炼铁炼钢轧钢生产工艺计算题总汇Word下载.docx

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Mn-Fe合金加入量

Mn-Fe合金加入量是2267Kg。

8．转炉吹炼20#钢，铁水含硅0.7%，含磷0.62%，终渣碱度要求3.2，石灰的有效碱度为82%，试求1000Kg铁水需要加石灰多少千克？

转炉吹炼中高磷铁水时应该用W（CaO）/{W（SiO2）+W（P2O5）}表示熔渣的碱度，此时石灰加入量的计算公式为：

石灰加入量

冶炼该种铁水石灰加入量应为110Kg/吨

9．冶炼16Mn钢，若采用Mn-Si、Al-Ba-Si、Ca-Si合金脱氧合金化，每吨钢水加Al-Ba–Si0.75kg，Ca-Si合金0.70kg，计算Mn-Si合金和Fe-Si合金加入量？

先计算Mn-Si加入量：

（按Mn配）

Mn-Si合金加入量=（1.40%-0.16%）×

1000/（68.5%×

85%）

=21.3kg/t

Mn-Si合金增硅量=（21.3×

18.4%×

80%/1000）×

100%

=0.313%

每吨钢水加Al-Ba–Si0.75kg，Ca-Si合金0.70kg的增硅量：

Al-Ba–Si增硅量=（0.75×

42%×

100%=0.025%

Ca-Si合金增硅量=（0.7×

58%×

100%=0.032%

因Si量不足，补加Fe-Si量：

Fe-Si合金加入量=（0.40%-0.313%-0.025%-0.032%）×

1000/（75%×

80%）

=0.5kg/t

每吨钢水需加Mn-Si合金21.3kg/t，Fe-Si合金0.5kg/t。

10．设渣量为装入量的10%，炉衬侵蚀量为装入量的1%，炉衬MgO量为40%；

铁水成分Si＝0.6%、P＝0.09%、S=0.04%；

石灰成分：

CaO=88%、MgO=1.7%、SiO2＝0.4%；

白云石成分：

CaO＝40%、MgO＝35%、SiO2＝3%；

终渣要求（MgO）＝10%，碱度为4.0。

求需要加入的石灰与白云石量。

1）白云石应加入量：

W白＝10%×

10%×

1000/35%＝28.6kg/t

2）炉衬侵蚀进入渣中MgO折算白云石量：

W衬＝1%×

40%×

1000/35%＝11.4kg/t

3）石灰带入MgO折算白云石量：

W石＝2.14×

0.6%×

3.5×

1.7%/[35%×

（88%-4×

0.4%）]=2.5kg/t

4）实际白云石加入量：

W白’=28.6-11.4-2.5=14.7kg/t

5）白云石带入渣中CaO折算石灰量：

14.7×

（40%-4×

3%）/（88%-4×

0.4%）＝4.8kg/t

6）实际应加石灰量：

W石’=2.14×

4×

1000/（88%-4×

0.4%）-4.8=54.6kg/t

实际加入的白云石量为14.7kg/t、石灰量54.6kg/t。

11．如某炼钢厂的产品方案为：

不同钢种的方坯为2000000t，板坯为4300000t，转炉钢水连铸成铸坯时的收得率为93.89%，平均一炉钢的冶炼时间为38.3min，转炉的作业率为82%，转炉按“三吹二”考虑，设计转炉的容量？

