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1、转炉热量及物料平衡计算和年度物料计划一、转炉热量及物料平衡计算1计算的原始数1）金属料成分和温度。表1为金属料成分和温度。表1金属料成分和温度项目化学成分%温度CCSiMnPS铁水4.100.650.400.1050.0251300废钢0.150.250.60.0200.020252）原料成分。 表2为原料成分。表2原料成分项目化学成分%烧减%CaOSiOMgOFeO烧碱FeQ石灰9020.553.55232.5矿石85.51070轻烧白云石51.53.030.546.5炉衬2.02.085生白云石321.5203）终点渣成分。 表3为终点渣成分。表3终点渣成分化学成分%碱度FeOFe O2
2、3MgO3.510j J784）冶炼终点。钢种化学成分%温度CCSiMnPS终占、八、0.0800.150.0200.02016505）其它计算的条件各物质的质量热容见表5,炼钢温度下的反应热效应见表6。表5铁、钢、炉渣、炉气和矿石的平均质量热容项目固态平均质里热容kJ/（kgC）熔化潜热kJ/kg液态或气态平均质量 热容kJ/（kgC）铁水0.7452180.837钢水0.6692720.837炉渣2091.247炉气1.141烟尘2090.996矿石1.017209表6炼钢温度下的反应热效应反应式H kJ/kg1C + O= CO2 2（气）（气）11639C + O= CO2（气）2（气
3、）348341M n + O= MnO2 2（气 ）（液）6594S i + O= SiO2（气）2（液）292022P* P2O518980P2O5 k 4CaOP2O5488032 Fe+ O= Fe O（液）2 2（气）2 3（液）64601Fe+ O= FeO（液）2 2（气）（液）4250SiO+ 2CaO= 2CaO SiO2（固）（固）2（固）16206）转炉冶炼的加料情况见表7。表7转炉冶炼的加料情况铁水t比例%废钢t比例生铁比例106. 486.5%119%5.54.5%以100kg金属料为单位进行计算（只用废钢作冷却剂），加入轻烧白云石2kg,金属料中碳总 量的90%氧化成
4、CO, 10%氧化成CO2。渣中金属铁珠量的比例为4%。喷溅损失占金属量的1.2%, 喷溅时的温度为1600Q中期喷溅较多，温度比终点温度低）。炉气的平均温度为1450C,自由氧 含量为0.5%（体积比）。烟尘量为金属料的1.5%，其中FeO和Fe2O3的比重分别为70%和20%。 炉衬的侵蚀量为0.3kg/100kg金属。氧气纯度为99.6%，生白云石量为0.5。汽化脱硫占总脱硫量 的 1/3。2不加矿石时的富余热量计算2.1炉渣量及成分计算熔渣量来自金属中各元素的氧化产物、造渣剂和炉衬侵蚀。脱硫效率为20%,其中气化脱硫比为1/3,脱磷效率为90%。钢中残锰量为0.1%。金属料的氧化量见表
5、8。表8金属料的氧化量项目重量百分比%碳硅锰磷硫铁水4.10.650.400.1050.025废钢0.0150.250.600.2000.020金属料平均3.730.6140.420.1200.025钢水（终点）0.0800.0000.1000.0150.020氧化量%3.650.6140.2680.10.005各元素的氧化反应数量和产物见表9。表9各元素的氧化反应数量和产物兀素氧化产物氧化量kg耗氧量kg氧化产物量kg碳CO3.6543*90%=3.28873.289*16/12=4.3853.289*28/12=7.674CO23.6543*10%=0.3650.382*32/12=0.9
6、740.382*44/12=1.34硅SiO20.6140.614*32/28=0.7020.614*60/28=1.316锰MnO0.2680.268*16/55=0.080.268*71/55=0.346磷P O250.100.1*80/62=0.1290.1*142/62=0.229硫SO20.005*1/3=0.00170.00170.0017*64/32=0.0035CaS0.005-0.005*1/3=0.003300.0033*72/32=0.0078铁FeO0.750.75*16/56=0.2770.970Fe2O30.4750.475*48/112=0.2910.678合计5
