炼钢课程设计讲稿-第二章.ppt

1、炼钢厂设计原则，第二章氧气转炉物料平衡和热量平衡的计算，收入项目：首先，炼钢原料，如铁水和废钢，应在喷吹前加入炉内，然后降低喷枪吹氧，造渣原料，如石灰、萤石、白云石、铁皮或矿石等。应同时添加，并且在吹炼过程中应将炉衬侵蚀并剥离至炉内。支出：吹完后，炉气先从炉口出来，炉气中有烟尘，吹时会产生一些飞溅，产生炉渣，炉渣中有铁珠，最终得到钢水。还有其他费用。通过以上分析，我们可以定义转炉的物料平衡和热量平衡：所谓物料平衡是计算加入炉内参与炼钢过程的所有物料与炼钢过程中生产的产品之间的平衡关系。它是物质不灭定律在炼钢过程中的具体应用。所谓热平衡就是计算炼钢过程中热量收支的平衡关系。它是能量守恒定律在炼钢

2、过程中的具体应用。计算物质平衡和热量平衡的意义是什么？在炼钢设计和组织炼钢生产的过程中，我们经常被问到一些我们需要回答的“量”的问题：碳、硅、锰、磷、硫、铁、炉气、炉渣、钢水、铁水、矿石、一氧化碳90%、二氧化碳10%、炉气、炉渣、炉渣等。CaF等。炉衬、炉气、碳、氧化钙等。炉渣、白云石、炉气、烧尽、CaO等。炉渣、石灰、炉气、烧尽、CaO等。计算炉渣中的FeO 10% Fe2O3 5%、总炉渣中的铁含量、烟灰、游离氧、N2、总炉气、总钢水、氧气、氧气、氧气、炉渣中的铁珠、喷溅铁、氧气100千克、1千克、0.5千克、0.5千克、3千克，根据碱度计算，1.6千克、1千克、1千克、3千克表22原料

3、成分、表24平均比热、表25铁水中元素的放热氧化，(6)反应热2)金属中碳的氧化，其中90%的碳被氧化成一氧化碳，10%的碳被氧化成二氧化碳；3)溅铁损失为铁水量的1%；4)炉气和烟尘量，取炉气平均温度1450。炉气中的游离氧含量为0.5。烟尘量为铁水量的1.6%，其中FeO=77%，Fe2O 3=20%；5)炉衬侵蚀量为铁水量的0.5倍；6)氧气成分，98.5O2，1.5N2. (7)根据国内同类转炉实测数据选择；根据铁水成分、原料质量和冶炼钢种，采用单渣不留渣操作。为了简化计算，以100公斤铁水为计算基础。2.2物料平衡的计算，(1)炉渣数量和成分的计算炉渣来自金属元素的氧化产物、造渣剂和

4、炉衬侵蚀。1)铁水中各元素的氧化量，表26铁水中各元素的氧化量，*终点钢水的成分是根据国内同类型转炉生产的Q235钢的实际数据选取的，其中：si:在碱性氧气转炉炼钢过程中，铁水中的硅几乎全部被氧化，二氧化硅随其他物料一起进入渣中，所以终点钢水中的硅含量是微量的。磷：低磷铁水用于操作，炉料中约85.95%的磷进入炉渣。在这个计算中，铁水中90%的磷进入炉渣，10%留在钢中。Mn:终点钢水中残留锰含量，一般为铁水中锰含量3040，取30。s:脱硫率，一般在3050左右，取33。c:终点钢水含碳量，基于冶炼钢的含碳量与预计脱氧剂的碳增量之差。这个计算需要0.15%。表27铁水中各种元素的氧化产物量。

5、矿石加入量为1.00/100公斤铁水，其成分和重量见表28。2)矿石添加量及成分，表28矿石添加量及成分，萤石添加量为0.5/100kg铁水，其成分及重量，3)萤石添加量及成分，表29萤石添加量及成分，炉衬侵蚀量为0.50公斤/100公斤铁水，其成分及重量见表2-9。4)炉衬的侵蚀重量和成分，*被侵蚀的炉衬中碳的氧化与金属中碳对一氧化碳和二氧化碳的氧化比率相同。也就是说，CCO 0.02590(/120.053千克，CO2 0.02510 b/120.009千克，其耗氧量：0.053 42/120.030千克，0.053 16/28，0.007千克，总耗氧量为0.030 0 0.0070.03

6、7千克，表210显示了炉衬的侵蚀重量如果炉渣中的氧化镁含量在6经试算，原白云石的加入量为3.00公斤/100公斤铁水，其成分及重量；5)原料白云石的添加量和组成；*燃耗是指原料白云石(碳酸镁)分解后产生的气体。6)石灰添加量、转炉终渣碱度、铁水中硅氧化的二氧化硅量为1.821。炉衬带入的二氧化硅量为0.010。矿石中二氧化硅的含量为0.056。萤石带来的二氧化硅量为0.030。白云石带来的二氧化硅量为0.0141.8210.0100.0560.0300.0141.931千克。白云石带来的CaO量0.925炉衬带来的CaO量0.270矿石带来的CaO量0.010铁水中硫造渣消耗的CaO量0.01

