1-物料平衡和热平衡计算
物料衡算和热量衡算
物料衡算和热量衡算1. 引言物料衡算和热量衡算是在工程设计和过程优化中常用的方法和工具。
物料衡算是指通过对物料的进出量、质量和组成等参数的分析，计算出物料的平衡以及物料流动过程中的相关参数。
热量衡算是指通过对热量的进出量、热平衡等参数的分析，计算出热量在系统中的平衡和流动情况。
本文将介绍物料衡算和热量衡算的基本概念、方法和应用。
2. 物料衡算2.1 物料平衡物料平衡是对物料流动系统中物料的进出量进行分析和计算的过程。
物料平衡的基本原理是质量守恒定律，即在封闭系统中，物料的质量不会发生净变化。
物料平衡可用于分析物料的流动路径、损耗情况以及优化物料的使用和回收。
2.2 物料衡算的方法常用的物料衡算的方法包括输入-输出法和组分衡算法。
- 输入-输出法：通过记录系统中物料的进出量，计算出物料的平衡情况。
该方法适用于物料流动较简单且没有复杂反应的系统。
具体步骤包括确定进料和产出物料的量和质量，计算进出物料的差值，并检查误差，使其趋近于零。
- 组分衡算法：通过对物料组分的平衡进行计算，得到物料的进出量。
该方法适用于需要考虑物料成分变化的系统。
具体步骤包括确定进料和产出物料的组分及其相对含量，计算进出物料组分的差值，并检查误差。
2.3 物料衡算的应用物料衡算在化工、冶金、环境工程等领域有广泛的应用，例如： - 在化工生产中，物料衡算可以用于优化原料的使用和能源的消耗，减少产品的损耗和废物的排放。
- 在冶金过程中，物料衡算可以用于优化矿石的选矿和冶炼过程，提高生产效率和产品质量。
- 在环境工程中，物料衡算可以用于分析和优化废物处理和排放过程，减少对环境的污染。
3. 热量衡算3.1 热量平衡热量平衡是对热量在系统中的分布和流动进行分析和计算的过程。
热量平衡的基本原理是热力学第一定律，即能量守恒定律。
热量衡算可以用于分析热量的传递、损失和利用情况，以及优化热能的使用和节约。
3.2 热量衡算的方法常用的热量衡算的方法包括输入-输出法和能量平衡法。
钢铁热平衡
一、炼钢物料平衡与热平衡计算(一)物料平衡物料平衡是计算冶炼过程当中参与炼钢反应的全部物料如铁水、废钢、氧气、矿石、石灰、萤石、炉衬、钢液、炉渣、炉气、烟尘等之间的平衡关系。
热平衡则是计算炼钢过程当中的热量收益(铁水的物理热和化学热)与热量支出(钢、渣、气的物理热、冷却剂吸热及热量损失)之间的平衡关系。
物料平衡计算和热平衡计算有两种方案,一种是为了预设新转炉车间选用有关设备而举行的平衡计算;另一种则是为了改进已投产转炉工艺参数对实测数据举行平衡计算和分析,以指导生产。
基本思路:根据本地的资源环境(铁水成分和温度、石灰等材料的成分)确定计算的基本数据,结合已投产转炉的实际生产环境假定一些数据(喷溅损失、烟尘损失等),然后依据这些原始数据举行平衡计算.(二)热平衡计算为方便计算,以冷料的温度—25℃为基准(起点温度不影响热量收益和热量支出的平衡即相对关系)。
1)热量收益热量收益Q收:一般环境下,转炉炼钢的热收益为铁水的物理热和化学热即元素氧化放热。
(1)铁水的物理热:铁水的熔点t熔=1539-∑△t×X-7=1092 ℃Q铁=M[C固(t熔-25)+λ+C液(t铁-t熔)]=114469.7 kJ(2)铁中元素氧化放热和成渣热:Q放=∑qi×i的氧化量=94148.1 kJ(3)烟尘生成热Q烟尘:Q烟尘=1.6×(77%×56/72×5020+20%×112/160×6670)=6304.4 kJ(4)炉衬中碳氧化放热Q衬:Q衬=0.5×5%×(90%×10950+10%×34520)=332.7 kJ以是,Q收=114469.7+94148.1+6304.4+332.7=215254.9 kJ2)热量支出钢液物理热:(1)钢液的熔点t熔=1539-∑△t×X-7=1520℃Q铁=M[C固(t熔-25)+λ+C液(t终-t熔)]=130277.0 kJ2)熔渣物理热Q渣= M[ C液(t液-25)+λ]=31074.6kJ(炉渣温度比钢水低20℃)3)矿石分化吸热Q矿=1×(29.4%×56/72×5020+61.8%×112/160×6670+209.20)=4242.5kJ4)烟尘带走热Q尘=烟尘量1.6×[1.0(1450-25)+209.20]=2614.7 kJ5)炉气物理热Q气=10.71×1.136(1450-25)=17337.3 kJ6)渣中铁珠带走热量Q和=1.112[0.745(1520-25)+217.568+0.8368(1650-1520)=1601.4 kJ7)喷溅金属带走热量Q和=1.0[0.745(1520-25)+217.568+0.8368(1650-1520)=1440.1 kJ8)热损失吹炼过程当中的热量损失包括炉口和炉体的热辐射及冷却水带走的热量等,因炉容及炉口巨细、耐材厚度等不同而异,一般为热收益的3～8%,取5%。