计算年需产钢水量：

年产钢水量=（方坯重量+板坯重量）/收得率

=（2000000+4300000）/93.89%

=6710000t

计算年出钢炉数：

年出钢炉数=2×

年日历时间×

转炉作业率/炼一炉钢的平均时间

=2×

365×

24×

60×

82%/38.3

=22506炉

计算平均炉产钢水量=年产钢水量/年出钢炉数

=6710000/22506

=298.1t

根据计算，可确定转炉容量为300t转炉三座，实行“三吹二”，核算炼钢车间的年产量可达到：

300×

22506=6752000t

12．已知铁水的含硅量为0.85%，含磷量为0.2%；

石灰中CaO的含量为89%，SiO2的含量为1.2%，MgO的含量为3.0%；

白云石中CaO的含量为32%，MgO的含量为21%，SiO2的含量为1.3%；

终渣的碱度为3.5，MgO的含量为6%，渣量为装入量的15%；

炉衬的侵蚀量为装入量的0.9%，炉衬中MgO的含量为37%，CaO的含量为55%。

试求每1000Kg铁水的白云石加入量和石灰加入量？

1）求石灰的需求量：

石灰需求量＝（1000×

0.85%×

60/28×

3.5）/（89%-3.5×

0.2%）

＝75Kg

2）计算白云石的加入量：

白云石的需求量＝（1000×

15%×

6%）/21%

＝43Kg

石灰带入的MgO折合成白云石的数量为：

75×

3.0/21%＝11Kg

炉衬带入的MgO折合成白云石的数量为：

0.9%×

37%/21%＝16Kg

所以，白云石加入量＝43-11-16＝16Kg

3）求石灰的加入量：

白云石带入的CaO折合成石灰的量为：

（16×

32%）/（89%-3.5×

1.2%）＝6Kg

炉衬带入的CaO折合成石灰的数量为：

55%/（89%-3.5×

所以，石灰的加入量＝75-6-6＝63Kg

由上述可知，转炉炼钢中采用白云石造渣工艺时，白云石的用量约为石灰用量的四分之一。

13．出钢量按90t，钢水中氧为800ppm，理论计算钢水全脱氧需要加多少千克铝？

（小数点后保留一位数，铝原子量27，氧原子量16）

（1）反应式：

2AL+3［O］=（AL2O3）

（2）90t钢中800ppm［O］折合钢水中含［O］量90×

0.08%=72（Kg）（3）计算铝含量2×

27/3×

16=X/72X=81（Kg）答：

理论计算加入量为81Kg。

14．根据锰平衡计算转炉渣量（t），（小数点后保留两位）

已知：

1）铁水量：

145t,含Mn：

0.20%

2）废钢量：

10t，含Mn：

0.45%

3）钢水量：

140t，含残Mn：

0.10%

4）终点炉渣：

含Mn：

1.2%

（散状料等带入Mn忽略不计）

设渣量为X吨。

锰的投入＝145×

0.20%＋10×

0.45%＝0.335（t）

锰的产生＝140×

0.10%＋X·

1.20%＝0.140＋1.2%X

0.335＝0.140＋1.2%X

X＝（0.335－0.140）÷

X＝16.25（t）

转炉渣量是16.25吨。

15．炉渣配氧化镁计算。

炉渣量（Q渣）为7t，炉渣要求含氧化镁（Q要求%）为9%，炉衬浸蚀使炉渣中含氧化镁（MgO原渣%）2%，白云石含氧化镁（MgO白云石%）为18%，计算每炉白云石加入量（Q白云石）公斤。

（公斤保留到整数位）

Q白云石=（MgO要求%-MgO原渣%）×

Q渣/MgO白云石%

Q白云石=2722（公斤）

需白云石2722公斤。

16．冶炼某钢种，因电子秤故障，钢包炉内钢水重量没有秤量，由上道工序估算重量约80吨。

精练工往精练炉内加入镍板160kg，钢液中的镍含量铀1.0%增加到1.2%，求精练炉内钢液的实际重量？

（金属镍的成分为99%，回收率为100%）。

P=（160×

99%）÷

（1.2－1.0）%=79200kg

精炼炉内钢液量为79.2吨。

17．计算1吨废钢从25℃加热到1650℃需要吸收多少热量?