7、4矿石中硫造渣消耗的CaO量0.002 0.925 0.270 0 0.010-0.014-0.0021.189千克、表212石灰成分和重量，*硫以硫(CaO)=氧的形式反应，其中消耗的氧化钙量为0.00456/32=0.007。对于低磷铁水，参照国内同类转炉的相关数据，取冶炼BD3钢的最终渣； 7)测定最终氧化铁，(Fe2O3)=5%，(FeO)=10%，由铁水、矿石、炉衬、萤石、白云石和石灰形成的炉渣成分为：(CaO MgO SiO2 P2O5 MnO Al2O3 CaF2 CaS)，其重量为：表213中最终炉渣的量和成分，表213中不含(Fe2O3)和(FeO)的炉渣重量为(CaO Mg

8、O SiO 2 p2o 5 MnO al2o 3 caf 2 CaS)7.136 0.903 2.003众所周知=15%，炉渣中其它组分之和为100-15=85，所以炉渣的重量，因此，可以看出：(FeO)重量=13.56210%=1.356千克铁水消耗重量=1.35656/72=1.055千克(Fe2O3)重量=13.5625%=0.678千克铁水消耗重量=0.678112/160=0.440(2)矿石和煤烟中的铁和氧含量。假设矿石中的所有FeO都被还原为铁，矿石携带的铁的量为=1.00(29.4056/7261.80112/160)=0.661千克，矿石携带的氧为=1.00(29.4016/

9、7261.8048/160)=0.251千克，那么烟灰的铁消耗量为=1.60(7756/7220112/12) 原料产生的炉气包括：一氧化碳=铁水氧化产生的一氧化碳，炉衬氧化产生的一氧化碳，碳=8.6100.053=8.663千克二氧化碳=将炉衬碳氧化成二氧化碳产生的石灰苛性钠的重量白云石苛性钠=1.5030.0091.4340.2893.235千克二氧化硫在铁水中的气化，0.008千克H2O蒸汽矿石这些都是重量，需要换算成体积。 炉气的成分、重量和体积见表2-14和表214。众所周知，氧的组成是98.50O2和1.50N2，炉气中游离氧的体积比为0.50。设置：炉内气体总体积如下：X X=气

10、体体积和元素燃烧产生的水蒸气体积；游离氧体积；氮气体积；元素燃烧产生的气体和水蒸气体积=coco 2so 2h2o=(6.925 1.647 0.003 0.019)=8.594 m3；炉气中的游离氧体积：0.50倍N2气体体积=总氧量1.50=(反应消除)耗氧量体积游离氧体积)/98.5% 1.50=(铁水、粉尘、炉衬、萤石、矿石-石灰-石灰的耗氧量)(22.4/32)0.50倍/98.5% 1.50=(7.787 0.370 0.037 0.004-0.251-0.01)98.5% 1炉气中游离氧的重量为0.04432/22.4=0.063千克，炉气中氮气的体积为0.0850.0088.7

11、230.0847立方米，炉气中氮气的重量为0.084728/22.4=0.106千克，(4)耗氧量的计算，元素氧化耗氧量为7.787千克，烟尘中铁氧化耗氧量为0.370千克矿石分解带入的氧气0.251千克，石灰中硫还原的氧气0.002千克，氧气的实际消耗重量为： 7.787 0.370 0.037 0.004 0.063 0.105-0.251-0.0028.113千克，转化为8.11322.4/32=5.68 Nm3/100千克，或56.8 Nm3/吨熔融(5)钢水量计算：铁水中氧化铁7.037公斤，烟尘中铁损失1.182公斤，渣中铁珠损失13.55781.080公斤，喷溅铁损失1.000公

12、斤，矿石带入铁0.661公斤。钢水重量(产量)为100-(7.0371.1821.0801.000)0.66190.36公斤，(6)物料平衡表，表1)铁水的物理热，铁水的熔点为1536(c0si % 8mn % 5p 0s %)7=1536(4.25100 0.858 0.585 0.1530 0.03725)7 1089，其中100、8、5、30和25分别是c、si、mn和p7是被气体O、H和N还原的铁水的熔点值；1536是纯铁的熔点。铁水的物理热为1000.745(108925)2180.837(12501089)114544 kJ，CCO 3.6910949.1=40402 kJ CCO

13、 2 0.41034521=14154 kJ SisiO 2 0.85028314=24067 kJ MnO 0.4107020.3，总热量收入为=114544 98646.9 6455.7 219646.6千焦注：炉衬中的碳和萤石中的磷几乎没有氧化放热，因此忽略不计。(2)热消耗项目1)钢水的物理热，钢水的熔点1536(0.1565 0.175 0.01530 0.02525)71517，其中65、5、30和25是钢中的碳、锰、磷和硫元素增加1时的递减值。确定出钢温度的过热度为：连续普碳钢一般为2040，取30。从吹氩到中间包浇注的5分钟内钢水的温降取为50。吹氩和调温过程中的温降取10。从出料到搅拌的温度降取为11。出钢过程中的温降一般为4050，取40。因此，出钢温度、熔点、钢水过热度、出钢温度、出钢和搅拌前的温度下降、吹氩和温度调节期间的温度下降，1517 30 40 11 50 1658。然后，钢水的物理热为90.360