化工中物料衡算和热量衡算公式
化工中物料衡算和热量衡算公式一、物料衡算公式1.物料总量计算公式物料总量计算公式可以根据物质的密度（ρ）和体积（V）来计算。
公式如下：物料总量=密度×体积2.物料质量计算公式物料质量计算公式可以根据物质的密度（ρ）、体积（V）和物质的质量（m）之间的关系得出。
公式如下：质量=密度×体积3.物料浓度计算公式物料浓度计算公式可以根据溶质的质量（m）和溶液的体积（V）来计算。
公式如下：浓度=质量/体积4.溶液的重量和体积之间的关系溶液的重量可以根据溶液的密度（ρ）和溶液的体积（V）相乘得到。
公式如下：重量=密度×体积1.热量传递计算公式热量传递计算公式可以用于计算传热功率（Q）和传热面积（A）之间的关系。
公式如下：Q=h×A×ΔT其中，h为传热系数，ΔT为温差。
2.物料的热量计算公式物料的热量计算公式可以根据物料的质量（m）、比热容（Cp）和温度变化（ΔT）来计算。
公式如下：热量=质量×比热容×温度变化3.水的蒸发热计算公式水的蒸发热计算公式可以根据水的质量（m）和蒸发热（ΔHvap）来计算。
热量=质量×蒸发热三、补充说明1. 密度（ρ）是物质单位体积的质量，常用的单位有千克/立方米（kg/m^3）或克/立方厘米（g/cm^3）。
2. 比热容（Cp）是物质单位质量的热容量，表示单位质量物质温度升高1℃所需的热量，常用的单位是千焦/千克·℃（kJ/kg·°C）或焦/克·℃（J/g·°C）。
3.传热系数（h）是衡量热传导性能的参数，表示单位面积上的热量流入或流出的速率，常用的单位是瓦特/平方米·℃（W/m^2·°C）。
4.温度变化（ΔT）是物质的温度差，常用的单位是摄氏度（℃）或开尔文（K）。
5. 蒸发热（ΔHvap）是物质从液态转变为气态所需的热量，常用的单位是焦耳/克（J/g）或千焦/千克（kJ/kg）。
转炉热平衡和物料平衡的计算
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]<0.80%)二、原材料成分（参[2] 、[4]、规程及[6]166）表1-2三、冶炼钢种和废钢成分表1-3四、平均比热表1-4五、反应热效率（认为25℃与炼铁温度下两者数值近似）表1-5*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1-73.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1-8S*:反应式为[S]+( CaO)= (CaS)+[O]其中：(CaS)重为0.001×7232=0.002[㎏][S]消耗（CaO) 重为0.001×5632=0.002[㎏][O]微量，可不计。
物料平衡与热平衡计算
文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.钢铁冶金专业设计资料（炼铁、炼钢）本钢工学院冶化教研室二00三年八月第一章物料平衡与热平衡计算物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。
它以转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1-1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算。
通过计算，可以定量地掌握冶炼工重要参数，做到“胸中有数”。
对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义。
由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算，但它仍然有十分重要的指导意义。
物料平衡和热平衡计算，一般可分为两面种方案。
第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测。
本计算是采用第一种方案。
目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10〜0.40%）和中磷的（0.40〜1.00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。
因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算。