废钢熔化温度为1510℃

废钢熔化潜热为271.7千焦/千克

固体废钢的平均热容量为0.7千焦/度·

千克

钢液的平均热容量为0.84千焦/度·

Q吸=1000×

｛（1510－25）｝×

0.7＋271.7+（1650－1510）×

0.84｝

＝1428800kj

需吸收热量1428800kj。

18．试进行转炉开新炉铁水配硅的计算。

铁水含硅（Si铁水%）0.80%，硅铁含硅（Si硅铁%）74%，铁水装入量90吨，要求配后铁水含硅（Si要求%）1.2%，求硅铁配加量（Q公斤）。

Q=（Si要求%-Si铁水%/Si硅铁%）×

FQ=486（公斤）

硅铁合金配加量为486公斤。

19．计算冶炼16Mn钢的合金加入量及合金增碳量。

16Mn钢种规格中限：

Mn-1.40%，Si-0.40%，余Mn0.15%，余Si为痕迹。

采用硅锰合金、硅铁脱氧合金化。

硅锰合金成分：

Mn70%，Sil8%，C1.6%，硅铁成分：

Si75%，合金回收率Mn＝85%，Si＝80%，c＝90%

首先用硅锰配锰到中限

硅锰加入量×

1000=21kg/t钢

硅锰增Si＝硅锰加入量×

硅锰含硅×

Si/1000

＝21×

18%×

80%/1000＝0.30%

另需补加硅铁配硅到成品中限

硅铁加入量＝×

1000＝×

1000＝1.67kg/t钢

合金增C量△C＝硅锰加入量×

硅锰含碳量×

c/1000

1.6%×

90%/1000＝0.03%

硅锰和硅的加入量分别为21kg/t钢和1.67Kg/t钢，合金增碳量为0.03%。

20．小方坯150X150mm2，V=1．5m/min，结晶器长度L＝700mm，若浇注过程中结晶器液面稳定在离上口50mm，结品器凝固系数K=18mm/min1/2。

求出结晶器的坯壳厚度δ。

（计算过程中小数点保留二位）

结晶署有效长度L=L-50=650mm

该机出结晶器的坯壳厚度===11．85mm

出结晶器的坯壳厚度为11．85mm。

21．某钢种的化学成份如下：

C：

0.20%；

Si：

0.25%；

Mn：

0.45%；

P：

0.02%；

S：

0.03%；

Cu：

其余成份不计。

各类元素每1%含量，对钢液凝固温度影响值为：

90；

6.0Mn：

1.7P：

28S：

40Cu：

2.6

纯铁的凝固点为1538℃，计算本钢中的液相线温度。

（保留整数位）

1538－（0.2×

90＋0.25×

6＋0.45×

1.7+0.020×

28＋0.030×

40+0.20×

2.6）＝1515℃

本钢种液相线温度是1515℃。

22．计算Q235钢的出钢温度（D）

（1）Q235钢的化学成分（%）：

（2）每1.0%元素使纯铁凝固点下降值（℃）：

钢中H2、N2、O2综合作用使凝固点下降7℃。

（3）从出钢到连铸开浇期间钢水的温降：

80℃。

（4）浇注过程中大包到中包钢水的温降：

40℃。

（5）中包钢水过热度要求：

30℃。

根据式t出=t液+△tl+△t2+△t3

t液－所浇钢种的液相线温度。

△tl－浇注过程钢水温降

△t2－从出钢到开浇期间钢水的温度降

△t3－中包钢水过热度

根据已知条件：

t液＝1538－∑△T×

j

＝1538－（0.2×

65+0.2×

8+0.4×

5+0.03×

30+0.02×

25+7）

＝1513℃

t出＝1513+80+40+30

＝1663℃

23．计算吹炼一炉钢所需加入的石灰量。

铁水成分（%

铁水装入量：

50t

CaO90%SiO22.0%

终渣碱度：

R＝3.5

设脱P率为90%，Si全部氧化进入渣中

则每吨铁水Si氧化生成SiO212.84kg，P氧化成P2O5进入渣中P2O5为6.31kg，取石灰损失系数K=1.1，忽略炉衬进入渣中的CaO

根据式石灰量=kg/t铁水

得铁水装入量为50t时需总石灰量

石灰总量=×

50＝3906kg

吹炼一炉钢需加入石灰3906Kg。

24．冶炼20MnSi，本炉装入量铁水140t，废钢l0t，吹损为10%，使用合金成分为“硅铁：

含Si：

75%；

锰铁含Mn：

70%，冶炼终点残Mn为0.10%。

合金硅回收率为80%，合金锰回收率为85%。

按中限成分（Mn：

1.40%；

0.60%）计算本炉钢的硅铁，锰铁合金加入量（kg）（保留整数）（D）

1）钢水量＝（140+10）×

90%＝135（t）

2）锰铁加入量＝×

135×

1000＝2950（kg/炉）

3）硅铁加入量＝×

1000＝135（kg/炉）

本炉硅铁加入135公斤，锰铁加入2950公斤。

25．已知某高炉日产铁4400t,焦比为460Kg/t,平均入炉风量3400m3/min.炉内装入正常至规定料线位置,矿批41t堆比重1.7t/m3,焦批9.2t,堆比重0.5t/m3.求降料线（不再加料）2小时后,炉内腾出的容积空间是多少?

