1、-鋼鐵冶金專業設計資料煉鐵、煉鋼本鋼工學院冶化教研室二00三年八月第一章 物料平衡與熱平衡計算物料平衡和熱平衡計算是氧氣頂吹轉爐冶煉工藝設計的一項根本的計算，它是建立在物質和能量不滅定律的根底上的。它以轉爐作為考察對象，根據裝入轉爐或參與煉鋼過程的全部物料數據和煉鋼過程的全部產物數據，如圖1-1-1所示的收入項數據和支出項數據，來進展物料的重量和熱平衡計算。通過計算，可以定量地掌握冶煉工重要參數，做到“胸中有數。對指導生產和分析研究改進冶煉工藝，設計轉爐煉鋼車間等均有其重要意義。由于轉爐煉鋼過程是一個十分復雜的物理化學過程，很顯然，要求進展準確的計算較為困難，特別是熱平衡，只能是近似計算，但它

2、仍然有十分重要的指導意義。 物料平衡和熱平衡計算，一般可分為兩面種方案。第一種方案是為了設計轉爐及其氧槍設備以及相應的轉爐煉鋼車間而進展的計算，通常側重于理論計算，特別是新設計轉爐而無實際爐型可以參考的情況下；另一種方案是為了校核和改善已投產的轉爐冶煉工藝參數及其設備參數或者采用新工藝新技術等，而由實測數據進展的計算，后者側重于實測。本計算是采用第一種方案。目前，我國頂吹轉爐所采用的生鐵根本上為低磷的0.100.40%和中磷的0.401.00%兩種，對這兩種不同含磷量生鐵的冶煉工藝制度也不一樣。因此，下面以50噸轉爐為例，分別就低磷生鐵和高磷生鐵兩種情況，進展物料平衡和熱平衡計算。1.1原始數

3、據1.1.1鐵水成分及溫度表1-1-1成分CSiMnPS溫度%4.2500.8500.5800.1500.03712501.1.2原材料成分. z-表1-1-2原材料成分%種類CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3H2OC燒堿合計石灰91.381.261.541.420.064.34100.00礦石1.105.110.521.160.0728.861.80.50100.00螢石6.000.581.780.090.5589.002.00100.00輕燒白云石30.840.4620.160.740.040.1147.8100.00鎂質爐襯54.501.0539.451.005.

4、0100.00表2-1-1鐵水成分與溫度成分CSiMnPS溫度%4.3000.6500.5600.1500.0381300轉爐冶煉鋼種常為普通碳素鋼和低合金鋼，在此以要求冶煉BD3鋼考慮，其成分見表2-1-3成分中限CSiMnPS%0.160.240.160.280.350.650.0450.045. z-1.1.4平均比熱表1-1-4工程固態平均比熱千卡/公斤·度熔化潛熱千卡/公斤液態或氣態平均比熱千卡/公斤·度生鐵鋼爐渣煙塵礦石爐氣COCO2SO2O2N2H2O0.1780.1670.238526550500.200.200.2980.3490.5580.5550.36

5、50.3460.4891.1.5冷卻劑用廢鋼作冷卻劑，其成份與冶煉鋼種成份的中限一樣。(見表1-1-3)1.1.6反響熱效應雖然爐化學反響，實際上是在爐料溫度和爐上部氣相溫度之間的任一溫度發生的，但反響熱效應通常仍采用25作為參考溫度，值得指出的是，反響熱還與組分在鐵水中存在形態有關，至今對參與化學反響有關的實際組成物還有不同的看法。但是，比較常用的反響熱數據見表1-1-5。表1-1-5反響放出熱千卡每公斤分子每公斤元素或化合物千卡元素或化合物C (Fe3C)+ O2=COC (Fe3C)+O2=CO2Si (Fe3Si)+O2=SiO22P (Fe3P)+ O2=P2O5Mn+O2=MnO0

6、.95Fe+O2=Fe0.95OFe+O2=FeO2Fe+O2=Fe2O33Fe+2O2=Fe3O42CaO+SiO2=2CaO·SiO24CaO+P2O5=4CaO·P2O5FeO+SiO2=FeO·SiO2MnO+SiO2=MnO·SiO231397.099063.5190015.2280133.592007.463727.364430.0196910.0267243.429780.2165013.24500.45889.42616.98250.76767.24522.61677.91200.11150.51758.11594.6495.01162.