1.1原始数据表 1-1-1表1-1-2原材料成分表2-1-1铁水成分与温度转炉冶炼钢种常为普通碳素钢和低合金钢，在此以要求冶炼BD3钢考虑，其成分见表2-1-31-1-4用废钢作冷却剂，其成份与冶炼钢种成份的中限相同。
（见表1-1-3）虽然炉内化学反应，实际上是在炉料温度和炉内上部气相温度之间的任一温度发生的，但反应热效应通常仍采用25 C作为参考温度,值得指出的是，反应热还与组分在铁水中存在形态有关，至今对参与化学反应有关的实际组成物还有不同的看法。
第2章炼钢过程的物料平衡和热平衡计算
第2章炼钢过程的物料平衡和热平衡计算炼钢是通过将生铁加热到高温，然后进行氧化还原反应来去除杂质的过程。
在炼钢过程中，物料平衡和热平衡是非常重要的计算，以确保过程的稳定性和效率。
首先，让我们来看一下炼钢过程中的物料平衡计算。
物料平衡是指在炼钢过程中输入和输出物料的量之间的平衡。
在炼钢过程中，主要的输入物料是生铁、石灰石、废钢等，而主要的输出物料是炼钢渣、废气和钢水等。
物料平衡计算可以通过考虑每个输入和输出物料的质量来完成。
首先需要确定每个输入物料的质量，并计算出每个输入物料的总量。
然后需要确定每个输出物料的质量，并计算出每个输出物料的总量。
最后，通过比较输入和输出物料的总量，可以确定物料平衡是否达到。
在炼钢过程中，石灰石主要用于吸附硫化物和冶炼渣的形成，废钢用于加碳和提供合金元素。
当炼钢渣形成时，一些杂质也会被吸附在渣中，从而净化钢水。
因此，通过控制输入物料的质量，并进行物料平衡计算，可以确保炼钢过程中的物料平衡。
其次，让我们来看一下炼钢过程中的热平衡计算。
热平衡是指在炼钢过程中输入和输出热量之间的平衡。
在炼钢过程中，主要的输入热量是燃料的燃烧热量，而主要的输出热量是废气和钢水。
热平衡计算可以通过考虑每个输入和输出热量的量来完成。
首先需要确定每个输入热量的量，并计算出每个输入热量的总量。
然后需要确定每个输出热量的量，并计算出每个输出热量的总量。
最后，通过比较输入和输出热量的总量，可以确定热平衡是否达到。
在炼钢过程中，需要控制燃料的燃烧速率和炉内气体的流动速率，以确保输入和输出热量的平衡。
此外，还可以通过热回收和余热利用来提高热平衡效果。
例如，可以使用余热回收装置来回收废气中的热能，并将其用于加热其他冷却介质。
综上所述，物料平衡和热平衡计算是炼钢过程中非常重要的计算。
通过控制输入物料的质量和量，并考虑输入和输出热量的平衡，可以确保炼钢过程的稳定性和效率。
此外，还可以使用其他技术和设备来提高物料平衡和热平衡效果，以进一步提高炼钢过程的效率。
干燥过程的物料平衡与热平衡计算
干燥过程的物料与热平衡计算1、湿物料的含水率湿物料的含水率通常用两种方法表示。
(1)湿基含水率：水分质量占湿物料质量的百分数，用ω表示。
100%⨯=湿物料的总质量水分质量ω(2)干基含水率：由于干燥过程中，绝干物料的质量不变，故常取绝干物料为基准定义水分含量。
把水分质量与绝干物料的质量之比定义为干基含水率，用χ表示。
100%⨯=量湿物料中绝干物料的质水分质量χ(3)两种含水率的换算关系： χχω+=1 ωωχ-=1 2、湿物料的比热与焓(1)湿物料的比热m C湿物料的比热可用加和法写成如下形式：w s m C C C χ+=式中：m C —湿物料的比热，()C kg J ο⋅绝干物料/k ； s C —绝干物料的比热，()C kg J ο⋅绝干物料/k ； w C —物料中所含水分的比热，取值()C kg J ο⋅水/k (2)湿物料的焓I '湿物料的焓I '包括单位质量绝干物料的焓和物料中所含水分的焓。
(都是以0C ο为基准)。
()θθχθχθm s w s C C C C I =+=+='186.4式中：θ为湿物料的温度，C ο。
3、空气的焓I空气中的焓值是指空气中含有的总热量。
通常以干空气中的单位质量为基准称作比焓，工程中简称为焓。
它是指1kg 干空气的焓和它相对应的水蒸汽的焓的总和。
空气的焓值计算公式为： ()χ1.88t 24901.01t I ++= 或()χχ2490t 1.881.01I ++=式中；I —空气(含湿)的焓，绝干空气kg/kg ；χ—空气的干基含湿量，绝干空气kg/kg ；—干空气的平均定压比热，K ⋅kJ/kg ； —水蒸汽的定压比热，K ⋅kJ/kg ； 2490—0C ο水的汽化潜热，kJ/kg 。
由上式可以看出，()t 1.881.01χ+是随温度变化的热量即显热。
而χ2490则是0C ο时kg χ水的汽化潜热。
它是随含湿量而变化的，与温度无关，即“潜热”。
转炉物料平衡与热平衡计算.
转炉物料平衡与热平衡计算简介转炉是冶金行业中常见的设备之一，主要用于高炉炼铁的后续工序。
转炉的工作原理是利用高温将铁水中的杂质进行氧化还原反应，从而得到高纯度的钢水。
