整合版 转炉炼钢 计算部分.docx

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整合版转炉炼钢计算部分

转炉炼钢部分

1.>已知转炉造渣碱度要求为3.0，铁水中含Si为1.2%，石灰有效CaO为70%，试计算吨钢石灰加入量是多少？

解：

石灰加入量=（2.14[%Si]/%CaO有效）×R×100

=（2.14×1.2%/70）×3×100

=110kg/t

答：

吨钢加入石灰110kg。

2.>某钢厂2000年生产Q235A80万吨，Q215B60万吨，另外还生产60Si2Mn45万吨。

该厂的优质钢比是多少？

解：

优质钢比（%）＝优质钢产量（吨）/钢总产量（吨）×100%

＝45/（80+60+45）×100%

＝24.32%

答：

该厂的优钢比为24.32%。

3.>出钢量按73t，钢中氧为700ppm，理论计算钢水全脱氧需要加多少kg铝？

（铝原子量为27，氧原子量为16）

解：

反应方程式：

2Al+3[O]=（Al2O3）

73t钢中700ppm[0]折合钢水含氧量：

73×1000×0.07%=51.1kg

设：

51.1kg氧消耗Xkg铝

则：

2×27/（3×16）=X/51.1

得：

X=2×27×51.1/（3×16）=57.5kg

答：

理论计算钢水全脱氧需要加57.5kg铝。

4.>已知在钢液中，元素百分含量（xi）：

碳0.11%，硅0.21%，锰0.42%，磷0.02%，硫0.03%，铜0.06%，其余成分不计。

各元素含1%对钢液凝固影响值（△ti）为：

碳90，硅6.2，锰1.7，磷28，硫40，铜2.6；纯铁凝点为1539℃。

计算Q195的液相线温度（T液）。

解：

T液＝1539-∑（xi·△ti）

＝1539-0.11×90-0.21×6.2-0.42×1.7-0.02×28-0.03×40-0.06×2.6

＝1525℃

答：

Q195的液相线温度ΔT为1525℃

5.>已知：

铁水含硅0.80%，硅铁含硅74%，铁水装入量50t，要求配后铁水含硅1.2%，求硅铁配加量（kg）。

解：

设：

配加的硅铁为Xkg；

由硅守恒得出下面方程式：

50000×0.008+0.74X=（50000+X）×0.012

得：

X=274.73kg

答：

配加的硅铁两位274.73kg。

6.>使用单渣法操作确定石灰加入量。

己知

（1）铁水含[Si]-0.85%

（2）石灰成份：

CaO-89%，SiO2-1.0%，

（3）生白云石：

CaO-32%，SiO2-1.3%，加入量＝15kg/t

（4）炉渣碱度要求R＝3.5

解：

（1）CaO有效＝89%-3.5×1.0%

＝85.5%

（2）生白云石带入CaO折合石灰量为：

（15×32%）/CaO有效≈5.6kg/t

（3）石灰加入量＝（2.14×[Si]%/CaO有效）×R×1000-5.6

＝（2.14×0.85%/85.5%）×3.5×1000-5.6

＝68.9kg/t

答：

实际石灰加入量为68.9kg/t。

7.>己知：

钢铁料中含锰0.58%，终点钢水余锰为0.17%，渣中Mn含量为3.92%，钢水量按转护吹损为10%计算。

用锰平衡法计算1000kg钢铁料产生的渣量及渣量占钢水量的比例。

解：

钢铁料中的锰量＝1000×0.58%＝5.8kg

钢水中的锰量＝1000×（1-10%）×0.17%＝1.53kg

进入渣中的锰量＝5.8-1.53＝4.27kg

渣量＝4.27/3.92%＝108.9kg

