转炉炼钢物料平衡计算

1.转炉炼钢物料平衡计算

1.1计算原始数据

基本原始数据：冶炼钢种及其成分、铁水和废钢成分、终点钢水成分(表1)；

造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分(表2)；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率(表3)；其他工艺参数(表4)。

表1 钢水、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值

成分含量

/%

类别

C Si Mn P S

钢种Q235设定值0.18 0.25 0.55 ≤0.045 ≤0.050 铁水设定值 4.10 0.90 0.55 0.300 0.035 废钢设定值0.18 0.25 0.55 0.030 0.030 终点钢水设定值0.10 痕迹0.18 0.020 0.021 aa[C]和[Si]按实际产生情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在刚水中设定。

表2 原材料成分

成分/% 类别CaO SiO2MnO

Al2O

3

Fe2O3CaF2P2O5S CO2H2O C 灰分

挥发

分

石灰87.00 2.80 2.70 1.80 0.60 0.10 0.06 4.84 0.10

萤石0.30 5.40 0.70 1.60 1.50 88.00 0.90 0.10 1.50

生白云石37.40 0.80 24.60 1.00 36.2

炉衬 1.20 3.00 78.80 1.40 1.60 14.0

焦炭0.58 81.5 12.4 5.52

表3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）

成分含量/回收率/%

类别

C Si Mn Al P S Fe

硅铁—73.00/75 0.50/

80 2.50/

0.05/

100

0.03/

100

23.92/100

锰铁 6.60/

900.50/

75

67.8/

80

—0.23/

100

0.13/

100

24.74/100

10%与氧生成CO2。

表4 其他工艺参数设定值

名称参数名称参数

终渣碱度

萤石加入量

生白云石加入量炉衬蚀损量

终渣∑ω(FeO)含量(按向钢中传氧量ω(Fe2O3)

=1.35ω(FeO)折算)

烟尘量

喷吹铁损W(CaO)/W(SiO2)=

3.5

为铁水量得0.5%

为铁水量得2.5%

为铁水量得0.3%

15%,而

W(Fe2O3)/∑

w(FeO)=1/3，即

W(Fe2O3)=5%

W(FeO)=8.25%

为铁水量得1.5%(其

中W(FeO)75%,

W(Fe2O3)为20%)

渣中铁损（铁珠）

氧气纯度

炉气中自由氧含量

气化去硫量

金属中[C]的氧化

产物

废钢量

为渣量的6%

99%,余者为N2

0.5%(体积比)

占总去硫量得1/3

90%C氧化成CO,10%C氧化

成CO2

由热平衡计算确定，本计算结果

为铁水量的13.64%，即废钢比

为12.00%

1.2物料平衡基本项目

收入项有：铁水、废钢、溶剂、氧气、炉衬损失、铁合金。

支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。

1.3计算步骤

以100kg铁水为基础进行计算。

1.3.1计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分

总渣量包括铁水中元素氧化，炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5-表7。总渣量及其成分如表8所示。

表5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量

C

Si Mn P S

Fe

[C]→{CO}

[C]→{CO2}

[Si]→(SiO2)

[Mn]→(MnO)

[P]→(P2O5)

[S]→{SO2}

[S]+(CaO)→

(CaS)+(O)

[Fe]→(FeO)

[Fe]→(Fe2O3)

4.09×90%=3.681

4.09×10%=0.409

0.870

0.430

0.160

0.015×1/3=0.005

0.015×2/3=0.010

1.16×56/72=0.902

0.645×112/160

= 0.452

4.908

1.087

0.979

0.123

0.204

0.005

-0.005①

0.258

0.194

8.589

1.496

1.860

0.553

0.364

0.010

0.021（CaS）

1.16

0.645

入渣

入渣

入渣

入渣

入渣（见表

8）

入渣（见表

8）合计 6.919 7.753

成渣量 4.613 入渣组分之

和

由CaO还原出的氧量；消耗的CaO量=0.01×56/32=0.018kg。

表6 炉衬蚀损的成渣量

炉衬蚀损量/kg

成渣组分/kg 气态产物/kg 耗氧量/kg Ca

O

SiO

2

Mg

O

Al2

O

Fe2

O

C→CO C→CO2C→CO,CO2

0.3

（据表4）0.0

04

0.0

09

0.2

36

0.0

04

0.0

05

0.3×14%×

90%×

28/12=0.08

8

0.3×14%×

10%×

44/12=0.01

5

0.3×14%(90%×

16/12＋10%×

32/12)=0.062