炼钢厂课程设计155t转炉.doc

安徽工业大学第一部分 转炉物料平衡和热平衡计算（一） 原始数据（收集或给定）一、铁水成分和温度表1-1成分CSiMnPSC% 4.100.550.580.110.0371270刚中[Ｐ、Ｓ]影响渣质,喷溅和炉容比,[Si]影响炼铁焦比和转炉废钢加入量(目前要求[Si]<0.55%)二、原材料成分（参[2] 、[4]、规程及[6]166）表1-2%CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3烧碱H2OC灼减∑活性石灰91.081.661.541.220.054.44100矿石1.005.610.521.100.0729.461.80.50100萤石6.000.581.780.090.5589.02.00100轻烧白云石60.840.4032.500.680.020.015.55100炉衬5.003.0076.002.0014 100三、冶炼钢种和废钢成分表1-3%CSiMnPS钢种BD30.14~0.220.12~0.300.40~0.65≤0.035≤0.035废钢取BD3中线0.180.200.520.0220.025四、平均比热表1-4材料kj/kg·C（固体）kj/kg(溶化)kj/kg· C( 气，液态)生铁0.7452180.837钢0.6992720.837炉渣2091.248炉气1.137烟尘0.996209矿石1.046209五、反应热效率（认为25℃与炼铁温度下两者数值近似）表1-5反应式kj/kg· molkj/kg分子量C +O2=CO131365.010949.1C 12C+O2=CO2414481.734521.0C 12Si+O2=SiO2795023.628314.0Si 282P+O2=P2O51172078.618922.6P 30.97Mn+O2=MnO384959.07020.3Mn 54.92Fe+O2=Fe2O3822156.07340.7Fe 55.82CaO+SiO2=2CaO·SiO2124600.42071.1SiO2 60.14CaO+P2O5=4CaO·P2O5690414.95020.8P2O5 142*参氧气转换炉炼钢原理（美）,冶金工业出版社74年版75页六、有关参数的选用1、 渣中铁珠占渣重的8%；2、 金属中90%[C] →CO 10%[C]→CO2;3、 喷溅铁损占铁水量的1%；4、 炉气平均温度1450℃；含自愿氧0.5%；烟尘量占铁水量的1.6% 其中有77%FeO和20%Fe2O3;(作课程设计时刻改为；烟尘量占铁水量的1.16%。

参[4]31)5、 炉衬侵蚀占铁水量的0.5%；6、 氧气成分为98.5%O2和1.5%N；（作课程设计时可改为：99.5%O2和0.5%N2，参[4]31）二） 物料平衡计算 由铁水成分冶炼钢种可选用单渣发不留渣的操作 为简化计算，物料平衡以100kg铁水为计算基础一、 炉渣量及炉渣成分的计算炉渣来自元素的氧化，造渣材料和炉衬侵蚀等1. 铁水中各元素的氧化量%表1-6%CSiMnPS备注铁水4.100.550.580.1100.037贴水温度1281℃终点钢水0.15—0.170.010.025实测氧化量3.950.550.410.10.012转入表1-7说明：[Si]——碱性渣操作时终点[Si]量为痕迹；[P]——单渣发去磷约90%（±5%）；[Mn]——终点余锰量约30~40%，这里实测为30%；[S]——转炉去硫约30~50%，这里取40%；[C]——终点碳与钢种及磷量有关，要求出钢后加铁合金增碳的量能满足钢的规格中限，即：[C]终点=[C]中限—[C]增碳 这里取[C]终=0.15%,可满足去磷保碳与增碳两个条件2、铁水中各元素的氧化量，耗氧量和氧化产物量的计算表1-7元素 反应式元素氧化（kg）消耗 （kg）氧化产物（kg）备注C[C] +O2=CO3.95×90％=3.5553.555×=4.743.555×=8.295C[C] +O2=CO23.95×10％=0.3950.395×=1.0530.395×=1.448Si[Si]+O2=(SiO2)0.550.55×=0.6290.55×=1.179Mn [Mn]+ O2=（MnO）0.410.41×=0.1190.41×=0.529P 2[P]+O2=（P2O5）0.10.1×=0.1290.1×=0.229S[S]+O2=SO20.012×=0.0040.004×\=0.0040.004×=0.008设为气化去硫S[S]+(CaO)=(CaS)+[O]0.012-0.004=0.0080.008×（—）=—0.0040.008×=0.018①-0.004表还原出[O]量②[S]消耗CaO量=0.008×=0.014Fe[Fe]+O2=(FeO)1.0551.055×=0.3021.356见表1-13及说明Fe 2[Fe]+O2=(Fe2O3)0.4750.475×=0.2030.678见表1-13及说明共计6.5527.1793.造渣剂成分及数量：（选自国内有关生产炉）1）矿石成分及重量的计算（1.0kg矿石/100kg铁水）表1-8矿石成分重量（kg）矿石成分重量(kg)Fe2O31.0×61.8％=0.6180MgO1.0×0.52％=0.005FeO1.0×29.4％=0.2940S1.0×0.07％=0.001SiO21.0×5.61％=0.0561H2O1.0×0.50％=0.005CaO1.0×1.00％=0.0100共计1.000Al2O31.0×1.1％=0.0110S*:反应式为[S]+( CaO)= (CaS)+[O] 其中：(CaS)重为0.001×=0.002[㎏][S]消耗（CaO) 重为0.001×=0.002[㎏][O]微量，可不计。

