转炉炼钢的物料平衡与热平衡VIP专享VIP免费

1 / 9 4.6 转炉炼钢的物料平衡及热平衡[5] 炼钢过程的物料平衡和热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上的。其主要目的是比较整个冶炼过程中物料、能量的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量依据。应当指出，由于炼钢是复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对指导炼钢生产和设计仍有重要的意义。 转炉炼钢的过程是一个很复杂的物理化学变化过程，对其作完全定量的分析是不可能的，但是一些基本的规律和原理在该过程中仍然适用。比如说转炉炼钢过程遵循物质不灭和能量守恒定律，在这个基础上建立了转炉炼钢过程中的物料平衡和热平衡计算。用来研究转炉收入、支出的物质和能量在数量上的平衡关系，并用平衡方程式、平衡表或者物流及热流图表示出来。 通过物料平衡和热平衡的计算可以全面的掌握转炉的物料和能量的利用情况，了解转炉的工作能力和热效率，从而为改进工艺、实现转炉最佳操作探索途径，并为降低原材料消耗及合理利用能源和节能提供方向。 总的来说，物料平衡和热平衡的计算一方面可以指导车间或设备的设计，比如说转炉及其供氧设备，或者炼钢车间的设计；另一方面可以改善和校核已投产的转炉冶炼工艺参数、设备适应性能，比如说确定加入冷却剂的数量和时间，或者采用新技术等而由实测数据进行的计算，比如说设计一些自动控制模型时的计算。 4.6.1 物料平衡[12] 物料平衡是计算炼钢过程中加入炉内和参与炼钢过程的全部物料（铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料和耐材等）及炼钢过程中产物（钢液、炉渣、炉气及烟尘等）之间的平衡关系。以下通过举例进行计算分析。 1． 原材料成分 表4.9 铁水、废钢成分（%） 原料 C Si Mn P S 温度，℃ 铁水 4.280 0.850 0.580 0.150 0.037 1250 废钢 0.18 0.20 0.52 0.022 0.025 25 2 / 9 表4.10 渣料和炉衬材料成分（%） 名称 CaO SiO2 MgO Al2O3 S P CaF2 FeO Fe2O3 烧碱 H2O C 石灰 91.0 2.0 2.0 1.5 0.05 3.45 矿石 1.0 5.61 0.52 1.10 0.07 29.4 61.8 0.50 萤石 6.0 0.58 1.78 0.09 0.55 89.0 2.00 生白云石 55.0 3.0 33.0 3.0 1.0 5.0 炉衬 54.0 2.0 38.0 1.0 5.0 表4.11 各项目的热容 项目 固态平均热容kJ/kg·K 熔化潜热 kJ/kg 液（气）态平均热容kJ/kg·K 生铁 0.745 217.568...