7、180.6107.2CCSiPMnFeFeFeFeSiO2P2O5FeOMnO通常近似認為是Fe+O2=FeO1.1.7 其它數據的選取 根據國同類轉爐的實測數據選取1渣中鐵珠量為渣量的5%8%，本設計取8%。2金屬中碳的氧化假定為：80%90%的碳氧化成CO，20%10%的碳氧化成CO2。3噴濺鐵損為鐵水量的0.7%1.0%，本設計取1.0%。4取爐氣平均溫度1450，爐氣中自由氧含量為0.5%，煙塵量鐵珠量的1.6%，其中FeO=77%，Fe2O3=20%。5氧氣成分為98.5%O2，1.5%N2。6爐襯侵蝕量為鐵水量的0.5%。1.2物料平衡計算根據鐵水成份，渣料質量以及冶煉鋼種，采用單

8、渣不留渣操作，通常首先以100公斤鐵水為計算根底，然后再折算成100公斤金屬料。1.2.1爐渣量及其成份的計算爐渣來自金屬中元素的氧化產物，渣料以及爐襯侵蝕等。1鐵水中各元素氧化量(見表2-2-1) 表1-2-1 成份重量項 目 公斤CSiMnPS鐵 水終點鋼水氧 化 量4.2500.1504.1000.850痕跡0.8500.5800.1740.4060.1500.0150.1350.0370.0220.015終點鋼水成份是根據同類轉爐冶煉鋼種的實際數據選取，其中：C：應根據冶煉鋼種含碳量的中限和預估計的脫氧劑的增碳量0.20.3之差來確定終點鋼水含碳量，取0.150%。Si：在堿性轉爐煉鋼

9、法中，鐵水中的硅幾乎全部被氧化，隨同參加的其它材料帶入的SiO2一起進入爐渣中，故終點鋼水硅的含量為痕跡。Mn：終點鋼水殘錳量，一般為鐵水中錳含量的30%40%，取30%。P：采用低磷鐵水操作，鐵水中磷約8595%進入爐渣，在此取鐵水中磷的90%進入爐渣，10%留在鋼中。同時要考慮鋼包中回磷的因素。S：氧氣轉爐去硫率不高，一般在3050%的圍，取40%。2各元素氧化量、耗氧量及其氧化產物量見表1-2-2。. z-表1-2-2元素反響及其產物元素氧化量公斤耗氧量公斤氧化產物量公斤備注CCSiMnPSSFeFeC+O2=COC+O2=CO2Si+O2=(SiO2)Mn+ O2=(MnO)2P+ O

10、2=(P2O5)S+O2=SO2S+(CaO)=(CaS)+OFe+O2=(FeO)2Fe+O2=(Fe2O3)4.100×90%=3.6904.100×10%=0.4100.8500.4060.1350.015×= 0.0050.015-0.005=0.011.0560.4753.690×=4.9200.410×=1.0930.850×=0.9710.406×=0.1180.135×=0.1740.005×=0.0050.010×(-)=-0.0051.056×= 0.3020.57

11、5×= 0.2043.690×=8.6100.410×=1.5030.850×= 1.8210.406×= 0.5240.135×= 0.3090.005×= 0.0100.010×= 0.0231.3580.679假定氣化硫率占總去硫率的。-0.005表示復原出的氧量，消耗CaO量為0.010×=0.018見表2-2-8見表2-2-8指生成的CaS量. z-3造渣劑成分及數量50噸氧氣轉爐參加造渣劑數量，是根據國同類轉爐有關數據選取：1)礦石參加量及成分礦石參加量為1.00公斤100公斤鐵水，其成分及重

12、量見表1-2-3表1-2-3成分重量 (公斤)Fe2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgOSH2O1.00×61.80% 0.6181.00×29.40% 0.2941.00× 5.61% 0.0561.00× 1.10% 0.0111.00× 1.00% 0.0101.00× 0.52% 0.0051.00× 0.07% 0.0011.00× 0.50% 0.005共計1.00S以S(CaO)(CaO)O的形式反響，其中生成CaS量為0.001×0.002公斤，消耗CaO量為0.001×0.

