化工原理课程设计说明书-120t氧气顶吹转炉物料平衡与热平衡计算.docx

1)铁水成分及温度
表1-1 铁水成分及温度
成分
W(C)
W(Si)
W(Mn)
W(P)
W(S)
温度℃
含量%





1250
2)原材料成分
表1-2 原材料成分
成
分
%
种
类
石灰
矿石
萤石
白云石
炉衬
W(CaO)/%




w(SiO2)/%





w(MgO)/%





w(Al2O3)/%





w(S)/%



w(P)/%

w(CaF2)/%

w(FeO)/%

w(Fe2O3)/%

烧减/%


w(H2O)/%


w(C)/%






3)冶炼钢种及成分
表1-3 冶炼钢种(Q235)成分
成分
W(C)
W(Si)
W(Mn)
W(P)
W(S)
含量/%
≤
≤
~
≦
≦
4)平均比热容
表1-4 原料平均比热容
项目
固态平均比热
KJ/(kg•℃)
熔化潜热
KJ/kg
液态或气态平均比热容
KJ/(kg•℃)
生铁

218

钢

272

炉渣
209

炉气

烟尘

209
矿石

209
5)冷却剂
用废钢做冷却剂,其它成分与冶炼钢种成分的中限皆同。
6)反应热效应(25℃)

表1-5 铁水中元素氧化放热
反应
元素氧化放热
KJ/Kmol
KJ/kg元素
元素
C+O2=CO


C
C+O2=CO2


C
Si+O2=SiO2


Si
2P+O2=P2O5


P
Mn+O2=MnO


Mn
Fe+O2=FeO


Fe
2Fe+O2=Fe2O3


Fe
2CaO+SiO2=2CaO•SiO2


SiO2
4CaO+P2O5=4CaO•P2O5


P2O5
注:数据来源:《氧气转炉炼钢原理》(美),密执安大学,冶金工业出版社,1974年,75页。
7)根据国内同类转炉的实测数据选取
(1)渣中铁珠量为渣量的8%;
(2)金属中碳的氧化,其中90%的碳氧化成CO,10%的碳氧化成CO2;
(3)喷溅铁损为铁水量的1%;
(4)炉气和烟尘量,取炉气平均温度1450℃。%。%,其中FeO=77%, Fe2O3=20%;
(5)%;
(6)氧气成分,%O2、%N2。
物料平衡计算
根据铁水成分、原材料质量以及冶炼钢种,采用单渣不留渣操作。为了简化计算,以100kg钢铁料为基础进行计算,%。
1)炉渣量及成分计算
炉渣来自金属中元素的氧化产物、造渣剂及炉衬侵蚀等。
(1)铁水中各元素氧化量
表1-6 铁水中各元素氧化量
成
分
项
目
M(C)
M(Si)
M(Mn)
M(P)
M(S)
铁水





废钢





终点钢水

痕迹



氧化量





注:
终点钢水据国内同类转炉冶炼Q235钢种的实际数据选取,其中:
[Si]:在碱性氧气转炉炼钢法中,铁水中的硅几乎全部被氧化,随同加入的其它材料而带入的
SiO2起进入炉渣中,所以终点钢水硅的含量为痕迹。
[P]:采用低磷铁水操作