C Si Mn P S 0.072 0.000 0.399 0.010 0.020 由此可得冶炼过程（即脱氧和合金化后）的总物料平衡表2－16。
表2－16 总物料平衡表
收 入 项 目 铁 水 废 钢 石 灰 萤 石 轻烧白云石 炉 衬 氧 气 锰 铁 硅 铁 焦 粉 合 计 质 量（kg） 80.029 19.971 2.320 0.400 2.001 0.240 7.973 0.511 -0.003 -0.003 113.438 % 70.548 钢 水 17.606 2.046 炉 渣 0.353 1.764 炉 气 0.212 7.029 0.450 -0.003 -0.003 100.00 喷 溅 烟 尘 渣中铁珠 0.800 1.200 0.342 113.102 0.708 1.061 0.302 100.00 10.531 9.311 5.896 5.213 94.332 83.404 支 出 项 目 质 量（kg） % 注：计算误差为（113.438－113.102）/113.438×100％＝0.296％
2.2 热平衡计算
（1）计算所需原始数据。计算所需基本原始数据有：各种入炉料及产物的温度（表2－17）；物料平均热容（表2－18）；反应热效应（表2－19）；溶入铁水中的元素对铁熔点的影响（表2－20）。其它数据参照物料平衡选取。
（2）计算步骤。以100㎏铁水为基础。 第一步：计算热收入Qs。
21
热收入项包括：铁水物理热；元素氧化热及成渣热；烟尘氧化热；炉衬中碳的氧化热。
1）铁水物理热Qw：先根据纯铁熔点、铁水成分以及溶入元素对铁熔点的降低值（表2－17、2－1和2－20）计算铁水熔点Tt，然后由铁水温度和生铁比热（表2－17和2－18）确定Qw。
表2－17 入炉物料及产物的温度设定值
入 炉 物 料 名 称 铁 水* 温度（℃） 1350 废 钢 25 其它原料 25 炉 渣 与钢水相同 炉 气 1450 烟 尘 1450 产 物 表2－18 物料平均热容
物 料 名 称 固态平均热容（kJ/kg〃K） 熔化潜热（kJ/kg） 液态或气态平均热容（kJ/kg〃K） 生 铁 0.745 218 0.837 钢 0.699 272 0.837 炉 渣 — 209 1.248 矿 石 1.047 209 — 烟 尘 0.996 209 — 炉 气 — — 1.137
表2－19 炼钢温度下的反应热效应
22
组元 C C Si Mn P Fe Fe SiO2 P2O5 CaCO3 MgCO3 化学反应 〔C〕+1/2﹛O2﹜ 〔C〕+﹛O2﹜=﹛CO2﹜ 〔Si〕+﹛O2﹜=（SiO2） 〔Mn〕+1/2﹛O2﹜=（MnO） 2〔P〕+5/2﹛O2﹜=（P2O5） 〔Fe〕+1/2﹛O2﹜=（FeO） 2〔Fe〕+3/2﹛O2﹜=（Fe2O3） （SiO2）+2（CaO）=（2CaO·SiO2） （P2O5）+4（CaO）=（4CaO·P2O5） CaCO3=（CaO）+﹛CO2﹜ MgCO3=（MgO）+﹛CO2﹜ 氧化反应 氧化反应 氧化反应 氧化反应 氧化反应 氧化反应 氧化反应 成渣反应 成渣反应 分解反应 分解反应 ΔH（kJ/kg） -139420 -418072 -817682 -361740 -1176563 -238229 -722432 -97133 -693054 169050 118020 ΔH（kJ/kg） -11639 -34834 -29202 -6594 -18980 -4250 -6460 -1620 -4880 1690 1405
表2－20 溶入铁中的元素对铁熔点的降低值
元 素 在铁中的极限溶解度（%） 溶入1%元素使铁熔65 点的降低值（℃） 70 C 5.41 Si Mn P S 0.18 Al Cr N、H、O 18.5 无限 2.8 35.0 无限 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 1.5 氮、氢、氧溶入使铁 熔点的降低值（℃） ∑=6 适用含量范围（%） ﹤1.0 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 ≤3 ≤15 ≤0.7 ≤0.08 ≤1 ≤18
