【文章內容簡介】 (Fe2O3)=5%=㎏第二步：計算氧氣消耗量。氧氣的實際消耗量系消耗項目與供入項目之差。見表59表59 實際耗氧量耗氧項/㎏供氧項/㎏實際耗氧量/㎏鐵水中元素氧化耗氧量（表55） 　　爐襯中碳氧化消耗氧量（表56） 石灰中S與CaO反應還原出的氧化量（表57）煙塵中鐵氧化消耗氧量（表54） 　+=爐氣自由氧含量（表710） 　合計 合計 第三步：計算爐氣量及其成分。爐氣中含有CO、CONCOSO2和H2O可由表75~表77查得，O2和N2則由爐氣總體積來確定。現計算如下：爐氣總體積VΣV∑=+%V∑+ (V∑－) == m179。式中Vg——CO、COSO2和H2O各組分總體積，m179。本計算中其值為：=179。 Gs——不計自由氧的氧氣消耗量，㎏。本計算中其值為：++=㎏（見表59） Vx——石灰中的S和CaO反應還原出的氧量（其質量為：㎏，見表59），m179。%——爐氣中自由氧含量。 99——自由氧純度為99%轉換得來。計算結果列于表510表510 爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/㎏爐氣體積/ m179。體積分數/%COCO2SO2H2OO2N2合計①.*%=179。；32/=㎏。②.爐氣中N2的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；*28/=㎏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%] ＝㎏由此可以編制出未加廢鋼、脫氧與合金化前的物料平衡表511表511 未加廢鋼時的物料平衡表收入支出項目質量/㎏%項目質量/㎏%鐵水100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100注：計算誤差為（）/100%=%第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。如同第一步計算鐵水中元素氧化量一樣，利用表51中的數據先確定廢鋼種元素的氧化量及其消耗量和成渣量（表512），再將其與表511歸類合并，逐得到加入廢鋼后的物料平衡表513和表514。表512 廢鋼中元素的氧化產物及其成渣量元素反應產物元素氧化量/㎏耗氧量㎏產物量㎏進入鋼中的量/㎏C[C]→{CO}%90%=[C]→{CO2}%90%=Si[Si]→(SiO2)%=Mn[Mn]→(MnO)%=P[P]→(P2O5)%=S[S]→{SO2}%1/3=[S]+[CaO]→(CaS)+(O)%2/3=合計=成渣量/㎏表513 加入廢鋼的物料平衡表（以100㎏鐵水為基礎）收入支出項目質量/㎏%項目質量/㎏%鐵水100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0合計合計注：計算誤差為（）/100%=%表514 加入廢鋼的物料平衡表（以100㎏鐵水+廢鋼為基礎）收入支出項目質量/㎏%項目質量/㎏%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100合計100第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡?，F根據鋼種成分設定值（表51）和鐵合金成分及其回收率（表53）算出錳鐵和硅鐵的加入量，在計算其元素的燒損量。將所有的結果與表714合并，及得到煉一爐鋼的總物料平衡表。錳鐵加入量WMn為： 硅鐵加入量WSi為： 鐵合金中元素燒損量和產物量列于表515。脫氧和合金化后的鋼水成分如下：表515 鐵合金中元素燒損量和產物量類別元素燒損量㎏脫氧量/㎏成渣量/㎏爐氣量/㎏入鋼量㎏錳鐵C%10%=%90%=Mn%20%=%80%=Si%25%=%75%=P%=S%=Fe%=合計硅鐵Al%100%=Mn%20%=%80%=Si%25%=%75%=P%=S%=Fe%=合計總計可見，含碳量尚未達到設定值。為此需在鋼包內加焦炭增碳。其加入量W1為： 焦粉生成的產物如下：碳燒損量/㎏耗氧量/㎏氣體量/㎏成渣量/㎏碳入鋼量/㎏%25%=+（+）%=%=%75%=由此可得整個冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表516。表516 總物料平衡表收入支出項目質量/㎏%項目質量/㎏%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錳鐵硅鐵焦粉合計合計100①.計算誤差為()/100%=%②.可以近似的認為(+)的氧量系出鋼水二次氧化帶入。 熱平衡計算計算所需的基本原始數據有：各種入爐料及產物的溫度（表517）；物料平均熱熔（表518）；反應熱效應（表519）；融入鐵水的元素對鐵水熔點的影響（表520）。其他工藝參數參照物料平衡選取。