煉鋼過程熱平衡研究煉鋼過程中熱量的收入和支出的平衡關係，並把這種關係製成方程式、熱平衡表或圖的一項研究煉鋼技術的工作。
基本介紹
- 中文名：煉鋼過程熱平衡
- 外文名：the thermal balance ofsteelmaking processes
- 學科：冶金工程
- 領域：鋼鐵冶煉
- 研究內容：煉鋼過程中熱量的收入和支出
- 研究目的：控制煉鋼過程中的熔池溫度
煉鋼過程熱變化,研究目的,對象的選取,計算條件,計算步驟,
煉鋼過程熱變化
現代煉鋼方法都是在高溫(一般1773～1973K)條件下的火法冶金過程。即是要完成煉鋼反應，就必須提供一定的熱量。但煉鋼方法不同，熱量的來源和數量也不相同。如轉爐煉鋼的熱源主要是鐵水的物理熱和鐵水中發熱元素氧化放出的化學熱;電弧爐煉鋼主要熱源是電能轉化成的熱量。煉鋼過程中提供的熱量與煉鋼過程消耗的和煉完鋼以後保留下的熱量之間，在數量關係上是守恆的。金屬熔池的溫度控制與熱量的收支密切相關，而熱量的收支又與物料的收支密不可分。因而研究煉鋼熱平衡離不開煉鋼過程物料平衡。
研究目的
研究煉鋼過程熱平衡是為了很好地控制煉鋼過程中的熔池溫度，全面掌握煉鋼設備的物料和能量利用情況、工作能力和熱效率，為改進煉鋼工藝、實現煉鋼設備的最佳化操作探索途徑，並為降低原材料消耗及合理利用和節約能源提供方向。二是可以判斷收支各項在冶煉過程中起作用的大小，以便對能源合理利用;三是可以發現熱工上和吹煉中存在的問題加以改進。四是可為設計或校核煉鋼設備及其附屬系統和煉鋼車間提供依據。五是為研究煉鋼過程，制定煉鋼操作工藝提供參數。也是提高煉鋼終點命中率，制定煉鋼過程自動控制數學模型的基礎。
對象的選取
可以根據需要作冶煉一爐鋼全過程的熱平衡;為了解決某一方面的問題，也可以作某局部環節的熱平衡。例如，作氧槍噴頭端部、爐襯某內表面或除塵系統等部分的熱平衡，從而為解決該部分問題提供依據。
計算條件
(1)作出煉鋼過程物料平衡計算，即需知各種反應物和生成物的數量;(2)需知各種原材料和生成物的物態(固、液和氣態)的比熱及各種狀態的初始溫度;(3)需知各種有關元素氧化反應及某些氧化物成渣反應的熱效應和某些物質分解吸熱量和煉鋼過程中各環節的熱量損失等;(4)需知各種冷卻劑的成分及其冷卻效果。
計算步驟
(1)計算收入項。它主要包括鐵水物理熱、元素氧化放熱及成渣熱、燃料或電能轉化的熱及煙塵氧化放熱等。
(2)計算熱量支出項。它主要包括鋼水物理熱、爐渣物理熱、物料分解吸熱、其他產物帶走物理熱及各種散熱損失等。
(3)根據收入和支出熱量之差，計算出冷卻劑的加入量。
(4)列出熱平衡表或繪製出熱平衡圖。(見表1～表3)
(5)分析圖表。從圖表中能夠看出：(1)煉鋼方法不同，煉鋼過程熱量的收入和支出情況也不相同。如轉爐熱量主要來自鐵水物理熱和元素氧化放出的化學熱，而電弧爐的熱量主要來自電能。又如熱量支出中，鋼水帶走的熱量，轉爐約占60%～70%;電弧爐約占50%，平爐只占約30%等等。(2)煉鋼方法不同，熱工特點也不同。轉爐冶煉速度快，冶煉周期短，生產率就高;而平爐冶煉速度慢，冶煉周期長，生產率就低。(3)可以看出節能和降低成本的方向。如轉爐提高鐵水入爐溫度和利用爐氣中CO的化學熱等。
