计算的基础。 依据质量守恒定律，投入高炉物料的质量总和应等于高炉排出物料的质量总和。物料平衡计算可以验证配料计算是否准确无误，也是热平衡计算的基础。物料平衡计算结果的相对误差不应大于0.25％。 常用的热平衡计算方法有两种。第一种是根据热化学的盖斯定律，即按入炉物料的初态和出炉物料的终态计算，而不考虑炉内实际反应过程。此法又称总热平衡法。它的不足是没有反应出高炉冶炼过程中放热反应和吸热反应所发生的具体空间位置，这种方法比较简便，计算结果可以判断高炉冶炼热工效果，检查配料计算各工艺技术参数选取是否合理，它是经常采用的一种计算方法。 第二种是区域热平衡法。这种方法以高炉局部区域为研究对象，常将高炉下部直接还原区域进行热平衡计算，计算其中热量的产生和消耗项目，这比较准确地反应高炉下部实际情况，可判断炉内下部热量利用情况，以便采取相应的技术措施。该计算比较复杂。要从冶炼现场测取大量工艺数据方可进行。 1.2配料计算 一.设定原料条件 1、矿石成分： 表 1-1原料成分，%

炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算

炼钢过程的物料平衡与热平衡计算 炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上。其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。应当指出，由于炼钢系复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。 本章主要结合实例阐述氧气顶吹转炉和电弧炉氧化法炼钢过程物料平衡和热平衡计算的基本步骤和方法，同时列出一些供计算用的原始参考数据。 1.1 物料平衡计算 （1）计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表1）；金属料—铁水和废钢的成分（表1）；终点钢水成分（表1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其它工艺参数（表4）. ①本计算设定的冶炼钢种为H15Mn。 ②[C]和[Si]按实际生产情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。 表2 原材料成分

①10%C与氧生产CO2 表4 其它工艺参数设定值 收入项有：铁水、废钢、溶剂(石灰、萤石、轻烧白云石)、氧气、炉衬蚀损、铁合金。 支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。 （3）计算步骤。以100kg铁水为基础进行计算。 第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。 总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5、6和7。总渣量及其成分如表8所示。 第二步：计算氧气消耗量。 氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表9。 ①由CaO还原出的氧量，消耗的CaO量=0.013×56/32=0.023kg

烧结物料平衡计算4

烧结物料平衡计算 关键词：烧结物料平衡 1.1燃烧反应 烧结过程中进行着一系列复杂的物理化学变化，这些变化的依据是一定的温度和热量 需求条件，而创造这种条件的是混合料中碳的燃烧。混合料中的碳在温度达到700℃以上即 着火燃烧，发生以下凹种反应： C+O2＝C02△H＝-33500kj/mol△Go＝-395350-0．54T(1-1)2C+O2＝2CO△H＝-9800kg/mol△Go＝一228800-171.547T(1-2) 2CO+O2＝2CO2△H＝-23700kJ/mol△Go＝-561900十170.46T(1-3) CO2+C＝2CO△H＝13800N／k8△Go＝l66550-171.02T(1-4) 在烧结过程户，反应(2j1)易发生，在高温区有利于(2—2)和(2—4)进行，但由于燃烧层薄，废气经过预热层温度很快下降，所以它们受到限制，但是在混合料中燃料粒度过细，配碳过多而且偏析较大时，此类反应仍有一定程度的发展。反应(2—3)在烧结过程的低温区易于进行。总的来说，烧结废气个以CO：为主，有少量的CO，还有一些自出氧和氮。图1—1显示了烧结过程中废气成分变化 的一般规律。 图(1-1)

