炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算

炼钢过程的物料平衡与热平衡计算

炼钢过程的物料平衡与热平衡计算是建立在物质与能量守恒的基础上。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，由于炼钢系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。

本章主要结合实例阐述氧气顶吹转炉和电弧炉氧化法炼钢过程物料平衡和热平衡计算的基本步骤和方法，同时列出一些供计算用的原始参考数据。

1.1 物料平衡计算

（1）计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表1）；金属料—铁水和废钢的成

分（表1）；终点钢水成分（表1）；造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表3）；其它工艺参数（表4）.

表1 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值 成分含量/% 类别 钢种H15Mn设定值 铁水设定值 废钢设定值 终点钢水设定值 ②①C 0.18 4.20 0.18 0.10 Si 0.25 0.40 0.25 痕迹 Mn 0.55 0.45 0.55 0.18 P ≤0.045 0.12 0.030 0.020 S ≤0.050 0.060 0.030 0.021 ①本计算设定的冶炼钢种为H15Mn。

②[C]和[Si]按实际生产情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。

表2 原材料成分

成分含量% 挥发 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 分 类别 石灰 萤石 生白云石 炉衬 焦炭 表3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母） 成分含量/回收率/% 类别 C Si Mn Al P S Fe 88.00 2.50 2.60 1.50 0.50 0.10 0.06 4. 0.10 36.20 1.50 14.00 0.30 5.50 0.60 1.60 1.50 88.00 0.90 0.10 36.40 0.80 25.60 1.00 1.20 3.00 78.80 1.40 1.60 0.58 81.50 12.40 5.52 .. ..

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硅铁 锰铁 ①10%C与氧生产CO2

— 6.60/90 ①73.00/75 0.50/75 0.50/80 67.80/80 2.50/0 — 0.05/100 0.23/100 0.03/100 0.13/100 23.92/100 24.74/100 表4 其它工艺参数设定值 名称 终渣碱度 萤石加入量 生白云石加入量 炉衬蚀损量 终渣∑(FeO)含量（按(FeO)=1.35(Fe2O3)折算） 烟尘量 喷溅铁损 参数 %CaO/%SiO2=3.5 为铁水量的0.5% 为铁水量的2.5% 为铁水量的0.3% 15%，而(Fe2O3)/ ∑(FeO)=1/3即(Fe2O3)=5%(FeO)=8.25% 为铁水量的 1.5%(其中FeO为75%，Fe2O3为20%) 为铁水量的1% 名称 渣中铁损(铁珠) 氧气纯度 炉气中自由氧含量 气化去硫量 金属中〔C〕的氧化产物 参数 为渣量的6% 99%,余者为N2 0.5%(体积比) 占总去硫量的1/3 90%C氧化成CO, 10%C氧化成CO2 由热平衡计算确定。本 计算结果为铁水量的10.934%,即废钢比为9.86% 废钢量 （2）物料平衡基本项目。 收入项有：铁水、废钢、溶剂(石灰、萤石、轻烧白云石)、氧气、炉衬蚀损、铁合金 。 支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。 （3）计算步骤。以100kg铁水为基础进行计算。 第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。

总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表5、6和7。总渣量及其成分如表8所示。 第二步：计算氧气消耗量。

氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表9。

表5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量 元素 C Si Mn P S Fe 反应产物 〔C〕→｛CO｝ 〔C〕→｛CO2｝ 〔Si〕→(SiO2) 〔Mn〕→(MnO) 〔P〕→(P2O5) 〔S〕→(SO2) 〔S〕+(CaO)=(CaS)+(O) 〔Fe〕→(FeO) 〔Fe〕→(Fe2O3) 合计 成渣量 元素氧化量/ kg 4.22×90%=3.798 4.22×10%=0.422 0.400 0.270 0.100 0.039×1/3=0.013 0.039×2/3=0.026 0.675×56/72=0.525 0.379×112/160=0.265 5.699 耗氧量/ kg 4.920 1.090 0.457 0.079 0.129 产物量/kg 8.610 1.500 0.857 0.349 0.229 备注 入渣 入渣 入渣 入渣 入渣(见表8) 入渣(见表8) 入渣组分之和 0.013 0.026 ①—0.013 0.059(CaS) 0.150 0.114 0.965 0.675 0.379 2.8 ① 由CaO还原出的氧量，消耗的CaO量=0.013×56/32=0.023kg

表6 炉衬蚀损的成渣量 炉衬蚀损量 成渣组分/ kg 气态产物/ kg 耗氧量/ kg .. ..

