转炉炼钢物料平衡和热平衡计算 模板-

第二章、转炉物料平衡和热平衡计算

1、低磷生铁吹炼（单渣法）

一、原始数据

（一）铁水成分及温度

（二）原材料成分

（三）冶炼钢种及成分

（四）平均比热

(五)冷却剂

用废钢做冷却剂，其成分与冶炼钢种中限相同。

（六）反应热效应

反应热效应通常采用25℃为参考温度，比较常用的反应数据见表2-1-5

（七）根据国内转炉实测数据选取

1、渣中铁珠量为渣量的2.5%；

2、金属中[C]假定85%氧化成CO，15%氧化成CO2；

3、喷溅铁损为铁水量的0.3%；

4、取炉气平均温度1450℃,自由氧含量0.5%，烟尘量为铁水量的1.8%，其中FeO=75%，Fe203=22%；

5、炉衬侵蚀量为铁水量的0.15%；

6、氧气成分为98.9% O2，1.5% N2。

根据铁水成分，渣料质量，采用单渣不留渣操作。先以100公斤铁水为计算基础。

（一）炉渣及其成分的计算

1、铁水中各元素氧化量

表2-1-6

成分，kg

C Si Mn P S 合计项目

铁水 4.36 0.57 0.62 0.07 0.05

终点钢水0.13 痕迹0.13 0.008 0.019

氧化量 4.23 0.57 0.49 0.062 0.031 5.308 [C]：取终点钢水含碳量0.15%；

[Si]：在碱性氧气转炉炼钢中，铁水中的Si几乎全部被氧化；

[Mn]：顶底复吹转炉残锰量取60%；

[P]：采用低磷铁水吹炼，铁水中磷90%进入炉渣，10%留在钢中；

[S]：氧气转炉去硫率不高，取40%。

2、各元素氧化量，耗氧量及其氧化产物量见表2-1-7

3、造渣剂成分及数量

根据国内同类转炉有关数据选取

1）矿石加入量及成分

矿石加入量为1.00公斤/100公斤铁水，成分及重量见表2-1-8

2）萤石加入量及成分

萤石加入量为0.30kg/kg铁水，其成分及重量见表2-1-9

3）炉衬侵蚀量为0.200公斤/100公斤铁水，其成分及重量见2-1-10

4）生白云石加入量及成分

加入的白云石后，须保证渣中（MgO）含量在6—8%之间，经试算后取轻烧白云石加入量为1.2公斤/100公斤铁水。其成分及重量见表2-1-11

表2-1-8

表2-1-9

P以2[P]+5/2{O2}=(P2O5)的形式进行反应，其中生成(P2O5)的量为0.00165×142/62=0.004

公斤，消耗氧量0.00165×80/62=0.002

*被侵蚀的炉衬中C 的氧化，同金属中C 氧化成CO 、CO 2的比例相同，即：

C----CO 0.022×88%×28/12=0.045 kg C----CO 2 0.022×12%×44/12=0.010 kg 消耗氧量为：

0.145×16/28=0.026 kg 0.010×32/44=0.007 kg 共消耗氧气量为： 0.033 kg 表2-1-11

5） 炉渣碱度和石灰加入量 取终渣碱度2(%)

3.5(%)

CaO R SiO =

=

渣中已存在的∑（SiO 2）量=铁水中硅氧化生成的SiO 2量+炉衬带入的SiO 2量+矿石带入的SiO 2量+萤石带入的SiO 2量+白云石带入的SiO 2量=1.393+0.0052+0.056+0.018+0.0058=1.478kg 渣中已存在的∑（CaO ）量=白云石带入的CaO 量+炉衬带入的CaO 量+矿石带入的CaO 量 －铁水中S 消耗的CaO －矿石中S 成渣消耗的CaO=0.6365+0.003+0.010－0.0193－0.002=0.622 kg

222()()

()()(%)(%)()3.5 1.4780.622

5.32891.08% 3.5 1.66%

R SiO CaO R SiO CaO CaO CaO R SiO kg

⨯

-⨯-==

-⨯⨯-=

=-⨯∑∑∑∑有效

石灰石灰

石灰加入量

加入石灰成分及重量见表2-1-12

S以[S]+（CaO）=（CaS）+[O]的形式反应，其中生成CaS量为：0.003×72/32=0.007,

生成氧量为0.003×16/32=0.0016kg，消耗（CaO）量为0.003×56/32=0.0056kg

6)终点氧化铁的确定

根据生产实践数据，当终渣碱度为3.5，含碳量为0.15%时，终渣中（Fe2O3）=4%和（FeO）=8%。

7）终渣量及成分

表2-1-13中不计（FeO）、(Fe2O3)在内的炉渣重量为

（CaO +MgO+SiO2+P2O5 +MnO+ Al2O3+ CaS+ CaF2+ CaS）

=5.497+0.678+1.566+0.169+0.284+0.090+0.267+0.033=8.584 kg

已知渣中FeO量为12%，则渣中其它成分之和为88%，故炉渣总重量为8.584/88%=9.754kg 由此可知：

(FeO)重量=9.754×8%=0.780kg 其中铁重 =0.780×56/72=0.607kg

(Fe2O3）重量=9.754×4%=0.390kg 其中铁重=0.390×112/160=0.273kg

将(FeO)和(Fe2O3）的值分别填入表2-1-7

表2-1-13

(二)矿石、烟尘中铁及氧量

矿石带入的Fe量=1.00×(29.04%×56/72+61.80%×112/160)=0.661 kg

烟尘带走的铁量=1.60×(77%×56/72+20%×48/160)=1.182 kg

矿石带入的氧量=1.00×(29.04%×16/72+61.80%×48/160)=0.251kg

烟尘消耗的氧量=1.60×(77%×16/72+20%×48/160)=0.370 kg

（三）炉气成分及重量（见表2-1-14）

表2-1-14