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技術資訊

轉爐煉鋼加入廢鋼和脫氧后的物料平衡

         關鍵字:物料平衡     發布時間:2020/2/5     來源:煉鋼技術

加入廢鋼的物料平衡

(1)  廢鋼中各元素被氧化量

廢鋼中各元素被氧化量見

項目

m(C)/kg

m(Si)/kg

m(Mn)/kg

m(P)/kg

m(S)/kg

廢鋼

0.18

0.20

0.50

0.025

0.03

終點鋼水

0.15

0.01

0.10

0.01

0.01

氧化量

0.03

0.19

0.4

0.015

0.02

(2)  廢鋼中各元素氧化量、進入鋼中的量、耗氧量及氧化產物量

項目

廢鋼中各元素氧化量/kg

廢鋼進入鋼中量/kg

耗氧量/kg

氧化物產量/kg

備注

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進入爐氣中,和為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均進入爐渣中,其和為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進入爐氣中,量為0.004

共計

0.0542

8.21-0.0542=

8.156

0.0345

0.0887

(3)  加入廢鋼后的物料平衡表

鐵水加廢鋼之和換算成100kg為計算基礎,即:m(廢鋼)=100/(100+8.21)×100=91.41kg,m(廢鋼)=100-91.41=8.59kg。支出項中,鋼水、爐渣、爐氣質量均要增加,m(鋼水)1=91.698+8.21-0.0542=99.854kg,m(爐渣)1=9.712+0.079=9.791kg,m(爐氣)1=10.322+0.004+0.006=10.332kg。得重新整理加入廢鋼后的物料平衡:

收入項

支出項

項目

質量/kg

含量%

項目

質量/kg

含量%

半鋼

91.41

80.12

鋼水

92.28

80.9

廢鋼

8.59

7.529

爐渣

9.048

7.94

石灰

4.816

4.221

爐氣

9.548

8.38

螢石

0.554

0.486

煙塵

1.479

1.3

白云石

0.739

0.648

鐵珠

0.718

0.63

石英砂

0.554

0.486

噴濺

0.924

0.81

錳礦

0.647

0.567

爐襯

0.37

0.324

氧氣

6.415

5.623

合計

114.095

100

合計

113.997

100

(4)  計算誤差

(收入項-支出項)/收入項×100%=(114.095-113.997)/114.095×100%

=0.086%

脫氧后的物料平衡

(1)  冶煉BD3鋼種選用Si-Al-Ba作脫氧劑

成分

Si

Al

Ba

Fe

Si-Al-Ba

32%

23%

17%

28%

收得率取65%,Al絲中鋁含量取99.5%,收得率50%。

(2)  采用喂絲工藝脫氧時,其加入量根據終點碳含量

根據攀鋼實際情況,每爐加入量為180~220kg,本設計取200kg,其中鐵全部進入鋼中。則Si-Al-Ba的加入量為:

200/(120×92.62%×10×100)=0.18kg/100kg

成分

元素燒損量/kg

耗氧量/kg

成渣量/kg

元素進入鋼中量/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

合計

0.0452

0.369

0.824

0.1338

0.145

注:喂線后鋼水的質量為:92.28+0.1338=92.4138kg。

(3)  合金加入量

硅鐵和錳鐵的成分

成分

項目

ω(C)%

ω(Si)%

ω(Mn)%

ω(P)%

ω(S)%

ω(Fe)%

錳鐵

7.5

2.5

75.0

0.38

0.030

14.59

硅鐵

70.0

0.7

0.05

0.04

29.21

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

Fe-Si:Mn的收得率為80%,Si的收得率為75%。

兩種脫氧劑中的P、S、Fe均全部進入鋼中,脫氧后的鋼水見

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

錳鐵加入量=(錳的規格中限-殘余錳)/(合金含錳量×Mn的收得率)×出鋼量     

=

同理:硅鐵加入量=0.351kg

錳鐵各元素氧化量及其氧化產物

合金

成分

元素燒損量/kg

耗氧量/kg

產物

元素進入鋼中

渣量/kg

爐氣量/kg

質量/kg

質量分數/%

錳鐵

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

合計

0.151

0.063

0.192

0.022

0.5902

①  元素進入鋼中質量分數=元素進入鋼中質量/(92.28+0.134+0.5902)

硅鐵各元素氧化量及其氧化產物

合金

成分

元素燒損量/kg

耗氧量/kg

產物

元素進入鋼中

渣量/kg

爐氣量/kg

質量/kg

質量分數/%

硅鐵

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

合計

0.0619

0.0701

0.1326

0.2893

總計

0.213

0.133

0.325

0.022

0.880

①元素進入鋼中質量分數=元素進入鋼中質量/(92.28+0.134+0.5902+0.2893)

脫氧后的物料平衡

收入項

支出項

項目

質量/kg

含量%

項目

質量/kg

含量%

半鋼

91.41

79.41

鋼水

92.28+0.134+0.5902

+0.2893=93.2935

80.87

廢鋼

8.59

7.462

爐渣

9.048+0.325=9.373

8.125

石灰

4.816

4.184

爐氣

9.548+0.022=9.57

8.296

螢石

0.554

0.481

煙塵

1.479

1.282

白云石

0.739

0.642

鐵珠

0.718

0.622

石英砂

0.554

0.481

噴濺

0.924

0.801

錳礦

0.647

0.562

爐襯

0.37

0.321

氧氣

6.415+0.133

=6.548

5.688

硅鐵

0.2893

0.251

錳鐵

0.5902

0.513

合計

115.11

100

合計

115.36

100

計算誤差:(115.11-115.36)/115.11=-0.217%

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