渣量占钢水量的比例＝108.9/900＝12.1%

答：

产生的渣量为108.9kg，渣量占钢水量的比例为12.1%

8.>根据锰平衡计算转炉渣量。

已知：

（1）铁水36t，含锰0.20%；

（2）废钢8t，含锰0.45%；

（3）散状料带入锰忽略不计；

（4）钢水量40t，残锰0.05%；

（5）终点炉渣含锰2.20%。

解：

（1）锰的带入＝铁水带锰+废钢带锰

＝36×1000×0.20%+8×1000×0.45%＝72+36

＝108kg

（2）锰的产出＝钢水带锰+炉渣锰

＝40×1000×0.05%+渣量（X）×1000×2.2%＝20+22X

（3）根据物料平衡法，则：

锰的带入＝锰的产出

即：

108＝20+22X

X＝4.0t

答：

转炉渣量为4.0t。

9.>已知一炉45钢的化学成份为：

C：

0.46%，Si：

0.25%，Mn：

0.60%，P：

0.025%，S：

0.015%；钢中每增加1%元素使其凝固点降低值为（℃）：

C：

6.5，Si：

8，Mn：

5，P：

30，S：

25。

计算该炉钢的凝固温度。

解：

依据凝固温度计算公式

t凝＝1538-（65×C%+8×Si%+5×Mn%+30×P%+25×S%）

＝1538-（65×0.46+8×0.25+5×0.70+30×0.025+25×0.015）

＝1501.5℃

答：

该炉钢的凝固温度为1501.5℃。

10.>已知在钢液中，元素百分含量（xi）：

碳0.45%，硅0.27%，锰0.65%，磷0.018%，硫0.020%，铜0.05%，其余成份不计。

各元素含1%，对钢液凝固影响值（△ti）为：

碳90，硅6.2，锰1.7，磷28，硫40，铜2.6；纯铁凝点为1538℃。

计算45钢的液相线温度（T液）。

（保留整数位）

解：

T液＝1538-∑（xi·△ti）

=1538-0.45×90-0.27×6.2-0.65×1.7-0.018×28-0.02×40-0.05×2.6

＝1493℃

答：

45钢的液相线温度为1493℃。

11.>已知：

冶炼Q235钢，出钢量为30t，Fe-Mn合金加入量为220kg，成品成份Mn为0.45%，钢水终点余Mn0.10%，Fe-Mn含Mn量为64%，请计算这炉钢水的Fe-Mn吸收率是多少？

解：

吸收率＝（成品成份%Mn-余锰%）/（合金含量%×合金加入量）×出钢量

＝（0.45%-0.10%）/（64%×220）×3000

＝74.6%

答：

这炉钢水的Fe-Mn吸收率是74.6%。

12.>16Mn钢的规格成份为C：

0.14%～0.20%，Mn：

1.20%～1.60%，Si：

0.20～0.55%，使用硅锰合金、硅铁脱氧，其成份和吸收率为硅锰合金；68.5%Mn，18.5%Si，硅铁：

75%Si，ηMn＝85%，ηSi＝80%，终点钢水残余成份为Si痕迹，余Mn0.16%，求吨钢合金加入量。

解：

由公式：

合金加入量＝（钢种中限成分%-钢水残余成份）/（合金含量×合金吸收率）×1000

得：

硅锰加入量＝（1.4%-0.16%）/（68.5%×85%）×1000

＝21.3kg

硅铁带入量＝21.3%×18.5%×80%/1000＝0.315%

硅铁加入量＝（0.375%-0.315%）/（75%×80%）×1000

＝1kg

答：

硅锰合金加入量为21.3kg，硅铁合金加入量为1kg。

13.>本炉次目标出钢量为310t，转炉停吹[C]0.02%，停吹[Mn]0.08%，目标成品[C]0.06%，成品[Mn]0.28%，成品[Si]0.35%，成品[Al]0.045%。

