转炉炼钢物料平衡和热平衡计算模板- 第二章、转炉物料平衡和热平衡计算1、低磷生铁吹炼(单渣法)一、原始数据(一)铁水成分及温度表2-1-1成分 C Si Mn P S 温度 ?% 4.36 o.57 0. 62 0.07 0.05 1300 (二)原材料成分表2-1-2烧合计成分% CaO SiO MgO AlO S P CaF FeO FeO HO C 2232232减 % 种类100 91(08 1(66 1(54 1(22 0(06 4(44 石灰100 1(00 5(61 0(52 1(10 0(07 29(4 61(8 0(50 矿石100 6(00 0(58 1(78 0(09 0(55 89(00 2(00 萤石10 8 53(04 0(48 34(94 0(74 白云石100 1(40 2(60 85(00 11(00 炉衬(三)冶炼钢种及成分表2-1-3成分 C Si Mn P S % 0.12—0.20 0.20—0.55 1.20—1.60 ?0.045 ?0.045 (四)平均比热表2-1-4项目固态平均比热kcal/kg.? 熔化潜热kcal/kg 液态或气态平均比热kcal/kg.?生铁 0.178 52 0.20 钢 0.167 65 0.20 炉渣 50 0.298 烟尘 0.238 50 矿石炉气:CO 0.349 CO 0.558 2SO 0.555 2O 0.356 2N 0.346 2HO 0.439 2(五)冷却剂用废钢做冷却剂，其成分与冶炼钢种中限相同。
(六)反应热效应1反应热效应通常采用25?为参考温度，比较常用的反应数据见表2-1-5 (七)根据国内转炉实测数据选取1、渣中铁珠量为渣量的2.5%;2、金属中[C]假定85%氧化成CO，15%氧化成CO; 23、喷溅铁损为铁水量的0.3%;4、取炉气平均温度1450?,自由氧含量0.5%，烟尘量为铁水量的1.8%，其中FeO=75%，Fe0=22%; 235、炉衬侵蚀量为铁水量的0.15%;6、氧气成分为98.9% O，1.5% N。
22表2-1-5反应放出热 kcal/kg C(FeC)+1/2O=CO 2616.9 32C(FeC)+1/2O=CO 8250.7 322Si(FeSi)+O=SiO 6767.2 3222P(FeP)+5/2O=PO 4522.6 3225Mn+1/2 O=MnO 1677.9 2,0.95Fe+1/2 O =FeO 1200.1 20.95Fe+1/2 O =FeO 1150.5 22Fe+3/2 O=FeO 1758.1 2233Fe+2 O=FeO 1594.6 2342CaO+SiO=2CaO. SiO 495.0 224 CaO+ PO=4 CaO. PO 9162.1 2525FeO+ SiO= FeO. SiO 80.6 22MnO+ SiO= MnO. SiO 107.2 22二、物料平衡计算根据铁水成分，渣料质量，采用单渣不留渣操作。
先以100公斤铁水为计算基础。
(一) 炉渣及其成分的计算1、铁水中各元素氧化量表2-1-6成分，kg C Si Mn P S 合计项目铁水 4.36 0.57 0.62 0.07 0.050.13 0.13 0.008 0.019 终点钢水痕迹氧化量 4.23 0.57 0.49 0.062 0.031 5.308[C]:取终点钢水含碳量0.15%;[Si]:在碱性氧气转炉炼钢中，铁水中的Si几乎全部被氧化; [Mn]:顶底复吹转炉残锰量取60%;[P]:采用低磷铁水吹炼，铁水中磷90%进入炉渣，10%留在钢中; [S]:氧气转炉去硫率不高，取40%。
2、各元素氧化量，耗氧量及其氧化产物量见表2-1-73、造渣剂成分及数量根据国内同类转炉有关数据选取1) 矿石加入量及成分矿石加入量为1.00公斤/100公斤铁水，成分及重量见表2-1-8 2) 萤石加入量及成分2萤石加入量为0.30kg/kg铁水，其成分及重量见表2-1-9 3) 炉衬侵蚀量为0.200公斤/100公斤铁水，其成分及重量见2-1-10 4) 生白云石加入量及成分加入的白云石后，须保证渣中(MgO)含量在6—8%之间，经试算后取轻烧白云石加入量为1.2公斤/100公斤铁水。
