转炉炼钢物料平衡计算

1 转炉炼钢物料平衡计算转炉炼钢物料平衡计算 1 1 计算原始数据计算原始数据 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 表表 1 1 钢水 铁水 废钢和终点钢水的成分设定值钢水 铁水 废钢和终点钢水的成分设定值 成分含量 类别 CSiMnPS 钢种 Q235 设定值 0 180 250 55 0 045 0 050 铁水设定值 4 100 900 550 3000 035 废钢设定值 0 180 250 550 0300 030 终点钢水设定值 0 10 痕迹 0 180 0200 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 表表 2 2 原材料成分原材料成分 成分 类别 CaOSiO2MnOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5SCO2H2OC 灰分 挥发 分 石灰 87 00 2 802 701 800 600 100 064 84 0 10 萤石 0 305 400 701 601 5088 000 900 101 50 生白云石 37 40 0 8024 60 1 0036 2 炉衬 1 203 0078 80 1 401 6014 0 焦炭 0 58 81 5 12 45 52 表表 3 3 铁合金成分 分子 及其回收率 分母 铁合金成分 分子 及其回收率 分母 成分含量 回收率 类别 CSiMnAlPSFe 硅铁 73 00 750 50 80 2 50 0 0 05 100 0 03 100 23 92 100 锰铁 6 60 90 0 50 75 67 8 80 0 23 100 0 13 100 24 74 100 10 与氧生成 CO2 表表 4 4 其他工艺参数设定值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 FeO 含量 按向钢中 传氧量 Fe2O3 1 35 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 N2 0 5 体积比 占总去硫量得 1 3 90 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 支出项有 钢水 炉渣 烟尘 渣中铁珠 炉气 喷溅 1 3 计算步骤计算步骤 以 100kg 铁水为基础进行计算 1 3 1 计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分 总渣量包括铁水中元素氧化 炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量 其各项成渣量 分别列于表 5 表 7 总渣量及其成分如表 8 所示 表表 5 5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量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 Si Mn P S Fe C CO C CO2 Si SiO2 Mn MnO P P2O5 S SO2 S CaO CaS O Fe FeO Fe Fe2O3 4 09 90 3 681 4 09 10 0 409 0 870 0 430 0 160 0 015 1 3 0 005 0 015 2 3 0 010 1 16 56 72 0 902 0 645 112 160 0 452 4 908 1 087 0 979 0 123 0 204 0 005 0 005 0 258 0 194 8 589 1 496 1 860 0 553 0 364 0 010 0 021 CaS 1 16 0 645 入渣 入渣 入渣 入渣 入渣 见表 8 入渣 见表 8 合 计 6 9197 753 成渣量 4 613 入渣组分之 和 由 CaO 还原出的氧量 消耗的 CaO 量 0 01 56 32 0 018kg 表表 6 6 炉衬蚀损的成渣量炉衬蚀损的成渣量 成渣组分 kg气态产物 kg耗氧量 kg炉衬蚀 损量 kg CaOSiO2MgOAl2OFe2OC COC CO2C CO CO2 0 3 据表 4 0 0 04 0 0 09 0 2 36 0 0 04 0 0 05 0 3 14 9 0 28 12 0 088 0 3 14 1 0 44 12 0 015 0 3 14 90 16 12 10 32 12 0 062 合 计 0 2580 1030 062 表表 7 7 加入溶剂的成渣量加入溶剂的成渣量 成渣组分 kg气态产物 kg 类 别 加入量 kg CaOMgOSiO2Al2O 3 Fe2O 3 P2O5CsSCaF2H2OCO2O2 萤 石 0 5 表 4 0 00 2 0 00 4 0 02 7 0 00 8 0 00 8 0 00 5 0 00 1 0 44 0 0 00 8 生白云 石 2 5 表 4 0 93 5 0 61 5 0 02 0 0 02 5 0 90 5 石 灰 7 49 6 49 8 0 20 2 0 22 1 0 13 5 0 04 5 0 00 7 0 01 0 0 