【正文】 錳鐵 硅鐵 焦粉 合計 合計 100 上表中數(shù)據均由前面表中數(shù)據取得或計算所得，計算方法同表 11表 114 計算方法，不再贅述。為此需在鋼包內加焦粉增碳。（錳鐵中 Mn 含量 Mn 回收率） 鋼水量 查表 1表 13 和表 114 可得 WMn=（ %%） 247。 表 114 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg（鐵水 +廢鋼）為基礎） 收入 支出 項目 質量 /kg % 項目 質量 /kg % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 合計 合計 第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。 在列表 114 時，由后面熱平衡計算所得，可知廢鋼比 =%；按鐵水量 100kg進行計算，則可得 廢鋼量 =；再按照 100kg（鐵水 +廢鋼）為基礎進行計算，其中比例皆出自表 113，則可得 合計總量 =247。 表 112 廢鋼中元素的氧化產物及其成渣量 元素 反應產物 元素氧化量 /kg 耗氧量 /kg 產物量 /kg 進入鋼中量 /kg C [C]→{CO} %90%= （入氣） [C]→{CO 2} %10%= （入氣） 8 Si [Si]→ {SiO2} %= Mn [Mn]→ {MnO} %= P [P]→ （ P2O5） %= S [S]→{SO 2} %1/3=5 （入氣） [S]+（ CaO） →（ CaS） +[O] %2/3= （ CaS） 合計 = 成渣量 /kg 表 113 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg鐵水為基礎） 收入 支出 項目 質量 /kg % 項目 質量 /kg % 鐵水 鋼水 += 廢鋼 爐渣 += 石灰 爐氣 += 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐 襯 渣中鐵 珠 氧氣 += 合計 合計 上表中，由表 19 得 實際耗氧量 =， 所以 , 氧氣量 =+=。 第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。 N2體積系爐氣總體積與其它成分的體積之差；重量為 28/=?，F(xiàn)計算如下。 氧氣實際消耗量為消耗項與供入項之差，如下表 19 所示。 表 18 總渣量及其成分 爐渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS 合計 元素氧化成渣量/kg 石灰成渣量/kg 爐襯蝕損成渣量/kg 生白云石成渣量/kg 螢石成渣量/kg 總渣量/kg 質量分數(shù) 6 /% 總渣量計算如下： 元素氧化成渣量由表 15 得到；石灰成渣量由表 17 取得。其各項成渣量經計算后分別列于表 15~表 17，總渣量及其成分如表 18 所示。 表 12 原材料成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 揮發(fā)分 石灰 螢石 生白云石 爐襯 焦碳 表 13 鐵合金成分及其回收率 成 分 含 量 /% 類 別 成 分 含 量 /% 類 別 3 C Si Mn Al P S Fe 硅鐵 — ， 75 ， 80 ， 0 ， 100 ， 100 ，100 錳鐵 ， 90 ， 75 ， 80 — ， 100 ， 100 ，100 物料平衡基本項目 物料平衡的收入項有：鐵水、廢鋼、熔劑（石灰、螢石、輕燒白云石）、氧氣、爐襯蝕損和鐵合金；支出項有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣以及噴濺。 鐵水成分，鋼種等要求都是按照任務書中要求。 three two for blowing。本車間的澆注方式為全連鑄，最終產品為板坯。 1 年產 435 萬噸良坯的三吹二制頂?shù)讖痛缔D爐 煉鋼車間設計 摘 要 本設計的主要任務是設計年產 435 萬噸良坯的三吹二制氧氣頂?shù)讖痛缔D爐煉鋼車間，設計從物料平衡和熱平衡計算開始，主要包括以下幾部分：物料平衡和熱平衡計算、轉爐煉鋼車間設計、連鑄設備的選型及計算、爐外精煉設備的選型與工藝布置以及煉鋼車間煙氣凈化系統(tǒng)等。轉爐的原料供應主要有鐵水、廢鋼以及其它一些輔助材料。 refining。 表 11 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設定值 C Si Mn P S 鋼種 Q235A設定值 ≤ ≤ 鐵水設定值 廢鋼設定值 終點鋼水設定值 痕跡 原材料成分見表 12。 計算步驟 以 100kg 鐵水為基礎進行計算。 表 14 其他工藝參數(shù)設定值 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 終渣堿度 ω（ CaO） /ω（ SiO2） = 渣中 鐵損（鐵珠） 為渣量的 6% 螢石加入量 為鐵水量的 % 氧氣純度 99%，余者為 N2 生白云石加入量 為鐵水量的 % 爐氣中自由氧含量 %（體積比） 爐襯蝕損量 為鐵水量的 % 氣化去硫量 占總去硫量的 1/3 終渣∑ ω（ FeO）含量（按 ω（ Fe2O3） =（ FeO）折算 15%，而 ω（ Fe2O3） /∑ ω（ FeO） =1/3，即 ω（ Fe 2O3）=5%， ω（ FeO） =% 金屬中 [C]的氧化產物 90%C 氧化成 CO，10%C 氧化成 CO2 煙塵量 為鐵水量的 %（其中 ω（ FeO）為 75%， ω（ Fe 2O3）為 20%） 廢鋼量 由熱平衡計算確定，本次設計計算結果為鐵水量的 %，即廢鋼比為 % 噴濺鐵損 為鐵水量的 1% 成 