整合版 电炉炼钢计算部分.docx

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整合版电炉炼钢计算部分

电炉炼钢部分

1.>某电炉生产了实物量100t含锰65.8%高碳锰铁，共用去含锰40%，富锰渣52t，含锰34%的锰矿180t，问锰回收率是多少？

解：

锰回收率%＝100×65.8%/（52×40%＋180×34%）＝80.24%

答：

锰回收率为80.24%。

2.>已知：

冶炼40Cr钢，钢水量100t，LF炉炉前光谱分析结果：

C0.40%、Si0.27%、Cr0.75%、Mn0.50%，使用65%中碳锰铁、65%中碳铬铁辅加合金（Cr、Mn回收率按95%计算）至成份规格中限。

求：

Cr、Mn补加合金量？

解：

Mn控制中限为0.65%，Cr控制中限为0.95%，

中碳锰铁＝100×1000×（0.65%－0.50%）/65%×95%＝243kg

中碳铬铁＝100×1000×（0.95%－0.75%）/65%×95%＝324kg

答：

Mn辅加合金243kg，Cr辅加合金324kg。

3.>某炉用氧化法冶炼Cr12，出钢量17500kg，配入高铬3700kg，设定化铬过程Cr、Si烧损180kg，碳吹损20kg，要求成品碳控制在2.1%，计算氧末碳的控制量。

（高铬含C8.0%，假定还原期不增碳）

解：

高Cr增C：

（3700-180）×8%/17500＝1.61%

碳吹损去碳：

20/17500×100%＝0.11%

氧末碳：

2.1%－1.61%－0.11%＝0.38%

答：

氧末碳的控制量为0.38%。

4.>冶炼1Cr13钢，已知钢水量为18t，熔炼成份控制[Cr]＝13%，炉内残余Cr为3%，铬铁含Cr为65%，回收率为96%，计算Fe-Cr加入量。

（保留整数位）

解：

Fe－Mn＝[18×1000×（13%－3%）]/（65%×96%－13%）＝3644kg

答：

Fe－Mn加入量为3644kg。

5.>某钢厂在炼钢时采用铁水热装，将含C量0.90%的炉料的温度从20℃升高到300℃，如果该钢的熔点为1480℃，钢的比热为0.167大卡/kg℃，熔解热为65大卡/kg℃，试问此条件下钢的理论电耗是多少？