表517 入爐物料及產物的溫度設定值名稱入爐物料產物鐵水廢鋼其他原料爐渣爐氣煙塵溫度/℃12852525與鋼水相同14501450表518 物料平均熱熔物料名稱生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)平均熱熔kJ/（㎏K）融化潛熱kJ/㎏218272209209209液態(tài)或氣態(tài)平均熱熔kJ/（㎏K）表519 煉鋼溫度下的反應熱效應組元化學反應/kJk mol1/kJkg1C[C]+1/2{ O2}={CO}　　　　　　　 氧化反應－139420－11639C[C]+ { O2}={CO2}　　　　　　　　氧化反應－418072－34834Si[Si] + { O2}= (SiO2　　　　　　　　　　　　　 氧化反應－817682－29202Mn[Mn] +1/2{ O2}= (MnO)　　　　　 氧化反應－361740－6594P2[P]+5/2{ O2}= (P2O5) 　　　　　 氧化反應－1176563－18980Fe[Fe] +1/2{ O2}= (FeO)　　　　　 氧化反應－238229－4250Fe2[Fe] +3/2{ O2}= (Fe2O3) 　　　　 氧化反應－722432－6460SiO2(SiO2)+2(CaO)=(2CaOSiO2)　　 　成渣反應－97133－1620P2O5(P2O5)+4(CaO)=(4 CaOP2O5)　　 成渣反應－693054－4880CaCO3CaCO3=(CaO)+ {CO2}　　　　　　 分解反應1690501690MgCO3MgCO3=MgO+ {CO2}　　　　　　 分解反應1180201405表520 融入鐵水的元素對鐵熔點的降低值元素CSiMnPSAlCrN、H、O在鐵中極限溶解度/%無限無限融入1%元素使鐵熔點降低值/℃6570758085901008530253N、H、O融入使鐵熔點降低值/℃∑=6適用含量范圍/%＜1≤3≤15≤≤≤1≤18 計算步驟以100㎏鐵水為基礎第一步：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) 鐵水物理熱先根據純鐵熔點、鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點的降低值(見表51表51和表520)計算鐵水熔點Tt，然后由鐵水溫度和生鐵熱容(見表517和表518)確定 。 　 =1536－(100+8+0. 55+30+25)－6=1111 (℃) =100 [(1111－25)+218+(1285－1111)]=(KJ)(2) 元素氧化熱及成渣熱由鐵水中元素氧化量和反應熱效應(見表519)可以算出，其結果列于表521。 表521　元素氧化熱和成渣熱反應產物氧化熱或成渣熱/kJ反應產物氧化熱或成渣熱/kJC→CO11639=Fe→Fe2O36460=C→CO234834=P→P2O518980=Si→SiO229202=P2O5→4CaOP2O54880=Mn→MnO6594=SiO2→2CaOSiO21620=Fe→FeO4250=合計Qy(3) 煙塵氧化熱由表54中給出的煙塵量參數和反應熱效應計算可得。＝(75％56/724250+20%112/1606460)=(4) 爐襯中碳的氧化熱＝14％90％11639＋14％10％34834＝故熱收入總量為=＋＋＋＝+++=第二步：計算熱支出。熱支出項包括：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先按求鐵水熔點的方法確定鋼水熔點Tg；再根據出鋼和鎮(zhèn)靜時的實際溫降(通常前者為40～60℃，后者約為3～5℃/min，具體時間與盛鋼桶大小和澆注條件有關)以及要求的過熱度(一般為50～90℃)確定出鋼溫度TZ ；最后由鋼水熱容算出物理熱。Tg＝1536－(65＋5＋30＋25)－6＝1522℃式中，、Mn、P、S的含量?！　Z＝1522＋50＋50＋70＝1692℃式中，50、50、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＝［(152225)＋272＋(16921522)］＝(2) 爐渣物理熱Qr令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得：Qr＝［(164925)＋209］＝(3) 爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱Qx 。根據其數量、相應的溫度和熱容確定。詳見表522。表522　某些物料的物理熱項 目參 數/kJ備 注爐氣物理熱[(1450－25)]=179571450℃系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱 [(1450－25)+209]=渣中鐵珠物理熱6% [(1520－25)+272+(1692－1522)]=1522℃系鋼水熔點噴濺金屬物理熱1[(1522－25)+272+(1692－1522)]=合計Qx＝22994(4) 生白云石分解熱Qb 根據其用量、成分和表519所示的熱效應計算的。Qb＝(％1690＋％1045)＝(5) 熱損失Qq 其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的3％～8％。本計算取5％，則得Qq＝5％＝(6) 廢鋼吸熱Qf 用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即Qf＝QS－Qg－Qr－Qx－Qb－Qq =－－－22994－－=故廢鋼加入量為：＝　 ＝即廢鋼比為：　　　　　　　熱平衡計算結果列于表523。熱效率　 =（++）/=%若不計算爐渣帶走的熱量時：熱效率　%表523　熱平衡表收 入支 出項 目熱量/kJ％項 目熱量/kJ％鐵水物理熱鋼水物理熱元素氧化和成渣熱爐渣物理熱其中C氧化