整理物料平衡與熱平衡計算

1、精品文檔鋼鐵冶金專業(yè)設(shè)計資料（煉鐵、煉鋼）本鋼工學(xué)院冶化教研室二00三年八月精品文檔精品文檔第一章物料平衡與熱平衡計算物料平衡和熱平衡計算是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝設(shè)計的一項基本的計算，它是建立在物質(zhì)和能量不滅定律的基礎(chǔ)上的。它以轉(zhuǎn)爐作為考察對象，根據(jù)裝入轉(zhuǎn)爐內(nèi)或參與煉鋼過程的全部物料數(shù)據(jù)和煉鋼過程的全部產(chǎn)物數(shù)據(jù)，如圖1-1-1所示的收入項數(shù)據(jù)和支出項數(shù)據(jù)，來進行物料的重量和熱平衡計算。通過計算，可以定量地掌握冶煉工重要參數(shù)，做到“胸中有數(shù)”。對指導(dǎo)生產(chǎn)和分析研究改進冶煉工藝，設(shè)計轉(zhuǎn)爐煉鋼車間等均有其重要意義。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼過程是一個十分復(fù)雜的物理化學(xué)過程，很顯然，要求進行精確的計算較為困難，特別是

2、熱平衡，只能是近似計算，但它仍然有十分重要的指導(dǎo)意義。物料平衡和熱平衡計算，一般可分為兩面種方案。第一種方案是為了設(shè)計轉(zhuǎn)爐及其氧槍設(shè)備以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間而進行的計算，通常側(cè)重于理論計算，特別是新設(shè)計轉(zhuǎn)爐而無實際爐型可以參考的情況下；另一種方案是為了校核和改善已投產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐冶煉工藝參數(shù)及其設(shè)備參數(shù)或者采用新工藝新技術(shù)等，而由實測數(shù)據(jù)進行的計算，后者側(cè)重于實測。本計算是采用第一種方案。目前，我國頂吹轉(zhuǎn)爐所采用的生鐵基本上為低磷的(0.100.40%)和中磷的(0.401.00%)兩種，對這兩種不同含磷量生鐵的冶煉工藝制度也不相同。因此，下面以50噸轉(zhuǎn)爐為例，分別就低磷生鐵和高磷生鐵兩種情況，進行

3、物料平衡和熱平衡計算。1.1 原始數(shù)據(jù)1.1.1 鐵水成分及溫度表1-1-1成分CSiMnPS溫度c%4.2500.8500.5800.1500.03712501.1.2原材料成分精品文檔精品文檔表1-1-2原材料成分CaOSiO2MgOAI2O3SPCaF2FeOFe2O3H2OC燒堿合計石灰91.381.261.541.420.064.34100.00礦石1.105.110.521.160.0728.861.80.50100.00螢石6.000.581.780.090.5589.002.00100.00輕燒白云石30.840.4620.160.740.040.1147.8100.00鎂質(zhì)爐

4、54.51.0539.41.005.0100.0精品文檔精品文檔襯050表2-1-1鐵水成分與溫度成分CSiMnPS溫度c%4.3000.6500.5600.1500.0381300轉(zhuǎn)爐冶煉鋼種常為普通碳素鋼和低合金鋼，在此以要求冶煉BD3鋼考慮，其成分見表2-1-3成分（中限）CSiMnPS%0.160.240.160.280.350.650.0450.045精品文檔精品文檔1.1.4平均比熱表1-1-4液態(tài)或氣態(tài)平均比工幣日固態(tài)平均比熱熔化潛熱才丸唄曰千口公斤度千卡/公斤熱千卜/公斤度生鐵0.178520.20鋼0.167650.20爐渣500.298煙塵0.23850礦石爐氣CO0.34

5、9CO20.558SO20.555O20.365N20.346H2O0.4891.1.5冷卻劑用廢鋼作冷卻劑，其成份與冶煉鋼種成份的中限相同。（見表1-1-3）1.1.6反應(yīng)熱效應(yīng)雖然爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)，實際上是在爐料溫度和爐內(nèi)上部氣相溫度之間的任一溫度發(fā)生的，但反應(yīng)熱效應(yīng)通常仍采用25C作為參考溫度，值得指出的是，反應(yīng)熱還與組分在鐵水中存在形態(tài)有關(guān)，至今對參與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的實際組成物還有不同的看法。但是，比較常用的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)見表1-1-5。精品文檔精品文檔表1-1-5反應(yīng)放出熱（千卡）每公斤分子每公斤兀素或化合物千卡兀素或化合物-一-1_C(Fe3C)+102=COC(Fe3C)+O2=CO2Si