（1KWh相当于860大卡）

解：

此条件下钢的理论电耗是

[1000×（1480-300）×0.167+1000×65]/860＝304.72KWh/t

答：

此条件下钢的理论电耗是304.72KWh/t。

6.>返回吹氧冶炼1Cr18Ni9ti，装入量15t，吹氧毕倒入Fe-Cr为3.75t，还原取样分析成份如下（钢水收得率为95%）

求出钢前补加的合金数量及总出钢量。

解：

（1）计算出各合金的补加系数

①各项合金占有量%：

Fe-Cr占有：

17.5%/62%×100%＝28.23%

Ni的占有：

9%/99.99%×100%＝9%

金属MN占有：

1.5%/99%×100%＝1.52%

Fe-Ti占有：

0.5%/30%×100%＝1.67%

②纯钢水占有量＝100%-（28.23+9+1.52+1.67）%＝59.58%

③各合金补加系数

Fe-Cr补加系数＝28.23/59.58＝0.474

Ni补加系数＝9/59.58＝0.151

金属Mn的补加系数＝1.52/59.58＝0.025

Fe-Ti的补加系数＝1.67/59.58＝0.028

（2）计算出需加的合金量

①加合金前炉内实际钢水量：

15000×95%+3750＝18000（kg）

②按单元合金计算需加入的铁合金量：

Fe-Cr＝18000×（17.5-16.5）/62%＝290（kg）

Ni＝18000×（9-8.7）%/99.99%＝54（kg）

金属Mn＝18000×（1.5-1.2）%/99%＝55（kg）

Fe-Ti＝18000×0.5%/（30%×60%）＝500（kg）

总计：

290+54+55+500＝899（kg）

③补加899kg合金应补加量：

Fe-Cr＝899×0.474＝426（kg）

Ni＝899×0.151＝136（kg）

金属Mn＝899×0.025＝22（kg）

Fe-Ti＝899×0.028＝25（kg）

（3）总出钢量为：

18000+899+609＝19508（kg）

（4）各合金加入总量：

Fe-Cr＝290+426＝716（kg）

Ni＝54+136＝190（kg）

金属Mn＝55+22＝77（kg）

Fe-Ti＝500+25＝525（kg）

（5）验算

①炉中Cr的成份：

（18000×16.5%+716×62）/19508×100%＝17.5%

②炉中Ni的成份：

（18000×8.7%+190×99.99%）/19508×100%＝9%

③金属Mn的成份：

（18000×1.2%+77×99%）/19508×100%＝1.5%

④Ti的成份：

525×30%/19508×60%×100%＝0.5%

答：

炉中总出钢量为19508kg，需加Fe-Cr为716kg，Ni为190kg，金属Mn为77kg，Fe-Ti为525kg。

7.>冶炼一钢种时，出钢量为100t，LF样

（1）C0.14%、Mn0.57%、Cr0.84%，要怎样加，加多少合金，才能使钢水成份达到C0.20%、Mn0.90%、Cr1.10%，并成本最低？

（假定合金回收率100%，不考虑合金加入后钢水重量变化）已知：

合金名称合金含碳量（%）合金含量（%）单价（元/t）

高碳Mn-Fe7.5653000

中碳Mn-Fe0706000

高碳Cr-Fe7.5655000

中碳Cr-Fe07010000

解：

从成本来考虑，由于中、高碳Cr-Fe比中、高碳Mn-Fe的单价差价大，因此要先满足Cr含量的配入，这样成本最低。

加入的高碳Cr-Fe量计算如下：

100×1000×（1.1%-0.84%）/65%＝400（kg）

加入的高碳Cr-Fe增碳量为：

400×7.5%/（100×1000）＝0.03%

此时钢水中的碳含量为0.17%，如果Mn含量全部由高碳Mn-Fe配入，钢水中的碳就要超出，因此先要计算把碳配至0.20%所需的高碳Mn-Fe量

0.03%×100×100/7.5%＝400（kg）

高碳Mn-Fe增Mn量为：

400×65%/（100×1000）＝0.26%

此时钢中含Mn量为0.26%+0.57%＝0.83%，离目标0.90%-0.83%＝0.07%的Mn量由中碳Mn-Fe来补，需加入的中碳Mn-Fe量为：

100×1000×0.07%/70%＝100（kg）

答：

向钢水中一共要加入高碳Cr-Fe为400kg，高碳Mn-Fe为400kg，中碳Mn-Fe为100kg。

8.>某厂冶炼16MnL钢时装入量40t，还原渣为料重的3%，其配比是石灰:

萤石:

矽石＝6:

1:

