燒結(jié)物料平衡計算

1、第一章 物料平衡計算物料平衡計算是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉工藝設(shè)計的一項(xiàng)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(xiàng)數(shù)據(jù)和支出項(xiàng)數(shù)據(jù)，來進(jìn)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(jìn)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(jìn)行精確的計算較為困難，特別是熱平衡，只能是近似計算，但它仍然有十分重要的指導(dǎo)意義。 物料平衡計算，一般可分為兩面種方案。第一種方案是為

2、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(jìn)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(shí)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(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行的計算，后者側(cè)重于實(shí)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(jìn)行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%4.2500.8

3、500.5800.1500.03712501.1.2原材料成分%種類CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3H2OC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)爐襯54.501.0539.451.005.0100.00表1-1-2 原材料成分表2-1-1鐵水成分與溫度成分CSiMnPS溫度%4.3000.650

4、0.5600.1500.0381300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%0.160.240.160.280.350.650.0450.0451.1.4平均比熱表1-1-4項(xiàng) 目固態(tài)平均比熱千卡/公斤·度熔化潛熱千卡/公斤液態(tài)或氣態(tài)平均比熱千卡/公斤·度生 鐵鋼爐 渣煙 塵礦 石爐 氣COCO2SO2O2N2H2O0.1780.1670.238526550500.200.200.2980.3490.5580.5550.3650.3460.4891.1.5冷卻劑用廢鋼作冷卻劑，其成份與冶煉鋼種成份的

5、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(shí)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25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(shí)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。 表1-1-5反 應(yīng)放 出 熱（千卡）每公斤分 子每公斤元素或化合物千 卡元素或化合物C (Fe3C)+ O2=COC (Fe3C)+O2=CO2Si (Fe3Si)+O2=SiO22P (Fe3P)+ O2=P2O5Mn+O2=MnO0.95Fe+O2=Fe0.95OFe+O2=FeO2Fe

6、+O2=Fe2O33Fe+2O2=Fe3O42CaO+SiO2=2CaO·SiO24CaO+P2O5=4CaO·P2O5FeO+SiO2=FeO·SiO2MnO+SiO2=MnO·SiO231397.099063.5190015.2280133.592007.463727.364430.0196910.0267243.429780.2165013.24500.45889.42616.98250.76767.24522.61677.91200.11150.51758.11594.6495.01162.180.6107.2CCSiPMnFeFeFeFeSiO

7、2P2O5FeOMnO 通常近似認(rèn)為是Fe+O2=FeO1.1.7 其它數(shù)據(jù)的選取 （根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實(shí)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%的碳氧化成CO，20%10%的碳氧化成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1450，爐氣中自由氧含量為0.5%，煙塵量鐵珠量的1.6%，其中FeO=77%，F(xiàn)e2O3=20%。5氧氣成分為98.5%O2，1.5%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)

8、，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) 表1-2-1 成份重量項(xiàng) 目 （公斤）CSiMnPS鐵 水終點(diǎn)鋼水氧 化 量4.2500.1504.1000.850痕跡0.8500.5800.1740.4060.1500.0150.1350.0370.0220.015終點(diǎn)鋼水成份是根據(jù)同類轉(zhuǎn)爐冶煉鋼種的實(shí)際數(shù)據(jù)選取，其中：C：應(yīng)根據(jù)冶煉鋼種含碳量的中限和預(yù)估計的脫氧劑的增碳量（0.20.3）之差來確定終點(diǎn)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

9、的其它材料帶入的SiO2一起進(jìn)入爐渣中，故終點(diǎn)鋼水硅的含量為痕跡。Mn：終點(diǎn)鋼水殘錳量，一般為鐵水中錳含量的30%40%，取30%。P：采用低磷鐵水操作，鐵水中磷約8595%進(jìn)入爐渣，在此取鐵水中磷的90%進(jìn)入爐渣，10%留在鋼中。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%的范圍，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。表1-2-2元 素反應(yīng)及其產(chǎn)物元素氧化量（公斤）耗氧量（公斤）氧化產(chǎn)物量（公斤）備 注CCSiMnPSSFeFeC+ O2=COC+O2=CO2Si+O2=(SiO2)Mn+ O2=(MnO)2P+ O2=(P2O5)S+O2=

