《物料平衡和热平衡》PPT课件

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1、6物料平衡和热平衡转炉物料平衡与热平衡示意图项目二任务46物料平衡和热平衡兑铁水加废钢氧气造渣料－－－钢水炉渣炉气－－－项目二任务4前言物料平衡热平衡定义：是计算炼钢过程中加入炉内和参与炼钢过程的全部物料（如铁水、废钢、渣料和被浸蚀的炉衬等）与炼钢过程的产物（如钢液、熔渣、炉气、烟尘等）之间的平衡关系。定义：是计算炼钢过程的热量收入和热量支出之间的平衡关系。物料平衡和热平衡计算的原理氧气转炉炼钢过程的物料平衡和热平衡计算也是建立在物质不灭和能量守恒的基础上的。它是根据供给转炉内或参与炼钢过程的全部物质数据和全部产物数据，依据炉内的反应，进行物质质量和热能分配的平衡物料平衡和

2、热平衡计算的意义通过计算，可以定量地掌握冶炼工艺的重要参数，可以为设计选用和校核转炉设备，制定转炉操作工艺，建立自动控制模型提供参考数据。通过计算、分析和比较物料平衡与热平衡的各项收支情况，结合炼钢生产实际，并与好的生产炉次加以对比，可以从中找出薄弱环节，明确提高产量、降低消耗和节约能源的方向。计算的方案●一种是为了设计转炉及其供氧设备，或者炼钢车间而进行的计算●另一种是为了改善和效核已投产的转炉冶炼工艺参数、设备适应性能，或者采用新技术等而由实测数据进行的计算6-1-1原始数据的选取6-1转炉设计中物料平衡和热平衡计算6-1-1-1原材料成分原料CSiMnPS温度/℃铁水

3、废钢4.2400.180.840.200.580.420.1500.0220.0370.024125025表6-1铁水废钢成分（w/%）表6－2渣料和炉衬材料成分（w/%）种类CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3烧减H2OC石灰91.02.02.01.50.05////3.45/矿石1.04.610.421.100.071.5/29.461.8/0.50萤石/6.00.481.780.090.4489.0.0///2.00白云石55.03.033.03.0////1.05.0/炉衬54.02.0381.0//////5.0项目固态平均质量热容／kJ．（

4、kg．C）-1熔化潜热／kJ．Kg-1液态或气态平均质量热容／kJ．（kg．C）-1生铁0.744217.4680.8368钢0.699271.960.8368炉渣209.201.247炉气1.136烟尘1.000209.200.996矿石1.046209.20表6－3各材料的比热容表6－4炼钢温度下的反应热效应反应式△H／kJ．Kg-1C+1/2O2=CO（气）10940C+O2（气）=CO2（气）34420［Mn］＋1/2O2（气）=MnO（液）7020［Si］+O2（气）=SiO2（液）283142［P］+5/2O2（气）＝P2O5189232［Fe］+3/2O2（气

5、）=Fe2O3(液)6670［Fe］+1/2O2（气）=FeO(液)4020SiO2（固）+2CaO(固)=2CaO．SiO2（固）2070P2O5+4CaO=4CaO．P2O5（液40206-1-1-2假设条件（1）渣中金属铁珠量占渣量的8％；（2）喷溅损失占铁水量的1％；（3）金属料中碳总量的90％氧化生成CO，10％生成CO2；（4）烟尘量为铁水量的1.6％，其中，；（5）进入炉渣的耐火材料量为铁水量的0.5％；（6）炉气平均温度为1450℃，自由氧含量为0.5％（体积比）。（7）氧气成分：98.5％氧气，1.5％氮气。6-1-1-3冶炼钢种化学成分w/%CSiMnP

6、S0.14~0.220.12～0.300.40～0.65≤0.045≤0.040表6－5Q235B的规格成分CompanyLogo炉渣量及成分计算1冶炼中的吹损计算2实际氧气消耗量计算3炉气成分和数量计算4编制物料平衡表56-1-2物料平衡计算6-1-2-1炉渣量及成分计算元素氧化量（表6－6）各元素耗氧量及氧化产物量（表6－7）各渣料成分计算矿石萤石白云石石灰炉渣浸蚀量渣中铁氧化物终渣项目CSiMnPS铁水4.240.850.580.1500.037钢水0.1400.170.0150.025氧化量4.100.850.410.1350.012表6－6各元素的氧化量（w/%）

7、A元素氧化量（表6－6）B各元素耗氧量及氧化产物量（表6－7）元素反应及产物氧化量／Kg耗氧量，Kg氧化产物量，KgSiSi+O2=SiO20.850.9721.82MnMn+1/2O2=MnO0.410.1190.529CC+1/2O2=CO4.10×90％＝3.694.828.61CC+O2=CO24.10×10％＝0.411.0941.403P2P+5/2O2=P2O50.1350.1740.309SS+O2=SO20.012×1/3＝0.0040.0040.008①SS+CaO=CaS+O0.012－0.0