炼铁配料物料平衡及能量平衡计算(PDF 67页)

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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。

(物料管理)物料平衡与热平衡

3电弧炉炼钢物料平衡和热平衡3.1物料平衡计算3.1.1计算所需原始数据基本原始数据：冶炼钢种及成分（见表3-1）；原材料成分（见表3-2）；炉料中元素烧损率（见表3-3）；合金元素回收率（见表3-4）；其他数据（见表3-5）。

表3-1冶炼钢种及其成分注：分母系计算时的设定值，取其成分中限。

表3-2原材料成分/%表3-3炉料中元素烧损错误!未找到引用源。

按末期含量比规格下限低0.03%〜0.10%（取0.06%）确定（一般不低于0.03%的脱碳量）；错误!未找到引用源。

按末期含量的0.015%来确定。

表3-4铁水、废钢成分设定值表3-5其他数据3.1.2物料平衡基本项目收入项有：废钢、生铁、焦炭、石灰、萤石、电极、炉衬镁砖、炉顶高铝砖、火砖块、铁合金、氧气和空气。

支出项有：钢水、炉渣、炉气、挥发的铁、焦炭中挥发分。

3.1.3计算步骤以100kg金属炉料（废钢+生铁）为基础，按工艺阶段一一熔化期、氧化期和还原期分别进行计算，然后汇总成物料平衡表。

第一步：熔化期计算。

（1）确定物料消耗量：1）金属炉料配入量。

废钢和生铁按75kg和25kg搭配，不足碳量用焦炭来配。

其结果列于表3-6。

计算用原始数据见表3-2和3-5。

表3-6炉料配入量错误!未找到引用源。

碳烧损率25%。

2）其他原材料消耗量。

为了提前造渣脱磷，先加入一部分石灰（20kg/t（金属料））和矿石（10kg/t（金属料））。

炉顶、炉衬和电极消耗量见表3-5。

（2）确定氧气和空气消耗量：耗氧项包括炉料中元素的氧化，焦炭和电极中碳的氧化；而矿石则带来部分氧，石灰中CaO被自身S还原出部分氧。

前后两者之差即为所需净氧量2.458kg。

详见表3-7。

根据表3-5中的假设，应由氧气供给的氧气为100%，即2.239kg。

由此可求出氧气实际消耗量。

详见表3-8。

上述1）+2）便是熔化期的物料收入量。

表3-7净耗氧量的计算错误!未找到引用源。

令铁烧损率为2%,其中80%生成Fe2O3挥发掉成为烟尘的一部分；20%成渣。

炼铁配料物料平衡及能量平衡计算

炼铁配料物料平衡及能量平衡计算炼铁是常用的冶金工艺之一，用于将铁矿石经过冶炼过程转化为纯净的铁金属。

在炼铁过程中，物料平衡和能量平衡是非常重要的计算，以确保工艺过程的稳定和效率。

物料平衡是指在炼铁过程中，对原料、中间产物和最终产品进行质量平衡的计算。

通常情况下，炼铁过程中的原料主要包括铁矿石、煤粉和石灰石。

铁矿石中的铁含量决定了最终产品的纯度，而煤粉提供燃料热量和还原剂，石灰石则用于炼渣和稳定炉渣的性质。

物料平衡的计算包括对原料和产物之间的质量流量进行跟踪和追踪，以确保没有任何成分丢失或浪费。

能量平衡是指在炼铁过程中，对热量输入和输出进行计算，以确保能量的有效利用。

在炼铁过程中，炉内的高温反应需要大量的热能供应。

将铁矿石和煤粉混合后，放入高炉内进行冶炼，燃烧过程产生的热量会将铁矿石还原为铁金属。

而石灰石的加入和炉渣的形成也会释放热量。

能量平衡的计算包括对燃料、冷却剂和其他热能输入与排出的热能流量进行计算和比较。

在进行物料平衡和能量平衡计算时，一般会采用质量流量法和能量流量法。

通过对所有物质的质量和能量输入与输出进行计算，可以得到物质和能量的平衡。

这些计算可以提供关于反应效率、煤粉和铁矿石投入比例以及能源利用效率的重要信息。

总之，物料平衡和能量平衡的计算在炼铁过程中起着至关重要的作用。

通过对原料、中间产物和最终产品的质量平衡和热量平衡进行追踪和计算，可以确保炼铁工艺的稳定和高效运行。

这些计算也对工厂的产量、效率和环保方面的改进提供了技术支持。

炼铁是一门具有悠久历史的工艺，旨在将铁矿石转化为纯净的铁金属。

在炼铁过程中，物料平衡和能量平衡的计算是确保工艺过程稳定和高效运行的关键。

物料平衡的计算是指对原料、中间产物和最终产品的质量流量进行追踪和计算，以确保原料和产物在工艺过程中没有丢失或浪费。

在炼铁过程中，主要原料包括铁矿石、煤粉和石灰石。

铁矿石是炼铁的主要原料，其中的铁含量决定了最终产品的纯度。