6、(FesSi)+O2=SiO252P(FqP)+5O2=P2O521Mn+-O2=MnO1_*0.95Fe+-O2=Feo95O2,一1一一一Fe+1O2=FeO22Fe+-O2=Fe2O323Fe+2O2=Fe-O431397.099063.5190015.2280133.592007.463727.364430.0196910.0267243.42616.98250.76767.24522.61677.91200.11150.51758.11594.6CCSiPMnFeFeFeFe精品文檔精品文檔2CaO+SiO2=2CaO.SO29780.2495.0SiO24CaO+巳O5=4CaOP

7、2O5165013.21162.1P2O5FeO+SQ=FeOSQ4500.480.6FeOMnO+SiO2=MnO-SiO25889.4107.2MnO*通常近似認為是Fe+102=FeO21.1.7其它數(shù)據(jù)的選?。ǜ鶕?jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實測數(shù)據(jù)選?。? .渣中鐵珠量為渣量的5%-8%本設(shè)計取8%2 .金屬中碳的氧化假定為：80%-90%勺碳氧化成CO,20%-10%勺碳氧化成CO2。3 .噴濺鐵損為鐵水量的0.7%1.0%,本設(shè)計取1.0%。4 .取爐氣平均溫度1450C,爐氣中自由氧含量為0.5%,煙塵量鐵珠量的1.6%,其中FeO=77%Fe2O3=20%5 .氧氣成分為98.5%O2,1

8、.5%N2。6 .爐襯侵蝕量為鐵水量的0.5%。1.2物料平衡計算根據(jù)鐵水成份，渣料質(zhì)量以及冶煉鋼種，采用單渣不留渣操作，通常首先以100公斤鐵水為計算基礎(chǔ)，然后再折算成100公斤金屬料。1.2.1爐渣量及其成份的計算爐渣來自金屬中元素的氧化產(chǎn)物，渣料以及爐襯侵蝕等。1 .鐵水中各元素氧化量（見表2-2-1）精品文檔精品文檔1-2-1份重量公斤)CSiMnPS鐵水4.2500.8500.5800.1500.037終點鋼水0.150痕跡0.1740.0150.022氧化量4.1000.8500.4060.1350.015終點鋼水成份是根據(jù)同類轉(zhuǎn)爐冶煉鋼種的實際數(shù)據(jù)選取，其中:C:應(yīng)根據(jù)冶煉鋼種含

9、碳量的中限和預(yù)估計的脫氧劑的增碳量(0.20.3)之差來確定終點鋼水含碳量，取0.150%。Si:在堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法中，鐵水中的硅幾乎全部被氧化，隨同加入的其它材料帶入的SiO2一起進入爐渣中，故終點鋼水硅的含量為痕跡。Mn:終點鋼水殘鎰量，一般為鐵水中鎰含量的30%-40%取30%P:采用低磷鐵水操作，鐵水中磷約8595%S入爐渣，在此取鐵水中磷的90%S入爐渣，10漏在鋼中。同時要考慮鋼包中回磷的因素。S:氧氣轉(zhuǎn)爐內(nèi)去硫率不高，一般在3050%勺范圍，取40%2 .各元素氧化量、耗氧量及其氧化產(chǎn)物量見表1-2-2。精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔表1-2-2元素反應(yīng)及其產(chǎn)物兀素氧化量（公斤）

10、耗氧量（公斤）氧化產(chǎn)物量（公斤）備注精品文檔精品文檔CCSiMnPSSC+2O2=COC+O2=CO2Si+O2=(SiO2)Mn+；O2=(MnO)2P+5|O2=(P2O5)S+O2=SO2FeS+(CaO)=(CaS)Fe+O精品文檔Fe+O2=(FeO)2Fe+O2=(Fe2O3)3.690X16=4.9203.690X至=8.6112124.100X90%=30.410X22=1.093012.6900.850X22=0.9710.410X±=1.5028124.100X10%=00.406X竺=0.118355.4100.135X型=0.1740.850X%=62280.

