炼钢系统各种计算公式汇总，一份大礼！

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1、转炉装入量 [本文来自：www.11jj.com]

2、氧气流量

3、供氧强度

注：氧气理论计算值仅为总耗氧量的75%～85%。

氧枪音速计算

α=(κgRT)1/2m/s

α—当地条件下的音速，m/s；

κ—气体的热容比，对于空气和氧气，κ=1.4；

g—重力加速度，9.81m/s2；

R—气体常数，26.49m/κ。

马赫数计算

M=ν/α

M—马赫数；

ν—气体流速，m/s；

α—音速，m/s。

冲击深度计算

h冲—冲击深度，m；

P0—氧气的滞止压力（绝对），㎏/㎝2；

d0—喷管出口直径，m；

H枪—枪位，m；

ρ金—金属的密度，㎏/m3；

dc—候口直径，m；

B—常数，对低粘度液体取作40；

K—考虑到转炉实际吹炼特点的系数，等于40。

在淹没吹炼的情况下，H=0，冲击深度达到最大值，即

有效冲击面积计算

ν出—氧射流在出口处的流速，m/s。

金属－氧接触面积计算

在淹没吹炼时，射流中的金属液滴重是氧气重量的3倍，吹入1m3氧气的液滴总表面积（金属-氧气的接触面积）：

G金—1标米3氧气中的金属液滴重量=3×1.43㎏；

r平均—液滴的平均半径，m；

ρ金—金属液的密度，7×103㎏/m3。

金属－熔渣接触面积计算

V渣—乳化渣的总体积，m3；

r渣—渣滴半径，m。

氧气高度计算

H=bPDe

H—氧枪喷头端面距熔池液面的高度，㎜；

b—系数，随喷孔数而变化，四孔喷头b=45～60；

P—供氧压力，MPa；

De—喷头出口直径，㎜。

4、石灰的加入量（㎏/t）

当铁水P＜0.30%时，

当铁水P＞0.30%时，

η-脱磷率，单渣法取90%，双渣法为90%～95%；

当生成3CaO·P2O5时，

当生成4CaO·P2O5时，

4CaO·P2O5和3CaO·P2O5在炼钢高温下都是稳定的化合物，生产时放出大量的热，3CaO·P2O5比4CaO·P2O5生成时放出的热量多。只有当渣中P2O5的质量分数ω（P2O5）＞3%时才有可能形成3CaO·P2O5。实际生产中P2O5的质量分数一般不会超过1%。

