【文章內(nèi)容簡介】 、氧氣和空氣。支出項(xiàng)有：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵。以100kg金屬爐料（廢鋼+生鐵）為基礎(chǔ)，按工藝階段——。熔化期和氧化期分別進(jìn)行計(jì)算，然后匯總成物料平衡表。第一步：熔化期計(jì)算。（1）確定物料消耗量：1）金屬爐料配入量。，金屬總量為100kg。其結(jié)果列于表36。計(jì)算用原始數(shù)據(jù)見表42和45。表46 爐料配入量名稱用量/kg配料成分/kgCSiMnPSFe廢鋼生鐵合計(jì)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、爐襯和電極消耗量見表45。（2）確定氧氣和空氣消耗量：耗氧項(xiàng)包括爐料中元素的氧化和電極中碳的氧化；而礦石則帶來部分氧，石灰中CaO被自身S還原出部分氧。詳見表47。根據(jù)表35中的假設(shè)，應(yīng)由氧氣供給的氧氣為50%?？諝鈶?yīng)供氧：－=，由此可求出氧氣實(shí)際消耗量。詳見表48。上述1）+2）便是熔化期的物料收入量。表37 凈耗氧量的計(jì)算項(xiàng)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(xiàng)爐料中元素的氧化CSiMnPFeFe[C]→{CO}[C]→{CO2}[Si]→（SiO2）[Mn]→（MnO）[P]→（P2O5）[Fe]→(FeO）﹡[Fe]→（Fe2O3）合計(jì)電極中碳的氧化C[C]→{CO}[C]→{CO2}合計(jì)供氧項(xiàng)礦石石灰Fe2O3S2Fe2O3=4Fe+3O2CaO+S=CaS+O合計(jì)凈耗氧量 ①令鐵燒損率為2%，其中80%生成Fe2O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）。表48 氧氣與空氣實(shí)際消耗量氧氣/kg空氣/kg帶入O2帶入N2帶入O2帶入N2（）（∕99%）1%=（）（）(77／23)=（）∑=（）∑=（）（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，電極中的灰分，以及加入的各種熔劑。結(jié)果見表49。（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=100+=。（5）確定爐氣量：爐氣來源于爐料以及電極中碳的氧化物CO和CO2，氧氣帶入的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）。計(jì)算結(jié)果列于表310。（6）確定鐵的揮發(fā)量：有表47中設(shè)定，鐵的揮發(fā)量為：2%80%=。上述（3）+（4）+（5）+（6）便是熔化期的物料支出量。由此可列出熔化期物料平衡表411。表49 熔化期爐渣量的確定名稱消耗量（kg）渣組成（kg）CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3P2O5CaS合計(jì)爐料中元素的氧化SiMnPFe爐頂略爐襯電極略略礦石石灰合計(jì)%表410 爐氣量計(jì)算項(xiàng)目氣態(tài)產(chǎn)物/kgCOCO2N2H2OH2揮發(fā)分合計(jì)爐料中C的氧化電極帶入礦石帶入石灰?guī)胙鯕鈳肟諝鈳胗坞xO2參與反應(yīng)CO+1/2O2=CO2H2O參與反應(yīng)H2O+CO=H2+CO20. 118 ﹡0合計(jì)00質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%00確定爐氣量：爐氣來源于爐料以及焦炭和電極中碳的氧化物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），結(jié)果列于表410。表411 熔化期物料平衡表收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/kg%項(xiàng)目質(zhì)量/kg%廢鋼金屬生鐵爐渣電極爐氣礦石鐵的揮發(fā)石灰爐頂爐襯氧氣空氣合計(jì)合計(jì)注：計(jì)算誤差=（）/100%=%。第二步：氧化期計(jì)算。引起氧化期物料波動的因素有：扒除熔化渣，造新渣；金屬中元素的進(jìn)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(jìn)行換渣，即通常除去70%左右熔化渣，而進(jìn)入氧化期只留下30%的渣。其組成見表412。2）金屬中元素的氧化產(chǎn)物。根據(jù)表43給出的值可以計(jì)算產(chǎn)物量，詳見表412。3）爐頂、爐襯的蝕損和電極的燒損量。根據(jù)表45的假定進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果一并列入表412。4）造新渣時(shí)加入石灰、礦石帶入的渣量。見表412。渣量計(jì)算的幾點(diǎn)說明：關(guān)于石灰消耗量：由表412可知，除石灰?guī)氲囊酝?，渣中已含SiO2=++++=。Cao=+++++=。