1脱氧剂Si总用量为0.60%回收率为50%，求还原渣的碱度？

（炉料收得率为95%，Si、O的原子量分别为28、16，石灰中含CaO90%）

解：

[Si]+[O]＝（SiO2）①

因为Si、O的原子量分别是28和16，由①式可得：

SiO2的分子量是60，又由①式可知0.6%的Si用量回收率为50%时在40吨炉料中可生（SiO2）量为：

（SiO2）＝60×0.60%×50%×40000×95%/28＝244（kg）

又因为还原渣为料重的3%，其配比已定，所以还原渣中：

石灰＝40000×3%[6/（6+1+1）]＝9000（kg）

矽石＝40000×3%[1/（6+1+1）]＝150（kg）

而碱度R是CaO/SiO2②

CaO＝900×90%＝810（kg）

SiO2＝244+150＝394（kg）

∴R＝810/394＝2.05

答：

还原渣的碱度过为2.05。

9.>氧化期使[C]从0.6%降到0.2%，若脱碳速度为每分钟0.04%，需多长时间？

若每降低0.1%的C温度上升20℃，则脱碳结束后温度升高多少度？

解：

所需时间t＝△[C]/Vc＝0.4%/0.04%＝10min

升高温度△T＝20℃×（0.4/0.1%）＝80℃

答：

若脱碳速度为每分钟0.04%，需10min；若每降低0.1%的C温度上升20℃，则脱碳结束后温度升高80℃。

10.>往炉中加入Fe-Mo13kg，（钼铁成分为67%）炉中钼由0.2%增加到0.25%，求炉中钢水量。

（回收率按100%计算）

解：

钢水量＝13×0.67%/（0.25-0.2）%＝17420kg

答：

钢水量为17420kg。

11.>20t钢水量，出金刚前Mn达到0.83%，若将Mn撤到0.78%，问需要加入多少料？

解：

需补加量＝（0.83-0.78）/0.78×20000＝1.282t

答：

需补加1.282t。

12.>原计划钢液的重量为20t，加钢前钼的含量为0.16%，加钼后计算钼的含量为0.25%，实际分析为0.26%，求钢液的实际重量。

解：

钢液的实际重量＝20×（0.25-0.16）%/（0.26-0.16）%＝18t

答：

钢液的实际重量为18t。

13.>冶炼45#钢，炉中分析C＝0.39%，Mn＝0.45%；估计钢水量20吨，成份按C＝0.44%、Mn＝0.65%控制，试求高锰（Mn＝65%、C＝7%，回收率98%）和增碳生铁（4%碳）加入量？

解：

高锰加入量＝（0.65%-0.45%）×20×1000/（65%×98%）＝62.79kg

高锰带入碳＝62.79×7%/（20×1000）＝0.022%

需加入生铁＝20×1000×[（0.44%-0.39%-0.022%）/（4%-0.44%）]＝157.30kg

答：

高锰加入量为62.79kg，增碳生铁加入量为157.30kg。

14.>冶炼T12钢水量为30t，炉中分析碳成份为1.12%，控制规格碳成份为1.16%，求增碳生铁（含4%碳）加入量？

解：

需加生铁＝30×（1.16%-1.12%）/（4%-1.16%）×1000＝42kg

答：

增碳生铁加入量为42kg。

15.>冶炼45#钢，炉中分析Mn＝0.55%，Si＝0.12%，要求控制[Mn]＝0.65%，[Si]＝0.25%，补加Si-Mn合金含Mn＝65%，Si＝25%，Si-Fe含[Si]＝75%，Si回收率按80%，Mn回收率按100%计算，求需加入Si-Mn合金、Si-Fe各多少？

（钢水量20t）

解：

硅锰加入量=（0.65%-0.55%）×20×1000/（65%×100%）=30.76kg

硅锰带入硅=30.76×25%/（20×1000）=0.038%

需加入硅铁=20×1000×（0.25%-0.12%-0.038%）/（75%×80%）=30.67kg

答：

需加入硅锰合金30.76kg，硅铁合金30.67kg。

16.>精炼炉冶炼GCr15钢，钢液量40000kg，还原期分析[Cr]＝0.5%，当补加Cr-Fe合金480kg时，正好达到中限[Cr]＝1.3%，求Cr-Fe合金的回收率。

