转炉炼钢加入废钢后的物料平衡
转炉车间炼钢物料平衡热平衡计算
转炉车间炼钢物料平衡热平衡计算转炉车间是炼钢过程中的重要环节，需要进行炼钢物料平衡和热平衡计算，以确保生产过程的稳定和高效。
本文将对转炉车间的炼钢物料平衡和热平衡计算进行详细介绍。
炼钢物料平衡是指通过对转炉车间中的原料投入和产出物料进行测量和计算，从而得到物料平衡的结果。
炼钢物料平衡的目的是确保转炉车间原料的投入和产出物料的稳定性，避免资源的浪费和环境的污染。
物料平衡的计算主要包括原料质量平衡和物料流量平衡两个方面。
原料质量平衡是指对转炉车间中原料的质量进行计算和比较。
首先，需要测量和记录转炉车间中原料的投入量和产出量，包括铁矿石、废钢、废铁、石灰石等原料。
然后，根据原料的化学成分和质量比例，计算不同原料的质量，并与实际投入和产出物料进行比较。
如果投入和产出物料的质量不平衡，就需要调整原料的配比和使用，以达到物料平衡的要求。
物料流量平衡是指对转炉车间中物料流动的计算和分析。
首先，需要测量和记录转炉车间中不同物料的流量和速度，包括氧气、燃烧剂、炉渣、煤粉等。
然后，根据物料流动的速度和体积，计算不同物料在转炉车间中的流量，并与实际测量结果进行比较。
如果物料的流量不平衡，就需要调整物料的供给和流动方式，以保持物料平衡的状态。
炼钢热平衡计算是指通过对转炉车间中的热能输入和输出进行测量和计算，从而得到热平衡的结果。
炼钢热平衡计算的目的是确保转炉车间热能的合理利用和能量的平衡。
热平衡的计算主要包括燃烧热平衡和传热平衡两个方面。
燃烧热平衡是指对转炉车间中燃料的燃烧过程进行计算和分析。
首先，需要测量和记录转炉车间中燃料的消耗量和燃烧产物的产生量，包括煤粉、燃气、燃油等。
然后，根据燃料的能量含量和燃烧反应的热效率，计算燃料的热值和燃烧产生的热能，并与实际产生的热能进行比较。
如果燃烧过程的热能不平衡，就需要调整燃料的供给和燃烧方式，以达到热平衡的要求。
传热平衡是指对转炉车间中传热过程的计算和分析。
首先，需要测量和记录转炉车间中不同部位的温度和热能输入输出，包括炉渣的温度、冷却水的流量和温度、炉气的温度等。
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，kgC 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2-1-73、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2-1-82）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2-1-93）炉衬侵蚀量为0.200公斤/100公斤铁水，其成分及重量见2-1-104）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。
转炉车间炼钢物料平衡热平衡计算
表13，加入废钢的物料平衡表(以100kg铁水为基础) 收入 支出 质量 质量 项目 % 项目 91.63+16.816= 铁水 100.00 76.51 钢水 7.10+0.446= 废钢 17.13 13.11 炉渣 11.19+0.051= 石灰 2.07 1.58 炉气 石灰石 1.40 1.07 喷溅 轻烧白云石 2.00 1.53 烟尘 炉衬 0.20 0.15 渣中铁珠 7.720+0.18= 7.902 氧气 6.05 130.70 130.29 合计 100 合计 表14，加入废钢的物料平衡表(以100kg(铁水+废钢)为基础) 收入 支出 项目 质量 % 项目 质量 % 铁水 85.37 76.51 钢水 92.58 83.23 废钢 14.63 13.11 炉渣 6.44 5.79 石灰 1.76 1.58 炉气 9.59 8.62 硅锰加入量 WMn= 石灰石 1.20 1.07 喷溅 0.85 0.77 轻烧白云石 1.71 1.53 烟尘 1.28 1.15 硅铁加入量 Wsi= 炉衬 0.17 0.15 渣中铁珠 0.48 0.44 氧气 6.75 6.05 合计 111.58 100 合计 111.24 100 表15，铁合金中元素烧损量及产物量 烧损量 类别 元素 脱氧量 成渣量 炉气量 1.91x1.80%x10%= 0.003 C 0.009 0.013 1.91x68.00%x10%= 0.130 Mn 0.038 0.167 1.91x18.00%x25%= 0.086 Si 0.098 0.184 硅锰合金 P S Fe 0.219 合计 0.145 0.351 0.013 0.30x2.50%x100%= 0.007 Al 0.007 0.014 0.30x0.50%x20%= 0.0003 Mn 0.0001 0.0004 0.30x75.00%x25%= 0.0559 Si 0.064 0.120 硅铁 P S Fe 0.064 合计 0.071 0.134 总计 0.282 0.216 0.485 0.013 附表，脱氧合金化后的钢水成分 0.031 (0.10%+ x100%)= 0.133% 94.70 0.257+0.168 x100%= 0.449% 94.70 1.167+0.001 (0.140%+ x100%)= 1.373% 94.70 0.004 (0.025%+ x100%)= 0.030% 94.70 0.001 (0.025%+ x100%)= 0.026% 94.70 表16，总物料平衡表 收入 质量 % 项目
