煉鋼課程設(shè)計講稿-第二章課件

煉鋼廠設(shè)計原理第2章氧氣轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計算1煉鋼廠設(shè)計原理第2章氧氣轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計算1收入項：開吹前首先要向爐內(nèi)加入鋼鐵料：鐵水和廢鋼，然后降槍吹氧，同時加入造渣料：石灰、螢石、白云石、鐵皮或礦石等，以及吹煉過程中爐襯要受到侵蝕而剝落下來進(jìn)入爐內(nèi)。支出項：開吹后首先從爐口冒出爐氣，爐氣中夾帶著煙塵，吹煉過程中要產(chǎn)生一些噴濺，并且要產(chǎn)生爐渣，爐渣中夾帶著鐵珠，最后得到鋼水。還有其它一些支出物。2收入項：開吹前首先要向爐內(nèi)加入鋼鐵料：鐵水和廢鋼，然后降槍吹通過以上分析，可以給轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡下個定義：所謂物料平衡就是計算在煉鋼過程中加入爐內(nèi)并參與煉鋼過程的全部物料和煉鋼過程產(chǎn)生物之間的平衡關(guān)系。它是物質(zhì)不滅定律在煉鋼過程中的具體應(yīng)用。所謂熱平衡就是計算在煉鋼過程中熱量的收入與支出之間的平衡關(guān)系。它是能量守恒定律在煉鋼過程中的具體應(yīng)用。進(jìn)行物料平衡與熱平衡計算有什么意義呢？在進(jìn)行煉鋼設(shè)計和組織煉鋼生產(chǎn)過程中，經(jīng)常向我們提出一些“量”的問題需要我們來回答：3通過以上分析，可以給轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡下個定義：所CSi、Mn、P、S、Fe

爐氣爐渣鋼水鐵水礦石CO90%CO210%爐氣爐渣爐渣爐渣爐氣H2OSiO2等Fe2O3鋼水瑩石爐氣爐渣H2OCaF等爐襯爐氣CCaO等爐渣白云石爐氣燒減CaO等爐渣石灰爐氣燒減CaO等計算渣中FeO10%Fe2O35%總爐渣煙塵含鐵量自由氧、N2總爐氣總鋼水氧氣氧氣氧氣氧氣氧氣氧氣渣中鐵珠量噴濺鐵量氧氣100kg1kg0.5kg0.5kg3kg根據(jù)堿度計算1.6kg1kg渣量8%4CSi、Mn、P、S、Fe爐氣爐渣鋼水鐵水礦石C2.1原始數(shù)據(jù)表2－1鐵水成分及溫度成分CSiMnPS溫度，℃%4.2500.8500.5800.1500.0371250表2－3冶煉鋼種Q235成分成分CSiMnPS%≤0.17≤0.300.35～0.80≦0.035≦0.03552.1原始數(shù)據(jù)表2－1鐵水成分及溫度成分CSiMnPS溫種類成分％表2－2原材料成分石灰礦石螢石白云石爐襯CaO91.081.0030.8454.00SiO21.665.616.000.462.05MgO1.540.520.5820.1637.75Al2O31.221.100.780.741.00S0.060.070.09P0.55CaF290.00FeO29.40Fe2O361.80燒減4.4447.80H2O0.502.00C5.00100.00100.00100.00100.00100.006種類成分％表2－2原材料成分石灰礦石螢石白云石爐襯CaO9項目固態(tài)平均比熱KJ/kg?度熔化潛熱KJ/kg液態(tài)或氣態(tài)平均比熱KJ/kg?度生鐵0.7452180.837鋼0.6992720.837爐渣2091.248爐氣1.137煙塵0.996209礦石1.046209表2－4平均比熱7項目固態(tài)平均比熱熔化潛熱液態(tài)或氣態(tài)平均比熱生鐵0.反應(yīng)元素氧化放熱KJ/KmolKJ/kg元素元素C+1/2O2=CO131365.010949.1CC+O2=CO2414481.734521.0CSi+O2＝SiO2795023.628314.0Si2P+5/2O2=P2O51172078.618922.6PMn+1/2O2＝MnO384959.07020.3MnFe+1/2O2＝FeO266635.05021.2Fe2Fe+3/2O2＝Fe2O3822156.07340.7Fe2CaO+SiO2=2CaO?SiO2124600.42071.1SiO24CaO+P2O5=4CaO?P2O5690414.95020.8P2O5表2－5鐵水中元素氧化放熱

（6）反應(yīng)熱效應(yīng)（25℃）8反應(yīng)元素氧化放熱KJ/KmolKJ/kg元素元素C+1/2O1)渣中鐵珠量為渣量的8％；2)金屬中碳的氧化，其中90％的碳氧化成CO，10％的碳氧化成CO2；3)噴濺鐵損為鐵水量的1％；4)爐氣和煙塵量，取爐氣平均溫度1450℃。爐氣中自由氧含量為0.5％。煙塵量為鐵水量的1.6％，其中FeO=77%,Fe2O3=20%;5)爐襯侵蝕量為鐵水量的0.5％；6)氧氣成分，98.5％O2、1.5％N2。（7）根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實測數(shù)據(jù)選取；91)渣中鐵珠量為渣量的8％；（7）根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實測數(shù)據(jù)根據(jù)鐵水成分、原材料質(zhì)量以及冶煉鋼種，采用單渣不留渣操作。為了簡化計算，以100kg鐵水為計算基礎(chǔ)。2.2物料平衡計算（1）爐渣量及成分計算爐渣來自金屬中元素的氧化產(chǎn)物、造渣劑及爐襯侵蝕等。10根據(jù)鐵水成分、原材料質(zhì)量以及冶煉鋼種，采用單渣不留渣操作1)鐵水中各元素氧化量表2－6鐵水中各元素氧化量成分％項目CSiMnPS鐵水4.2500.8500.5800.1500.037終點鋼水0.150痕跡0.1700.0150.025氧化量4.1000.8500.4100.1350.012*終點鋼水成分是根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐冶煉Q235鋼種的實際數(shù)據(jù)選取，其中：[Si]：在堿性氧氣轉(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而帶入的SiO2一起進(jìn)入爐渣中，所以終點鋼水硅的含量為痕跡。[P]：采用低磷鐵水操作，爐料中磷約85～95%進(jìn)入爐渣，本計算采用低磷鐵水操作，取鐵水中磷的90%進(jìn)入爐渣，10%留在鋼中。[Mn]：終點鋼水余錳含量，一般為鐵水中錳的含量30～40％，取30％。[S]：去硫率，一般為30～50％的范圍，取33％。[C]：終點鋼水含碳量，根據(jù)冶煉鋼種的含碳量和預(yù)估計脫氧劑等增碳量之差，則為終點含碳量。本計算取0.15%。111)鐵水中各元素氧化量表2－6鐵水中各元素氧化量成分％項目元素反應(yīng)極其產(chǎn)物元素氧化量kg耗氧量kg氧化產(chǎn)物量kg備注C[C]+1/2{O2}={CO}4.100×90%=3.6903.690×16/12=4.9203.690×28/12=8.610C[C]+{O2}={CO2}4.100×10%=0.4100.410×32/12=1.0950.410×44/12=1.503Si[Si]+{O2}=(SiO2)0.8500.850×32/28=0.9710.850×60/28=1.821Mn[Mn]+1/2{O2}=(MnO)0.4100.41×16/55=0.1190.41×71/55=0.529P2P+5/2{O2}=(P2O5)0.1350.135×80/62=0.1740.135×142/62=0.309S[S]+{O2}={SO2}0.012×1/3=0.0040.004×32/32=0.0040.004×64/32=0.008S[S]+(CaO)=(CaS)+[O]0.012×2/3=0.0080.008×(-16/32)=-0.004產(chǎn)生氧量0.008×72/32=0.018產(chǎn)生(CaS)-0.004表示還原出氧量。耗CaO量0008×56/32=0.014Fe[Fe]+1/2{O2}=(FeO)1.055([Fe]量后面才能計算)1.055×16/55=0.3071.356由渣量計算10%見表2-13Fe2[Fe]+3/2{O2}=(Fe2O3)0.475(同上）0475×48/112=0.2030.678由渣量計算5%見表2-13共計7.0377.787表2－7鐵水中各元素氧化產(chǎn)物量12元素反應(yīng)極其產(chǎn)物元素氧化量kg耗氧量kg氧化產(chǎn)物量kg備注C礦石加入量為1.00/100Kg鐵水，其成分及重量見表2－8。2）礦石加入量及成分成分重量kg備注Fe2O31.00×61.80％＝0.618不進(jìn)入渣中FeO1.00×29.40％＝0.294不進(jìn)入渣中SiO21.00×5.61％＝0.056Al2O31.00×1.10％＝0.011CaO1.00×1.00％＝0.010MgO1.00×0.50％＝0.005S*1.00×0.07％＝0.0007S以[S]+[CaO]=[CaS]+[O]的形式反應(yīng),其中生成CaS量為0.001×72/32＝0.002消耗CaO量為0.001×56/32＝0.002kg