1.2分解反应 烧结过程中有三种分解反应发生：结晶水分解，碳酸盐分解，高价氧化物(Fe zo：，Mno2.Mn203)分解。 (1)结晶水分解。一般固溶体内的水容易在120一200℃就分解出来，以OH —根存在的针铁矿(Fe z03·H：O系y—FeO．OH)，针铁矿(Fe2O3·H2O系Y —FeO．OH)，水锰矿[MnO2·Mn(OH)2系MnO．OH]由于分解过程伴随有品格转变，其开始分解温度要高些约300℃左右。而脉石中的高岭土(A12O3·2SiO2·2H2O)，拜来石[(Fe·AL)2O2·3SiO2·3H2O]的早格中进入了OH-，它们均需到500℃才开始分解。分解反应为吸热反应，因而用褐铁矿或强磁选和浮选的褐铁矿精矿粉烧结时，需要更多的燃料，配量一股高达9％一11％。 (2)碳酸盐分解。如果混合料中有菱铁矿，在烧结过程中比较容易分解，在300一350℃就分解了。配入混合料的熔剂白云石和石灰石的分解与废气小的cO 2分压有关。根据烧结废气户CO2含量变化(图1-2)和总压88．3kPa(0．9趾)的条件，可以得出白云石和石灰石开始分解的温度相应为720℃和809℃。沸腾分解温度为910℃。溶剂的分解过程示与图（1-2）。

【精品】物料平衡与热平衡计算

钢铁冶金专业设计资料 （炼铁、炼钢） 本钢工学院冶化教研室 二00三年八月

第一章物料平衡与热平衡计算 物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。它以转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1—1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算.通过计算,可以定量地掌握冶炼工重要参数,做到“胸中有数”.对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义.由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算,但它仍然有十分重要的指导意义。 物料平衡和热平衡计算,一般可分为两面种方案.第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测.本计算是采用第一种方案。 目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0。40％）和中磷的(0.40～1。00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算. 1.1原始数据

1。1.1铁水成分及温度 表1—1—1 1.1.2原材料成分

资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除 2 / 56 表1-1—2原材料成分

转炉物料平衡与热平衡计算

氧气转炉炼钢物料平衡计算与热平衡计算 1物料平衡计算 1.1计算原始数据 基本原始数据铁水和废钢成分、终点钢水成分（表1）;造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其他工艺参数（表4） 表合金成分及其回收率 2

表 其他工艺参数设定值 1.2物料平衡基本项目： 收入项目：收入量=铁水+废钢+溶剂+氧气+炉衬蚀损+合金 支出项目：支出量=钢水+炉渣+烟尘+渣中铁珠+炉气+喷溅。 1.3计算步骤 以100kg铁水为基础进行计算。 第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。 总渣量包括铁水中元素氧化，炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5 表7。总渣量及其成分如表8所示。 第二步：计算氧气消耗量。 氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差。见表9.

表 铁水中元素的氧化产物及其成渣量 表炉衬蚀损的成渣量 石灰加入量计算如下：由表7-5—表7-7可知，渣中已含（CaO） =-0.014+0.004+0.002+0.910=0.902kg ;渣中已含（SiO2） =1.50+0.009+0.028+0.020=1.557kg。因设定的终渣碱度 R=3.5 ,故石灰加入量为：［R E Q（SiO2）- E Q（CaO）］/［3 （CaO 石灰）-R ）］=（3.5X 1.557-0.902）/ （88%-3.5 X 2.5%）=5.73kg。 X3 （SiO 2石灰 由CaO还原岀来的氧量，计算方法同表 5的注

表 总渣量及成分 ① 由表 1-8 知，除 FeO 和 Fe 2O 3 外的渣量 6.799+1.724+1.052+0.137+0.63+0.44+0.63+0.028=11.56kg 而终渣刀 w (FeO) =15% (表 1-4),故渣的总量 11.56-86.75%=13.326kg 。 ② 所以，w (FeO) =13.326 X 8.25%=1.099kg ③ w(Fe 2O 3)= 13.066 X 5%-0.033-0.005-0.008=0.620kg 表9实际耗氧量 2

物料平衡与热平衡计算

钢铁冶金专业设计资料（炼铁、炼钢） 本钢工学院冶化教研室 二00三年八月

第一章物料平衡与热平衡计算 物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。它以转炉作为考察对象，根据装入转炉或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1-1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算。通过计算，可以定量地掌握冶炼工重要参数，做到“胸中有数”。对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义。由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算，但它仍然有十分重要的指导意义。 物料平衡和热平衡计算，一般可分为两面种方案。第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测。本计算是采用第一种方案。 目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0.40%）和中磷的（0.40～1.00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算。 1.1原始数据 1.1.1铁水成分及温度 表1-1-1 1.1.2原材料成分

