年產500萬噸良坯的轉爐煉鋼車間
頂底復吹轉爐氧槍設計
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1、 物料平衡計算
1.1 基本資料
（1） 鐵水和廢鋼的成分及溫度。見表1-1。
表1-1鐵水和廢鋼的成分
（2） 造渣劑及爐襯成分。見表1-2。
表1-2造渣劑及爐襯成分
（3） 冶煉鋼種及成分。見表1-3。
表1-3鋼種成分
（4） 鐵合金成分。見表1-4。
表1-4鐵合金成分
鐵合金種的元素收得率：mn的收得為80%，si的收得率為75%，c的收得率為90%，其中10%的c被氧化成co2。p，s，fe全部進入鋼中。
（5） 操作實測資料。見表1-5。
表1-5實測資料
1.2 計算過程（以100kg鐵水為基礎）
（1） 爐渣量及成分。爐渣來自金屬料元素氧化和還原的產物，加入的造渣劑以及爐襯侵蝕等。
1 鐵水中各元素氧化量。終點鋼水的成分是根據同類轉爐冶煉q235鋼種的實際資料選取。其中[c]：
應根據冶煉鋼種含碳量和預估計的脫氧劑的增碳量來確定終點鋼水含碳量，取0.10%；[si]：在鹼性氧氣轉爐煉鋼法中，鐵水中的矽幾乎全部被氧化進入爐渣；[mn]：
終點鋼水殘錳量，一般為鐵水中含錳量的50%～60%，取50%；[p]：採用低磷鐵水操作，鐵水中磷約85%～95%氧化進入爐渣，在此取脫磷率為90%。
鐵水中各元素氧化量見表1-6。
表1-6100kg鐵水各元素氧化量
其中，氧化成co的c質量為3.8×80%=3.04kg，氧化成co2的c質量為3.8×20%=0.76kg。
2 鐵水中各元素氧化耗氧量及氧化產物量。見表1-7。
表1-7鐵水中各元素氧化耗氧量及氧化產物量
3 造渣劑加入量及其各組元質量
a. 礦石、鐵礬土、爐襯帶入的各組元質量。由礦石、鐵礬土加入量和爐襯侵蝕量和其中各組元的成分可計算出各組元的質量，見表1-8和1-9。
爐襯中c的氧化耗氧量為0.1×16.4%×（16×80%/12+32×20%/12）=0.
026kg。
b. 輕燒白雲石。為了提高轉爐爐襯壽命，在加入石灰造渣的同時，新增輕燒白雲石造渣，其目的是提高爐渣中mgo的含量，有利於提高爐襯壽命。
渣中（mgo）含量在6%～10%效果較好。經試算後輕燒白雲石加入量為1.5kg/100kg鐵水。
其各組元質量見表1-8和表1-9.其中的燒減為（mgco3·caco3）分解產生的co2質量。
c. 爐渣鹼度和石灰加入量。根據鐵水的[p]、[s]含量，取終渣鹼度r=2.8。未計石灰帶入的sio2量時，渣中現有的sio2量為（見表1-7和表1-8）：
渣中現有的cao量為：
則石灰加入量為：
4 終渣t.%fe的確定。終渣中t.
%fe與終點碳含量和終渣的鹼度有關，根據生產資料，終渣t.%fe取12%計算。渣中存在著（feo）和（fe2o3），按照（%feo）=1.
35（%fe2o3）和t.%fe=56×(%feo)/72+112×(%fe2o3)/160的關係，求得（feo）=9.26%和（fe2o3）=6.
86%。
5 終渣及成分。終渣量及成分列於表1-8中。表中的feo和fe2o3質量計算過程如下。
不計（feo）和（fe2o3）在內的爐渣質量為
表1-8終渣量及成分
那麼，總渣量為
（feo）質量=8.238×9.26%=0.763kg，其中鐵=0.763×56/72=0.593kg；
（fe2o3）質量=8.238×6.86%=0.565kg，其中鐵=0.565×112/160=0.396kg。
（2） 礦石、煙塵中的鐵及氧量。假定礦石中的feo、fe2o3全部還原成鐵，則
礦石帶入鐵量=1.00×（29.40%×56/72+61.80%×112/160）=0.661kg
煙塵帶走鐵量=1.50×（75.00%×56/72+20.00%×112/160）=1.085kg
礦石帶入氧量=1.00×（29.40%×16/72+61.80%×48/160）=0.251kg
煙塵消耗氧量=1.50×（75.00%×16/72+20.00%×48/160）=0.340kg
其他造渣劑的fe2o3帶入的鐵量和氧量忽略不計。
（3） 爐氣成分、質量及體積。
1 當前爐氣體積v1。由元素氧化和造渣劑帶入的氣體質量見表1-9。
表1-9氣體**及質量、體積
*：氣體體積=氣體質量×22.4/氣體分子量
2 當前氧氣消耗質量及體積。當前氧氣消耗質量見表1-10。
表1-10氧氣消耗質量
則當前氧氣消耗的體積
3 爐氣總體積vg=元素氧化生成的體積+水蒸氣的體積+爐氣中自由氧體積+爐氣中氮氣體積，即
式中－爐氣中自由氧含量；
－氧氣中氮氣成分；
－氧氣中氧氣成分
整理得：
4 爐氣中自由氧體積及質量
，5 爐氣中氮氣體積及質量
爐氣中各組元成分的質量和體積見表1-11。
表1-11爐氣組元的質量和體積
（4） 總氧氣消耗量及體積
（5） 鋼水質量wm。在吹煉中鐵水的各項損失見表1-12。
表1-12吹煉中鐵水的各項損失
則鋼水質量wm為：
鋼水收得率為93.61%。
（6） 未加廢鋼時的物料平衡。見表1-13
表1-13未加廢鋼時的物料平衡表
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