H2O1.00×0.50％＝0.005進(jìn)入煙氣共計1.000表2－8礦石加入量及其成分13礦石加入量為1.00/100Kg鐵水，其成分及重量見表2－8螢石加入量為0.5/100kg鐵水，其成分及重量3）螢石加入量及成分成分重量，kg成分重量，kgCaF20.5×90.00％＝0.45P*0.5×0.55％＝0.0028SiO20.5×6.00％＝0.030S**0.5×0.09％＝0.0004Al2O30.5×1.78％＝0.0089H2O0.5×2.00％＝0.010MgO0.5×0.58％＝0.0029共計0.500*P以2[P]+5/2{O2}=(P2O5)的形式進(jìn)行反應(yīng)，其中生成P2O5量為0.0028×142/62=0.007kg。消耗氧氣量為0.0028×80/62＝0.004kg**S微量，忽略之。表2－9螢石加入量及成分14螢石加入量為0.5/100kg鐵水，其成分及重量3）螢石加入爐襯被侵蝕量為0.50kg/100kg鐵水，其成分及重量見表2-94）爐襯被侵蝕重量及成分成分重量kg成分重量kgCaO0.50×54.00％

＝0.270Al2O30.50×

1.00％＝0.005MgO0.50×

37.95％＝0.190C*0.50×

5.00％＝0.025SiO20.50×2.05％＝0.010共計0.500*被侵蝕的爐襯中碳的氧化，同金屬中碳氧化成CO、CO2的比例數(shù)相同，即：C→CO0.025×90%×28/12＝0.053kgC→CO20.025×10%×42/12＝0.009kg其氧氣消耗量：0.053×42/12

＝0.030kg

0.053×16/28

＝0.007kg共消耗氧氣量為0.030+0.007＝0.037kg表2－10爐襯被侵蝕重量及成分15爐襯被侵蝕量為0.50kg/100kg鐵水，其成分及重量見表為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，采用白云石造渣劑，其主要目的是提高爐渣中的MgO含量，降低爐渣對爐襯的侵蝕能力。若使渣中MgO含量在6.00～8.00％的范圍之內(nèi)，其效果顯著。經(jīng)試算后取生白云石加入量為3.00Kg/100Kg鐵水，其成分及重量5）生白云石加入量及成分成分重量kg成分重量kgCaO3.00×30.84％＝0.925SiO23.00×0.46％＝0.014MgO3.00×20.16％＝0.605燒減*3.00×47.80％＝1.434Al2O33.00×0.74％＝0.022共計3.000*燒減是指生白云石（MgCO3?CaCO3）分解后而產(chǎn)生的氣體。16為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，采用白云石造渣劑，其主要目的是提高爐渣6）石灰加入量取轉(zhuǎn)爐終渣堿度

176）石灰加入量取轉(zhuǎn)爐終渣堿度17量＝鐵水中Si氧化成SiO2量1.821+爐襯帶入的SiO2量0.010+礦石帶入的SiO2量0.056+螢石帶入的SiO2量0.030+白云石帶入的SiO2量0.014＝1.821+0.010+0.056+0.030+0.014＝1.931kg量＝白云石帶入的CaO量0.925+爐襯帶入的CaO量0.270+礦石帶入的CaO量0.010-鐵水中S成渣耗CaO量0.014-礦石中S成渣耗CaO量0.002＝0.925+0.270+0.010-0.014-0.002＝1.189kg

18量＝白云石帶入的CaO量成分重量kg成分重量kgCaO6.52×91.08％＝5.940S*6.52×0.06％＝0.004SiO26.52×1.66％＝0.108燒減**6.52×4.44％＝0.289MgO6.52×1.54％＝0.100共計6.520Al2O36.52×1.22％＝0.0795表2－12石灰成分及重量*S以[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的形式反應(yīng)，其中生成（CaS）量為0.004×72/32=0.009(kg)生成氧量為0.004×16/32=0.002(kg)消耗（CaO）量為

0.004×56/32=0.007(kg)**燒減指未燒透的CaCO3經(jīng)受熱分解后產(chǎn)生的CO2氣體重量

19成分重量kg成分重量kgCaO6.52×91.08％＝對于低磷鐵水，參照國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐有關(guān)數(shù)據(jù)，取冶煉BD3鋼的終渣

7)終點氧化鐵的確定(Fe2O3）=5%,(FeO)=10%上面鐵水、礦石、爐襯、螢石、白云石和石灰所形成的爐渣成分有：（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaF2+CaS）重量為：