表1-1-2 原材料成分 表2-1-1铁水成分与温度 转炉冶炼钢种常为普通碳素钢和低合金钢，在此以要求冶炼BD3钢考虑，其成分见表2-1-3

水泥回转窑物料平衡、热平衡与热效率计算方

水泥工业窑热能平衡4.1.6.1 水泥工业窑热能平衡的基本概念 熟料烧成综合能耗 comprehensive energy consumption of clinker burning 熟料烧成综合能耗指烧成系统在标定期间内，实际消耗的各种能源实物量按规定的计算方法和单位分别折算成标准煤的总和，单位为千克（kg）。 熟料烧成热耗 heat consumption of clinker burning 熟料烧成热耗指单位熟料产量下消耗的燃料燃烧热，单位为千焦每千克（kJ/kg）。 回转窑系统热效率 heat efficiency of rotary kiln system 回转窑系统热效率指单位质量熟料的形成热与燃料（包括生料中可燃物质）燃烧放出热量的比值，以百分数表示（%）。 根据热平衡参数测定结果计算，热平衡参数的测定按JC/T733规定的方法进行。窑的主要设备情况及热平衡测定结果记录表参见附录A。 熟料形成热的理论计算方法参见附录B 4.1.6.2 水泥回转窑物料平衡 物料平衡计算的范围是从冷却机熟料出口到预热器废弃出口（即包括冷却机、回转窑、分解炉和预热器系统）并考虑了窑灰回窑操作的情况。 物料基础：1kg熟料 1.收入部分 （1）燃料消耗量 1）固体或液体燃料消耗量

+= yr Fr r sh M M m M …………………………（4-1） 式中： m r ——每千克熟料燃料消耗量，单位为kg/kg ； M yr ——每小时如窑燃料量，单位为kg/h ； M Fr ——每小时入分解炉燃料量，单位为kg/h ； M sh ——每小时熟料产量，单位为kg/h 。 2） 气体燃料消耗量 ρ= ?r r r sh V m M …………………………………（4-2） 式中： V y ——每小时气体燃料消耗体积，单位为Nm 3/h ； ρr ——气体燃料的标况密度，单位为kg/Nm 3。 ρρρρρρρρ?+?+?+?+?+?+?= 2 2 2 2 2 22O 222O C 100 m m CO CO m m C H H N H O r CO CO H H N H O ………………………………………………………………………………………………… (4-3) 式中： CO 2、CO 、O 2、C m H m 、H 2、N 2、H 2O ——气体燃料中各成分的体积分数，以百分数表示（%）； ρ2 CO 、ρCO 、ρ2 O 、ρm m C H 、ρ2H 、ρ2N 、ρ2 H O ——各成分的标况密度，单位为 kg/m 3N,参见附录C 。

高炉本体设计

高炉炼铁综合计算及高炉本体设计

目录 前言3 摘要错误!未定义书签。 第一章高炉炼铁综合计算4 原始条件4 工艺计算6 配料计算6 物料平衡10 热平衡计算15 热平衡表18 m的高炉本体设计 19第二章有效容积12753 技术经济指标确定19 高炉内型尺寸计算19 炉衬材质及厚度22 炉底衬砖的设计22 炉腹、炉腰及炉身下部的砌筑22 炉身上部和炉喉砌筑23 高炉冷却 23 冷却的目的和意义24 高炉冷却介质 24 冷却设备 24 炉体钢结构25 炉体钢结构25 炉壳25 高炉基础25 结论错误!未定义书签。 谢辞26 参考文献 27

