内容发布更新时间 : 2024/12/25 15:09:31星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

在铁中极限溶解度/% 融入1%元素使铁熔点降低值/℃ N、H、O融入使铁熔点降低值/℃ 适用含量范围/% 5.41 65 70 75 80 85 90 100 4.0 18.无2.5 限 8 8 5 0.18 35.0 无限 ∑=6 30 25 3 1.5 2.5 3.0 3.5 ≤3 ≤0.08 ≤1 ≤18 2.＜1 1.0 0 ≤≤0.15 7 5.2.2 计算步骤

以100㎏铁水为基础

第一步：计算热收入Qs。

热收入项包括：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。

(1) 铁水物理热QW

先根据纯铁熔点、铁水成分以及溶入元素对铁熔点的降低值(见表5-17、表5-1和表5-20)计算铁水熔点Tt，然后由铁水温度和生铁热容(见表5-17和表5-18)确定QW 。

Tt =1536－(4.0×100+0.8×8+0. 5×5+0.3×30+0.035×25)－6=1111 (℃)

[0.745×(1111－25)+218+0.837×(1285－1111)]=117270.8(KJ) QW =100 ×

(2) 元素氧化热及成渣热Qy

由铁水中元素氧化量和反应热效应(见表5-19)可以算出，其结果列于表5-21。 反应产物 C→CO C→CO2 Si→SiO2 Mn→MnO Fe→FeO 表5-21 元素氧化热和成渣热 氧化热或成渣热/kJ 反应产物 3.51×11639=40852.89 Fe→Fe2O3 0.39×34834=135853.2P→P2O5 6 0.80×29202=23361.6 P2O5→4CaO·P2O5 0.420×6594=2769.48 SiO2→2CaO·SiO2 0.831×4250=3531.75 合计Qy 氧化热或成渣热/kJ 0.421×6460=2719.66 0.28×18980=5314.4 0.422×4880=2059.36 1.934×1620=3133.08 97327.48 (3) 烟尘氧化热QC

由表5-4中给出的烟尘量参数和反应热效应计算可得。

(75％×56/72×4250+20%×112/160×6460)=5075.35kJ QC＝1.5×

(4) 炉衬中碳的氧化热

14％×90％×11639＋0.3×14％×10％×34834＝586.25kJ Q1＝0.3×

故热收入总量为

QS=

QW＋

Qy＋

QC＋

Q1＝

117270.8+97327.48+5075.35+586.25=220259.88kJ 第二步：计算热支出QZ。

热支出项包括：钢水物理热；炉渣物理热；烟尘物理热；炉气物理热；渣中铁珠物理热；喷溅物(金属)物理热；轻烧白云石分解热；热损失；废钢吸热。

(1) 钢水物理热Qg

先按求铁水熔点的方法确定钢水熔点Tg ；再根据出钢和镇静时的实际温降(通常前者为40～60℃，后者约为3～5℃/min，具体时间与盛钢桶大小和浇注条件有关)以及要求的过热度(一般为50～90℃)确定出钢温度TZ ；最后由钢水热容算出物理热。

Tg＝1536－(0.10×65＋0.15×5＋0.020×30＋0.021×25)－6＝1522℃ 式中，0.10、0.15、0.020和0.021分别为终点钢水中C、Mn、P、S的含量。 TZ＝1522＋50＋50＋70＝1692℃

式中，50、50、70分别为出钢过程中的温降、镇静及炉后处理过程中的温降和过热度。

Qg＝90.54×［0.699×(1522-25)＋272＋0.837×(1692-1522)］＝132251.14kJ (2) 炉渣物理热Qr

令终渣温度与钢水温度相同，则得：

Qr＝12.955×［1.248×(1649-25)＋209］＝28964.17kJ

(3) 炉气、烟尘、铁珠和喷溅金属的物理热Qx 。根据其数量、相应的温度和热容确定。详见表5-22。

项 目 炉气物理热 备 注 1450℃系炉气和烟尘的温度 烟尘物理热 1.5×[0.996×(1450－25)+209]=2442.45 渣中铁珠物理12.955×6%× [0.699×(1520－25)+272+0.837×(1692－1522℃系钢水热 1522)]=1134.3 熔点 喷溅金属物理1×[0.699×(1522－25)+272+0.837×(1692－ 热 1522)]=1460.7 合计 Qx＝22994 (4) 生白云石分解热Qb

根据其用量、成分和表5-19所示的热效应计算的。

Qb＝2.5×(36.40％×1690＋25.60％×1045)＝2437.10kJ

表5-22 某些物料的物理热 参 数/kJ 11.083×[1.137×(1450－25)]=17957

(5) 热损失Qq

其他热损失带走的热量一般约占总热收入的3％～8％。本计算取5％，则得

Qq＝220259.88×5％＝11012.99kJ (6) 废钢吸热Qf

用于加热废钢的热量系剩余热量，即

Qf＝QS－Qg－Qr－Qx－Qb－Qq

=220259.88－132251.14－28964.17－22994－2437.10－11012.99 =22600.48 故废钢加入量Wf为：

??? .48??1??0.699??1522?25??272?0.837??1692?1522Wf＝22600 ＝15.47kg 即废钢比为：

15.47?100%?13.4%

100?15.47热平衡计算结果列于表5-23。 热效率 ??钢水物理热＋炉渣物理热＋废钢吸热?100％

热收入总量 =（132251.14+28964.17+11012.99）/220259.88=78.19% 若不计算炉渣带走的热量时： 热效率 ??钢水物理热＋废钢吸热?100％＝65.04%

热收入总量表5-23 热平衡表 项 目 铁水物理热 元素氧化和成渣热 其中C氧化 Si氧化 Mn氧化 P氧化 Fe氧化 SiO2成渣 收 入 热量/kJ 117270.83 97327.48 54438.15 23361.6 2769.48 6251.41 3133.08 2059.36 ％ 53.24 44.19 24.72 10.61 1.26 2.84 1.42 0.93 支 出 项 目 热量/kJ 132251.1钢水物理热 4 炉渣物理热 废钢吸热 炉气物理热 烟尘物理热 渣中铁珠物理热 喷溅金属物理热 轻烧白云石分解热 28964.17 22600.48 17957 2442.45 1134.3 1460.7 2437.1 ％ 60.04 13.15 10.26 8.15 1.11 0.52 0.66 1.11

P2O5成渣 烟尘氧化热 炉衬中碳的氧化热 合 计 1859.28 5075.35 586.25 220260.33 0.84 2.30 0.27 100 热损失 合 计 11012.99 220260.33 5.00 100 应当指出，加入铁合金进行脱氧和合金化，会对热平衡数据产生一定的影响。对转炉用一般生铁冶炼低碳钢来说，所用铁合金种类有限，数量也不多。经计算，其热收入部分约占总热收入的0.8％～1.0％，热支出部分约占0.5％～0.8％，二者基本持平。