煤粉作为燃料和还原剂，提供炉内所需的热量和还原反应所需的碳。

炼钢过程物料平衡和热平衡计算

①
产物量(㎏) 8.610 0.88 1.071 0.645 0.424 0.016 0.034(CaS) 0.897
备注
入渣入渣入渣
入渣入渣见表 2-8 入渣见表 2-8
0.195
表 2.6
炉衬蚀损量/㎏ 0.3 (据表 2-5) 合计 CaO 0.00 4 成渣组分/kg SiO2 0.00 9 MgO 0.23 6 0.258 Al2O3 0.00 4
73.00/75 0.50/75
0.50/80 67.8/80
2.50/0 —
0.05/100 0.23/100
0.03/100 0.13/100
23.92/100 24.74/100
注：上表中的C中10%于氧生成CO2。
表2.4
名称终渣碱度萤石加入量生白云石加入量炉衬蚀损量终渣∑(FeO)含量 (按向钢中传氧量ω (Fe2O3 ） =1.35 ω (FeO) 折算) 烟尘量参数
1.50
生石灰石炉衬
36. 40 1.2 0
0.80
25.6 0
1.00
36.2 0
3.00
78.8 0
1.40
1.60
14.0 0 0.58 81.5 0 12.4 0
焦炭
表2.3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）
类别成分含量/回收率 /% C Si Mn Al P S Fe
硅铁锰铁
— 6.60/90
表 2.5
元素 C Si Mn P S 反应产物 [C]→{CO} [C]→{CO2} [Si]→{SiO2} [Mn]→{MnO} [P]→{P2O5} [S]→{SO2} [S]+(CaO)→(CaS)+(O) [Fe]→{FeO} Fe [Fe]→{Fe2O3} 合计成渣量 ① 由 CaO 还原出的氧量；消耗的 CaO 量=0.020×56/32=0.035kg。 0.48×112/160=0.377 6.330 0.144 7.034 3.942 入渣组分之和 0.490

【精品】物料平衡与热平衡计算

钢铁冶金专业设计资料（炼铁、炼钢）本钢工学院冶化教研室二00三年八月第一章物料平衡与热平衡计算物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。

它以转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1—1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算.通过计算,可以定量地掌握冶炼工重要参数,做到“胸中有数”.对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义.由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算,但它仍然有十分重要的指导意义。

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及其氧枪设备以及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及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。

目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0。

40％）和中磷的(0.40～1。

00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。

因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算.1.1原始数据1。

1.1铁水成分及温度表1—1—11.1.2原材料成分表1-1—2原材料成分2 / 563 / 563 / 56表2—1-1铁水成分与温度转炉冶炼钢种常为普通碳素钢和低合金钢，在此以要求冶炼BD 3钢考虑，其成分见表2—1—31。

1。

4平均比热表1-1-41.1。

5冷却剂用废钢作冷却剂，其成份与冶炼钢种成份的中限相同。

(见表1-1-3)1。

1。

6反应热效应虽然炉内化学反应，实际上是在炉料温度和炉内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。