10、SO2S+(CaO)=(CaS)+OFe+O2=(FeO)2Fe+O2=(Fe2O3)4.100×90%=3.6904.100×10%=0.4100.8500.4060.1350.015×= 0.0050.015-0.005=0.011.0560.4753.690×=4.9200.410×=1.0930.850×=0.9710.406×=0.1180.135×=0.1740.005×=0.0050.010×(-)=-0.0051.056×= 0.3020.575×= 0.20

11、43.690×=8.6100.410×=1.5030.850×= 1.8210.406×= 0.5240.135×= 0.3090.005×= 0.0100.010×= 0.0231.3580.679假定氣化硫率占總?cè)チ蚵实摹?0.005表示還原出的氧量，消耗CaO量為0.010×=0.018見表2-2-8見表2-2-8 指生成的CaS量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，是根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐有關(guān)數(shù)據(jù)選?。?)礦石加入量及成分礦石加入量為1.00公斤100公斤鐵水，其成分及重量見表1-2-3表1-2-3成

12、 分重 量 (公斤)Fe2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgOSH2O1.00 × 61.80% 0.6181.00 × 29.40% 0.2941.00 × 5.61% 0.0561.00 × 1.10% 0.0111.00 × 1.00% 0.0101.00 × 0.52% 0.0051.00 × 0.07% 0.0011.00 × 0.50% 0.005共 計 1.00S以S(CaO)(CaO)O的形式反應(yīng)，其中生成CaS量為0.001×0.002公斤，消耗CaO量為0.001×0.0

13、02公斤，生成微量氧為0.001×0.001公斤。2)螢石加入量及成分螢石加入量為0.50公斤100公斤鐵水，其成分及重量見表2-2-4表1-2-4成分重量(公斤)CaF2SiO2Al2O3MgOPSH2O 0.50×89.00%0.4450.50×6.00%0.0300.50×1.78%0.0090.50×0.58%0.0030.50×0.55%0.003 0.50×0.09%0.00040.50×2.00%0.010共計 0.500P以2P+O2=（P2O5）的形式進(jìn)行反應(yīng)，其中生成P2O5量為0.003

14、15;=0.007公斤，消耗氧量為0.003×=0.004公斤。S微量，忽略之。3）爐襯侵蝕量為0.50公斤/100公斤鐵水，其成分及重量見表1-2-5表1-2-5成分重量(公斤)CaOMgOSiO2Al2O3C0.50×54.00%0.2700.50×37.95%0.1900.50×2.05%0.0100.50×1.00%0.0050.50×5.00%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：C CO 0.025×90%×= 0.053公斤C CO2 0.02

15、5×10%×= 0.009公斤其消耗氧氣量為：0.053×=0.030公斤 0.009×=0.007公斤共消耗氧氣量為 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(diǎn)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

16、，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高，其粘度相應(yīng)提高，使得爐壁容易掛渣，從而保護(hù)避免受浸蝕，也有利于提高爐襯壽命。生產(chǎn)實(shí)踐表明，渣中（MgO）含量為68%時，其效果較好。為此，必須保證渣中（MgO）含量在68%之間來計算白云石加入量。經(jīng)試算后取生白云石加入量為2.0 3.0 / 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)CaOMgOSiO2Al2O3燒堿3.00×30.84%0.9253.00×20.16%0.6053.00×0.46%0.

17、0143.00×0.74%0.0223.00×47.80%1.434共計 3.000燒減是指生白云石（MgCO3·CaCO3）分解后而生產(chǎn)的CO2氣體。5）爐渣堿度和石灰加入量取終渣堿度 R=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(jìn)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(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(CaO)量

18、=白云石帶入的CaO量+爐襯帶入的CaO量+礦石帶入的CaO量-鐵水中S成渣消耗的CaO量-礦石中S成渣消耗的CaO量=0.925+0.27+0.010-0.018-0.002=1.185公斤。石灰加入量= = = = 6.537公斤加入石灰所代入的各成份及重量見表1-2-7。表1-2-7成分重量(公斤)CaOMgOSiO2Al2O3S燒堿6.537×91.08%5.9546.537×1.54%0.1016.537×1.66%0.1086.537×1.22%0.0806.537×0.06%0.0046.537×4.44%0.290共計