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(kg) 0.3 (据表4) 合计 CaO 0.004 SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C→CO C→CO2 C→CO、CO2 0.009 0.236 0.004 0.005 0.258 0.3×14%×90% 0.3×14%×10% 0.3×14%(90%×16/12+10%×28/12=0.088 ×44/12=0.015 ×32/12)=0.062 0.103 0.062

表7 加入溶剂的成渣量

类别 萤石 生白云石 石灰 合计 成渣量 加入量 / kg 0.5据(表4) 2.5据(表4) 3.455 ①成渣组分/ kg CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 气态产物/ kg H2O CO2 0.905 O2 0.001③ 0.002 0.003 0.028 0.008 0.008 0.005 0.001 0.440 0.005 0.910 0.0 0.020 0.025 3.035② 0.090 0.086 0.052 0.017 0.003 0.005 0.003 0.160 3.947 0.733 0.134 0.085 0.025 0.008 0.006 0.440 0.008 1.065 0.001 7.634 石灰加入量计算如下：由表5~7可知，渣中已含(CaO)= -0.455+0.004+0.002+0.910=0.461kg;渣中已含(SiO2)=0.857+0.009+0.028+0.022=0.914kg.因设定的终渣碱度R=3.5；故石灰加入量为:

[R∑w(SiO2)－∑w(CaO)]/[w(CaO石灰)－R×w(SiO2石灰)]= 2.738/（88.00%－3.5×2.50%）=3.45kg ②为(石灰中CaO含量)—（石灰中S→CaS自耗的CaO量）。 ② 由CaO还原出的氧量，计算方法同表5之注。

表8 总渣量及其成分 炉渣成分 元素氧化成渣量/ kg 石灰成渣量/ kg CaO 3.035 SiO2 0.857 0.086 0.009 0.022 0.028 1.000 12.22 MgO 0.090 0.236 0.717 0.003 0.969 11.84 Al2O3 0.052 0.004 0.028 0.008 MnO 0.349 FeO 0.675② Fe2O3 0.379 0.017 0.005 0.008 0.409 5.00 ③CaF2 0.440 0.440 P2O5 CaS 合计 2.8 3.288 0.258 1.786 0.495 ①0.229 0.059 0.003 0.005 炉衬蚀损成渣量/ 0.00kg 4 生白云石成渣量/ 1.01kg 9 萤石成渣量/ kg 总渣量/ kg % 0.002 3.951 48.28 0.005 0.001 0.0 0.349 0.675 1.09 4.26 8.25 0.237 0.065 8.184 0.79 100.00 5.38 2.90 总渣量计算如下：因为表8中除(FeO)和(Fe2O3)以外的渣量为：5.965+1.700+1.102+0.124+0.615+0.440+0.0+0.038=7.100kg,而终渣∑w(FeO)=15%(表4-4)，故总渣量为7.1/86.75%=8.184kg

③ w(FeO)=8.184×8.25%=0.675kg.

④ w(Fe2O3)=8.184×5%—0.017—0.005—0.008=0.379kg.

表9 实际耗氧量

.. ..