11、0.005X經(jīng)=0.0051.821328500.010X(-")=-00.406X21=32550.0050.5244061.056X至二0.135X生=56620.0.3020.3091350.575X2=0.005X%=112320.015X1=0.2040.01030.0050.010X召=320.015-0.005=0.023*0.011.1.358假定氣化硫率占總?cè)チ蚵实?。-0.0053表示還原由的氧量，消耗CaO量為0.010x口=0.01832見表2-2-8見表2-2-8精品文檔精品文檔*指生成的CaS量精品文檔3 .造渣劑成分及數(shù)量50噸氧氣轉(zhuǎn)爐加入造渣劑數(shù)量，是

12、根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐有關(guān)數(shù)據(jù)選取:1）礦石加入量及成分礦石加入量為1.00公斤/100公斤鐵水，具成分及重量見表1-2-3表1-2-3成分重量（公斤）Fe2O31.00X61.80%=0.618FeO1.00X29.40%=0.294SiO21.00X5.61%=0.056AI2O31.00X1.10%=0.011CaO1.00X1.00%=0.010MgO1.00X0.52%=0.005*S1.00X0.07%=0.001H2O1.00X0.50%=0.005共計1.00*$以S+（CaO）=（CaO）+O的形式反應(yīng)，其中生成CaS量為0.001X£=0.002公斤，消耗CaO量為0.

13、001X5|=0.002公斤，生成微量氧為0.001義16=0.001公斤。322）螢石加入量及成分螢石加入量為0.50公斤/100公斤鐵水，具成分及重量見表2-2-4表1-2-4成分重量（公斤）CaF20.50X89.0030.445SiO20.50X6.00%=0.030Al2O30.50X1.78%=0.009MgO0.50X0.58%=0.003*P0.50X0.55%=0.003*S0.50X0.09%=0.0004H2O0.50X2.00%=0.010共計0.500精品文檔精品文檔* P以2P+5O2=（P2O5）的形式進行反應(yīng)，其中生成P2O5量為20.003義142=0.007

14、公斤，消耗氧量為0.003義80=0.004公斤。6262* *S微量，忽略之。3）爐襯侵蝕量為0.50公斤/100公斤鐵水，具成分及重量見表1-2-5表1-2-5成分重量（公斤）CaO0.50X54.0030.270MgO0.50X37.95%=0.190SiO20.50X2.05%=0.010Al2O30.50X1.00%=0.005C0.50X5.00%=0.025共計0.500被浸蝕的爐襯中碳的氧化，同金屬中碳的氧化成CO,CO2的比例相同，即:28CCO0.025X90%而=0.053公斤CO20.025X10%44=0.009公斤120.00932一X=0.007公斤44其消耗氧氣

15、量為：0.053X16=0.030公斤28共消耗氧氣量為0.03+0.007=0.037公斤4）生白云石加入量及成份為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，在加入石灰造渣的同時，添加一部分白云作造渣劑，其目的是提高爐渣中MgO的含量。初期渣中（MgO）含量增高，使?fàn)t渣的熔點和粘度明顯降低，減緩或阻礙石灰顆粒表面的硅酸二鈣層（2CaO-SiO2）的形成，從而加速石灰的熔解。同時，能減少初期渣中的（FeO）含量或者中和一部分氧化鐵，因此降低了爐渣的有效氧化能力。這樣就使得焦油白云石爐襯中碳的氧化作用減慢，有利于提高爐襯浸蝕能力。另外，提高爐渣中的（MgO）含量，降低了爐渣對爐襯的浸蝕能力，在吹煉后期隨著爐渣堿度的提

16、高，其粘度相應(yīng)提高，使精品文檔精品文檔得爐壁容易掛渣，從而保護避免受浸蝕，也有利于提高爐襯壽命。生產(chǎn)實踐表明，渣中（MgO）含量為68%寸，其效果較好。為此，必須保證法中（MgO）含量在68叱間來計算白云石加入量。經(jīng)試算后取生白云石加入量為2.03.0/100公斤鐵水，本設(shè)計取3.0,其成份及重量見表1-2-6表1-2-6成分重量（公斤）CaO3.00X30.84%=0.925MgO3.00X20.16%=0.605SiO23.00X0.46%=0.014Al2O33.00X0.74%=0.022燒堿3.00X47.80%=1.434共計3.000燒減是指生白云石（MgCO3-CaCO3）分解

