【正文】 的結(jié)構強度很難保證，此時電極把持器上下移動也困難，當電極心圓較大時，電弧靠近爐墻，爐墻的損耗要加劇，因此電極直徑與熔池溶液面直徑有關。電極心圓直徑的經(jīng)驗值為： （三 極 心 =～ ） ,取 =三 極 =6710=1745mm式中 D——熔池直徑。4 電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡 熔化期的物料平衡（1）計算所需的原始數(shù)據(jù)有冶煉鋼種及其成分表(4—1)，原材料成分（4—3）爐料中元素燒損率（表 4—2）和其他數(shù)據(jù)（表 4—4） 。表 4—1 冶煉鋼種的成分冶煉鋼種 成分%C Si Mn S P Cr Ni Ti1Cr18Ni9Ti ≤ ≤ ≤ ≤30≤355*(C%)~表 4—2 爐料中元素的燒損率 %成分 C Si Mn S P熔化期 30．0 85．0 0 （%） 氧化期 ① 全部燒損 ②注： ①按末期含量取 %；②按末期含量取 %； 表 431 原材料成分 %名稱 C Si Mn P S Cr Ni Fe H2O 灰分 揮發(fā)分碳素廢鋼 余量煉鋼生鐵 余量硅鐵 050 鉻鐵 鈦鐵 鎳鐵 Al 名稱 C Si Mn P S Cr Ni Fe H2O 灰分 揮發(fā)分焦 碳 電 極 表 432 原始料成分%（注：鐵合金在熔氧期并無加入，但在爐外精煉中加入計算。 ）（2）物料平衡的基本項目 收入項有：廢鋼、生鐵、石灰、螢石、電極、爐襯鎂磚、爐頂高鋁磚、鐵合金、火磚塊、氧氣、空氣。支出項有：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵。 100Kg 金屬爐料為基礎，按工藝階段 ——熔氧期計算，然后匯成總物料平衡表。名稱 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2 Fe2O3 CO2 H2O P2O5 S石灰 螢石 火塊磚 高鋁磚 鎂砂 焦碳灰分 電極灰分 （3）計算步驟。以 100 Kg 金屬爐料（90 廢鋼+10 生鐵）為基礎，按工藝階段分別進行計算，然后總成物料平衡表。第一步：熔化期計算表 44 其他數(shù)據(jù)名稱 參數(shù)配碳量 比鋼種規(guī)格中限高 %，即達 %熔化期脫碳量 30%，即 30%＝電極消耗量 5Kg/t（金屬料）其中熔化期占 60%，氧化期占40%爐頂高鋁磚消耗量 Kg/t 其中熔化期占 60%，氧化期占 40%爐襯鎂磚消耗量 5Kg/t（金屬料）熔化期占 40%，氧化期占 60%熔化期和氧化期所需氧量 50%來自氧氣，其余來自空氣和礦石氧氣純度和利用率 99%，其余為氮氣，氧利用率為 90%，焦炭中碳的回收率 75%（系指配料用的焦炭）碳氧化產(chǎn)物 70%為 CO，30%為 CO2煙塵量 按 （金屬料）考慮(1)確定物料消耗量：A. 金屬料配入量。以 100Kg 金屬爐料（廢鋼 90Kg+生鐵 10Kg）為基礎，不足碳量用焦炭來配。結(jié)果列入表 45 。原始數(shù)據(jù)見表 4—1 和 4—4。B 其他原料消耗。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 4—5表 4—5 爐料配入量配料成分 Kg名稱 用量 KgC Si Mn S P Fe廢鋼 生鐵 焦炭 合計 ※ 燒損率 25%。(2）確定氧氣和空氣的消耗量耗氧項包括爐料中元素的氧化，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。前后二者之差為所需凈氧量， 見表 4—6。 表 4—6 凈耗氧量的計算項目 名稱 元素 反應產(chǎn)物元素氧化量（㎏） 耗氧量（㎏）供氧量（㎏）CO 30%70%＝ CCO2 30%30%＝ Si SiO2 85%＝ Mn MnO 65%＝ P P2O5 45%＝ FeO 2%15%＝ 爐料中的元素的氧化FeFe2O3 2%85%＝ CO %25%70%＝CO2 %25%30%＝CO 99%70%＝ 焦炭中碳的氧化物電極中 C的氧化CCCO2 99%30%＝ 耗 氧項合計 礦石石灰Fe2O3SO2O供氧項合計 凈耗氧量 ＝注：令鐵燒損 2%，其中 80%生成 Fe2O3 成為煙塵的一部分； 20%成渣，在這20%中，按 3：1 分別生成 FeO 和 Fe2O3。根據(jù)表 46 的規(guī)定，應由氧氣供給的氧為 50%＝ 。空氣應供氧 =，由此計算氧氣和空氣的消耗量。見表 4—7。表 4—7 氧氣與空氣的實際消耗量氧氣（㎏） 空氣（㎏）帶入 O2 帶入 N2 帶入 O2 帶入 N2＝（）1%＝ （77/23）＝總氧氣量=+= 總空氣量=+=（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 4—8。 表 4—8 熔化期渣量的確定成渣組分 Kg名稱 消耗量 Kg CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 合計Si Mn P 爐料重元素的氧化Fe 爐頂 爐襯 鐵礦石 （ ） 名稱 消耗量 Kg成渣組分 Kg Fe2O3 還原出的 Fe 量為 1**112/160=（4）確定金屬量：金屬量 Q＝金屬爐料重+礦石帶入的鐵量 爐料中的C、Si 、Mn、P、Fe 的燒損量+ 焦炭配入的碳量＝100++＝ 。