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耗氧项/ kg 铁水中元素氧化耗氧量(表5) 6.965 供氧项/ kg 实际氧气消耗量/ kg 炉衬中碳氧化耗氧量(表6) 石灰中的S与CaO反应还原出的氧量(表7) 0.002 0.062 烟尘中铁氧化耗氧量(表4) 0.340 炉气中自由氧含量(表10) 0.060 合计 7.427 ①为炉气中N2之重量，详见表10 合计 0.002 7.427－0.002+ ①0.066=7.491 第三步：计算炉气量及其成分。

炉气中含有CO、CO2、O2、N2、SO2和H2O。其中CO、CO2、SO2和H2O可由表4-5~4-7查得，O2和N2则由炉气总体积来确定。现计算如下。 炉气总体积V∑：

VVg0.5%V122.4G0.5%VVsx 9932 V∑ =

99Vg0.7Gs Vx98.50=

998.6190.78.1860.00222.4/32 =8.721 m3

98.50式中Vg—CO、CO2、SO2和H2O诸组分之总体积，m3。本计算中，其值为8.950×22.4/28+2.837×

3

22.4/44+0.002×22.4/+0.011×22.4/18=8.619 m

GS—不计自由氧的氧气消耗量，kg。本计算中，其值为7.851+0.062+0.23=8.619 m3（见表9）； VX—铁水与石灰中的S与CaO反应还原出的氧量，m3。本计算中，其值为0.002kg(见表9) 0.5%—炉气中自由氧含量，m3； 99—由氧气纯度为99%转换得来。 计算结果列于表10

表10 炉气量及其成分 炉气成分 CO CO2 SO2 H2O O2 N2 合计 炉气量/kg 8.698 2.580 0.026 0.008 0.062 0.066 11.438 3 ②①体积/ m 8.698×22.4/28=6.958 2.580×22.4/44=1.313 0.026×22.4/=0.009 0.008×22.4/18=0.010 0.042 0.052 8.384 3体积分数/ % 82.99 15.66 0.11 0.12 0.50 0.62 100.00 ①炉气中O2体积为8.384×0.5%=0.042 m；质量为0.042×32/22.4=0.062 kg。 ②炉气中N2的体积系炉气总体积与其他成分的体积之差；质量为0.052×28/22.4=0.065kg。

第四步：计算脱氧和合金化前的钢水量。

钢水量Qg=铁水量—铁水中元素的氧化量—烟尘、喷溅和渣中的铁损

=100-5.699-﹝1.00×（75%×56/72+20%×112/160）+1+8.184×6%﹞ =91.725kg

.. ..

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据此可以编制脱氧和合金化前的物料平衡表（表11）。

表11 未加废钢时的物料平衡表 项目 铁水 石灰 萤石 生白云石 炉衬 氧气 合计 收入 质量/kg 100.00 3.455 0.50 2.50 0.30 7.491 114.25 支出 % 87.53 3.02 0.44 2.19 0.26 6.56 100.00 项目 钢水 炉渣 炉气 喷溅 烟尘 渣中铁珠 合计 质量/kg 91.73 8.18 11.44 1.00 1.50 0.49 114.34 % 80.23 7.16 10.00 0.87 1.31 0.43 100.00 注:计算误差为（114.25—114.34）/114.25×100%= －0.010%

第五步：计算加入废钢的物料平衡。

如同“第一步”计算铁水中元素氧化量一样，利用表1的数据先确定废钢中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表12），再将其与表11归类合并，遂得加入废钢后的物料平衡表13和表14

表12 废钢中元素的氧化产物及其成渣量 元素 反应产物 元素氧化量/ kg 10.934×90%=0.008 10.934×10%=0.001 0.06%0.06%××0.011 0.003 0.031 0.012 0.001 ××0.019（入气） 0.004（入气） 0.058 0.052 0.002 耗氧量/ kg 产物量/ kg 进入钢中的量/kg C 〔C〕→｛CO｝ 〔C〕→｛CO2｝ 〔Si〕→(SiO2) 〔Mn〕→(MnO) 〔P〕→(P2O5) 〔S〕→(SO2) 〔S〕+(CaO)=(CaS)+(O) 合计 成渣量(kg) Si Mn P 10.934×0.03%=0.027 10.934×0.74%=0.040 10.934×0.006%=0.001 10.934×0.009%1/3=0.0003 10.934×0.0092/3=0.0007 0.078 S 0.0006（入0.0003 气） -0.0004 0.002（CaS） 0.058 0.140 10.9340.078=10.856 —

表13 加入废钢的物料平衡表 （以100kg铁水为基础） 项目 铁水 废钢 石灰 萤石 轻烧白云石 收入 质量/kg 100.00 10.934 3.455 0.50 2.50 支出 % 79.84 8.73 2.76 0.40 2.00 项目 钢水 炉渣 炉气 喷溅 烟尘 质量/kg 91.725+10.856=110. 8.184+0.114=8.324 11.438+0.024=11.462 1.00 1.50 % 81.83 6. 9.14 0.80 1.20 .. ..