炼钢物料平衡热平衡计算概述
炼钢物料平衡热平衡计算概述炼钢物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中非常重要的工作。
炼钢过程中涉及多种原料和产品，在确保炉况稳定和冶炼效果良好的前提下，需要对原料的投入和产物的产出进行平衡计算。
炼钢物料平衡计算的目的是确定钢铁冶炼过程中各种原料的投入量，确保原料的充分利用以及合理投放。
平衡计算的依据是材料的质量守恒定律，即进入的物料的质量必须等于产出物料的质量。
在炼钢过程中，主要的原料包括铁矿石、废钢、废铁等，而产出的物料则包括粗钢、渣钢、炉渣等。
通过对原料的投入量和产出物料的重量进行平衡计算，可以了解到炼钢过程中原料的利用率以及产物的产出量，从而对冶炼效果进行评估和优化。
热平衡计算是指对炼钢过程中的热量进行平衡计算。
炼钢过程中需要对炉内的温度进行控制，以确保冶炼反应能够正常进行。
在炼钢过程中，原料和加热介质（如燃料）的输入会带来热量的输入，而冶炼过程中的反应则会导致热量的输出，主要包括燃烧、还原和吸热反应等。
通过对输入和输出热量的平衡计算，可以确定炉内的热量分布和热量损失，进而对炉内温度进行控制和优化。
炼钢物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中冶炼稳定性和经济效益的重要保障。
通过这些计算，可以了解到原料的利用率和产物的产出量，从而提高冶炼效果和产品质量。
同时，通过热平衡计算可以实时监测炉内的温度变化，及时发现和解决温度异常问题，确保冶炼过程的可控性和稳定性。
因此，炼钢物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中不可或缺的重要环节。
炼钢物料平衡和热平衡计算在炼钢过程中起着非常重要的作用。
通过这些计算，冶炼厂可以更好地了解和控制物料的投入和产物的产出，实现冶炼过程的稳定运行和优化效果。
首先，炼钢物料平衡计算能够确保原料的充分利用和合理投放。
在炼钢过程中，钢厂会使用不同的原料，如铁矿石、废钢、废铁等。
这些原料的投入量需要经过平衡计算来确定，以确保原料的利用率最大化。
通过平衡计算，可以了解到每种原料的投入量，避免过量或不足的情况发生。
第2章炼钢过程的物料平衡和热平衡计算
第2章炼钢过程的物料平衡和热平衡计算炼钢是通过将生铁加热到高温，然后进行氧化还原反应来去除杂质的过程。
在炼钢过程中，物料平衡和热平衡是非常重要的计算，以确保过程的稳定性和效率。
首先，让我们来看一下炼钢过程中的物料平衡计算。
物料平衡是指在炼钢过程中输入和输出物料的量之间的平衡。
在炼钢过程中，主要的输入物料是生铁、石灰石、废钢等，而主要的输出物料是炼钢渣、废气和钢水等。
物料平衡计算可以通过考虑每个输入和输出物料的质量来完成。
首先需要确定每个输入物料的质量，并计算出每个输入物料的总量。
然后需要确定每个输出物料的质量，并计算出每个输出物料的总量。
最后，通过比较输入和输出物料的总量，可以确定物料平衡是否达到。
在炼钢过程中，石灰石主要用于吸附硫化物和冶炼渣的形成，废钢用于加碳和提供合金元素。
当炼钢渣形成时，一些杂质也会被吸附在渣中，从而净化钢水。
因此，通过控制输入物料的质量，并进行物料平衡计算，可以确保炼钢过程中的物料平衡。
其次，让我们来看一下炼钢过程中的热平衡计算。
热平衡是指在炼钢过程中输入和输出热量之间的平衡。
在炼钢过程中，主要的输入热量是燃料的燃烧热量，而主要的输出热量是废气和钢水。
热平衡计算可以通过考虑每个输入和输出热量的量来完成。
首先需要确定每个输入热量的量，并计算出每个输入热量的总量。
然后需要确定每个输出热量的量，并计算出每个输出热量的总量。
最后，通过比较输入和输出热量的总量，可以确定热平衡是否达到。
在炼钢过程中，需要控制燃料的燃烧速率和炉内气体的流动速率，以确保输入和输出热量的平衡。
此外，还可以通过热回收和余热利用来提高热平衡效果。
例如，可以使用余热回收装置来回收废气中的热能，并将其用于加热其他冷却介质。
综上所述，物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中非常重要的计算。
通过控制输入物料的质量和量，并考虑输入和输出热量的平衡，可以确保炼钢过程的稳定性和效率。
此外，还可以使用其他技术和设备来提高物料平衡和热平衡效果，以进一步提高炼钢过程的效率。
转炉物料平衡与热平衡计算.