（Cr-Fe合金成分为70%）。

解：

合金收得率＝出钢量×（控制成份-残余成份）/（合金成份×合金加入量）×100%

＝40000×（1.3%-0.5%）/（70%×480kg）×100%

＝95.2%

答：

Cr-Fe合金的回收率为95.2%。

17.>钢水量为100t，初始成份为：

C：

0.10%，Mn：

0.10%，P：

0.009%，要将成份调整为C：

0.15%，Mn：

0.90%，P＜0.015%，已知：

（1）低碳Mn铁的含Mn量为82%，含碳量忽略不计，含磷量0.15%，收得率为96%；

（2）高碳Mn铁的含Mn量为65%，含碳量为6.5%，含磷量为0.40%，收得率为96%；问能否仅配入上述两种铁合金而不需要其他增碳剂。

（写出计算过程）

解：

高碳Mn=100000×（0.15%-0.10%）/（6.5%×96%）≈801kg

增Mn=（801×65%×96%）/100801=0.5%

低碳Mn＝[（100000+801）×（0.9%-0.10%-0.5%）]/（82%×96%）≈384kg

P＝（801×0.4%×96%+384×0.15%×96%+100000×0.009%）/（100000+801+384）

＝0.0125%<0.015%符合要求

答：

可以配低碳Mn和高碳Mn两种铁合金而不需要其他增碳剂。

18.>冶炼40Cr钢，钢水量100t，钢水初始成份为C：

0.30%，Cr：

0.65%。

欲将其调整至成品成分中限C：

0.39%，Cr：

0.95%，试问若使用含碳7.0%，含铬60%的高碳铬铁，还需加多少碳粉（其C含量按100%计算）？

设铬的收得率为96%，碳粉的收得率为95%。

解：

加Cr－Fe量＝[100×1000×（0.95%－0.65%）]/（60%×96%）＝520.83kg

加Cr－Fe增C＝（520.83×7.0%）/（100×1000）＝0.04%

需碳粉量＝[100×1000×（0.39%-0.30%-0.40%）]/（95%×100%）＝52.63kg

答：

还需加52.63kg碳粉。

19.>1000kg废钢从25℃加热熔化成1600℃的钢水，已知固态钢的比热为0.698KJ/kg℃，钢水的比热为0.837KJ/kg℃，钢的熔化热为271.7KJ/kg，试问至少需要提供多少热量？

（假定废钢在1500℃熔化）。

解：

Q＝0.698×1000×（1500-25）+0.837×1000×（1600-1500）+271.7×1000

＝1384950KJ

答：

需要提供1384950KJ热量。

20.>已知钢水量P＝18400kg，炉中钢水硅0.15%，硅铁含硅量75%，回收率98%计算，如使钢中硅配至0.25%，求硅铁加入量？

解：

硅铁加入量=18400×（0.0025-0.0015）/（0.75×0.98）=25.0kg

答：

硅铁加入量为25.0kg

21.>已知45钢成份及相关元素含量增加1%对熔点的降低值（见下表），计算45钢熔点。

如要求出钢过热度为80～100℃，出钢温度应是多少？

CSiMnPS

元素成份%0.450.250.650.020.02

含1%熔点降低值65853025

纯铁熔点1538℃

解：

出钢温度＝1538-（0.45×65+0.25×8+0.02×30+0.02×25+0.65x5）+80＝1582℃

答：

出钢温度为应是1582℃

22.>已知40Cr成份及相关元素含量增加1%熔点的降低值（见下表），计算40Cr熔点。

出钢过热度为100～120℃，出钢温度多少？

CSiMnPSCr

元素成份%0.400.250.650.020.020.95

含1%熔点降低值658530251.5

纯铁熔点1538℃

解：

出钢温度=1538-（0.40x65+0.25x8+0.65x5+0.02x30+0.02x25+0.95x1.5）+100=1604℃

23>某炉冶炼16Mn。

出钢量10000kg。

氧末钢水硫0.06%，Ls＝20，要求出钢硫控制为0.03%，求渣量？

（不计还原期合金加入重量）

解：

设渣量为Wkg,10000×（0.06%－0.03%）=0.03%LSW，

W＝10000×（0.06%－0.03%）/（0.03%×20）＝500kg

答：

渣量为500kg。

24>75%硅铁加入量的理论计算值按精矿中的WO3、FeO有50%用硅铁还原，矿石含WO3为65%、含FeO为13%，硅铁含Si量为75%，计算每料（每批精矿按100kg作为计算基础）需多少公斤硅铁？