19、 6.537S以S+（CaO）=（CaS）+O的形式反應(yīng)，其中生成（CaS）量為0.004×=0.009，生成氧量為0.004×=0.002公斤；消耗（CaO）量為0.004×=0.007公斤。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(diǎn)氧化鐵的確定終渣中氧化鐵的含量與鋼水的終點(diǎn)含碳量和終渣的堿度有關(guān)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)，終點(diǎn)鋼水含碳量為0.15%和終渣堿度為3.5時，終渣中（Fe2O3）= 5% 和（FeO）= 10%。7）終渣量及其成份表1-2-8中不計（FeO）和（Fe2O3）在內(nèi)的爐渣重量為：(CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO

20、+Al2O3+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%，則渣中其它成份之和為100%15%=85%故爐渣總重量為=13.578公斤 由此可知：（FeO）的重量=13.578×10%=1.358公斤，其中鐵重=1.358×=1.056公斤（Fe2O3）的重量=13.578×5%=0.679公斤，其中鐵重量=0.679×=0.474公斤將（FeO）和（Fe2O3）的值分別填入表2-3-2中。終渣量及其成份見表1-2-8。表1-2-8成份氧化產(chǎn)

21、物量(公斤)石灰(公斤)礦石(公斤)輕燒白云石(公斤)爐襯(公斤)螢石(公斤)合計(公斤)%CaOMgOSiO2P2O5MnOAl2O3CaF2CaSFeOFe2O31.8210.3090.5240.0231.3580.6795.9470.1010.1080.0800.0090.0100.0050.0560.0110.0020.9250.6050.0140.0220.2700.1900.0100.0050.0030.0300.0070.0090.4457.1520.9042.0390.3160.5240.1270.4450.0341.3580.67952.676.6615.022.333.86

22、0.933.280.2510.005.00總計4.7146.2450.0841.5660.4750.49413.578100.005.947=石灰中CaO含量石灰中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。1.2.2礦石、煙塵中的鐵及重量假定礦石中（FeO）全部被還原成鐵，則：礦石帶入鐵量=1.00× (29.40%×+ 61.80% ×)=0.661公斤 煙塵帶走鐵量=1.60× (77%×+ 20%×)=1.182公斤礦石代入的氧量=1.00× (29.40% 

23、15;+ 61.8%×)=0.251公斤煙塵消耗氧量=1.60× (77%×+20%×)=0.370公斤 1.2.3爐氣成份及重量 表1-2-9成份重量(公斤)體積，米3%（體積）COCO2SO2O2N2H2O8.6633.2360.0100.0630.1080.0158.663×=6.9303.236×=1.6470.010×=0.004 0.0440.0860.015×=0.01979.3818.870.040.500.990.22共計12.0958.730100.00表1-2-9中各項(xiàng)的計算如下；CO的重量=

24、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=礦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?dú)獾闹亓亢腕w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和爐氣中自由氧體積比為0.5

25、0%，求自由氧和氮?dú)獾捏w積和重量，其求法如下：設(shè)爐氣總體積為X米3，則X=元素氧化生成的氣體體積和水蒸汽的體積+自由氧體積+氮?dú)怏w積，即：X=6.930+1.647+0.004+0.019+0.50%X+×(1-98.5%)=8.600+0.50%X+(0.085+0.008%X)整理得：X=8.730米3故爐氣中自由氧體積=8.730×0.50%=0.044米3 自由氧重量=0.044×=0.063公斤 爐氣中氮?dú)怏w積=0.085+0.008% ×8.730=0.086米3爐氣中氮?dú)庵亓?0.086×=0.108公斤括號內(nèi)的數(shù)據(jù)參看下面氧氣消

26、耗項(xiàng)目。1.2.4氧氣消耗量計算消耗和代入氧氣的項(xiàng)目為：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?dú)庵亓?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：1.0×(61.80%××+2.04%×)+0.001=0.252公斤石灰中硫把氧化鈣還原出的氧重量0.002公斤故氧氣實(shí)際消耗重量為：7.782+0.370+0.037+0.004+0.063+0.108-0.252-0.002 = 8.110公斤

27、換算成體積=8.110×=5.68標(biāo)米3/100公斤鐵水或56.8標(biāo)米3/噸鐵水.噸鋼耗氧量，即供氧強(qiáng)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(xiàng)目：化學(xué)損失（元素氧化）量 7.037公斤煙塵中鐵損失量 1.182公斤渣中鐵珠損失量 13.578×8%=1.086公斤噴濺鐵損失量 1.000公斤但是，礦石 代入鐵量 0.661公斤故鋼水重量為 100-(7.037+1.182+1.086+1.000)+0.661= 90.356公斤 即鋼水收得率為 90.36%1.2.6物料平衡表（以100公斤鐵水為基礎(chǔ)）表1-2-10收 入 項(xiàng)支 出 項(xiàng)項(xiàng) 目