前言 高炉炼铁是以铁矿石（天然富矿、烧结矿、球团矿）为原料，以焦炭、煤粉、重油、天然气等为燃料和还原剂，以石灰石等为熔剂，在高炉内通过燃料燃烧、氧化物中铁元素的还原以及非铁氧化物造渣等一系列复杂的物理化学过程获得生铁。其主要副产品有高炉炉渣和高炉煤气。 为实现优质、低耗、高产和延长炉龄，高炉本体结构和辅助系统必须满足耐高温，耐高压，耐腐蚀，密封性好，工作可靠，寿命长，产品优质，产量高，消耗低等要求。现代化高炉已成为高度机械化、自动化和大型化的一种综合生产装置。高炉车间的设计也必须满足高炉生产的经济技术指标，以期达到最佳的生产效果。 摘要: 高炉炼铁的历史悠久，炼铁技术日臻成熟，是当今主要的炼铁方式。高炉作为炼铁工艺的主体设备，其结构的合理性对炼铁的工艺操作、生产技术指标以及自身的寿命都有十分重要的影响。根据攀枝花钒钛磁铁矿的高炉冶炼特点，通过进行配料计算和物料平衡计算，设计了1700m3高炉本体。设计过程除考虑通常的高炉设计方案外，还考虑了攀枝花钒钛磁铁矿多年高炉冶炼的一些生产实践经验。采用碳砖加高铝砖综合炉底、全碳砖炉缸；冷却设备的设计为水冷炉底、炉缸和炉底采用三段光面冷却壁、炉身采用镶砖冷却壁；高炉钢结构采用炉体框架式结构，最后采用CAD绘制出高炉本体图。 关键词: 高炉炼铁；综合计算，高炉本体设计

物料平衡计算公式：

物料平衡计算公式： 每片主药含量 理论片重= 测得颗粒主药百分含量 1.原辅料粉碎、过筛的物料平衡 物料平衡范围:97.0 %～100 % 物料平衡= %100?+a c b a-粉筛前重量(kg) b-粉筛后重量(kg) c-不可利用物料量(kg) 2.制粒工序的物料平衡 物料平衡范围:98.0 %～104.0 % 制粒工序的物料平衡= a d c b ++×100% 制粒工序的收率=a b ×100% a-制粒前所有原辅料总重(kg) b-干颗粒总重(kg) c-尾料总重(kg) d-取样量(kg) 3.压片工序的物料平衡范围:97.0 %～100.0 % 压片工序的物料平衡= a d c b ++×100% 压片工序的收率=a b ×100% a-接收颗粒重量(kg) b-片子重量(kg) c-取样重量(kg) d-尾料重量(kg) 4.包衣工序的物料平衡 包衣工序的物料平衡范围:98.0 %～100.0 % 包衣工序的物料平衡 = b a e d c +++ 包衣工序的收率 = b a c +

a-素片重量(kg) b-包衣剂重量(kg) c-糖衣片重量(kg) d-尾料重量(kg) e-取样量(kg) 5.内包装工序物料平衡 内包装工序物料平衡范围:99.5 %～100.0 % 包材物料平衡=%100?++++A a d c b B a- PTP 领用量(kg) b- PTP 剩余量(kg) A- PVC 领用量(kg) B- PVC 剩余量(kg) c-使用量(kg) d-废料量(kg) 片剂物料平衡=%100?++a d c b a ：领用量(Kg) b ：产出量(Kg) c ：取样量(Kg) d ：废料量(Kg) 6.外包装工序的物料平衡 包装材料的物料平衡范围：100% 包装材料物料平衡=%100?+++e a d c b e-上批结存 a-领用量 b-使用量 c-剩余量 d-残损量 7.生产成品率 成品率范围：90%～102% 片剂收率= %100?++a d c b a-计划产量 b-入库量 c-留样量 d-取样量

回转窑系统热平衡计算资料

回转窑系统热平衡计算 1 热平衡计算基准、范围及原始数据 1.1 热平衡计算基准 物料基准：一般以1kg 熟料为基准； 温度基准：一般以0℃为基准； 1.2 热平衡范围 热平衡范围必须根据回转窑系统的设计或热工测定的目的、要求来确定。在回转窑系统设计时，其平衡范围，可以回转窑、回转窑加窑尾预热分解系统、或再加冷却机和煤磨作平衡范围。范围选得大，则进出口物料、气体温度较低，数据易测定或取得，但往往需要的数据较多，计算也烦琐。因此一般选回转窑加窑尾预热分解系统作为平衡范围。 1.3 原始数据 根据确定的计算基准和平衡范围，取得必要的原始数据，这是一项非常重要的工作。计算结果是否符合实际情况，主要取决于所选用的数据是否合理。对新设计窑或改造窑来说，主要是根据同类型窑的生产资料，结合工厂具体条件和我国实际情况、合理地确定各种参数；对于生产窑来说，主要通过热工测定取得实际生产中各种参数。若以窑加窑尾预热系统为平衡范围，一般要取得如下原始数据：生料用量、化学组成、水分、入窑温度；燃料成分、工业分析和入窑温度；一、二次空气的比例和温度；空气过剩系数、漏风系数；废气温度；飞灰量、灰温度及烧失量；收尘器收尘效率；窑体散热损失；熟料形成热等等。熟料形成热可根据熟料形成过程中的各项物理化学热效应求得，也可用经验公式计算或直接选定。 2 物料平衡与热量平衡 计算方法与步骤说明于下： 窑型：预分解窑 基准：1kg 熟料；0℃ 平衡范围：窑+预热器系统 根据确定的平衡范围，绘制物料平衡图和热量平衡图，如图1和图2所示。 图1 物料平衡图 图2 热量平衡图