13、002公斤，生成微量氧為0.001×0.001公斤。2)螢石參加量及成分螢石參加量為0.50公斤100公斤鐵水，其成分及重量見表2-2-4表1-2-4成分重量(公斤)CaF2SiO2Al2O3MgOPSH2O 0.50×89.00%0.4450.50×6.00%0.0300.50×1.78%0.0090.50×0.58%0.0030.50×0.55%0.003 0.50×0.09%0.00040.50×2.00%0.010共計0.500P以2P+O2=P2O5的形式進展反響，其中生成P2O5量為0.003×

14、;=0.007公斤，消耗氧量為0.003×=0.004公斤。S微量，忽略之。3爐襯侵蝕量為0.50公斤/100公斤鐵水，其成分及重量見表1-2-5表1-2-5成分重量(公斤)CaOMgOSiO2Al2O3C0.50×54.00%0.2700.50×37.95%0.1900.50×2.05%0.0100.50×1.00%0.0050.50×5.00%0.025共計0.500被浸蝕的爐襯中碳的氧化，同金屬中碳的氧化成CO，CO2的比例一樣，即：CCO 0.025×90%×=0.053公斤CCO20.025×1

15、0%×=0.009公斤其消耗氧氣量為：0.053×=0.030公斤0.009×=0.007公斤共消耗氧氣量為 0.03+0.007=0.037公斤4生白云石參加量及成份為了提高轉爐爐襯壽命，在參加石灰造渣的同時，添加一局部白云作造渣劑，其目的是提高爐渣中MgO的含量。初期渣中MgO含量增高，使爐渣的熔點和粘度明顯降低，減緩或阻礙石灰顆粒外表的硅酸二鈣層2CaO·SiO2的形成，從而加速石灰的熔解。同時，能減少初期渣中的FeO含量或者中和一局部氧化鐵，因此降低了爐渣的有效氧化能力。這樣就使得焦油白云石爐襯中碳的氧化作用減慢，有利于提高爐襯浸蝕能力。另外，提

16、高爐渣中的MgO含量，降低了爐渣對爐襯的浸蝕能力，在吹煉后期隨著爐渣堿度的提高，其粘度相應提高，使得爐壁容易掛渣，從而保護防止受浸蝕，也有利于提高爐襯壽命。生產實踐說明，渣中MgO含量為68%時，其效果較好。為此，必須保證渣中MgO含量在68%之間來計算白云石參加量。經試算后取生白云石參加量為2.03.0/100公斤鐵水，本設計取3.0，其成份及重量見表1-2-6表1-2-6成分重量(公斤)CaOMgOSiO2Al2O3燒堿3.00×30.84%0.9253.00×20.16%0.6053.00×0.46%0.0143.00×0.74%0.0223.00

17、×47.80%1.434共計3.000燒減是指生白云石MgCO3·CaCO3分解后而生產的CO2氣體。5爐渣堿度和石灰參加量取終渣堿度 R=2.84.0取3.5首先計算由上述造渣劑以及鐵水中各元素氧化產物而進入爐渣中的SiO2和CaO 的重量，然后再計算石灰參加量。渣中已存在的(SiO2)量=鐵水中Si氧化生成的SiO2量+爐襯帶入的SiO2量+礦石帶入的SiO2量+螢石帶入的SiO2量+白云石帶入的SiO2量=1.821+0.010+0.056+0.030+0.014=1.931公斤。渣中已存在的(CaO)量=白云石帶入的CaO量+爐襯帶入的CaO量+礦石帶入的CaO量-

18、鐵水中S成渣消耗的CaO量-礦石中S成渣消耗的CaO量=0.925+0.27+0.010-0.018-0.002=1.185公斤。石灰參加量= = = = 6.537公斤參加石灰所代入的各成份及重量見表1-2-7。表1-2-7成分重量(公斤)CaOMgOSiO2Al2O3S燒堿6.537×91.08%5.9546.537×1.54%0.1016.537×1.66%0.1086.537×1.22%0.0806.537×0.06%0.0046.537×4.44%0.290共計6.537S以S+CaO=CaS+O的形式反響，其中生成CaS量

