【正文】 CO2氣體。4）爐襯侵蝕量：轉(zhuǎn)爐爐襯在爐渣作用下，將被侵蝕和沖刷進(jìn)入渣中，%，即100% = kg , （）。 爐襯侵蝕量及成分成分質(zhì)量/kg成分質(zhì)量/kgCaO52% = SiO22% = MgO40% = C5% = Al2O31% = 其中： 爐襯中碳的氧化與金屬中氧化生成的CO和CO2比例相同。即：[C]+1/2O2=CO：氧化產(chǎn)物CO量為：90%28/12 = kg 耗氧量為：90%16/12 = kg[C]+O2=CO2：氧化產(chǎn)物CO2量為：10%44/12 = kg 耗氧量為：32/44 = kg共消耗氧量=+ = kg5）石灰加入量：根據(jù)鐵水成分，取終渣堿度R=.石灰加入量 = （∑(SiO2)R 白云石帶入CaO量)/%CaO有效100 = （ – ）/(88 – ) 100= 石灰加入量及成分成分質(zhì)量/kg成分質(zhì)量/kgCaO88% = SiO2% = MgO% = S% = Al2O3% = 燒減% = 其中： [S]+(CaO)=(CaS)+[O]生成的(CaS) = 72/32 = 6）渣中的鐵氧化物：對(duì)于冶煉Q235鋼，根據(jù)已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐渣中含∑(FeO)量，取w(FeO)= 10%，w(Fe2O3)= 5%。7）終渣總量及成分：~，確定終渣總量及成分，若不計(jì)（FeO）、（Fe2O3），：CaO+MgO+SiO2+P2O5+MgO+Al2O3+CaF2+CaS= kg已知w（FeO）= 10% ，w(Fe2O3）= 5% ，則其余渣應(yīng)占渣量總數(shù)的85%。 由此可知：（FeO）= 10% = kg, （Fe2O3）= 5% = kg。由于礦石和白云石中帶入部分（FeO）和（Fe2O3），實(shí)際鐵氧化物為：（FeO）= = ；。（Fe2O3）= = .。故 [Fe]氧化量=56/72+ 112/160 = 終渣總量及成分成分氧化產(chǎn)物石灰/kg礦石/kg白云石/kg爐襯/kg螢石/kg總計(jì)/kg%CaOMgOSiO2 P2O5 MnO Al2O30．09CaF211CaSFeOFe2O3總計(jì)100 冶煉中的吹損計(jì)算根據(jù)假設(shè)條件，渣中鐵珠量為渣量的8%，噴濺損失為鐵水量的1%，%。故可得到：渣中鐵珠量 = 8% = kg；噴濺損失量 = 100 1% = kg；煙塵鐵損失量 = 100 %（77%56/72 + 20%112/160）= kg；元素氧化損失 = kg； （見表36）吹損總量 = + + + = kg； 鋼水量 = 100 – = kg 氧氣消耗量計(jì)算1）元素氧化耗氧 = kg；（）；2）煙塵鐵氧化耗氧 = 100%（77%16/72 + 20%48/160）= kg；3) 爐襯中碳氧化耗氧 = kg；（）。故總耗氧量 = + + = kg，換算為標(biāo)準(zhǔn)體積為：即冶煉100 kg 。由于氧氣不純，%的氮?dú)猓使┭鯐r(shí)帶入的氮?dú)鉃椋? % = kg，其體積量為： 。 爐氣量及成分計(jì)算 爐內(nèi)產(chǎn)生的爐氣由CO、COSOH2O、N2和自由 O2 組成。其中：CO來(lái)源于鐵水和爐襯中的碳氧化；CO2來(lái)源于鐵水、爐襯中碳氧化，以及白云石和石灰石中的燒減量；SO2來(lái)源于鐵水中硫氧化；H2O來(lái)源于礦石和螢石中；N2來(lái)源于供氧時(shí)被帶入。%，%，則爐氣總量為：（ + + + + ）/% = m3自由O2量為 % = m3，32/ = kg。 爐氣量及成分成分質(zhì)量/kg體積/ m3體積/%CO + CO2 + ++SO2H2O + N2O2總計(jì)100 物料平衡表把以上各種物質(zhì)的總收入和總支出匯總起來(lái)。 