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

炼铁工艺计算

目录炼铁工艺计算 (1)1.1原料成分整理 (1)1.2配料计算 (3)1.3物料平衡计算 (5)1.4热平衡计算 (10)1.5高温区热平衡计算 (14)1.6理论焦比计算 (16)炼铁工艺计算1.1 原料成分整理（1）原料成分整理高炉采用烧结矿、球团矿和澳矿三种矿石冶炼，矿石、石灰石成分已经过整理计算如表2.1所列，其混合矿是按三种矿石80:9:11配成。

表2.1 矿石成分表（%）烧结矿校核球团矿校核生矿校核混合矿硅石石灰石T Fe53.2 53.307 61.1 62.917 65.35 67.016 55.250 1.083 0 Mn 0.78 0.782 0.04 0.041 0.165 0.175 0.650 0 0 P 0.068 0.068 0.024 0.025 0.048 0.051 0.060 0 0.005 S 0.06 0.06 0.03 0.031 0.021 0.022 0.050 0 0.03F 0.404 0.405 0.056 0.058 0.029 0.031 0.330 0 0FeO 8.6 8.617 2.4 2.471 1.86 1.968 7.420 0 0 Fe2O366.444 66.578 84.619 87.135 88.433 93.551 71.620 1.547CaO 11.56 11.583 0.82 0.844 0.1 0.106 8.510 0.165 56 SiO2 6.65 6.663 8.15 8.392 2.718 2.875 6.470 96 0.39 MgO 2.28 2.285 0.108 0.111 0.128 0.135 1.880 0.076 0.09 Al2O30.489 0.49 0.387 0.399 0.807 0.854 0.520 2.212 0.17 R x O y0.98 0.982 0.03 0.031 0 0 0.800 0 0 K2O 0.289 0.29 0.1 0.103 0.013 0.014 0.250 0 0 Na2O 0.35 0.351 0.193 0.199 0 0 0.300 0 0 CO20 0 0 0 0 0 0 43.283 MnO 1.007 1.009 0.052 0.054 0.830MnO20.261 0.276 0.010FeS 0.165 0.165 0.083 0.085 0.150FeS20.039 0.041 0.000 0.056 P2O50.156 0.156 0.055 0.057 0.11 0.116 0.140 0.011 CaF20.829 0.831 0.115 0.118 0.06 0.063 0.690∑99.799 100 97.112 100 94.529 100 100 100 100 （2）燃料成分高炉使用的焦炭及喷吹的煤粉，其成分如表2.2、表2.3所列表2.2 焦炭成分表固定碳（%）灰份（13.570%）挥发分(1.030%)SiO2 Al2O3CaO MgO FeO FeS P2O5 CO2CO CH4N2H283.880 47.015 39.794 5.895 0.737 6.116 0.368 0.074 0.150 0.490 0.150 0.086 0.150有机物(1.520%)合计全硫游离水H N S0.500 0.249 0.771 100.00 0.789 3.700表2.3 煤粉成分表C H O N S H2O灰份（12.370%）合计SiO2Al2O3CaO MgO FeO78.990 2.390 4.030 0.740 0.580 0.900 5.586 5.290 0.560 0.218 0.710 100.00（3）炼钢用生铁，规定生铁成分[Si]＝0.45%，[S]=0.03%（4）设计焦比K＝400kg煤比M＝130kg（5）炉渣碱度R＝（CaO-1.473F2）/SiO2=1.05（6）元素在生铁、炉渣与煤气中的分配率，如表2.4所列。

