声明

本文是学习GB-T 34476-2017 转炉热平衡测试与计算方法. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们

1 范围

本标准规定了转炉热平衡测试与计算基准、设备及转炉概况、转炉近期生产情况、测试准备、测试步

骤、测试内容、部位与方法、物料平衡计算、热平衡计算、热平衡测试报告。

本标准适用于钢铁行业转炉热平衡测试与计算,其他行业可参照使用。

2 热平衡测试与计算基准

2.1 基准温度

采用环境平均温度,即转炉车间内的环境平均温度。

2.2 热平衡测试范围

根据测试要求,转炉热平衡测试体系的边界线规定在炉口处,根据需要和可能也可以将体系边界线

划到煤气回收系统后。

2.3 热平衡测试时间

在 8 h
内完成,至少测试3次。每次测定一个冶炼周期,即从上炉出钢完成到本炉出钢完毕为止。

2.4 物料平衡和热平衡计算单位

以 1 t 合格钢水为计算单位,即kg/t 和 kJ/t。

3 设备及转炉概况、转炉近期生产情况

3.1 设备及转炉概况

设备及转炉概况参考附录 A 填写。

3.2 转炉近期生产情况

被测转炉测定冶炼钢种与拟测定炉次相同的10炉平均生产数据参考附录B 填写。

4 测试准备

4.1 熟悉设备状况

熟悉转炉及有关设备的结构、性能、操作与运行情况,并了解生产工艺流程等。

4.2 制定测试方案

根据测试要求制定测试方案,并选择能够代表转炉实际生产情况的测试部位和测试点,确保测试人

员及测试工作安全有序进行。

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4.3 组织测试人员

根据测试方案组织测试人员。测试工作由专业技术人员指挥,按工作需要对测试人员进行分工,并
根据情况进行必要的技术培训与安全教育。参加测试人员应了解测定目的与要求,熟悉负责测试的内

容,熟练掌握测试技术。测试应在指定的专业人员统一指挥下进行。

4.4 检修设备与准备测试仪器和工具

准备好所需测量工具,对现场已有仪表及各种便携的测量仪器进行校正,满足测试要求。工厂无计

量装置时,在测试前应安装符合测试要求的计量装置。

4.5 选择测试时机

测试一般应选在炉役中期,根据特殊要求也可选在炉役前期或后期,但设备及操作条件应处于正常

的情况下。

4.6 预备性测试

正式测试之前对其中的几项或全部项目进行必要的预备性测试,验证测试手段的可靠性,检验测试
方案的安全性。在正式测试前应对炉口平面下炉气成分、炉气温度、炉口、横烟道及垂直烟道等处的含

尘量、钢水、钢渣及铁水温度、铁渣量等做预备性测试。

5 测试步骤

按测试内容进行测试与记录。采用以测量为主,控制中心记录数据为参考的方法,对所测数据进行
分析整理,并按本标准的计算方法进行计算。对测试结果进行分析并提供测试报告。创造必要的测试
条件,包括炉口测试平台、烟气取样口、电力接头的准备等。如现场无标准中规定的测试条件,亦可采用

