GB/T 34476-2017 转炉热平衡测试与计算方法

　　ICS 77 . 010 H 04

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34476—2017

　　转炉热平衡测试与计算方法

　　Methodsofdeterminationandcalculationofheatbalanceinconverter

　　2017-10-14 发布 2018-07-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 34476—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由中国钢铁工业协会提出。

　　本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC 183)归口 。

　　本标准起草单位：中钢集团鞍山热能研究院有限公司、冶金工业信息标准研究院、鞍钢股份有限公司。

　　本标准主要起草人：丛伟、王姜维、谢国威、仇金辉、马彦珍、马光宇、赵春竹、李卫东、王一凌、徐阳、刘常鹏、范天骄。

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　　转炉热平衡测试与计算方法

　　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 . 1 1 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~2 min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：

　　犌1 —铁水重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌2 —铁水带渣重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌3 —废钢重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌4 —石灰重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌5 —镁砂重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌6 —铁矿石重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌7 —氧化铁皮重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌8 — 萤石重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌9 —生白云石重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌10 —铁合金重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌11 —入炉氧重量，单位为千克每吨(kg/t) 。

　　7 . 1 . 2 物料含水重量 犌12 按式(1)计算：

　　犌12 =犌+犌+ …… + 犌1 …………………………( 1 )

　　式中：

　　犌12 —物料含水重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌、犌、…… 、犌1 —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 犌13 按式(2)计算：

　　犌13 = 4.35[犌01 + 犌0 + 0.014 29(φO2 犞- φO犞11) ] ……………………( 2 )

　　式中：

　　犌13 — 吸入空气的重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌01 —元素氧化反应耗氧的重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌0 —钢水中含氧的重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　φO2 —炉口炉气中氧含量的体积分数，用百分数(%)表示;

　　φO —入炉氧气浓度的体积分数，用百分数(%)表示;

　　犞11 — 吨钢水氧耗量，单位为立方米每吨(m3 /t) ;

　　犞 —炉口干炉气体积，单位为立方米每吨(m3 /t),按式(3)计算：

　　犞 …………………………( 3 )

　　式中：

　　犌C —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分 —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) ;

　　φCO、φCO2 —炉口干炉气 CO、CO 2 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：

　　G01 =1. + + + - + + 22.4 ……( 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 ) ;

　　GC、GSi 、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) ;

　　GFe- FeO 、GFeO- Fe2 O3 —铁氧化成 FeO、Fe2 O3 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：

　　GGFeO …………………………( 5 )

　　式中：

　　GFeO —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：

　　GFeO =G∞X + G∞X + G∞X + G∞X - G2 ∞X2 - G3 ∞X3 - G6 ∞X6 - G7 ∞X7 ……( 6 )

　　式中：

　　G、G、G、G — 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) ;

　　∞X 、∞X 、∞X 、∞X 、∞X2 、∞X3 、∞X6 、∞X7 — 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。

　　GGFe2 O3 …………………………( 7 )

　　式中：

　　GFe2O3 —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：

　　GFe2 O3 =G∞Y + G∞Y + G∞Y + G∞Y - G2 ∞Y2 - G3 ∞Y3 - G6 ∞Y6 - G7 ∞Y7

　　……( 8 )

　　式中：

　　∞Y 、∞Y 、∞Y 、∞Y 、∞Y2 、∞Y3 、∞Y6 、∞Y7 — 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：

　　Gi=(G1 +G3) ∞i-G∞iI …………………………( 9 )

　　式中：

　　Gi —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) ;

　　∞i —入炉物料中某种非铁元素成分的质量分数，用百分数(%)表示;

　　∞iI —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;

　　G —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： (G1 +G3) (1 - - GFeO - G

　　1 -

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　　式中：

　　犌 —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) ;

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

　　狑C 、狑Mn′、狑Si′、狑P′、狑S —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：

　　Σ犌=犌1 + 犌2 +犌3 + 犌4 +犌5 + 犌6 + 犌7 +犌8 + 犌9 + 犌10 + 犌11 + 犌12 + 犌13 + 犌14

　　……( 11 )

　　式中：

　　犌2 —铁水带渣重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌4 —石灰重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌5 —镁砂重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌6 —铁矿石重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌7 —氧化铁皮重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌8 — 萤石重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌9 —生白云石重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌10 —铁合金重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌11 —入炉氧重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌13 — 吸入空气的重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌14 —炉衬侵蚀的重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　Σ犌— 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：