20對于低磷鐵水，參照國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐有關(guān)數(shù)據(jù)，取冶煉BD3鋼的終渣成分鐵水氧化量Kg石灰Kg礦石Kg生白云石Kg爐襯Kg螢石Kg共計Kg％CaO5.933*0.0080.9250.2707.13652.65MgO0.1000.0050.6050.1900.0030.9036.65SiO21.8210.1080.0560.0140.0100.0302.03815.03P2O50.3090.0070.3162.33MnO0.5290.5293.92Al2O30.0780.0110.0220.0050.0090.1250.92CaF20.450.453.28CaS0.0180.0090.0020.0310.22小記11.528FeO1.3561.356**10.00Fe2O30.6780.678***5.00共計4.7116.2280.0821.5660.4750.49913.557100.00表2－13爐渣終渣量及成分21成分鐵水氧化量Kg石灰礦石生白云爐襯Kg螢石Kg共計％CaO表2－13中不計（Fe2O3）、（FeO）在內(nèi)的爐渣重量為（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaF2+CaS）＝7.136+0.903+2.038+0.316+0.529+0.125+0.45+0.031＝11.528kg。又知=15%,則渣中其它成分之和為100％-15％=85％,故爐渣重量

由此可知：(FeO)的重量=13.562×10%=1.356kg消耗鐵水重量=1.356

×56/72=1.055kg(Fe2O3)的重量=13.562×5%=0.678kg消耗鐵水重量=0.678

×112/160=0.475kg*石灰中CaO含量－石灰中S自耗CaO重量=5.940－0.007=5.933Kg**礦石中CaO含量－礦石中S自耗CaO重量=0.010－0.002=0.008Kg22表2－13中不計（Fe2O3）、（FeO）在內(nèi)的爐渣重量為由（2）礦石、煙塵中鐵及氧量。假定礦石中∑（FeO)全部被還原成鐵，則礦石帶入鐵量=1.00×(29.40％×56/72＋61.80％×112/160）=0.661Kg礦石帶入氧量=1.00×(29.40％×16/72＋61.80％×48/160）=0.251Kg煙塵量是鐵水量的1.6%，其中FeO=77%,Fe2O3=20%;則煙塵消耗鐵量=1.60×(77％×56/72＋20％×112/160）=1.182Kg煙塵消耗氧量=1.60×(77％×16/72＋20％×48/160）=0.370Kg23（2）礦石、煙塵中鐵及氧量。假定礦石中∑（FeO)全部被還（3）爐氣成分及重量原材料生成的爐氣有CO=鐵水氧化生成的CO＋爐襯C氧化生成的CO=8.610＋0.053=8.663KgCO2=鐵水氧化CO2＋爐襯C氧化成CO2＋白云石燒堿的重量＋石灰燒堿的重量=1.503＋0.009＋1.434＋0.289＝3.235KgSO2＝鐵水中的S的氣化物＝0.008kgH2O汽＝礦石帶入的水+螢石帶入的水＝0.005+0.010＝0.015kg。這些都是重量，還需要轉(zhuǎn)化為體積，見表2-1424（3）爐氣成分及重量原材料生成的爐氣有這些都是重量，還需要轉(zhuǎn)成分重量，kg體積，m3含量%CO8.6638.663×22.4/28=6.92579.40CO23.2353.235×22.4/44=1.64718.89SO20.0080.008×22.4/64=0.0030.03H2O0.0150.015×22.4/18=0.0190.22O20.0630.044*0.50N20.1060.0847**0.96共計12.098.723100.00表2－14爐氣成分、重量及體積25成分重量，kg體積，m3含量%CO8.6638.663×已知氧氣成分為98.50％O2、1.50％N2，爐氣中自由氧體積比為0.50％。設(shè)：總爐氣體積為：XX=元素燃燒生成的氣體體積和水蒸氣的體積+自由氧體積+氮氣體積

元素燃燒生成的氣體和水蒸氣的體積=CO+CO2+SO2+H2O=（6.925+1.647+0.003+0.019）=8.594m3

爐氣中自由氧體積為：0.50％×XN2氣體積=總氧氣量×1.50％=[（反應(yīng)消耗氧體積+自由氧體積）/98.5%]×1.50％={[(鐵水耗氧量+煙塵耗氧量+爐襯耗氧量+螢石耗氧量-礦石帶入氧-石灰?guī)胙酰粒?2.4/32）+0.50％×X]/98.5%}×1.50％={[(7.787+0.370+0.037+0.004-0.251-0.002)×（22.4/32）+0.50％×X]/98.5%}×1.50％=(5.56+0.50％×X)×1.5/98.5=0.085+0.008

X計算自由氧、氮氣和爐氣總體積26已知氧氣成分為98.50％O2、1.50％N2，計算自由氧、所以爐氣總量X＝

8.594+0.50％

X+（0.085+0.008

X）爐氣中自由氧體積＝8.723×0.50％＝0.044

爐氣中自由氧重量＝0.044×32/22.4=0.063kg爐氣中氮氣體積＝0.085+0.008％×8.723＝0.0847m3爐氣中氮氣重量＝0.0847×28/22.4=0.106kg27所以爐氣總量X＝8.594+0.50％X+（4）氧氣消耗計算元素氧化耗氧重量7.787kg煙塵中鐵氧化耗氧重量0.370kg爐襯中碳氧化耗氧重量0.037kg螢石中磷氧化耗氧重量0.004kg自由氧重量0.063kg爐氣中氮氣重量0.105kg礦石分解帶入氧的重量0.251kg石灰中硫還原出氧重量0.002kg故，氧氣實際消耗重量為:7.787+0.370+0.037+0.004+0.063+0.105-0.251-0.002＝8.113kg換算成體積量＝8.113×22.4/32=5.68Nm3/100kg

或56.8Nm3/t鐵水。

28（4）氧氣消耗計算元素氧化耗氧重量（5）鋼水量計算鐵水元素氧化量7.037kg煙塵中鐵損失量1.182kg渣中鐵珠損失量13.557×8％＝1.080kg噴濺鐵損失量1.000kg礦石帶入鐵量0.661kg故，鋼水重量（收得率）為100-（7.037+1.182+1.080+1.000）+0.661＝90.36kg29（5）鋼水量計算鐵水元素氧化量（6）物料平衡表收入支出項目重量kg％項目重量kg％鐵水100.0083.78鋼水90.3675.48石灰6.525.24爐渣13.5611.33礦石1.000.84爐氣12.0910.10螢石0.500.42煙塵1.601.34白云石3.000.42鐵珠1.080.91爐襯0.502.51噴濺1.000.84氧氣8.116.79總計119.63100.00總計119.69100.00表2－15物料平衡表計算誤差＝＝