吨钢石灰的加入量（㎏）=

铁水带渣带入的SiO2应考虑铁水渣中CaO相当的SiO2量

则辅原料及铁水带渣所需石灰用量（㎏）=

5、渣量计算

渣量可以用元素平衡法计算。Mn和P两元素，从渣料和炉衬中的来源很少，其数量可以忽略不计。因而可以用Mn或P的平衡来计算渣量。

用Mn平衡计算渣量

设渣量为X，终渣中氧化锰的含量已知为A%；

锰来源量=铁水带锰量+废钢带锰量

=铁水装入量×铁水中锰含量%+废钢装入量×废钢中锰含量%

锰支出量=钢水带锰量+炉渣带锰量

=出钢钢水量×终点残锰量%+炉渣渣量×炉渣中锰含量%

根据质量守恒定律，锰来源量=锰支出量

铁水装入量×铁水中锰含量%+废钢装入量×废钢中锰含量%=出钢钢水量×终点残锰量%+炉渣渣量×炉渣中锰含量%

用P平衡计算渣量

设渣量为Y，终渣中氧化锰的含量已知为A%；

P来源量=铁水带P量+废钢带P量

=铁水装入量×铁水中P含量%+废钢装入量×废钢中P含量%

P支出量=钢水带P量+炉渣带P量

=出钢钢水量×终点钢水中P量%+炉渣渣量×炉渣中P含量%

根据质量守恒定律，P来源量=P支出量

铁水装入量×铁水中P含量%+废钢装入量×废钢中P含量%=出钢钢水量×终点钢水中P量%+炉渣渣量×炉渣中P含量%

6、白云石加入量计算

白云石加入量

石灰带入的MgO的量=石灰加入量×石灰中MgO含量%=A（㎏）

1t装入量炉衬熔损带出的MgO的量=1000×熔损的含量%×炉衬中MgO的含量%=B（㎏）

1t装入量终渣MgO的量=1000×渣量占金属装入量的量%×终渣成分中MgO含量%=C（㎏）

白云石的加入量=（终渣要求MgO的量C-石灰带入的MgO的量A-炉衬熔损带出的MgO的量B）/白云石中MgO的含量% =D（㎏）

白云石需补加石灰用量

白云石相当的石灰量

白云石相当的石灰量=

∴石灰的加入总量=石灰加入量-补加石灰量-白云石相当的石灰量=G（㎏）

炉钢渣量总量简单计算

炉渣总量/炉=石灰加入量+白云石×（1-白云石中烧碱含量%）+矿石加入量×（1-矿石中全铁含量%）+装入量×入炉金属料硅含量%×1000×60÷28

入炉金属料硅含量=装入量×铁水所占比例×铁水硅含量%+装入量×生铁块所占比例×生铁块硅含量%+装入量×废钢所占比例×废钢硅含量%

炼钢温度下分配系数常以渣中氧化物含量和元素的比值表示

渣中氧化物含量换算的系数

根据脱磷效果确定硅、渣量计算

转炉炼钢脱磷能力较强，去磷量可达90%以上，在FeO%=14%时，脱磷指数为Lp=（P）/[P]

炉渣碱度下脱磷指数Lp=（P）/[P]的最大值

炉渣碱度

2.4

2.8

3.5

4.0

Lp

120

210

440

480

实际脱磷指数只能达到最大值的50%～80%之间。

L实=0.436Lp+0.3717

以100㎏炉料为例，磷的平衡关系为：

炉料中磷量=钢中磷量+渣中磷量

100ω[P]%料=Q钢ω[P]%料+Q渣ω（P）%

∵ω（P）%=0.437ω（P2O5）%，ω（P2O5）%=Lpω[P]%

100ω[P]%料=Q钢ω[P]%料+0.437Q渣Lpω[P]%

ω[P]%= 100ω[P]%料/ (Q钢+0.437Q渣Lp)

ω[P]%料—炉料中磷的质量百分数；

Q钢—钢水重量，㎏；

Q渣—炉渣重量，㎏。

 

炼钢铁水的最佳硅质量分数

渣量既要保证脱磷效果，又要考虑成本。炼钢碱度一般取3.5，炉渣中CaO和SiO2占总渣量的50%～60%左右。假定CaO+ SiO2为渣量的55%，渣中CaO含量为B%，渣中SiO2含量为C%则

石灰的加入量（㎏/t）=渣量×渣中CaO含量%/石灰有效氧化钙

铁水硅含量计算

渣中SiO2的量（㎏/t）=渣量×渣中SiO2含量%=A×C%=D㎏

每吨铁水的Si含量 ω(Si)=渣中SiO2的量/1000×28/60×100%=E%    

∴铁水中的ω(Si)与ω(P) 的关系为：

Si%=(P%铁水-P%出钢)×1000×100%×渣中SiO2含量%×28×100%）/（L实×P%出钢×60×1000）

L实=0.436Lp+0.3717

还原性脱磷方案：

硅钙合金脱磷，要求用一定压力的氩气作为载流气体，将Ca—Si合金粉喷入钢液之中；电石脱磷，要求钢液温度为1575～1680℃、钢中碳的活度在0.02～0.30之间，脱磷率ηp可达50%以上；CaC2—CaF2合成渣脱磷，钢水温度在1575～1680℃，CaC2—CaF2渣系中CaF2的配比控制在10%～25%为好。

温度为1570～1680℃，ω（CaO）＞24%时脱磷计算

当硫在渣、钢间的分配系数Ls一定时，钢液硫含量取决于炉料硫含量和渣量的计算

Σω(S)%=ω[S]%+ω(S)%·Q

Ls=ω(S)%/ω[S]%

则ω[S]%=Σω(S)%/（1+Ls·Q）

Σω(S)%—炉料带入熔池的总硫量，%；

ω[S]%—钢液中硫的质量百分数；

ω(S)%—炉渣中硫的质量百分数；

Q—渣量，%。

 

7、转炉热效率计算

8、出钢温度的计算

出钢温度=凝固温度（T凝）+过热度（α）+出钢过程温降（Δt1）+出钢完毕至精炼开始之前的温降（Δt2）+钢水精炼过程的温降（Δt3）+钢水精炼完毕至开浇之前的温降（Δt4）+钢水从钢包至中间包的温降（Δt5）