改好的物料平衡及热平衡计算

改好的物料平衡及热平衡计算第二篇物料平衡及热平衡计算一.物料平衡计算1.1原始条件⑵燃料成分，％种类 FCd AdVd Std H 2O 焦碳 85.85 12.76 1.39 0.69 4.12 煤粉 76.63 10.93 12.44 0.47 挥发分品种 CO 2 CO CH 4 H 2 N 2 O 2 V 焦 23.02 22.45 3.88 20.29 29.36V 煤43.1714.748.09⑶确定冶炼条件 Rd=0.45 风温：1100度炉尘 20kg/t铁水：1500度炉渣：1500度炉顶煤气温度：200度一配料计算1 矿石和溶剂的用量计算设矿石为X ，溶剂为Y由Fe 平衡：945.16+945.16×0.003/0.997+20×0.415=0.5897X+0.0138Y+320×0.1276×0.0425+160×0.1093×0.024由碱度R0.06030.52363200.12760.03541600.10930.04200.06091.14.80.061140.01863200.12760.51691600.10930.6023200.0643602.8X Y X Y ++??+??-?=++??+??-?-?由以上两式解，得 X=1617,Y=63.853 1.4.炉渣成分的计算⑴炉渣中CaO 的量: G CaO 渣=131.866kg/t ⑵炉渣中SiO 2的量:G SiO2=119.878kg/t ⑶炉渣中FeO 的量: G FeO 渣=945.16×0.00372* 3.66/0.99756kg t=⑷炉渣中MgO 的量:G MgO 渣=0.0235×1617+0.0086×63.853+320×0.1276×0.0157+160×0.10 93×0.0135-20×0.0421=38.584 kg/t ⑸炉渣中MnO 的量:G MnO 渣=0.0017×1617×71/55×50%=1.07kg/t式中: 50%—锰元素在炉渣中的分配率⑹炉渣中Al 2O 3的量:故G Al2O3渣=0.0154×1617+0.0087×563.853+320×0.1276×0.3773+160×0.1 093×0.3133-20×0.0019=45.714kg/t ⑺炉渣中S 的量: G S 渣原料﹑燃料带入的S 总量:S 1 =0.0033×1617+320×0.0069+160×0.0047=3.493 kg/t 进入生铁的S 量: S 2 =1000S%=1000×0.026%=0.26kg/t 进入煤气的S 量: S 3 = G S 5%=3.493×0.05=0.175kg/t 进入炉尘的S: S 4=20×0.0013=0.026kg/t进入炉渣的S:S= 3.493-0.175-0.26-0.026=3.032kg/t⑴生铁含磷[P]:[P]=(0.0056×1617-0.0013×20) ?1000100=0.088⑵生铁含锰[Mn]: 故[Mn]=1.07×7155×1000100=0.080⑶生铁含碳[C]:[C]= 100-94.516-0.48-0.08-0.026-0.088＝4.81 2..物料平衡计算 2.1.风量的计算 C 直=2824×4.8+5512×2.16+6260×0.88+5612×0.45×948.74=96.57kg3200.85851600.766396.580.7%3200.85851600.7663200.214 446.74245.94.C K g =?+?--?+?-?-=燃（）V O2=3245.94*22.4229.5424m=.2104.0015.05.0)015.01(21.02=?+-?=O2321071O V V mO ==风1386.75G V r K g=?=风风空气2.2炉顶煤气成分及数量的计算⑴甲烷的体积V CH4① 由燃料碳素生成的甲烷的量为：V CH4碳=2.78×322.4 5.1912m=② 焦炭挥发分中的甲烷的量为：V CH4焦=320×0.0139×0.0388×22.4/16=0.24 ③ 故V CH4=5.19+0.24=5.43m 3 ⑵氢的体积V H2① 风口燃烧生成：V H2=V 风×0.015=16.073m② 焦碳和煤粉中带入的：V H2=(320×0.0139×0.2029+160×0.1244×0.4317)×22.4/2=106.35 3m ③ 生成CH 4的H 2V H2=2.78×22.4/12×2=10.383m ④ 参加还原的H 2 V H2=(a+b)40%=48.973m 故V H2=①+②-③-④=63.073m⑶二氧化碳的体积V CO2 ①间接还原生成a:Fe 2O 3+CO →2FeO+CO 2V CO2 =（0.786×1617+0.0197×63.853-20×0.2144）=177.60m 3 ② FeO + H 2 → Fe + H 2O72 22.4γH ×945.16*725648.99 所以γH =0.1295V CO2=945.16×22.4/56×（1-0.45-γH 2）=158.98③石灰石分解产生的CO 2量为：V CO2分=G 熔CO 2%熔22.4/44=0.4208Y ×22.4/44=13.68 m 3④焦炭挥发分中CO 2的量为：V CO2挥= 380×0.0139×0.2302×22.4/44=0.62 m 3故V CO2=①+②+③+④=350.016 m 3⑷一氧化碳的体积V CO① 分口前碳素燃烧生成的CO 量为：V CO 燃=G C 燃22.4/12=245.94×22.4/12=459.09m 3② 间接还原消耗的CO 量为：V=336.58m 3③ 焦炭挥发分中的CO 量为：V CO 挥=320×0.0139×0.2245×24/28=0.799m 3 ④ 直接还原生成CO 量为：V CO 间=96.57×22.4/12=180.26m 3 故V CO = ①+④+③-②=303.35m 3 ⑸氮气体积V N2①鼓风带入的N 2量为：V N2风=1071×(1-0.015)×79%=833.4 m 3②焦炭和煤粉带入的N 2量为：V N2焦+煤=（320×0.0139×0.2936+160×0.1244×0.1474）×22.4/28=3.39 m 3故V N2= V N2风+ V N2焦+煤=836.79m 330.2246440.1946280.5369280.040520.0035161.36/22.4kg mρ?+?+?+?+?==煤气 1.361558.6562119.77G kg=?=煤气二.热平衡计算1热量收入Q 收⑴碳素氧化放热Q C① 碳素氧化为放出的热量Q CO2+COQ CO2+CO =(303.35-0.799)×5241.72+（177.60+158.98）×17869.5=7601347.45kJ式中 17869.5—C 氧化CO 2为放热,kJ/m 3 式中 5241.72—C 氧化CO 为放热,kJ/ m 3 ⑵鼓风带入的热量Q 风Q=(1071×98%×98.5%×1.4233+1071×98%×1.5%×1.7393)×1100=1648727.32kJ式中Q 空气—在11000C 下空气的热容量，其值为1.4233kJ/(m 3×0C) Q 水汽—在11000C 下水汽的热容量，其值为1.7393kJ/(m 3×0C)⑶氢氧化放出热：Q H2=(48.97+2.78×22.4/12)×10788.58=640302.22 kJ式中10788.58氢氧化水为放热,kJ/ m 3 ⑷成渣热Q 渣：石灰石分解产生的CaO 和MgO 与SiO 2反应热。

