【文章內(nèi)容簡介】 體積 V∑ ： ).5%(%0sg xVGV????????x式中： Vg ——CO、CO SO 2 和 H2O 諸組分之總體積，m 3。本計算中，其值 為 + + + = m3 ； Gs ——不計自由氧的氧氣消耗量，kg。本計算中，其值為 m3（見表 2—9） ； Vx——鐵水鐵水與石灰中的 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量，m 3 。本計算中，其值為 kg（見表 2—9） ； 5% ——爐氣中自由氧含量； 99 ——由氧氣純度為 99%轉(zhuǎn)換得來。計算結(jié)果列于表 2—10。表 2—10 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量， （kg） 體積（m 3 ） 體積 % CO CO2 SO2 H2O O2 * * N2 ** ** 合計 *爐氣中 O2 的體積為 %= m3 ；重量為 32/= kg **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/ = kg 第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量。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 =[（75%56/72+20%112/160)+1+6%] = kg。 據(jù)此可編制脫氧和合金化前的物料平衡表（表 2—11） 表 2—11 未加廢鋼時的物料平衡表收 入 支 出項 目 質(zhì)量（kg） % 項 目 質(zhì)量（kg） %鐵 水 鋼 水 石 灰 爐 渣 螢 石 爐 氣 生白云石 噴 濺 爐 襯 煙 塵 氧 氣 渣中鐵珠 合 計 合 計 注：計算誤差為（ ）/100% = %第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。如同“第一部 ”計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，遂的加入廢鋼后的物料平衡表 2—13 和表 2—14。第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。現(xiàn)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）算出錳鐵和硅鐵的加入量，再計算其元素的燒損量。將所得結(jié)果和表 2—14 歸類合并，即得冶煉一爐鋼的總物料平衡表。 錳鐵加入量 WMn 為 ??鋼 水 量回 收 率錳 鐵 含 終 點鋼 種 ???%nnMM ?硅鐵加入量 WSi 為 ??????iiii nei 回 收 率硅 鐵 含 加 錳 鐵 后 的 鋼 水 量終 點鋼 種 SSSMFS ?? %???? 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） 備 注[C] {CO} %90%=08 （入氣）C[C] {CO2} %10%=01 （入氣）Si [Si] (SiO2) %= Mn [Mn] （ MnO） %= P [P] (P2O5) %= [S] {SO2} %1/3=04 （入氣）S[S]+(CaO)(CaS)+[O]%2/3=08 (CaS）合計 =成渣量 表 2—13 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg 鐵水為基礎(chǔ)）收 入 支 出項 目 質(zhì)量（kg） % 項 目 質(zhì)量（kg） %鐵 水 鋼 水 += 廢 鋼 渣中鐵珠 石 灰 爐 渣 += 螢 石 爐 氣 += 生白云石 噴 濺 爐 襯 煙 塵 氧 氣 += 合 計 合 計 表 2—14 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg（鐵水+廢鋼）為基礎(chǔ)）收 入 支 出項 目 質(zhì)量（kg） % 項 目 質(zhì)量（kg） %鐵 水 鋼 水 廢 鋼 渣中鐵珠 石 灰 爐 渣 螢 石 爐 氣 輕燒白云石 噴 濺 爐 襯 煙 塵 氧 氣 合 計 合 計 鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量列于表 2—15。 表 2—15 鐵合金中元素的燒損量和產(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（kg）C %10%= （CO 2） %90%= Mn %20%= %80%=Si %25%= %75%=P %= 錳 鐵 S %= Fe %=合計 Al % 100%= Mn %20%=0.0004* %80%= Si %25%= %75%= P %=*S %=*Fe %=硅鐵合計 總計 *可以忽略 脫氧和合金化后的鋼水成分如下： C Si % ）（ %?? ）（ %??Mn P ）（ ?? ）（ .??S ）（ %.??可見，含碳量尚未達到設(shè)定值。為此需在鋼包內(nèi)加入焦粉增碳。加入量 W1 為 ）回 收 率 （）量 （焦 炭 含 鋼 水 量）（ .061CW?? ??焦炭生成產(chǎn)物如下表 2—16。表 2—16 焦炭生成產(chǎn)物碳燒損量（kg）耗氧量（kg）氣體量（kg）* 成渣量（kg） 碳入鋼量（kg）%5%= +（+）%=%=0.007%75%=*系 CO、H 2O 和揮發(fā)份之總和（未揮發(fā)份燃燒的影響）由此可得冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表 2—17。表 2—17 總物料平衡表 收 入 支 出項目 重量（kg） % 項目 重量（kg） %鐵 水 鋼水 （++2）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 （++） *錳 鐵 硅 鐵 焦 粉 合 計 合計 *可以近似認為（+）之氧量系出鋼時鋼水二次氧化帶入計算誤差：（） / = % 熱平衡計算 計算所需原始數(shù)據(jù) 計算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表 2—18） ；物理平均熱容（表 2—19） ；反應(yīng)熱效應(yīng)（表 2—20） ；溶入鐵水中的元素對鐵熔點的影響（表 2—21） 。其他數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。表 2—18 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 其他原料 爐 渣 爐 氣 煙 塵 溫度（℃） 1250 25 25 與鋼水相同 1450 1450*純鐵熔點為 1535℃ 表 2—19 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/gK ） 熔化潛熱（kJ/kg) 218 272 209 209 209 液態(tài)或氣態(tài)平均熱容（kJ/kgK ） 表 2—20 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)組 元 化學(xué)反應(yīng) (kJ/kmol)??(kJ/kg)?C [C]+1/2{O2}={CO} 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) 238299 4250Fe 2[Fe]+3/2{O2}=(Fe2O3) 氧化反應(yīng) 722432 6460SiO2 (SiO2)+2（CaO）=（2CaOSiO 2） 成渣反應(yīng)97133 1620P2O5 (P2O5)+4（CaO）=（4CaOP 2O5） 成渣反應(yīng)693054 4880CaCO3 CaCO3 =（CaO）+{CO 2} 分解反應(yīng) 169050 1690MgCO3 MgCO3 =（ MgO）+{CO 2} 分解反應(yīng) 118020 1405 表 2—21 溶入鐵中的元素對鐵熔點的降低值元 素 C Si Mn P S Al Cr N、H、O在鐵中的極限溶解度（%）65 79 75 80 85 90 10018.5無限 835.0無限溶入 1%元素使鐵熔點的降低值（℃）8 5 30 25 3 氮、氫、氧溶入使鐵熔點的降低值（℃）∑=6適用含量范圍（%）1.0 4.0≤3 ≤15≤≤0.08≤1 ≤18 計算步驟 以 100Kg 鐵水量為基礎(chǔ)。第一步：計算熱收入 Qs。熱收入項包括：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：現(xiàn)根據(jù)純鐵熔點、鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點的降低值（表 2