28、重量（公斤）%項(xiàng) 目重量（公斤）%鐵 水石 灰礦 石螢 石白云石爐 襯氧 氣100.000 6.537 1.000 0.500 3.000 0.500 8.11083.585.460.340.422.510.426.77鋼 水爐 渣爐 氣煙 塵鐵 珠噴 濺90.35613.57812.095 1.600 1.086 1.00075.4811.3410.101.340.910.88總 計119.647100.00總 計119.715100.00計算誤差=×100% =×100% =-0.06% ±0.5% 則合格1.3 熱平衡計算1.3.1熱收入項(xiàng)1鐵水物理熱 (為

29、了簡化計算，取冷料入爐溫度均為25.)鐵水熔點(diǎn):=1536-(4.25×100+0.86×8+0.58×5+0.18×30+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(diǎn)值；7為氣體O2、H2、N共降低鐵水熔點(diǎn)值；1536為純鐵熔點(diǎn)，取鐵水溫度為1250，則：鐵水物理熱=100×0.178×(1089-25)+52+0.20×1250-1089=27360千卡2鐵水中各元素氧化放熱及成渣熱C CO 3.690×2616.9 = 96

30、56.4千卡 C CO2 0.410×8250.7 = 3882.8千卡Si SiO2 0.850×6767.2 = 5752.1千卡Mn MnO 0.406×1677.9 = 681.2千卡Fe FeO 1.056×1150.5 = 1214.9千卡Fe Fe2O3 0.475×1758.1 = 885.1千卡P P2O5 0.135×4522.6 = 610.6千卡P2O5 4CaO·P2O5 0.316×1162.1 = 367.2千卡SiO2 2CaO·SiO2 2.039×495.0

31、= 1009.3千卡共 計 23509.6千卡3.煙塵氧化放熱1.6×(77%××1150.5+20%××1758.1) = 1496.2千卡則熱收入總量為：27360+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(xiàng)1鋼水物理熱鋼水熔點(diǎn):=1536-(0.150×65+0.174×5+0.015×30+0.022×25)-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(diǎn)的降低值。確定出

32、鋼溫度：（1）鋼水過熱度，鎮(zhèn)靜鋼一般在7090，取70（2）鎮(zhèn)靜溫度降，按13/分鐘計，鎮(zhèn)靜時間為79分，故其溫度降為21（3）出鋼溫度降，一般在4050, 取50.故出鋼溫度=鋼水熔點(diǎn)+過熱度+鎮(zhèn)靜溫度降+出鋼溫度降=1517+70+21+50=1658則鋼水物理熱=90.356×0.107×(1517-25)+65+0.20×(1658-1517) =30934.6千卡2爐渣物理熱取終點(diǎn)爐渣溫度與鋼水溫度相同，即1658故爐渣物理熱=13.578×0.298×(1658-25)+50=7286.4千卡3礦石分解吸熱: 1×(29.

33、40%××1150.5+61.8%××758.1)=1023.6千卡4煙塵物理熱: 1.6×0.233×(1450-25)+50 = 622.6千卡5爐氣物理熱: (6.930×0.349+1.647) ×1450 = 4921.36渣中鐵珠物理熱:1.086×0.167×(1517-25)+65+0.20×(1658-1517) = 371.87噴濺金屬物理熱:1×0.167×(1517-25)+65+0.20×(1658-1517) = 342.4千卡

34、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3×340=1020千卡上述各項(xiàng)熱支出量為:30934.6+7286.4+1023.6+622.6+4921.3+371.8+342.4+1020=46522.7千卡9剩余熱量:吹煉過程轉(zhuǎn)爐熱輻射、對流、傳導(dǎo)、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52365.8×5%=2618.3千卡則剩余熱量為52365.8-46522.7-2618.3

35、=3224.8千卡10廢鋼加入量:1公斤廢鋼吸收熱量為:1×0.167×(1517-25)+65+0.2×1658-1517 = 342.4千卡則可加入的廢鋼量為：=9.42公斤 即廢鋼比為: ×100% = 8.61%11.熱平衡表 表1-3-1收 入 項(xiàng)支 出 項(xiàng)項(xiàng) 目熱 量（千卡）%項(xiàng) 目熱 量（千卡）%鐵水物理熱27360.052.25鋼水物理熱30934.659.08元素氧化放熱和成渣熱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.

