收藏词条 编辑词条 每吨金属料的氧气耗量
每吨金属料的氧气耗量
吹炼1t金属料所需要的氧气量可以通过计算求出来。
其步骤是：首先计算出熔池各元素氧化所需氧气量和其他氧耗量，然后再减去铁矿石或氧化铁皮带给熔池的氧量，现举例说明。
已知：金属装入量中铁水占90％，废钢占10％；吹炼钢种是Q235B；渣量是金属装入量的8％；吹炼过程中，金属料中90％的碳氧化生成CO、10％的碳氧化生成CO2，渣中w(FeO)=9％；w(Fe2O3)=3％。计算100kg金属料元素氧化消耗的氧气量为多少?
100kg金属料中各元素氧化量见表3。
表3 100㎏金属料中各元素氧化量
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项目 |
元素成分w/% |
||||||
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C |
Si |
Mn |
P |
S |
Fe |
||
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铁水 |
4.30 |
0.50 |
0.30 |
0.080 |
0.030 |
|
|
|
废钢 |
0.10 |
0.25 |
0.40 |
0.020 |
0.020 |
|
|
|
平均 |
3.88 |
0.475 |
0.31 |
0.074 |
0.029 |
|
|
|
终点 |
0.10 |
|
0.124 |
0.015 |
0.020 |
FeO |
Fe2O3 |
|
氧化量/㎏ |
3.78 |
0.475 |
0.186 |
0.059 |
0.009 |
0.560 |
0.168 |
铁水w[C]=4.3％；占装入量的90％；
废钢w[c]=0.1％；占装入量的10％：
平均碳含量4.3％×90％+0.1％×10％=3.88％
同理可以算出Si、Mn、P、S的平均成分，见表4-3。
各元素氧化所需氧气量见表4。
表4 100kg金属料各元素氧化氧气耗量
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元素 |
100㎏金属料中该元素的氧化量/㎏ |
元素氧化反应式及产物 |
氧气耗量/㎏ |
|
C |
3.78 |
C+(1/2)O2=CO C+O2=CO2 |
3.78×90%×(16/12)=4.536 3.78×10%×(32/12)=1.008 |
|
Si |
0.475 |
Si+O2=SiO2 |
0.475×(32/28)=0.543 |
|
Mn |
0.186 |
Mn+(1/2)O2=MnO |
0.186×(16/55)=0.054 |
|
P |
0.059 |
2P+(5/2)O2=P2O5 |
0.059×(80/62)=0.076 |
|
S |
0.009 |
|
0.009×(1/4)×(32/32)=0.002 |
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Fe |
100×8%×9%×(56/72)=0.560 |
Fe+(1/2)O2=FeO |
0.560×(16/56)=0.160 |
|
100×8%×3%×(112/160)=0.168 |
2Fe+(3/2)O2=Fe2O3 |
0.168×(48/112)=0.072 |
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共计 |
5.237 |
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6.451 |
注：气化脱硫量占脱硫总量的1/4。
100kg金属料中元素氧化所需氧气量为6.451㎏，这是氧耗量的主要部分。另外还有一部分氧耗量是随生产条件的变化而有差异。例如炉气中部分CO燃烧生成C02所需要的氧气量，炉气中含有一部分自由氧，还有烟尘中的氧含量以及喷溅物中的氧含量等等。其数量随枪位、氧压、供氧强度、喷头结构、转炉炉容比、原材料条件等因素的变化而波动，波动范围较大。例如炉气中C02含量的波动范围是Φ｛CO2｝=5％～30％；自由氧含量Φ｛O2｝=0.1％～0.8％。这部分的氧耗量是无法精确计算的，因此用一个氧气的利用系数加以修正。根据生产经验认为氧气的利用系数一般在85％～95％。
每100kg金属氧耗量：6.451/(85%～95%)=7.589～6.791(kg)。
若采用铁矿石或氧化铁皮为冷却剂时，将带入熔池一部分氧，这部分氧量与铁矿石的成分和加入的数量有关。若铁矿石用量是金属料的0.418％，根据矿石成分计算，每100kg金属料由铁矿石带入熔池的氧量为0.096kg，若全部用来氧化杂质，则每100kg金属料的氧耗量是：
(7.589～6.791)-0.096=7.502～6.695(kg)
氧气纯度为99.6％，密度为1.429kg/m3，则每吨金属料的氧耗量(标态)是：
[(7.502-6.695)/(99.6%×1.429)]×(1000/100)=52.7-47.0(m3t)
平均每吨金属料的氧耗量为49.85(标态)(m3/t)
若吹损为8％，换算成吨钢水氧耗量(标态)为49.85/(1-8%)=54.18(m3/t)。
各厂每吨钢水实际氧耗量(标态)为52～58m3/t与计算的结果大致相当。