文档介绍：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4
6 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
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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
C
Si
Mn
P
S
温度/℃
铁水
废钢

1250
25
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
CaO
SiO2
MgO
Al2O3
S
P
CaF2
FeO
Fe2O3
烧减
H2O
C
石灰

/
/
/
/

/
矿石

/

/

萤石
/

/
/
/

白云石

/
/
/
/

/
炉衬

38

/
/
/
/
/
/

项目
固态平均质量
热容/kJ.()-1
熔化潜热
/-1
液态或气态平均质量
热容/kJ.()-1
生铁

钢

炉渣

炉气

烟尘

矿石

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/-1
C+1/2O2=CO(气)
10940
C+O2(气)=CO2(气)
34420
[Mn]+1/2O2(气)=MnO(液)
7020
[Si]+O2(气)=SiO2(液)
28314
2[P]+5/2O2(气)=P2O5
18923
2[Fe]+3/2O2(气)=Fe2O3(液)
6670
[Fe]+1/2O2(气)=FeO (液)
4020
SiO2(固)+2CaO(固)=2 CaO .SiO2(固)
2070
P2O5+4CaO= 4CaO .P2O5(液
4020
6-1-1-2 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)%,其中,;
(5)%;
(6)炉气平均温度为1450℃,%(体积比)。
(7)氧气成分:%氧气,%氮气。
6-1-1-3 冶炼钢种
化学成分 w/%
C
Si
Mn
P
S
~
~
~
≤
≤
表6-5 Q235B的规格成分