【正文】 15 15 15 16 16（認(rèn)為25℃與煉鐵溫度下兩者數(shù)值近似） 16 17 物料平衡計(jì)算 17 17 礦石及煙塵中的鐵量和氧量的計(jì)算 22 爐氣成分及重量的計(jì)算見(jiàn)表214 22 未加廢鋼時(shí)氧氣的消耗量的計(jì)算見(jiàn)表215 23 鋼水量計(jì)算 24 未加廢鋼時(shí)的物料平衡表見(jiàn)表216 24 熱平衡計(jì)算（取冷料為25℃） 24 熱收入項(xiàng) 24 熱支出項(xiàng) 25 熱平衡表見(jiàn)表217 26 加入廢鋼后的物料平衡計(jì)算 27 加入廢鋼的物料平衡計(jì)算 273 車(chē)間主體設(shè)備的設(shè)計(jì) 30 轉(zhuǎn)爐爐型的設(shè)計(jì) 30 原始數(shù)據(jù) 30 爐容比 30 熔池尺寸的計(jì)算 30 爐帽尺寸的確定 31 爐身尺寸的確定 32 出鋼口尺寸確定 32 爐襯厚度確定 32 爐殼厚度確定 32 驗(yàn)算高寬比 33 轉(zhuǎn)爐主要參數(shù) 33 噴頭及氧槍的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 噴頭參數(shù)的選擇 33 氧槍槍身設(shè)計(jì) 35 氧槍的升降機(jī)構(gòu)與更換裝置 38 氧槍的升降機(jī)構(gòu) 38 升降卷?yè)P(yáng)機(jī)變速方式 39 升降小車(chē)和固定導(dǎo)軌 39 安全裝置 39 氧槍更換裝置 40 連鑄機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 40 鋼包允許澆鑄時(shí)間 40 鑄坯斷面的選擇 40 理論拉速與工作拉速的確定 41 冶金長(zhǎng)度的計(jì)算 42 連鑄機(jī)圓?。ㄍ饣。┌霃降挠?jì)算R 43 連鑄機(jī)的流數(shù)的計(jì)算 44 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 44 盛鋼桶的計(jì)算 46 46 鋼包需要量計(jì)算 49 鋼包質(zhì)量計(jì)算 49 RH精煉 51 處理容量 51 處理時(shí)間 51 循環(huán)因數(shù) 52 循環(huán)流量 52 真空度 53 真空泵的抽氣能力 53 鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 中間包的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 55 中間包的作用 55 中間包的形狀與構(gòu)造 55 中間包小車(chē) 58 結(jié)晶器的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)內(nèi)型 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 59 結(jié)晶器的振動(dòng)與振動(dòng)裝置 60 二次冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 61 二次冷卻裝置 61 噴水冷卻系統(tǒng)。因此我們進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)是很有積極意義的。冶煉鋼種及化學(xué)成分（見(jiàn)表112）主要鋼種：IF鋼表 11 IF的化學(xué)成分(%)CSiMnPS~~~～ ～ AlNTiNbO～ ～ ～ ～ ≤其他鋼種的化學(xué)成分表 12 其他鋼種牌號(hào)及化學(xué)成分（%）鋼種CSiMnPSQ235（碳素結(jié)構(gòu)鋼）~≤~≤≤X80（管線鋼）~~~≤≤E36(船板鋼)≤≤≤≤09CuPNi(耐候鋼)～～～各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例如下表：表 13各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例品種鋼號(hào)產(chǎn)品比（%）產(chǎn)量（t）汽車(chē)板IF25碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2352079管線鋼X802079船板鋼E362079耐候鋼09CuPNi15（IF鋼）的介紹IF鋼(Interstitial Free Steel), 又叫無(wú)間隙原子鋼, 是繼沸騰鋼與鋁鎮(zhèn)靜鋼之后自動(dòng)化工業(yè)廣泛應(yīng)用的又一代深沖用鋼。汽車(chē)用材料的70%~80%是鋼鐵材料, 主要為IF鋼。因此, 緊跟汽車(chē)工業(yè)的最新發(fā)展趨勢(shì), 研究開(kāi)發(fā)新一代汽車(chē)用鋼, 必將成為我國(guó)鋼鐵工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究的重要發(fā)展方向。