现场能够满足测试要求的仪器装置进行测试。

6 测试内容与方法

6.1 主要测试内容

主要项目测试参见附录C。

6.2 测试方法

6.2.1 环境状况

用温度计测量车间环境平均温度。用大气压计测量车间大气压。用干湿球温度计测量相对湿度,

再换算成绝对湿度。

6.2.2 冶炼操作

仔细观察并记录上一炉和本炉出钢后炉内状况。准确记录吹炼各期枪位变化,倒渣、取样、测温及

测氧起止时间。记录本炉冶炼周期的炉况变化。

6.2.3 废钢

选用成批的已化检验完成分的返回废钢。对各类废钢应分别分类称量。对各类废钢取样并分析其

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成分,包括测定或估算其氧化量及杂质含量。

6.2.4 铁水

入炉铁水重量用称量空罐-重罐-空罐的方法测量。入炉铁渣重量,如无条件扒除铁渣时用碳酸钡

稀释法测定。

6.2.5 熔剂

对入炉前各类熔剂取样分析其成分、水分含量并称重。

6.2.6 脱氧剂及合金

对各类脱氧剂及铁合金在入炉前取样做成分分析并称重。

6.2.7 钢水

用快速微型热电偶测定开始出钢时及出钢过程中炉内钢水温度,取样做成分分析,并用定氧探头测

定钢水中含氧量。

精确称量终点钢水重量,即称空罐重量、重罐重量、铸完锭坯后空罐重量,称量或估算出罐内和炉内

残钢重量等。

6.2.8 钢渣

每次放渣时应测定钢渣温度并取样做成分分析。

倒炉出钢时用快速微型热电偶测定钢水温度,同时以定氧头测定钢水与钢渣的温度,以其差值与快

速微型热电偶测得值之和可作为钢渣温度。

直接称量各喷出渣,炉口、氧枪及烟罩等的黏结渣,放出渣,钢包存渣和渣罐溢出的重量及其中残钢

重量,并扣除炉外加入合金的脱氧产物量。

6.2.9 炉尘

烟气含尘量用高温测尘仪于一文前测量,炉尘成分由含尘量测定处取样分析。对于有转炉煤气回

收的转炉也可以用转炉尘泥成分代替。出炉炉尘温度可取含尘量测定处炉气温度。

6.2.10 炉衬侵蚀

进入炉渣中的炉衬量可视为炉衬被蚀量。炉衬被蚀量可采用现场经验数据,也可由钙、镁平衡估算

(此时应取散状料、钢渣及炉衬样分析钙、镁含量)。

6.2.11 吹氧情况

记录吹炼过程中氧气流量、温度和压力。记录氧气的纯度。记录熔炼过程中枪位变化。

6.2.12 炉气

开始吹氧后每隔1 min~2min 用抽气式热电偶于炉口测一次炉气温度,
一直测到提枪停吹为止。
在测炉气温度的同时,在同一位置用套有纸管的不锈钢管并且前面装有露出200 mm
以上的陶瓷管取

1个~2个炉气样,应用气体分析仪或气相色谱仪进行气体成分分析。

取炉口炉气时,为保证气样可靠性,应将取样系统内空气排除干净并注意安全,防止爆炸。取样过

程中,要将排放的高浓度一氧化碳气体返入烟道或做其他无害化处理,以防中毒。

以露点仪或高温测尘仪测定炉口炉气的含水量。在一文前用陶瓷取样管、S
型毕托管和热电偶等

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测定炉气(烟气)的成分、流量、静压和温度。

按图纸或实测结果确定炉口面积。根据炉口尺寸,准确确定取样位置。

6.2.13 炉体

将炉体分成若干个温度相近的测定区域,用红外测温仪或热流计测定各区域的表面温度或热流。

6.2.14 冷却水

用现场计量仪表或体积法测定炉口及氧枪冷却水的流量,用水银温度计测定进、出口温度。

7 物料平衡计算

7.1 收入物料重量的计算

7.1.1 经过测定及计算得出每吨钢水的以下各项物料重量: G₁——
铁水重量,单位为千克每吨(kg/t);

G2— 铁水带渣重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₃—— 废钢重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₄- 石灰重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₅- 镁砂重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₆—— 铁矿石重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₇— 氧化铁皮重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₈—— 萤石重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₉—— 生白云石重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gio—— 铁合金重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gu—— 入炉氧重量,单位为千克每吨(kg/t)。

7.1.2 物料含水重量Gi₂ 按式(1)计算:

Gi₂=G"+G"+ … …+G" ……… ……………… (1)

式中:

G12 — 物料含水重量,单位为千克每吨(kg/t);

G" 、G" 、…… 、G" 入炉废钢、石灰
……入炉氧的含水重量,单位为千克每吨(kg/t)。

7.1.3 吸入空气重量Gi₃ 按式(2)计算:

Gi=4.35[Go+Go+0.01429(4o₂V/-4o₂Vn)] (2)

式中:

Gi3— 吸入空气的重量,单位为千克每吨(kg/t);

Goi— 元素氧化反应耗氧的重量,单位为千克每吨(kg/t);

Go—— 钢水中含氧的重量,单位为千克每吨(kg/t);

④o₂——炉口炉气中氧含量的体积分数,用百分数(%)表示; 402 —
入炉氧气浓度的体积分数,用百分数(%)表示;

Vu—— 吨钢水氧耗量,单位为立方米每吨(m³/t);

V′— 炉口干炉气体积,单位为立方米每吨(m³/t), 按式(3)计算:

style="width:2.56658in;height:0.67342in" /> ……………… ……… (3)

式中:

Ge - 每吨钢水中碳的氧化重量,单位为千克每吨(kg/t);

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Gc — 石灰与白云石分解出气体中的含碳重量,单位为立方米每吨(m³/t);

4co 、4coz—— 炉口干炉气CO 、CO₂ 成分的体积分数,用百分数(%)表示。

元素氧化反应耗氧重量按式(4)计算:

<img src="https://ab.github5.com/GB_9_24_file_path/86d83d13729a75ad/media/image5.png"

style="width:9.16671in;height:0.64658in" />2.4 …… (4)

式中:

1.429 ——标准状况下氧气的密度,单位为千克每立方米(kg/m³);

