【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 　 *3 合 計(jì) 　 成 渣 量 　 　 　*1 石灰加入量計(jì)算如下：由表（2－5）～（2－7）可知，渣中已含（CaO）＝－+++＝；渣中已含（SiO 2）＝+++＝；因設(shè)定的終渣堿度 R＝；故石灰加入量 為：〔RΣ(SiO2)－Σ(CaO)〕/(%CaO 石灰 －R %SiO2 石灰 )15＝(－)/(% －%)＝㎏*2 為（石灰中 CaO 含量）－（石灰中 S→CaS 自耗的 CaO 量）*3 由 CaO 還原出的氧量，計(jì)算方法同表 2－5。表 2－8 總渣量及其成分爐 渣 成 分 CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS 合 計(jì)元素氧化成渣量(kg)　 　 　 ② 　 石灰成渣量(kg) 　 　 　 爐襯蝕損成渣量(kg) 　 　 　 　 　 生白云石成渣量(kg) 　 　 　 　 　 　 螢石成渣量(kg) 　 　 總渣量(kg) % *總渣量計(jì)算如下：因?yàn)楸?2－8 中除(FeO)和(Fe2O3) 以外的渣量 為：+++++++＝；而終渣 Σ(FeO)=15%（表 2－4），故 總渣量為：％＝㎏①(FeO)量＝ ％＝ ㎏②(Fe2O3)量＝ 5％－ －－＝ ㎏爐氣中含有 CO、CO O N SO 2 和 H2O。其中 CO、CO SO 2 和 H2O 可由表(2－5)～(2－7)查得，O 2 和 N2 則由爐氣總體積來確定?，F(xiàn)計(jì)算如下：爐氣總體積 VΣ ： ）％（％＝ xsg VG?????? 16＝＝ ???式中 Vg——CO、CO SO 2 和 H2O 諸組分之總體積， m3。本計(jì)算中，其值為+++＝㎏Gs——不計(jì)自由氧的氧氣消耗量， ㎏。本計(jì)算中，其值為 (見表 2－9)；Vx——鐵水與石灰中的 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量，m3 。本計(jì)算中，其值為 ㎏(見表 2－9)；％——爐氣中自由氧含量，m 3；99——由氧純度為 99％轉(zhuǎn)換得來。計(jì)算結(jié)果列于表 2－10 中：表 2－9 實(shí)際耗氧量耗 氧 項(xiàng)（kg） 供 氣 項(xiàng)（kg） 實(shí)際氧氣消耗量（kg）鐵水中元素氧化耗氧量（表 35） 鐵水中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量（表 25） 　爐襯中碳氧化耗氧量（表 36） 石灰中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量（表 27） 　煙塵中鐵氧化耗氧量 （34） 　 　 　爐氣中自由氧含量（表 310） 　 　 －+＝合 計(jì) 合 計(jì) *為爐氣中 N2 的重量，詳見表 2－10表 2－10 爐氣量及其成分17爐 氣 成 分 爐 氣 量（kg） 體 積（m 3） 體 積 %CO CO2 SO2 H2O O2 * N2 ** 合 計(jì) *爐氣中 O2 的體積為 ％＝ 3；重量為 32/＝㎏**爐氣中 N2 的體積系爐氣總 體積與其它成分的體積之差；重量為 28/＝㎏表 2－11 未加廢鋼時(shí)的物料平衡表收 入 支 出項(xiàng) 目 質(zhì)量（kg） % 項(xiàng) 目 質(zhì)量（kg） %鐵 水 鋼 水 石 灰 爐 渣 英 石 （據(jù)表 34） 爐 氣 生白云石 （據(jù)表 34） 噴 濺 爐 襯 煙 塵 氧 氣 渣中鐵珠 合 計(jì) 合 計(jì) 注：計(jì)算誤差（－）/ 100％＝％鋼水量 Qg＝鐵水量－鐵水中元素的氧化量－煙塵、噴濺和渣中的鐵損＝100－－〔(75%56/72+20%112/160)+1+6%〕＝㎏據(jù)此編制脫氧和合金化前的物料平衡表（表 2－11） 。第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡。18如同“第一步”計(jì)算鐵水中元素氧化量一樣，利用表 2－1 的數(shù)據(jù)先確定廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表 2－12） ，再將其與表 2－11 歸類合并，就得出加入廢鋼后的物料平衡表 2－13 和 2－14。第六步：計(jì)算脫氧和合金化后的物料平衡。先根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表 2－1）和鐵合金成分及其燒損率（表 2－3）算出鋼芯鋁和硅鐵的加入量，再計(jì)算其元素?zé)龘p量。將所得結(jié)果與表 2－14 歸類，即得冶煉一爐鋼的總物料平衡。