合金条件：

增碳剂含碳98%，吸收率68%，HCFe-Mn含锰67%，含碳6.2%，吸收率74%，Fe-Si含硅74%，吸收率78%，Al含铝98%，收得率21%，计算：

该炉钢的合金加入量。

解：

（1）所需HCFe-Mn加入量：

310×（0.28-0.08）%÷（67%×74%）＝1.25t

（2）HCFe-Mn增碳量：

1.25×6.2%×68%/310＝0.017%

（3）所需Fe-Si加入量：

310×0.35%÷（74%×78%）＝1.88t

（4）所需Al加入量：

310×0.045%÷（98%×21%）＝0.68t

（5）应加入增碳剂量：

0.186-1.25×6.2%＝0.108t

答：

本炉次所需HCFe-Mn为1.25t，Fe-Si为1.88t，Al为0.68t，增碳剂0.108t

14.>炉前冶炼HRB335钢，终点残锰0.05%，锰铁含锰量60%，锰的回收率按90%计算，出钢量25t，问应加入锰铁多少kg？

（该钢种含锰量中限为1.4%）。

解：

锰铁加入量＝（[钢中锰成分中限-终点残锰]÷锰铁回收率×锰铁含锰量）×钢水量×1000

＝（[1.4%-0.05%]÷60%×90%）×25×1000

＝625kg

答：

锰铁加入量为625kg。

15.>炉渣量为7t，炉衬侵蚀使渣中含MgO为2%，白云石含MgO为30%，要求炉渣中MgO含量达到10%，计算白云石加入量。

解：

白云石加入量＝（MgO%要求-MgO%原渣）×渣量/MgO%白云石

＝（10%-2%）×7×1000/30%

＝1867kg

答：

白云石加入量为1867kg。

16.>某钢厂有两座公称吨位为50t的转炉，2000年合格钢产量365万吨，计算该厂的转炉日历利用系数？

解：

转炉日历利用系数＝合格钢产量/（转炉公称吨×转炉座数×日历日数）

＝3650000/（50×2×365）

＝100吨/公称吨·日

答：

该厂的转炉日历利用系数是100吨/公称吨·日。

17.>已知：

皮钢熔化温度为1510℃、废钢熔化潜热为271.7千焦/千克、固体废钢平均热容量为0.7千焦/度·千克、钢液的平均热容量为0.84千焦/度·千克。

计算1吨废钢从25℃加热到1650℃需要吸收多少热量？

解：

Q吸＝1000×{（1510-25）×0.7+271.7+（1650-1510）×0.84}

＝1428800kJ

答：

需吸收热量1428800kJ

18.>已知16Mn钢的成品成份为：

C0.14%～0.20%，Mn1.20%～1.60%，Si0.20%～0.60%，使用硅锰、硅铁进行合金化。

合金的成分如下：

硅锰合金含Mn68.5%，Si18.5%，C1.6%；硅铁含Si75%。

合金吸收率如下：

Mn85%，Si80%，C90%。

终点余锰为0.16%。

计算16Mn钢的合金加入量。

解：

硅锰合金加入量＝（1.4%-0.16%）×1000/（68.5%×85%）

＝21.4kg/t

每吨钢加入21.4Kg硅锰合金后可增硅为：

增硅量＝（21.4×18.5%×80%）×100%/1000

＝0.31%

硅铁加入量＝（0.40%-0.31%）×1000/（75%×80%）

＝1.5kg/t

加入硅锰合金后的增碳量＝（21.4×1.60%×90%）×100%/1000

＝0.03%

答：

硅锰合金加入量为21.4kg/t，硅铁加入量为1.5kg/t。

19.>20MnSi钢的化学成份为（%）：

CMnSiPS

0.17～0.251.20～1.600.40～0.800.0450.045

采用锰铁和硅铁进行脱氧合金化。

己知锰铁合金含锰为65%，吸收率为80%；含碳为7.0%，吸收率为90%；硅铁合金含硅为75%，吸收率为70%。

转炉装入量为30t（吹损按10%计算），终点余锰为0.1%。

问本炉钢的锰铁和硅铁合金加入量为多少？

加入合金后本炉钢的增碳量为多少？

解：

转炉出钢量＝30×（1-10%）＝27t

锰铁合金加入量＝（1.4%-0.1%）×27×1000/（65%×80%）＝675kg

硅铁加入量＝0.60%×27×1000/（75%×70%）＝308kg

锰铁增碳量＝675×90%×7.0%×100%/（27×1000）＝0.16%

答：

本炉钢的锰铁合金加入量是675kg，硅铁合金加入量是308kg；加入合金后炉

钢的增碳量为0.16%。

20.>用150mm×150mm连铸坯轧成φ50圆钢的压缩比是多少？

解：

（1）连铸坯的断面积：

150×150＝22500mm2

（2）φ50圆钢的截面积：

（50/2）2×3.14＝1962.5mm2

（3）压缩比＝22500/1962.5＝11.5

答：

压缩比是11.5。

21.>某钢种成份目标：

硅（Si目标%）0.28%，锰（Mn目标%）0.5%，钢水残锰（Mn残%）0.05%，钢水量（M）37t。

要求采用硅铁、硅锰两种合金配加，已知硅铁含硅（Si硅铁%）74.1%，吸收率（ηSi%）80%，含锰（Mn硅锰%）65.8%，含硅（Si硅锰%）18.5%，其吸收率（ηMn%）90%。