表2－21 元素氧化热和成渣热
23
反应产物 C→CO C→CO2 Si→SiO2 Mn→MnO Fe→FeO 氧化热或成渣热（kJ） 37291.356 12400.904 11680.800 1622.124 1942.507 反应产物 Fe→Fe2O3 P→P2O5 P2O5→4CaO·P2O5 SiO2→2CaO·SiO2 合 计Qy 氧化热或成渣热（kJ） 1489.338 1594.320 1041.074 1597.529 70659.953 Tt ＝1536－(3.63100+0.33138+0.35135+0.093330+0.032325)－6＝1190.6℃ Qw＝1003[0.7453(1190.6－25)+218+0.8373(1350－1190.6)]＝151701.780kJ 2）元素氧化热及成渣热Qy：由铁水中元素氧化量和反应热效应（表2－19）可以算出，其结果列于表2－21中。
3）烟尘氧化热Qc：由表2－4中给出的烟尘量参数和反应热效应计算可得。
（75％? Qc＝1.5?56112?4250?20％??6460)＝5075.35kJ 721604）炉衬中碳的氧化热Q1：根据炉衬蚀损量及其含碳量确定。 Q1＝0.3314％3(90%311639+10%334834)＝586.257kJ 故热收入总值为：Qs＝Qw＋Qy＋Qc＋Q1＝228023.340kJ 第二步：计算热支出。
热支出项包括：钢水物理热；炉渣物理热；烟尘物理热；炉气物理热；渣中铁珠物理热；喷溅物（金属）物理热；轻烧白云石分解热；热损失；废钢吸热。
1）钢水物理热Qg；先按求铁水熔点的方法确定钢水熔点Tg；再根据出钢和镇静时的实际温降（通常前者为40～60℃，后者3～5℃/min，具体时间与盛钢桶大小和浇注条件有关）以及要求的过热度（一般为50～90℃）确定出钢温度Tz；最后由钢水量和热容算出物理热。
Tg＝1536－(0.10365＋0.04535＋0.006330＋0.018325)－6＝1522.65℃ （式中：0.10、0.045、0.006和0.018分别为终点钢水C、Mn、P和S的含量）
24
Tz＝1522.65＋50＋50＋70＝1692.65℃
（式中：50、50和70分别为出钢过程中的温降、镇静及炉后处理过程中的温降和过热度）
Qg＝91.5593[0.6993(1522.65－25)+272+0.8373(1692.65－1522.65)]＝135151.439kJ
2）炉渣物理热Qr：令终渣温度与钢水温度相同，则得： Qr＝11.4813[1.2483(1692.65－25)+209]＝16313.292kJ
3）炉气、烟尘、铁珠和喷溅金属的物理热Qx。根据其数据、相应的温度和热容确定。 详见表2－22。
4）生白云石分解热Qb：根据其用量、成分和表2－19所示的热效应计算。 Qb＝2.53(36.40%31690＋25.60%31405)＝2437.100kJ
5）热损失Qq：其它热损失带走的热量一般约占总热收入的3～8％。本计算取5％， 则得： Qq＝228023.34035％＝11401.167kJ
表2－22 某些物料的物料热
项目 炉气物理热 烟尘物理热 渣中铁珠物理热 喷溅金属物理热 合计Qx
参数kJ
备注
21728.784 2442.450 624.466 1461.144 26256.843
1450为炉气烟尘温度
1520为钢水熔点
6）废钢吸热Qf：用于加热废钢的热量是剩余热量，即： Qf＝Qs－Qg－Qr－Qx－Qb－Qq＝36463.499kJ 故废钢加入量Wf为： Wf＝24.955kg
即废钢比为: 24.955/100+24.955＝19.971%
热平衡计算结果列于表2－23中。
25