转炉物料平衡与热平衡计算简介转炉是冶金行业中常见的设备之一，主要用于高炉炼铁的后续工序。
转炉的工作原理是利用高温将铁水中的杂质进行氧化还原反应，从而得到高纯度的钢水。
为了确保炉内反应的正常进行，需进行物料平衡和热平衡的计算。
本文将介绍转炉物料平衡和热平衡的计算方法，并给出一个示例，以帮助读者更好地理解。
转炉物料平衡计算方法转炉物料平衡是指通过对转炉输入和输出物料的数量进行统计，计算转炉内的物料平衡情况。
物料平衡计算的基本原理是质量守恒定律，即输入物料的总质量必须等于输出物料的总质量。
物料平衡计算的步骤如下：1.确定转炉的输入物料，包括铁水、矿石、废钢等。
2.统计输入物料的质量。
3.确定转炉的输出物料，包括钢水、废气、炉渣等。
4.统计输出物料的质量。
5.比较输入物料的总质量和输出物料的总质量，若两者相等，则物料平衡成立；若不相等，则存在物料的损失或增加。
下面以一个具体的例子来说明转炉物料平衡的计算过程。
假设一个转炉的输入物料包括1000kg的铁水、200kg的矿石和100kg的废钢。
经过转炉反应后，得到800kg的钢水、400kg的废气和100kg的炉渣。
通过统计计算，我们可以得到输入物料的总质量为1000kg + 200kg + 100kg = 1300kg，输出物料的总质量为800kg + 400kg + 100kg = 1300kg。
两者相等，说明物料平衡成立。
转炉热平衡计算方法转炉热平衡是指通过对转炉内的能量输入和输出进行统计，计算转炉的热平衡情况。
热平衡计算的基本原理是能量守恒定律，即输入能量的总量必须等于输出能量的总量。
热平衡计算的步骤如下：1.确定转炉的输入能量，包括燃料的热值、还原剂的热值等。
2.统计输入能量的总量。
3.确定转炉的输出能量，包括钢水的热值、废气的热值等。
4.统计输出能量的总量。
5.比较输入能量的总量和输出能量的总量，若两者相等，则热平衡成立；若不相等，则存在能量的损失或增加。
转炉热平衡和物料平衡的计算
第一部分转炉物料平衡和热平衡计算（一）原始数据（收集或给定）一、铁水成分和温度表1-1刚中[Ｐ、Ｓ]影响渣质,喷溅和炉容比,[Si]影响炼铁焦比和转炉废钢加入量(目前要求[Si]<0.80%)二、原材料成分（参[2] 、[4]、规程及[6]166）表1-2三、冶炼钢种和废钢成分表1-3四、平均比热表1-4五、反应热效率（认为25℃与炼铁温度下两者数值近似）表1-5*参氧气转换炉炼钢原理（美）,冶金工业出版社74年版75页六、有关参数的选用1、渣中铁珠占渣重的8%；2、金属中90%[C] →CO 10%[C]→CO2;3、喷溅铁损占铁水量的1%；4、炉气平均温度1450℃；含自愿氧0.5%；烟尘量占铁水量的1.6% 其中有77%FeO和20%Fe2O3;(作课程设计时刻改为；烟尘量占铁水量的1.16%。
参[4]31)5、炉衬侵蚀占铁水量的0.5%；6、氧气成分为98.5%O2和1.5%N；（作课程设计时可改为：99.5%O2和0.5%N2，参[4]31）。
（二）物料平衡计算由铁水成分冶炼钢种可选用单渣发不留渣的操作。
为简化计算，物料平衡以100kg铁水为计算基础。
一、炉渣量及炉渣成分的计算炉渣来自元素的氧化，造渣材料和炉衬侵蚀等。
1.铁水中各元素的氧化量%表1-6说明：[Si]——碱性渣操作时终点[Si]量为痕迹；[P]——单渣发去磷约90%（±5%）；[Mn]——终点余锰量约30~40%，这里实测为30%；[S]——转炉去硫约30~50%，这里取40%；[C]——终点碳与钢种及磷量有关，要求出钢后加铁合金增碳的量能满足钢的规格中限，即：[C]终点=[C]中限—[C]增碳这里取[C]终=0.15%,可满足去磷保碳与增碳两个条件。
2、铁水中各元素的氧化量，耗氧量和氧化产物量的计算。
表1-73.造渣剂成分及数量：（选自国内有关生产炉）1）矿石成分及重量的计算（1.0kg矿石/100kg铁水）表1-8S*:反应式为[S]+( CaO)= (CaS)+[O]其中：(CaS)重为0.001×7232=0.002[㎏][S]消耗（CaO) 重为0.001×5632=0.002[㎏][O]微量，可不计。
转炉炼钢物料及热平衡
物料及热量平衡计算(一)、工艺条件及工艺要求1、铁水条件：化学成分：碳：4.5% 硅：0.5% 锰：0.20% 硫：0.045% 磷：0.110%，铁水温度：1350℃2、炉渣成分：碱度3.0，氧化镁10%，3、各辅料成分：石灰（CaO）85% ，二氧化硅1.50%；轻烧白云石：氧化镁28%，氧化钙48%；镁球：氧化镁：65%4、总装入量115吨5、出钢温度：1680℃（二）废钢比计算：1、设上述条件下：铁水x吨废钢y吨X+Y==115设冶炼钢种HRB335，成分：【C】0.21% [Si]0.35% [Mn]1.35% [S]0.030% [P]0.035%2、热收入2.1、铁水物理热：按常温下25℃计算铁的熔点Tf=1539-（100*4.5+8*0.5+5*0.2+30*0.15+25*0.045+7)=1080℃铁的物理热=X*1000[0.744*(1080-25)+217.486+0.8368*（1350-1080）]=1228342X Kj2.2、元素放热：钢水终点【C】0.1%，锰按氧化40%计算，碳氧化成90%CO,10%CO2计算C—CO（4.5-0.1）%*90%*10940*X*1000=433220X KjC—CO2（4.5-0.1）%*10%*34220*X*1000=150570X KjSi—SiO2 0.5%*28314*X*1000=141570*XMn—MnO (0.2-40%*0.2)%*7020*X*1000=8424X KjP—P2O5 