30（6）物料平衡表收入支出項目重量kg％項目2.3熱平衡計算312.3熱平衡計算31（1）熱收入項為了簡化計算，取冷料入爐溫度均為25℃。1)鐵水物理熱鐵水熔點＝1536－（C%×100+Si%×8+Mn%×5+P%×30+S%×25）－7=1536－(4.25×100+0.85×8+0.58×5+0.15×30+0.037×25)－7＝1089℃式中100、8、5、30、25分別為C、Si、Mn、P、S元素增加1％含量降低鐵水熔點值℃；7為氣體O、H、N共降低鐵水熔點值℃；1536℃為純鐵熔點。鐵水物理熱＝100×[0.745×(1089－25)+218+0.837×（1250－1089）]＝114544KJ32（1）熱收入項鐵水熔點32C→CO3.69×10949.1=40402KJC→CO20.410×34521=14154KJSi→SiO20.850×28314=24067KJMn→MnO0.410×7020.3=2878KJFe→FeO1.055×5021.2=5297KJFe→Fe2O30.475×7340.7=3486.8KJP→P2O50.135×18922.6=2554.6KJP2O5→4CaO?P2O50.316×5020.8=1586.6KJSiO2→2CaO?SiO22.033×2071.1=4220.9KJ共計98646.9KJ2）鐵水中各元素氧化放熱及成渣熱見表2－733C→CO3.69×10949.1=40403）煙塵氧化放熱煙塵氧化放熱=1.6×（77％×56/72×5021.2+20％×112/160×7340.7)＝6455.7KJ煙塵量為鐵水量的1.6％，其中FeO=77%,Fe2O3=20%;則，熱收入總量為=114544+98646.9+6455.7＝219646.6KJ[注]：對于爐襯中的C和螢石中的P，其氧化放熱微量，故忽略之。343）煙塵氧化放熱煙塵氧化放熱煙塵量為鐵水量的1.6％，其中F（2）熱支出項1）鋼水物理熱鋼水熔點＝1536－（0.15×65+0.17×5+0.015×30+0.025×25）－7＝1517℃式中65、5、30、25分別為鋼中元素C、Mn、P、S增加1％時，鋼水熔點降低值℃。確定出鋼溫度:過熱度，連續(xù)普碳鋼一般在20～40℃，取30℃。吹氬后到中間包開澆5分鐘期間的鋼液溫降，取50℃。吹氬調(diào)溫過程溫降，取10℃。出鋼后到攪拌前的溫降，取11℃。出鋼過程溫降，一般在40～50℃，取40℃。故，出鋼溫度＝鋼水熔點+過熱度+出鋼溫度降＋出鋼攪拌前溫降＋吹氬調(diào)溫過程溫降＝1517+30+40+11+50＝1658℃。35（2）熱支出項鋼水熔點＝1536－（0.15×65+0.17那么，鋼水物理熱＝90.36×[0.699×（1517－25）+272+0.837×（1658－1517）]

＝129479.1KJ36那么，鋼水物理熱＝90.36×[0.699×（1517－25取終點爐渣溫度與鋼水溫度相同，即1658℃。故，爐渣物理熱＝13.56×[1.248×（1658-25）+209]＝30469.1KJ2）爐渣物理熱1kg礦石中FeO和Fe2O3分解成Fe要吸熱吸熱量=1×（29.40％×56/72×5021.2+61.80％×112/160×7340.7）＝4323.8KJ3）礦石分解吸熱37取終點爐渣溫度與鋼水溫度相同，即1658℃。2）爐渣物理熱4）煙塵物理熱1.6kg煙塵1450℃的物理熱煙塵物理熱=1.6×[0.996×(1450－25)+209]=2605.3KJ爐氣物理熱=12.09×[1.137×(1450－25)]=19588.5KJ12.09kg爐氣1450℃的物理熱5）爐氣物理熱384）煙塵物理熱1.6kg煙塵1450℃的物理熱煙塵物理熱==1.08×[0.699×(1517－25)+272+0.837×(1658－1517)]=1547.6KJ6）渣中鐵珠物理熱1658℃爐渣中1.08kg鐵珠的物理熱=1×[0.699×(1517－25)+272+0.837×(1658－1517)]=1432.9KJ7）噴濺金屬物理熱1.0kg噴濺鐵溫度同出鋼溫度1658℃的物理熱39=1.08×[0.699×(1517－25)+272+0.8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1422.6KJ/kg生白云石，故3kg生白云石分解吸熱為3×1422.6＝4267.8KJ8)白云石分解吸熱總支出熱量=129497.1+30469.1+4323.8+2605.3+19588.5+1547.6+1432.9+4267.8＝1937321KJ9)上述各項熱支出量40取生白云石中的CaCO3在1183K分解，MgCO3在75010)轉(zhuǎn)爐熱損失一般為總收入的3~8%，本計算取5%。219622.9×5%=10981.1則，剩余熱量為：219622.9－193897.6-10981.1＝14744.2KJ

4110)轉(zhuǎn)爐熱損失一般為總收入的3~8%，本計算取5%。則1kg廢鋼吸收熱量=1×[0.699×（1517－25）+272+0.837×（1658-1517）]=1432.9KJ10）廢鋼加入量那么，用剩余熱量可加熱廢鋼量應(yīng)為：其廢鋼比為：

421kg廢鋼吸收熱量=1×[0.699×（1517－25收入項支出項項目熱量KJ％項目熱量KJ％鐵水物理熱11454452.15鋼水物理熱129479.159.00元素氧化放熱98646.944.91爐渣物理熱30469.113.90其中C5455624.84礦石分解熱4323.81.84Si2406710.96煙塵物理熱2605.31.19Mn28781.31爐氣物理熱19588.58.92P2554.61.16鐵珠物理熱1547.60.70Fe8783.84.00噴濺金屬物理熱1432.90.65P2O51586.60.72白云石分解熱4267.81.95SiO24220.91.92其它熱損失10982.35.00煙塵氧化熱6455.72.94廢鋼物理熱14932.26.81共計219646.6100.00共計219646.6100.00表2－16熱平衡表43收入項支出項項目熱量KJ％項目熱量KJ％鐵水物理熱111）熱平衡表＝熱效率＝4411）熱平衡表＝熱效率＝44（1）廢鋼中各元素應(yīng)被氧化量2.4加入廢鋼和脫氧后的物料平衡2.4.1加入廢鋼的物料平衡CSiMnPS廢鋼成分取冶煉鋼種中限0.180.200.520.0220.025終點鋼水0.15痕跡0.170.0150.025廢鋼中各元素應(yīng)被氧化量0.030.200.350.007－表2－17廢鋼中各元素被氧化量45（1）廢鋼中各元素應(yīng)被氧化量2.4加入廢鋼和脫氧后的物料平（2）10.44kg廢鋼元素氧化量、進(jìn)入鋼中量、耗氧量及氧化產(chǎn)物量廢鋼中各元素氧化重量kg耗氧量kg氧化產(chǎn)物量kgC→CO10.44×0.03％×90％*＝0.0030.003×16/12