（不考虑漏风损失,炉料压缩率为10%）。

（1）算出燃烧每吨焦所需的风量为：

每日入炉风量/每日耗焦量=（3400×

24）/（0.46×

4400）

=2419m3/t焦

（2）2小时的入炉风量可燃烧的焦炭量为：

3400）/2419=169t

（3）每批料压缩后体积为（41/1.7+9.2/0.5）×

90%=38.3m3

（4）小时炉内腾出的容积空间为：

焦批数×

每批容积=（169/9.2）×

38.3=704m3

降料线2小时后,炉内腾出的容积空间是704m3。

26．某高炉的干料消耗量（Kg/t）为：

焦炭474.2、煤粉66.8、烧结矿1690、澳矿116.6、石灰石24.5；

炉料中的CaO的质量分数（%）相应为0.85、0.83、11.78、55.3；

产生的炉尘量为16.8Kg/t.炉尘中的CaO的质量分数为8.11%；

炉渣中CaO的质量分数为42.12%.计算其渣量是多少Kg/t?

CaO料=474.2×

0.0085+66.8×

0.0083+1690×

0.1178+116.6×

0+24.×

0.553

=217.13Kg/t

CaO尘=16.8×

0.0811=1.36Kg/t

U=（217.13-1.36）/0.4212=512.27Kg/t

渣量为512.27Kg/t。

27．高炉矿石批重30t,两次出铁间上料20批,矿石品位55%,生铁中[Fe]=93.5%,求下次出铁的理论出铁量.

P理=G矿×

Fe矿/[Fe]=30×

20×

55%/93.5%=352.9t

28．计算炉温由Si=1.8%降到Si=0.6%,应加多少石灰石?

（GaO有效=50%,R=1.1,不考虑焦比变化影响）

每吨生铁加石灰石量为：

△G=（R×

△Si×

60/28）×

1/GaO有效

=1000×

（0.018-0.006）×

（60/28）×

1.1×

1/0.5

=56.57kg/tFe

29．某高炉炉缸直径为7.5m,渣口中心线至铁口中心线之间距离为1.5m,矿比重25t,[Fe]=93%,矿石品位为55%,求炉缸安全容铁量为几批料?

（炉缸铁水安全系数取0.6,铁水比重r取7.0t/m3）

安全容铁量为P安=0.6×

∏D2×

h渣×

r/4

=0.6×

3.14×

7.52×

1.5×

7.0/4

=278.3t

安全料批n安=P安/（G矿×

Fe矿/[Fe]）

=278.3/（25×

0.5/0.93）=18.8批

所以炉缸安全容铁量为18批。

30．某高炉实际鼓入风量为3000m3/min,风口20个,各风口均匀进风,风口前端取样分析CO2为15%,计算1.从氧煤枪插入端至风口前端燃烧的煤量；

2.风温提高多少?

（f=1%,C风=0.35Kcal/m3℃,煤粉含碳为75%,C完全然烧放热为7980Kcal/m3℃）

GC=12×

3000×

1.5%/22.4=24.1kg/min

G煤=GC/0.75=24.1/0.75=32.1kg/min

煤粉燃烧放出的热量为：

△Q=24.1×

7980=192318Kcal/min

△t=△Q/C风V风=192318/3000×

0.35=183℃

31．某高炉Vu=1513m3,全焦冶炼,风量Nm3/min,风口燃烧率为72%,大气湿度为1%,焦炭含C为85%,矿批为30t,焦批为8t,计算冶炼周期是多长时间.（矿石堆比重r矿=1.8t/m3,焦炭堆比重r焦=0.45t/m3,炉料在炉内体积压缩减系数为0.14）。

O2=0.21×

（1-f）+0.5f=0.21×

（1-0.01）+0.5×

0.01=0.2129

VO2=V风×

O2=3000×

0.2129=919728m3/d

GC=24VO2/22.4=24×

919728/22.4=985422.9kg/d=985t/d

G焦=GC（85%×

72%）=985/（85%×

72%）=1609.5t

G矿=30G焦/8=30×

1609.5/8=6035.6t

PV1=（G矿/r矿）+（G焦/r焦）=（6035.6/1.8）+（1609.5/0.45）

=6930m3/d

T=24Vu/PV1（1-0.14）=24×

1513/6930×

（1-0.14）=6.09h

32．矿石批重30t,焦炭负荷3.2,按下列数据换加3吨球团矿,应如何变料?

