【正文】 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）=（2CaO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(diǎn)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/g表 2—17 總物料平衡表 收 入 支 出項(xiàng)目 重量（kg） % 項(xiàng)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(jì) 合計(jì) *可以近似認(rèn)為（+）之氧量系出鋼時(shí)鋼水二次氧化帶入計(jì)算誤差：（） / = % 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù) 計(jì)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(diǎn)的影響（表 2—21） 。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—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(jì) Al % 100%= Mn %20%=0.0004* %80%= Si %25%= %75%= P %=*S %=*Fe %=硅鐵合計(jì) 總計(jì) *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(dá)到設(shè)定值。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。第六步：計(jì)算脫氧和合金化后的物料平衡。 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(shí)的物料平衡表收 入 支 出項(xiàng) 目 質(zhì)量（kg） % 項(xiàng) 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(jì) 合 計(jì) 注：計(jì)算誤差為（ ）/100% = %第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡。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(jì) *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(jì)算脫氧和合金化前的鋼水量。本計(jì)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。本計(jì)算中，其值 為 + + + = m3 ； Gs ——不計(jì)自由氧的氧氣消耗量，kg?，F(xiàn)計(jì)算如下。表 2—8 總渣量及其成分爐渣成分 CaO SiO2 MgOAl2O3MnOFeO Fe2O3CaF2 P2O5 CaS 合計(jì)元素氧化成渣量（kg）006①6②013石灰成渣量（kg）37303792爐襯侵蝕成 渣量（kg） 4 9 6 4 5 8生白云石成渣量（kg）10055螢石成渣量（kg）283880515總渣量（kg）942706202143* %73 100.00*總渣量計(jì)算如下：因?yàn)楸?2—8 中除（FeO ）和（Fe 2O3）以外的渣 為：+++++++=，而終渣∑（FeO ）=15%，故 總渣量為 =①（FeO）量=%=②（Fe2O3）量=5%= 表 2—9 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2—5）鐵水中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量（表 2—5）爐襯中碳氧化耗氧量（表2—6）石灰中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量（表 2—7）煙塵中鐵氧化耗氧量（表2—4）爐氣中自由氧耗量（表 2—10） +*=合計(jì) 合計(jì) *為爐氣中 N2 之重量，詳見表 210 爐氣中含有 CO、CO O N SO 2 和 H2O。*2 為（石灰中 CaO 含量）（石灰中 S CaS 自耗的 CaO 量）。 表 2—5 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] {CO} 90%= [C] {CO2} 10%= Si [Si] (SiO2) 入 渣Mn [Mn] （MnO） 入 渣P [P] (P2O5) 入 渣[S] {SO2} 40%1/3 = S[S]+(CaO)=(CaS)+(O) 40%2/3 = * (CaS) 入 渣 [Fe] (FeO) 56/72 = 入渣(見表2—8)Fe [Fe] (Fe2O3) 112/160 = 入渣(見表2—8)合計(jì) 成渣量 入渣組分之和*由 CaO 還原出的氧量；消耗的 CaO 量=56/32= 表 2—6 爐襯蝕損的成渣量 成渣組分（kg） 氣態(tài)產(chǎn)物（kg） 耗氧量（kg）爐襯蝕損量（kg）CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C CO C CO2 C CO，CO 2（據(jù)表 2—4）4 14%90%28/12=14%10%28/12=14%（90%16/12+10%32/12）= 合計(jì) 表 2—7 加入熔劑的成渣量成渣組分（Kg ） 氣態(tài)產(chǎn)物（Kg）類別加入量（kg） CaO MgO SiO2 Al2O3Fe2O3P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2螢石（據(jù) 表 2—4）238885105生白云石（據(jù) 表 2—4）00055石灰*1 3*3370379792*3合計(jì) 51531200242成渣量 *1 石灰加入量計(jì)算如下：由表 2—5~2—7 可知，渣中已含的（CaO）=+++=；渣中已含（SiO 2）=+++=。 氧氣實(shí)際消耗量系消耗項(xiàng)目與供入項(xiàng)目之差，詳見表 2—9?？傇考捌涑煞秩绫?2—8 所示。 總渣量包括鐵水中元素氧化、爐襯蝕損和加入熔劑的成渣量。 本計(jì)算設(shè)定的冶煉鋼種為 Q235B 物料平衡基本項(xiàng)目 收入項(xiàng) 支出項(xiàng) 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 熔劑（石灰、螢石、輕燒白云石） 煙塵 氧氣 渣中鐵珠 爐襯蝕損 爐氣 鐵合金 噴濺表 2—2 原材料成分 成分 （%）類別CaO SiO2MgO Al2O3Fe2O3CaF2P2O5 S CO2 H2O C 灰分揮發(fā)分 成分（%）類別 C Si Mn P S 鋼種 Q235B 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* 石 灰 88.0000000640 螢 石 0000088.00000生白云石 36.40025.60036.20 爐 襯 0078.800014.00 焦 炭 881.5012.402 （續(xù)）表 2—2 原材料成分 名 稱 C Si Mn P S Fe碳素廢鋼 余量煉鋼生鐵 余量 表 2—3 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母） 成分（%）