17、后而生產(chǎn)的CO2氣體。5）爐渣堿度和石灰加入量（%CaO）-取終渣堿度R=（%SiO2）=2.84.0取3.5首先計算由上述造渣劑以及鐵水中各元素氧化產(chǎn)物而進入爐渣中的SiO2和CaO的重量，然后再計算石灰加入量。渣中已存在的三（SiO2）量=鐵水中Si氧化生成的SiO2量+爐襯帶入的SiO2量+礦石帶入的SiO2量+螢石帶入的SiO2量+白云石帶入的SiO2量=1.821+0.010+0.056+0.030+0.014=1.931公斤。渣中已存在的三©2。）量=白云石帶入的CaO量+爐襯帶入的CaO量+礦石帶入白CaO量-鐵水中S成渣消耗的CaO量-礦石中S成渣消耗的CaO量=0.

18、925+0.27+0.010-0.018-0.002=1.185公斤。石灰加入量=RX"(SiO2-(CaO)(%CaO)有效RXy(SiO2)-%(CaO)%CaO一RX%SiO2=6.537公斤3.5X1.931-1.18591.08%-3.5X1.66%加入石灰所代入的各成份及重量見表1-2-7精品文檔精品文檔表1-2-7成分重量（公斤）CaO6.537X91.08%=5.954MgO6.537義1.54%=0.101SiO26.537X1.66%=0.108Al2O36.537X1.22%=0.080*S6.537X0.06%=0.004燒堿6.537X4.44%=0.290

19、共計6.537*S以S+（CaO）=（CaS）+O的形式反應(yīng)，其中生成（CaS）量為0.004X72=0.009,生成氧量為0.004X16=0.002公斤；消耗（CaO）量為32320.004義56=0.007公斤。32燒減是指未燒透的CaCO3經(jīng)受熱分解所產(chǎn)生的CO2氣體量。6）終點氧化鐵的確定終渣中氧化鐵的含量與鋼水的終點含碳量和終渣的堿度有關(guān)，根據(jù)生產(chǎn)實踐數(shù)據(jù)，終點鋼水含碳量為0.15%口終渣堿度為3.5時，終渣中（Fe2O3）=5%和（FeQ=10%7）終謂量及其成份表1-2-8中不計（FeO）和（F&O3）在內(nèi)的爐渣重量為：（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al

20、2O3+CaF2+CaS）=7.152+0.904+2.039+0.316+0.524+0.127+0.445+0.034=11.541公斤已知渣中氧化鐵量為15%則謂中其它成份之和為100%-15%=85%一一,11541一,故爐渣總重量為U至nBBTg公斤由此可知：85%（FeO）的重量=13.578X10%=1.358公斤，其中鐵重=1.358X56=1.056公斤72（F&O3）的重量=13.578X5%=0.679公斤，其中鐵重量=0.679X112=0.474公斤160將（FeO）和（F&O3）的值分別填入表2-3-2中。終謂量及其成份見表1-2-8。精品文檔精品文

21、檔表1-2-8成份氧化產(chǎn)物量（公斤）石灰（公斤）礦石（公斤）輕燒白云石（公斤）爐襯（公斤）螢后（公斤）合計（公斤）%CaO*5.9470.0100.9250.2707.15252.67MgO0.1010.0050.6050.1900.0030.9046.66SiO21.8210.1080.0560.0140.0100.0302.03915.02P2O50.3090.0070.3162.33MnO0.5240.5243.86Al2O30.0800.0110.0220.0050.0090.1270.93CaF20.4450.4453.28CaS0.0230.0090.0020.0340.25FeO

22、1.358*1.35810.00Fe2O30.679*0.6795.00總計4.7146.2450.0841.5660.4750.49413.578100.00*5.947=石灰中CaO含量一石灰中S自耗CaO重量=5.9540.007=5.947*和*是元素鐵被氧化成氧化亞鐵和三氧化二鐵的重量。精品文檔精品文檔1.2.2礦石、煙塵中的鐵及重量假定礦石中三(FeO)全部被還原成鐵，則：礦石帶入鐵量=1.00X(29.40%義56+61.80%義112)=0.661公斤72160煙塵帶走鐵量=1.60X(77%X56+20%X112)=1.182公斤72160礦石代入的氧量=1.00X(29.4

