第三章 物料平衡.docVIP

物料平衡 3.1 计算所需原始数据 表 3.1 冶金钢种及其成分 成分（%） 钢种 C Si Mn P S Fe Q235A 0.18 0.25 0.55 ≤0.045 ≤0.050 余量 表 3.2 原材料成分（%） 名称 C Si Mn P S Al Fe 灰分 挥发分 FeMn 6.60 0.5 67.8 0.230 0.130 24.74 FeSi 73.0 0.5 0.050 0.030 2.50 23.92 SiMn 1.65 20.5 63.2 0.065 0.045 14.54 Al 98.50 表3.3 Q235A精炼用炉渣成分（质量分数）% CaO Si Mgo FeO+MnO 50~60 20~30 10 5 10 0.5 表3.5 合金元素的回收率(%) 回 收 率 合金材料 加入时间 C Si Mn Al FeMn 精炼初期 出钢前 100 100 100 100 96 98 FeSi 精炼初期 精炼后期 65 95 100 100 0 60 Al 预脱氧 终脱氧 50 100 40 0 Fe-Si 扩散脱氧 Al粉 扩散脱氧 表3.6 其他数据 名称 参数 炉衬镁碳砖 5kg/t（金属料）；精炼期占20% 碳氧化产物 均按70%生产CO，30%生成 烟尘量 按8.5kg/t（金属料）考虑 3.2计算步骤 以100kg钢水为基础，依据电炉的还原期对LF炉精炼的物料平衡进行计算，而具体是多大吨位的可以以此为基础进行比例扩大即可。 收入项有：钢水、石灰、萤石、电极、炉衬镁砖、火砖块、铁合金、空气。 支出项有：钢水、炉渣、炉气、挥发的铁、焦炭中的挥发分。 3.2.1 确定渣量 工艺上要求尽量拔净氧化渣，但实际操作中难以完全去除，现定残渣量为5%。根据电炉提供的钢水成分条件渣量占钢水量的5%～8%，本设计取6%，即渣量=100kg×6%=6kg，所以残渣量=6kg×5%=0.3kg，其组成见表4.6. 1）造稀薄渣加入的渣料 渣料组成为石灰：萤石：火砖块=3：1：0.5，其用量应保证顺利完成脱硫任务。根据理论和实践，欲使硫在精炼期降至0.015%以下，加入量为钢水量2%～3%，本设计取3%，定钢水量为100kg，则得渣料量为100×3%=3kg，即： 石灰：萤石：火砖块=2.000kg：0.667kg：0.333kg 2）加入脱氧剂 采用沉淀脱氧核扩散脱氧相结合的方式，即稀薄渣形成后，先按0.6kg/t插铝欲脱氧；再分批加入碳粉（2.5kg/t）和硅铁粉（5kg/t）进行扩散脱氧；待渣变白色，按0.5kg/t插铝终脱氧。其加入渣组成于列表3.6. 3）加入合金剂 精炼期需要往炉内加FeMn和FeSi进行合金化。计算结果列于表3.6. 表3.6 精炼渣量的确定 名 称 CaO SiO2 MgO AL2O3 MnO FeO Fe2O3 Cr2O3 CaF2 P2O5 CaS 合计 惨渣量0.300kg 炉顶蚀损0.15×10%=0.015 炉衬蚀损0.60×20%=0.120 造 石灰2.000kg 渣 萤石0.667kg 剂 火块砖0.333kg 脱 Al块（预脱氧）100×0.06%=0.06kg 氧 C粉 100×0.25%=0.250kg 剂 FeSi粉 100×0.50%=0.500kg Al块终脱氧98×0.05%=0.049kg 脱硫[CaO]+[FeS]=(CaS)+(FeO) 小计 (FeO)+C=[Fe]+(CO) (Fe2O3)+3C=2[Fe]+3{CO} 其他 2(FeO)+Si=2[Fe]+(SiO2) 反应 2(Fe2O3)+3Si=4[Fe]+3(SiO2) 2(P2O3)+5Si=4[P]+5(SiO2) 2(CaF2)+(SiO2)=2(CaO)+{SiF4} 合 FeMn1.135kg 金 FeSi0.103kg 合 计 % FeMn加入量QMn：FeMn是在精炼初期加入的。据表3.2，表3.3，表3.4以及应加入的[Mn]=0.90%-0.161%=0.739%。 确定QMn=(100×0.739%)/（0.678×0.96）=1.135kg FeSi加入量QSi：FeSi在精炼后期加入。据表3.2，表3.3，表3.