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 Al2O3Fe2O3CaF2P2O5S 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 2.50/0.05/1000.03/10023.92/100锰铁 6.60/900.50/7567.8/80—0.23/1000.13/10024.74/10010%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%)为铁水量得1%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N20.5%(体积比)占总去硫量得1/390%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。

金属冶炼中的物料平衡与能量平衡控制

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出平衡”。
在金属冶炼过程中，物料平衡控制是确保冶炼过程高效、稳定、安全的重要手段。
通过物料平衡控制，可以精确控制原料和产品的数量和质量，提高冶炼效率和产品质量。
物料平衡计算方法
物料平衡计算主要包括质量守恒和元素守恒两个原则。
质量守恒是指在一个化学反应过程中，反应前后物质的质量
是相等的。
01
智能化控制
随着人工智能和大数据技术的应用，金属冶炼过程中的物料平衡与能量
平衡控制正朝着智能化方向发展，通过实时数据采集和智能算法优化，
实现精准控制和高效生产。
02
绿色环保
随着环保意识的提高，金属冶炼过程中的物料平衡与能量平衡控制将更
加注重环保和资源循环利用，降低能耗和减少废弃物排放，实现可持续
发展。
案例二
总结词
在有色金属冶炼中，物料平衡与能量平衡控制对于环境保护和资源利用具有重要意义。
详细描述
在处理铜、铝、锌等有色金属时，需合理配置原料和燃料，以减少废料产生和能源消耗。通过精确控制，实现高效、清洁的生产过程，降低对环境的影响。
案例三
总结词
贵金属冶炼中，物料平衡与能量平衡控制对于提高贵金属回收率和降低生产成本至关重要。
详细描述
在提取金、银等贵金属的过程中，需要精确计算原料中贵金属的含量，以及各种添加剂的作用，确保物料平衡。同时，优化工艺参数和能源利用，以实现节能减排和经济效益
的最大化。
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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。