为了确保炉内反应的正常进行，需进行物料平衡和热平衡的计算。
本文将介绍转炉物料平衡和热平衡的计算方法，并给出一个示例，以帮助读者更好地理解。
转炉物料平衡计算方法转炉物料平衡是指通过对转炉输入和输出物料的数量进行统计，计算转炉内的物料平衡情况。
物料平衡计算的基本原理是质量守恒定律，即输入物料的总质量必须等于输出物料的总质量。
物料平衡计算的步骤如下：1.确定转炉的输入物料，包括铁水、矿石、废钢等。
2.统计输入物料的质量。
3.确定转炉的输出物料，包括钢水、废气、炉渣等。
4.统计输出物料的质量。
5.比较输入物料的总质量和输出物料的总质量，若两者相等，则物料平衡成立；若不相等，则存在物料的损失或增加。
下面以一个具体的例子来说明转炉物料平衡的计算过程。
假设一个转炉的输入物料包括1000kg的铁水、200kg的矿石和100kg的废钢。
经过转炉反应后，得到800kg的钢水、400kg的废气和100kg的炉渣。
通过统计计算，我们可以得到输入物料的总质量为1000kg + 200kg + 100kg = 1300kg，输出物料的总质量为800kg + 400kg + 100kg = 1300kg。
两者相等，说明物料平衡成立。
转炉热平衡计算方法转炉热平衡是指通过对转炉内的能量输入和输出进行统计，计算转炉的热平衡情况。
热平衡计算的基本原理是能量守恒定律，即输入能量的总量必须等于输出能量的总量。
热平衡计算的步骤如下：1.确定转炉的输入能量，包括燃料的热值、还原剂的热值等。
2.统计输入能量的总量。
3.确定转炉的输出能量，包括钢水的热值、废气的热值等。
4.统计输出能量的总量。
5.比较输入能量的总量和输出能量的总量，若两者相等，则热平衡成立；若不相等，则存在能量的损失或增加。
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烟尘氧化热Qc：由表中给出的烟尘量参数和反应热效应计算
炉衬中碳的氧化热Ql：根据炉衬蚀损量及其含碳量确定。
热收入总值为
2、计算热支出Qz
钢水物理热Qg ：先算钢水熔点Tg，再确定出钢温度，再根据比热计算Qr
Tg=1536-（0.08×65+0.10×5+0.012×30+0.012×25）-6=1523.64℃ 出钢温度=钢水熔点+出钢过程温降+过热度+镇静及炉后处理过程中的温降 =1517+50+50+70=1693.64℃ 故，Qg=90.65×[0.699×（1523.64-25）+272+0.837×170=132514.33kJ 炉渣物理热Qr Qr=11.614×[1.248×(1693.64-25)+209]=26613.05 KJ 炉气、烟尘、铁珠、和喷溅金属的物理热Qx 炉气物理热 11.84×[1.137×（1450-20）]=19183.46kJ 烟尘物理热 1.5×[0.996×（1450-20）+209]=2442.45kJ 渣中铁珠物理热 0.70×[0.669×(1523.64-25)+272+0.837×(1693.64-1523.64)]=1023.29kJ 喷溅金属物理热 1×[0.699×（1523.64-25）+272+0.837×170=1461.84kJ
现代冶金工程设计原理
（转炉炼钢部分）
于 会 香
yuhuixiang@
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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什么是物料平衡和热平衡计算 物料平衡和热平衡计算的作用 氧气转炉物料的输入输出项 氧气转炉的能量输入输出项 物料平衡和热平衡计算的条件 物料平衡和热平衡的计算步骤 物料平衡和热平衡的计算实例分析
钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值
造渣用熔剂及炉衬等原材料的成分
铁合金成分（分子）及其回收率（分母）
其它工艺参数设定值
物料平衡基本项目
收入项
铁水 废钢 熔剂（石灰、萤石、轻烧白云石） 氧气 炉衬蚀损 铁合金
支出项
钢水 炉渣 烟尘 渣中铁珠 炉气 喷溅
物料平衡计算步骤
1、以100kg铁水为基础进行计算 计算脱氧和合金化前的总渣量 总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入熔剂的成渣量。
计算氧气消耗量 氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，先计算炉气量。 炉气中含有CO、CO2、O2、N2、SO2和H2O。其中CO、CO2、SO2和 H2O可由前面的计算得到，O2和N2则由炉气总体积来确定。 炉气总体积V∑：