（要求写出还原反应议程式，并在计算中小数点后保留二位数）

解：

反应式：

2WO3+3Si＝2W+3SiO22FeO+Si＝2Fe+SiO

[84×65/（464×2）+28×13/（144×2）]/0.75

＝[（5460/928+364/288）]/0.75＝（5.88+1.26）/0.75

＝7.14/0.75＝9.52kg

答：

每批料需9.52kgkg硅铁。

25>某电炉某月生产中低碳锰铁1230t（基准吨），其中废品2.05t（基准吨），求该月产品合格率？

解：

合格率＝[合格产品（基准吨）-废品（基准吨）]/合格产品（基准吨）×100%

＝（1230-2.05）/1230×100%＝99.83%

答：

该月产品的合格率为99.83%。

26>某厂采用氧化法冶炼GCr15钢，装入量为43000kg，还原时分析钢液中[Cr]为0.8%，要求Cr按1.55%控制，求Cr-Fe加入量？

（铬铁含铬63%，回收率95%，炉料加收率95%）

解：

铬铁加入量Q为

Q＝43000×95%×[（1.55%-0.80%）/（63%×95%）]＝511.90kg≈512kg

答：

铬铁加入量是512kg。

27>在冶炼45钢时，熔池温度为1600℃氧化结束时钢液中的含氧是为0.025%，扒渣后造碱度为2的新渣渣量为3%，造渣后氧在渣钢之间的分配达到平衡时，试问钢液中的[O]及渣中的（FeO）各为多少？

解：

∵Fe，O的原子量分别为56和16

∴（FeO）的分子量为72又∴[O]平+[（FeO）平×16/72]×（3/100）＝0.025%而（FeO）平/O平＝200,（FeO）平＝200[O]平

将②式代入①式得：

[O]平+[200[O]平×16/72]×3%＝0.025%解③式得[O]平＝0.011%将[O]平值代入②式得（FeO）平＝2.2%

答：

氧在渣钢之间分配达到平衡时钢液中的[O]为0.011%，渣中的（FeO）含量为2.2%。

28>返吹法冶炼3Cr13，已知装料量为18780kg，炉料熔损为4%，炉中分析铬含量为8%，铬的控制成份为13%，铬铁中铬成份65%，铬的收得率95%，求铬铁补加量。

解：

钢水量＝18780×（1-4%）＝18029kg

Fe-Cr补加量＝（13%-8%）×18029/[（95%-13%）×65%]＝2368kg

29>32.5t钢水含C量0.5%，假设抽炉倒入10.5tFe-Ni，计算出变化后的钢水中含C是多少？

解：

含C量＝32.5×0.5/（32.5+10.5）＝0.38%

30>冶炼38CrMoAl钢，已知钢水量20t，炉中残余铝0.05%，铝锭成份98%，铝的收得率75%，要求成品铝0.95%，需加多少铝锭？

解：

铁合金补加量＝20000×（0.95-0.05）%/（98%×75%）＝245kg

31>冶炼1Cr13钢水量为10500t，残余Cr＝0.60%，Fe-Cr成份63%，回收率97%，要将Cr调到13%，需加入多少Cr铁？

解：

Fe-Cr加入量＝[10.5×1000（13-0.6）%]/[（63%-13%）×97%]＝2685kg

32>冶炼20Cr钢，钢水量为98t，控制成分含量为0.80%，钢包中成分铬含量为0.66%，铬铁回收率为99%，铬铁中含铬量为65%，计算铬铁加入量。

解：

铁合金加入量＝（控制成份－炉中成份）×钢水/（回收率×铁合金元素成份）

铬铁的加入量＝（0.80%-0.66%）×98000/（99%×65%）＝213kg

答：

铬铁的加入量为213kg。

33>冶炼40Cr钢，钢水量为98t，精炼炉第一只样分析：

C＝0.37%，Cr＝0.66%，问应加入多少高碳铬铁和低碳铬铁才能使钢中的C＝0.39%，Cr＝0.96%？

（高碳铬铁含铬70%，低碳铬铁含铬65%，含碳0.3%）

解：

从碳的角度出发求高碳铬铁的加入量

高碳铬铁的加入量＝（0.39%-0.37%）×98000/（7%-0.39%）＝296.5kg

高碳铬铁加入后钢中的铬量铬量＝（0.66%×98000+296.5×70%）/（98000+296.5）=0.87%

低碳铬铁的加入量＝（0.96%-0.87%）×98296.5/（65%-0.96%）＝138kg

答：

应加入高碳铬铁296.5kg，低碳名铬铁138kg

34>某电炉冶炼38CrMoAl钢，已知钢水量为10t，炉中分析铝成份为0.04%，铝要求中限规格为0.95%，铝锭成份为99%，铝回收率按75%计，求铝锭补加量。

