转炉物料平衡与热平衡计算解读

2026/4/23 6:17:21

1.2.2矿石、烟尘中的铁及重量

假定矿石中∑(FeO)全部被还原成铁,则:

56112+ 61.80% ×)=0.661公斤 7216056112烟尘带走铁量=1.60× (77%×+ 20%×)=1.182公斤

721601648矿石代入的氧量=1.00× (29.40% ×+ 61.8%×)=0.251公斤

721601648烟尘消耗氧量=1.60× (77%×+20%×)=0.370公斤

72160矿石带入铁量=1.00× (29.40%×

1.2.3炉气成份及重量

表1-2-9 成份 CO CO2 SO2 O2 N2 H2O 重量(公斤) 8.663 3.236 0.010 ﹡0.063 ﹡﹡0.108 0.015 0.015×共计 12.095 体积,米3 22.4=6.930 2822.43.236×=1.647 4422.40.010×=0.004 64%(体积) 79.38 18.87 0.04 0.50 0.99 0.22 8.663× ﹡0.044 ﹡﹡0.086 22.4=0.019 188.730 100.00 表1-2-9中各项的计算如下;

CO的重量=铁水中的C被氧化成CO的重量+炉衬中的C被氧化成CO的重量

=8.610+0.053=8.663公斤

CO2的重量=铁水中的C被氧化成CO2的重量+炉衬中的C被氧化成CO2的重量+

白云石烧减的重量+石灰烧减的 =1.503+0.009+1.434+0.290=3.236公斤

SO2的重量 = 铁水中的S气化而产生的氧化物重量=0.010公斤

H2O汽的重量=矿石代入的水分全部汽化的重量+萤石代入的水分全部汽化的重量

=0.005+0.010=0.015公斤

﹡和﹡﹡分别是自由氧和氮气的重量和体积,它是由表1-2-9中炉气的其它成份反算出来的,即已知氧气成份为98.5%O2,1.5%N2和炉气中自由氧体积比为

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0.50%,求自由氧和氮气的体积和重量,其求法如下:

设炉气总体积为X米3,则

X=元素氧化生成的气体体积和水蒸汽的体积+自由氧体积+氮气体积,即: X=6.930+1.647+0.004+0.019+0.50%X+

22.4/32(7.781?0.370?0.037?0.004?0.252?0.002)?0.50%X×(1-98.5%)

98.5%=8.600+0.50%X+(0.085+0.008%X) 整理得:X=

8.600?0.085=8.730米3

1?0.50%?0.0082=0.063公斤 22.428=0.108公斤 22.4故炉气中自由氧体积=8.730×0.50%=0.044米3

自由氧重量=0.044×

炉气中氮气体积=0.085+0.008% ×8.730=0.086米3

炉气中氮气重量=0.086×

﹡﹡﹡括号内的数据参看下面氧气消耗项目。 1.2.4氧气消耗量计算

消耗和代入氧气的项目为:

为元素氧化耗氧重量 7.782公斤 烟尘中铁氧化耗氧重量 0.370公斤 炉衬中碳氧化耗氧重量 0.037公斤 萤石中磷氧化耗氧重量 0.004公斤 炉气中自由氧重量 0.063公斤 炉气中氮气重量 0.108公斤

矿石分解代入及其中硫把氧化钙还原出的氧的重量为:

1.0×(61.80%×

4816×+2.04%×)+0.001=0.252公斤 16072石灰中硫把氧化钙还原出的氧重量0.002公斤 故氧气实际消耗重量为:

7.782+0.370+0.037+0.004+0.063+0.108-0.252-0.002 = 8.110公斤 换算成体积=8.110×

22.4=5.68标米3/100公斤铁水 32或56.8标米3/吨铁水.

吨钢耗氧量,即供氧强度在55-65m3/t则计算合理。

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1.2.5钢水量计算

吹损包括下列组成项目:

化学损失(元素氧化)量 7.037公斤 烟尘中铁损失量 1.182公斤

渣中铁珠损失量 13.578×8%=1.086公斤 喷溅铁损失量 1.000公斤 但是,矿石 代入铁量 0.661公斤

故钢水重量为 100-(7.037+1.182+1.086+1.000)+0.661= 90.356公斤 即钢水收得率为 90.36%

1.2.6物料平衡表(以100公斤铁水为基础)

表1-2-10

收 入 项 项 目 重量(公斤) 铁 水 石 灰 矿 石 萤 石 白云石 炉 衬 氧 气 总 计 计算误差= =

收入项?支出项×100%

收入项119.647?119.715×100%

119.647支 出 项 % 83.58 5.46 0.34 0.42 2.51 0.42 6.77 100.00 总 计 119.715 100.00 项 目 钢 水 炉 渣 炉 气 烟 尘 铁 珠 喷 溅 重量(公斤) 90.356 13.578 12.095 1.600 1.086 1.000 % 75.48 11.34 10.10 1.34 0.91 0.88 100.000 6.537 1.000 0.500 3.000 0.500 8.110 119.647 =-0.06% ≤±0.5% 则合格

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1.3 热平衡计算

1.3.1热收入项

1.铁水物理热 (为了简化计算,取冷料入炉温度均为25℃.)

铁水熔点:=1536-(4.25×100+0.86×8+0.58×5+0.18×30+0.037×25)-7

=1089℃

式中100、8、5、30、25分别为C、Si、Mn、P、S元素增加1%含量降低铁水熔点值;7为气体O2、H2、N共降低铁水熔点值;1536℃为纯铁熔点,取铁水温度为1250℃,则:

铁水物理热=100×[0.178×(1089-25)+52+0.20×1250-1089]

=27360千卡

2.铁水中各元素氧化放热及成渣热

C CO 3.690×2616.9 = 9656.4千卡 C CO2 0.410×8250.7 = 3882.8千卡

Si SiO2 0.850×6767.2 = 5752.1千卡 Mn MnO 0.406×1677.9 = 681.2千卡 Fe FeO 1.056×1150.5 = 1214.9千卡 Fe Fe2O3 0.475×1758.1 = 885.1千卡 P P2O5 0.135×4522.6 = 610.6千卡 P2O5 4CaO·P2O5 0.316×1162.1 = 367.2千卡 SiO2 2CaO·SiO2 2.039×495.0 = 1009.3千卡 共 计 23509.6千卡 3.烟尘氧化放热 1.6×(77%×

56112×1150.5+20%××1758.1) = 1496.2千卡 72160则热收入总量为:27360+26509.6+1496.2 = 52365.8千卡 注:对于炉衬中的C和萤石中的P,其氧化放热甚少,故忽略之。 1.3.2热支出项 1.钢水物理热 钢水熔点:

=1536-(0.150×65+0.174×5+0.015×30+0.022×25)-7=1517℃

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