Ge 、Gs 、Gp 、GMn 、Gs——每吨钢水C、Si、Mn、P、S
的氧化重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gre-Fo 、GreO-Fezo₃ —— 铁氧化成 FeO 、Fe₂O₃
的耗氧重量,单位为千克每吨(kg/t)。

入炉物料中铁的氧化成氧化亚铁和氧化铁的重量分别按式(5)和式(7)计算:

style="width:1.98665in;height:0.59334in" /> (5)

式中:

GFo— 入炉物料中氧化亚铁的生成量,单位为千克每吨(kg/t), 按式(6)计算:

Gro=G{wx+G'wx+G'wx+G′wx-G₂wx-G₃wx-G₆wx-G₇wx₂ … …(6)

式中:

G;、G{、G5、G6 — 出炉钢渣、炉尘、兑铁水时撒失铁渣黏结物、吹炼中喷渣

等重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₂ 、G₃ 、G₆ 、G₇ ——铁水带渣、废钢、铁矿石、氧化铁皮等重量,单位为千克

每吨(kg/t);

wxj、wxi、wx、wx、wx2、wx、wxs、wx;—
出炉钢渣、炉尘、兑铁水时撒失铁渣黏结物、吹炼中喷

渣、铁水含渣、废钢、铁矿石、铁皮等氧化亚铁含量的质

量分数,用百分数(%)表示。

style="width:2.57995in;height:0.59994in" /> ………………………… (7)

式中:

Greo₃— 入炉物料中氧化铁的生成量,单位为千克每吨(kg/t), 按式(8)计算:
Greo=Gwy+G'wy+Gswy+G₆wy-G₂wy-G₃wys-G₆wy-G₇wy₁

…… (8)

式中:

wy;,wyj 、wy; 、wx 、Wya 、Wys 、Wys 、wy——
出炉钢渣、炉尘、兑铁水时撒失铁渣黏结物、吹炼中喷
渣、铁水含渣、废钢、铁矿石、铁皮等氧化铁含量的质

量分数,用百分数(%)表示。

入炉物料中非铁元素的氧化重量按式(9)计算:

style="width:3.36001in;height:0.37334in" /> (9)

式中:

G; — 入炉物料中某种非铁元素的氧化重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₁ 、G₃— 铁水、废钢重量,单位为千克每吨(kg/t);

w; — 入炉物料中某种非铁元素成分的质量分数,用百分数(%)表示;

w; — 脱氧出钢前炉内某种非铁元素成分的质量分数,用百分数(%)表示;

— 脱氧出钢前炉内钢水总重量,单位为千克每吨(kg/t), 按式(10)计算:

style="width:7.69344in;height:1.32in" />

…………

(10)

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式中:

G

wc 、WMn 、Ws、

Wc 、WM' 、wsr、

— — 终渣含钢珠重量(一般波动在终渣重量的2%~10%之间),单位为千

克每吨(kg/t);

wp 、ws — 入炉物料中 C、Mn、Si、P、S 的质量分数,用百分数(%)表示;

wp 、ws——脱氧出钢前钢水中C、Mn、Si、P、S 的质量分数,用百分数(%)表示。

7.1.4 炉衬侵蚀的重量可用钙镁平衡法计算,也可按铁水量的0.3%计。

7.1.5 收入物料重量总和按式(11)计算:

∑G=Gi+G₂+G₃+G₄+G₅+G6+G₇+G₈+G,+Gi+Gn+Gi₂+Gi₃+G₁

…… (11)

式中:

G₂- 铁水带渣重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₁— 石灰重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₅— 镁砂重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₆— 铁矿石重量,单位为千克每吨(kg/t);

G,— 氧化铁皮重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gs— 萤石重量,单位为千克每吨(kg/t);

G 。— 生白云石重量,单位为千克每吨(kg/t);

G1o— 铁合金重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gu— 入炉氧重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gi₃—— 吸入空气的重量,单位为千克每吨(kg/t);

G₁— 炉衬侵蚀的重量,单位为千克每吨(kg/t);

XG 收入物料重量总和,单位为千克每吨(kg/t)。

7.2 支出物料重量的计算

7.2.1 经测定得到以下各项的物料重量: G 出炉钢水重,G{=1000 kg/t;

G2—
终渣含钢珠重量(一般波动在终渣重量的2%~10%之间),单位为千克每吨(kg/t);

G?—— 出炉钢渣重量,单位为千克每吨(kg/t);

G′ 出炉炉尘重量,单位为千克每吨(kg/t);

G 兑铁水撒失铁渣黏结物重量,单位为千克每吨(kg/t);

Gi 吹炼中喷渣重量,单位为千克每吨(kg/t)。

7.2.2 出炉炉气重量按式(12)计算:

style="width:6.15991in;height:0.68002in" /> (12)

式中:

G/ 出炉炉气重量,单位为千克每吨(kg/t);