式中： Vg——CO、CO2、SO2和H2O诸组分之总体积，m3。本计算中其值为 8.95×22.4/28+2.734×22.4/44+0.012×22.4/64+0.011×22.4/18=8.570m3； Gs——不计自由氧的氧气消耗量，kg。本计算中为8.02 m3； Vx——铁水与石灰中的S与CaO反应还原出的氧量，m3。本计算中，其值为 0.009kg； 0.5%——炉气中自由氧含量，m3； 99——由氧气纯度为99%换来的。
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氧气转炉的能量输入输出项 • 输出项： • 钢水物理热 • 炉渣物理热 • 炉气物理热 • 烟尘物理热 • 铁珠物理热 • 喷溅物物理热 • 生白云石分解热 • 废钢或铁矿石吸热 • 热损失
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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物料平衡计算的原始数据
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钢种成分 转炉终点成分
废钢成分 铁水成分 石灰、萤石、生白云石、炉衬、焦炭、矿石 等成分 铁合金成分及其回收率 相关工艺参数（表7-4）
加入废钢的物料平衡表（以100kg铁水为基础）
加入废钢的物料平衡表（以100kg（铁水+废钢）为基础）
3、计算脱氧和合金化后的物料平衡
首先根据钢种成分设定值（钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值 ）和铁合 金成分及其烧损率（铁合金成分（分子）及其回收率（分母） ）计算合金铁的加 入量。
铁合金中元素烧损量及产物量
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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氧气转炉物料的输入输出项
•输入项： •铁水 •废钢、矿石或氧化铁皮 辅料（石灰、萤石、生 • 白云石） •炉衬 •氧气 •合金
•输出项： 钢水
• •炉渣 •炉气 •烟尘 •喷溅物 •渣中含铁珠
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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氧气转炉的能量输入输出项
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输入项： • 铁水物理热 • 元素氧化及成渣热 • 烟气二次氧化热 • 炉衬中的碳氧化热
（*可以忽略）
脱氧和合金化后的钢水成分如下：
可见，含碳
（脱氧和合金化后）的总物料平衡表
热平衡计算所需数据
入炉物料平衡及产物的温度设定值
物料平均热容
炼钢温度下的反应热效应
溶入铁水中的元素对铁熔点的降低值
热平衡基本项目
收入项 铁水物理热 元素氧化热及成渣热 烟尘氧化热 炉衬中碳的氧化热 支出项 钢水物理热 炉渣物理热 烟尘、炉气、铁珠、喷溅物物理热 轻烧白云石分解热 热损失 废钢吸热
炉气量及其成分
实际耗氧量
计算脱氧和合金化前的钢水量
钢水量=铁水量-铁水中元素的氧化量-烟尘、喷溅和渣中的铁损 =100-6.569-[1.50（75%×56/72+20%×112/160）+1+11.614×6%] =90.649g
由以上数据可以编制脱氧和合金化前的物料平衡表 （未加废钢前）
什么是物料平衡和热平衡计算
输入物质总量=输出物质总量 输入能量=输出能量
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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物料平衡和热平衡计算的作用 • 比较不同钢种在冶炼过程中的物料和能量的 收入和支出项 • 考察不同原料对冶炼的影响 • 改进工艺制度和经济技术指标 • 为相关工序的设计提供依据 计算原则 • 物质不灭 • 能量守恒
发电厂
800~1000万吨钢铁厂 120万KW电站 300万吨水泥厂
煤气
焦化
高 炉
转 炉
连 铸
热 连 轧
冷 连 轧
14~28万吨废塑料
废渣 烧结
120万吨废钢
水泥厂 2014-10-16
产品 6
3210t
2014-10-16
7
2014-10-16
8