R=1.1.石灰石GaO有效=50%,烧结矿成分：

Fe53%、SiO8.5%、GaO11.5%、R1.35；

球团矿成分：

Fe62%、SiO9%、GaO0.6%、R0.06

△G烧=G球×

Fe球/Fe烧=3000×

62/53=3509kg=3.5t

应加石灰石量为△G熔

△G熔=（R×

△Si-△GaO）×

=[1.1×

（3000×

9%-3500×

8.5%）-（3000×

0.6%-3500×

11.5%）]×

1/50%

=708.5kg

取700kg。

33．已知冶炼每吨生铁加碎铁50kg,焦比为550kg/t,渣量500kg,炉尘量为30kg,求单位生铁的矿石消耗量?

（碎铁：

Fe=75%,焦炭：

Fe=0.6%,渣量：

Fe=0.5%,炉尘：

Fe=40%,矿石：

Fe=55%,[Fe]=93%）

G矿=[1000[Fe]+G渣×

Fe渣+G尘×

Fe尘-（G碎×

Fe碎铁+G焦×

Fe焦）]/Fe矿

=[1000×

0.93+500×

0.005+30×

0.4-（50×

0.75+550×

0.006）]/0.55

=1643.1kg/t

34．某高炉用色普议分析的炉顶煤气成分为CO21.8%、CO220.3%、H22.5%、N255.4%；

C汽化=370.05Kg/t；

H料2.8Kg/t；

H喷=3.5Kg/t；

N料=21.5Kg/t；

N喷=0.9Kg/t；

喷吹煤粉使用压缩空气0.063m3/Kg；

无钟炉顶使用氮气N其为2500m3/h；

日产生铁5500t/d.计算风量、煤气量。

（1）单位生铁的N其他=2500×

24/5500=10.91m3/t

（2）再用（C、N）法求V风与V煤气。

V煤气=1.8667×

370.05/（0.218+0.203）=1640.8m3/t

V风=[1640.8×

0.554-0.8（1.5+0.9）-10.91]/（1-0.235）=1171.5m3/t

（3）用O平衡来检验所得风量、煤气量的准确程度：

氧收入鼓风1171.5×

0.235=275.3m3

煤粉3.5×

22.4/32=2.45m3

炉料368.16×

22.4/32=259.18m3

氧收入：

275.3+2.45+259.13=536.93m3

氧支出煤气1640.8×

（0.5×

0.218+0.203）=511.93m3

氢还原夺取的氧（形成H2O还）0.5H2O还

0.5×

[22.4/2（2.8+3.5）+1171.5×

0.015-1640.8×

0.025]=23.53m3

氧支出：

511.93+23.53=535.46m3

收入和支出的误差为536.93-535.46=1.47m3

35．已知鼓风中含水为16g/m3,求炉缸初始煤气成分。

f=（16×

22.4/18）/1000=0.02=2%

（1-0.02）+0.5×

0.02=0.2158

燃烧1kgC需风量V风=22.4/24O2=4.323m3

生成炉缸煤气为

VCO=2V风O2=2×

4.323×

0.2158=1.866m3

VN2=V风N2=V风×

0.79×

（1-f）

=4.323×

（1-0.02）=3.347m3

VH2=V风f=4.323×

0.02=0.086m3

炉缸煤气量V煤=VCO+VN2+VH2

=1.866+3.347+0.086=5.299m3

炉缸煤气成分

CO=（VCO/V煤）×

100%=（1.866/5.299）×

=35.22%

N2=VN2/V煤×

100%=（3.347/5.299）×

=63.16%

H2=VH2/V煤×

100%=（0.086/5.299）×

=1.42%