物料平衡与热平衡计算习题课

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1、1.1原始数据1.1.1铁水成分及温度表1-1-1成分CSiMnPS温度℃%4.2500.8500.5800.1500.03712501.1.2原材料成分29表1-1-2原材料成分%种类CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3H2OC烧碱合计石灰91.381.261.541.420.064.34100.00矿石1.105.110.521.160.0728.861.80.50100.00萤石6.000.581.780.090.5589.002.00100.00轻烧白云石30.840.4620.160.740.04

2、0.1147.8100.00镁质炉衬54.501.0539.451.005.0100.00表2-1-1铁水成分与温度成分CSiMnPS温度℃%4.3000.6500.5600.1500.0381300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）CSiMnPS%0.16～0.240.16～0.280.35～0.650.0450.045291.1.4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COCO2

3、SO2O2N2H2O0.1780.1670.238526550500.200.200.2980.3490.5580.5550.3650.3460.4891.1.5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。29表1-1-5反应

4、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=COC(Fe3C)+O2=CO2Si(Fe3Si)+O2=SiO22P(Fe3P)+O2=P2O5Mn+O2=MnO﹡0.95Fe+O2=Fe0.95OFe+O2=FeO2Fe+O2=Fe2O33Fe+2O2=Fe3O42CaO+SiO2=2CaO·SiO24CaO+P2O5=4CaO·P2O5FeO+SiO2=FeO·SiO2MnO+SiO2=MnO·SiO231397.099063.5190015.2280133.592007.463727.36

5、4430.0196910.0267243.429780.2165013.24500.45889.42616.98250.76767.24522.61677.91200.11150.51758.11594.6495.01162.180.6107.2CCSiPMnFeFeFeFeSiO2P2O5FeOMnO﹡通常近似认为是Fe+O2=FeO1.1.7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

6、．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%。291.2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

7、成份重量项目（公斤）CSiMnPS铁水终点钢水氧化量4.2500.1504.1000.850痕迹0.8500.5800.1740.4060.1500.0150.1350.0370.0220.015终点钢水成份是根据同类转炉冶炼钢种的实际数据选取，其中：[C]：应根据冶炼钢种含碳量的中限和预估计的脱氧剂的增碳量（0.2~0.3）之差来确定终点钢水含碳量，取0.150%。[Si]：在碱性转炉炼钢法中，铁水中的硅几乎全部被氧化，随同加入的其它材料带入的SiO2一起进入炉渣中，故终点钢水硅的含量为痕迹。[Mn]：终点钢水残锰量，一般为铁

8、水中锰含量的30%～40%，取30%。[P]：采用低磷铁水操作，铁水中磷约85～95%进入炉渣，在此取铁水中磷的90%进入炉渣，10%留在钢中。同时要考虑钢包中回磷的因素。[S]：氧气转炉内去硫率不高，一般在30～50%的范围，取40%。2．各元素氧化量、耗氧量