　　犌— 出炉钢水重，犌= 1 000 kg/t;

　　犌2 —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) ;

　　犌— 出炉钢渣重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌— 出炉炉尘重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌—兑铁水撒失铁渣黏结物重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌— 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：

　　犌

　　式中：

　　犌 — 出炉炉气重量，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　φN2 —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：

　　犌=犌12 …………………………( 13 )

　　式中：

　　犌—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 Σ犌与已测各项支出总和之差即为差值 Δ犌，按式(14)计算：

　　Δ犌=Σ犌-(犌+犌+犌+ …… + 犌)…………………………( 14 )

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　　式中：

　　Δ犌 —物料平衡差值，单位为千克每吨(kg/t) ;

　　犌 — 出炉钢水重，犌= 1 000 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：

　　…………………………( 15 )

　　式中：

　　Σ犌′—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

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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：

　　犙1 =犌1(犆1 狋1 - 犆1e 狋e + 217.44) …………………………( 17 )

　　式中：

　　犙1 —铁水带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　犆1 —铁水在 0 ℃至 狋1 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　狋1 —入炉铁水的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　犆1e —铁水在 0 ℃至 狋e 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　狋e —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：

　　犙2 =犌2(犆2狋2 - 犆2e 狋e + 209.08) …………………………( 18 )

　　式中：

　　犙2 —铁渣带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　犆2 —铁渣在 0 ℃至 狋2 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　狋2 —入炉铁渣的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　犆2e —铁渣在 0 ℃至 狋e 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：

　　犙3 = 9 199 . 52 × 0 . 9犌C + 32 746 . 11 × 0 . 1犌C + 32 169 . 05犌Si + 7 004 . 18犌Mn

　　+ 24 069.29犌P + 9 270.61 × 0.3犌S + 4 775.39犌Fe-FeO + 7 367.98犌Fe-Fe2 O3 ……( 19 )

　　式中：

　　犙3 —元素氧化放出的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　9 199 . 52、32 746 . 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) ;

　　32 169 . 05、7 004 . 18、24 069 . 29、9 270 . 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) ;

　　4 775 . 39、7 367 . 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：

　　犙4 = 2 103.34犌Si + 5 093.19犌P …………………………( 20 )

　　式中：

　　犙4 —成渣反应放出的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　2 103.34、5 093.19 —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：

　　犙5 =犌14(犆14狋14 - 犆14e狋e ) …………………………( 21 )

　　式中：

　　犙5 —炉衬烧损带入的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

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　　C14 —被侵蚀的炉衬在 0 ℃至 t14 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ; t14 —被侵蚀的炉衬在兑铁水时的平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　C14e —被侵蚀的炉衬在 0 ℃至 te 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：

　　ΣQ=Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 …………………………( 22 )

　　式中：

　　ΣQ—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(Ct-Ce te + 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(℃) ;

　　Ce — 出炉钢水在 0 ℃至 te 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：

　　Q=G(Ct-Ce te + 271.8) …………………………( 24 )

　　式中：

　　Q —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(℃) ;

　　Ce —钢珠在 0 ℃至 te 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：

　　Q=G(Ct-Ce te + 209.08) …………………………( 25 )

　　式中：

　　Q —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 · ℃ )] ;

　　t — 出炉钢渣的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　Ce —钢渣在 0 ℃至 te 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= 5 151.73GFe2 O3 + 4 072.88GCO2-CaCO3 + 2 304.06GCO2-MgCO3 …………( 26 )

　　式中：

　　Q —物料分解反应吸收的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　5 151 . 73、4 072 . 88、2 304 . 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) ;

　　GCO2 -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(Ct-Cete) …………………………( 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(℃) ;

　　Ce —炉气在 0 ℃至 te 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：

　　Q=Gw(C2wt2w - C1wt1w) …………………………( 28 )

　　式中：

　　Q —冷却水带走的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　Gw —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(℃) ;

　　C1w —冷却水在 0 ℃至 t1w间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　t1w —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=G(Ct-Ce te + 209.08) …………………………( 29 )