0.11*75%*18923*X*1000=15610X Kj实际生产中【P】按氧化75%计算3、热支出3.1、钢熔点Tf=1539—(65*0.21+5*0.35+5*1.35+30*0.035+25*0.030+7)=1508℃装入量115T按实际出钢量108T计算3.2、钢水的物理热=108*1000【0.699*（1508-25）+271.96+0.8368（1680-1508）】=156870756 Kj3.3、钢渣的物理热=115*1000*11%【1.247（1680-25）+209.2】=28753260Kj (渣量按装入量的11%计算)3.4、炉气的的物理热：主要按炉气生成CO和CO2计算，炉气温度1450℃【C】+1/2O2=CO (4.5-0.1)%*90%*28/12=0.0924Kg【C】+1/2O2=CO2 (4.5-0.1)%*90%*44/12=0.0161Kg 则炉气物理热=（0.0924+0.0161）*1.136*（1450-25）*X*1000=175639.8X Kj4、热收入=热支出则得出1977736X=156870756+287532260.25+175639.8X解得铁水=103废钢y==12t(二) (1)铁水【Si】波动0.1%，调整废钢量【Si】波动0.1%则放热波动如下：103*1000*0.1%*28314=2916342K j 根据资料这部分热量的70%用于熔池有效升温每公斤废钢的冷却效应（按出钢温度1680℃，废钢熔点1500℃）Q 废=1*【0.699（1500-25）+271.96+0.8368（1680-1500）】=1453.609Kj/Kg 则得出铁水【Si】波动0.1%，调整废钢量为：2916342*70%/1453.609=1400Kg=1.4t(2) 每吨废钢的降温值（出钢量108t）1453.609*1000=108*1000*0.8368*△t △t=16.1℃.根据经验与资料取△t=14.5℃（3）铁水温度波动10℃调整废钢量，铁水温度波动10℃，则带入的物理热波动为103*1000*0.8367*10=861801Kj 70%用于有效升温则调整废钢量为861801*70%/1453.609=415Kg(4)增加1t铁水，则带入的物理热为1000*【0.744（1080-25）+217.486+0.8368（1350-1080）】=1228342(Kj)元素放热增加如下：C—CO 433220Kj C—CO2 150570Kj Si—SiO2 141570Kj Mn—MnO 8424Kj P—P2O5 15610Kj 总计 621974Kj增加1t铁水总计增加的热量1228342+621974Kj=1850316Kj 70%用于有效升温，则能使钢水升温△t℃则得出：1228342*70%+621947*70=108*1000*0.8368*△t △t=20℃(三)(1)如果每炉烧结矿定为3吨，则需减废钢Xt,增加铁水y吨（103+y）+(12-x)=115,14.5x+20y=3*43 得出x=y=3.74吨即铁水调整为103+3.74=106.74t 废钢调整为12—3.74=8.26t(2)如果烧结矿定位4t 需减废钢Xt增加铁水y吨（103+ y）+(12-X)=115 ,14.5x+20y=4*43 得出x=4.98≈5t,y=4.98≈5t 即铁水调整为103+5=108t 废钢调整为12-5=7t.附表：各冷却剂降温值。
转炉物料平衡与热平衡计算
虽然炉化学反应，实际上是在炉料温度和炉上部气相温度之间的任一温度发生的，但反应热效应通常仍采用25℃作为参考温度，值得指出的是，反应热还与组分在铁水中存在形态有关，至今对参与化学反应有关的实际组成物还有不同的看法。但是，比较常用的反应热数据见表1-1-5。
表1-1-5
反应
放出热（千卡）
2CaO+SiO2=2CaO·SiO2
4CaO+P2O5=4CaO·P2O5
FeO+SiO2=FeO·SiO2
MnO+SiO2=MnO·SiO2
31397.0
99063.5
190015.2
280133.5
92007.4
63727.3
64430.0
196910.0
267243.4
29780.2
165013.2
物料平衡和热平衡计算，一般可分为两面种方案。第一种方案是为了设计转炉与其氧枪设备以与相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数与其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测。本计算是采用第一种方案。
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成渣消耗的CaO量-矿石中S成渣消耗的CaO量=0.925+0.27+0.010-0.018-0.002=1.185公斤。
CCO 0.025×90%× =0.053公斤
CCO20.025×10%× =0.009公斤
其消耗氧气量为：0.053× =0.030公斤0.009× =0.007公斤
物料平衡 热平衡 转炉
物料平衡热平衡转炉物料平衡、热平衡和转炉是冶金工程领域中的重要概念。
本文将深入探讨这三个主题，从基本概念到实际应用进行逐步解析，并对其在转炉过程中的应用进行详细讲解。
一、物料平衡物料平衡是冶金工程中的一个重要概念，指的是在一个系统中输入和输出物料的总量必须保持平衡。
这个平衡关系可以通过以下公式表示：输入物料= 输出物料+ 增加物料- 减少物料其中，增加物料是系统内新增的物料量，减少物料是系统内减少的物料量。
物料平衡是冶金工程中进行计算和控制的基础。
