氧气顶吹转炉炼钢物料平衡和热平衡Word文件下载.docx

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0.011

0.020

0.021

【C】和【Si】按实际生产选取，Mn、P、S分别按铁水中相应成分的30%、10%和60%留在钢水中设定。

表2原材料成分

成分含量%

类别

CaO

SiO2

MgO

Al2O3

Fe2O3

CaF2

P2O5

CO2

H2O

灰分

挥发分

烧碱

石灰

88.855

0.9

0.88

0.255

9.00

萤石

0.3

5.5

0.6

1.6

1.5

88

0.90

生白云石

36.4

0.80

25.60

1.00

36.20

炉衬

1.20

3.00

78.80

1.40

1.60

14.00

焦炭

0.58

81.50

12.40

5.52

.表3铁合金成分及其回收率

成分含量%，

回收率%

Al

Fe

硅铁

73.00,75

0.50,80

0.05，100

0.03，100

2.50,100

23.92,100

硅锰

6.60,90①

0.50,75

67.8,80

0.23,100

0.13,100

8

①10%C与氧生成CO2。

表4其它工艺参数设定值

名称

参数

终渣碱度

ω（CaO）/ω（SiO2）=3.5

渣中铁损（铁珠）

为渣量的6%

萤石加入量

为铁水量的0.5%

氧气纯度

99%，其余为N2

生白云石加入量

为铁水量的2.5%

炉气中自由氧含量

0.5%（体积比）

炉衬蚀损量

为铁水量的0.3%

气化去硫量

占总去硫量的1/3

终渣w（FeO）含量（按ω（Fe2O3）=1.35ω（FeO）折算

15%，而ω（Fe2O3）/∑ω（FeO）=1/3，即ω（Fe2O3）=5%，ω（FeO）=8.25%

金属中【C】的氧化产物

90%C氧化成CO,10氧化成CO2

烟尘量

为铁水量的1.5%,（其中ω（FeO）为75%，ω（Fe2O3）为20%

废钢量

有热平衡计算确定，本计算结果为铁水量的13.35%，即废钢比为11.78%

喷溅损失

为铁水量的1%

1.1.2、物料平衡基本项目

收入项支出项

铁水钢水

废钢炉渣

熔剂（石灰、萤石、轻烧白云石）烟尘

氧气渣中铁珠

炉衬蚀损炉气

铁合金喷溅

1.1.3计算步骤

以100kg铁水为基础进行计算。

第一步：

计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分见表5—表7。

总渣量及其成分见表8。

表5铁水中元素的氧化产物及其成渣量

元素

反应产物

元素氧化量/kg

耗氧量/kg

产物量kg

备注

[C]—{CO}

4.2*90%=3.78

5.04

9.82

[C]—{CO2}

4.2*10%=0.42

1.54

1.96

[Si]—{SiO2}

0.8

1.50

入渣

[Mn]—{MnO}

[P]—{P2O5}

0.12

0.155

0.275

[S]—{SO2}

0.04*1/3=0.001

0.001

0.002

[S]+[CaO]—{CaS}+（O）

0.004*2/3=0.003

-0.001①

[Fe]—（FeO）

0.882*56/72=0.686

0.882

[Fe]—（Fe2O3）

0.535*112/160=0.375

0.535

合计

6.085

7.8907

成渣量

1.701

入渣组分之和

1由CaO还原出的氧量；

消耗的CaO量=0.003*56/32=0.005kg。

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

C—CO

C—CO2

C—CO，CO2

0.3（据表4）

0.004

0.009

0.236

0.005

0.3*14%/*28/12=0.088

0.3*14%*10%*44/12=0.015

0.3*14%*90%*16/12+10%*32/12）=0.062

0.258

0.103

0.062

表7加入熔剂的成渣量

加入量Kg

CaS

O2

烧碱④

0.028

0.003

0.008

