年产255万吨优质碳素钢连铸转炉车间—重点： LF钢包精炼炉毕业论文
2020-06-03 09:06
一 物料平衡和热平衡计算。
1.1 原始数据
（1）铁水成分及温度
表1－1 铁水成分及温度
成分 | C | Si | Mn | P | S | 温度，℃ |
% | 4.80 | 0.055 | 0.200 | 0.600 | 0.055 | 1300 |
（2）原材料成分
表1－2 原材料成分
种 类 成 分 ％ | 石灰 | 矿石 | 萤石 | 白云石 | 炉衬 |
CaO | 91.08 | 1.00 | 30.84 | 54.00 | |
SiO2 | 1.66 | 5.61 | 6.00 | 0.46 | 2.05 |
MgO | 1.54 | 0.52 | 0.58 | 20.16 | 37.95 |
Al2O3 | 1.22 | 1.10 | 0.78 | 0.74 | 1.00 |
S | 0.06 | 0.07 | 0.09 | ||
P | 0.55 | ||||
CaF2 | 90.00 | ||||
FeO | 29.40 | ||||
Fe2O3 | 61.80 | ||||
烧减 | 4.44 | 47.80 | |||
H2O | 0.50 | 2.00 | |||
C | 5.00 | ||||
| 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | 100.00 |
（3）冶炼钢种及成分
表1－3 冶炼钢种成分
成分 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Cu |
% | 0.17~0.24 | 0.17~0.37 | 0.35～0.65 | ≦0.035 | ≦0.035 | ≦0.25 | ≦0.25 | ≦0.25 |
（4）平均比热
表1－4 平均比热
项目 | 固态平均比热 KJ/kg•度 | 熔化潜热 KJ/kg | 液态或气态平均比热 KJ/kg•度 |
生铁 | 0.745 | 218 | 0.837 |
钢 | 0.699 | 272 | 0.837 |
炉渣 | 209 | 1.248 | |
炉气 | 1.137 | ||
烟尘 | 0.996 | 209 | |
矿石 | 1.046 | 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℃）
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；
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 | 131365.0 | 10949.1 | C |
C O2=CO2 | 414481.7 | 34521.0 | C |
Si O2＝SiO2 | 795023.6 | 28314.0 | Si |
2P | 1172078.6 | 18922.6 | P |
Mn | 384959.0 | 7020.3 | Mn |
Fe | 266635.0 | 5021.2 | Fe |
2Fe | 822156.0 | 7340.7 | Fe |
2CaO SiO2=2CaO•SiO2 | 124600.4 | 2071.1 | SiO2 |
4CaO P2O5=4CaO•P2O5 | 690414.9 | 5020.8 | P2O5 |
O2=CO
O2=P2O5
O2＝Fe2O31)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℃。炉气中自由氧含量为0.5％。烟尘量为铁水量的1.6％，其中FeO=77%, Fe2O3=20%;
5)炉衬侵蚀量为铁水量的0.5％；
6)氧气成分，98.5％O2、1.5％N2。
1.2 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铁水为计算基础。
（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2-6 铁水中各元素氧化量
成 分 ％ 项 目 | C | Si | Mn | P | S |
铁水 | 4.800 | 0.400 | 0.200 | 0.600 | 0.055 |
终点钢水 | 0.10 | 0.170 | 0.060 | 0.015 | 0.025 |
氧化量 | 4.700 | 0.230 | 0.140 | 0.585 | 0.030 |
表1－7 铁水中各元素氧化产物量
元素 | 反应极其产物 | 元素氧化量kg | 耗氧量kg | 氧化产物量kg | 备注 |
C | [C] | 4.700 | 4.230 | 4.230 | |
C | [C] {O2}={CO2} | 4.700 | 0.470 | 0.470 | |
Si | [Si] {O2}=(SiO2) | 0.230 | 0.230 | 0.230 | |
Mn | [Mn] | 0.140 | 0.140 | 0.140 | |
P | 2[P] | 0.585 | 0.585 | 0.585 | |
S | [S] {O2}={SO2} | 0.030 | 0.010 | 0.010 | |
S | [S] (CaO)=(CaS) [O] | 0.030-0.010=0.020 | 0.020 | 0.020 | -0.010表示还原出氧量消耗CaO量0.020× |
Fe | [Fe] | 0.519 | 0.519 | 0.667 | 见表8 |
Fe | 2[Fe] | 0.233 | 0.233 | 0.333 | 见表8 |
共计 | 6.437 | 8.223 |
90%=4.230
=5.640
=9.870
=1.253
=1.723
=0.263
=0.493
=0.041
=0.181
=0.755
=1.340
=0.010
=0.010
=0.020
)=-0.010
=0.045
=0.035
=0.151
=0.100[P]：采用低磷铁水操作，炉料中磷约85～95%进入炉渣，本计算采用低磷铁水操作，取铁水中磷的90%进入炉渣，10%留在钢中。
[Mn]：终点钢水余锰含量，一般为铁水中锰的含量30～40％，取30％。
[S]：去硫率，一般为30～50％的范围，取40％。