(2)微合金化在鋼中加入一定量的強(qiáng)碳氮化物形成元素Ti, Nb使C, N這樣的間隙原子被固定而形成無(wú)間隙原子鋼, 這是IF鋼的冶金基礎(chǔ)。扒渣后鐵水包帶渣量厚度≤20 mm。RH處理IF鋼時(shí), 采取輕處理和本處理相結(jié)合真空精煉處理方法, 即鋼水到RH真空精煉位后, 先采用大泵抽真空, 當(dāng)真空度達(dá)到1～2 kPa后連續(xù)對(duì)鋼水處理13～15 min。船板鋼歷來(lái)由中厚板軋機(jī)軋制。生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)[5]：①工藝流程鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→LF→RH（Ca處理）→板坯連鑄②原料鐵水預(yù)處理采用深脫硫, 并徹底扒渣, %鋼包要求紅包周轉(zhuǎn)+底吹效果良好。%%, P≤%, S≤%, 出鋼［O］≤50ppm。出鋼渣層厚度控制在50mm以下。在精煉后期, 利用其良好的動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)條件完成鋼水的深脫硫, %以下。經(jīng)循環(huán)處理后, 鋼中的[H], 鋼中[O]可降至25ppm以下。中包覆蓋劑選用含MgO的堿性覆蓋劑B、D、E級(jí)船板保護(hù)渣選擇包晶鋼保護(hù)渣, E36級(jí)船板選擇中碳鋼保護(hù)渣使用塞棒水口控制中間包到結(jié)晶器的鋼流, 中間包內(nèi)留鋼810t停澆來(lái)控制中間包下渣實(shí)行恒拉速拉鋼, 斷面250mm1600mm時(shí), 。 Q235鋼管是碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/7001999）此類(lèi)鋼一般由轉(zhuǎn)爐或平爐冶煉, 其主要原料為鐵水加廢鋼, 鋼中硫、磷含量高于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼, %, %。此類(lèi)一般不經(jīng)熱處理直接使用。鋼管要進(jìn)行水壓、彎曲、壓扁等實(shí)驗(yàn), 對(duì)表面質(zhì)量有一定要求, 通常交貨長(zhǎng)度為410m, 常要求定尺（或倍尺）交貨。X80管線鋼滿(mǎn)足了高等級(jí)發(fā)展的趨勢(shì), 具備了較高的強(qiáng)度, 具有良好的韌性、抗疲勞性能和抗斷裂性能, 同時(shí)具備了良好的焊接和加工性能[18], 適應(yīng)了我國(guó)輸油輸氣管道建設(shè)的使用環(huán)境和輸送介質(zhì)的要求, 在我國(guó)的管道建設(shè)工程中得到了應(yīng)用。研究表明[6], %時(shí), 隨著鋼中硫含量的增加, 抗裂紋敏感性顯著增加；當(dāng)硫含量低于 %時(shí), 抗裂紋明顯降低。因此X80管線鋼對(duì)鋼中的磷含量也有嚴(yán)格要求。耐候鋼作為一種高效鋼材, 一直是大氣腐蝕用鋼品種開(kāi)發(fā)與腐蝕研究的熱點(diǎn)。這些耐候鋼均是以CuPCrNi或CuMnCr系為基礎(chǔ), 稱(chēng)為傳統(tǒng)耐候鋼, 其強(qiáng)度級(jí)別均較低。 方案的選擇與論證 爐容量與座數(shù)的確定要保持車(chē)間正常的生產(chǎn), 就必須要一定數(shù)目的轉(zhuǎn)爐經(jīng)常吹煉狀態(tài), 根據(jù)國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的實(shí)踐, 普遍認(rèn)為：轉(zhuǎn)爐車(chē)間保持23座轉(zhuǎn)爐同時(shí)吹煉比較合理, 轉(zhuǎn)爐太多, 反而相互干擾。根據(jù)煉鋼產(chǎn)品方案, 同時(shí)參照同類(lèi)型車(chē)間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn), 選取平均先進(jìn)指標(biāo)連鑄坯的收得率為96%, 轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)天數(shù)為300天, 轉(zhuǎn)爐冶煉周期為40min進(jìn)行初步計(jì)算, 計(jì)算步驟如下：（1） 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量年需鋼水量 = 年需良坯量良坯收得率已知不同鋼種的連鑄薄板坯395104 t。