年產(chǎn)100萬(wàn)噸合格不銹鋼鑄坯的電爐煉鋼廠工藝設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-05-31 12:28本頁(yè)面
【正文】 第 20 頁(yè)供氧 ，由此計(jì)算氧氣和空氣的消耗量。見表 3—7。表3—7氧氣與空氣的實(shí)際消耗量氧氣/kg 空氣/kg帶入O 2 帶入N 2 帶入O 2 帶入N 250%/氧利用率=50%/90%=（）1%==（95m3）（77/23）=（00m3）ε=+= ε=+=（5m3）上述（1）＋（2）便是熔化期的物料收入量。3）確定爐渣量：爐渣源于爐料中的 Si，Mn，P，F(xiàn)e 等元素的氧化產(chǎn)物，爐頂和爐襯的損蝕，電極中的灰分以及加入的各種溶劑。結(jié)果見表 3—8。表3—8 熔化期渣量的確定成渣組分/kg名稱 消耗量/kgCaO SiO2 MgO Al2O3MnO FeO Fe2O3P2 O5CaS 合計(jì)Si 3566Mn 8622P 35311爐料中元素的氧化Fe 682413爐頂 80105略 71018爐襯 008077902040焦炭 1010804036電極 0略 02略 013礦石 013580315（0.898）02023石灰 0585052301002024 第 21 頁(yè)合計(jì) 8186342362825935046質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%47.2615.561712.2710.14231100.004）確定金屬量：金屬量 Qi＝金屬爐料重+礦石帶入的鐵量爐料中的C、Si、Mn、P、和 Fe 的燒損量+焦炭配入的碳量＝100+（562）/（562+163）+=。5）確定爐氣量：爐氣來(lái)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（CO 2） ，焦炭的揮發(fā)分，結(jié)果列于表 3—9。表3—9 爐氣量的計(jì)算氣態(tài)產(chǎn)物/kg項(xiàng)目CO CO2 N2 H2O H2 揮發(fā)物 合計(jì)爐料中碳的氧化 焦炭 帶入 電極帶入 礦石帶入 石灰?guī)? 氧氣帶入 空氣帶入 游離氧氣參與反應(yīng) H2O參與反應(yīng) 0合計(jì) 0 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 6）確定鐵的揮發(fā)量：由表 36 的設(shè)定，鐵的揮發(fā)量為 第 22 頁(yè)2%80%＝。3）+4）＋5）＋6）便是熔化期的物料支出量。并由此列出熔化期物料平衡總表 3—10。表3—10熔化期物料平衡總表收入 支出項(xiàng)目 質(zhì)量/Kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量/Kg %廢鋼 100 金屬 電極 爐渣 礦石 爐氣 焦炭 鐵的揮發(fā) 石灰 爐頂 爐襯 氧氣 空氣 生鐵 10 合計(jì) 合計(jì) 注：計(jì)算誤差＝（）/100%＝% 氧化期的物料平衡引起氧化期物料波動(dòng)的因素有：扒除熔化渣，造新渣；金屬中元素進(jìn)一步氧化；爐頂，爐襯的損蝕和電極的燒損。（1）確定渣量：1）留渣量。為了有效的去磷，要進(jìn)行換渣，通常除去 70%的熔化渣，而進(jìn)入氧化期只留下 30%的渣。其組成見表 3—11。2）金屬中元素得氧化產(chǎn)物。根據(jù)表 33 給出的值可計(jì)算產(chǎn)物量，詳見表311。3）爐頂、爐襯的損蝕和電極的燒損量。根據(jù)表 35 得假定，其結(jié)果一并列入表 311。4）造渣時(shí)加入石灰、礦石、和帶入的渣量。見表 311。（2）確定金屬量：根據(jù)熔化期的金屬量及表 312 得元素?zé)龘p量和礦石還原出的鐵量，即可求得氧化末期得金屬量為：㎏。（3）確定爐氣量：計(jì)算方法如同熔化期：先求靜耗氧量， （表 313）再確定氧氣與空氣得消耗量（表 3—14）最后將各種物料或化學(xué)反應(yīng)帶入的氣態(tài)產(chǎn)物規(guī)類，結(jié)果列表（315） 。熔化期和氧化期的綜合物料平衡表列于表 316表311 氧化期渣量的確定 第 23 頁(yè)成渣組分/kg名稱 消耗量/kgCaO Si O2MgO Al2O3MnO FeO Fe2O3P2 O5CaS 合計(jì)留渣34767037391548110130Si 881 81Mn 95050P 10202Fe 3734013金屬中元素的氧化或燒損S 8141804爐頂蝕損量20103略 48略 52爐襯蝕損量0060635010351電極燒損量0略 01略 略 01石灰?guī)?3852543110020188礦石帶入013（0.898）020293火磚塊帶入0030403840600合計(jì) 81816516898807172266% 55.8115.9611352.5102100表312 凈耗氧量的計(jì)算 第 24 頁(yè)名稱 元素 燒損量 反應(yīng)產(chǎn)物 耗氧量/kg 供氧量/kg（C）→{CO} (C)→{CO 2} Si (Si)→（SiO 2）Mn (Mn)→(MnO) P (P)→（P 2O5） (Fe)→(FeO) 金屬中元素的氧化 Fe (Fe)→(Fe 2O3) 的氧化C 合計(jì) 礦石供氧 Fe2O3 (Fe)→(Fe 2O3) 石灰中 S還原 CaOS CaO+S=CaS+O 金屬中 S還原 CaO供氧S CaO+S=CaS+O 合計(jì) 凈供氧量 表3—13 氧氣與空氣的實(shí)際消耗量氧氣/kg 空氣/kg帶入O 2 帶入N 2 帶入O 2帶入N 2（90%）=（ 3）（）1%=（ 3） ε=+= 0注：氧氣供氧 50%，即 50%=；空氣供氧為 =，所以不需要空氣供氧，只需要氧氣供氧 即可。