通过对物料平衡的准确计算，可以确保系统正常运行，并保持稳定的生产状况。
在转炉过程中，物料平衡是非常重要的。
转炉是一种用于冶炼、精炼和合金化的设备，通过将原料和燃料加入到转炉中，利用高温和化学反应将原料转化为所需的金属产品。
在转炉中，物料平衡的准确控制和计算可以提高生产效率、降低能源消耗，并确保产品质量稳定。
二、热平衡热平衡是指系统中输入和输出的热量必须保持平衡。
一个系统中的热平衡可以通过以下公式表示：输入热量= 输出热量+ 产生热量- 消耗热量其中，产生热量是系统内产生的热量，消耗热量是系统内消耗的热量。
热平衡的准确计算和控制是保证系统正常运行和能量效率的关键。
在转炉过程中，热平衡是非常重要的。
在转炉内，燃料燃烧产生的热量被用于原料的冶炼、精炼和合金化。
同时，热量还会通过系统的一些其他途径（如散热、冷却等）被消耗。
通过准确计算和控制热平衡，可以提高能源利用率，降低能源消耗，确保系统高效稳定地运行。
三、转炉转炉是一种非常重要的冶金设备，广泛应用于钢铁和有色金属冶炼工业中。
通过转炉，原料和燃料被加入到设备中，利用高温和化学反应将原料转化为所需的产品。
在转炉过程中，物料平衡和热平衡是两个非常重要的概念。
通过准确计算和控制物料平衡，可以确保输入和输出物料的平衡，保证生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
通过准确计算和控制热平衡，可以提高能源利用率，降低能源消耗，保证系统的高效运行。
转炉炼钢物料平衡与热平衡计算
资料来源：热动09-2班作业联盟转炉炼钢物料平衡与热平衡1.物料平衡：加入转炉的生铁成分含量:（选取100kg生铁）C:4.00% Si:1.30% Mn:1.00% P:0.06% S:0.05% 加入转炉铁水的温度1270°C，转炉炼钢必须练成含0.10%C的钢温度为1625°C。
（1）加入物料的损失计算：由转炉中金属含炭量与炉渣中FeO含量的关系曲线可知当金属中含0.10%C时炉渣中FeO含量为18.5%有炉渣中FeO与Mn总计50%，所以的含量为：50%-18.5%=31.5% 在金属池中温度为1625°C进行吹炼Si和Mn参加氧化还原反应。
Mn+FeO= MnO+Fe 反应的平衡常数K s Mn=[Mn][FeO]/[MnO] t=1625°C。
查表得K s Mn=0.097∴[ Mn]= [ MnO] K s Mn/[ FeO]=0.097*31.5/18.5=0.165%Si+2FeO=SiO2+2Fe 反应的平衡常数K s Si= [Si][FeO]2t=1625°C。
查表得K s Si=11.5∴[Si] =K s Si/[FeO]2=11.5/18.52=0.034%吹炼结果所得金属中下列成分含量：C:0.10% Mn:0.165% Si:0.034%由于炼钢液体钢的收得率为93%，（浸出物收得率E(%) ＝浸出物(kg)/ 投料总量（kg）×100%）各成分的损失：C：4.00-0.93×0.1=3.97kgMn：1.00-0.93×0.165=0.85kgSi：1.3-0.93×0.034=1.27kg由锰与氧化铁的还原反应铁的损失：Fe：Mn损×[ FeO]/[ MnO]=0.85×18.5/31.5=0.5 kg∴总的损失量为：M损=3.97+0.85+1.27+0.5=6.59（2）氧化还原反应消耗氧气量和产物的量：在不加入废钢和矿石时，约有1/9的C燃烧生成CO2氧的利用率为99%。
炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算
炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算炼钢是一种重要的冶金工艺，通过加热和处理铁矿石和其他原料，从而将其转化为钢铁。
在炼钢过程中，物料平衡和热平衡的计算是保证炼钢过程顺利进行的关键。
1.物料平衡计算物料平衡计算是指在炼钢过程中，对原料和产物之间的质量变化进行控制和监测。
物料平衡计算的基本原理是质量守恒定律，即物质在任何化学反应和过程中，质量不能被创造或破坏。
在炼钢过程中，主要的原料包括铁矿石、废钢和其他合金。
物料平衡计算的目的是确定原料和产物之间的质量变化以及原料的流量。
以基本的炼钢炉为例，物料平衡计算可以分为三个主要步骤：1)原料质量和流量测量：测量并记录原料的质量和流量，包括铁矿石、废钢和其他合金的输入。
2)化学反应和质量变化计算：根据炼钢过程中的化学反应，计算原料和产物之间的质量变化。
这包括原料的表面吸附、化学反应和挥发物的产生。
3)产物质量和流量测量：测量并记录产物的质量和流量，包括钢铁和炉渣的输出。
通过这些步骤，可以得到原料和产物之间的质量平衡关系。
通过不断调整原料的输入和产物的输出，可以确保炼钢过程中的物料平衡。
热平衡计算是指在炼钢过程中，通过计算热量的吸收和释放，以确保炉内的温度可以达到所需的炼钢温度。
在炼钢过程中，有几种主要的热量转移方式，包括辐射、传导、对流和蒸发。
热平衡计算的基本原理是能量守恒定律，即能量不能被创造或破坏。
热平衡计算可以分为以下几个步骤：1)炉内温度测量：通过在炉内安装温度传感器，可以测量和记录炉内的温度分布。
2)热量输入和输出计算：通过测量原料的热量输入和产物的热量输出，可以计算总的热量平衡。
热量输入包括燃料燃烧生成的热量和化学反应产生的热量。
热量输出包括炉渣的热量、废气的热量以及钢铁的热量。
3)热量转移计算：通过计算炉内热量的传导、辐射、对流和蒸发，可以确定炉内的热量分布。
这可以通过数学模型和计算方法进行计算。
通过热平衡计算，可以确定炉内的温度分布，并根据需要进行调整。
物料平衡4265141213
