物料平衡与热平衡计算(习题课).doc

1.1原始数据 1.1.1铁水成分及温度 表1-1-1 成分 C Si Mn P S 温度℃ % 4.250 0.850 0.580 0.150 0.037 1250 1.1.2原材料成分 表1-1-2 原材料成分 % 种类 CaO SiO2 MgO Al2O3 S P CaF2 FeO Fe2O3 H2O C 烧碱 合计 石灰 91.38 1.26 1.54 1.42 0.06 4.34 100.00 矿石 1.10 5.11 0.52 1.16 0.07 28.8 61.8 0.50 100.00 萤石 6.00 0.58 1.78 0.09 0.55 89.00 2.00 100.00 轻烧 白云石 30.84 0.46 20.16 0.74 0.04 0.11 47.8 100.00 镁质炉衬 54.50 1.05 39.45 1.00 5.0 100.00 表2-1-1铁水成分与温度 成分 C Si Mn P S 温度℃ % 4.300 0.650 0.560 0.150 0.038 1300 转炉冶炼钢种常为普通碳素钢和低合金钢，在此以要求冶炼BD3钢考虑，其成分见表2-1-3 成分（中限） C Si Mn P S % 0.16～0.24 0.16～0.28 0.35～0.65 0.045 0.045 1.1.4平均比热 表1-1-4 项 目 固态平均比热 千卡/公斤·度 熔化潜热 千卡/公斤 液态或气态平均比热 千卡/公斤·度 生 铁 钢 炉 渣 烟 尘 矿 石 炉 气 CO CO2SO2 O2 N2 H2O 0.178 0.167 0.238 52 65 50 50 0.20 0.20 0.298 0.349 0.558 0.555 0.365 0.346 0.489 1.1.5冷却剂 用废钢作冷却剂，其成份与冶炼钢种成份的中限相同。(见表1-1-3) 1.1.6反应热效应 虽然炉内化学反应，实际上是在炉料温度和炉内上部气相温度之间的任一温度发生的，但反应热效应通常仍采用25℃作为参考温度，值得指出的是，反应热还与组分在铁水中存在形态有关，至今对参与化学反应有关的实际组成物还有不同的看法。但是，比较常用的反应热数据见表1-1-5。 表1-1-5 反 应 放 出 热（千卡） 每公斤 分 子 每公斤元素或化合物 千 卡 元素或化合物 C (Fe3C)+ O2=CO C (Fe3C)+O2=CO2 Si (Fe3Si)+O2=SiO2 2P (Fe3P)+ O2=P2O5 Mn+O2=MnO ﹡0.95Fe+O2=Fe0.95O Fe+O2=FeO 2Fe+O2=Fe2O3 3Fe+2O2=Fe3O4 2CaO+SiO2=2CaO?SiO2 4CaO+P2O5=4CaO?P2O5 FeO+SiO2=FeO?SiO2 MnO+SiO2=MnO?SiO2 31397.0 99063.5 190015.2 280133.5 92007.4 63727.3 64430.0 196910.0 267243.4 29780.2 165013.2 4500.4 5889.4 2616.9 8250.7 6767.2 4522.6 1677.9 1200.1 1150.5 1758.1 1594.6 495.0 1162.1 80.6 107.2 C C Si P Mn Fe Fe Fe Fe SiO2 P2O5 FeO MnO ﹡ 通常近似认为是Fe+O2=FeO 1.1.7 其它数据的选取 （根据国内同类转炉的实测数据选取） 1．渣中铁珠量为渣量的5%～8%，本设计取8%。 2．金属中碳的氧化假定为：80%～90%的碳氧化成CO，20%～10%的碳氧化成CO2。 3．喷溅铁损为铁水量的0.7%～1.0%，本设计取1.0%。 4．取炉气平均温度1450℃，炉气中自由氧含量为0.5%，烟尘量铁珠量的1.6%，其中FeO=77%，Fe2O3=20%。 5．氧气成分为98.5%O2，1.5%N2。 6．炉衬侵蚀量为铁水量的0.5%。 1.2物料平衡计算 根据铁水成份，渣料质量以及冶炼钢种，采用单渣不留渣操作，通常首先以100公斤铁水为计算基础，然后再折算成100公斤金属料。 1.2.1炉渣量及其成份的计算 炉渣来自金属中元素的氧化产物，渣料以及炉衬侵蚀等。 1．铁水中各元素氧化量(见表2-2-1) 表1-2-1 成份重量 项