＝0.0040.003×28/12

＝0.007C→CO210.44×0.03％×

10％**＝0.00030.003×32/12

＝0.00080.0008×44/12

＝0.001Si→SiO210.44×0.20％＝0.0210.021×32/28

=0.0240.021×60/28

=0.045Mn→MnO0.35％＝0.0370.037×16/55

=0.0110.037×71/55

=0.048P→P2O50.007％＝0.0010.001×80/62=0.0010.001×142/62=0.002共計0.0620.04146（2）10.44kg廢鋼元素氧化量、進(jìn)入鋼中量、耗氧量及氧化生成物CO和CO2均進(jìn)入爐氣中，其和為：0.007+0.001＝0.008kg生成物SiO2,MnO,P2O5均進(jìn)入爐渣中，其和為：0.045+0.048+0.002＝0.095kg*、**:C同鐵水中C氧化成CO、CO2的比例相同。廢鋼進(jìn)入鋼中量:10.44-0.062＝10.378kg47生成物CO和CO2均進(jìn)入爐氣中，其和為：生成物SiO2,Mn收入項支出項項目重量kg項目重量kg鐵水100.00鋼水90.36+10.378廢鋼10.44爐渣13.56+0.095石灰6.52爐氣12.09+0.008礦石1.00煙塵1.60螢石0.50鐵珠1.08白云石3.00噴濺1.00爐襯0.50氧氣8.01+0.041把表2－15和表2－18有關(guān)項目合并整理為表2－19。表2－19加入廢鋼后的物料平衡48收入項支出項項目重量kg項目重量kg鐵水100.把表2－19內(nèi)的鐵水+廢鋼之和110.44換算成100kg,其它項以此為計算基礎(chǔ)，重新整理得出加入廢鋼后的物料平衡。（3）加入廢鋼的物料平衡收入項支出項項目重量，kg％項目重量，kg％鐵水90.5576.93鋼水91.2377.40廢鋼9.458.02爐渣12.3610.48石灰5.915.02爐氣10.959.2礦石0.910.77煙塵1.451.23螢石0.450.38鐵珠0.980.83白云石2.722.31噴濺0.910.77爐襯0.450.38氧氣7.296.19總計117.73100.00總計117.88100.00表2－20加入廢鋼的物料平衡表49把表2－19內(nèi)的鐵水+廢鋼之和110.44換算成100kg,計算誤差50計算誤差50（1）冶煉Q235鋼選用錳鐵和硅鐵脫氧。2.4.2脫氧后的物料平衡成分％項目CSiMnPSFe錳鐵7.52.575.00.380.03014.59硅鐵－70.00.70.050.0429.21表2－21為錳鐵和硅鐵的成分51（1）冶煉Q235鋼選用錳鐵和硅鐵脫氧。2.4.2脫氧后的根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐冶煉Q235鋼種的有關(guān)數(shù)據(jù)選?。篎e－Mn：Mn的收得率為75%Si的收得率為70％C的收得率為90％。10％的C被氧化成CO2Fe－Si：Mn的收得率為80%Si的收得率為75％。兩種脫氧劑含有的P、S、Fe均全部進(jìn)入鋼中。（2）計算錳鐵、硅鐵加入量52根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐冶煉Q235鋼種的有關(guān)數(shù)據(jù)選取：（2）計算錳Fe－Mn加入量53Fe－Mn加入量53元素?zé)龘p量，kg耗氧量，kg產(chǎn)物kg進(jìn)入鋼中量kgC0.568×7.5％×（1-90％）＝0.0040.004×32/12＝0.0100.004×44/12＝0.015（爐氣）0.568×7.5％×90％＝0.039Si0.568×2.5％×（1-70％）＝0.0040.004×32/28＝0.0050.004×60/28＝0.008（爐渣）0.568×2.5％×70％＝0.010Mn0.568×75％×（1-75％）＝0.1070.107×16/55＝0.031

0.031×71/55＝0.040（爐渣）0.568×75％×75％＝0.319P0.568×0.38％＝0.002S0.568×0.03％＝0.00017Fe

0.568×14.59％＝0.083

0.1150.0460.048（爐渣）0.453錳鐵各元素氧化量及其氧化產(chǎn)物

54元素?zé)龘p量，kg耗氧量，kg產(chǎn)物kg進(jìn)入鋼中量Fe－Si加入量55Fe－Si加入量55元素?zé)龘p量，kg耗氧量，kg產(chǎn)物kg進(jìn)入鋼中量kgSi0.332×70％×（1-75％）＝0.0580.058×32/28＝0.0660.058×60/28＝0.0668（爐渣）0.332×70％×75％＝0.174Mn0.332×0.7％×（1-80％）＝0.00040.0004×16/55＝0.00010.0004×71/55＝0.0001（爐渣）0.332×0.7％×80％＝0.002P0.332×0.05％＝0.0001S0.332×0.04％＝0.0001Fe