　　式中：

　　Q —炉尘带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　C —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 · ℃ )] ;

　　t — 出炉炉尘的温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　Ce —炉尘在 0 ℃至 te 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 - te ) + 2 253.88 + 1.24(Cqt- 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 te 至 100 ℃平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　Cq —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：

　　Q …………………………( 31 )

　　式中：

　　Q—炉体表面散发的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　τ —转炉冶炼周期，单位为分钟(min) ;

　　Ai—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：

　　qi …………( 32 )

　　式中：

　　ε —炉体表面黑度;

　　tb —第 i部分炉体表面平均温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　αd —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—20 17

　　1

　　αd = A(tb -te) 4 …………………………( 33 )

　　式中：

　　Q ………………( 36 )

　　式中：

　　Q0 —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 . 1 1 撒失铁渣损失的热量按式(37)计算：

　　Q1=G(C-Cete +217.44) ………………( 37 )

　　式中：

　　Q1 —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 ℃至间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ; Ce —撒失铁渣在 0 ℃至 te 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：

　　Q2=G(C-Cete +209.08) ……………………( 38 )

　　式中：

　　Q2 — 喷出炉渣损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

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

　　Q3=V3(C3 t-C3ete ) …………………………( 39 )

　　式中：

　　Q3 —炉口逸气损失的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　C3 —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 ℃)] ;

　　C3e —炉口逸气在 0 ℃至 te 间的平均比热容，单位为千焦每立方米摄氏度[kJ/(m3 ℃)] ;

　　V3 —每吨钢的炉口逸气量，单位为立方米每吨(m3 /t),按式(40)计算：

　　V+(rc-ry ……( 40 )

　　GB/T 34476—20 17

　　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) ;

　　Pc —环境大气压，单位为帕斯卡(Pa) ;

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

　　r …………………………( 41 )

　　r r …………………………( 42 )

　　式中：

　　r …………( 43 )

　　b ) 汽化烟道蒸汽获得的热量按式(44)计算：

　　Q

　　式中：

　　Q4 —汽化烟道蒸汽获得的热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　G4 —每吨钢水的产汽量，单位为千焦每吨(kg/t) ;

　　h4 —蒸汽的热烙，单位为千焦每千克(kJ/kg) ;

　　C4 —水蒸气在 0 ℃至 t4 间的平均比热容，单位为千焦每千克摄氏度[kJ/(kg · ℃ )] ;

　　t4 — 给水温度，单位为摄氏度(℃) ;

　　丫”—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 Q5 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 V6 代替，按式(45)计算：

　　V …………………………( 45 )

　　式中：

　　V6 —烟道测点处干烟气量，单位为立方米每吨(m3 /t) ;

　　φCO′ —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;

　　φCO —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 Q5 计算同 8 . 2 . 9 。

　　8 . 2 . 16 热平衡各项收入热量总和 ΣQ 与已测各项支出热量总和之差即为差值 ΔQ，按式(46)计算：

　　ΔQ=ΣQ-(Q+Q+Q+ …… + Q5) ……………………( 46 )

　　式中：

　　ΔQ —热平衡差值，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　GB/T 34476—20 17

　　犙 —冷却水带出的物理热量，单位为千焦每吨(kJ/t) ;

　　犙5 —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 ±5%以内，见式(47) 。

　　…………………………( 47 )

　　式中：

　　Σ犙′—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：

　　…………………………( 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：

　　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

　　GB/T 34476—20 17

　　表 2(续)

　　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 。

　　表 3 主要技术经济指标

　　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—20 17

　　附 录 A

　　(资料性附录)

　　设备及转炉概况

　　设备及转炉概况见表 A. 1 。

　　表 A.1 设备及转炉概况

　　GB/T 34476—20 17

　　附 录 B

　　(资料性附录)

　　测试前-个月生产状况

　　测试前一个月生产概况见表 B. 1 。

　　表 B.1 测试前生产概况

　　GB/T 34476—20 17

　　附 录 C

　　(资料性附录)

　　主要测试项目

　　主要测试项目见表 C. 1 。

　　表 C.1 主要测试项目

　　GB/T 34476—20 17

　　表 C.1(续)

　　GB/T 34476—20 17

　　表 C.1(续)

　　GB/T 34476—20 17

　　表 C.1(续)

　　GB/T 34476—20 17

　　表 C.1(续)

　　GB/T 34476—20 17

　　表 C.1(续)