【正文】 表 330 實(shí)際耗氧量 耗氧項(xiàng) /kg 供氧項(xiàng) /kg 實(shí)際氧氣消耗 量 /kg 鐵水中元素氧化耗氧量 (表 326) 爐襯中碳氧化耗氧量 (表 327) 石灰中 S與 CaO 反應(yīng)還原出的氧化量 (表 326) 煙塵中鐵氧化耗氧量 (表 325) 爐氣自由氧含量 (表 331) 合計(jì) 合計(jì) 第三步：計(jì)算爐氣量及其成分。因終渣Σ w(FeO)=15%(見(jiàn) 表 325)， 而 (Fe2O3)/(FeO)=1/3， 即 (Fe2O3)=5%， (FeO)=%，設(shè)總渣量為 X，則有： +X5%+X %=X，解得 X=。 因設(shè)定的終渣堿度 R=， 故石灰加入量為： [R∑w(SiO2)∑w(CaO)]/[w(CaO 石灰 )Rw(SiO2石灰 )]=。 表 326 鐵水中元素的氧化產(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 [C]→ {CO} [C]→ {CO2} Si [Si]→ (SiO2) 入渣 Mn [Mn]→ (MnO) 入渣 P [P]→ (P2O5) 入渣 S [S]→ {SO2} 0 .010 [S]+(CaO)=(CaS)+(O) ① 入渣 Cr [Cr] → (Cr2O3) 入渣 Fe [Fe]→ (FeO) 入渣 (表 327) [Fe]→ (Fe2O3) 入渣 (表 327) 合 計(jì) 成 渣 量 注：① CaO 還原出的氧量；消耗的 CaO 的量： kg?？傇考捌涑煞秩绫?329 所示。 總渣量包括 鋼水 水中元素氧化、爐襯蝕損量 和加入熔劑的成渣量。各項(xiàng)數(shù)據(jù)如下列表所示： 表 323 鋼水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定 成分含量 /% C Si Mn P S Cr Ni 鋼種 304 17 ~19 8~11 兌入鋼水 不銹 廢鋼 終點(diǎn)鋼水 痕跡 注： [Si]按實(shí)際生產(chǎn)情況??； 鉻的回收率在 98%以上 (取 %)；鎳的回收率在 99%以上 (取99%)；錳的回收率在 95%以上 (取 95%)；脫硫可達(dá)極低的水平 (小于 %)，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)脫硫達(dá)80%，脫磷為 35%；脫碳至 %以下。所以得到進(jìn)入 AOD 的總爐料為： ++=。 則加入高碳鉻鐵帶入 AOD 的各元素的量如下： C:8%(1－ 5%)=； Si:2%(1－ 5%)=； P:%=； S:%=； Cr:56%(1－ %)=； Fe:(1－ 56%－ 8%－ 2%－ %－ %)=。(1－ )=；金屬鎳為： 247。因此需加入電爐的高碳鉻鐵為： 247。 有以上兩式解得 X=； Y=。兌入鋼水的成分計(jì)算如下： 表 321 冶煉鋼種、金屬鎳、高碳鉻鐵和脫磷轉(zhuǎn)爐鋼水的成分 (%) C Si Mn P S Cr Ni 0Cr18Ni9 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 17~19 8~11 金屬鎳 ─ ─ ─ ─ ─ ─ 100 高碳鉻鐵 8 8 ─ 56 ─ 鋼水 0 ─ ─ 前面脫磷轉(zhuǎn)爐過(guò)來(lái)鋼水 ，設(shè)最終 (產(chǎn)品 )需金屬鎳 X Kg(鎳取下限值 )，高碳鉻鐵 Y Kg(鉻取中限值 )。計(jì)算得基本原始數(shù)據(jù)如表 321 所示。 Qb=(%1690+%1405)= (5)熱損失 Qq：其他熱損失帶走的熱量一般約占總收入的 3～ 8%， 本設(shè)計(jì)計(jì)算取5%，即： Qq=Qs5%= 5%= (6)廢鋼吸熱 Qf:用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即： Qf=QsQgQrQxQbQq= 故廢鋼加入量 Wf為： Wf=[()+272+()]= 即廢鋼比為 = % ?? =% 熱效率 η= %1 0 0???熱收入總量 廢鋼物理熱爐渣物理熱鋼水物理熱= % 若不計(jì)算爐渣帶走的熱量時(shí)： 熱效率 η= %100??熱收入總量 廢鋼吸熱鋼水物理熱 =% 結(jié)果列出熱平 衡表 表 320 熱平衡表 收 入 支 出 項(xiàng)目 熱量 ∕kJ % 項(xiàng)目 熱量 ∕kJ % 鐵水物理熱 鋼水物理熱 元素氧化熱和成渣熱 爐渣物理熱 其中 C 氧化 廢鋼吸熱 Mn 氧化 爐氣物理熱 P 氧化 煙塵物理熱 Si氧化 渣中鐵珠物理熱 Fe 氧化 噴濺金屬物理熱 SiO2 成渣 輕燒白云石分解熱 P2O5 成渣 熱損失 煙塵氧化熱 爐襯中碳的氧化熱 合計(jì) 合 計(jì) AOD 轉(zhuǎn)爐平衡計(jì)算 物料平衡計(jì)算 在 AOD 轉(zhuǎn)爐中，其工藝過(guò)程有兩個(gè)階段：氧化期和還原期，分別計(jì)算如下。