36、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熱效率=×100%=×100% =0.043<0.50% 則合格。1.4 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

37、-1成 份 %數(shù) 值CSiMnPS廢鋼成份取同一冶煉鋼種中限終點(diǎn)鋼水廢鋼中各元素應(yīng)被氧化量0.180.150.0030.20痕跡0.200.5200.1740.3460.0220.0150.0070.0250.0220.00529.42公斤廢鋼各元素氧化量，進(jìn)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+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=×100% = -0.05%表1-4-2項(xiàng)目反應(yīng)廢鋼中各元素 氧化量（公斤）廢鋼進(jìn)入鋼中量（公斤）耗氧量（公斤）氧化產(chǎn)物量（公斤）備注

38、C CO9.42×0.03%×90%=0.0030.003×=0.0040.003×=0.007生成物CO,CO2均進(jìn)入爐氣中，其和為0.007+0.001=0.008生成物SiO2、MnO、P2O5、CaS均進(jìn)入爐渣中，其和為0.041+0.043+0.002+0.0005=0.087SO2量極微，忽略之C CO29.42×0.03%×10%=0.00030.0003×=0.0010.0008×=0.001Si SiO29.42×0.20%=0.0190.019×=0.0220.019

39、5;=0.041Mn MnO9.42×0.346%=0.0330.033×=0.0100.033×=0.043P P2O59.42×0.007%=0.0010.001×=0.0010.001×=0.002S SO29.42×0.003%×=0.00010.0001×=0.00010.0001×=0.0002S CaS9.42×0.003%×=0.00020.0002×- =-0.00010.0002×=0.0005共計0.057=9.3630.038廢鋼中

40、C同鐵水中C氧化成CO、CO2的比例相同把表1-2-10和表1-4-2有關(guān)項(xiàng)目合并整理為表1-4-3表1-4-3收 入 項(xiàng)支 出 項(xiàng)項(xiàng) 目重量（公斤）項(xiàng) 目重量（公斤）90.356+9.363=99.71913.578+0.087=13.66512.095+0.008=12.103 1.600 1.086 1.000鐵 水廢 鋼石 灰礦 石螢 石白云石爐 襯氧 氣100.0009.420 6.537 1.000 0.500 3.000 0.5008.110+0.038=8.148鋼 水爐 渣爐 氣煙 塵鐵 珠噴 濺總 計129.105總 計129.173表1-4-4 收 入 項(xiàng)支 出 項(xiàng)項(xiàng) 目

41、重量（公斤）%項(xiàng) 目重量（公斤）%鐵 水廢 鋼石 灰礦 石螢 石白云石爐 襯氧 氣91.391 8.609 5.974 0.914 0.457 2.742 0.4577.44777.46 7.30 5.06 0.77 0.39 2.32 0.39 6.31鋼 水爐 渣爐 氣煙 塵鐵 珠噴 濺91.13412.48911.061 1.462 0.993 0.91477.2010.539.37 1.24 0.84 0.77總 計117.991100.00總 計118.053100.001.4.2脫氧后的物料平衡1冶煉BD3鋼選用錳鐵和硅鐵脫氧，其成份如表4-2-5表1-4-5成份%合金CSiMnP

42、SFe備注錳鐵7.52.575.00.380.0314.59牌號n3硅鐵/70.00.70.050.0429.21S1752.計算錳鐵、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?。哄i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%的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(jìn)入鋼中。故錳鐵加入量=×91.134=0.561公斤硅鐵加入量=×(91.134+0.448)公斤= 0.331公斤0.01是錳鐵中硅進(jìn)入鋼中所占的重量百分?jǐn)?shù)。0.448是錳鐵中各元素進(jìn)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(diǎn)鋼水含氧量，是根據(jù)終點(diǎn)鋼水含C=0.15%，查C-O平衡曲線，得終點(diǎn)鋼水含O=0.017%，其重量為0.017%×91.134 = 0.015公斤 。此含氧量遠(yuǎn)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(jìn)入鋼中的項(xiàng)目合并起來，故得脫氧后的鋼水