2.1 物料平衡计算 2.1.1 收入项目 （1）燃料消耗量 m r （kg/kg 熟料） 设计新窑或技术改造时，m r 是未知量，通过热平衡方程求得，已生产的窑，通过热工测定得到。 （2）入预热器物料量 ① 干生料理论消耗量 s ar r gsL 100100L a A m m --= 式中，m gsL —干生料理论消耗量，kg/kg 熟料；A ar —燃料收到基灰分含量，%；a —燃料灰分掺入熟料中的量，%；L s —生料的烧失量，%。 ② 入窑回灰量和飞损量 ηfh yh m m = )1(fh Fh η-=m m 式中，m yh —入窑回灰量，kg/kg 熟料；m fh —出预热器飞灰量，kg/kg 熟料；m Fh —出收尘器飞灰损失量，kg/kg 熟料；η—收尘器、增湿塔综合收尘效率，%。 ③ 考虑飞损后干生料实际消耗量 s fh Fh gsL gs 100100L L m m m --?+= 式中，m gs —考虑飞损后干生料实际消耗量，kg/kg 熟料；L fh —飞灰烧失量，%。 ④ 考虑飞损后生料实际消耗量 s gs s 100100W m m -?= 式中，m s —考虑飞损后生料实际消耗量，kg/kg 熟料；W s —生料中水分含量，%。 ⑤ 入预热器物料量 yh s m m +=入预热器物料量（kg/kg 熟料） （3）入窑系统空气量 ① 燃料燃烧理论空气量 )O 0.033(S 0.267H 0.089C ar ar ar ar LK -++='V LK LK 293.1V m '='

年产值刚生铁450吨的高炉车间中高炉内型设计

课程设计说明书 题目名称：年产值钢生铁450吨的高炉车间中高炉内型设计 系部：机械系工程系 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2014.6.20

新疆工程学院 课程设计评定意见 设计题目 系部_________________ 专业班级 学生姓名_________________ 学生学号 评定意见： 评定成绩： 指导教师（签名）：年月日

新疆工程学院 ____________系(部)课程设计任务书 学年学期年月日专业班级课程名称 设计题目指导教师 起止时间周数设计地点 设计目的： 设计任务或主要技术指标： 设计进度与要求： 主要参考书及参考资料： 教研室主任（签名）系（部）主任（签名）

目录 前言 (1) 配料计算方法 (3) 配料计算原始条件 (3) 吨铁简易配料计算 (5) 物料平衡计算方法 (10) 物料平衡计算的原始条件 (10) 吨铁物料平衡计算 (10) 高炉内型设计方法 (15) 炉缸 (15) 炉腹 (16) 炉身 (17) 炉腰 (17) 炉喉 (17) 死铁层厚度 (18) 高炉内型计算 (18) 高炉内型图 (20) 参考资料 (21)

