年產500萬噸連鑄坯畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 螢 石 爐 氣 += 生白云石 噴 濺 爐 襯 煙 塵 氧 氣 += 合 計 合 計 表 2—14 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg（鐵水+廢鋼）為基礎）收 入 支 出項 目 質量（kg） % 項 目 質量（kg） %鐵 水 鋼 水 廢 鋼 渣中鐵珠 石 灰 爐 渣 螢 石 爐 氣 輕燒白云石 噴 濺 爐 襯 煙 塵 氧 氣 合 計 合 計 鐵合金中元素的燒損量和產物量列于表 2—15。 表 2—15 鐵合金中元素的燒損量和產物量類別元素 燒損量（ kg） 脫氧量（ kg）成渣量（ kg）爐氣量（ kg） 入鋼量（ kg） 第 12 頁C %10%= （CO 2） %90%= Mn %20%= %80%=Si %25%= %75%=P %=S %= Fe %= 錳 鐵 合計 Al % 100%= Mn %20%= * %80%= Si %25%= %75%= P %=*S %=*Fe %=硅鐵合計 總計 *可以忽略 脫氧和合金化后的鋼水成分如下： C Si % ）（ %?? ）（ %??Mn P ）（ . ?? ）（ .?? 第 13 頁S ）（ %??可見，含碳量達到設定值。由此可得冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表 2—17。表 2—17 總物料平衡表 收 入 支 出項目 重量（kg） % 項目 重量（kg） %鐵 水 鋼水 （+ ）廢 鋼 爐渣 （+ ）石 灰 爐氣 （+ ）螢 石 噴濺 輕燒白云石 煙塵 爐 襯 渣中鐵珠 氧 氣 （++） *錳 鐵 硅 鐵 合 計 合計 *可以近似認為（+）之氧量系出鋼時鋼水二次氧化帶入計算誤差：（） / = % 熱平衡計算 計算所需原始數據 計算所需基本原始數據有：各種入爐料及產物的溫度（表 2—18） ；物理平均熱容（表 2—19） ；反應熱效應（表 2—20） ；溶入鐵水中的元素對鐵熔點的影響（表 2—21） 。其他數據參照物料平衡選取。表 2—18 入爐物料及產物的溫度設定值 第 14 頁入 爐 物 料 產 物名 稱 鐵 水* 廢 鋼 其他原料 爐 渣 爐 氣 煙 塵 溫度（℃） 1250 25 25 與鋼水相同 1450 1450*純鐵熔點為 1535℃ 表 2—19 物料平均熱容物 料 名 稱 生 鐵 鋼 爐 渣 礦 石 煙 塵 爐 氣 固態平均熱容（kJ/gK ） 熔化潛熱（kJ/kg) 218 272 209 209 209 液態或氣態平均熱容（kJ/kgK ） 表 2—20 煉鋼溫度下的反應熱效應組 元 化學反應 (kJ/kmol)??(kJ/kg)?C [C]+1/2{O2}={CO} 氧化反應 139420 11639C [C]+{O2}={CO2} 氧化反應 418072 34834Si [Si]+{O2}=(SiO2) 氧化反應 817682 29202Mn [Mn]+1/2{O2}=(MnO) 氧化反應 361740 6594P 2[P]+5/2{O2}=(P2O5) 氧化反應 1176563 18980Fe [Fe]+1/2{O2}=(FeO) 氧化反應 238299 4250Fe 2[Fe]+3/2{O2}=(Fe2O3) 氧化反應 722432 6460SiO2 (SiO2)+2（CaO）=（2CaOSiO 2） 成渣反應97133 1620P2O5 (P2O5)+4（CaO）=（4CaOP 2O5） 成渣反應693054 4880CaCO3 CaCO3 =（CaO）+{CO 2} 分解反應 169050 1690MgCO3 MgCO3 =（ MgO）+{CO 2} 分解反應 118020 1405 表 2—21 溶入鐵中的元素對鐵熔點的降低值元 素 C Si Mn P S Al Cr N、H、O在鐵中的極限溶解度（%）65 79 75 80 85 90 10018.5無限 835.0無限溶入 1%元素使鐵熔點的降低值8 5 30 25 3 第 15 頁（℃）氮、氫、氧溶入使鐵熔點的降低值（℃）∑=6適用含量范圍（%）1.0 4.0≤3 ≤15≤≤0.08≤1 ≤18 計算步驟 以 100Kg 鐵水量為基礎。