23、0%X16+61.8%X堇)=0.251公斤72160煙塵消耗氧量=1.60X(77%X16+20%望)=0.370公斤721601.2.3爐氣成份及重量表1-2-9成份重量（公斤）體積，米3%（體積）CO8.6632248.663X仝=6.93079.3828CO23.236-22418.873.236X±24=1.647SO20.01044CCA0.04O2*0.063_22.4一一0.010X=0.0040.50N2*0.108*0.0440.99H2O0.015*0.0860.2222.40.015X=0.01918共計12.0958.730100.00表1-2-9中各項的計

24、算如下；CO的重量=鐵水中的C被氧化成CO的重量+爐襯中的C被氧化成CO的重量=8.610+0.053=8.663公斤CO2的重量=鐵水中的C被氧化成CO2的重量+爐襯中的C被氧化成CO2的重量+白云石燒減的重量+石灰燒減的=1.503+0.009+1.434+0.290=3.236公斤SO2的重量=鐵水中的S氣化而產(chǎn)生的氧化物重量=0.010公斤H2O汽的重量=石代入的水分全部汽化的重量+螢石代入的水分全部汽化的重量=0.005+0.010=0.015公斤*和*分別是自由氧和氮氣的重量和體積，它是由表1-2-9中爐氣的其它成份反算出來的，即已知氧氣成份為98.5%O2,1.5%N2和爐氣中自

25、由氧體積比為精品文檔精品文檔0.50%,求自由氧和氮氣的體積和重量，其求法如下：設(shè)爐氣總體積為X米3,則X=£素氧化生成的氣體體積和水蒸汽的體積+自由氧體積+氮氣體積，即:22.4/32(7.781+0.370+0.037+0.0040.252。002)+0.50%X乂(1985%)X=6.930+1.647+0.004+0.019+0.50%X+98.5%=8.600+0.50%X+(0.085+0.008%X)整理得：X=一8.600+0.085_=8.730米31-0.50%-0.008%3故爐氣中自由氧體積=8.730X0.50%=0.044米自由氧重量=0.044X里=0.

26、063公斤22.4爐氣中氮氣體積=0.085+0.008%X8.730=0.086米3爐氣中氮氣重量=0.086X用-=0.108公斤22.4*括號內(nèi)的數(shù)據(jù)參看下面氧氣消耗項目。1.2.4氧氣消耗量計算為元素氧化耗氧重量7.782公斤煙塵中鐵氧化耗氧重量0.370公斤爐襯中碳氧化耗氧重量0.037公斤螢石中磷氧化耗氧重量0.004公斤爐氣中自由氧重量0.063公斤爐氣中氮氣重量0.108公斤礦石分解代入及其中硫把氧化鈣還原出的氧的重量為：1.0X(61.80%X幽160X+2.04%X)+0.001=0.25272消耗和代入氧氣的項目為:石灰中硫把氧化鈣還原出的氧重量0.002公斤故氧氣實際消

27、耗重量為:公斤7.782+0.370+0.037+0.004+0.063+0.108-0.252-0.002=8.110公斤換算成體積=8.110X22.4=5.68標(biāo)米3/100公斤鐵水32或56.8標(biāo)米3/噸鐵水.精品文檔精品文檔噸鋼耗氧量，即供氧強度在55-65m3/t則計算合理。1.2.5鋼水量計算吹損包括下列組成項目:化學(xué)損失（元素氧化）量7.037煙塵中鐵損失量1.182法中鐵珠損失量13.578噴濺鐵損失量1.000但是，礦石代入鐵量0.661公斤公斤X8%=1.086公斤公斤公斤故鋼水重量為100-(7.037+1.182+1.086+1.000)+0.661=90.356公斤

28、即鋼水收得率為90.36%收入項支出項項目重量（公斤）%項目重量（公斤）%鐵水100.00083.58鋼水90.35675.48石灰6.5375.46爐渣13.57811.34礦石1.0000.34爐氣12.09510.10螢石0.5000.42煙塵1.6001.34白云石3.0002.51鐵珠1.0860.91爐襯0.5000.42噴濺1.0000.88氧氣8.1106.77總計119.647100.00總計119.715100.001.2.6物料平衡表（以100公斤鐵水為基礎(chǔ)）表1-2-10收入項-支出項計算誤差=收入項X100%119.647-119715X100%119.647=-0.