表 2－12 廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元 素 反 應(yīng) 產(chǎn) 物 元素氧化量（kg） 耗氧量（kg） 產(chǎn)物量（kg） 進(jìn)入鋼中的量（kg）C 〔C〕→﹛ CO﹜ 　　 〔C〕→﹛ CO2﹜ 　Si 〔Si〕→﹛ SiO2﹜ 　Mn 〔Mn〕→﹛MnO﹜ 　P 〔P〕→ （P2O5） 　S 〔S〕→ ﹛SO2﹜ 　　 〔S〕+（CaO）=（CaS）+〔O〕 　合 計(jì) 　 成渣量（kg） 　 　 　表 2－13 加入廢鋼的物料平衡表（以 100㎏鐵水為基礎(chǔ)）收 入 支 出項(xiàng) 目 重量（kg） % 項(xiàng) 目 重量（kg） %鐵 水 鋼 水 廢 鋼 爐 渣 19石 灰 爐 氣 螢 石 噴 濺 輕燒白云石 煙 塵 爐 襯 渣中鐵珠 氧 氣 　 　 　合 計(jì) 合 計(jì) 注：計(jì)算誤差為（－）/ 100％＝％表 2－14 加入廢鋼的物料平衡表（以 100㎏（鐵水+廢鋼）為基礎(chǔ)）收 入 支 出項(xiàng) 目 重量（kg） % 項(xiàng) 目 重量（kg） %鐵 水 鋼 水 廢 鋼 爐 渣 石 灰 爐 氣 螢 石 噴 濺 輕燒白云石 煙 塵 爐 襯 渣中鐵珠 氧 氣 　 　 　合 計(jì) 合 計(jì) 注：計(jì)算誤差為（－）/ 100％＝20表 2－15 鐵合金中元素?zé)龘p量及產(chǎn)物量類別 元素 燒損量 kg 脫氧量 kg 成渣量 kg 爐氣量 kg 入鋼量 kgC Mn Si P S Fe 錳鐵合計(jì) Al Mn Si P S 硅鐵Fe 21合計(jì) 總計(jì) 總物料平衡表。錳鐵加入量為 WMn＝㎏。硅鐵加入量 WSi 為：＝㎏。 回 收 率 ％硅 鐵 含 加 鋼 芯 鋁 后 的 鋼 水 量＝ 終 點(diǎn)鋼 種 SiiSii ??%)][]([鐵合金中元素的燒損和產(chǎn)物量列于表 2－15 中。脫氧和合金化后的鋼水成分如下表所示：脫氧和合金化后的鋼水成分（％）C Si Mn P S 由此可得冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表 2－16。表 2－16 總物料平衡表收 入 支 出項(xiàng) 目 質(zhì) 量（kg） % 項(xiàng) 目 質(zhì) 量（kg） %鐵 水 廢 鋼 鋼 水 石 灰 螢 石 爐 渣 輕燒白云石 爐 襯 爐 氣 22氧 氣 噴 濺 錳 鐵 煙 塵 硅 鐵 渣中鐵珠 焦 粉 　 　 　 　 　合 計(jì) 　 注：計(jì)算誤差為（－）/ 100％＝％　熱平衡計(jì)算（1）計(jì)算所需原始數(shù)據(jù)。計(jì)算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表 2－17） ；物料平均熱容（表 2－18） ；反應(yīng)熱效應(yīng)（表 2－19） ；溶入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響（表 2－20） 。其它數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。（2）計(jì)算步驟。以 100㎏鐵水為基礎(chǔ)。第一步：計(jì)算熱收入 Qs。熱收入項(xiàng)包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。1）鐵水物理熱 Qw：先根據(jù)純鐵熔點(diǎn)、鐵水成分以及溶入元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值（表 2－12－1 和 2－20）計(jì)算鐵水熔點(diǎn) Tt，然后由鐵水溫度和生鐵比熱（表2－17 和 2－18）確定 Qw。表 2－17 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值入 爐 物 料 產(chǎn) 物名 稱鐵 水 * 廢 鋼 其它原料 爐 渣 爐 氣 煙 塵溫度 （℃） 1350 25 25 與鋼水相同 1450 1450表 2－18 物料平均熱容物 料 名 稱 生 鐵 鋼 爐 渣 礦 石 煙 塵 爐 氣固態(tài)平均熱容（kJ/kgK） — —23熔化潛熱 （kJ/kg） 218 272 209 209 209 —液態(tài)或氣態(tài)平均熱容（kJ/kg K） — — 表 2－19 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)組元 化學(xué)反應(yīng) ΔH（kJ/kg） ΔH（kJ/kg）C 〔C〕+1/2﹛O2﹜ 氧化反應(yīng) 139420 11639C 〔C〕+﹛O2﹜=﹛CO2﹜ 氧化反應(yīng) 418072 34834Si 〔Si〕+﹛O2﹜=（SiO2） 氧化反應(yīng) 817682 29202Mn 〔Mn〕+1/2﹛O2﹜=（MnO） 