热量来源及计算方法

1.焦炭燃烧放热

工业上常用的焦炭发热量公式为

Q_焦=（81C+26S-6W）×4.184kJ/kg

式中 Q_焦——单位焦炭发热量（kJ/kg）；

C——焦炭含固定碳79.8%；

S——焦炭含硫量0.69%；

W——焦炭含水量3%。

则 Q_焦=（81×79.8+26×0.69-6×3）×4.184kJ/kg=27045.4kJ/kg

则熔化100kg铁料需6.56kg焦炭发出热量：

Q_焦热=27045.4kJ/kg×6.56kg=177418.2kJ

2.造渣放热

采用石灰石造渣时，首先是石灰石（CaCO₃）先受炉气热量后而分解，即CaCO₃→CaO+CO₂，此时即吸热有热量损失，而生成的石灰（CaO）与SiO₂反应放热，即：CaO+SiO₂→CaSiO₃+385.7kcal/kg（CaO）。换算成千焦为：385.7×4.184kJ/kg=1614.0kJ/kg。

已知造渣用石灰石1.968kg，生成的CaO量为xkg：

CaCO₃→CaO+CO₂↑

100.1（g） 56.1（g）

1.968（kg） x（kg）（CaO）

注：CaCO₃=100.1；CaO=56.1由化学元素周期表查出Ca、C、O相对原子质量和为相对分子质量。

则造渣放出热量：

Q_渣热=1614.0kJ/kg×1.102kg=1779.0kJ

3.金属烧损放热

（1）硅烧损放热 已知铁液中硅的质量分数为2%，硅烧损的质量分数为16.2%，则100kg铁料中含硅量：

注：CaCO₃=100.1；CaO=56.1由化学元素周期表查出Ca、C、O相对原子质量和为相对分子质量。

则造渣放出热量：

Q_渣热=1614.0kJ/kg×1.102kg=1779.0kJ

3.金属烧损放热

（1）硅烧损放热 已知铁液中硅的质量分数为2%，硅烧损的质量分数为16.2%，则100kg铁料中含硅量：

硅铁烧损量=2.386kg×16.2%=0.386kg

硅烧损放热：

Si+O₂=SiO₂+7480kcal/kg（Si）

换算成千焦为7480×4.184kJ/kg=31296.3kJ/kg（Si）

则硅烧损放热：

Q_硅=31296.3kJ/kg×0.386kg=12080.4kJ

（2）锰烧损放热 已知铁液中锰的质量分数为0.8%，锰烧损的质量分数为25.3%，则100kg铁料中含锰量：

硅铁烧损量=2.386kg×16.2%=0.386kg

硅烧损放热：

Si+O₂=SiO₂+7480kcal/kg（Si）

换算成千焦为7480×4.184kJ/kg=31296.3kJ/kg（Si）

则硅烧损放热：

Q_硅=31296.3kJ/kg×0.386kg=12080.4kJ

（2）锰烧损放热 已知铁液中锰的质量分数为0.8%，锰烧损的质量分数为25.3%，则100kg铁料中含锰量：

锰烧损量=1.071kg×25.3%=0.271kg

锰烧损放热：

锰烧损量=1.071kg×25.3%=0.271kg

锰烧损放热：

换算成千焦为1672kcal/kg×4.184kJ/kcal=6995.6kJ/kg（Mn）则锰烧损放热：

Q_锰=6995.6kJ/kg×0.271kg=1896.0kJ

（3）铁烧损放热 已知渣铁比为6%，即熔化100kg铁料产生的炉渣量为6kg。又已知炉渣中氧化铁（FeO）的质量分数为5.74%，则6kg炉渣中FeO量=6kg×5.74%=0.344kg，计算0.344kg炉渣含Fe量：

FeO→Fe+O(www.xing528.com)

71.947（g） 55.847（g）

0.344（kg） x（kg）（Fe）

换算成千焦为1672kcal/kg×4.184kJ/kcal=6995.6kJ/kg（Mn）则锰烧损放热：

Q_锰=6995.6kJ/kg×0.271kg=1896.0kJ

（3）铁烧损放热 已知渣铁比为6%，即熔化100kg铁料产生的炉渣量为6kg。又已知炉渣中氧化铁（FeO）的质量分数为5.74%，则6kg炉渣中FeO量=6kg×5.74%=0.344kg，计算0.344kg炉渣含Fe量：

FeO→Fe+O

71.947（g） 55.847（g）

0.344（kg） x（kg）（Fe）

注：FeO的相对分子质量=55.847+16.1=71.947；Fe的相对原子质量=55.847。

查化学元素周期表，则铁烧损放热：

注：FeO的相对分子质量=55.847+16.1=71.947；Fe的相对原子质量=55.847。

查化学元素周期表，则铁烧损放热：

换算成千焦为1130×4.184kJ/kg=4728kJ/kg（Fe）

Q_铁=4728kJ/kg×0.267kg=1262.4kJ

金属烧损放出的总热量：

Q_金热=Q_硅+Q_锰+Q_铁=12080.4kJ+1896.0kJ+1262.4kJ=15238.8kJ

4.热风带入的热量

已知鼓入冲天炉的热风温度为186.5℃，自然温度为25℃，鼓风量为59m³/min。

由热风带入的热量计算公式：

Q_热风=Vc_p（t₂-t₁）

式中 V——熔炼100kg铁料需要的鼓风量为59m³；

c_p——空气平均比热容，查资料，c_p=0.313kcal/（m³·℃），换算成千焦为0.313kcal/（m³·℃）×4.184kJ/kcal=1.310kJ/（m³·℃）；

t₂——热风温度186.5℃；

t₁——自然温度25℃。

则 Q_热风=59×1.310×（186.5-25）kJ=12482.3kJ

则冲天炉熔炼过程中总供给热量：

Q_总供=Q_焦热+Q_渣热+Q_金热+Q_热风

=177418kJ+1779.0kJ+15238.8kJ+12482.3kJ

=206918.1kJ

换算成千焦为1130×4.184kJ/kg=4728kJ/kg（Fe）

Q_铁=4728kJ/kg×0.267kg=1262.4kJ

金属烧损放出的总热量：

Q_金热=Q_硅+Q_锰+Q_铁=12080.4kJ+1896.0kJ+1262.4kJ=15238.8kJ

4.热风带入的热量

已知鼓入冲天炉的热风温度为186.5℃，自然温度为25℃，鼓风量为59m³/min。

由热风带入的热量计算公式：

Q_热风=Vc_p（t₂-t₁）

式中 V——熔炼100kg铁料需要的鼓风量为59m³；

c_p——空气平均比热容，查资料，c_p=0.313kcal/（m³·℃），换算成千焦为0.313kcal/（m³·℃）×4.184kJ/kcal=1.310kJ/（m³·℃）；

t₂——热风温度186.5℃；

t₁——自然温度25℃。

则 Q_热风=59×1.310×（186.5-25）kJ=12482.3kJ

则冲天炉熔炼过程中总供给热量：

Q_总供=Q_焦热+Q_渣热+Q_金热+Q_热风

=177418kJ+1779.0kJ+15238.8kJ+12482.3kJ

=206918.1kJ