2）萤石成分及重量的计算（0.5㎏萤石／100㎏铁水）表1—9:P*反应式为 2[P]+5/2O2=(P2O5)萤石成分重量（㎏）萤石成分重量（㎏）CaF20.5×89.0%=0.445P*0.5×0.55%=0.0028SiO20.5×6%=0.030S**0.5×0.09%=0.0004Al2O30.5×1.78%=0.0089H2O0.5×2.00%=0.010MgO0.5×0.58%=0.0029共计0.500其中：(P2O5)重为0.0028×=0.007[㎏](P)消耗O重为0.0028×=0.004[㎏][O]微量，可不计3）炉衬侵蚀成分及重量的计算（0.5㎏炉衬／100㎏铁水）表1—10C*:其中 90%C→CO 0.07×90%×=0.147[㎏]炉衬成分重量（㎏）炉衬成分重量（㎏）CaO0.5×5.00%=0.025Al2O30.5×2.00%=0.01MgO0.5×76.00%=0.38C*0.5×14.00%=0.07SiO20.5×3.00%=0.015共计0.50010%C→CO2 0.07×10%×=0.026 [㎏] 消耗O2 ： 0.147×=0.084[㎏] 0.026×=0.0189[㎏]炉衬中C共消耗O2重 0.103[㎏]4）轻烧白云石成分及重量的计算（3.0㎏轻烧白云石／100㎏铁水）表1—11成分重量（㎏）成分重量（㎏）CaO2.0×60.84%=1.2168SiO22.0×0.40%=0.008MgO2.0×32.5%=0.71灼减2.0×5.55%=0.1665Al2O32.0×0.68%=0.0136共计2.0*加入轻烧白云石后经炉渣成分计算，应满足MgO=8～12%范围（见表1—13），目的是可以提高炉衬抗熔渣的侵蚀能力，提高炉龄。

*烧碱是指轻烧白云石或石灰中未分解的CO2及其重量5）活性石灰成分及重量的计算（5.319㎏石灰/100㎏铁水）表1—12活性石灰成分重量（㎏）石灰成分重量（㎏）CaO5.319×91.08%=4.845Al2O35.319×1.22%=0.065SiO25.319×1.66%=0.088S*5.319×0.06%=0.003MgO5.319×1.54%=0.082烧碱5.319×4.44%=0.236共计5.319说明：石灰加入量计算如下：取终渣碱度R=% CaO/%SiO2=3.5 (参炼钢原理P167图5—19)你式中 Σ(SiO2) = (铁水+炉衬+矿石+萤石+轻烧白云石)中带入 =（1.179+0.015+0.0561+0.03+0.012） =1.797[㎏]参表：（1—7、1—8、1—9、1—10、1—11）Σ(CaO ) = (轻烧白云石+炉衬+矿石—铁水[S]消耗—矿石[S]消耗) =（1.8252+0.025+0.01-0.0141-0.002） =1.8441[㎏]参表：（1—7、1—8、1—9、1—10、1—11）∴ Q石灰==5.213[㎏]S*:反应式为[S]+( CaO)= (CaS)+[O] 其中：生成(CaS)重:0.00319×=0.007178[㎏]还原[O]: 0.00319×=0.001595[㎏]消耗（CaO）量：0.00319×=0.00558[㎏]6）.终渣Σ(FeO)的确定取R=3.5及Σ(FeO)=15%时可满足终点钢水中[P]=0.015%的要求(参表1—6及炼钢原理P167图5—19)这里取Σ(FeO)= (%FeO) +0.9（%FeO) =15%取（Fe2O3）/Σ(FeO)= 。

故（Fe2O3）=5%。