物料平衡4265141213炼钢过程的物料平稳和热平稳运确实是建立在物质与能量守恒的基础上的。
其要紧目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。
应当指出，由于炼钢是复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和运算。
尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。
转炉炼钢的过程是一个专门复杂的物理化学变化过程，对其作完全定量的分析是不可能的，然而一些差不多的规律和原理在该过程中仍旧适用。
比如说转炉炼钢过程遵循物质不灭和能量守恒定律，在那个基础上建立了转炉炼钢过程中的物料平稳和热平稳运算。
用来研究转炉收入、支出的物质和能量在数量上的平稳关系，并用平稳方程式、平稳表或者物流及热流图表示出来。
通过物料平稳和热平稳的运算能够全面的把握转炉的物料和能量的利用情形，了解转炉的工作能力和热效率，从而为改进工艺、实现转炉最正确操作探究途径，并为降低原材料消耗及合理利用能源和节能提供方向。
总的来说，物料平稳和热平稳的运算一方面能够指导车间或设备的设计，比如说转炉及其供氧设备，或者炼钢车间的设计；另一方面能够改善和校核已投产的转炉冶炼工艺参数、设备适应性能，比如说确定加入冷却剂的数量和时刻，或者采纳新技术等而由实测数据进行的运算，比如说设计一些自动操纵模型时的运算。
4.6.1 物料平稳[12]物料平稳是运算炼钢过程中加入炉内和参与炼钢过程的全部物料〔铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料和耐材等〕及炼钢过程中产物〔钢液、炉渣、炉气及烟尘等〕之间的平稳关系。
以下通过举例进行运算分析。
1．原材料成分表4.9铁水、废钢成分〔%〕表4.10渣料和炉衬材料成分〔%〕表4.11各项目的热容表4.12反应热效应〔25℃〕2．其它假设条件〔依照各类转炉生产实际过程假设〕：（1）炉渣中铁珠量为渣量的8%；（2）喷溅缺失为铁水量的1%；（3）熔池中碳的氧化生成90%CO，10%CO2；（4）烟尘量为铁水量的1.6%，其中烟尘中FeO=77%，Fe2O3=20%；（5）炉衬腐蚀量为铁水量的0.5%；（6）炉气温度取1450℃，炉气中自由氧含量为总炉气量的0.5%；（7）氧气成分：98.5%O2，1.5%N2。
转炉物料平衡与热平衡计算
摘要现代炼钢工艺较为普遍的流程有两种，长流程即以氧气转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程和以电炉炼钢工艺为中心的小钢厂生产流程的短流程。
本设计为具有代表性的转炉炼钢工艺，预计年生产能力为420万吨。
本设计以转炉物料平衡和热平衡计算为基础，综合考虑成本最低化，对炼钢车间主要设备的参数进行了设计、选型，完成了主体设备选择、炼钢生产工艺设计、主厂房工艺布置和设备布置。
根据国内外转炉炼钢技术的发展趋势，结合设计任务书的需要，选择了LF 炉外精炼设备，进行全连铸生产。
最终确定如下的的工艺流程：铁水预处理→转炉炼钢→LF精炼→连铸。
关键词：转炉；炼钢；成本最低化；生产工艺；工艺流程ABSTRACTThere are two main steel-making processes in Modern steelmaking process.long process that is short of oxygen steelmaking processes to process-centric production of iron and steel enterprises in electric steelmaking processes and technology-centric small steel production process. This design is representative of the steelmaking process, the estimated annual production capacity of 4.2 million tons. The design of the converter material balance and heat balance calculations, based on a comprehensive consideration of the lowest cost, the main parameters of the steelmaking plant equipment has been designed, the selection, the completion of the main equipment selection, steel production process design, process layout and main plant equipment layout.Depending on the development trend of steel-making process .LF refining is selected to fulfill continuous casting. Finally,the following process flow is choosed: Pretreatment→Converter→LF→CCKeywords:converter；steel making；the lowest cost；production；process第1章文献综述1.1 我国钢铁工业现状及发展钢铁工业是国民经济的重要支柱性产业，它是一个国家的重工业基础，也是国民经济生产中重要组成部分。
