【文章內(nèi)容簡介】 平衡與熱平衡計算，以供參考。 計算所需原始數(shù)據(jù) 冶煉鋼種及其成分鋼種成分（%）備注CSiMnPSCrFeGCr15～～～≤≤～余量氧化冶煉法注：分母系計算時的設(shè)定值，取其成分中限。 原料成分（%）名稱CSiMnPSCrAlFeH2O灰分揮發(fā)分碳素廢鋼煉鋼生鐵FeMnFeSiSiMnFeCrAl焦炭電極余量余量續(xù)表 名稱CaOSiO2MgOAl2O3CaF2Fe2O3CO2H2OP2O5S石灰螢石鐵礦石火磚塊高鋁沙鎂砂焦炭灰分電極灰分成分CSiMnPS燒損率/%熔化期氧化期25～40,取30①70～95，取85全部燒損60～70，取652040～50，取45②可以忽略25～30，取27①%～%（%）確定（%的脫碳量）。②%來確定。 合金中元素的回收率合金原料加入時間回收率/%CSiMnCrAlFeMnFeSiFeCrAlFeSi粉Al粉還原初期出鋼前還原初期還原后期還原初期還原初期預(yù)脫氧還原后期終脫氧還原期擴散脫氧還原期擴散脫氧10010010010010065951005096981001001009606004000 其他數(shù)據(jù)名稱參數(shù)配碳量熔化期脫碳量電極消耗量爐襯鎂磚消耗量爐頂高鋁磚消耗量熔化期和氧化期所需要氧量氧氣純度和利用率焦炭中碳的回收率碳氧化產(chǎn)物煙塵量%，%30%，%30%=5kg/t（金屬料）：其中熔化期占70%，氧化期和還原期各占15%5kg/t（金屬料）：其中熔化期占40%，氧化期和還原期各占30%（金屬料）：其中熔化期占50%，氧化期占35%，還原期占15%50%來自氧氣，其余50%來自空氣和礦石99%，余者為N2，氧利用率90%75%（系指配料用焦炭）均按70%生成、30%生成CO2考慮（金屬料）考慮 物料平衡基本項目收入項有：廢鋼、焦炭、生鐵、石灰、螢石、礦石、電極、爐頂高鋁磚、爐襯鎂磚、鐵合金、火磚塊、氧氣和空氣。支出項有：鋼水、爐氣、爐渣、焦炭中揮發(fā)分、揮發(fā)的鐵。 計算步驟以100kg金屬爐料（廢鋼+生鐵）為基礎(chǔ)，按工藝階段——熔化期、氧化期和還原期分別進行計算，然后匯總物料平衡表。第一步：熔化期計算。① 確定物料消耗量：1）金屬爐料配入量。廢鋼和生鐵按75kg和25kg搭配，不足碳量用焦炭來配。 爐料配入量名稱用量/kg配料成分/kgCSiMnPSFe廢鋼生鐵焦炭合計①①碳燒損率30%。2）其他原材料消耗量。為了提前造渣脫磷，先加入一部分石灰（20kg/t(金屬料)）和礦石（10kg/t(金屬料)）。爐頂、。② 確定氧氣和空氣消耗量：耗氧項包括爐料中元素的氧化，焦炭和電極中碳的氧化；而礦石則帶來部分氧，石灰中CaO被自身S還原初部分氧。 凈耗氧量的計算項目名稱元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量/kg耗氧量/kg供氧量/kg耗氧項爐料中的元素氧化CSiMnPFe(C)→{CO}(C)→{CO2}(Si)→(SiO2)(Mn)→(MnO)(Fe)→(FeO)①(Fe)→(Fe2O3)①(P)→(P2O5)30%70%=30%30%=85%=65%=45%=2%15%=2%85%=小計焦炭中的碳的氧化電極中的碳的氧化CC(C)→{CO}(C)→{CO2}(C)→{CO}(C)→{CO2}%30%70%=%30%30%=99%70%=99%30%=合計供氧項礦石石灰Fe2O3SFe2O3=2Fe+O2CaO+S=CaS+O148/160=2%16/32=合計凈耗氧量=①令鐵燒損率為2%，其中80%生產(chǎn)Fe2O3 揮發(fā)掉成為煙塵的一部分；20%成渣。在這20%中，按3:1的比例分別生成(FeO)和(Fe2O3)。，應(yīng)由氧氣供給的氧氣為50%，50%=，=。由此可求出氧氣與空氣的實際消耗量。上述①+②便是熔化期的物料收入量。 氧氣與空氣的實際消耗量氧氣/kg空氣/kg帶人O2帶人N2帶人O2帶人N2()1%=(77/23)=∑=+=∑=+=①77/23為空氣中N2與O2的質(zhì)量比。③ 確定爐渣量：爐渣源于爐料中Si、Mn、P、Fe等元素的氧化產(chǎn)物，爐頂和爐襯的蝕損，焦炭和電極中的灰分，以及加入的各種熔劑。 熔化期爐渣量的確定名稱消耗量/kg成渣成分/kgCaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3P2O5CaS合計爐料中元素的氧化SiMnPFe②爐頂爐襯焦炭電極礦石石灰略②略略0,010略合計質(zhì)量分數(shù)/%①。②石灰中CaO被自身S還原,。