4N₂— 炉口干炉气 N₂ 成分体积分数,用百分数(%)表示。

7.2.3 物料水分生成水蒸气的量按式(13)计算:

style="width:1.00662in;height:0.3333in" /> ………………………… (13)

式中:

G′ 物料水分生成水蒸气的重量,单位为千克每吨(kg/t)。

7.2.4 物料各项收入总和
style="width:0.35416in;height:0.25974in" />
与已测各项支出总和之差即为差值△G, 按式(14)计算:

△G=ZG-(G/+G+G+ … …+Gs) … … … … … … … … … …(14)

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式中:

△G— 物料平衡差值,单位为千克每吨(kg/t);

G′ 出炉钢水重,G{=1000 kg/t。

差值包括未测出的支出及误差。物料平衡允许相对误差值为±5%以内,按式(15)计算:

style="width:2.07334in;height:0.68002in" /> (15)

7.2.5 支出总和计算按式(16)计算:

style="width:4.09334in;height:0.35992in" /> (16)

式中:

2G' 物料支出总和,单位为千克每吨(kg/t)。

7.3 物料平衡表

将物料平衡各收、支项的计算结果列入表1中。

表 1 物料平衡表

收入

支出

符号

项 目

热量

符号

项 目

热量

kg/t

%

kg/t

%

Gi

铁水重量

G{

出炉钢水重量

铁水带渣重量

G:

终渣含铁珠重量

废钢重量

G

出炉钢渣重量

石灰重量

G

出炉炉尘重量

Gs

镁砂重量

G{

兑铁水撒失铁渣黏结物重量

铁矿石重量

G

吹炼中喷渣重量

G,

氧化铁皮重量

G/

出炉炉气重量

Gs

萤石重量

GS

物料水分生成的水蒸气重量

G,

白云石重量

Gio

铁合金重量

Gu

入炉氧重量

Gi₂

物料含水重量

Gis

吸入空气重量

Gu

炉衬侵蚀重量

△G

差值

2G

合计

100

∑G'

合计

100

注1:百分率精确到小数点后一位。

注2:热量值取4位有效数字。

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8 热平衡计算

8.1 热量收入项目计算

8.1.1 铁水带入的物理热量按式(17)计算:

Q₁=G₁(Cit₁—Ciet.+217.44) ………………………… (17)

式中:

Q₁ — 铁水带入的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C₁ — 铁水在0℃至t₁ 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

t₁ —— 入炉铁水的温度,单位为摄氏度(℃);

Ci 。 —— 铁水在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

t 环境温度,单位为摄氏度(℃);

217.44——铁的熔化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.1.2 铁渣带入的物理热量按式(18)计算:

Q₂=G₂(C₂t₂—Czet 。+209.08) ………………………… (18)

式中:

Q² — 铁渣带入的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C₂ - 铁渣在0℃至 t₂ 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

t2 — 入炉铁渣的温度,单位为摄氏度(℃);

C2e - 铁渣在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

209.08——入炉铁渣的熔化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.1.3 元素氧化放出的热量按式(19)计算:

Q³=9199.52×0.9Gc+32746. 11×0. 1Gc+32169.05Gsi+7004. 18GMn

+24069.29Gp+9270.61×0.3Gs+4775.39GFe-Fo+7367.98GFe-Fe₂O₃ … (19)

式 中 :

Q³ ——元素氧化放出的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

9199.52、32746.11 ——碳元素氧化成一氧化碳和二氧化碳的化学反应热,按
90%生成一氧化碳、10%生成二氧化碳计算,单位为

千焦每千克(kJ/kg);

32169.05、7004.18、24069.29、9270.61——硅、锰、磷、硫元素氧化的化学反应热,其中硫元素按

30%生成二氧化硫计算,单位为千焦每千克(kJ/kg);

4775.39、7367.98 ——铁元素氧化成氧化亚铁及氧化铁的化学反应热,单位

为千焦每千克(kJ/kg)。

8.1.4 成渣反应放出的热量按式(20)计算:

style="width:4.64007in;height:0.62656in" /> (20)

式中:

Q — 成渣反应放出的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

2103.34、5093.19—Si、P 的氧化反应热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.1.5 炉衬烧损带入的物理热量按式(21)计算:

Q5=G(Cit₄—Cete) ………………………… (21)

式中:

Q₅- 炉衬烧损带入的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

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C— 被侵蚀的炉衬在0℃至 t₁
间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

ti4 — 被侵蚀的炉衬在兑铁水时的平均温度,单位为摄氏度(℃);

Cue— 被侵蚀的炉衬在0℃至
t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)]。

8.1.6 热量总收入按式(22)计算:

2Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q+Q ………… … ……… (22)

式中:

∑Q— 热量总收入,单位为千焦每吨(kJ/t)。

8.2 热量支出计算

8.2.1 钢水带出的物理热量按式(23)计算:

Q′=G{(C{t′-Clet.+271.8) ………………………… ( 23)

式中:

Q′ — 出炉钢水带出的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C/ —— 出炉钢水在0℃至t 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

t 出炉钢水的温度,单位为摄氏度(℃);

Cle —— 出炉钢水在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg
· ℃)];

271.8 ——钢的熔化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.2.2 钢珠带出的物理热量按式(24)计算:

Q2=G2(C2t₂-C₂t.+271.8) ………………………… ( 24)

式中:

Q2—— 钢珠带出的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C:— 钢珠在0℃至t 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

t:— 出炉钢珠的温度,单位为摄氏度(℃);

C)。 钢珠在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)]。

8.2.3 钢渣带出的物理热量按式(25)计算:

Q³=G3(CSt³-CSet 。+209.08) ………………………… ( 25)

式中:

Q³— 钢渣带出的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C!— 钢渣在0℃至t 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

t³—— 出炉钢渣的温度,单位为摄氏度(℃);

C 。— 钢渣在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)]。

8.2.4 物料分解反应吸收的热量按式(26)计算:

Q′=5151.73GF₂o₃+4072.88Gco₂-caco₈+2304.06Gco₂=M₈cO₈ (26)

式中:

Q' — 物料分解反应吸收的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

5151.73、4072.88、2304.06—
物料分解成氧化铁及二氧化碳所需要的化学反应热,单位为千焦

每千克(kJ/kg);

Gcoz Caco₃
—石灰和白云石中碳酸钙生成二氧化碳的量,单位为千克每吨(kg/t);

Gco₂-MgCO₃ —— 白云石中碳酸镁生成二氧化碳的量,单位为千克每吨(kg/t)。

8.2.5 炉气带出的物理热量按式(27)计算:

Q′=G′(Cit′-Cit 。) ………………………… (27)

式中:

Q°— 炉气带出的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

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C/— 炉 气 在 0 ℃ 至t 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

t 炉口出炉气的温度,单位为摄氏度(℃);

Ci 。—— 炉 气 在 0 ℃ 至t
。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)]。

8.2.6 冷却水带走的物理热量按式(28)计算:

Q⁶=G(Cwt₂w-Ciwtiw) ………………………… ( 28)

式 中 :

Q⁶ 冷却水带走的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

G。 - 氧枪、水冷炉口、耳轴等处冷却水的总重量,单位为千克每吨(kg/t);

C₂w— 冷 却 水 在 0 ℃ 至t₂w
间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

t₂w— 冷却水出水的温度,单位为摄氏度(℃);

Ciw— 冷 却 水 在 0 ℃ 至 tw
间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

tw ——冷却水进水的温度,单位为摄氏度(℃)。

8.2.7 炉尘带出的物理热量按式(29)计算:

Q′=G4(C4t'—Ct 。+209.08) (29)

式 中 :

Q' 炉尘带出的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C⁴ 炉 尘 在 0 ℃ 至t/ 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

出炉炉尘的温度,单位为摄氏度(℃);

Cle —— 炉 尘 在 0 ℃ 至t
。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

209.08 — — 炉尘的熔化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.2.8 物料中水分蒸发带出的热量按式(30)计算:

Q{=G{[C(100-t.)+2253.88+1.24(Ct′- 15.05)] …………… (30)

式 中 :

Q{—— 物料中水分蒸发带出的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C'— 水 在t。至100℃平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)];

Ca—— 水 蒸 气 在 0 ℃ 至t
间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃)]。

8.2.9 炉体表面散发的热量按式(31)计算:

style="width:1.62667in;height:0.64658in" /> ………… …………… (31)

式 中 :

Q—— 炉体表面散发的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

T —— 转炉冶炼周期,单位为分钟(min);

A ——第 i 部分炉体表面散热面积,单位为平方米(m²);

qi-— 第 i 部分炉体表面平均面积热流量,单位为千焦每平方米小时[kJ/(m²
·h)], 如不能直接

测量,可按式(32)计算:

style="width:6.62011in;height:0.68002in" /> (32)

式 中 :

e ——炉体表面黑度;

to—— 第 i 部分炉体表面平均温度,单位为摄氏度(℃);

α — — 对流给热系数,单位为千焦每平方米小时[kJ/(m² ·h)],
见式(33)、式(34)和式(35)。

无风时,按式(33)计算:

GB/T 34476—2017

1

α=A(t—t 。) …… ………………… (33)

式中:

A—— 系数,散热面向上时A=11.7, 向下时A=6.3, 垂直时A=9.2。

当风速W,≤5

当风速W>5

m/s 时,按式(34)计算:

αa=22.2+15. 1W

m/s 时,按式(35)计算:

…………………………

(34)

style="width:1.66663in;height:0.36014in" />

…………………………

(

35)

8.2.10 炉口辐射损失的热量计算按式(36)计算:

式中:

style="width:5.93335in;height:0.69248in" />

………………

(36)

Qio——炉口辐射损失的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

A, 炉口面积,单位为平方米(m²);

φ— 角度系数。

8.2.11 撒失铁渣损失的热量按式(37)计算:

style="width:4.55338in;height:0.66in" />

………………

(37)

式中:

Q₆ — 撒失铁渣损失的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C) ——
撒失铁渣在0℃至style="width:0.75238in;height:0.64658in" />间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg
· ℃)]; C? 。 —
撒失铁渣在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

217.44 — 撒失铁渣的熔化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.2.12 喷出炉渣损失的热量按式(38)计算:

style="width:4.55338in;height:0.6666in" /> …………………… (38)

式中:

Qi₂ —— 喷出炉渣损失的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

C6 —
喷出炉渣在0℃至style="width:0.74583in;height:0.66in" />间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg
· ℃)];

C′ 。 —
喷出炉渣在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

209.08— 喷出炉渣的熔化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg)。

8.2.13
当炉口不能布置测点时,可将热平衡测试体系界面移到烟道处,计算热损失时需增加以下3项
计算:

a) 炉口逸气损失的热量按式(39)计算:

Q¹3=Via(C'ati-Cit) ………………………… (39)

式中:

Qi- 炉口逸气损失的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

Cl₃— 炉口逸气在0℃至t/
间的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³℃)];
Ci3e——炉口逸气在0℃至t。间的平均比热容,单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m³℃)];

Vis— 每吨钢的炉口逸气量,单位为立方米每吨(m³/t), 按式(40)计算:

style="width:8.61998in;height:1.11342in" />

……

(40)

GB/T 34476—2017

式中:

P₁— 炉口处的炉气表压,单位为帕斯卡(Pa);

H—— 炉口至烟罩下沿的高度,单位为米(m);

μ —流量系数,厚墙μ=0.82,薄墙μ=0.62(当δ\<3.5d
时为薄墙,δ为炉墙的厚度,d 为炉口的

当量直径);

b — 炉口周长,单位为米(m);

P.—— 环境大气压,单位为帕斯卡(Pa);

r。——环境温度下的空气密度,单位为千克每立方米(kg/m³), 见式(41)。

style="width:2.83326in;height:0.9933in" /> ( 41)

ry—t/ 下炉气密度,单位为千克每立方米(kg/m³), 见式(42)。

style="width:2.90658in;height:1.0065in" /> (42)

式中:

style="width:6.91338in;height:0.6666in" />

b) 汽化烟道蒸汽获得的热量按式(44)计算:

…………

(

43)

style="width:3.89337in;height:0.61336in" /> ………………………… (44)

式中:

Q¹— 汽化烟道蒸汽获得的热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

G¹—— 每吨钢水的产汽量,单位为千焦每吨(kg/t);

h— 蒸汽的热焓,单位为千焦每千克(kJ/kg);

Ci— 水蒸气在0℃至 t 间的平均比热容,单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg ·
℃)];

t′— 给水温度,单位为摄氏度(℃);

y" 汽化潜热,单位为千焦每千克(kJ/kg);

W — 蒸汽湿度,以百分数(%)表示。

c) 炉口至测点间烟道表面散热量 Qi 计算,同8.2.9。

8.2.14 当热平衡体系界面由炉口移至烟道时,计算炉气带出的热量 Q\$
(见8.2.5)中的炉口干炉气量

V'用烟道测点处的干烟气量Vl₆ 代替,按式(45)计算:

style="width:2.66664in;height:0.71984in" />

…………………………

(

45)

式中:

Vs— 烟道测点处干烟气量,单位为立方米每吨(m³/t);

4co— 烟道测点处烟气中一氧化碳含量的体积分数,用百分数(%)表示;

4co₂— 烟道测点处烟气中二氧化碳含量的体积分数,用百分数(%)表示。

8.2.15 烟道表面散热量Qis计算同8.2.9。

8.2.16 热平衡各项收入热量总和
style="width:0.39178in;height:0.28809in" />
与已测各项支出热量总和之差即为差值△Q, 按式(46)计算:

△Q=2Q- (Q'+Q′+Q′+……+Qi) …………………… (46)

式中:

△Q-- 热平衡差值,单位为千焦每吨(kJ/t);

GB/T 34476—2017

Q6—
冷却水带出的物理热量,单位为千焦每吨(kJ/t);

