二 物料平衡与热平衡计算

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1、二物料平衡与热平衡计算2.1物料平衡分析及准备2.1.1原始数据基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表2-1）；原材料成分（表2-2）；炉料中元素烧损率（表2-3）；合金元素回收率（表2-4）；其他数据（表2-5）。表2-1、冶炼钢种及其成分钢种成分备注CSiMnPSCrFeGCr150.95-1.050.15-0.350.20-0.40≤0.027≤0.0201.30-1.65余量氧化法冶炼表2-2、原材料成分（%）名称CSiMnPSCrNiAlFeH2O灰分挥发分碳素废钢0.180.250.550.0300.03098.96

2、炼钢生铁4.200.800.600.2000.03594.17FeMn6.600.5067.800.2300.13024.74FeSi73.000.500.0500.0302.5023.92SiMn1.6520.5063.200.0650.04514.54FeCr4.350.400.0350.04567.3027.87Al98.501.50焦炭81.500.5812.405.52电极99.001.00名称CaOSiO2MgOAl2O3CaF2Fe2O3CO2H2OP2O5S石灰88.002.502.601.500.504.64

3、0.100.100.06萤石0.305.500.601.6088.001.501.500.900.10铁矿石1.305.750.301.4589.771.200.150.08火砖块0.5560.800.6036.801.25高铝砖1.256.400.1291.350.88镁砂4.103.6589.500.851.90焦炭灰分4.4049.700.9526.2518.550.15电极灰分8.9057.800.1033.10表2-3、炉料中元素烧损率成分CSiMnPS烧损率熔化期30856545可以忽略/%氧化期0.06①全部烧损

4、200.015②27①按末期含量比规定下限低0.03～0.1%（取0.06%）确定（一般不应低于0.03%的脱碳量）；②按末期含量0.015%来确定。表2-4、合金中元素的回收率合金材料加入时间回收率/%CSiMnCrAlFeMn还原初期10010096出钢前10010098FeSi还原初期651000还原后期9510060FeCr还原初期10010096Al还原初期预脱氧0还原后期终脱氧40Fe-Si粉还原期扩散脱氧501000Al粉还原期扩散脱氧0表2-5、其他数据名称参数配碳量比钢种规格中限高0.7%，即达1.11%熔化

5、期脱碳量30%，即1.11%*30%=0.333%kg电极消耗期5Kg/t(金属料）：其中熔化期占60%，氧化期和还原期各占20%炉顶高铝砖消耗量1.5Kg/t(金属料）：其中熔化期占50%，氧化期占35%，还原期占15%炉衬镁砖消耗量5kg/t(金属料）：其中熔化期占40%，氧化期和还原期各占30%融化期和氧化期所需要氧量50%来自氧气，其余50%来自空气和矿石氧气纯度和利用率99%，余者为N2,氧利用率为90%焦炭中碳的回收率75%（系指配料用焦炭）碳氧化产物均按70%生成CO、30%生成CO2考虑烟尘量按8.5Kg/t(

6、金属料)考虑2.1.2物料平衡基本项目收入项有：废钢、生铁、焦炭、石灰、矿石、萤石、电极、炉衬镁砖、炉顶高铝砖、火砖块、铁合金、氧气和空气。支出项有：钢水、炉渣、炉气、挥发的铁、焦炭中挥发分2.2熔氧期平衡物料平衡计算以100kg金属炉料（废钢+生铁）为基础，按工艺阶段——熔化期、氧化期和还原期分别进行计算，然后汇总成物料平衡表。2.2.1熔化期计算（1）确定物料消耗量：1）金属炉料配入量。废钢和生铁按85kg和15kg搭配，不足碳量用焦炭来配。其结果列于表3-6。计算用原始数据见表3-2和3-5。2)其他原材料消耗量。为了提

7、前造渣脱磷，先加入一部分石灰（20kg/t（金属料））和矿石（10kg/t（金属料））。炉顶、炉衬和电极消耗量见表3-5。表3-6炉料配入量名称用量/kg配料成分/kgCSiMn废钢850.1530.21250.4675生铁150.630.120.09焦炭0.1910.11674875　　合计100.1910.899748750.33250.5575考虑到碳烧损率为25%，所以标记处C配入量为：0.1555665*（1-25%）=0.11674875（2）确定氧气和空气消耗量：耗氧项包括炉料中元素的氧化，焦炭和电极中碳的氧化；

8、而矿石则带来部分氧，石灰中CaO被自身S还原出部分氧。详见表3-7。根据表3-5中的假设，应由氧气供给的氧气为100%，即2.239kg。由此可求出氧气实际消耗量。详见表3-8。上述1）+2）便是熔化期的物料收入量。表3-7净耗氧量(以O为状态)的计算项目名称元素反应产物元素