钢铁冶金专业设计资料 （炼铁、炼钢）
本钢工学院冶化教研室
二00三年八月
第一章 物料平衡与热平衡计算
物料平衡和热平衡计算是氧气顶吹转炉冶炼工艺设计的一项基本的计算，它是建立在物质和能量不灭定律的基础上的。它以转炉作为考察对象，根据装入转炉内或参与炼钢过程的全部物料数据和炼钢过程的全部产物数据，如图1-1-1所示的收入项数据和支出项数据，来进行物料的重量和热平衡计算。通过计算，可以定量地掌握冶炼工重要参数，做到“胸中有数”。对指导生产和分析研究改进冶炼工艺，设计转炉炼钢车间等均有其重要意义。由于转炉炼钢过程是一个十分复杂的物理化学过程，很显然，要求进行精确的计算较为困难，特别是热平衡，只能是近似计算，但它仍然有十分重要的指导意义。
物料平衡和热平衡计算，一般可分为两面种方案。第一种方案是为了设计转炉及其氧枪设备以及相应的转炉炼钢车间而进行的计算，通常侧重于理论计算，特别是新设计转炉而无实际炉型可以参考的情况下；另一种方案是为了校核和改善已投产的转炉冶炼工艺参数及其设备参数或者采用新工艺新技术等，而由实测数据进行的计算，后者侧重于实测。本计算是采用第一种方案。
目前，我国顶吹转炉所采用的生铁基本上为低磷的（0.10～0.40%）和中磷的（0.40～1.00%）两种，对这两种不同含磷量生铁的冶炼工艺制度也不相同。因此，下面以50吨转炉为例，分别就低磷生铁和高磷生铁两种情况，进行物料平衡和热平衡计算。
1.1原始数据
1.1.1铁水成分及温度
表1-1-1
成分 % C 4.250 Si 0.850 Mn 0.580 P 0.150 S 0.037 温度℃ 1250 1.1.2原材料成分
表1-1-2 原材料成分
% 种类 石灰 矿石 萤石 轻烧 白云石 CaO 91.38 1.10 30.84 SiO2 1.26 5.11 6.00 0.46 1.05 MgO 1.54 0.52 0.58 20.16 39.45 Al2O3 S P CaF2 FeO Fe2O3 H2O 0.50 2.00 C 5.0 烧碱 4.34 47.8 合计 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 1.42 0.06 1.16 0.07 28.8 61.8 1.78 0.09 0.55 89.00 0.74 0.04 0.11 1.00 镁质炉衬 54.50 表2-1-1铁水成分与温度
成分 % C 4.300 Si 0.650 Mn 0.560 P 0.150 S 0.038 温度℃ 1300 转炉冶炼钢种常为普通碳素钢和低合金钢，在此以要求冶炼BD3钢考虑，其成分见表2-1-3 成分（中限） % C 0.16～0.24 Si 0.16～0.28 Mn 0.35～0.65 P 0.045 S 0.045
物料平衡与热平衡计算