詳見(jiàn)表 319。 Tg=1536(65+5+30+25)6=1524℃ (式中： 、 、 和 分別為終點(diǎn)鋼水 C、 Mn 、 P 和 S 含量 ) Tz(出鋼溫度 )=1524+50+50+70=1694℃ (式中 50、 50 和 70 分別為設(shè)計(jì)計(jì)算出鋼過(guò)程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過(guò)程中的溫降和過(guò)熱度取值 ) Qg=[(152425)+272+(16941524)]= (2)爐渣物理熱 Qr：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得： Qr=[(169425)+209]= (3)爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx。 計(jì)算熱支出 Qz 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。 Qc=(75%56/724250+20%112/1606460)= (4)爐襯中碳的氧化熱 Q1：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳 量確定。 P2O5 4880= SiO2→ 2CaO Tt=1536(100+8+5+30+25)6=1103℃ Qw=100[(110325)+218+(13001103)]= (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 316)可以算出，其結(jié)果列于表 318。P2O5) 成渣反應(yīng) 693054 4880 CaCO3 CaCO3＝ (CaO)+{CO2} 分解反應(yīng) 169050 1690 MgCO3 MgCO3＝ (MgO)+{CO2} 分解反應(yīng) 118020 1405 表 317 溶入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值 元素 C Si Mn P S Al Cr N、 H、 O 鐵中的極限溶解度(%) 無(wú)限 35 無(wú)限 溶入 1%的元素對(duì) 鐵熔點(diǎn)的降低值 (℃ ) 65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 ∑=6 適用含量范圍 (%) ≤3 ≤ 15 ≤ ≤ ≤1 ≤18 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 C (C)+ 1/2{O2}＝ {CO} 氧化反應(yīng) 139420 11639 C (C)+{O2}＝ {CO2} 氧化反應(yīng) 418072 34834 Si (Si)+{O2}＝ (SiO2) 氧化反應(yīng) 817682 29202 Mn (Mn)+ 1/2{O2}＝ (MnO) 氧化反應(yīng) 361740 6594 P 2(P)+ 5/2{O2}＝ (P2O5) 氧化反 應(yīng) 1176563 18980 Fe (Fe)+ 1/2{O2}＝ (FeO) 氧化反應(yīng) 238229 4250 Fe 2(Fe)+ 3/2{O2}＝ (Fe2O3) 氧化反應(yīng) 722432 6460 SiO2 (SiO2)+2(CaO)＝ (2CaOK)–1 — — 表 316 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 組元 化學(xué)反應(yīng) △H∕kJ㎏ –1 218 272 209 209 209 — 液態(tài)或氣態(tài)平均熱容 ∕ kJ(㎏ 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需的基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度 (表 314)；物料平均熱容 (表 315)；反應(yīng)熱效應(yīng) (表 316)溶入鐵水中元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響 (表 317)；其他數(shù)據(jù)參照物料平衡取。 