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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氧气转炉物料的输入输出项
生白云石分解热Qb:根据其用量、成分和热效应计算
热损失Qq，其它热损失带走的热量一般约占总热收入的3—8%。现取5%
废钢吸热Qf：用于加热废钢的热量系剩余热量，即
故废钢加入量Wf=15302.80÷1×[0.699×（1523.64-25）+272+0.837×170] =10.47kg 即废钢比为：
总渣量及其成分
总渣量的计算如下：表中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣量为： 5.976+1.701+1.029+0.123+0.516+0.440+0.258+0.038=10.081(kg), 而终渣∑（FeO） =15%，故总渣量为10.080÷（1-13.25%）=11.620kg,所以， * （FeO）量=11.620×8.25%=0.958kg **（Fe2O3）量=11.621×5.00%-0.005-0.008-0.033=0.535kg
注：计算误差为（117.20-117.29）/117.20 ×100%=－0.078%
2、计算加入废钢的物料平衡 先根据热平衡确定废钢的加入量，再根据表（钢种、铁水、废钢和终点钢水的 成分设定值 ）中的数据确定废钢中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量，见下表。 随后计算加入废钢的物料平衡 废钢中的元素的氧化产物及其成渣量
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输入项： • 铁水 • 废钢、矿石或氧化铁皮 • 辅料（石灰、萤石、生白云石） • 炉衬 • 氧气 • 合金
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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氧气转炉物料的输入输出项
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输出项：
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钢水 炉渣 炉气 烟尘 喷溅物 渣中含铁珠
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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需要注意的问题： • 元素变化 • 工艺参数的设定 • 炉衬材料的影响 • 反应产物的相互作用 • 物质损失
热效率
钢水物理热 炉渣物理热 废钢吸热 100% 81.56% 热收入总值
若不计算炉渣带走的热量时：
钢水物理热 废钢吸热 热效率 100% 69.12% 热收入总值
,
热平衡表
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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氧气转炉的能量输入输出项
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输出项：
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钢水物理热 炉渣物理热 炉气物理热 烟尘物理热 铁珠物理热 喷溅物物理热 生白云石分解热 废钢或铁矿石吸热 热损失
氧气转炉炼钢物料平衡和热平衡计算
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氧气转炉的能量输入输出项 • 输入项： • 铁水物理热 • 元素氧化及成渣热 • 烟气二次氧化热 • 炉衬中的碳氧化热
铁水种元素的氧化产物及其成渣量
由CaO还 原出的氧量， 消耗的CaO 量 0.013×56/ 32=0.023kg
标@两处 计算见表 2.8的计算
炉衬蚀损的成渣量
加入熔剂的成渣量
注：石灰加入量的计算
渣中已含（CaO）=-0.023+0.007+0.002+1.085=0.893kg 渣中已含（SiO2）=1.500+0.009+0.028+0.020=1.557kg 石灰加入量为[R∑（SiO2）-∑（CaO）]/（%CaO石灰-R×%SiO2石灰）=5.750kg