19、為0.004×=0.009，生成氧量為0.004×=0.002公斤；消耗CaO量為0.004×=0.007公斤。燒減是指未燒透的CaCO3經受熱分解所產生的CO2氣體量。6終點氧化鐵確實定終渣中氧化鐵的含量與鋼水的終點含碳量和終渣的堿度有關，根據生產實踐數據，終點鋼水含碳量為0.15%和終渣堿度為3.5時，終渣中Fe2O3= 5% 和FeO= 10%。7終渣量及其成份表1-2-8中不計FeO和Fe2O3在的爐渣重量為：(CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaF2+CaS)= 7.152+0.904+2.039+0.316+0.524+0.12

20、7+0.445+0.034=11.541公斤渣中氧化鐵量為15%，則渣中其它成份之和為100%15%=85%故爐渣總重量為=13.578公斤由此可知：FeO的重量=13.578×10%=1.358公斤，其中鐵重=1.358×=1.056公斤Fe2O3的重量=13.578×5%=0.679公斤，其中鐵重量=0.679×=0.474公斤將FeO和Fe2O3的值分別填入表2-3-2中。終渣量及其成份見表1-2-8。. z-表1-2-8成份氧化產物量(公斤)石灰(公斤)礦石(公斤)輕燒白云石(公斤)爐襯(公斤)螢石(公斤)合計(公斤)%CaOMgOSiO2P2O

21、5MnOAl2O3CaF2CaSFeOFe2O31.8210.3090.5240.0231.3580.6795.9470.1010.1080.0800.0090.0100.0050.0560.0110.0020.9250.6050.0140.0220.2700.1900.0100.0050.0030.0300.0070.0090.4457.1520.9042.0390.3160.5240.1270.4450.0341.3580.67952.676.6615.022.333.860.933.280.2510.005.00總計4.7146.2450.0841.5660.4750.49413.578

22、100.005.947=石灰中CaO含量石灰中S自耗CaO重量=5.9540.007=5.947和是元素鐵被氧化成氧化亞鐵和三氧化二鐵的重量。. z-1.2.2礦石、煙塵中的鐵及重量假定礦石中FeO全部被復原成鐵，則：礦石帶入鐵量=1.00× (29.40%×+ 61.80% ×)=0.661公斤煙塵帶走鐵量=1.60× (77%×+ 20%×)=1.182公斤礦石代入的氧量=1.00× (29.40% ×+ 61.8%×)=0.251公斤煙塵消耗氧量=1.60× (77%×+20%&

23、#215;)=0.370公斤1.2.3爐氣成份及重量 表1-2-9成份重量(公斤)體積，米3%體積COCO2SO2O2N2H2O8.6633.2360.0100.0630.1080.0158.663×=6.9303.236×=1.6470.010×=0.0040.0440.0860.015×=0.01979.3818.870.040.500.990.22共計12.0958.730100.00表1-2-9中各項的計算如下；CO的重量=鐵水中的C被氧化成CO的重量+爐襯中的C被氧化成CO的重量=8.610+0.053=8.663公斤CO2的重量=鐵水中的C被

24、氧化成CO2的重量+爐襯中的C被氧化成CO2的重量+白云石燒減的重量+石灰燒減的=1.503+0.009+1.434+0.290=3.236公斤SO2的重量 = 鐵水中的S氣化而產生的氧化物重量=0.010公斤H2O汽的重量=礦石代入的水分全部汽化的重量+螢石代入的水分全部汽化的重量=0.005+0.010=0.015公斤和分別是自由氧和氮氣的重量和體積，它是由表1-2-9中爐氣的其它成份反算出來的，即氧氣成份為98.5%O2，1.5%N2和爐氣中自由氧體積比為0.50%，求自由氧和氮氣的體積和重量，其求法如下：設爐氣總體積為*米3，則*=元素氧化生成的氣體體積和水蒸汽的體積+自由氧體積+氮氣