未加廢鋼和合金時(shí)的物料平衡表收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/kg%項(xiàng)目質(zhì)量/kg%鐵水100鋼水石灰爐渣白云石爐氣礦石煙塵螢石噴濺爐襯鐵珠氧氣氮?dú)饪傆?jì)100總計(jì)100計(jì)算誤差=｜收入項(xiàng)—支出項(xiàng)｜/收入項(xiàng)100% =｜—｜/100%=%. 熱平衡計(jì)算 為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，取加入爐內(nèi)的爐料溫度均為25℃。 熱收入 熱收入主要是鐵水的物理熱和元素氧化的化學(xué)熱。（1）鐵水物理熱鐵水凝固溫度Tf可用表達(dá)式 Tf = 1539–∑[%i]△Ti計(jì)算，即：Tf = 1539 (100 + 8 +5 + 30 + 25) 4=1104 ℃鐵水物理熱Q物 = CsTf + Qf + C1( T —Tf )計(jì)算，即：Q物 = 100[(110425) + + (13001104)] = kJ式中 [%i]——鐵水中元素含量； △Ti ——1%的元素使純鐵凝固溫度的降低值，參考高澤平《煉鋼工藝學(xué)》； Cs、Cl——分別為固態(tài)、液態(tài)的熱容量，kJ/kgK，； Tf、T——分別為冷卻劑（生鐵）的熔點(diǎn)和熔池溫度，K；。（2）鐵水中元素氧化放熱和成渣熱 、： [C]+1/2O2=CO 10950 = kJ [C]+O2=CO2 34520 = kJ [Si]+O2=SiO2 28314 = [Mn]+1/2O2=MnO 7020 = 2597kJ 2[P]+5/2O2=P2O5 18923 =1930kJ [Fe]+1/2O2=FeO 5020 = [Fe]+3/2O2=Fe2O3 6670 = kJ SiO2+2CaO=2CaOSiO2 2070 = kJ P2O5+4CaO=4CaO P2O5 5020 = kJ 總 計(jì) （3）煙塵氧化放熱 （77%56/725020 + 20%112/1606670）= kJ（4）爐襯中碳氧化放熱 5%（90%10950 + 10%34520）= kJ因此，爐內(nèi)熱收入總量為： + + + = kJ 熱支出（1）鋼水物理熱鋼水熔點(diǎn)Tf = 1539 (65 + 5 + 30 + 25) 4 = 1521℃ 取鋼水過熱度為70℃，澆注過程溫降為21℃，出鋼、吹氬、運(yùn)輸、鎮(zhèn)靜過程溫降為50℃（取值參考見高澤平《煉鋼工藝學(xué)》P136），則出鋼溫度T = 1521 + 70 + 21 + 50 = 1662℃ 鋼水物理熱= [(152125) + + （16621521）] = kJ（2）爐渣物理熱計(jì)算時(shí)取爐渣終點(diǎn)溫度與鋼水溫度相同。爐渣物理熱 = [（166225）+ ] = kJ（3）礦石分解吸熱 1 (%56/725020 + 45%112/1606670 + ) = kJ（4）煙塵物理熱 [(145025) + ] = kJ（5）爐氣物理熱 (145025) = kJ（6）渣中鐵珠物理熱[(152125) + + (16621521)] = kJ（7）噴濺金屬物理熱 1[(152125) + + (16621521)]= kJ（8）吹煉熱損失吹煉過程熱損失包括爐體和爐口的熱輻射、對(duì)流、和傳導(dǎo)傳熱、冷卻水帶走熱等。在本設(shè)計(jì)中，取吹煉熱損失為熱量總收入的5%，所以吹煉過程熱損失為：5% =。（9）廢鋼耗熱總的熱收入減去熱支出，得到的富余熱量用加入廢鋼來(lái)調(diào)節(jié)。富余熱量=（+++++++10166）=1kJ廢鋼熔化耗熱=1[（152125）+ + (16621521)=則廢鋼加入量 = ／ = kg 熱平衡表把全部熱收入和熱支出匯總。 