（5）確定爐氣量：爐氣來源于爐料和電極中碳的氧化產(chǎn)物 CO，CO 2，氧氣和空氣帶入的 N2，物料中的 H2O 及其反應產(chǎn)物，游離 O2 及其反應產(chǎn)物，石灰的燒堿（CO 2） ，焦炭的揮發(fā)分。結(jié)果列于 4—9表 49 爐氣量的計算CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 合計電極 石灰 合計 》 項目 CO CO2 N2 H2O H2 總計爐料中 C 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 游離氧反應 H2O 參與反應 0項目 CO CO2 N2 H2O H2 總計6）確定鐵的揮發(fā)量：由表 46 的設定，鐵的揮發(fā)量為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 4—10。 表 4—10 熔化期物料平衡總表收入 支出項目 質(zhì)量 Kg % 項目 質(zhì)量 Kg %廢鋼 金屬 生鐵 10 電極 爐渣 礦石 爐氣 石灰 鐵的揮發(fā) 爐頂 爐襯 氧氣 空氣 焦炭 合計 合計 注：計算誤差＝（）/＝%4. 2 氧化期的物料平衡引起氧化期物料波動的因素有：扒除熔化渣，造新渣；金屬中元素進一步氧化；爐頂，爐襯的損蝕和電極的燒1) 確定渣量：A． 留渣量。為了有效的去磷，要進行換渣，通常除去 70%的熔化渣，而進入氧化期只留下 30%的渣。其組成見表 4—11。B． 金屬中元素得氧化產(chǎn)物。根據(jù)表 42 給出的值可計算產(chǎn)物量，詳見表411。合計 0 C． 爐頂、爐襯的損蝕和電極得燒損量。根據(jù)表 44 得假定，其結(jié)果一并列入表 411。D. 造渣時加入石灰、礦石、和帶入的渣量。見表 411。2) 確定金屬量：根據(jù)熔化期的金屬量及表 411 得元素燒損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：計算方法如同熔化期：先求靜耗氧量， （表 412）再確定氧氣與空氣得消耗量（表 4—13）最后將各種物料或化學反應帶入的氣態(tài)產(chǎn)物規(guī)類，結(jié)果列表（414） ，熔化期和氧化期的綜合物料平衡表列于表 4154)渣量計算時的幾點說明： 關于石灰消耗量：由表 44－11 可知，除石灰?guī)氲囊酝?，渣中已含SiO2=++++++=；已含 CaO＝++++=。取堿度 ，故石灰加入量為：[R∑(SiO 2）∑(CaO ）]/(%CaO 石灰R%SiO2 石灰)=(%%)=。關于磷的氧化量：根據(jù)表 4—6，可近似求得[（）/％] ＝。關于鐵的燒損量：一般可以設定，當氧化末期金屬中含 C 約 %時，渣中∑Fe 約達 7%；且其中 75%系（FeO） ，25%為（ Fe2O3） 。因此，渣中含（FeO）為（7%75% 72/56）=% ，含（Fe 2O3）為（7% 25%160/112）=%。由表 111 可知，除 FeO 和 Fe2O3 以外的渣量為 ++++++=，故總渣量＝（）%＝。于是可得（FeO）＝， （Fe 2O3）＝。其中，由 Fe 氧化生成的（FeO）和（Fe 2O3）分別為 和 。碳的燒損量近似值（）%*=表 411 氧化期渣量的確定成渣組分 Kg名稱 消耗量Kg CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計留渣 表 412 凈耗氧量的計算項目 名稱 元素 反應產(chǎn)物 燒損量 耗氧量 供氧量CO CO2Si SiO2 Mn MnO CO2 金屬元素中的氧化項目 名稱電極 CCO供氧量成渣組分 Kg名稱 消耗量Kg CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計Si Mn P Fe 爐料元素氧化 S 爐頂 爐襯 電極 礦石 () 石灰 火磚 合計 元素 反應產(chǎn)物 燒損量 耗氧量P P2O5 FeO Fe2O3合計 石灰 S O 金屬 S O 礦石 Fe2O3 O2 合計 金屬元素中的氧化凈耗氧量 =表 4—13 氧氣與空氣的實際消耗量氧氣（㎏） 空氣（㎏）帶入 O2 帶入 N2 帶入 O2 帶入 N290%＝（ ）1%＝ （77/23 ）＝氧氣總量=+= 空氣總量=+=表 414 爐氣量氣態(tài)產(chǎn)物項目CO CO2 N2 H2O H2 合計備注金屬中 C C 燒損電極帶入 C 燒損石灰?guī)? 氧氣帶入 表 4—15 熔化期和氧化期綜合物料平衡表收入 支出項目 質(zhì)量（Kg） % 項目 質(zhì)量（Kg）%廢鋼 金屬 生鐵 電極 爐渣 焦炭 爐氣 礦石 鐵的揮發(fā) 火磚塊 石灰 爐頂 爐襯 氧氣 空氣 合計 合計 注：計算誤差=（）/＝%氧化期末金屬成分如下:C:（ ）/=% Mn：（ ）/=%P:()/=%S：()/=%氣態(tài)產(chǎn)物項目CO CO2 N2 H2O H2 合計備注空氣帶入 游離氧