00 8 0 36 3 0 002 合 计 7 43 5 0 82 1 0 25 7 0 16 8 0 05 3 0 01 2 0 01 1 0 44 0 0 01 6 1 26 8 0 002 成渣量 9 197 石灰加入量计算如下 由表 5 表 7 可知 渣中已含 CaO 0 018 0 004 0 002 0 935 0 923kg 渣中已含 SiO2 1 860 0 009 0 027 0 020 1 916kg 因设定的终渣碱度 R 3 5 故石灰加入量为 R SiO2 CaO CaO石灰 R SiO2 石灰 5 783 87 0 3 5 2 8 7 49kg 石灰中 CaO 含量 石灰中 S CaS 自耗的 CaO 量 由 CaO 还原出来的氧量 计算方法同表 5 的注 表表 8 8 总渣量及其成分总渣量及其成分 炉渣成分 CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CsS 合计 元素氧化成渣量 kg 石灰成渣量 kg 炉衬蚀损成渣量 kg 生白云石成渣量 kg 萤石成渣量 kg 6 498 0 004 0 935 0 002 1 860 0 210 0 009 0 020 0 027 0 202 0 236 0 615 0 004 0 135 0 004 0 025 0 008 0 5531 16 0 607 0 045 0 005 0 0080 440 0 364 0 007 0 005 0 021 0 010 0 001 4 603 7 107 0 258 1 585 0 495 总渣量 kg 7 4392 1261 0570 1720 5531 1600 7030 4400 3750 03214 056 质量分数 52 9215 137 521 223 938 255 003 132 680 23100 00 总渣量计算如下 表 8 中除 FeO 和 Fe2O3 以外的渣量为 7 439 2 216 1 057 0 172 0 553 0 44 0 376 0 032 12 194kg 而终渣 FeO 15 表 4 故总量为 12 194 86 75 14 056kg FeO 14 056 8 25 1 16kg Fe2O3 14 056 5 0 045 0 005 0 008 0 645kg 1 3 2 计算氧气消耗量计算氧气消耗量 氧气实际消耗量消耗项目与供入项目之差 见表 9 表表 9 9 实际耗氧量实际耗氧量 耗氧项 kg供氧项 kg实际氧气消耗项 kg 铁水中氧化耗氧量 表 5 7 753 炉衬中碳氧化耗氧量 表 6 0 062 石灰中 S 与 CaO 反应还原 出的氧气量 表 7 0 002 烟尘中铁氧化耗氧量 表 4 0 340 炉气自由氧含量 表 10 0 06 合 计 8 215 合 计 0 002 8 215 0 002 0 065 8 28 炉气 N2 存在于氧气中 表 4 的质量 详见表 10 1 3 3 计算炉气量及其成分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 查得 O2和 N2则由炉气总体积来确定 现计算如下 炉气总体积 V V Vg 0 5 V 1 99 22 4 32Gs 0 5 V Vx V 99 8 375 0 7 8 155 0 002 22 4 32 99Vg 0 7Gs Vx 98 5 98 50 8 475 式中 Vg CO CO2 SO2和 H2O 各组分总体积 m3 本计算中 其值为 8 677 22 4 28 2 729 22 4 44 0 010 22 4 64 0 016 22 4 18 8 375m3 Gs 不计自由氧的氧气消耗量 kg 本计算中 其值为 7 753 0 062 0 34 8 155kg 见表 9 Vx 石灰中的 S 与 CaO 反应还原出的氧量 其质量为 0 002kg 见表 9 m3 0 5 炉气中自由氧含量 99 由氧气纯度为 99 转换的得来 计算结果列于表 1 10 表表 1010 炉气量及其成分炉气量及其成分 炉气成分炉气量 kg体积 m3体积分数 CO CO2 SO2 H2O O2 N2 8 677 2 779 0 010 0 016 0 060 0 065 8 677 22 4 28 6 942 2 779 22 4 44 1 415 0 010 22 4 64 0 004 0 016 22 4 18 0 02 0 042 0 052 81 93 16 70 0 05 0 24 0 5 0 6 合 计 11 6078 475100 00 炉气中 O2的体积为 8 475 0 5 0 042m 质量为 0 042 32 22 4 0 060kg 炉气中 N2的体积系炉气总体积与其他成分的体积之差 质量为 0 052 28 22 4 0 065kg 1 3 4 计算脱氧和合金化前的钢水量计算脱氧和合金化前的钢水量 钢水量Qg 铁水量 铁水中元素的氧化量 烟尘 喷溅和渣中的铁损 100 6 919 1 50 75 56 72 20 112 160 1 14 056 6 93 839kg 据此可以编制出未加废钢 脱氧与合金化前得物料平衡表 11 表表 1111 未加废钢时的物料平衡表未加废钢时的物料平衡表 收 入支 出 项 目质量 kg 项 目质量 kg 铁 水