炼钢物料平衡热平衡计算

=1.182[㎏]
烟尘中：FeO=77%；Fe2O3=20%
（做课程设计时可改为：烟尘为铁水量的1.16%）
O2（烟尘中）=1.6×(77%× ＋20%× )
=0.37[㎏]
三、炉气成分及重量的计算
表1－14
炉气成分
重量，㎏
体积（Nm3）
%
CO
8.663
8.663× =6.925
79.4
CO2
3.235
0.15
—
0.17
0.015
0.025
实测
氧化量
4.19
0.37
0.41
0.135
0.012
转入表1-7
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%；
烧碱**
1.0×10%=0.2
S
1.0×0.03%=0.0003
1.0×0.03%=0.0003
Al2O3
1.0×0.4%=0.004
共计
3.0
*加入生白云石后经经炉渣成分计算，应满足MgO=6～8%范围（见表1—13），目的是可以提高炉衬抗熔渣的侵蚀能力，提高炉龄。
* *烧碱是指生白云石或石灰中未分解的CO2及其重量。
0.445
3.28
CaS
0.018
0.0045
0.002
0.025
0.22
FeO
0.757
0.757
10.00
Fe2O3
0.378
0.378
5.00

炼铁工艺计算

炼铁工艺计算包括：配料计算、物料平衡计算、热平衡计算一、配料计算目的：在于根据一直条件来决定矿石、燃料和熔剂之间的恰当比例。

以获得所需要的性质的炉渣和合乎规格的生铁。

1、计算前应确定和收集数据：①冶炼铁种-应根据原料条件、国家任务和企业的炼钢方法来确定。

②原料全分析（原始数据）生产中原料成分分析经常不完全或元素分析化合物不相符合，即各项分析之和不等于100%，为消除误差，应该根据化学和矿物存在形态加以换算、调节、最终折算成100%.烧结矿：P-在烧结矿中以P2O5形态存在，应将分析P元素换算成P2O5的百分含量×P（%）=2.29×P（%）P2O5（%）=31*216*531*2其中P——表示元素的百分含量；%矿物中S以FeS存在S：烧结矿中FeS存在，FeS中的Fe包括在FeO 中，故：⑴FeS（%）=S%×88=2.75×S（%）32=0.636×Fe（%）Fe中的FeS=FeS×5688⑵按S/2计算，即在FeO中氧含量全记入，氧为S含量的一半。

Mn烧结矿中以MnO（块矿MnO2或MnCO3）焦碳：焦碳工业分析指干焦的工业分析固定碳、挥发份、灰份、有机物湿焦量=干焦量×（100+H2O）/100③矿石选配当使用多种矿石冶炼时，应根据矿石供应量、炉渣成份及渣量等要求来选定适当配比选配矿石时应检验矿石中P、Mn等是否满足要求④各元素在生铁、炉渣和煤气之间的分配比例常见各元素分配比率Fe Mn P S V Ti生铁（η）0.998 0.50 1.0 0.81.0炉渣（μ）0.002 0.50 / 0.2 0.9煤气（λ）/ / 0.05-0.15⑤生铁成份SI：按铁种要求，应尽量选用低限，以便降低燃料消耗MN：对炼钢生铁矿石带入的含量为准，对冶炼铸造铁，铁合金等，含MN应满足要求S：根据冶炼条件和生铁规格而定P从配料着手，控制含P量在规定之内C：其决定于炉温和生铁其他成分计算公式：[C]=1.30+2.57+103t+0.04[Mn]+0.17[Ti]+0.13[V]0.1.[Si]-0.54[S]⑥燃料消耗：应根据冶炼铁种、原料条件（品位、硫负荷、焦碳灰份）风温水平操作水平及设备装备水平、生产经验等力争采用高风温、大喷吹富氧等降低焦比⑦炉渣碱度应根据原料成分、冶炼铁种（含硫量）及生产经验来确定CaO2/SiO2=1.0~1.2 CaO2+MgO/ SiO2=1.2~1.4炉渣碱度：主要以脱硫能力、流动性来考虑2、计算：一般以冶炼一吨铁为计算基础根据生铁成分、高炉碱度成分和Fe、Ca的平衡，分别求出矿石及熔剂的需要量并根据原料的化学成分、各元素在炉渣、生铁和煤气中的百分率，求出炉渣和生铁的最终成分⑴确定矿石配比⑵计算渣量和组成S、Fe、MgO、CaO、SiO2、Al2O3并进行碱度校验和生铁成分校核二、物料平衡物料平衡计算是为分析冶炼过程进行定向定量的缝隙和深入的研究配料计算是基础，包括风量煤气量计算和编制物料平衡表具备条件：①原料分析②原料用量③生铁和炉渣成分④鼓风湿度和氧含量1、风量计算（以吨铁为计算基础）：①、按C平衡计算风口前燃烧的碳量被鼓风中和炉料中氧所氧化的碳量：C 氧化=C 焦+C 煤-C 铁-CCH 4-C 尘C 焦、C 煤——焦碳、煤粉带入C 量（Kg/t ） C 铁——生铁中碳量。