熱平衡表熱收入熱支出項(xiàng)目熱量/kJ%項(xiàng)目熱量/kJ%鐵水物理熱鐵水物理熱元素放熱和成渣熱爐渣物理熱C礦石分解熱Si14157煙塵物理熱Mn2597爐氣物理熱P1930鐵珠物理熱Fe噴濺物理熱SiO2吹煉熱損P2O5廢鋼熔化熱煙塵氧化放熱爐襯碳放熱共計(jì)100共計(jì)100熱效率 =(鋼水物理熱 + 礦石分解熱 + 廢鋼熔化熱)/熱收入100% =（ + +）/100% = % 噸鋼物料平衡廢鋼加入之后，忽略廢鋼中含硅、錳元素的氧化損失， kg，（+），即使用100kg鐵水、。 根據(jù)比例關(guān)系，用1000/，就可以得到噸鋼物料平衡表。 噸鋼物料平衡表收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/kg%項(xiàng)目質(zhì)量/kg%鐵水978鋼水1000廢鋼爐渣石灰爐氣螢石煙塵白云石噴濺爐襯鐵珠氧氣氮?dú)獾V石合計(jì)合計(jì)金屬收得率 = 鋼水質(zhì)量/(鐵水+廢鋼) =1000/（978+）=％。第4章 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)爐型設(shè)計(jì)的任務(wù)是確定所選爐型各部位的主要尺寸，據(jù)此繪出工程圖。 轉(zhuǎn)爐爐型的選擇本設(shè)計(jì)為250t的小型轉(zhuǎn)爐，選用桶球型爐底。 轉(zhuǎn)爐爐容比與高寬比 爐容比爐容比（V/T）是轉(zhuǎn)爐有效容積與公容量的比值，主要與供氧強(qiáng)度有關(guān)。250t轉(zhuǎn)爐采用多孔噴槍噴吹，操作比較穩(wěn)定， m3/t。 高寬比高寬比是指轉(zhuǎn)爐爐殼總高度與爐殼外徑的比值，是作為爐型設(shè)計(jì)的校核數(shù)據(jù)。~，大爐子取下限。 轉(zhuǎn)爐主要尺寸的確定 熔池尺寸（1）熔池直徑D熔池直徑是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面的直徑?？筛鶕?jù)公式：式中 G ——新爐金屬裝入量，t；（裝入量 = 出鋼量/鋼水收得率）t ——吹氧時(shí)間，min，取18min；K——比例系數(shù)，；則熔池直徑為D =5590 mm。（2）熔池深度h0熔池深度是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)，從金屬液面到爐底的深度。對(duì)于筒球型熔池，熔池體積與熔池直徑存在如下關(guān)系： 。熔池體積 = G / T=250/= 則熔池深度： 爐帽尺寸 爐帽傾角a傾角過小，爐帽內(nèi)襯不穩(wěn)定，容易倒塌；過大則出鋼時(shí)容易鋼渣混出和從爐口大量流渣。在本設(shè)計(jì)中取a=60176。（1）爐口直徑d口本設(shè)計(jì)中取取爐口直徑為熔池直徑的46%，即d口 = 559046%=2571 mm。 （2）爐帽高度H帽取爐口上部直線段高度H口 = 350 mm，則爐帽高度為：H帽 = 1/2（Dd口）tan+H口= 1/2（55902571）tan60176。+ 350 = 2964 mm 爐身尺寸 （3）爐身直徑轉(zhuǎn)爐爐帽以下，熔池面以上的圓柱體部分稱為爐身。其直徑與熔池直徑一致，即為D。 （4）爐身高度H身 式中 、 、——分別為爐身、爐帽、熔池的容積。其中： =（）（++）+ = m3所以H身 = 6673 mm 出鋼口尺寸出鋼口內(nèi)口一般設(shè)在爐帽與爐身交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)其位置最低，便于鋼水全部出凈。（1）出鋼口中心線水平傾角 為了縮短出鋼口長(zhǎng)度，以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉(zhuǎn)爐出鋼口中心線水平傾角趨于減小，本設(shè)計(jì)中取 = 20176。.（2）出鋼口直徑d口 = cm式中 T——轉(zhuǎn)爐公稱容量，t 。另外，一般出鋼口襯磚外徑為出鋼口直徑的6倍左右，出鋼口長(zhǎng)度為其直徑的7~8倍，取7，則：D外= cm ，L= 爐襯通常爐襯由永久層、填充層和工作層組成，也有的轉(zhuǎn)爐不設(shè)填充