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炉衬 氧气 合计

0.30 7.491+0.058=7.9 125.238 0.24 6.03 100.00 渣中铁珠 合计 0.491 125.358 0.39 100.00 注:计算误差为（125.238—125.358）/125.238×100%= —0.1%

表14 加入废钢的物料平衡表（以100kg(铁水+废钢)为基础）

项目 铁水 废钢 石灰 萤石 轻烧白云石 炉衬 氧气 合计 收入 质量/kg 90.14 9.86 3.11 0.45 2.25 0.27 6.80 112.88 支出 % 79.85 8.73 2.76 0.40 2.00 0.24 6.02 100.00 项目 钢水 炉渣 炉气 喷溅 烟尘 渣中铁珠 合计 质量/kg 92.47 7.5 10.33 0.90 1.35 0.44 112.99 % 81.84 6. 9.14 0.80 1.19 0.39 100.00 第六步：计算脱氧和合金化后的物料平衡。

先根据钢种成分设定值（表1）和铁合金成分及其烧损率（表3）算出锰铁和硅铁的加入量，再计算其元素的烧损量。将所得结果与表14归类合并，既得冶炼一炉钢的总物料平衡表。 锰铁加入量WMn为：

WMn=

wMn钢种wMn终点锰铁含Mn量Mn回收率×钢水量

=

硅铁加入量WSi为：WSi=

0.95%0.21%×92.02=1.255kg

67.80%80%(wSi钢种wSi终点)加锰铁后的钢水量-SiFeMn 硅铁含Si量Si回收率

=

0.03%92.021.0760.005=0.042kg

73.00%75%铁合金中元素的烧损量和产物量列于表15。

表15 铁合金中元素烧损量及产物量

类别 元素 C 锰铁 Si Mn 烧损量/kg 0.631×6.60%10%=0.004 ×脱氧量/kg 0.010 0.025 0.001 成渣量/kg 炉气量/kg 0.111 0.002 0.015（CO2） 入钢量/kg 0.631×6.60%×90%=0.038 0.631×67.80%×80%=0.342 0.631×0.50%×75%=0.002 0.631×67.80%×20%=0.086 0.631×0.50%25%=0.001 ×.. ..

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P S Fe 合计 Al Mn 硅铁 Si P S Fe 合计 总计 ① 可以忽略

0.091 0.425×2.50%100%=0.011 0.425×0.50%20%=0.00004 ×× 0.036 0.010 0.0001 0.0 0.099 0.135 0.113 0.006 0.0005 0.167 0.174 0.287 0.015 0.015 0.631×0.23%=0.001 0.631×0.13%=0.001 0.631×24.74%=0.156 0.0 0.042×80%=0.002 0.50%×0.042×73.00%×25%=0.078 0.088 0.169 0.0425×73.00%×75%=0.230 0.0425×0.05%=0.00002 0.0425×0.03%=0.00001 0.0425×23.92%=0.102 0.334 0.874 ①①脱氧和合金化后的钢水成分如下：

0.075w(C)=0.08%+×100%=16%

93.1290.0050.023w(Si)= ×100%=0.03%

93.1290.6810.0002w(Mn)=0.210%+×100%=0.94%

93.1290.003w(P)=0.019%+×100%=0.022%

93.1290.002w(S)=0.016%+×100%=0.018%

93.129可见，含碳量尚未达到设定值。为此需在钢包加焦粉增碳。其加入量W1为

W1 =

0.170.16%钢水量焦炭含C量C回收率

①0.01%93.129=0.015kg

81.50%75%焦炭生成的产物如下： =

碳烧损量/kg 0.060×81.50%×25%=0.012 耗氧量/kg 0.032 气体量/kg 0.044+0.06×（0.58+5.52）%=0.047 成渣量/kg 0.060×12.40%=0.007 碳入钢量/kg 0.060×81.50%×75%=0.037 ① CO2、H2O和挥发份之总和（未计挥发份燃烧的影响）

由此可得冶炼过程（即脱氧和合金化后）的总物料平衡表16

表16 总物料平衡表 项目 收入 质量/kg 支出 % 项目 质量/kg % .. ..