第一步：計算熱收入 Qs。熱收入項包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。 （1）鐵水物理熱 Qw：現根據純鐵熔點、鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點的降低值（表 2—12—1 和 2—21）計算鐵水熔點 Tt，然后由鐵水溫度和生鐵比熱（表 2—18 和 2—19）確定 Qw。Tt = 1536（100 + 8 + 5 + 30 + 25）6 = 1091℃Qw = 100 [ （109125）+ 218 + （12501091）]= （2）元素氧化熱及成渣熱 Qy ：由鐵水中元素氧化量和反應熱效應（表2—20）可以算出，其結果列于表 2—22。 表 2—22 元素氧化熱和成渣熱 反應產物 氧化熱或成渣熱（ kJ） 反應產物 氧化熱或成渣熱（ kJ）C CO 11639= Fe Fe2O3 6460=C CO2 34834= P P2O5 18980=Si SiO2 29202= P2O5 4CaOP2O5 4880=Mn MnO 6594= SiO2 2CaOSiO2 1620=Fe FeO 4250= 合 計 Qy （3）煙塵氧化熱 Qc：由表 2—4 中給出的煙塵量參數和反應熱效應計算可得。 Qc =（75%56/72 4250 + 20%112/160 6460)= kJ （4）爐襯中碳的氧化熱 Ql ：根據爐襯蝕損量及其含碳量確定。 Ql = 14%90%11639 + 14%10%34834= kJ故熱收入總值為 Qs = Qw + Qy + Qc + Ql = kJ第二步：計算熱支出 Qz 。熱支出項包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；煙塵物理熱；爐氣物理熱；渣 第 16 頁中鐵珠物理熱；噴濺物（金屬）物理熱；輕燒白云石分解熱；熱損失；廢鋼吸熱。 （1）鋼水物理熱 Qg ： 先按求鐵水熔點的方法確定鋼水熔點 Tg ；再根據出鋼和鎮靜時的實際溫降（通常前者為 40~60℃，后者約 3~5℃/min ,具體時間與盛鋼桶大小和澆注條件有關）以及要求的過熱度（一般為 50~90℃）確定出鋼溫度 Tz ；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。 Tg = 1536（65 + 5 + 30 + 25）6= 1522℃ （式中： 、 和 分別為終點鋼水 C、Mn 、P 和 S 的含量） Tz =1522 +50 +50 +70 =1692 ℃ (式中，50、50 和 70 分別為出鋼過程中的溫降、鎮靜及爐后處理過程中的溫降和過熱度) Qg = [（152225）+272 +（16921522）]= （2）爐渣物理熱 Qr ：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得： Qr = [（169225 ）+209] = kJ （3）爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx 。根據其數據、相應的溫度和熱容確定。詳見表 2—23。 表 2—23 某些物料的物理熱 項 目 參 數 （ kJ） 備 注爐氣物理熱 [(145025)]= 1450℃系爐氣和煙塵溫度煙塵物理熱 [(145025)+209]=渣中鐵珠物理熱[(152225)+272+(16921522)]=1522℃系鋼水熔點噴濺金屬物理熱1[(152225)+272+(16921522)]= 合 計 Qx = （4）生白云石分解熱 Qb ：根據其用量、成分和表 2—20 所示熱效應計算之。 Qb =（%1692 + %1405）= （5） 熱損失 Qq ：其它熱損失帶走的熱量一般占總熱收入的 3~8%。本計算取 5%則得： Qq =5% = （6）廢鋼吸熱 Qf :用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即： Qf =Qs Qg Qr Qx Qb Qq = kJ故廢鋼加入量 Wf 為： Wf = 247。