其成分及重量见表2-1-11表2-1-7元素反应及其产物元素氧化量，公斤耗氧量，公斤氧化产物量，公斤C [C]+1/2{O}={CO} (4.36-0.13)×85%=3.596 3.596×16/12=4.7953.596×28/12=8.391 2C [C]+{O}={CO} (4.36-0.13)×15%=0.635 0.635×32/12=1.6930.635×44/12=2.328 22Si [Si]+O2 =(SiO} 0.57 0.57×32/28=0.651 0.57×60/28=1.221 2Mn [Mn]+1/2{O}=(MnO) 0.62×40%=0.248 0.248×16/55=0.0720.248×71/55=0.320 2P 2[P]+5/2{O}=(PO) 0.070×90%=0.063 0.063×80/62=0.08130.063×142/62=0.144 225S [S]+{O}={SO} 0.05×40%×1/3=0.007 0.007×32/32=0.0070.007×64/32=0.014 22S [S]+(CaO)=(CaS)+[O] 0.031,0.007=0.024 0.024×(-16/32)=-0.0120.024×72/32=0.054Fe [Fe]+1/2{O}=(FeO) 0.607 0.067×16/56=0.173 0.780 2Fe 2[Fe]+3/2{O}=(FeO) 0.273 0.273×48/112=0.117 0.390 223总计 6(188表2-1-8成分重量，公斤备注FeO 1.00×61.80%=0.618 生成CaS0.002公斤，消耗23CaO量0.002公斤，生成0.001(FeO 1.00×29.40%=0.294公斤氧。
SiO 1.00×5.61%=0.0561 2AlO 1.00×1.10%=0.011 23CaO 1.00×1.00%=0.010MgO 1.00×0.52%=0.0052S 1.00×0.007%=0.001HO 1.00×0.50%=0.005 2共计 1.000表2-1-9成分重量，公斤CaF 0.30×89.00%=0.267 2SiO 0.30×6.00%=0.018 2AlO 0.30×1.78%=0.005 23MgO 0.30×0.58%=0.002P 0.30×0.55%=0.002S 0.30×0.09%=0.0003HO 0.30×2.00%=0.006 2共计 0.300P以2[P]+5/2{O}=(PO)的形式进行反应，其中生成(PO)的量为0.00165×142/62=0.004225253公斤，消耗氧量0.00165×80/62=0.002表2-1-10成分重量，公斤成分重量，公斤CaO 0.20×1.40%=0.0028 AlO 23MgO 0.20×85.0%=0.170 C* 0.20×11.0%=0.022 SiO 0.20×2.60%=0.0052 2共计 0.020*被侵蚀的炉衬中C的氧化，同金属中C氧化成CO、CO的比例相同，即: 2 C----CO 0.022×88%×28/12=0.045 kgC----CO 0.022×12%×44/12=0.010 kg 2消耗氧量为:0.145×16/28=0.026 kg0.010×32/44=0.007 kg共消耗氧气量为: 0.033 kg表2-1-11成分重量，公斤成分重量，公斤SiO CaO 1.20×53.04%=0.6365 1.20×0.46%=0.0058 2MgO 1.20×20.16%=0.4193 烧减 1.20×10.8%=0.1296 AlO1.20×0.74%=0.0089 23共计 1.205) 炉渣碱度和石灰加入量(%)CaO取终渣碱度 R,,3.5(%)SiO2渣中已存在的?(SiO)量=铁水中硅氧化生成的SiO量+炉衬带入的SiO量+矿石带入的SiO2222量+萤石带入的SiO量+白云石带入的SiO量=1.393+0.0052+0.056+0.018+0.0058=1.478kg 22渣中已存在的?(CaO)量=白云石带入的CaO量+炉衬带入的CaO量+矿石带入的CaO量,铁水中S消耗的CaO,矿石中S成渣消耗的CaO=0.6365+0.003+0.010,0.0193,0.002=0.622 kgRSiOCaORSiOCaO，,，,()()()(),,,,22石灰加入量,,(%)(%)()CaOCaORSiO,，2有效石灰石灰3.51.4780.622，,,,5.328kg91.08%3.51.66%,，加入石灰成分及重量见表2-1-12表2-1-12成分重量，公斤CaO 5.328×91.08%=4.853SiO 5.328×1.66%=0.088 2MgO 5.328×1.54%=0.082A lO 5.328×1.22%=0.065 23S 5.328×0.06%=0.003烧减5.328×4.44%=0.2374共计 5.328CaO)=(CaS)+[O]的形式反应，其中生成CaS量为:0.003×72/32=0.007, S以[S]+(生成氧量为0.003×16/32=0.0016kg，消耗(CaO)量为0.003×56/32=0.0056kg 6)终点氧化铁的确定根据生产实践数据，当终渣碱度为3.5，含碳量为0.15%时，终渣中(FeO)=4%和(FeO)23=8%。