180t转炉物料平衡与热平衡计算(终极版)
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180t氧气顶吹转炉物料平衡与热平衡计算1.1原始数据
1）铁水成分及温度
2）原材料成分
3）冶炼钢种及成分
4）平均比热容
5）冷却剂
用废钢做冷却剂，其它成分与冶炼钢种成分的中限皆同。
6）反应热效应（25℃）
1974年，75页。
7）根据国内同类转炉的实测数据选取
(1)渣中铁珠量为渣量的8％；
(2)金属中碳的氧化，其中90％的碳氧化成CO，10％的碳氧化成CO2；
(3)喷溅铁损为铁水量的1％；
(4)炉气和烟尘量，取炉气平均温度1450℃。炉气中自由氧含量为0.5％。烟尘
量为铁水量的1.6％，其中FeO=77%, Fe
2O
3
=20%;
(5)炉衬侵蚀量为铁水量的0.5％；
(6)氧气成分，98.5％O
2、1.5％N
2
。
1.2 物料平衡计算
根据铁水成分、原材料质量以及冶炼钢种，采用单渣不留渣操作。为了简化计算，以100kg钢铁料为基础进行计算，取废钢比9.45%。
1）炉渣量及成分计算
炉渣来自金属中元素的氧化产物、造渣剂及炉衬侵蚀等。
(1)铁水中各元素氧化量
终点钢水据国内同类转炉冶炼Q235钢种的实际数据选取，其中：
[Si]：在碱性氧气转炉炼钢法中，铁水中的硅几乎全部被氧化，随同加入的其它起进入炉渣中，所以终点钢水硅的含量为痕迹。
材料而带入的SiO
2
[P]：采用低磷铁水操作，炉料中磷约85～95%进入炉渣，本计算采用低磷铁水操作，取铁水中磷的90%进入炉渣，10%留在钢中，则终点钢水含P质量为0.150×10%=0.015kg。
[Mn]：终点钢水余锰含量，一般为铁水中锰的含量30～40％，取30％,则终点钢水含Mn质量为0.580×30%=0.170kg。
[S]：去硫率，一般为30～50％的范围，取40％，则终点钢水含S质量为0.037×60%=0.25kg。
[C]：终点钢水含碳量，根据冶炼钢种的含碳量和预估计脱氧剂等增碳量之差，则为终点含碳量。本计算取0.15%。
铁水中各元素氧化量计算过程如下：
(a):
成分％ C
铁水 4.25×90.55％＝3.848
废钢 0.180×9.45％＝0.017
终点钢水 0.150
氧化量 3.848＋0.017－0.150=3.715
(b):
成分％ Si
铁水 0.850×90.55％＝0.770
废钢 0.20×9.45％＝0.019
终点钢水痕迹
氧化量 0.770＋0.019－0=0.789
(c):
成分％ Mn
铁水 0.580×90.55％＝0.525
废钢 0.520×9.45％＝0.049
终点钢水 0.170
氧化量 0.525＋0.049－0.170=0.404
(d):
成分％ P
铁水 0.150×90.55％＝0.136
废钢 0.022×9.45％＝0.002
终点钢水 0.015
氧化量 0.136＋0.002－0.015=0.123
(e):
成分％ S
铁水 0.037×90.55％＝0.034
废钢 0.025×9.45％＝0.002
终点钢水 0.025
氧化量 0.034＋0.002－0.025=0.011
(2）各元素氧化量、耗氧量及其氧化产物量，见表1-7。
铁水中各元素氧化产物量1-7
元素反应极其产物元素氧化量kg 耗氧量kg 氧化产物量
kg
备注
C [C]+1/2{O
2
}={CO } 3.715*90%=3.3
44
3.344*16/12=4
.459
3.344*28/12
=7.803
C [C]+{O
2}={CO
2
} 3.715*10%=0.3
72
0.372*32/12=0
.992
0.372*44/12
=1.364
Si [Si]+{O
2}=(SiO
2
) 0.789 0.789*32/22=0
.902
0.789*60/28
=1.691
Mn [Mn]+1/2{O
2
}=(M nO) 0.404 0.404*16/55=0
.118
0.404*71/55
=0.522
P 2[P]+5/2{O
2
}=(P
2O
5
)
0.123 0.123*80/62=0
.159
0.123*142/6
2=0.282
S [S]+{O
2}={S O
2
} 0.011*1/3=0.0
04
0.004*32/32=0
.004
0.004*64/32
=0.008
S [S]+(CaO)=(CaS
)+[O] 0.011-0.004=0
.007
0.078*(-16/32
)=-0.004
0.007*72/32
=0.016
-0.004表
示还原出
氧量消耗
CaO量
0.007×
56/32=0.
012
Fe [Fe]+1/2{O
2
}
=(FeO) 1.055 1.055*16/55=0
.307
1.356 见表1-13
Fe 2[Fe]+3/2{O
2
}=(
Fe
2 O
3
)
0.475 0.475*48/112=
0.203
0.678 见表1-13
共计 6.580
7.140
(3)造渣剂成分及数量
150t氧气顶吹转炉加入造渣剂数量，是根据国内同类转炉有关数据选取：a)矿石加入量及成分