第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡 表 311 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→CO 2 Si Si→SiO 2 Mn Mn→MnO P P→ P2O5 S S→SO 2 S+CaO=CaS+O 合計(jì) 成渣量 表 312 加入廢鋼的物料平衡表 (以 100kg鐵水為基礎(chǔ) ) 收 入 支 出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 合計(jì) 合計(jì) 注： 計(jì)算誤差為： (－ )/ 100%=－ %。 即 Qg=100－ －［ (75%56/72+20%112/160)+1+6%］ =。 表 39 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量 /kg 體積 /m3 體積分?jǐn)?shù) /% C0 CO2 SO2 H2O O2 N2 合 計(jì) 注： 爐氣中 O2 的體積為： m3。解得 X=，所以 w(FeO) = %=， w(Fe2O3) = 5%=。 故石灰加入量為： [R∑w(SiO2)∑w(CaO)]/[w(CaO 石灰 )Rw(SiO2 石灰 )]=。 表 34 鐵水中元素的氧化產(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 C→CO C→CO 2 Si Si→SiO 2 入渣 Mn Mn→MnO 入渣 P P→P 2O5 入渣 S S→SO 2 S+CaO=CaS+O ① 入渣 Fe Fe→FeO 入渣 (見(jiàn)表 37) Fe→Fe 2O3 入渣 (見(jiàn)表 37) 合計(jì) 成渣量 注： ① CaO 還原出的氧量；消耗的 CaO 的量： kg. 表 35 爐襯蝕損的成渣量 爐襯蝕損量 (據(jù)表 33) 成渣組分 氣態(tài)產(chǎn)物 耗氧量 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CO CO2 CO CO2 合計(jì) 表 36 加入溶劑的成渣量 類別 加入量 /kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產(chǎn)物 /kg CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 螢石 生白云石 石灰 合 計(jì) 成 渣 量 注： 石灰加入量計(jì)算如下 :由表 34～ 36 可知，渣中已含 (CaO)=， 渣中已含(SiO2)=?？傇考捌涑煞秩绫?37 所示。 第一步：計(jì)算脫氧合金化前的總渣量及其成分 總渣量包括鐵水中元素氧化、爐襯蝕損量和加入熔劑的成渣量。各項(xiàng)數(shù)據(jù)如下列表 ： 表 31 鋼水、鐵水、廢鋼、和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定 成分含量 /% C Si Mn P S 鋼種 304 設(shè)定值 ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 鐵水設(shè)定值 廢鋼設(shè)定值 終點(diǎn)鋼水設(shè)定值 痕跡 注： [C]和 [Si]按實(shí)際生產(chǎn)情況?。?[Mn]、 [P]、 [S]分別按鐵水中相應(yīng)成分含量的 30%、 10%和60%留在鋼水中。更由于吹氬促 進(jìn)鋼液中碳的進(jìn)一步氧化，在吹氬階段，鋼液含碳量更進(jìn)一步降 。 (2) 吹氬 ——氧混合氣體階段：由于氣泡中含有氬氣，降低 CO 的分壓力，因而改變了原來(lái)的 CO 平衡關(guān)系，促使脫碳反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行 其結(jié)果是使鋼液含碳量進(jìn)一步降低。 (1)吹氧階段 ：吹煉初期，鋼液含碳量較高，吹氧脫碳反應(yīng)順利進(jìn)行。 AOD 爐的主要工藝特點(diǎn)如下 : (1) 可以用廉價(jià)的高碳鉻鐵和全部返回廢鋼，使冶煉成本大大降低； (2) 采用電爐 、 AOD 爐雙聯(lián)工藝冶煉不銹鋼，電爐只承擔(dān)熔化任務(wù)，因而可大大提高電爐生產(chǎn)率； (3) 可以順利生產(chǎn)電爐難以冶煉的超低碳 (含 C%)不銹鋼，能保持較高的鉻的回收率； (4) 鋼質(zhì)凈化好，質(zhì)量明顯提高； (5) 降低 電能消耗，節(jié)省電極，減少原材料消耗； (6) 由于在大