25、體積，即：*=6.930+1.647+0.004+0.019+0.50%*+×(1-98.5%)=8.600+0.50%*+(0.085+0.008%*)整理得：*=8.730米3故爐氣中自由氧體積=8.730×0.50%=0.044米3 自由氧重量=0.044×=0.063公斤爐氣中氮氣體積=0.085+0.008%×8.730=0.086米3爐氣中氮氣重量=0.086×=0.108公斤括號的數據參看下面氧氣消耗工程。1.2.4氧氣消耗量計算消耗和代入氧氣的工程為：為元素氧化耗氧重量7.782公斤煙塵中鐵氧化耗氧重量0.370公斤爐襯中碳氧化

26、耗氧重量0.037公斤螢石中磷氧化耗氧重量0.004公斤爐氣中自由氧重量0.063公斤爐氣中氮氣重量0.108公斤礦石分解代入及其中硫把氧化鈣復原出的氧的重量為：1.0×(61.80%××+2.04%×)+0.001=0.252公斤石灰中硫把氧化鈣復原出的氧重量0.002公斤故氧氣實際消耗重量為：7.782+0.370+0.037+0.004+0.063+0.108-0.252-0.002 = 8.110公斤換算成體積=8.110×=5.68標米3/100公斤鐵水或56.8標米3/噸鐵水.噸鋼耗氧量，即供氧強度在55-65m3/t則計算合理。1

27、.2.5鋼水量計算吹損包括以下組成工程：化學損失元素氧化量7.037公斤煙塵中鐵損失量1.182公斤渣中鐵珠損失量 13.578×8%=1.086公斤噴濺鐵損失量 1.000公斤但是，礦石 代入鐵量0.661公斤故鋼水重量為 100-(7.037+1.182+1.086+1.000)+0.661= 90.356公斤即鋼水收得率為 90.36%1.2.6物料平衡表以100公斤鐵水為根底表1-2-10收入 項支出 項工程重量公斤%工程重量公斤%鐵水石灰礦石螢石白云石爐襯氧氣100.000 6.537 1.000 0.500 3.000 0.500 8.11083.585.460.340.

28、422.510.426.77鋼水爐渣爐氣煙塵鐵珠噴濺90.35613.57812.095 1.600 1.086 1.00075.4811.3410.101.340.910.88總計119.647100.00總計119.715100.00計算誤差=×100% =×100%=-0.06% ±0.5% 則合格1.3 熱平衡計算1.3.1熱收入項1鐵水物理熱 (為了簡化計算，取冷料入爐溫度均為25.)鐵水熔點:=1536-(4.25×100+0.86×8+0.58×5+0.18×30+0.037×25)-7=1089式中

29、100、8、5、30、25分別為C、Si、Mn、P、S元素增加1%含量降低鐵水熔點值；7為氣體O2、H2、N共降低鐵水熔點值；1536為純鐵熔點，取鐵水溫度為1250，則：鐵水物理熱=100×0.178×(1089-25)+52+0.20×1250-1089=27360千卡2鐵水中各元素氧化放熱及成渣熱C CO 3.690×2616.9 = 9656.4千卡 C CO2 0.410×8250.7 = 3882.8千卡SiSiO2 0.850×6767.2 = 5752.1千卡Mn MnO 0.406×1677.9 = 681

30、.2千卡Fe FeO 1.056×1150.5 = 1214.9千卡Fe Fe2O3 0.475×1758.1 = 885.1千卡P P2O50.135×4522.6 = 610.6千卡P2O54CaO·P2O5 0.316×1162.1 = 367.2千卡SiO22CaO·SiO22.039×495.0 = 1009.3千卡共 計 23509.6千卡3.煙塵氧化放熱1.6×(77%××1150.5+20%××1758.1) = 1496.2千卡則熱收入總量為：27360+2

31、6509.6+1496.2 = 52365.8千卡注：對于爐襯中的C和螢石中的P，其氧化放熱甚少，故忽略之。1.3.2熱支出項1鋼水物理熱鋼水熔點:=1536-(0.150×65+0.174×5+0.015×30+0.022×25)-7=1517式中65、5、30、25分別為鋼中元素C、Mn、P、S增加1%時鋼水熔點的降低值。確定出鋼溫度：1鋼水過熱度，鎮靜鋼一般在7090，取702鎮靜溫度降，按13/分鐘計，鎮靜時間為79分，故其溫度降為213出鋼溫度降，一般在4050, 取50.故出鋼溫度=鋼水熔點+過熱度+鎮靜溫度降+出鋼溫度降=1517+70+2