氧化反應(yīng) 361740 6594P 2〔P〕+5/2﹛O2﹜=（P2O5） 氧化反應(yīng) 1176563 18980Fe 〔Fe〕+1/2﹛O2﹜=（FeO） 氧化反應(yīng) 238229 4250Fe 2〔Fe〕+3/2﹛O2﹜=（Fe2O3） 氧化反應(yīng) 722432 6460SiO2 （SiO2）+2（CaO）=（2CaOSiO2） 成渣反應(yīng) 97133 1620P2O5 （P2O5）+4（CaO）=（4CaOP2O5） 成渣反應(yīng) 693054 4880CaCO3 CaCO3=（CaO）+﹛CO2﹜ 分解反應(yīng) 169050 169024MgCO3 MgCO3=（MgO）+﹛CO2﹜ 分解反應(yīng) 118020 1405表 2－20 溶入鐵中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值元 素 C Si Mn P S Al Cr N、H、O在鐵中的極限溶解度（% ） 無限 無限 　溶入 1%元素使鐵熔點(diǎn)的降低值（ ℃） 65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 　氮、氫、氧溶入使鐵熔點(diǎn)的降低值（℃） 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ∑=6適用含量范圍 （%） ﹤ ≤3 ≤15 ≤ ≤ ≤1 ≤18 　表 2－21 元素氧化熱和成渣熱反應(yīng)產(chǎn)物 氧化熱或成渣熱（kJ） 反應(yīng)產(chǎn)物 氧化熱或成渣熱（kJ）C→CO Fe→Fe 2O3 C→CO 2 P→P 2O5 Si→SiO 2 P2O5→4CaOP 2O5 Mn→MnO SiO2→2CaOSiO 2 Fe→FeO 合 計(jì) Qy Tt ＝ 1536－(100+8+5+ 30+25)－6＝℃Qw＝100[(－25)+218+(1350－)]＝2）元素氧化熱及成渣熱 Qy：由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)（表 2－19）可以算出，其結(jié)果列于表 2－21 中。253）煙塵氧化熱 Qc：由表 2－4 中給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算可得。 ) ＝％％（＝ ???c4）爐襯中碳的氧化熱 Q1：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳量確定。 Q1＝14％(90%11639+10%34834)＝故熱收入總值為：Q s＝Q w＋Q y＋Q c＋Q 1＝第二步：計(jì)算熱支出。熱支出項(xiàng)包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；煙塵物理熱；爐氣物理熱；渣中鐵珠物理熱；噴濺物（金屬）物理熱；輕燒白云石分解熱；熱損失；廢鋼吸熱。1）鋼水物理熱 Qg；先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn) Tg；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時(shí)的實(shí)際溫降（通常前者為 40～60℃，后者 3～5℃/min，具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān)）以及要求的過熱度（一般為 50～90℃）確定出鋼溫度 Tz；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。 Tg＝1536－( 65＋ 5＋30＋25)－6＝℃（式中：、 和 分別為終點(diǎn)鋼水 C、Mn、P 和 S 的含量） Tz＝＋50＋50＋70＝ ℃（式中：50、50 和 70 分別為出鋼過程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過程中的溫降和過熱度）Qg＝[(－25)+272+(－)]＝2）爐渣物理熱 Qr：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得： Qr＝[(－25)+209]＝3）爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx。根據(jù)其數(shù)據(jù)、相應(yīng)的溫度和熱容確定。詳見表 2－22。4）生白云石分解熱 Qb：根據(jù)其用量、成分和表 2－19 所示的熱效應(yīng)計(jì)算。 Qb＝(%1690＋%1405)＝265）熱損失 Qq：其它熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的 3～8％。本計(jì)算取5％，