Qls— 烟道表面散热量,单位为千焦每吨(kJ/t)。

差值包括未测出的支出热量及误差。热平衡允许相对误差值为士5%以内,见式(47)。

style="width:2.04659in;height:0.69322in" /> (47)

8.2.17 支出热量总和计算按式(48)计算:

∑Q'=Q'+Q²+Q³+ … …+Q's+ △Q …………………… (48)

式中:

∑Q' 支出热量总和,单位为千焦每吨(kJ/t)。

8.3 热效率计算

热效率按式(49)或式(50)计算:

style="width:3.15343in;height:0.6732in" /> (49)

式中:

η——转炉热效率,用百分数(%)表示。

当热平衡体系界面移至烟道时,有余热蒸汽产生时,应按式(50)计算:

style="width:3.51325in;height:0.68662in" /> ( 50)

8.4 热平衡表

将热平衡各收、支项热量的计算结果列入表2中。

表 2 热平衡表

收入

支出

符号

项 目

热量

符号

项 目

热量

MJ/t

%

MJ/t

%

Q

铁水带入的物理热量

Q'

钢水带出的物理热量

Q2

铁渣带入的物理热量

Q′

钢珠带出的物理热量

元素氧化放出的热量

Q3

钢渣带出的物理热量

Q

成渣反应放出的热量

Q

物料分解反应吸收的热量

Qs

炉衬烧损带入的物理热量

Q′

炉气带出的物理热量

Q′

冷却水带走的物理热量

Q/

炉尘带出的物理热量

Q

物料中水分蒸发带出的

物理热量

Q

炉体表面散发的热量

Qi

炉口辐射损失的热量

撒失铁渣损失的热量

Qi₂

喷出炉渣损失的热量

GB/T 34476—2017

2 (续)

收入

支出

符号

项 目

热量

符号

项 目

热量

MJ/t

%

MJ/t

%

Q′

炉口逸气损失的热量

Qi

汽化烟道蒸汽获得的热量

Qi

烟道表面散热量

△Q

差值

∑Q

合计

100

∑Q'

合计

100

注1:百分率精确到小数点后一位。

注2:热量值取4位有效数字。

8.5 主要经济技术指标

转炉热平衡测试主要经济技术指标见表3。

3 主要技术经济指标

序号

指 标

符号或算式

单位

数 值

1

单位氧耗

2

单位铁水耗量

kg/t

3

单位废钢铁耗量

kg/t

4

单位钢铁料耗量

G₁+G₃

kg/t

5

废钢比

%

9 热平衡测试报告

热平衡测试报告包括以下内容:

a) 前言;

b) 主要设备概况及生产状况;

c) 主要测定数据;

d) 物料平衡表;

e) 热平衡表;

f) 主要技术经济指标;

g) 分析与改进建议;

h) 测定单位、负责人、报告人、审核人(签字)。

GB/T 34476—2017

A

(资料性附录)

设备及转炉概况

设备及转炉概况见表 A.1。

A.1 设备及转炉概况

项 目

单位

内容或数值

厂名及车间名

转炉编号

建成或末次大修日期

公称吨位

t

实际吨位

t

平均日出炉数

平均日产量

t

日利用系数

t/(t ·d)

主要冶炼钢种

炉容比

m³/t

熔池直径

m

熔池深度

m

熔池面积

炉口型式

平均炉龄

氧枪型式

平均枪龄

设备完好情况

转炉

供铁水系统

供废钢系统

渣车系统

铸锭系统

GB/T 34476—2017

B

(资料性附录)

测试前一个月生产状况

测试前一个月生产概况见表 B.1。

B.1 测试前生产概况

项 目

单 位

内容或数值

统计钢种

统计炉数

统计时间范围

平均时间

供氧

min

辅助

min

故障

min

全炉

min

平均单耗

钢铁料

kg/t

铁水

kg/t

废钢铁

kg/t

矿石

kg/t

氧气

m³/t

钢渣量

kg/t

吹损率

%

GB/T 34476—2017

C

(资料性附录)

主要测试项目

主要测试项目见表C.1。

C.1 主要测试项目

石 灰

入 炉 量

入炉石灰总重量

kg/炉

其 中

净石灰重量

kg/炉

含水重量

kg/炉

每吨钢水耗量

净石灰重量

kg/t

含水重量

kg/t

净石灰的平均化学成分

CaO

%

MgO

%

Al₂O₃

%

SiO₂

%

镁 砂

入 炉 量

入炉镁砂总重量

kg/炉

其 中

净镁砂总重量

kg/炉

含水重量

kg/炉

每吨钢水耗量

净镁砂重量

kg/t

含水重量

kg/t

净镁砂平均化学成分

MgO

%

CaO

%

SiO₂

%

Al₂O₃

%

生 白 云 石

入 炉 量

入炉生白云石总重量

kg/炉

其 中

净生白云石总量

kg/炉

含水量

kg/炉

每吨钢水耗量

净生白云石总量

kg/t

含水量

kg/t

净生白云石平均化学成分

CaO

%

SiO₂

%

Al₂O₃

%

GB/T 34476—2017

C.1 ( 续 )