试计算两种合金加入量分别是多少（计算到千克，百分数保留小数点后三位）

解：

（1）先配锰，计算硅锰加入量QMn＝（Mn目标%-Mn残%）/（Mn硅锰%×ηMn%）×M

＝（0.5%-0.05%）/（65.8%×90%）×37×1000＝281kg

（2）计算硅锰带硅量（Si硅锰%）

Si硅锰＝QMnSi硅锰ηSi/M＝281×18.5%×80%/（37×1000）＝0.112%

（3）计算硅铁加入量QSi＝（Si目标-Si硅锰）/（Si硅铁%×ηSi）×M

＝（0.28%-0.112%）/（74.1%×80%）×37×1000＝105kg

答：

锰配加量是281kg，硅铁加入量是105kg。

22.>已知：

炉渣重量（Q渣）为6t，炉渣要求含氧化镁（MgO要求%）为8%，炉衬侵蚀使渣中含氧化镁（MgO原渣%）为2%，白云石含氧化镁（MgO白云石%）为18%，计算每炉白云石加入量。

（公斤数保留到整数位）

解：

Q白云石＝[（MgO要求%-MgO原渣%）/MgO白云石%]×（Q渣）

＝[（8%-2%）/18%]×6×1000＝2000kg

答：

需加白云石2000kg。

23.>出钢量73t，某钢种成份目标：

（Si目标%）0.28%，（Mn目标%）0.5%，钢水残锰（Mn残%）0.05%，硅铁含硅（Si硅铁%）74.1%，吸收率（ηSi%）80%；硅锰含硅（Si硅锰%）18.5%，其吸收率（ηSi%）80%，含锰（Mn硅锰%）65.8%，其吸收率（ηMn%）90%。

计算两种合金加入量分别是多少？

（计算到千克，百分数保留小数点后三位）

解：

（1）先配锰，计算硅锰加入量QMn＝（Mn目标%-Mn残%）/（Mn硅锰%-ηMn%）×M

＝（0.5%-0.05%）/（65.8%×90%）×73×1000＝555kg

（2）计算硅锰带硅量（Si硅锰%）Si硅锰＝QMn×Si硅锰×NSi/M×100%

＝555×18.5%×80%/（73×1000）×100%＝0.113%

（3）计算硅铁加入量QSi＝（Si目标%-Si硅锰%）/（Si硅铁%×NSi）×M

＝（0.28%-0.113%）/（74.1%×80%）×73×1000＝206kg

24.>已知：

冶炼Q235钢，铁水装入量为27t，铁水中含Si量为0.7%，石灰中有效CaO为75%，炉渣R要求为3.0，求石灰加入量是多少？

（保留整数）

解：

石灰加入量＝{2.14×[Si%]×W铁水×R/（CaO%）有效}×1000

＝{2.14×[0.7%]×27×3.0）/75%}×1000=1618kg

答：

石灰加入量是1618kg。

25.>本炉次目标出钢量为310t，转炉停吹[C]0.02%，停吹[Mn]0.08%，目标成品[C]0.06%，成品[Mn]0.28%，成品[Si]0.35%，成品[Al]0.045%。

合金条件：

增碳剂含碳98%，吸收率68%，HCFe-Mn含锰67%，含碳6.2%，吸收率74%，Fe-Si含硅74%，吸收率78%，Al含铝98%，收得率21%，计算该炉钢的合金加入量。