炼钢过程物料平衡
炼钢过程物料平衡炼钢过程物料平衡(the material balance of steelmaking processes)研究炼钢过程物料收入和支出的平衡关系，并把这种关系制成图、表和方程式的一项研究炼钢技术的工作。
炼钢是一个非常复杂的物理化学变化过程。
它以铁水和废钢等金属料为主要原料。
为了去除铁水中多余的碳、硅等元素，需要供给氧气、铁矿石等氧化剂；为了去除有害杂质，为了减轻元素Si等氧化生成的SiO2等酸性氧化物对碱性炉衬的侵蚀及尽快形成需要性能的炉渣，需要加入石灰、萤石等造渣剂；为了充分利用金属料中元素氧化放出的热量及减轻高温对炉衬的烧损，需要加入废钢、铁矿石等冷却剂；为了增加金属熔池的含碳量，需要加入焦炭、电极块等增碳剂；为了去除钢水中多余的氧及提高合金元素的含量，还需要加入锰铁、硅铁和铝等脱氧合金化剂。
这些金属、非金属材料及炉衬耐火材料等，在熔池内均参与高温物理化学反应，在冶炼完毕后转化成钢水、炉渣和炉气等物质。
这些反应物和生成物之间，在数量关系上遵守物质守恒定律。
研究炼钢过程物料平衡的目的有3：(1)控制好炼钢过程中的熔池温度，炼出合格的钢水；(2)全面掌握炼钢设备的物料利用情况，了解炼钢设备的工作能力，从而探索改进炼钢工艺，实现炼钢的优化操作；(3)为降低原材料消耗及合理利用资源提供方向。
作用(1)可以为设计或校核炼钢设备和附属系统及炼钢车间提供依据。
(2)可以为研究炼钢过程、制定或完善操作工艺提供参考数据。
(3)可以为配料计算提供依据，以保证充分发挥设备的生产能力和提高终点命中率。
也是制订炼钢过程自动控制数学模型的基础。
(4)分析和比较物料平衡图表中的各项收支状况，并与技术经济指标好的典型炉次加以对比，从中找出薄弱环节，明确提高设备的产钢能力和降低原材料消耗的方向。
对象选取根据需要可以研究冶炼一炉钢全过程的物料平衡；为了解决某一方面的问题，也可以研究某种物料的平衡。
例如，研究氧、铁或其他元素的平衡，从而为解决该部分问题提供依据。
转炉炼钢的物料平衡与热平衡
4.6转炉炼钢的物料平衡及热平衡[5]炼钢过程的物料平衡和热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上的。
其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。
应当指出，由于炼钢是复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。
尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。
转炉炼钢的过程是一个很复杂的物理化学变化过程，对其作完全定量的分析是不可能的，但是一些基本的规律和原理在该过程中仍然适用。
比如说转炉炼钢过程遵循物质不灭和能量守恒定律，在这个基础上建立了转炉炼钢过程中的物料平衡和热平衡计算。
用来研究转炉收入、支出的物质和能量在数量上的平衡关系，并用平衡方程式、平衡表或者物流及热流图表示出来。
通过物料平衡和热平衡的计算可以全面的掌握转炉的物料和能量的利用情况，了解转炉的工作能力和热效率，从而为改进工艺、实现转炉最佳操作探索途径，并为降低原材料消耗及合理利用能源和节能提供方向。
总的来说，物料平衡和热平衡的计算一方面可以指导车间或设备的设计，比如说转炉及其供氧设备，或者炼钢车间的设计；另一方面可以改善和校核已投产的转炉冶炼工艺参数、设备适应性能，比如说确定加入冷却剂的数量和时间，或者采用新技术等而由实测数据进行的计算，比如说设计一些自动控制模型时的计算。
4.6.1物料平衡[12]物料平衡是计算炼钢过程中加入炉内和参与炼钢过程的全部物料（铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料和耐材等）及炼钢过程中产物（钢液、炉渣、炉气及烟尘等）之间的平衡关系。
以下通过举例进行计算分析。
1．原材料成分表表2．其它假设条件(根据各类转炉生产实际过程假设)：(1)炉渣中铁珠量为渣量的8%；(2)喷溅损失为铁水量的1%；(3)熔池中碳的氧化生成90%C0,10%C02；(4)烟尘量为铁水量的1.6%，其中烟尘中FeO=77%,FeO=20%；23(5)炉衬侵蚀量为铁水量的0.5%；(6)炉气温度取1450°C，炉气中自由氧含量为总炉气量的0.5%；(7)氧气成分：98.5%0,1.5%N。
物料平衡 热平衡 转炉
物料平衡热平衡转炉物质平衡是化学工程与工艺中的一项基本内容，它涉及到物料的流动、转化及其质量变化等方面。
而热平衡则是指在物质平衡的基础上，对系统中的热量进行追踪和分析，以确保能量的平衡。
本文将以转炉为例，探讨物料平衡与热平衡在转炉中的应用。
转炉是一种常见的冶金设备，用于高炉炼钢过程中的转炉炼钢操作。
其工作原理是将经预处理后的铁水转入转炉内，然后通过吹氧处理来进行脱碳和合金化操作。
在整个过程中，物料的流动和转化对炉内的温度和成分分布起着重要的影响，因此物料平衡和热平衡的控制至关重要。
在转炉的物料平衡方面，首先需要了解转炉的进出料流量和成分。
在炉料进料部分，铁水、废钢和矿石是主要的原料，其中铁水的质量是通过连铸工序得到的。
炉料在转炉内经历了氧气吹炼和反应合金化等过程，最终得到了炼钢产物。
通过监控进出料的质量和流量，可以实现物料平衡的控制。
其次，物料的转化和质量变化也需要考虑。
在转炉内，废钢和矿石会与铁水发生反应，产生气体和渣。
吹氧操作则通过气体的冲击和燃烧来脱碳和合金化，使得炼钢产物的质量得到提高。
通过对这些反应和转化过程的分析，可以对物料的转化率和质量损失进行评估和优化。