0.332×29.21％＝0.097

0.0580.0660.067（爐渣）0.274硅鐵各元素氧化量及其氧化產(chǎn)物

56元素?zé)龘p量，kg耗氧量，kg產(chǎn)物kg進(jìn)入鋼中量（4）脫氧后的鋼水成分成分CSiMnPS%0.190.200.520.0170.025(91.23*0.15%+0.039)/91.95=0.0019(0.01+0.174)/91.95=0.002(91.23*0.17%+0.319+0.002)/91.95=0.0052(91.23*0.015%+0.002)/91.95=0.00017脫氧后的鋼水量=91.23+0.453（錳鐵）+0.274（硅鐵）=91.95kg脫氧后的鋼水成分57（4）脫氧后的鋼水成分成分CSiMnPS%0.190.200（5）脫氧后的物料平衡收入項支出項項目重量，kg％項目重量，kg％鐵水90.5576.26鋼水91.23+0.453+0.274＝91.9577.44廢鋼9.457.96爐渣12.36+0.048+0.067=12.47510.52礦石0.910.77爐氣10.95＋0.015=10.9659.23石灰5.914.97煙塵1.451.22螢石0.450.38鐵珠0.980.82白云石2.722.29噴濺0.910.77爐襯0.450.38氧氣7.29+0.112=7.4026.23錳鐵0.570.48硅鐵0.330.28總計118.74100.00總計118.73100.0058（5）脫氧后的物料平衡收入項支出項項目重量，kg％項目重量，計算誤差59計算誤差59第二章作業(yè)題1.轉(zhuǎn)爐冶煉的收入項有那些？2.轉(zhuǎn)爐冶煉的支出項有那些？3.轉(zhuǎn)爐冶煉的物料平衡與熱平衡定義是什么？4.寫出轉(zhuǎn)爐冶煉的鐵水成分和溫度。5.轉(zhuǎn)爐渣中鐵珠量一般為渣量的多少？6.轉(zhuǎn)爐冶煉過程中噴濺的鐵損一般為鐵水量的多少？7.轉(zhuǎn)爐爐氣和轉(zhuǎn)爐煙塵是否是同一概念？煙塵量一般為鐵水量的多少？8.冶煉一爐鋼，爐襯侵蝕量為鐵水量的多少？9.在堿性氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法中，鐵水中的硅氧化率是多少？10.轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，鐵水中的磷有多少進(jìn)入爐渣，為什么？11.轉(zhuǎn)爐終點鋼水余錳含量一般為鐵水中錳的含量多少？12.轉(zhuǎn)爐冶煉的去硫率是多少？，為什么？13.轉(zhuǎn)爐冶煉加入礦石的目的是什么？一般礦石加入量是多少？14.轉(zhuǎn)爐冶煉加入螢石的目的是什么？一般螢石加入量是多少？15.轉(zhuǎn)爐冶煉加入白云石的目的是什么？一般白云石加入量是多少？60第二章作業(yè)題6016.轉(zhuǎn)爐冶煉爐渣堿度控制在多少?為什么？17.寫出轉(zhuǎn)爐冶煉中石灰加入量的計算式。18.冶煉低磷鐵水，轉(zhuǎn)爐終渣中全FeO的含量一般是多少？19.轉(zhuǎn)爐爐氣中自由氧體積比為多少？20.理論計算轉(zhuǎn)爐冶煉的鋼水重量收得率一般為多少？21.根據(jù)上表數(shù)據(jù)計算鋼水熔點和轉(zhuǎn)爐出鋼溫度。22.轉(zhuǎn)爐冶煉廢鋼比是多少？如何提高廢鋼比？23.Fe－Mn中，Mn的收得率、Si的收得率和C的收得率各是多少？24.Fe－Si中，Mn的收得率、Si的收得率各是多少？25.寫出錳鐵和硅鐵加入量的計算公式。成分CSiMnPS%≤0.15≤0.200.40≦0.020≦0.0206116.轉(zhuǎn)爐冶煉爐渣堿度控制在多少?為什么？CSiMnPS%≤煉鋼廠設(shè)計原理第2章氧氣轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計算62煉鋼廠設(shè)計原理第2章氧氣轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計算1收入項：開吹前首先要向爐內(nèi)加入鋼鐵料：鐵水和廢鋼，然后降槍吹氧，同時加入造渣料：石灰、螢石、白云石、鐵皮或礦石等，以及吹煉過程中爐襯要受到侵蝕而剝落下來進(jìn)入爐內(nèi)。支出項：開吹后首先從爐口冒出爐氣，爐氣中夾帶著煙塵，吹煉過程中要產(chǎn)生一些噴濺，并且要產(chǎn)生爐渣，爐渣中夾帶著鐵珠，最后得到鋼水。還有其它一些支出物。63收入項：開吹前首先要向爐內(nèi)加入鋼鐵料：鐵水和廢鋼，然后降槍吹通過以上分析，可以給轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡下個定義：所謂物料平衡就是計算在煉鋼過程中加入爐內(nèi)并參與煉鋼過程的全部物料和煉鋼過程產(chǎn)生物之間的平衡關(guān)系。它是物質(zhì)不滅定律在煉鋼過程中的具體應(yīng)用。所謂熱平衡就是計算在煉鋼過程中熱量的收入與支出之間的平衡關(guān)系。它是能量守恒定律在煉鋼過程中的具體應(yīng)用。進(jìn)行物料平衡與熱平衡計算有什么意義呢？在進(jìn)行煉鋼設(shè)計和組織煉鋼生產(chǎn)過程中，經(jīng)常向我們提出一些“量”的問題需要我們來回答：64通過以上分析，可以給轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡下個定義：所CSi、Mn、P、S、Fe

爐氣爐渣鋼水鐵水礦石CO90%CO210%爐氣爐渣爐渣爐渣爐氣H2OSiO2等Fe2O3鋼水瑩石爐氣爐渣H2OCaF等爐襯爐氣CCaO等爐渣白云石爐氣燒減CaO等爐渣石灰爐氣燒減CaO等計算渣中FeO10%Fe2O35%總爐渣煙塵含鐵量自由氧、N2總爐氣總鋼水氧氣氧氣氧氣氧氣氧氣氧氣渣中鐵珠量噴濺鐵量氧氣100kg1kg0.5kg0.5kg3kg根據(jù)堿度計算1.6kg1kg渣量8%65CSi、Mn、P、S、Fe爐氣爐渣鋼水鐵水礦石C2.1原始數(shù)據(jù)表2－1鐵水成分及溫度成分CSiMnPS溫度，℃%4.2500.8500.5800.1500.0371250表2－3冶煉鋼種Q235成分成分CSiMnPS%≤0.17≤0.300.35～0.80≦0.035≦0.035662.1原始數(shù)據(jù)表2－1鐵水成分及溫度成分CSiMnPS溫種類成分％表2－2原材料成分石灰礦石螢石白云石爐襯CaO91.081.0030.8454.00SiO21.665.616.000.462.05MgO1.540.520.5820.1637.75Al2O31.221.100.780.741.00S0.060.070.09P0.55CaF290.00FeO29.40Fe2O361.80燒減4.4447.80H2O0.502.00C5.00100.00100.00100.00100.00100.0067種類成分％表2－2原材料成分石灰礦石螢石白云石爐襯CaO9項目固態(tài)平均比熱KJ/kg?度熔化潛熱KJ/kg液態(tài)或氣態(tài)平均比熱KJ/kg?度生鐵0.7452180.837鋼0.6992720.837爐渣2091.248爐氣1.137煙塵0.996209礦石1.046209表2－4平均比熱68項目固態(tài)平均比熱熔化潛熱液態(tài)或氣態(tài)平均比熱生鐵0.反應(yīng)元素氧化放熱KJ/KmolKJ/kg元素元素C+1/2O2=CO131365.010949.1CC+O2=CO2414481.734521.0CSi+O2＝SiO2795023.628314.0Si2P+5/2O2=P2O51172078.618922.6PMn+1/2O2＝MnO384959.07020.3MnFe+1/2O2＝FeO266635.05021.2Fe2Fe+3/2O2＝Fe2O3822156.07340.7Fe2CaO+SiO2=2CaO?SiO2124600.42071.1SiO24CaO+P2O5=4CaO?P2O5690414.95020.8P2O5表2－5鐵水中元素氧化放熱