一、前言 近年来，随着我国经济的快速发展，在基础设施建设,房地产，汽车，家电，机电等行业的带动下我国炼铁工业也处于高速发展阶段，2007年全国生铁产量达到4.6944亿t,比上年度增长15.19%，占世界总产量的49.74%,08年全国生铁产量4.7067亿t，炼铁生产能力超过6亿t,09年全国生铁产量达5.4375亿t，但有6000万t/年的生产能力居于淘汰之列（主要是300m3以下容积小高炉）。在产量不断增长的同时，我国的高炉炼铁技术也取得了较大的进步，入炉焦比和炼铁工序能耗不断下降，喷煤比、热风温度和利用系数也不断提高，高炉操作技术也日趋成熟，各项技术经济指标得到进一步改善。我国现有高炉1300多座,大于1000m3以上容积的高炉有150多座。近年来，高炉大型化的步伐加快，宝钢建成三座4 000m3级的高炉，另外已建成和在建的7 座4000m3级高炉以及首钢曹妃甸2座5500 m3高炉。大型高炉均采用了先进的技术装备，一大批成熟高新技术和装备的应用大大降低了生产成本和劳动强度，自动化程度也进一步提升，生产环境有了很大改善，企业生产效率和经济效益得到明显提高。但是,目前我国只有宝钢，武钢，鞍钢，沙钢，首钢等少数几家钢厂的技术装备水平及产品结构、品质达到世界先进水品，大多数中小企业整体相对比较落后，因此我国炼铁工业还有很长的路要走，需要大批有经验，懂理论，会技术的的建设者和接班人。我国炼铁工业产业集中度较低，全国近千家炼铁企业，而年产生铁能力大于500万吨的21家企业产量不及总产量的40%。这说明,我国炼铁工业是处于多种结构，不同层次，各种生产技术指标共存的发展阶段。这个现状对于我国炼铁技术水平的提高和整个行业的发展十分不利，造成资源、能源的很大浪费并对环境造成很大破坏。所以，我国炼铁企业要加快淘汰落后产能，加大自主创新和技术攻关的投入力度，增加高科技人才的引进，积极与科研院所和相关高校实施合作，通过多种渠道努力实现炼铁企业的高效生产，使我国钢铁工业走向健康的可持续发展的道路。 炼铁过程实质上是将铁从其自然形态——矿石等含铁化合物中还原出来的过程。炼铁方法主要有高炉法、直接还原法、熔融还原法等，其原理是矿石在特定的气氛中（还原物质CO、H2、C；适宜温度等）通过物化反应获取还原后的生铁。生铁除了少部分用于铸造外，绝大部分是作为炼钢原料。高炉炼铁是现代炼

第2章炼钢过程的物料平衡和热平衡计算

第2章炼钢过程的物料平衡和热平衡计算炼钢过程的物料平衡和热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上的。其主要目的是比较整个过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供定量依据。由于炼钢是一个复杂的高温物理化学变化过程，加上测试手段有限，目前还难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。 2.1物料平衡计算 2.1.1 计算原始数据 基本原始数据有：冶炼钢种及其成分，铁水和废钢的成分，终点钢水成分（见表2.1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（见表2.2）：脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表2.3）；其他工艺参数（表2.4）。 表2-1 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值

表2-2 原材料成分 表2.3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）

2 表2.4 其他工艺参数设定值 2.1.2 物料平衡基本项目 收入项有：铁水、废钢、溶剂（石灰、萤石、轻烧白云石）、氧气、炉衬蚀损、铁合金。 支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。 2.1.3 计算步骤 以100Kg铁水为基础进行计算。 第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。 总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和计入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表2.5、2.6和2.7。总渣量及其成分列于表2.8中。 第二步:计算氧气消耗量。 氧气实际耗量系消耗项目与供入项目之差。见表2.9。

表2.5 铁水中元素的氧化产物及其渣量 表2.6 炉衬蚀损的成渣量

表2.7 加入溶剂的成渣量 ①石灰加入量计算如下：由表4.6～4.8可知，渣中已含=-0.026+0.004+0.002+0.910=0.890㎏；渣中已含(SiO2)=1.071+0.009+0.028+0.020=1.128㎏。因设定的终渣碱度R=3.5；故石灰的加入量为： [RΣω(SiO2)- Σω(CaO)]/ [ω(CaO石灰)-R×ω(SiO2石灰)]=3.95/(88.66%-3.5×2.70%)=4.99kg ②(石灰中CaO含量)-(石灰中S→CaS消耗的CaO量)。 ③由CaO还原出来的氧量，计算方法同表2-6的注。