32、1+50=1658則鋼水物理熱=90.356×0.107×(1517-25)+65+0.20×(1658-1517) =30934.6千卡2爐渣物理熱取終點爐渣溫度與鋼水溫度一樣，即1658故爐渣物理熱=13.578×0.298×(1658-25)+50=7286.4千卡3礦石分解吸熱: 1×(29.40%××1150.5+61.8%××758.1)=1023.6千卡4煙塵物理熱: 1.6×0.233×(1450-25)+50 = 622.6千卡5爐氣物理熱: (6.930&

33、#215;0.349+1.647)×1450 = 4921.36渣中鐵珠物理熱:1.086×0.167×(1517-25)+65+0.20×(1658-1517) = 371.87噴濺金屬物理熱:1×0.167×(1517-25)+65+0.20×(1658-1517) = 342.4千卡8白云石分解吸熱:取生白云石中的CaCO3在1183K分解，MgCO3在750K分解，經過計算，生白云石的分解熱效應為生340千卡/公斤生白云石，故3公斤生白云石分解吸熱為3×340=1020千卡上述各項熱支出量為:30934.6

34、+7286.4+1023.6+622.6+4921.3+371.8+342.4+1020=46522.7千卡9剩余熱量:吹煉過程轉爐熱輻射、對流、傳導、傳熱以及冷卻等帶走的熱量，與爐容量小，操作等因素有關，一般為總收入熱量的38%，本計算取5%，故熱損失為52365.8×5%=2618.3千卡則剩余熱量為52365.8-46522.7-2618.3=3224.8千卡10廢鋼參加量:1公斤廢鋼吸收熱量為:1×0.167×(1517-25)+65+0.2×1658-1517 = 342.4千卡則可參加的廢鋼量為：=9.42公斤即廢鋼比為: ×100

35、%=8.61%11.熱平衡表 表1-3-1收 入 項支 出 項工程熱量千卡%工程熱量千卡%鐵水物理熱27360.052.25鋼水物理熱30934.659.08元素氧化放熱和成渣熱23509.644.89爐渣物理熱7286.413.91其中C13039.224.90礦石分解熱1023.61.96Si5752.110.90煙塵物理熱622.61.19Mn681.21.30爐氣物理熱4921.89.4P610.61.17鐵珠物理熱371.80.71Fe2050.23.91噴濺物理熱34240.65P2O5367.20.70白云石分解熱10201.95SiO21009.31.93其它熱損失2618.8

36、5.00煙塵氧化熱1496.22.86廢鋼物理熱3224.86.16共計52365.8100.00共計52365.8100.00熱效率=×100%=×100% =0.043<0.50% 則合格。1.4 參加廢鋼和脫氧劑后的物料平衡1.4.1參加廢鋼后的物料平衡1廢鋼中各元素應被氧化量，見表2-4-1。表1-4-1成 份 %數 值CSiMnPS廢鋼成份取同一冶煉鋼種中限終點鋼水廢鋼中各元素應被氧化量0.180.150.0030.20痕跡0.200.5200.1740.3460.0220.0150.0070.0250.0220.00529.42公斤廢鋼各元素氧化量，進入鋼

37、中的量，耗氧量及氧化產物量見表1-4-2。把表1-4-3的金屬料鐵水+廢鋼換算以100公斤金屬料為根底，得到重新整理參加廢鋼后的物料平衡。3參加廢鋼后物料平衡，見表1-4-4。計算誤差=×100%=-0.05%. z-表1-4-2工程反響廢鋼中各元素氧化量公斤廢鋼進入鋼中量公斤耗氧量公斤氧化產物量公斤備注C CO9.42×0.03%×90%=0.0030.003×=0.0040.003×=0.007生成物CO,CO2均進入爐氣中，其和為0.007+0.001=0.008生成物SiO2、MnO、P2O5、CaS均進入爐渣中，其和為0.041+0.

