物料平衡和热平衡计算

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1、现代冶金工程设计与实践（转炉炼钢部分）于会香E-mail:yuhuixiang@ustb.edu.cn氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•什么是物料平衡和热平衡计算•物料平衡和热平衡计算的作用•氧气转炉物料的输入输出项•氧气转炉的能量输入输出项•物料平衡和热平衡计算的条件•物料平衡和热平衡的计算步骤•物料平衡和热平衡的计算实例分析•铁水预处理的物料平衡和热平衡•炉外精炼的物料平衡和热平衡什么是物料平衡和热平衡计算输入物质总量=输出物质总量输入能量=输出能量氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•物料平衡和热平衡计算的作用•比较不同钢种在冶炼过程中的物料和能

2、量的收入和支出项•考察不同原料对冶炼的影响•改进工艺制度和经济技术指标•为相关工序的设计提供依据•计算原则•物质不灭•能量守恒关于物料平衡与热平衡理念的变化•最初：静态•接近实际：动态•为什么原来只做静态计算？•计算方法和工具的变化•从只考虑主生产线向整个系统集成考虑800~1000万吨钢铁厂发电厂120万KW电站300万吨水泥厂煤气焦化热冷高转连连连炉炉铸轧轧14~28万吨废塑料废渣120万吨废钢烧结水泥厂产品2013/10/973210t2013/10/982013/10/99氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•氧气转炉物料的输入输出项•输入项

3、：•铁水•废钢、矿石或氧化铁皮•辅料（石灰、萤石、生白云石）•炉衬•氧气•合金氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•氧气转炉物料的输入输出项•输出项：•钢水•炉渣•炉气•烟尘•喷溅物•渣中含铁珠氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•需要注意的问题：•元素变化•工艺参数的设定•炉衬材料的影响•反应产物的相互作用•物质损失氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•氧气转炉物料的输入输出项输入项：•输出项：••钢水•铁水炉渣废钢、矿石或氧化铁皮•••炉气•辅料（石灰、萤石、生•烟尘白云石）•喷溅物•炉衬•渣中含铁珠•氧气•合金氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•氧气转炉的

4、能量输入输出项•输入项：•铁水物理热•元素氧化及成渣热•烟气二次氧化热•炉衬中的碳氧化热氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•氧气转炉的能量输入输出项•输出项：•钢水物理热•炉渣物理热•炉气物理热•烟尘物理热•铁珠物理热•喷溅物物理热•生白云石分解热•废钢或铁矿石吸热•热损失氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•氧气转炉的能量输入输出项•氧气转炉的能量输入输出项•输出项：•输入项：•钢水物理热•铁水物理热•炉渣物理热•元素氧化及成渣热•炉气物理热•烟气二次氧化热•烟尘物理热•炉衬中的碳氧化热•铁珠物理热•喷溅物物理热•生白云石分解热•废钢或铁矿石吸热•热损

5、失氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•物料平衡计算的原始数据•钢种成分•转炉终点成分•废钢成分•铁水成分•石灰、萤石、生白云石、炉衬、焦炭、矿石等成分•铁合金成分及其回收率•相关工艺参数（表7-4）氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•热平衡计算的原始数据•各种炉料的温度、热容•各种产物的温度、热容•反应热效应•熔点氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算•物料平衡和热平衡的计算步骤•收集原始数据•确定工艺参数•编制程序•给出物料平衡和热平衡表•计算分析•参照教材物料平衡计算所需数据钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值造渣用熔剂及炉衬等原材料的成分铁合金成分（

6、分子）及其回收率（分母）其它工艺参数设定值物料平衡基本项目收入项支出项铁水钢水废钢炉渣熔剂（石灰、萤石、轻烧白云石）烟尘氧气渣中铁珠炉衬蚀损炉气铁合金喷溅物料平衡计算步骤1、以100kg铁水为基础进行计算计算脱氧和合金化前的总渣量总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入熔剂的成渣量。铁水种元素的氧化产物及其成渣量由CaO还原出的氧量，消耗的CaO量0.013×56/32=0.023kg标@两处计算见表2.8的计算炉衬蚀损的成渣量加入熔剂的成渣量注：石灰加入量的计算渣中已含（CaO）=-0.023+0.007+0.002+1.085=0.893

7、kg渣中已含（SiO2）=1.500+0.009+0.028+0.020=1.557kg石灰加入量为[R∑（SiO2）-∑（CaO）]/（%CaO石灰-R×%SiO2石灰）=5.750kg总渣量及其成分总渣量的计算如下：表中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣量为：5.976+1.701+1.029+0.123+0.516+0.440+0.258+0.038=10.081(kg),而终渣∑（FeO）=15%，故总渣量为10.080÷（1-13.25%）=11.620kg,所以，*（FeO）量=11.620×8.25%=0.958kg**（Fe2O3

8、）量=11.621×5.00%-0.005-0.008-0.033=0.535kg计算氧气消耗量氧气实际消耗量系消耗项目