表314 爐氣量氣態(tài)氧化產(chǎn)物/kg項(xiàng)目CO CO2 N2 H2O H2 合計(jì)金屬中碳的氧化 電極帶入 礦石帶入 石灰?guī)? 氧氣帶入 第 25 頁(yè)游離氧氣參與反應(yīng) H2O參與反應(yīng) 0合計(jì) 0 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 0 表3—15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 100 金屬 焦炭 爐渣 電極 爐氣 礦石 鐵的揮發(fā) 火磚塊 石灰 爐頂 爐襯 氧氣 空氣 合計(jì) 100注：計(jì)算誤差=（）/100%＝%氧化期末金屬成分如下：ω（C）= 100%=%ω（Si）=0ω（Mn）= 100%=%ω（P）= 100%=%ω（S）= 100%=% 熱平衡計(jì)算以 100Kg 金屬料進(jìn)行計(jì)算。 第 26 頁(yè) 計(jì)算熱收入 QS1）爐料的物理熱，計(jì)算結(jié)果列于表 3－16。2）元素氧化熱及成渣熱計(jì)算結(jié)果列表 317。3）消耗的電能。根據(jù)消耗的熱量確定。詳見下面計(jì)算表3－16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 25 100 石灰 25 火磚塊 25 礦石 25 焦炭 25 爐頂高鋁磚 600 爐襯鎂磚 600 氧氣 25 空氣 25 電極 450 合計(jì) 計(jì)算熱支出 QZ1）鋼水物理熱 Qg。該鋼熔點(diǎn)為： 1536（65+08+5+30＋25）6≈1522℃；出鋼溫度控制在中下限，本計(jì)算取 1580℃。按氧氣轉(zhuǎn)爐的計(jì)算方法，可得，Qg＝[（152225）+272+（15801522）]＝。2）爐渣物理熱 Qr .計(jì)算結(jié)果如表 318 所示。表317元素氧化熱及成渣熱名稱 氧化量/Kg化學(xué)反應(yīng) ?H/KJ?Kg1放熱量KJ C+1/2｛O 2｝＝｛CO｝ 11639 3224電極中C C+｛O 2｝＝｛CO 2｝ 34834 4145 C+1/2｛O 2｝＝｛CO｝ 11639 221焦炭中C C+｛O 2｝＝｛CO 2｝ 34834 279金屬中Si [Si]+2(FeO)＝（SiO 2）＋2[Fe]11329 2844金屬中Mn [Mn]＋2（FeO）＝4[MnO]＋（Fe）2176 864 第 27 頁(yè)金屬中P 2P＋5（FeO）＝（P 2O5）＋5[Fe]2419 36 [Fe]+1/2｛O 2｝＝(FeO) 4250 6413Fe 2[Fe]+3/2｛O 2｝＝(Fe 2O3) 6460 4658SiO2成渣 2（CaO）+(SiO 2)＝(2CaOSiO 2)1620 1767P2O5成渣 4（CaO）+(P 2O5)＝(4CaOP 2O5) 4880 205合計(jì) 24656表318爐渣物理熱名稱 熔化期爐渣 氧化期爐渣 合計(jì)（KJ）溫度（℃） 1500 1650熱容/KJ?（Kg?K） 1 物理熱/KJ 3）熱反應(yīng)消耗熱量詳見表 319。4）爐氣物理熱 Qx。令爐氣溫度為 1200℃，熱容為 （KgK） ，由爐氣量可得: Q x＝[（120025）]＝ KJ表319 吸熱量名稱 氧化量/kg化學(xué)反應(yīng) ?H/KJ?Kg1吸熱量/KJ金屬脫碳 [C]+(FeO={CO}+[Fe] 6244 金屬脫硫 [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) 2143 石灰燒堿 CaCO3+CaO+CO2 4177 石灰?guī)氲V石帶入焦炭帶入空氣帶入水分揮發(fā)（由25℃升至1200℃）小計(jì) H2O→{H 2O}1200℃ 1227 金屬增碳 C→[C] 1779 合計(jì) K 5） 煙塵物理熱 Qy。將鐵的揮發(fā)物計(jì)入煙塵中，煙塵熱容為 第 28 頁(yè)（KJ/KgK）則得，Q y＝(+）[(120025)]=6）冷卻水吸熱 Q1。子公稱容量為 80t，冷卻水消耗量為 92m3?h，冷卻水進(jìn)出口溫差為 20℃，冶煉時(shí)間平均為 1h，則得：Ql ＝(921000120)/500=（金屬料）7）其它熱損失 Qq。包括爐體表面散熱熱損蝕。開啟爐門熱損失。開啟爐蓋熱損失。電極熱損失等。其損失量與設(shè)備大小，冶煉時(shí)間等等因素有關(guān)。實(shí)踐表明，該項(xiàng)熱損失占熱量總收入得 6～9%，本計(jì)算取 8%。8）變壓器及短網(wǎng)系統(tǒng)的熱損蝕 Qb。一般，該項(xiàng)熱損失為總熱收入的5%～7%。本計(jì)算取 6%。令總熱收入為 Qs，則：Q
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