解：

（1）所需HCFe-Mn加入量：

310×（0.28-0.08）%÷（67%×74%）＝1.25t

（2）HCFe-Mn增碳量：

1.25×6.2%×68%/310＝0.017%

（3）所需Fe-Si加入量：

310×0.35%÷（74%×78%）＝1.88t

（4）所需Al加入量：

310×0.045%÷（98%×21%）＝0.68t

（5）应加入增碳剂量：

0.186-1.25×6.2%＝0.108t

答：

本炉次所需HCFe-Mn为1.25t，Fe-Si为1.88t，Al为0.68t，增碳剂0.108t。

26.>已知：

铁水270t、含锰0.40%（散状料带入锰忽略不计），废钢55t、含锰0.50%，钢水量300t、残锰0.12%，终点炉渣中含氧化锰（MnO）4.5%。

计算转炉渣量。

（小数点后保留一位数，Mn原子量55，O原子量16）

解：

终点渣中锰含量=4.5%×[55/（55+16）]=3.49%

锰的投入=铁水带锰+废钢带锰=270×1000×0.40%+55×1000×0.50%=1355（kg）

锰的产出=钢水带锰+炉渣带锰=300×1000×0.12%+渣量（X）×1000×3.49%

根据公式：

投入=产出

则：

1355=360+34.9X

X=28.5（t）

答：

转炉的渣量为28.5t。

27.>已知转炉造渣碱度要求为3.0，铁水中含Si为1.2%，石灰有效CaO为70%，计算吨钢石灰加入量是多少？

解：

石灰加入量＝（2.14[%Si]/%CaO有效）×R×100

＝（2.14×1.2%/70%）×3×100＝110kg/t

答：

吨钢加入石灰110kg。

28.>炉前冶炼HRB335钢，终点残锰0.05%，锰铁锰含量60%，锰的吸收率按90%计算，出钢量25t，问应加入锰铁多少kg？

（该钢种锰含量中限为1.4%）

解：

锰铁加入量＝（[钢中锰成分中限-终点残锰]÷锰铁回收率×锰铁含锰量）×钢水量×1000

＝（[1.4%-0.05%]÷60%×90%）×25×1000＝625kg

答：

锰铁加入量为625kg。

29.>出钢量按73t，钢中氧为700ppm，理论计算钢水全脱氧需要加多少千克铝？

（铝原子量为27，氧原子量为16）

解：

反应方程式：

2Al+3[O]＝（Al2O3）

73t钢中700ppm[O]折合钢水含氧量：

73×1000×0.07%＝51.1kg

设：

51.1kg氧消耗Xkg铝

则：

2×27/（3×16）＝X/51.1

得：

X＝2×27×51.1/（3×16）＝57.5kg

答：

理论计算钢水全脱氧需要加57.5kg铝。

30.>已知在钢液中，元素百分含量（R）：

碳0.11%，硅0.21%，锰0.42%，磷0.02%，硫0.03%，铜0.06%，其余成分不计。

各元素含1%对钢液凝固影响值（P）为：

碳90，硅6.2，锰1.7，磷28，硫40，铜2.6；纯铁凝点为1539℃。

计算Q195的液相线温度（T凝）。

解：

T液＝1539-∑（xi·△ti）

＝1539-0.11×90-0.21×6.2-0.42×1.7-0.02×28-0.03×40-0.06×2.6

＝1525℃

答：

Q195的液相线温度ΔT为1525℃。

31.>某钢厂年产合格钢200万吨，铁水消耗量为200万吨/年，废钢加入量是铁水加入量的10%，计算该厂的钢铁料消耗（kg/t）。

解：

钢铁料消耗＝（200+200×10%）/200×1000＝1100kg/t 

答：

该厂的钢铁料消耗为1100kg/t钢。

32.>某厂1#转炉在1992年共砌筑了15个炉壳，产钢13.4万吨，平均出钢为19.1t。

求1#转炉的平均炉龄是多少？

解：

炉龄＝炉龄总数/炉役数 

炉龄总数＝总产量/平均出钢量＝134000/19.1≈7015 炉役数为15 

故：

平均炉龄＝7015/15≈467炉

 答：

1#转炉的平均炉龄是467炉。

33.>已知：

炉渣量（Q渣）为4t，炉渣要求含氧化镁（Mg要求%）为9%，炉料浸蚀使渣中含氧化镁（MgO原渣%）2%，氧化镁球含氧化镁70%（MgO镁球%），计算每炉氧化镁球加入量多少？

（kg保留到整数位）

解：

氧化镁球加入量=（Mg要求%-MgO原渣%）×m/MgO镁球%

=（9%-2%）×4×1000/70%

=400kg

答：

每炉氧化镁球加入量400kg.