3 高炉物料平衡计算

3 高炉物料平衡计算 3.1高炉物料平衡计算的意义 通过高炉配料计算确定单位生铁所需要的矿石、焦炭、石灰石和喷吹物等数量，这是制定高炉操作制度和生产经营所不可缺少的参数。而在此基础上进行的高炉物料平衡计算，则要确定单位生铁的全部物质收入与支出，即计算单位生铁鼓风数量与全部产品的数量，使物质收入与支出平衡。这种计算为工厂的总体设计、设备容量与运输力的确定及制定生产管理与经营制度提供科学依据，是高炉与各种附属设备的设计及高炉正常运转的各种工作所不可缺少的参数。 3.2高炉物料平衡计算的内容 物料平衡是建立在物质不灭定律的基础上，以配料计算为依据编算的。计算内容包括：风量、煤气量，并列出收支平衡表。物料平衡有助于检验设计的合理性，深入了解冶炼过程的物理化学反应，检查配料计算的正确性。校验高炉冷风流量，核定煤气成分和煤气数量，并能检查现场炉料称量的准确性，为热平衡及燃料消耗计算打基础。 (1) 原料全分析并校正为100%（表2.1；表2.2；表2.3）； (2) 生铁全分析；（表2.7） (3) 各种原料消耗量（表2.5）； (4) 鼓风湿度，f=1.5%； (5) 本次计算选择直接还原度r d=0.45； (6) 假定焦炭和喷吹物含C总量的1.2%与H2反应生成CH4。（全焦冶炼可选0.5%-1.0%的C与H2生成CH4。 上述1，2，3原条件已经由配料计算给出，本例仅假定其余各项未知条件，分别为鼓风湿度f=1.5%（12g/m3），富氧率2.5%，氧气浓度98%。 3.2.1根据碳平衡计算风量 (1) 风口前燃烧的碳量C风根据碳平衡得： C风=∑C燃-（C）×103- ∑（C）直- C CH4 式中C风──风口前燃烧C量，kg； (C)──生铁含C量%；

物料平衡

题目：物料平衡管理制度 制定人：年月日编码：GLSC00500 审核人：年月日颁发部门：质量管理部 批准人：年月日执行时间：年月日 分发部门：生产管理部、前处理车间、制剂车间、档案室： 目的：加强物料平衡的管理，防止差错和混淆事故的发生。 范围：适用于每批产品生产过程中的物料平衡管理。 职责：生产管理部、各生产车间、QA员、生产操作工。 内容： 一、制剂生产必须按照批生产指令所要求的处方量的100%（标示量）投料。 二、进行物料平衡检查是避免或及时发现差错与混淆的有效方法之一，每批产品应按产量和数量平衡。 三、物料平衡是产品（或物料）的理论产量（或理论用量）与实际产量（或实际用量）之间的比较，并有可允许的正常偏差。 四、生产过程的关键工序进行物料平衡检查，检查结果必须符合物料平衡规定的限度。 需要进行物料平衡检查的工序： 固体制剂：制粒、总混、压片（块）、分装、包衣、贴签、包装后成品。 液体制剂：配制、灌装、灭菌、灯检、包装。 提取：净制、浓缩。 五、物料平衡规定限度是根据生产实际情况、产品工艺验证、生产消耗定额等确定的一个适当的百分比值范围。 六、每批产品生产作业完成后进行物料平衡检查，若超过规定限度，必须进行偏差分析，查明原因，在得出合理解释确认无潜在质量事故后，方可按正常产品处理。 七、物料平衡计算公式： 实际值 ×100% 理论值 实际值：为生产过程中实际产出量（包括本工序产出量、收集废品量、取样量、留样量及丢弃的不合格物量）；

理论值：为按照所用的原料（或包装材料）在生产中无任何损失或差错情况下得出的最大数量； 八、物料平衡的计算单位 （1）固体制剂进行物料平衡计算时以重量计算。 （2）液体制剂： 第1 页共2 页 ①包装前以体积计算 ②包装后以“万支”计算 ③分装过程： 分装药液体积(ml) = 支 平均装量(ml) （3）中药前处理、提取： ①固体以重量计算 ②液体以体积计算。 九、物料平衡计算结果经QA员复核，确认结果符合规定的限度范围，方可移交下工序。 十、各工序物料平衡检查种类及正常的偏差限度要求遵照工艺规程。