（6）反應(yīng)熱效應(yīng)（25℃）69反應(yīng)元素氧化放熱KJ/KmolKJ/kg元素元素C+1/2O1)渣中鐵珠量為渣量的8％；2)金屬中碳的氧化，其中90％的碳氧化成CO，10％的碳氧化成CO2；3)噴濺鐵損為鐵水量的1％；4)爐氣和煙塵量，取爐氣平均溫度1450℃。爐氣中自由氧含量為0.5％。煙塵量為鐵水量的1.6％，其中FeO=77%,Fe2O3=20%;5)爐襯侵蝕量為鐵水量的0.5％；6)氧氣成分，98.5％O2、1.5％N2。（7）根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實測數(shù)據(jù)選??；701)渣中鐵珠量為渣量的8％；（7）根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實測數(shù)據(jù)根據(jù)鐵水成分、原材料質(zhì)量以及冶煉鋼種，采用單渣不留渣操作。為了簡化計算，以100kg鐵水為計算基礎(chǔ)。2.2物料平衡計算（1）爐渣量及成分計算爐渣來自金屬中元素的氧化產(chǎn)物、造渣劑及爐襯侵蝕等。71根據(jù)鐵水成分、原材料質(zhì)量以及冶煉鋼種，采用單渣不留渣操作1)鐵水中各元素氧化量表2－6鐵水中各元素氧化量成分％項目CSiMnPS鐵水4.2500.8500.5800.1500.037終點鋼水0.150痕跡0.1700.0150.025氧化量4.1000.8500.4100.1350.012*終點鋼水成分是根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐冶煉Q235鋼種的實際數(shù)據(jù)選取，其中：[Si]：在堿性氧氣轉(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而帶入的SiO2一起進(jìn)入爐渣中，所以終點鋼水硅的含量為痕跡。[P]：采用低磷鐵水操作，爐料中磷約85～95%進(jìn)入爐渣，本計算采用低磷鐵水操作，取鐵水中磷的90%進(jìn)入爐渣，10%留在鋼中。[Mn]：終點鋼水余錳含量，一般為鐵水中錳的含量30～40％，取30％。[S]：去硫率，一般為30～50％的范圍，取33％。[C]：終點鋼水含碳量，根據(jù)冶煉鋼種的含碳量和預(yù)估計脫氧劑等增碳量之差，則為終點含碳量。本計算取0.15%。721)鐵水中各元素氧化量表2－6鐵水中各元素氧化量成分％項目元素反應(yīng)極其產(chǎn)物元素氧化量kg耗氧量kg氧化產(chǎn)物量kg備注C[C]+1/2{O2}={CO}4.100×90%=3.6903.690×16/12=4.9203.690×28/12=8.610C[C]+{O2}={CO2}4.100×10%=0.4100.410×32/12=1.0950.410×44/12=1.503Si[Si]+{O2}=(SiO2)0.8500.850×32/28=0.9710.850×60/28=1.821Mn[Mn]+1/2{O2}=(MnO)0.4100.41×16/55=0.1190.41×71/55=0.529P2P+5/2{O2}=(P2O5)0.1350.135×80/62=0.1740.135×142/62=0.309S[S]+{O2}={SO2}0.012×1/3=0.0040.004×32/32=0.0040.004×64/32=0.008S[S]+(CaO)=(CaS)+[O]0.012×2/3=0.0080.008×(-16/32)=-0.004產(chǎn)生氧量0.008×72/32=0.018產(chǎn)生(CaS)-0.004表示還原出氧量。耗CaO量0008×56/32=0.014Fe[Fe]+1/2{O2}=(FeO)1.055([Fe]量后面才能計算)1.055×16/55=0.3071.356由渣量計算10%見表2-13Fe2[Fe]+3/2{O2}=(Fe2O3)0.475(同上）0475×48/112=0.2030.678由渣量計算5%見表2-13共計7.0377.787表2－7鐵水中各元素氧化產(chǎn)物量73元素反應(yīng)極其產(chǎn)物元素氧化量kg耗氧量kg氧化產(chǎn)物量kg備注C礦石加入量為1.00/100Kg鐵水，其成分及重量見表2－8。2）礦石加入量及成分成分重量kg備注Fe2O31.00×61.80％＝0.618不進(jìn)入渣中FeO1.00×29.40％＝0.294不進(jìn)入渣中SiO21.00×5.61％＝0.056Al2O31.00×1.10％＝0.011CaO1.00×1.00％＝0.010MgO1.00×0.50％＝0.005S*1.00×0.07％＝0.0007S以[S]+[CaO]=[CaS]+[O]的形式反應(yīng),其中生成CaS量為0.001×72/32＝0.002消耗CaO量為0.001×56/32＝0.002kg

H2O1.00×0.50％＝0.005進(jìn)入煙氣共計1.000表2－8礦石加入量及其成分74礦石加入量為1.00/100Kg鐵水，其成分及重量見表2－8螢石加入量為0.5/100kg鐵水，其成分及重量3）螢石加入量及成分成分重量，kg成分重量，kgCaF20.5×90.00％＝0.45P*0.5×0.55％＝0.0028SiO20.5×6.00％＝0.030S**0.5×0.09％＝0.0004Al2O30.5×1.78％＝0.0089H2O0.5×2.00％＝0.010MgO0.5×0.58％＝0.0029共計0.500*P以2[P]+5/2{O2}=(P2O5)的形式進(jìn)行反應(yīng)，其中生成P2O5量為0.0028×142/62=0.007kg。消耗氧氣量為0.0028×80/62＝0.004kg**S微量，忽略之。表2－9螢石加入量及成分75螢石加入量為0.5/100kg鐵水，其成分及重量3）螢石加入爐襯被侵蝕量為0.50kg/100kg鐵水，其成分及重量見表2-94）爐襯被侵蝕重量及成分成分重量kg成分重量kgCaO0.50×54.00％

＝0.270Al2O30.50×

1.00％＝0.005MgO0.50×

37.95％＝0.190C*0.50×

5.00％＝0.025SiO20.50×2.05％＝0.010共計0.500*被侵蝕的爐襯中碳的氧化，同金屬中碳氧化成CO、CO2的比例數(shù)相同，即：C→CO0.025×90%×28/12＝0.053kgC→CO20.025×10%×42/12＝0.009kg其氧氣消耗量：0.053×42/12

＝0.030kg

0.053×16/28

＝0.007kg共消耗氧氣量為0.030+0.007＝0.037kg表2－10爐襯被侵蝕重量及成分76爐襯被侵蝕量為0.50kg/100kg鐵水，其成分及重量見表為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，采用白云石造渣劑，其主要目的是提高爐渣中的MgO含量，降低爐渣對爐襯的侵蝕能力。若使渣中MgO含量在6.00～8.00％的范圍之內(nèi)，其效果顯著。經(jīng)試算后取生白云石加入量為3.00Kg/100Kg鐵水，其成分及重量5）生白云石加入量及成分成分重量kg成分重量kgCaO3.00×30.84％＝0.925SiO23.00×0.46％＝0.014MgO3.00×20.16％＝0.605燒減*3.00×47.80％＝1.434Al2O33.00×0.74％＝0.022共計3.000*燒減是指生白云石（MgCO3?CaCO3）分解后而產(chǎn)生的氣體。77為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命，采用白云石造渣劑，其主要目的是提高爐渣6）石灰加入量取轉(zhuǎn)爐終渣堿度

