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（物料管理）物料平衡与热平衡

3电弧炉炼钢物料平衡和热平衡

3.1物料平衡计算

3.1.1计算所需原始数据

基本原始数据：冶炼钢种及成分（见表3-1）；原材料成分（见表3-2）；炉料中元素烧损率（见表3-3）；合金元素回收率（见表3-4）；其他数据（见表3-5）。

表3-1冶炼钢种及其成分

钢种

成分/%

备注

Q215

0.09~0.15

0.03

0.25~0.55

≤0.04

余量

F·B·Z

注：分母系计算时的设定值，取其成分中限。表3-2原材料成分/%

名称

H2O

灰分

挥发分

碳素

0.18

0.25

0.55

0.03

余量

废钢

炼钢生铁

4.20

0.80

0.60

0.20

0.03

余量

FeMn

6.60

0.50

67.8

0.23

0.13

24.7

FeSi

73.0

0.50

0.05

0.03

2.50

23.9

SiMn

1.65

20.5

63.2

0.06

0.04

14.5

FeCr

4.35

0.40

0.03

0.04

67.3

27.8

98.5

1.50

焦炭

81.5

0.58

12.4

5.52

电极

99.0

1.00

名称

CaO

SiO2

MgO

Al2O

CaF2

Fe2O

CO2

H2O

P2O5

石灰

88.0

2.50

2.60

1.50

0.50

4.64

0.10

0.06

萤石

0.30

5.50

0.60

1.60

88.0

1.50

0.90

0.10

铁矿

石

1.30

5.75

0.30

1.45

89.7

1.20

0.15

0.08

火砖块

0.55

60.8

0.60

36.8

1.25

高铝砖

1.25

6.40

0.12

91.3

0.88

镁砂

4.10

3.65

89.5

0.85

1.90

焦炭灰分

4.40

49.7

0.95

26.2

18.5

0.15

电极灰分

8.90

57.8

0.10

33.1

表3-3炉料中元素烧损

成分

烧损率/%

熔化期

25~40,取

70~95，去85

60~70，

取65

40~50，

取45

可以忽略

氧化期

0.06①

全部烧损

0.015②

25~30，取

①按末期含量比规格下限低0.03%~0.10%（取0.06%）确定（一般不低于0.03%的脱碳量）；

②按末期含量的0.015%来确定。

表3-4铁水、废钢成分设定值

类别成分%

废钢设定值

0.18

0.25

0.55

0.030

表3-5其他数据

名称

参数

配碳量

比钢种规格中限高0.48%，即达0.6%

熔化期脱碳量

30%，即0.6%×30%＝0.18kg

电极消耗量

4kg/t（金属料）：其中熔化期占75%；氧化期和还原期

各占25%

炉顶高铝砖消耗量

1.275kg/t（金属料）：其中熔化期占59%，氧化期占41%

炉衬镁砖消耗量

3.5kg/t（金属料）：其中熔化期占57%；氧化期和还原期各占43%

熔化期和氧化期所需要氧量

100%来自于氧气

氧气纯度和利用率

99%，余者为N2，氧利用率90%

焦炭中碳的回收率

75%（系指配料用焦炭）

碳氧化产物

均按70%生成CO，30%生成CO2考虑

烟尘量

按8.5kg/t（金属料）考虑

3.1.2物料平衡基本项目

收入项有：废钢、生铁、焦炭、石灰、萤石、电极、炉衬镁砖、炉顶高铝砖、火砖块、铁合金、氧气和空气。

支出项有：钢水、炉渣、炉气、挥发的铁、焦炭中挥发分。

3.1.3计算步骤

以100kg金属炉料（废钢+生铁）为基础，按工艺阶段——熔化期、氧化期和还原期分别进行计算，然后汇总成物料平衡表。

第一步：熔化期计算。

（1）确定物料消耗量：

1）金属炉料配入量。废钢和生铁按75kg和25kg搭配，不足碳量用焦炭来配。其结果列于表3-6。计算用原始数据见表3-2和3-5。

表3-6炉料配入量

名称

用量/kg

配料成分/kg

废钢

100.000

0.18

0.25

0.55

0.03

98.96

焦炭

0.687

0.42①

合计

100.6

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