冶炼计算基础公式

冶炼计算基础公式冶炼是将金属矿石或废料经过一系列物理和化学过程，分离出金属元素的过程。

在冶炼过程中，计算基础公式是非常重要的，它们帮助工程师和冶金专家准确地计算和预测冶炼的效率和结果。

一、矿石计算基础公式：1.矿石含量计算公式：矿石含量=（矿石中目标金属的质量）/（总矿石的质量）×100%2.累计恢复率计算公式：累计恢复率=（目标金属的产量）/（原材料中目标金属的理论含量）×100%二、反应热力学计算基础公式：1.热力学平衡常数计算公式：Kp=（反应物各组分的活度的乘积）/（生成物各组分的活度的乘积）2.热力学平衡常数与反应热计算公式：ΔH = - RT ln(Kp)三、物料平衡计算基础公式：1.物料平衡方程式：总输入=总输出+总累积2.物料平衡计算公式：物料输入=物料输出+物料累积四、能量平衡计算基础公式：1.能量平衡方程式：总输入能量=总输出能量+能量转化+能量累积2.能量平衡计算公式：能量输入=能量输出+能量转化+能量累积五、热力学计算基础公式：1.热力学平衡常数计算公式：Kp=（生成物各组分的浓度的乘积）/（反应物各组分的浓度的乘积）2.热力学平衡常数与反应热计算公式：ΔH = - RT ln(Kp)以上只是一些基础的计算公式。

在实际冶炼过程中，还涉及更复杂的计算，包括流体力学、传热学、迭代计算等。

这些公式和计算方法在冶炼工程中发挥着重要的作用，帮助工程师和冶金专家分析和解决冶炼过程中的问题，提高生产效率和产出质量。

冶炼计算是一个复杂的过程，需要结合实际情况进行合理的选择和应用。

因此，深入理解这些基础计算公式的原理和应用场景，并在实际操作中灵活运用，才能取得更好的冶炼效果。

炼铁配料物料平衡及能量平衡计算

炼铁配料物料平衡及能量平衡计算在炼铁过程中，炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算起着至关重要的作用。