38、043+0.002+0.0005=0.087SO2量極微，忽略之C CO29.42×0.03%×10%=0.00030.0003×=0.0010.0008×=0.001Si SiO29.42×0.20%=0.0190.019×=0.0220.019×=0.041Mn MnO9.42×0.346%=0.0330.033×=0.0100.033×=0.043P P2O59.42×0.007%=0.0010.001×=0.0010.001×=0.002S SO29.42&

39、#215;0.003%×=0.00010.0001×=0.00010.0001×=0.0002S CaS9.42×0.003%×=0.00020.0002×- =-0.00010.0002×=0.0005共計0.057=9.3630.038廢鋼中C同鐵水中C氧化成CO、CO2的比例一樣. z-把表1-2-10和表1-4-2有關工程合并整理為表1-4-3表1-4-3收入 項支出 項工程重量公斤工程重量公斤90.356+9.363=99.71913.578+0.087=13.66512.095+0.008=12.103 1.60

40、0 1.086 1.000鐵水廢 鋼石灰礦石螢石白云石爐襯氧氣100.0009.420 6.537 1.000 0.500 3.000 0.5008.110+0.038=8.148鋼水爐渣爐氣煙塵鐵珠噴濺總計129.105總計129.173表1-4-4收 入 項支出 項工程重量公斤%工程重量公斤%鐵水廢 鋼石灰礦石螢石白云石爐襯氧氣91.391 8.609 5.974 0.914 0.457 2.742 0.4577.44777.46 7.30 5.06 0.77 0.39 2.32 0.39 6.31鋼水爐渣爐氣煙塵鐵珠噴濺91.13412.48911.061 1.462 0.993 0.9

41、1477.2010.539.37 1.24 0.84 0.77總計117.991100.00總計118.053100.001.4.2脫氧后的物料平衡1冶煉BD3鋼選用錳鐵和硅鐵脫氧，其成份如表4-2-5表1-4-5成份%合金CSiMnPSFe備注錳鐵7.52.575.00.380.0314.59牌號n3硅鐵/70.00.70.050.0429.21S1752.計算錳鐵、硅鐵參加量根據國同類轉爐冶煉BD3鋼種的有關數據選取：錳鐵：Mn的收得率為75%，Si的收得率為70%,C的收得率為90%，其中10%的C被氧化成CO2.硅鐵：Mn的收得率為80%，Si收得率為75%.兩種脫氧劑含有的P、S、F

42、e均全部進入鋼中。故錳鐵參加量=×91.134=0.561公斤硅鐵參加量=×(91.134+0.448)公斤=0.331公斤0.01是錳鐵中硅進入鋼中所占的重量百分數。0.448是錳鐵中各元素進入鋼中的總重量。以上兩者均見表4-2-6。3脫氧劑中各元素的計算和的數據見表4-2-8。0.113公斤為脫氧劑總脫氧量。終點鋼水含氧量，是根據終點鋼水含C=0.15%，查C-O平衡曲線，得終點鋼水含O=0.017%，其重量為0.017%×91.134 =0.015公斤 。此含氧量遠不能滿足脫氧劑的耗氧量，其差值是由于出鋼時鋼水二次氧化所獲得的氧。4脫氧后的鋼水成份把表1-2

43、-1和表1-4-6中有關元素進入鋼中的工程合并起來，故得脫氧后的鋼水成份見表1-4-7表. z-1-4-6合金成 份元素燒損量公斤耗氧量公斤產 物元素進入鋼中成渣量成爐氣量重量公斤重量百分數%硅鐵總計Si SiO20.331×70%×(1-75%)=0.0580.058×=0.0660.058×=0.1240.331×70%×75%=0.174×100%=0.19%Mn MnO0.331×0.7×(1-80%)=0.00050.005×=0.00010.0005×=0.00060.33

44、1×0.7%×80%=0.002×100%=0.002%P0.331×0.05%=0.0002微量不計S0.331×0.04%=0.0001微量不計Fe0.331×9.21%=0.097合計0.05850.06610.12460.27330.1720.1130.2700.0150.721合金成 份元素燒損量公斤耗氧量公斤產 物元素進入鋼中成渣量成爐氣量重量公斤重量百分數%錳鐵C CO20.561×7.5%×(1-90%)=0.0040.004×=0.0110.004×=0.0150.561