29、06%<土0.5%則合格精品文檔精品文檔1.3熱平衡計算1.3.1 熱收入項1 .鐵水物理熱(為了簡化計算，取冷料入爐溫度均為25C.)鐵水熔點：=1536-(4.25X100+0.86乂8+0.58乂5+0.18乂30+0.037X25)-7=1089C式中100、8、5、30、25分別為C、Si、MnP、S元素增加1始量降低鐵水熔點值；7為氣體。2、H2、N共降低鐵水熔點值；1536c為純鐵熔點，取鐵水溫度為1250C,則：鐵水物理熱=100X0.178X(1089-25)+52+0.20X1250-1089=27360千卡2.鐵水中各元素氧化放熱及成渣熱C,CO3.690X2616

30、.9=二9656.4C卜CO20.410X8250.7=:3882.8SirSiO20.850X6767.2=二5752.1MnkMnO0.406X1677.9=:681.2FeFeO1.056X1150.5:=1214.9FeFe2O30.475義1758.1=885.1PP2O50.135X4522.6=610.6P2O5T4CaO-P2O50.316X1162.1=二367.2SiO2f2CaO-SiO22.039X495.0=1009.3共計23509.63.煙塵氧化放熱1.6X(77%X56X1150.5+20%X112X1758.1)=1496.2千卡72160則熱收入總量為：27

31、360+26509.6+1496.2=52365.8千卡注：對于爐襯中的C和螢石中的P,其氧化放熱甚少，故忽略之。1.3.2熱支出項1 .鋼水物理熱鋼水熔點：精品文檔精品文檔=1536-(0.150義65+0.174義5+0.015義30+0.022義25)-7=1517C式中65、5、30、25分別為鋼中元素C、Mn、P、S增加1%時鋼水熔點的降低值。C確定出鋼溫度：(1)鋼水過熱度，鎮(zhèn)靜鋼一般在7090C,取70C(2)鎮(zhèn)靜溫度降，按13c/分鐘計，鎮(zhèn)靜時間為79分，故其溫度降為21c(3)出鋼溫度降，一般在4050c,取50c.故出鋼溫度=鋼水熔點+過熱度領(lǐng)靜溫度降+出鋼溫度降=1517

32、+70+21+50=1658：則鋼水物理熱=90.356X0.107X(1517-25)+65+0.20X(1658-1517)=30934.6千卡2 .爐渣物理熱取終點爐渣溫度與鋼水溫度相同，即1658c故爐渣物理熱=13.578X0.298乂(1658-25)+50=7286.4千卡3 .礦石分解吸熱：1X(29.40%X56X1150.5+61.8%XH2X758.1)72160=1023.6千卡4 .煙塵物理熱：1.6X0.233X(1450-25)+50=622.6千卡5 .爐氣物理熱：(6.930X0.349+1.647)X1450=4921.36 .法中鐵珠物理熱：1.086X0

33、.167X(1517-25)+65+0.20X(1658-1517)=371.87 .噴濺金屬物理熱：1 X0.167X(1517-25)+65+0.20X(1658-1517)=342.4千卡8 .白云石分解吸熱：取生白云石中的CaCO3在1183K分解，MgCO3在750K分解，經(jīng)過計算，生白云石的分解熱效應(yīng)為生340千卡/公斤生白云石，故3公斤生白云石分解吸熱為3X340=1020千卡上述各項熱支出量為：30934.6+7286.4+1023.6+622.6+4921.3+371.8+342.4+1020精品文檔精品文檔=46522.7千卡9 .剩余熱量：吹煉過程轉(zhuǎn)爐熱輻射、對流、傳導(dǎo)、

34、傳熱以及冷卻等帶走的熱量，與爐容量小，操作等因素有關(guān)，一般為總收入熱量的38%本計算取5%故熱損失為52365.8X5%=2618.3千卡則剩余熱量為52365.8-46522.7-2618.3=3224.8千卡10 .廢鋼加入量:1公斤廢鋼吸收熱量為：1X0.167X(1517-25)+65+0.2X1658-1517=342.4千卡則可加入的廢鋼量為：3224.8=9.42公斤即廢鋼比為：一942X100%=8.61%342.4100+9.4211.熱平衡表表1-3-1收入項支出項項目熱量(%項目熱量(%鐵水物理熱27360.052.25鋼水物理熱30934.659.08兀素氧化放熱和成渣