分 含 量 /% ， 回 收 率 /% 類 別 4 表 15 鐵水中元素的氧化產物及其成渣量 元素 反應產物 元素氧化量 /kg 耗氧量 /kg 產物量 /kg 備注 C [C]→{CO} 90%= [C]→{CO 2} 10%= Si [Si]→ {SiO2} 入渣 Mn [Mn]→ {MnO} 入渣 P [P]→ （ P2O5） 入渣 S [S]→{SO 2} 1/3= [S]+（ CaO） → （ CaS） +[O] 2/3= * 入渣 Fe [Fe]→ （ FeO） 56/72= 入渣 [Fe]→ （ Fe2O3） 112/160= 入渣 合計 成渣量 入渣組分之和 *由 CaO 還原出的氧量；消耗的 CaO 量 =56/32= 表 16 爐襯蝕損的成渣量 爐襯蝕損量 /kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產物 /kg 耗氧量 /kg CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C→ CO C→ CO2 C→ CO，CO2 14%90% 28/12= 14%10% 44/12= 合計 表 17 加入熔劑的成渣量 類別 加入量/kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產物 /kg CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 螢石 生白云石 石灰 4 01 合計 5 01 成渣量 （ 1），石灰石加入量計算如下：由表 15— 表 17 可知， 渣中已含（ CaO） =+++=； 渣中已含（ SiO2） =+++=。 除（ FeO）和（ Fe2O3）以外渣量為： +++++++=。 表 19 實際耗氧量 耗氧項 /kg 供氧項 /kg 實際氧氣消耗量 /kg 鐵水中元素氧化耗氧量（表 15） 鐵 水中 S 與 CaO 反應還原出的氧化量（表 35） 爐襯中碳氧化耗氧量（表 16） 石灰中 S 與 CaO 反應還原出的氧化量（表 37） 煙塵中鐵氧化耗氧量（表 14） 爐氣自由氧含量（表 110） += 合計 合計 第三步：計算爐氣量及其成分。 爐氣總體積 V∑： V∑=Vg+% V∑+1/99[（ ） GS+% V∑VX] V∑=（ 99Vg+） / 式中： Vg—— CO、 CO SO2和 H2O 各組分總體積， ； GS—— 不計自由氧的氧氣消耗量， ； VX—— 鐵水與石灰中的 S 與 CaO 反應還原出的氧量，其質量為 （見表 39）， m3； %—— 爐氣中自由氧含量； 99—— 由 氧氣純度為 99%轉換得來。 表 110 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量 /kg 體積 /m3 體積分數(shù) /% CO 7 CO2 SO2 H2O O2 N2 合計 第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量。 如同第一步中計算鐵水中元素氧化量一樣，利用表 11 的數(shù)據先確定廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量，制得表 112，再將其與表 111 歸類合并，遂得加入廢鋼后的物料平衡表 113 和表 114。 鋼水量 =+=。%=； 鐵水量 =%=； 9 石灰量 =%=； 螢石量 =%=； 輕燒生白云石量 =%=； 爐襯量 =%=； 氧氣量 =%=。 先根據鋼種成分設定值（表 11）和鐵合金成分及其回收率（表 13）算出鉻鐵、錳鐵和硅鐵的加入量，再計算其元 素的燒損量。（ %80%） = 硅鐵加入量 WSi為： WSi=[（ ω[Si]鋼種 ω[Si]終點 ） 加錳鐵后的鋼水量 ω[Si]FeMn] 247。其加入量 W1為： W1=[（ ） %鋼水量 ]/（焦碳中的 C 含量 C 回收率） =（ %） /（ %75%） = 焦粉生成的產物如下表 116 所示。 計算誤差： 誤差 =（ ） 247。其他數(shù)據參照物料平衡選取。 物料平均熱容見表 22，如下。kg1 218 272 209 209 209 液態(tài)或氣態(tài)平均熱容 / kJkmol1 ΔH/kJ 表 24 熔入鐵水中的元素對鐵熔點的降低值 元素 C Si Mn P S Al Cr N、H、O 在鐵水中的極限溶解度/% 無限 無限 熔入 1%元素使鐵熔點降低值 /℃ 65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 氦、氫、氧熔入使鐵熔點的降低值/℃ ∑=6 適用含量范圍 /% ＜1 ≤ 3 ≤15 ≤ ≤ ≤ 1 ≤18 計算步驟 以 100kg 鐵水為基礎。然后由鐵水溫度和生鐵熱容確定Qw，所需數(shù)據由表 21 和表 22 查得。SiO2 1620= Fe→ FeO 4250= 合計 Qy 14 （ 3）煙塵氧化熱 Qc：由表 14 中給出的煙塵量參數(shù)和反應熱效應計算可得。 （ 1）鋼水物理熱 Qg：先按求鐵水熔點的方法確定鋼水熔點 Tg；再根據出鋼和鎮(zhèn)靜時的實際溫降（通常前者為 40~60℃ ，后者約為 3~5℃ /min，具體時間與盛鋼桶大小和澆注條件有關）以及要求的過 熱度（一般為 50~90℃ ）確定出鋼溫度 Tz；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。根據其數(shù)量、相應的溫度和熱容確定。本計算取5%，則可得 : Qq=5% = （ 6）廢鋼吸熱 Qf：用于加熱廢鋼的熱量是剩余熱量，即 Qf=QsQgQrQxQbQq = = 所以，廢鋼加入量 Wf為： Wf=247。 熱效率 η=（鋼水物理熱 +爐渣