萤 石

入 炉 量

入炉萤石总重量

kg/炉

其 中

净萤石重量

kg/炉

含水重量

kg/炉

每吨钢水耗量

净萤石重量

kg/t

含水重量

kg/t

净萤石的平均化学成分

CaF₂

%

Al₂O₃

%

CaO

%

MgO

%

炉衬侵蚀总重量

kg/炉

每吨钢水侵蚀重量

kg/t

平均化学成分

CaO

%

MgO

%

SiO₂

%

Al₂O₃

%

氧 化 铁 皮

氧化铁皮重量

kg/炉

每吨钢水氧化铁皮量

kg/t

平均化学成分

FeO

%

Fe₂O₃

%

锰 铁

入炉总量

kg/炉

每吨钢水耗量

kg/t

平均化学成分

Si

%

Mn

%

P

%

S

%

C

%

Fe

%

硅 铁

入炉总量

kg/炉

每吨钢水耗量

kg/t

平均化学成分

Si

%

Mn

%

P

%

S

%

C

%

Fe

%

GB/T 34476—2017

C.1 ( 续 )

硅 锰

入炉总量

kg/炉

每吨钢水耗量

kg/t

平均化学成分

Si

%

Mn

%

P

%

S

%

C

%

Fe

%

铝 块

入炉总量

kg/炉

每吨钢水耗量

kg/t

化学成分

Al

%

钢 水

入炉总量

kg/炉

每吨钢水耗量

kg/t

钢水温度

脱氧出钢前平均化学成分

Si

%

Mn

%

P

%

S

%

C

%

O

%

钢 渣

出炉总量

kg/炉

其中

净钢渣重量

kg/炉

终渣含钢珠重量

kg/炉

每吨钢水出量

净钢渣重量

kg/t

终渣含钢珠重量

kg/t

净钢渣平均化学成分

SiO₂

%

Al₂O₃

%

MnO

%

P₂O₃

%

MgO

%

CaO

%

CaF₂

%

FeO

%

Fe₂O₃

%

TFe+

%

平均出炉温度

GB/T 34476—2017

C.1 ( 续 )

炉口

炉口处表压力

Pa

炉口至烟罩高度

m

炉口周长

m

环境大气压

Pa

炉口处平均温度

炉尘和污泥

出炉总量

kg/炉

每吨钢水尘泥重量

kg/t

平均化学成分

SiO₂

%

Al₂O₃

%

MnO

%

P₂O₃

%

MgO

%

CaO

%

CaF₂

%

FeO

%

Fe₂O₃

%

TFe

%

平均出炉温度

兑 铁 水 时 喷 溅 黏 结 物

喷溅黏结物重量

kg/炉

每吨钢水喷溅黏结物重量

kg/t

平均化学成分

SiO₂

%

Al₂O₃

%

MnO

%

P₂O₅

%

MgO

%

CaO

%

CaF₂

%

FeO

%

Fe₂O₃

%

TFe

%

平均出炉温度

GB/T 34476—2017

C.1 ( 续 )

吹 炼 过 程 中 喷 渣

喷渣重量

kg/炉

每吨钢水喷渣重量

kg/t

平均化学成分

SiO₂

%

Al₂O₃

%

MnO

%

P₂O₂

%

MgO

%

CaO

%

CaF₂

%

FeO

%

Fe₂O₃

%

TFe

%

平均出炉温度

氧气

全炉总氧重量

kg/炉

每吨钢水耗氧重量

kg/t

平均温度

平均压力

Pa

炉气

炉气温度

平均化学成分

CO₂

%

%

CO

%

%

……

%

水冷却

入炉总水重量

kg/炉

每吨钢水耗水重量

kg/t

平均水温度

入水

出水

汽 化 烟 道

蒸发重量

kg/炉

每吨钢水蒸发重量

kg/t

蒸发压力

Pa

平均蒸汽温度

平均给水温度

GB/T 34476—2017

C.1 ( 续 )

炉体散热

炉帽

散热面积

表面平均温度

表面平均面积热流量

kJ/(m² ·h)

炉身

散热面积

表面平均温度

表面平均面积热流量

kJ/(m² ·h)

熔池

散热面积

表面平均温度

表面平均面积热流量

kJ/(m² ·h)

炉底

散热面积

表面平均温度

表面平均面积热流量

kJ/(m² ·h)

炉膛温度

前一炉出钢完毕时

本炉兑铁水时

本炉出钢时

延伸阅读

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