35、熱23509.644.89爐渣物理熱7286.413.91其中C13039.224.90礦石分解熱1023.61.96Si5752.110.90煙塵物理熱622.61.19Mn681.21.30爐氣物理熱4921.89.4P610.61.17鐵珠物理熱371.80.71Fe2050.23.91噴濺物理熱34240.65P2O5367.20.70白云石分解熱10201.95SiO21009.31.93其它熱損失2618.85.00煙塵氧化熱1496.22.86廢鋼物理熱3224.86.16共計52365.8100.00共計52365.8100.00時出力鋼水物理熱+廢鋼物理熱+爐渣物理熱熱效率=

36、.以小、目x100%總熱收入量精品文檔精品文檔30934632248+72864乂©=°.043<0.50%則合格。5236581.4加入廢鋼和脫氧劑后的物料平衡1.4.1加入廢鋼后的物料平衡1.廢鋼中各元素應(yīng)被氧化量，見表2-4-1表1-4-1一成份%數(shù)值CSiMnPS廢鋼成份取同一冶煉0.200.5200.0220.025鋼種中限0.18終點鋼水0.15痕跡0.1740.0150.022廢鋼中各元素應(yīng)被氧化量0.0030.200.3460.0070.0052.9.42公斤廢鋼各元素氧化量，進入鋼中的量，耗氧量及氧化產(chǎn)物量見表1-4-2把表1-4-3內(nèi)的金屬料（鐵水

37、+廢鋼）換算以100公斤金屬料為基礎(chǔ)，得到重新整理加入廢鋼后的物料平衡3.加入廢鋼后物料平衡，見表1-4-4計算誤差117.991-118.053X100%=-0.05%117.991精品文檔精品文檔精品文檔精品文檔表1-4-2項目反應(yīng)廢鋼中各元素氧化量（公斤）廢鋼進入鋼中量（公斤）耗氧量（公斤）氧化產(chǎn)物量（公斤）備注CCO9.42X0.03%X90%=0.0030.003X=0.004120.003X2=0.007生成物CO,CO2均進入爐氣中，其和為0.007+0.001=0.008生成物SiO2、MnO、P2O5、CaS均進入爐渣中，具和為0.041+0.043+0.002+0.0005

38、=0.087SO2量極微，忽略之C一CO29.42X0.03%X10%=0.00030.0003X2=0.001120.0008X44=0.00112Si*SiO29.42X0.20%=0.0190.019X及=0.022280.019X型=0.04128Mn>MnO9.42X0.346%=0.0330.033X=0.010550.033X3=0.04355PP2O59.42X0.007%=0.0010.001X80=0.001620.001X=0.00262SSiC,19.42X0.003%X-=0.00010.0001X%=0.000132640.0001X32=0.0002SCaS

39、9.42X0.003%X2=0.000230.0002X-32=-0.0001720.0002X32=0.0005共計0.0579.42-0.057=9.3630.038廢鋼中C同鐵水中C氧化成CO、CO2的比例相同精品文檔精品文檔把表1-2-10和表1-4-2有關(guān)項目合并整理為表1-4-3表1-4-3收入項支出項項目重量（公斤）項目重量（公斤）鐵水100.000鋼水90.356+9.363=99.719廢鋼9.420爐渣13.578+0.087=13.665石灰6.537爐氣12.095+0.008=12.103礦石1.000煙塵1.600螢石0.500鐵珠1.086白云石3.000噴濺1.

40、000爐襯0.500氧氣8.110+0.038=8.148總計129.105總計129.173表1-4-4收入項支出項項目重量（公斤）%項目重量（公斤）%鐵水91.39177.46鋼水91.13477.20廢鋼8.6097.30爐渣12.48910.53石灰5.9745.06爐氣11.0619.37礦石0.9140.77煙塵1.4621.24螢石0.4570.39鐵珠0.9930.84白云石2.7422.32噴濺0.9140.77爐襯0.4570.39氧氣7.4476.31總計117.991100.00總計118.053100.00精品文檔精品文檔1.4.2脫氧后的物料平衡1.冶煉BD3鋼選用