④ 確定金屬量：金屬量Qi=金屬爐料重+礦石帶入的鐵量爐料中C、Si、Mn、P和Fe的燒損量+焦炭配入的碳量=100++=。⑤ 確定爐氣量：爐氣來源于爐料以及焦炭和電極中碳的氧化產(chǎn)物CO和CO2，氧氣和空氣帶入的N2，物料中的H2O及其反應(yīng)產(chǎn)物，游離O2及其反應(yīng)產(chǎn)物，石灰的燒減（CO2），焦炭的揮發(fā)分。 爐氣量計算項目氣態(tài)產(chǎn)物/㎏COCO2N2H2OH2揮發(fā)物合計爐料中C的氧化28/12=44/12=焦炭帶入28/12=44/12=電極帶入28/12=44/12=礦石帶入石灰?guī)?=氧氣帶入空氣帶入①游離氧氣參與CO+O2=CO210%28/16=10%44/16=H2O參與H2O+CO=H2+CO228/18=44/18=2/18=0合計0質(zhì)量分數(shù)/%①計算條件是：常溫（20℃）、常壓（）下空氣相對濕度為70%；20℃。露點14℃。先求濕空氣體積：(273+20)/273()=。再算含水量。⑥ 確定鐵的揮發(fā)量：，鐵的揮發(fā)量為：97. 8342%80%=。上述③+④+⑤+⑥便是熔化期的物料支出量。 熔化期物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/kg%項目質(zhì)量/kg%廢鋼75金屬生鐵25爐渣焦炭爐氣電極鐵的揮發(fā)礦石（其余煙塵）（列入總物料平衡表中）石灰爐頂爐襯氧氣空氣合計合計注：計算誤差=（）/=%。第二步：氧化期計算。引起氧化期物料波動的因素有：扒除熔化渣；金屬中元素的進一步氧化；爐頂、爐襯的蝕損和電極的燒損。① 確定渣量：1）留渣量。為了有利去磷，要進行換渣，即通常除去70%左右熔化渣，而進入氧化期只留下30%的渣。2）金屬中元素的氧化產(chǎn)物。3）爐頂、爐襯的蝕損和電極的燒損量。根據(jù)表5的假定進行計算。4）造新渣時加入石灰、礦石和火磚塊帶入的渣量。渣量計算的幾點說明：關(guān)于石灰消耗量：，除石灰?guī)氲囊酝?，渣中已含W(SiO2)=+++++=；已知W(CaO)=+++++=。，故石灰加入量為：[R∑W(SiO2)∑W(CaO)]/[w(CaO石灰)Rw(SiO2石灰)]=(%%)=關(guān)于磷的氧化量：，可近似求得關(guān)于鐵的燒損量：一般可以設(shè)定，%時，渣中∑w(Fe)約達7%；且其中75%為（FeO），25%為（Fe2O3）。因此，渣中含（FeO）為：（7%75%72）/56=%，含（Fe2O3）為：（7%25%160）/112=%，除FeO和Fe2O3以外的渣量為：++++++=故總渣量=（）%=。于是可得W(FeO)=，W(Fe2O3)=。其中，由Fe氧化生成的（FeO）和（Fe2O3）。 氧化期渣量確定名稱消耗量/kg成渣組分/kgCaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3P2O5CaS合計留渣30%=金屬中元素的氧化或燒損SiMnPFeS爐頂蝕損量爐襯蝕損量電極燒損量石灰?guī)氲V石帶入火磚塊帶入略①略略略()合計質(zhì)量分數(shù)/%①石灰中CaO被自身S還原。② 確定金屬量：，即可得氧化末期的金屬量為：（+++++）+=。（，即（）%=）③ 確定爐氣量：計算方法如同熔化期。先求凈耗氧量（），在確定氧氣與空氣消耗量（），最后將各種物料活化學(xué)反應(yīng)帶入的氣態(tài)產(chǎn)物歸類，而得其結(jié)果（）。 凈耗氧量的計算名稱元素?zé)龘p量/kg反應(yīng)產(chǎn)物耗氧量/kg供氧量/kg備注合金中元素的氧化C[C]→{CO}70%[C]生成CO[C]→{CO2}30%[C]生成CO2Si[Si]→(SiO2)Mn[Mn]→(MnO)Fe[Fe]→(FeO)[Fe]→(Fe2O3)P[P]→(P2O5)電極中碳的氧化C99%=[C]→{CO}70%[C]生成CO[C]→{CO2}30%[C]生成CO2合計礦石供氧Fe2O3Fe2O3=2Fe+O2石灰中S還原CaOSCaO+S=CaS+O金屬中S還原CaO供氧SCaO+S=CaS+O合計凈耗氧量 氧氣和空氣實際消耗量氧氣/kg空氣/kg帶入O2帶入N2帶入O2帶入N2(90%)=()1%=（77/23）=∑=+=∑=+= 爐氣量項目氣態(tài)產(chǎn)物/㎏備注COCO2N2H2OH2合計金屬中C的氧化電極帶入 kg礦石帶入石灰?guī)胙鯕鈳肟諝鈳胗坞x氧氣參與CO+ O2=CO2H2O參與H2O+CO=H2+CO20H2O全部消耗掉合計