解：

铝锭补加量＝10×1000×（0.95%-0.04%）/（99%×75%）＝123kg

答：

铝锭补加量为123kg。

35.>冶炼42CrMo钢，炉中分析Mo＝0.16%，钢水量20t，求需加入多少Mo-Fe，使[Mo]＝0.20%？

（Mo-Fe含Mo为60%）

解：

需加入Mo-Fe＝（0.20%-0.16%）×20×1000/60%×100%＝13.33kg

答：

需加入Mo-Fe为13.33kg。

36>冶炼20#钢，炉中C＝0.14%，Mn＝0.35%，成品C按0.19%、Mn0.55%控制，已知高Mn含[C]＝7.0%，含Mn65%，生铁含[C]＝4.0%，钢水量25t，计算高Mn和生铁加入量（回收率按100%计算）。

解：

高锰加入量＝（0.55%-0.35%）×25×1000/（65%×100%）＝76.9kg

高锰带入碳＝76.9×7%/（25×1000）＝0.022

生铁加入量＝（0.19%-0.14%-0.022%）×25×1000/4.0%＝175kg

答：

高锰加入量为76.9kg，生铁加入量为175kg。

37>返吹法冶炼了CrB钢，已知装料量为50t，炉料的综合收得率为96%，炉中分析铬的含量为8%，铬的控制规格成份为13%，铬铁中铬的成份为65%，铬的收得率为95%，求铬铁补加量。

解：

铬铁补加量＝50×1000×96%×（13%-8%）/[（65%-13%）×95%]＝6801.62kg

答：

铬铁补加量为6801.62kg。

38>钢液量30t，需渣量占钢液量的3%，渣料配比为石灰:

萤石＝4:

1，计算石灰、萤石的加入量？

解：

石灰加入量＝30×1000×3%/（4+1）×4＝720kg

萤石加入量＝30×1000×3%/（4+1）×1＝180kg

39>冶炼45钢，炉料含Si为0.45%，熔化渣控制碱度R＝1.8，石灰含CaO＝85%，计算每吨钢应垫底石灰量为多少？

[提示：

硅在熔化期有90%氧化成为SiO2进入炉渣，其反应式为：

（Si）+2（FeO）＝（SiO2）+2（Fe）；Si原子量为28，SiO2分子量为60]

解：

据（Si）+2（FeO）＝（SiO2）+2（Fe）

281000×0.45%×90%按比例关系

则SiO2量＝（1000×0.45%×90%×60）/20（R）碱度

＝[（CaO%）×85%]/（SiO2%）量

（CaO）垫加石灰量＝[（SiO2）量×R]/85%＝（8.7×1.0）/85%＝18.4（kg）

答：

每吨钢应垫底石灰量为18.4kg。

60渣中SiO2量

40.>某电炉炼钢30CrMnSi，钢水量为12000kg，炉前还原分析结果：

Cr为0.755%，Mn为0.80%，Si为0.20%。

用65%铬铁、65%锰铁、75%硅铁；试配至成品成份：

Cr为0.95%，Mn为0.95%，Si为1.05%。

硅回收率按95%，Cr、Mn回收率按100%计。

求需加铬铁、锰铁、硅铁各多少？

解：

Fe-Cr＝[12000×（0.95%-0.75%）]/（65%×100%）≈37（kg）

Fe-Mn＝[12000×（0.95%-0.80%）]/（65%×100%）≈28（kg）Fe-Si

＝[1