786）石灰加入量取轉(zhuǎn)爐終渣堿度17量＝鐵水中Si氧化成SiO2量1.821+爐襯帶入的SiO2量0.010+礦石帶入的SiO2量0.056+螢石帶入的SiO2量0.030+白云石帶入的SiO2量0.014＝1.821+0.010+0.056+0.030+0.014＝1.931kg量＝白云石帶入的CaO量0.925+爐襯帶入的CaO量0.270+礦石帶入的CaO量0.010-鐵水中S成渣耗CaO量0.014-礦石中S成渣耗CaO量0.002＝0.925+0.270+0.010-0.014-0.002＝1.189kg

79量＝白云石帶入的CaO量成分重量kg成分重量kgCaO6.52×91.08％＝5.940S*6.52×0.06％＝0.004SiO26.52×1.66％＝0.108燒減**6.52×4.44％＝0.289MgO6.52×1.54％＝0.100共計6.520Al2O36.52×1.22％＝0.0795表2－12石灰成分及重量*S以[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的形式反應(yīng)，其中生成（CaS）量為0.004×72/32=0.009(kg)生成氧量為0.004×16/32=0.002(kg)消耗（CaO）量為

0.004×56/32=0.007(kg)**燒減指未燒透的CaCO3經(jīng)受熱分解后產(chǎn)生的CO2氣體重量

80成分重量kg成分重量kgCaO6.52×91.08％＝對于低磷鐵水，參照國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐有關(guān)數(shù)據(jù)，取冶煉BD3鋼的終渣

7)終點氧化鐵的確定(Fe2O3）=5%,(FeO)=10%上面鐵水、礦石、爐襯、螢石、白云石和石灰所形成的爐渣成分有：（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaF2+CaS）重量為：

81對于低磷鐵水，參照國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐有關(guān)數(shù)據(jù)，取冶煉BD3鋼的終渣成分鐵水氧化量Kg石灰Kg礦石Kg生白云石Kg爐襯Kg螢石Kg共計Kg％CaO5.933*0.0080.9250.2707.13652.65MgO0.1000.0050.6050.1900.0030.9036.65SiO21.8210.1080.0560.0140.0100.0302.03815.03P2O50.3090.0070.3162.33MnO0.5290.5293.92Al2O30.0780.0110.0220.0050.0090.1250.92CaF20.450.453.28CaS0.0180.0090.0020.0310.22小記11.528FeO1.3561.356**10.00Fe2O30.6780.678***5.00共計4.7116.2280.0821.5660.4750.49913.557100.00表2－13爐渣終渣量及成分82成分鐵水氧化量Kg石灰礦石生白云爐襯Kg螢石Kg共計％CaO表2－13中不計（Fe2O3）、（FeO）在內(nèi)的爐渣重量為（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaF2+CaS）＝7.136+0.903+2.038+0.316+0.529+0.125+0.45+0.031＝11.528kg。又知=15%,則渣中其它成分之和為100％-15％=85％,故爐渣重量

由此可知：(FeO)的重量=13.562×10%=1.356kg消耗鐵水重量=1.356

×56/72=1.055kg(Fe2O3)的重量=13.562×5%=0.678kg消耗鐵水重量=0.678

×112/160=0.475kg*石灰中CaO含量－石灰中S自耗CaO重量=5.940－0.007=5.933Kg**礦石中CaO含量－礦石中S自耗CaO重量=0.010－0.002=0.008Kg83表2－13中不計（Fe2O3）、（FeO）在內(nèi)的爐渣重量為由（2）礦石、煙塵中鐵及氧量。假定礦石中∑（FeO)全部被還原成鐵，則礦石帶入鐵量=1.00×(29.40％×56/72＋61.80％×112/160）=0.661Kg礦石帶入氧量=1.00×(29.40％×16/72＋61.80％×48/160）=0.251Kg煙塵量是鐵水量的1.6%，其中FeO=77%,Fe2O3=20%;則煙塵消耗鐵量=1.60×(77％×56/72＋20％×112/160）=1.182Kg煙塵消耗氧量=1.60×(77％×16/72＋20％×48/160）=0.370Kg84（2）礦石、煙塵中鐵及氧量。假定礦石中∑（FeO)全部被還（3）爐氣成分及重量原材料生成的爐氣有CO=鐵水氧化生成的CO＋爐襯C氧化生成的CO=8.610＋0.053=8.663KgCO2=鐵水氧化CO2＋爐襯C氧化成CO2＋白云石燒堿的重量＋石灰燒堿的重量=1.503＋0.009＋1.434＋0.289＝3.235KgSO2＝鐵水中的S的氣化物＝0.008kgH2O汽＝礦石帶入的水+螢石帶入的水＝0.005+0.010＝0.015kg。這些都是重量，還需要轉(zhuǎn)化為體積，見表2-1485（3）爐氣成分及重量原材料生成的爐氣有這些都是重量，還需要轉(zhuǎn)成分重量，kg體積，m3含量%CO8.6638.663×22.4/28=6.92579.40CO23.2353.235×22.4/44=1.64718.89SO20.0080.008×22.4/64=0.0030.03H2O0.0150.015×22.4/18=0.0190.22O20.0630.044*0.50N20.1060.0847**0.96共計12.098.723100.00表2－14爐氣成分、重量及體積86成分重量，kg體積，m3含量%CO8.6638.663×已知氧氣成分為98.50％O2、1.50％N2，爐氣中自由氧體積比為0.50％。設(shè)：總爐氣體積為：XX=元素燃燒生成的氣體體積和水蒸氣的體積+自由氧體積+氮氣體積

元素燃燒生成的氣體和水蒸氣的體積=CO+CO2+SO2+H2O=（6.925+1.647+0.003+0.019）=8.594m3

爐氣中自由氧體積為：0.50％×XN2氣體積=總氧氣量×1.50％=[（反應(yīng)消耗氧體積+自由氧體積）/98.5%]×1.50％={[(鐵水耗氧量+煙塵耗氧量+爐襯耗氧量+螢石耗氧量-礦石帶入氧-石灰?guī)胙酰粒?2.4/32）+0.50％×X]/98.5%}×1.50％={[(7.787+0.370+0.037+0.004-0.251-0.002)×（22.4/32）+0.50％×X]/98.5%}×1.50％=(5.56+0.50％×X)×1.5/98.5=0.085+0.008

X計算自由氧、氮氣和爐氣總體積87已知氧氣成分為98.50％O2、1.50％N2，計算自由氧、所以爐氣總量X＝

8.594+0.50％

X+（0.085+0.008

X）爐氣中自由氧體積＝8.723×0.50％＝0.044

爐氣中自由氧重量＝0.044×32/22.4=0.063kg爐氣中氮氣體積＝0.085+0.008％×8.723＝0.0847m3爐氣中氮氣重量