45、15;7.5%×90%=0.038×100%=0.040%SiSiO20.561×2.5%×(1-70%)=0.0040.004×=0.0050.004×=0.0090.561×2.5%×70%=0.010×100%=0.01%Mn MnO0.561×75%×(1-75%)=0.1050.105×=0.0310.105×=0.1360.561×75%×75%=0.316×100%=0.35%P0.561×0.38%=0.002

46、×100%=0.002%S0.561×0.03%=0.0微量不計Fe0.561×14.59=0.082合計0.1130.0470.1450.0150.448. z-表1-4-7成份CSiMnPS%0.190.15+0.040.200.01+0.190.530.174+0.35+0.0020.0170.015+0.0020.0225脫氧后的物料平衡見下表 表1-4-8收 入 項支出 項工程重量公斤%工程重量公斤%鐵水廢 鋼石灰礦石螢石白云石爐襯錳鐵硅鐵91.3918.6095.9740.9140.4572.7420.4570.5610.33176.887.245.0

47、30.770.382.310.380.470.28鋼水爐渣爐氣煙塵鐵珠噴濺91.85591.134+0.448=91.58291.582+0.273=91.85512.759(12.489+0.270)11.076(11.061+0.015)1.4620.9930.91477.1510.729.30 1.23 0.83 0.77總計118.883100.00總計119.059100.00計算誤差=×100% = -0.15% 0.5%則合格。表. z-第二章 連鑄機的總體設計及有關參數確實定一、 連鑄機的總體設計（一） 設計原則從系統工程的觀點出發，建立“總體設計的感念。穩定性原則保

48、持連鑄過程的穩定性，應該成為連鑄設計的優先考慮原則。前后匹配銜接的原則連鑄和煉鋼爐必須匹配，與熱軋機必須銜接。凝固傳熱是連鑄的工藝理論根底，而鋼坯力學則是連鑄機設計的理論根底，應建立和完善連鑄機工程設計的技術理論根底和體系。板坯連鑄機設計的核心技術鑄流設計和輥列設計。三性原則可靠性，維修性和經濟性是連鑄機設計的根本思想，設備的通用性互換性及標準化始終是設備設計和圖形要遵循的根本原則。（二） 鑄機機型方案的選擇1. 鑄機的類型：立式鑄機、立彎式鑄機、弧形鑄機、橢圓形鑄機、水平式鑄機。2. 鑄機特點：A. 立式鑄機優點：1占地面積小； 2夾雜物容易上浮；3無彎曲，部裂紋小；4鑄坯冷卻均勻；5構造簡

49、單；缺點：1鋼水靜壓力大，鑄坯易產生鼓肚；2基建費用高； 3不適于高拉速，生產率低； 4鑄坯定尺有限；5切割很難，只能生產小方坯；B.立彎式鑄機優點：1夾雜物容易上浮；2機身高度降低，節省投資； 3水平方向出坯，加長機身容易；4可以實現高拉速；缺點：1鑄坯一次彎曲，一次矯直部裂紋增多；2不適和大斷面鑄坯；C.弧形鑄機優點：1高度低；2鋼水靜壓力小，鼓肚小； 3加長機身容易，提高拉速；缺點：1夾雜物聚集，在弧側；2鑄坯冷卻不均勻；3設備復雜；D.橢圓形鑄機優點：1高度低；2鋼水靜壓力小，維修方便；3投資可比弧形連鑄機約低20%30%；缺點：1夾雜物不易上浮；2設備安裝、對中不方便；E.水平式鑄機優點：1設備高度最低，投資省，建立首速度快，適合中、小電爐鋼廠技術改造； 2鋼水無二次養活純潔度高，中間包與結晶器密不可分，鑄坯部質量得到改善；3鋼水在水平位置凝固成型，不受彎曲矯直作用，有利防止生產裂紋，適合于特殊鋼和高合計鋼的澆注；4設備維護簡單，處理事故方便； 5不加保護渣；缺點：1中間包與結晶器的連接的別離環的材質壽命及本錢很貴； 2結晶器的涂層與潤滑困難；3拉坯時結晶器不振動；三鑄機機型選擇的依據1.根據產品大綱中的鑄坯斷面規格圍，選擇鑄機機型的圍。2.根據鋼種性質特點，確定