7、.876.8412.56石灰加入量计算:w= 90% - 3.5*0.55% = 88 .07 %CaO E有效渣中已存在的 SiO2量=2*3%+0.3*2%+i.316=1.38kg渣中已存在的 CaO 量=2*51.5%+0.3*2%=1.036kg石灰加入量：(3.5*1.405-0.882)/88.07%=4.162kg石灰带入炉气的CO2量：4.162*2.5%=0.104kg表10表4炉渣的重量及成分项目氧化产物石灰轻烧生白云 石炉衬合计比例CaO3.7463811.030.160.0064.9423850.9608MgO0.1456930.610.10.2551.1106911
8、.4523Si021.3157140.0228950.060.00750.0061.4121114.5602P2050.2303490.230352.37513MnO0.3459640.345963.56722CaS0.0081750.008180.08429小计8.04967FeO0.969840.9698410Fe2030.6788880.678897合计9.6984100根据表10可知，除了 FeO和Fe2O3以外的渣量为8.049kg。终渣中FeO和Fe2O3的含量分别为10%和7%,则其它成分占83%，可计算出熔 渣总量为 7.725/0.83=9.698kg.总渣中 FeO 的量：
9、9.698*10%=0.9698 kgFe 量 0.9698*56/72=0.754 kg总渣中 Fe2O3 的量：9.698*7%=0.6787 kgFe 量 0.6787*112/160=0.475kg2. 2烟尘中铁和氧耗量烟尘的耗氧量即为FeO和Fe2O3的氧耗量：1.5*70%*16/72+1.5*20%*48/160=0.323 kg烟尘带走铁量：1.5*70%*56/72+1.5*20%*112/160=1.027 kg2. 3炉气成分和数量炉气中CO2量主要由石灰烧减和碳氧化组成：1.34+0.104=1.444底吹氮气220m3/h，经计算后100kg金属耗氮量0.048m3
10、。炉气中自由氧和氮的计算：设标态下炉气的总体积中，自由氧的体积为X m3,氮气的体积为y m3，可求解乂=炉气总量 x0.5%=(6.285+0.761+0.001+0.048+x+y)*0.5%=供氧总量 x(1-99.6%)=22.4/32*(6.9+0.323)+x+y*0.4%联立以上两个方程组，并进行求解得：化简后得：7.095+y=199x(1)5.056+x=249y(2)解方程得：x=0.035 m3 y=0.02 m3氧气重量为：0.035*32/22.4=0.05 kg氮气重量为：0.02*28/22.4=0.023 kgCaO 生成 CaS 放出氧量：0.0033*16/
11、32=0.002 kg氧气的量为：0.051-0.002=0.049 kg表10炉气成分和数量、质里kg标态下体积m3体积分数CO7.6746.13986.43%CO1.780.9012.76%SO0.00340.0010.02%O0.0490.0340.51%N0.0250.020.28%合计9.537.1100实际的氧气消耗量包括元素氧化耗氧量、烟尘耗氧量、炉气的自由氧、氧气中氮 含量，计算如下：6.84+0.323+0.049+0.02=7.232 kg每100kg金属氧实际消耗氧气体积为(标态)：(6.84+0.323+0.049)*22.4/32+0.02*22.4/28=5.067
12、 m32. 4钢水量的计算炉渣带金属铁珠量：9.696*4%=0.387 kg钢水量=100-元素氧化量-烟尘铁损量-渣中金属铁珠量-喷溅损失量=100-5.87-1.026-0.387-1.2=91.51 kg2. 5物料平衡的基本情况物料平衡的基本情况见表11收入支出项目重量kg项目重量kg铁水87.6钢水91.51废钢9炉渣9.69石灰3.4炉气9.53白云石1.7烟尘1.5炉衬0.3金属铁珠0.387氧气7.235喷溅1.2氮气0.02合计114.194113.83表11物料平衡的基本情况误差:支出一收入 支出114.194 - 113 .83x 100% =x 100% = 0.3%114.1942. 6热收入项1）铁水的物理热：铁水的凝固点= 1535 （4.1*100+0.65*8+0.4*5+0.105*30+0.025*25）=1114C 铁水物理热=87.6*0.745*（1114-25）+218+0.837*（1300-1114）=106706.583 kJ2）金属中元素的氧化热和成渣热根据以上所计算的数据，得到金属中元素的氧化热和成渣热（见表12）。表12金属中元素的氧化热和成渣热兀素氧化产物氧化量kg热效应值kJ碳CO3.28838272.58CO20.36512725.73硅SiO0.61417914.78锰MnO