物料平衡和能量平衡是确保炼铁过程稳定和高效运行的基础。

下面将对炼铁配料的物料平衡和能量平衡进行详细的介绍。

首先，物料平衡是指在炼铁过程中，通过对原料、废料、中间产品等物料的输入、输出进行分析和计算，以保证炼铁过程中各物料的平衡。

在炼铁过程中，原料主要有铁矿石、焦炭和废杂铁等，而中间产品包括铁水、渣、煤气等。

物料平衡的计算主要涉及到原料的输入量、产量的计算以及中间产品的产量等。

通过物料平衡计算，可以实时了解炼铁过程中原料和中间产品的流量和组成，为炼铁生产过程提供准确的物料管理。

其次，能量平衡是指在炼铁过程中，通过对能源的输入、输出进行分析和计算，以保证炼铁过程中能量的平衡。

在炼铁过程中，能源主要有焦炭的燃烧产生的热能、电能等。

能量平衡的计算主要涉及到各能源的输入量、输出量以及能源转化的效率等。

通过能量平衡计算，可以了解炼铁过程中各能源的利用情况，为炼铁过程提供节能优化的依据。

在炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算中，需要考虑到各种因素的影响，如原料成分的变化、反应热的变化等。

同时，还需要进行精确的测量和分析，以保证计算的准确性。

在实际炼铁过程中，物料平衡和能量平衡的计算是一个复杂的过程，需要配备合适的仪器设备和专业的技术人员进行操作。

总之，炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算是确保炼铁过程稳定和高效运行的关键环节。

通过物料平衡和能量平衡的计算，可以实现原料的合理利用和能源的高效利用，为炼铁过程提供技术支持和指导，同时也为炼铁工艺的改进和优化提供了重要的依据。

在炼铁过程中，炼铁配料的物料平衡和能量平衡计算是确保生产过程稳定运行和高效能源利用的关键因素。

炼铁配料的物料平衡是通过对原料、废料和中间产品等物料的输入和输出进行分析和计算，以确保炼铁过程中各物料的平衡和合理利用。

而能量平衡则是通过对能源的输入和输出进行分析和计算，以保证炼铁过程中能源的平衡和高效利用。

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是一项涉及到复杂物料流动和能量转化的工艺过程。

热平衡计算是炼钢过程中的重要一环，它可用于评估和优化炼钢装置的热能利用效率。

炼钢物料平衡热平衡计算主要包括两个方面：物料平衡计算和热平衡计算。

物料平衡计算是指通过对炼钢装置中各个系统和设备中原料、中间产品和产出物料的流量进行测量和计算，以确定物料流动的平衡状况。

这一步骤通常包括测量和计算进料的质量和流量、测量和计算产出物料的质量和流量以及收集和记录其他与物料平衡相关的数据。

物料平衡计算可帮助工程师了解炼钢过程中原料的利用率和产出物料的损耗情况，从而评估和改进炼钢装置的运行效果。

热平衡计算是指通过对炼钢装置中的热流量进行测量和计算，以确定能量的平衡状况。

在炼钢过程中，燃料燃烧产生的热能被用于加热冷却液、回收热能或用于其他工艺用途。

热平衡计算可以帮助工程师了解炼钢装置中热能的利用率和能量总和的平衡状况，从而优化能源利用，降低能源消耗。

物料平衡和热平衡的计算是相互关联的，彼此影响。

在炼钢过程中，物料的流动和能量的转化是紧密联系的。

例如，在高炉冶炼过程中，铁矿石和焦炭作为原料进入高炉，燃烧产生的热能用于冶炼和预热原料。

热平衡计算可以帮助确定燃烧的热能是否能满足冶炼的要求，物料平衡计算可以帮助确定原料的利用率和产出物料的质量。

总之，炼钢物料平衡热平衡计算是炼钢过程中的关键一环，它可用于评估和优化炼钢装置的热能利用效率。

通过物料平衡计算可以了解原料的利用率和产出物料的损耗情况，通过热平衡计算可以了解炼钢装置中热能的利用率和能量平衡情况。

这两个计算相互关联，彼此影响，共同为炼钢过程的优化提供依据。

炼钢物料平衡热平衡计算是炼钢过程中的重要环节，其目的是评估和优化炼钢装置的热能利用效率。

通过进行物料平衡计算和热平衡计算，可以对炼钢过程中的物料流动和能量转化进行有效控制和管理，从而提高生产效率和降低能耗。

物料平衡计算是通过对炼钢装置中的原料、中间产品和产出物料的流量进行测量和计算，以确定物料流动的平衡状况。

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。

炼铁配料物料平衡及能量平衡计算(PDF 67页)

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