高炉冶炼物料平衡计算

高炉冶炼综合计算 概述 组建炼铁车间（厂）或新建高炉，都必须依据产量以及原料和燃料条件作为高炉冶炼综合计算包括配料计算、物料平衡计算和热平衡计算。从计算中得到原料、燃料消耗量及鼓风消耗量等，得到冶炼主要产品（除生铁以外）煤气及炉渣产生量等基本参数。以这些参数为基础作炼铁车间（厂）或高炉设计。 计算之前，首先必须确定主要工艺技术参数。对于一种新的工业生产装置，应通过实验室研究、半工业性试验、以致于工业性试验等一系列研究来确定基本工艺技术参数。高炉炼铁工艺已有200余年的历史，技术基本成熟，计算用基本工艺技术参数的确定，除特殊矿源应作冶炼基础研究外，一般情况下都是结合地区条件、地区高炉冶炼情况予以分析确定。例如冶炼强度、焦比、有效容积利用系数等。 计算用的各种原料、燃料以及辅助材料等必须作工业全分析，而且将各种成分之总和换算成100％，元素含量和化合物含量要相吻合。 将依据确定的工艺技术参数、原燃料成分计算出单位产品的原料、燃料以及辅助材料的消耗量，以及主、副产品成分和产量等，供车间设计使用。配料计算也是物料平衡和热平衡计算的基础。 依据质量守恒定律，投入高炉物料的质量总和应等于高炉排出物料的质量总和。物料平衡计算可以验证配料计算是否准确无误，也是热平衡计算的基础。物料平衡计算结果的相对误差不应大于％。 常用的热平衡计算方法有两种。第一种是根据热化学的盖斯定律，即按入炉物料的初态和出炉物料的终态计算，而不考虑炉内实际反应过程。此法又称总热平衡法。它的不足是没有反应出高炉冶炼过程中放热反应和吸热反应所发生的具体空间位置，这种方法比较简便，计算结果可以判断高炉冶炼热工效果，检查配料计算各工艺技术参数选取是否合理，它是经常采用的一种计算方法。 第二种是区域热平衡法。这种方法以高炉局部区域为研究对象，常将高炉下部直接还

3.3.3物料平衡计算的方法和步骤

三、物料平衡计算的方法和步骤 （一）水泥厂的物料平衡计算 1.烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 （1）年平衡法 计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（水泥年产量的要求），先计算要求的熟料年产量，然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算出烧成系统和工厂的生产能力。 ①要求的熟料年产量可按式（3-1）计算： Q y = p e d ---100100G y （3-1) 式中 Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）； G y ——工厂规模（t/a ）； d ——水泥重视高的掺入量（%）； e ——水泥中混合材的掺入量（%）； p ——水泥的生产损失（%），可取为3%~~5%。 当计划书任务书规定的产品品种有两种或两种以上，但所用的熟料相同时，可按下式分别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和。 Q y1=p e d ---1001001 1G y1 （3-2） Q y2= p e d ---1001002 2G y2 (3-3) Qy=Q y1+Q y2 (3-4) 式中 Q y1，Q y2——分别表示每种水泥要求的熟料年产量（t/a ）； G y1，G y2——分别表示每种水泥年产量（t/a ）； d 1，d 2——分别表示每种水泥中石膏的渗入量（%）； e 1，e 2——分别表示每种水泥中混合材的渗入量（%）； Q y ——两种熟料年产量的总和（t/a ）。 ②窑的台数可按式（3-5）计算： n= 1 .8760 h Q Qy η (3-5) 式中 n ——窑的台数； Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）; Q h.1——所选窑的标定台时产量【t/(台·h)】； η——窑的年利用率，以小数表示。不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑0.90，传统干法窑0.85，机立窑0.8~0.85，悬浮预热器窑、预分解窑0.85； 8760——全年日历小时数。 算出窑的台数n 等于或略小于整数并取整数值。例如，n=1.9，取为两台，此时窑的能力稍有富余，这是允许的，也是合理的。如n 比某整数略大，取该整数值。例如n=2.1或