转炉炼钢物料平衡计算

转炉炼钢物料平衡计算

转炉炼钢物料平衡与热平衡

1.物料平衡：

加入转炉的生铁成分含量:（选取100kg生铁）

C:4.00% Si:1.30% Mn:1.00% P:0.06% S:0.05% 加入转炉铁水的温度1270°C，转炉炼钢必须练成含0.10%C的钢温度为1625°C。

由转炉中金属含炭量与炉渣中FeO含量的关系曲线可知当金属中含0.10%C时炉渣中FeO含量为18.5%

有炉渣中FeO与Mn总计50%，所以的含量为：50%-18.5%=31.5% 在金属池中温度为1625°C进行吹炼Si和Mn参加氧化还原反应。 Mn+FeO= MnO+Fe 反应的平衡常数KsMn=[Mn][FeO]/[MnO] t=1625°C。查表得KsMn=0.097

∴[ Mn]= [ MnO] KsMn/[ FeO]=0.097*31.5/18.5=0.165%

Si+2FeO=SiO2+2Fe 反应的平衡常数KsSi= [Si][FeO]2 t=1625°C。查表得KsSi=11.5

∴[Si] =KsSi/[FeO]2=11.5/18.52=0.034%

吹炼结果所得金属中下列成分含量：

C:0.10% Mn:0.165% Si:0.034%

由于炼钢液体钢的收得率为93%，

各成分的损失：C：4.00-0.93*0.1=3.97kg

Mn：1.00-0.93*0.165=0.85kg

Si：1.3-0.93*0.034=1.27kg

转炉炼钢物料平衡计算

由锰与氧化铁的还原反应铁的损失：

Fe：Mn损*[ FeO]/[ MnO]=0.85*18.5/31.5=0.5 kg

∴总的损失量为：M损=3.97+0.85+1.27+0.5=6.59

在不加入废钢和矿石时，约有1/9的C燃烧生成CO2 氧的利用率为99%。

消耗O2 和产物的量为：

C + O2 = CO2 x1=0.44*32/12=1.17kg 1 1 1 得

3.97/9*12 x1/32 y/44 y =0.44*44/12=1.61kg 2C + O2 = 2CO x2=3.53*16/12=4.71kg 2 1 2 得

3.97*8/9*12 x2/32 Z/28 Z=3.53*28/12=8.24kg Si + O2 = SiO2 x3=1.27*32/28=1.45kg 1 1 1 得

1.27/28 x3/32 H/60 H=1.27*60/28=2.72kg 2Mn + O2 = 2MnO x4=0.85*16/55=0.25kg 2 1 2 得 0.85/55 x4/32 W/71 W=0.85*71/55=1.10kg 2Fe + O2 = 2FeO x5=0.5*16/56=0.14 kg 2 1 2 得 0.5/56 x5/32 A/72 A=0.5*72/56=0.64kg 所以消耗氧气量为:X= x1+x2+x3+x4+x5=7.72kg

转炉炼钢物料平衡计算

氧化产物的量为：CO2：1.61kg CO：8.24kg SiO2：2.72kg MnO：1.10kg FeO：0.64kg 因氧气的以利率为99%，因此所需的氧气总量：M氧=7.72/0.99=7.80kg 空气中杨氧气所占的质量分数为23% 氮气为77% ∴所需空气量为：M空= M氧/0.23=33.91kg

由于氮气为惰性气体 ∴氮气量为M氮= M空*0.77=26.11kg 生与氧气量为M剩氧= M氧*0.01=0.078kg

综上：炉气主要成分为：CO2、 CO、N2、O2 总质量为：M气=y+z+M氮+M剩氧=1.61+8.24+26.11+0.078=36.04kg

炉渣主要成分为：FeO、SiO2、MnO

总质量为：M渣=A+W+H=0.64+1.10+2.72=4.46kg

得到的钢的质量：M钢=100- M损=100-6.59=93.41kg

消耗空气量：M空= 33.91kg

总的消耗量：M消=100+ M空=133.91 kg

总得收得率：M收= M钢+M渣+M气=93.41+4.46+36.04=133.91 kg

有M消= M收

所以转炉炼钢的物料是守恒的