41、鉆鐵和硅鐵脫氧，其成份如表4-2-5表1-4-5%合小、CSiMnPSFe備注鉆鐵7.52.575.00.380.0314.59牌nn3硅鐵/70.00.70.050.0429.21S1752.計算鉆鐵、硅鐵加入量根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐冶煉BD3鋼種的有關(guān)數(shù)據(jù)選?。衡o鐵：Mn的收得率為75%Si的收得率為70%,C的收得率為90%其中10%勺C被氧化成CO2.硅鐵：Mn的收得率為80%Si收得率為75%.兩種脫氧劑含有的P、S、Fe均全部進入鋼中。故鉆鐵加入量=(0.5200.174)%x91.134=0.561公斤75%X75%硅鐵加入量=(0.200.01)%x(91.134+0.448*)公斤

42、=0.331公斤70%X75%0.01是鈕鐵中硅進入鋼中所占的重量百分?jǐn)?shù)。0.448是鈕鐵中各元素進入鋼中的總重量。以上兩者均見表4-2-6。3 .脫氧劑中各元素的計算*和*的數(shù)據(jù)見表4-2-8。*0.113公斤為脫氧劑總脫氧量。終點鋼水含氧量，是根據(jù)終點鋼水含C=0.15%,查C-O平衡曲線,得終點鋼水含O=0.017%,其重量為0.017%X91.134=0.015公斤。此含氧量遠不能滿足脫氧劑的耗氧量，其差值是由于出鋼時鋼水二次氧化所獲得的氧。4 .脫氧后的鋼水成份把表1-2-1和表1-4-6中有關(guān)元素進入鋼中的項目合并起來，故得脫氧后的鋼水成份(見表1-4-7)精品文檔精品文檔1-4-

43、6合金成份元素?zé)龘p量（公斤）耗氧量（公斤）產(chǎn)物元素進入鋼中成渣量成爐氣量重量（公斤）重量百分?jǐn)?shù)%硅鐵總計SiSiO20.331義70%(1-75%)=0.058320.058X一28=0.066600.058X一28=0.1240.331X70%75%=0.174”4義100%91.85=0.19%MnMnO0.331X0.7X(1-80%)=0.00050.005X至55=0.0001710.0005X一55=0.00060.331X0.7%X80%=0.002%X100%91.85=0.002%P0.331X0.05%=0.0002微量不計S0.331X0.04%=0.0001微量不計Fe

44、0.331X9.21%=0.097合計0.05850.06610.12460.27330.1720.1130.2700.0150.721精品文檔精品文檔合金成份元素?zé)龘p量（公斤）耗氧量（公斤）產(chǎn)物元素進入鋼中成渣量成爐氣量重量（公斤）重量百分?jǐn)?shù)鈕鐵CCO20.561X7.5%X(1-90%)=0.004320.004X一12=0.0110.004義44空=0.015120.561X7.5%X90%=0.0382038x100%91.58=0.040%SiSiO20.561X2.5%X(1-70%)=0.004320.004X28=0.005600.004X28=0.0090.561X2.5%X

45、70%=0.010-001X100%91.58=0.01%MnMnO0.561X75%(1-75%)=0.105160.105X55=0.031710.105X755=0.1360.561X75%75%=0.3160316X100%91.58=0.35%P0.561X0.38%=0.002照X100%91.58=0.002%S0.561X0.03%=0.0微量不計Fe0.561X14.59=0.082合計0.1130.0470.1450.0150.448精品文檔精品文檔表1-4-7成份CSiMnPS%0.190.15+0.040.200.01+0.190.530.174+0.35+0.0020

46、.0170.015+0.0020.0225.脫氧后的物料平衡見卜表表1-4-8收入項支出項項目重量（公斤）%項目重量（公斤）%鐵水91.39176.88鋼水91.85577.1591.134+0.448=91.58291.582+0.273=91.855廢鋼8.6097.24爐渣12.75910.72(12.489+0.270)石灰5.9745.03爐氣11.0769.30(11.061+0.015)礦石0.9140.77煙塵1.4621.23螢石0.4570.38鐵珠0.9930.83白云石2.7422.31噴濺0.9140.77爐襯0.4570.38鎰鐵0.5610.47硅鐵0.3310.28總計118.883100.00總計119.059100.00計算誤差=118.883一119.059*100%118.883=-0.15%<0.5%則合格精品文檔精品文檔第二章連鑄機的總體設(shè)計及有關(guān)參數(shù)的確定一、連鑄機的總體設(shè)計（一