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转炉炼钢加入废钢和脱氧后的物料平衡

         关键字:物料平衡     发布时间:2020/2/5     来源:炼钢技术

加入废钢的物料平衡

(1)  废钢中各元素被氧化量

废钢中各元素被氧化量见

项目

m(C)/kg

m(Si)/kg

m(Mn)/kg

m(P)/kg

m(S)/kg

废钢

0.18

0.20

0.50

0.025

0.03

终点钢水

0.15

0.01

0.10

0.01

0.01

氧化量

0.03

0.19

0.4

0.015

0.02

(2)  废钢中各元素氧化量、进入钢中的量、耗氧量及氧化产物量

项目

废钢中各元素氧化量/kg

废钢进入钢中量/kg

耗氧量/kg

氧化物产量/kg

备注

C→CO

8.21×0.03%×90%=0.002

0.002×16/12=0.003

0.002×28/12=0.005

生成CO、CO2进入炉气中,和为0.0057

C→CO2

8.21×0.03%×10%=0.0002

0.0002×32/12=0.0005

0.0002×44/12=0.0007

Si→SiO2

8.21×0.19%=0.016

0.016×32/28=0.018

0.016×60/28=0.034

生成CO2、SiO2、MnO、P2O5均进入炉渣中,其和为0.079

Mn→MnO

8.21×0.4%=0.033

0.033×16/55=0.01

0.033×71/55=0.043

P→P2O5

8.21×0.015%=0.001

0.001×80/62=0.001

0.001×142/62=0.002

S→SO2

8.21×0.02%=0.002

0.002×32/32=0.002

0.002×64/32=0.004

生成SO2进入炉气中,量为0.004

共计

0.0542

8.21-0.0542=

8.156

0.0345

0.0887

(3)  加入废钢后的物料平衡表

铁水加废钢之和换算成100kg为计算基础,即:m(废钢)=100/(100+8.21)×100=91.41kg,m(废钢)=100-91.41=8.59kg。支出项中,钢水、炉渣、炉气质量均要增加,m(钢水)1=91.698+8.21-0.0542=99.854kg,m(炉渣)1=9.712+0.079=9.791kg,m(炉气)1=10.322+0.004+0.006=10.332kg。得重新整理加入废钢后的物料平衡:

收入项

支出项

项目

质量/kg

含量%

项目

质量/kg

含量%

半钢

91.41

80.12

钢水

92.28

80.9

废钢

8.59

7.529

炉渣

9.048

7.94

石灰

4.816

4.221

炉气

9.548

8.38

萤石

0.554

0.486

烟尘

1.479

1.3

白云石

0.739

0.648

铁珠

0.718

0.63

石英砂

0.554

0.486

喷溅

0.924

0.81

锰矿

0.647

0.567

炉衬

0.37

0.324

氧气

6.415

5.623

合计

114.095

100

合计

113.997

100

(4)  计算误差

(收入项-支出项)/收入项×100%=(114.095-113.997)/114.095×100%

=0.086%

脱氧后的物料平衡

(1)  冶炼BD3钢种选用Si-Al-Ba作脱氧剂

成分

Si

Al

Ba

Fe

Si-Al-Ba

32%

23%

17%

28%

收得率取65%,Al丝中铝含量取99.5%,收得率50%。

(2)  采用喂丝工艺脱氧时,其加入量根据终点碳含量

根据攀钢实际情况,每炉加入量为180~220kg,本设计取200kg,其中铁全部进入钢中。则Si-Al-Ba的加入量为:

200/(120×92.62%×10×100)=0.18kg/100kg

成分

元素烧损量/kg

耗氧量/kg

成渣量/kg

元素进入钢中量/kg

百分含量%

Al→Al2O3

0.18×23%×(1-65%)=0.0145

0.0145×24/27=0.0129

0.0145×51/27=0.0274

0.18×23%×65%=0.0269

0.029

Ba→BaO

0.18×17%×(1-65%)=0.0107

0.0107×16/137=0.001

0.0107×153/137=0.012

0.18×17%×65%=0.0199

0.022

Si→SiO2

0.18×32%×(1-65%)=0.020

0.020×32/28=0.023

0.020×60/28=0.043

0.18×32%×65%=0.037

0.04

Fe

0.18×28%=0.05

0.054

合计

0.0452

0.369

0.824

0.1338

0.145

注:喂线后钢水的质量为:92.28+0.1338=92.4138kg。

(3)  合金加入量

硅铁和锰铁的成分

成分

项目

ω(C)%

ω(Si)%

ω(Mn)%

ω(P)%

ω(S)%

ω(Fe)%

锰铁

7.5

2.5

75.0

0.38

0.030

14.59

硅铁

70.0

0.7

0.05

0.04

29.21

Fe-Mn:Mn的收得率为75%,Si的收得率为70%,C的收得率为90%,其中10%的C被氧化成CO2

Fe-Si:Mn的收得率为80%,Si的收得率为75%。

两种脱氧剂中的P、S、Fe均全部进入钢中,脱氧后的钢水见

成分

ω(C)

ω(Si)

ω(Mn)

ω(P)

ω(S)

%

0.19

(0.13+0.06)

0.21

(0.012+0.014+0.184)

0.50

(0.05+0.45)

0.015

(0.005+0.01)

0.021

锰铁加入量=(锰的规格中限-残余锰)/(合金含锰量×Mn的收得率)×出钢量     

=

同理:硅铁加入量=0.351kg

锰铁各元素氧化量及其氧化产物

合金

成分

元素烧损量/kg

耗氧量/kg

产物

元素进入钢中

渣量/kg

炉气量/kg

质量/kg

质量分数/%

锰铁

C→CO2

0.74×7.5%×10%=0.006

0.006×32/12=0.016

0.006×44/12=0.022

0.74×7.5%×90%=0.05

0.06

Si→SiO2

0.74×2.5%×(1-70%)=0.006

0.006×32/28=0.007

0.006×60/28=0.013

0.74×2.5%×70%=0.013

0.014

Mn→MnO

0.74×75%×(1-75%)=0.139

0.139×16/55=0.04

0.139×71/55=0.179

0.74×75%×75%=0.416

0.45

P

0.74×0.38%=0.003

0.005

S

0.74×0.03%=0.0002

Fe

0.74×14.59%=0.108

合计

0.151

0.063

0.192

0.022

0.5902

①  元素进入钢中质量分数=元素进入钢中质量/(92.28+0.134+0.5902)

硅铁各元素氧化量及其氧化产物

合金

成分

元素烧损量/kg

耗氧量/kg

产物

元素进入钢中

渣量/kg

炉气量/kg

质量/kg

质量分数/%

硅铁

Si→SiO2

0.351×70%×(1-75%)=0.0614

0.0614×32/28=0.07

0.0614×60/28=0.132

0.351×70%×75%=0.184

0.184

Mn→MnO

0.351×0.7%×(1-80%)=0.0005

0.0005×16/55=0.0001

0.0005×71/55=0.0006

0.351×0.7%×80%=0.002

0.002

P

0.351×0.05%=0.0002

S

0.351×0.04%=0.0001

Fe

0.351×29.21%=0.103

合计

0.0619

0.0701

0.1326

0.2893

总计

0.213

0.133

0.325

0.022

0.880

①元素进入钢中质量分数=元素进入钢中质量/(92.28+0.134+0.5902+0.2893)

脱氧后的物料平衡

收入项

支出项

项目

质量/kg

含量%

项目

质量/kg

含量%

半钢

91.41

79.41

钢水

92.28+0.134+0.5902

+0.2893=93.2935

80.87

废钢

8.59

7.462

炉渣

9.048+0.325=9.373

8.125

石灰

4.816

4.184

炉气

9.548+0.022=9.57

8.296

萤石

0.554

0.481

烟尘

1.479

1.282

白云石

0.739

0.642

铁珠

0.718

0.622

石英砂

0.554

0.481

喷溅

0.924

0.801

锰矿

0.647

0.562

炉衬

0.37

0.321

氧气

6.415+0.133

=6.548

5.688

硅铁

0.2893

0.251

锰铁

0.5902

0.513

合计

115.11

100

合计

115.36

100

计算误差:(115.11-115.36)/115.11=-0.217%