，故石灰加入量為：[R∑W(SiO2)∑W(CaO)]/[w(CaO石灰)Rw（SiO2石灰）]=（88%%）=關(guān)于磷的氧化量：根據(jù)表47，可近似求得[()/%]=關(guān)于鐵的燒損量：一般可以設(shè)定，%時(shí)，渣中∑w（Fe）約達(dá)6%；且其中75%為（FeO），25%為（Fe2O3）。因此，渣中含（FeO）為（6%75%72）/56=%,含（Fe2O3）為（7%25%160）/112=%，由表312可知，++++++03027=，故總渣量=（）%=。于是可得W（FeO）=，W（Fe2O3）=。其中，有Fe氧化生成的（FeO）和（Fe2O3）。（2）確定金屬量：根據(jù)熔化期的金屬量以及表412中元素?zé)龘p量和礦石還原出來的鐵量，即可得氧化末期的金屬的量為：(+++++)+=（，即（）%=）（3）確定爐氣量：計(jì)算方法如同熔化期。先求凈耗氧量（見表413），再確定氧氣消耗量（見表414），最后將各種物料或化學(xué)反應(yīng)帶入的氣態(tài)產(chǎn)物歸類，從而得其結(jié)果（見表415）。具體算法可參照表410。熔化期和氧化期的綜合物料平衡列于表416。表412 氧化期渣量的確定名稱消耗量/kg成渣成分/kgCaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3P2O5CaS合計(jì)留渣()金屬中元素氧化或燒損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(1)略略略略(）合計(jì)%(1)石灰中CaO被自身S還原。表413 凈耗氧量的計(jì)算名稱元素?zé)龘p量/kg反應(yīng)產(chǎn)物耗氧量供氧量/kg備注金屬中元素的氧化C[C]→{CO}70%[C]生成CO[C]→{CO2}30%[C]生成CO2Si[Si]→(SiO2)Mn[Mn]→(MnO)P[P]→(P2O5)Fe[Fe]→(FeO)見表412[Fe]→(Fe2O3)見表412電極中碳的氧化C99%=[C]→{CO}70%[C]生成CO[C]→{CO2}30%[C]生成CO2合計(jì)礦石供氧Fe2O32Fe2O3=4Fe+3O2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(jì)凈耗氧量表414 氧氣和空氣實(shí)際消耗量氧氣/kg空氣/kg 帶入O2帶入N2帶入O2帶入N2／99%1%=（77／23）=∑=+=∑=+=表415 爐氣量項(xiàng)目氣態(tài)產(chǎn)物/kg備注COCO2N2H2OH2合計(jì)金屬中C的氧化電極帶入礦石帶入石灰?guī)胙鯕鈳肟諝鈳胗坞xO2參與反應(yīng)CO+1/2O2=CO2H2O參與反應(yīng)H2O+CO=H2+CO2 0游離O2量=H2O全部消耗掉合計(jì)0質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%0418總物料平衡表收入（kg）支出（kg）項(xiàng)目質(zhì)量/Kg%項(xiàng)目質(zhì)量/Kg%廢鋼鋼水生鐵爐渣石灰爐氣礦石鐵的揮發(fā)火塊磚爐頂爐襯氧氣空氣電極其余煙塵合計(jì)合計(jì)表416 熔化期和氧化期綜合物料平衡表收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/kg%項(xiàng)目質(zhì)量/kg%廢鋼金屬生鐵爐渣電極+=爐氣石灰+=鐵的揮發(fā)礦石其他煙塵列入總物料平衡表爐頂+=爐襯+=氧氣 +=空氣+ =合計(jì)合計(jì)注：計(jì)算誤差=（）/100%=%。417氧化期末金屬成分如下元素CSiMnPS% 0以100kg金屬料（廢鋼+生鐵）為基礎(chǔ)。（1）物料的物理熱。計(jì)算結(jié)果列于表418。（2）元素氧化熱及成渣熱。計(jì)算結(jié)果列于表420。（3）消耗的電能。根據(jù)消耗的熱量確定。詳見下面計(jì)算。表419物料帶入的物理熱名稱熱容/kJ(kg℃)1溫度/℃消耗量/kg物理熱/kJ廢鋼25生鐵25石灰25螢石2500礦石25焦炭29800爐頂高Al磚600爐襯Mg磚600氧氣25空氣25電極450合計(jì)表420元素氧化熱及成渣熱名稱氧化量/kg化學(xué)反應(yīng)H/kJkg1放熱量/kJ電極中的CC+1/2{O2}={CO}C+{O2}={CO2}116393483443764155金屬中Si[Si]+2(FeO)=(SiO2)+2[Fe]113294804金屬中Mn[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe]2176Fe①[Fe]+1/2{O2}=(FeO)2[Fe]+3/2{O2}=(Fe2O3)425064601530110698SiO2成渣P2O5成渣2(CaO)+(SiO2)=(2CaOSiO2)4(CaO)+(P2O5)=(4CaOP2O5)162048802310736合計(jì)47744①因熔化期和氧化期所需要的O2量100%由氧氣提供，由表48和414所知。（1）鋼水物理熱Qg。該鋼熔點(diǎn)為1536（70+5+25）6=1477℃；出鋼溫度控制在中下限，本計(jì)算中取1580℃。則：Qg=[(