0.44

2.5

0.91

0.02

0.64

0.905

5.296①

4.707②

0.048

0.047

0.014

0.001③

0.476

5.619

0.096

0.69

0.038

6.912

1.387

1石灰加入量计算如下：

由表5—表7可知，渣中含（CaO）=-0.005+0.004+0.002+0.910=0.911kg；

渣中已含（SiO2）=1.5+0.009+0.028+0.020=1.557kg。

因设定的终渣碱度R=3.5；

故石灰加入量为：

[R∑ω（SiO2）-∑ω（CaO）]/[ω（CaO石灰）-R∑ω（SiO2石灰）=4.539/（88.855%-3.5*0.9%）=5.296kg。

2（石灰中CaO的含量）—（石灰中S—CaS自耗的CaO量）。

3由CaO还原出来的氧量，计算同表5的注。

4烧碱视作全部挥发进入气体中。

表8总渣量及其成分

炉渣成分

MnO

FeO

元素氧化量/kg

0.882②

0.535③

0.007

石灰成渣量/kg

5.034

炉衬蚀损成渣量/kg

生白云石成渣量/kg

0.640

萤石成渣量/kg

总渣量/kg

5.95

1.605

0.926

0.042

0.027

0.28

9.279

质量分数/%

55.63

15.01

8.66

0.39

0.00

8.25

5.25

4.11

2.62

0.08

100

1总渣量计算如下：

因为表8中除了（FeO）和（Fe2O3）以外的渣量为：

5.95+1.605+0.926+0.042+0+0.44+0.28+0.009=9.279kg,而终渣∑ω（FeO）=15%（表4），故总渣量为：

9.279/86.75%=10.696kg。

2ω（FeO）=10.696*8.25%=0.882kg。

3ω（Fe2O3）=10.696*5%=0.535kg。

第二步：

计算氧气消耗量，见表9。

表9实际耗氧量

耗氧项/kg

供氧项/kg

实际氧气消耗量/kg

铁水中元素氧化耗氧量（表5）6.085

铁水中S与CaO反应还原出的氧化量（表5）0.001

炉衬中碳氧化耗氧量（表6）0.062

石灰中的S与CaO反应还原出的氧化量（表7）0.001

烟尘中铁氧化耗氧量（表4）0.34

炉气自由氧含量（表10）①0.048

6.535-0.002+0.24=6.773

合计6.535

1炉气N2（存在于氧气中，见表4）的质量详见表10。

第三步：

计算炉气量及其成分

炉气中含有CO、CO2、N2、SO2和H2O。

其中CO、CO2、SO2和H2O可由表5—表7差得，O2和N2则由炉气总体积来确定。

计算如下：

炉气总体积V∑:

V∑=Vg+0.5%V∑+1/99（22.4/32*Gs+0.5%V∑-Vx）

V∑=（99Vg+0.7Gs-Vx）/98.50=

式中Vg—CO、CO2、SO2和H2O各组分总体积，m3。

本计算中，其值为（9.82+0.088）*22.4/*28+（1.96+0.015+0.905）*22.4/44+0.001*22.4/64+0.005*22.4/18+0.476*22.4/106=9.500m3；

Gs—不计自由氧的氧气消耗量，kg。

本计算中其值为：

6.085+0.062+0.34=6.487kg（见表9）。

Vx—铁水与石灰中的S与CaO反应还原出的氧量其质量分数为0.002kg（见表9），m3。

0.5%—炉气中自由氧含量；

99—由氧气纯度为99%转换而来。

计算结果见表10。

表10炉气量及其成分

炉气成分

炉气量/kg

体积/m3

体积分数%

CO

9.908

9.908*22.4/28=7.926

83.44

2.315

2.315*22.4/44=1.179

12.41

SO2

0.001*22.4/64=0.0003

0.005*22.4/18=0.006

0.07

①0.068

0.048①

0.51

N2

②0.299

②0.240

2.53

石灰中烧碱视作气体挥发

0.476*22.4/106=0.101

1.06

13.072

9.5

100.00

①炉气中O2的体积为9.5*0.5%=0.048m3。

质量为：

0.048*32/22.4=0.0