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铁水 废钢 石灰 萤石 轻烧白云石 炉衬 氧气 锰铁 硅铁 焦粉 合计 90.14 9.86 3.11 0.45 2.25 0.27 7.02（6.85+0.14+0.03） 0.63 0.43 0.06 114.21 ①78.93 8. 2.72 0.39 1.97 0.24 6.14 0.55 0.37 0.05 100.00 钢水 炉渣 炉气 喷溅 烟尘 渣中铁珠 合计 93.38（92.47+0.874+0.037） 7.79（7.50+0.287+0.007） 10.39（10.33+0.015+0.047） 0.91 1.36 0.44 114.28 81.71 6.82 9.09 0.80 1.19 0.39 100.00 注：计算误差为（114.21—114.28）/114.21×100%= —0.1%

①可以近视认为（0.082+0.008）的氧量系出钢水二次氧化所带入。 1.2 热平衡计算

（1）计算所需原始数据。计算所需基本原始数据有：各种入炉料及产物的温度（表17）；物料平均热容（表18）；反应热效应（表19）；溶入铁水中的元素对铁熔点的影响（表20）。其它数据参照物料平衡选取。

表17 入炉物料及产物的温度设定值

名称 温度（℃） 入炉物料 铁水 1300 ①产物 其它原料 25 炉渣 与钢水相同 炉气 1450 烟尘 1450 废钢 25 ① 纯铁熔点为1536℃

表18 物料平均热容

物料名称 固态平均热容（kj/kg·K） 溶化潜热（kj/kg） 液态或气态平均热容（kj/kg·K） 生铁 0.745 218 0.837 钢 0.699 272 0.837 炉渣 — 209 1.248 矿石 1.047 209 — 烟尘 0.996 209 — 炉气 — — 1.137 表19 炼钢温度下的反应热效应

组元 C C Si Mn P 化学反应 △H/kj·kmol △H/kj·kg —139420 —418072 —817682 —361740 —1176563 —11639 —34834 —29202 —6594 —180 -1-1C1O2CO 氧化反应 2C+O2=CO2 氧化反应 SiO2SiO2 氧化反应 MnO2MnO 氧化反应 1252PO2P2O5 氧化反应 2.. ..

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Fe Fe SiO2 P2O5 CaCO3 MgCO3 FeO2FeO 氧化反应 2Fe3O2Fe2O3 氧化反应 212—238229 —722432 —97133 —6930 169050 118020 —4250 —60 —1620 —4880 1690 1405 SiO22CaO2CaOSiO2 成渣反应 P2O54CaO4CaOP2O5 成渣反应 CaCO3CaOCO2 分解反应 MgCO3MgOCO2 分解反应 表20 溶入铁中的元素对铁熔点的降低值 元素 在铁中的极限溶解度/% 溶入1%元素使铁熔点的降低值/℃ 氮、氢、氧溶入使铁熔点的降低值/℃ 适用含量围/% 65 70 C 5.41 Si 18.5 Mn 无限 5 P 2.8 S Al Cr N、H、O 0.18 35.0 无限 75 80 85 90 100 8 30 25 3 1.5 ∑=6 ＜1.0 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 ≤3 ≤≤≤0.7 15 0.08 ≤1 ≤18 （2）计算步骤。以100kg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（表17、1和20）计算铁水熔点Tt，然后由铁水温度和生铁比热（表17和18）确定Qw。 Tt=1536－（4.2×100+0.4×8+0.45×5+0.12×30+0.06×25）－6＝1099.45℃ Qw＝100×〔0.745×（1082－25）+218+0.837×（1300－1082）〕＝118632.56KJ