34.>某厂月产量4.53万吨，合格率98.57%，消耗铁水4.56万吨，废钢0.2万吨，计算某厂该月的钢铁料消耗？

解：

钢铁料消耗=（铁水消耗+废钢消耗）/（钢产量×合格率）

=（4.56+0.2）×1000/（4.53×98.57%）

=245千克/吨钢

答：

该月钢铁料消耗245千克/吨钢。

35.>已知：

冶炼Q235钢，铁水装入量为27t，铁水中Si含量为0.7%，石灰中有效CaO为75%，炉渣R要求为3.0，求石灰加入量是多少kg？

（保留整数）

解：

石灰加入量＝{2.14×[Si%]×W铁水×R/（CaO%）有效}×1000

＝{2.14×[0.7%]×27×3.0）/75%}×1000

＝1618kg

答：

石灰加入量是1618kg。

36.>已知：

1000kg钢铁料含锰0.58%，终点钢水余锰（一般为装入量的30%～40%，取30%）为0.17%，渣中MnO含量为3.92%，钢水量（按装入量的90%计算）为900kg，求渣量占钢水的比例。

（Mn原子量55，O原子量16）

解：

钢铁料中的锰量＝1000×0.58%＝5.8kg 

钢水中的锰量＝900×0.17%＝1.53kg     

进入渣中的锰量＝5.8-1.53＝4.27kg     

渣量＝4.27/3.92%＝108.9kg 

    渣量占钢水量的比例＝108.9/900＝12.1% 

答：

渣量占钢水量的比例为12.1%。

37.>某钢种成份中限：

硅[Si]＝0.32%，锰[Mn]＝0.5%，铁水锰含量为0.2%，考虑后吹多，钢中余锰量占铁水锰的25%，计算每吨钢合金加入量。

（计算结果保留一位小数点，成份保留三位小数点）

解：

Mn-Si加入量=（0.5%-0.2%-0.2%×25%）×1000/（65.8%×90%）

=4.2kg

Fe-Si加入量=（0.32%×1000-4.2×18.5%×80%）/（74.1%×80%）

=4.4kg

答：

每吨钢加Mn-Si合金4.2千克，Fe-Si合金4.4千克。

38.>210t转炉，装入量225t，吹炼16min，氧流量为47250Nm3/h，求此时氧耗量为多少Nm3？

解：

已知：

Q＝47250Nm3/h，t＝16min 由：

Q＝V/t 

得：

V＝Qt＝（47250/60）×16＝12600Nm3 

答：

氧气消耗量为12600Nm3。

39.>己知：

炉渣重量（Q渣）为6t，炉渣要求含氧化镁（MgO要求%）为8%，炉衬侵蚀使渣中含氧化镁（（MgO原渣）为2%，白云石含氧化镁（MgO白云石%）为18%，计算每炉白云石加入量（Q白云石公斤）。

（kg数保留到整数位）

解：

白云石加入量=（MgO%要求-MgO%原渣）×渣量/MgO%白云石 

=（8%-2%）×6×1000/18%

=2000kg

答：

白云石加入量为2000kg。

40.>某钢种成份目标：

硅（Si目标%）0.28%，锰（Mn目标%）0.5%，钢水残锰（MnSi残%）0.05%，钢水量（M）37吨。

要求采用硅铁、硅锰两种合金配加，己知硅铁含硅（Si硅铁%）74.1%，吸收率（ηSi%）80%，含锰（Mn硅锰%）65.8%，含硅（Si硅锰）18.5%，其吸收率（ηMn%）90%。

计算两种合金加入量分别是多少？

（计算到kg，百分数保留小数点后三位）硅铁%）

解：

（1）先配锰，计算硅锰加入量

QMn＝（Mn目标%-Mn残%）/（Mn硅锰%×ηMn%）×M

＝（0.5%-0.05%）/（65.8%×90%）×37×1000

＝281kg

（2）计算硅锰带硅量：

Si硅锰%＝QMn×Si硅锰%×ηSi%/M×100%

=281×18.5%×80%/（37×1000）×100%

＝0.112%

（3）计算硅铁加入量

QSi＝（Si目标%-Si硅锰%）/（Si硅铁%×ηSi%）×M

=（0.28%-0.112%）/（74.1×80%）×37×1000

＝105kg