物料平衡的控制不仅仅关注物料的流动和转化，还需考虑热平衡问题。
在转炉炼钢过程中，吹氧操作会产生大量热量，同时也伴随着物料的燃烧和矿石的还原等反应。
这些热量源需要通过转炉的内、外冷却装置来消散。
对于内部冷却装置，通常使用铜质的水冷壁，通过循环冷却水来吸收转炉内的余热。
对于外部冷却装置，则通常使用散热器和排烟系统来将转炉的废热排出。
热平衡的控制与物料平衡密不可分，只有在物料平衡得到满足的前提下，热平衡才能得到有效的控制。
在转炉的热平衡中，需要综合考虑各种热源和热损失，以确保转炉内部的温度在适宜的范围内。
同时，热平衡的控制也与操作条件和工艺参数的设定密切相关，只有合理地安排吹氧量、冷却水量和冷却空气的流动速度等，才能实现炉内的热平衡。
综上所述，物料平衡和热平衡在转炉炼钢过程中起着重要的作用。
炼钢过程中地物料平衡与热平衡计算
炼钢过程中地物料平衡与热平衡计算在炼钢过程中，地物料平衡和热平衡计算是非常重要的。
地物料平衡计算主要涉及到原料的投入和产物的产出，在炼钢过程中需要控制和调节各种原料的投入，以保证炼钢过程的稳定和高效。
而热平衡计算则是指在炼钢过程中需要对能量的输入和输出进行平衡计算，以确保炼钢过程的能量利用效率和炼钢产能的提高。
下面将分别对地物料平衡和热平衡计算进行详细介绍。
一、地物料平衡计算地物料平衡计算是指在炼钢过程中需要对原料的投入和产物的产出进行平衡计算，以确保炼钢过程中各种物料的投入和产出的平衡。
在炼钢过程中常用的原料包括铁矿石、焦炭、石灰石和废钢等。
这些原料在炼钢过程中通过高炉或电炉进行加热和冶炼，产生的产物包括生铁、钢水和炉渣等。
地物料平衡计算的基本原理是根据材料的质量守恒定律，即投入材料的质量等于产出材料和废料的质量之和。
在炼钢过程中，根据各种原料的成分和投入量，可以推算出产物的产出量，以及产物的成分和质量。
通过地物料平衡计算，可以及时发现炼钢过程中的材料流失和材料的不平衡现象，从而及时调整和控制原料的投入，保持炼钢过程的平衡和高效。
对地物料平衡进行计算时，需要考虑各种原料的成分和质量，以及炼钢过程中的各种反应和转化。
另外，还需要引入炉渣和炉气等因素进行计算，以确保炼钢过程中各种物料的平衡和流通。
地物料平衡计算通常采用质量平衡和物质平衡两种方法进行计算，以保证计算结果的准确性和可靠性。
热平衡计算是指在炼钢过程中需要对能量的输入和输出进行平衡计算，以确保炼钢过程的能量利用效率和炼钢产能的提高。
在炼钢过程中，需要对原料的加热、熔化和冷却等过程进行能量的输入和输出的计算。
通过热平衡计算，可以评估炼钢过程中的能量损失和能量利用效率，从而寻找能源的优化和节约的途径。
热平衡计算的基本原理是根据能量守恒定律和热力学原理对炼钢过程中的能量流动进行计算和分析。
在炼钢过程中，能量的输入主要包括燃烧炉料和化学反应的放热等，能量的输出主要包括炉气的排放和产物的冷却等。
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加入废钢和脱氧后的物料平衡
加入废钢的物料平衡
（1）废钢中各元素被氧化量
（3）加入废钢后的物料平衡表
铁水加废钢之和换算成100kg为计算基础，即：m(废钢)=100/(100+8.21)×100=91.41kg，m(废钢)=100-91.41=8.59kg。
支出项中，钢水、炉渣、炉气质
量均要增加，m(钢水)1=91.698+8.21-0.0542=99.854kg，m(炉渣)1=9.712+0.079=9.791kg，m(炉气)1=10.322+0.004+0.006=10.332kg。
得重新整理加入废钢后的物料平衡：
（4）计算误差
（收入项-支出项）/收入项×100%=（114.095-113.997）/114.095×100%
=0.086%
脱氧后的物料平衡
（1）冶炼BD3钢种选用Si-Al-Ba作脱氧剂
成分Si Al Ba Fe
Si-Al-Ba 32% 23% 17% 28%
收得率取65%，Al丝中铝含量取99.5%，收得率50%。
（2）采用喂丝工艺脱氧时，其加入量根据终点碳含量
根据攀钢实际情况，每炉加入量为180~220kg，本设计取200kg，其中铁全部进入钢中。
则Si-Al-Ba的加入量为：
200/(120×92.62%×10×100)=0.18kg/100kg
注：喂线后钢水的质量为：92.28+0.1338=92.4138kg 。
（3） 合金加入量 硅铁和锰铁的成分
Fe-Mn ：Mn 的收得率为75%，Si 的收得率为70%，C 的收得率为90%，其中10%的C 被氧化成CO 2。
Fe-Si ：Mn 的收得率为80%，Si 的收得率为75%。
两种脱氧剂中的P 、S 、Fe 均全部进入钢中，脱氧后的钢水见
成分 ω（C ） ω（Si ） ω（Mn ） ω（P ） ω（S ） %
0.19
（0.13+0.06） 0.21
（0.012+0.014+0.184） 0.50
（0.05+0.45） 0.015
（0.005+0.01） 0.021
锰铁加入量=（锰的规格中限-残余锰）/（合金含锰量×Mn 的收得率）×出
钢量
=
kg 74.0)134.028.92(%
75%75)%
05.050.0(=+⨯⨯-
同理：硅铁加入量=
=++⨯⨯-)5902.0134.028.92(%
75%70)%
012.021.0(0.351kg 锰铁各元素氧化量及其氧化产物
①元素进入钢中质量分数=元素进入钢中质量/(92.28+0.134+0.5902)
①元素进入钢中质量分数=元素进入钢中质量/(92.28+0.134+0.5902+0.2893)
计算误差：（115.11-115.36）/115.11=-0.217%。