（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（表19）可以算出，其结果列于表21。

表21 元素氧化热和成渣热 反应产物 C→CO C→CO2 Si→SiO2 Mn→MnO Fe→FeO 氧化热或成渣热/KJ 3.690×11639=442947.91 0.410×34834=14281.94 0.400×29202=11680.80 0.270×6594=1780.38 0.525×4250=2231.25 反应产物 Fe→Fe2O3 P→P2O5 P2O5→4CaO·P2O5 SiO2→2CaO·SiO2 合计Qy 氧化热或成渣热/KJ 0.379×60=2448.34 0.100×180=18 0.237×4880=1156.56 1.000×1620=1620.00 80045.18 （3）烟尘氧化热Qc：由表4中给出的烟尘量参数和反应热效应计算可得。 QC=1.5×(75%×56/72×4250+20%×112/160×60)=5075.35KJ （4）炉衬中碳的氧化热QI:根据炉衬蚀损量及其含碳量确定。

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QI=0.314%90%11639+0.314%10%34834=586.25KJ

故热收入总值为 :

QS=QW+QY+QC+QI=227582.40KJ

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;最后由钢水量和热容算出物理热。

Tg=1536－(0.10×65+0.18×5+0.020×30+0.021×25) －6=1520℃

(式中：0.08、0.21、0.019和0.016分别为终点钢水C、Mn、P和S的含量) Tz=1520+50+50+70=1690℃

（式中，50、50和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=91.725×[0.699×(1520－25)+272+0.837×(1690－1520)]=133853.834KJ （2）炉渣物理热Qr：令终渣温度与钢水温度相同，则得：

Qr=8.184×[1.248×(1690－25)+209]=18716.153KJ

（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22。

表22 某些物料的物理热 项目 炉气物理热 烟尘物理热 渣中铁珠物理热 喷溅金属物理热 合计

参数/KJ 11.438×[1.137×（1450－25）]=18532.133 1.5×[0.996×（1450－25）+209]=2442.45 0.491×[0.699×（1520－25）+272+0.837×（1690—1520）]=716.514 1×[0.699×（1520－25）+272+0.837×（1690—1520）]=1467.80 备注 1450℃系炉气和烟尘的温度 1520℃系钢水熔点 QX=23158.7 （4）生白云石分解热Qb：根据其用量、成分和表19所示的热效应计算之。 Qb=2.5×(36.40%×1690+25.60%×1405)=2437.10KJ

（5）热损失Qq：其它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=204339.34×5%=10216.967KJ

（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=15956.3KJ

故废钢加入量Wf为：

Wf=15956.3÷{1×[0.699×(1523－25)+272+0.837×(1690－1523)]} =10.934kg

20.12即废钢比为： ×100%=16.75%

10020.12热效率钢水物理热炉渣物理热废钢吸热100%83.47%

热收入总值.. ..

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若不计算炉渣带走的热量时：热效率

第三步：列出热平衡表（表23）

钢水物理热废钢吸热100%71.09%

热收入总值表23 热平衡表

收 入 项目 铁水物理热 元素氧化热和成渣热 其中 C氧化 Si氧化 Mn氧化 P氧化 Fe氧化 SiO2成渣 P2O5成渣 烟尘氧化热 炉衬中碳的氧化热 合计

热量/KJ 118632.56 80045.18 57229.85 11680.80 1780.38 18.00 4679.59 1620.00 1156.56 5075.35 586.25 204339.34 % 58.06 39.17 28.01 5.72 0.87 0.93 2.29 0.79 0.57 2.48 0.29 100.00 项目 钢水物理热 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 热损失 合计 支 出 热量/KJ 133853.834 18716.153 15956.3 18532.133 2442.450 716.514 1467.800 2437.100 10216.967 204339.340 % 65.50 9.16 7.81 9.07 1.20 0.35 0.72 1.19 5.00 100.00 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。

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