工藝路線A：高爐→鐵水脫硫→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→氬氣攪拌→RH真空處理→連鑄工藝路線B：高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→RH真空處理→LF精煉→連鑄工藝路線C：高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→LF精煉→RH真空處理→連鑄工藝A是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)IF鋼最常用的方法, 適用于傳統(tǒng)厚板坯連鑄機(jī), 由于其不需要經(jīng)過(guò)LF精煉處理, 生產(chǎn)成本最低, 工藝設(shè)備基本上能滿(mǎn)足IF鋼的生產(chǎn)需要。轉(zhuǎn)爐進(jìn)鐵方式一般分為三種：魚(yú)雷罐車(chē)進(jìn)鐵方式, 混鐵爐進(jìn)鐵方式和鐵水罐直接進(jìn)鐵方式。魚(yú)雷罐車(chē)進(jìn)鐵的缺點(diǎn)：一次性投資較大；魚(yú)雷罐維修相對(duì)鐵水罐需要有較大的維修設(shè)施。（3） 鐵水罐直接進(jìn)鐵鐵水罐直接進(jìn)鐵是指高爐鐵水用鐵水罐車(chē)運(yùn)到煉鋼車(chē)間, 直接作為轉(zhuǎn)爐鐵水罐, 不再進(jìn)行倒罐?；扈F爐進(jìn)鐵方式是一種能耗較高的進(jìn)鐵方式, 新建煉鋼車(chē)間不宜選取?？s短冶煉時(shí)間, 提高鋼的質(zhì)量。不足是設(shè)備復(fù)雜, 一次投資較大, 脫硫鐵水溫降較大。噴吹法最大的缺點(diǎn)是, 動(dòng)力學(xué)條件差, 有研究表明, 在都使用CaO基脫硫劑的情況下, KR法的脫硫率是噴吹法的四倍。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法(LD法)同平爐法相比較, 主要優(yōu)點(diǎn)是:爐內(nèi)反應(yīng)速度快, 生產(chǎn)率高。同氧氣頂吹法相比較, 底吹法的優(yōu)點(diǎn)是:吹煉過(guò)程平靜, 噴濺少, 金屬收得率提高, 殘錳量較高, 鐵合金消耗減少, 吹煉時(shí)間縮短, 生產(chǎn)率提高。顯然, 氧氣底吹法與氧氣頂吹法相比較, 各有長(zhǎng)短。煉鋼過(guò)程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。常用爐外精煉的方法：（1）真空：如RH、VOD、DH等；（2）攪拌：如VD（吹氬）、ASEASKF（電磁攪拌）等；（3）加熱：如LF、VAD（電加熱）、CAS（化學(xué)加熱）等；（4）吹氧：AOD、VOD、RHOB等；（5）喂絲：加鋁線、加包芯線等。此外, 在鋼材的生產(chǎn)階段, 爐外精煉設(shè)備還具有良好的生產(chǎn)調(diào)節(jié)功能, 可以促進(jìn)煉鋼和連鑄生產(chǎn)的均衡性。鋼液通過(guò)電弧加熱獲得新的熱能, 這不但能使鋼包精煉時(shí)可以補(bǔ)加合金和調(diào)整成分, 也可以補(bǔ)加渣料, 便于鋼液深脫硫和脫氧。3） 真空脫氣功能。2） 具有電弧加熱功能, 熱效率高, 升溫幅度大, 溫度控制精度高。（2） RH爐精煉RH法是將鋼水不斷地提升到真空室內(nèi)進(jìn)行脫氣、脫碳等反應(yīng), 然后回流到鋼包中。3） 可進(jìn)行吹氧脫碳和二次燃燒進(jìn)行熱補(bǔ)償, 減少處理溫降。VOD爐沒(méi)有熱源, 一般不用造渣精煉。鞍鋼采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→RH真空處理→連鑄→熱軋→冷軋的IF鋼生產(chǎn)工藝, 精煉過(guò)程中關(guān)鍵技術(shù)之一就是RH真空脫碳工藝技術(shù)的完善與穩(wěn)定, 同時(shí)也是保證IF鋼生產(chǎn)和質(zhì)量的前提。連鑄的優(yōu)越性：(1)提高綜合成材率(2)降低能耗(3)產(chǎn)品的均一性高、質(zhì)量好(4)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化。不同：鑄坯完全凝固后, 頂彎90186。（4）水平連鑄機(jī)的特點(diǎn)：設(shè)備高度最低；鋼水無(wú)二次氧化, 鑄坯內(nèi)部質(zhì)量得到改善；鋼水在水平位置凝固成型, 不受彎曲矯直作用, 有利防止產(chǎn)生裂紋；結(jié)晶器與鑄坯間的潤(rùn)滑困難；能夠澆注小斷面鑄坯, 多澆鑄圓坯。因此, 本次設(shè)計(jì)最后決定采用立彎式板坯連鑄機(jī)。表23 冶煉鋼種成分%CSiMnPSIF鋼~~~～ ～ 平均熱見(jiàn)表24。C生鐵218鋼272爐渣209爐氣煙塵209礦石209（認(rèn)為25℃與煉鐵溫度下兩者數(shù)值近似）表25反應(yīng)熱效率反應(yīng)式kJ/kmolkJ/kg(元素)分子量C +O2=COC C+O2=CO2C Si+O2=SiO2Si 2P+O2=P2O5P Mn+O2=MnOMn Fe+O2=FeOFe 2Fe+O2=Fe2O3Fe 2CaO+SiO2=2CaO為簡(jiǎn)化計(jì)算, 物料平衡以100kg鐵水為計(jì)算基礎(chǔ)。表27 鐵水中各元素的氧化量、耗氧量和氧化產(chǎn)物量元素反應(yīng)式元素氧化（kg）耗氧量（kg）氧化產(chǎn)物（kg）備注C[C]+O2=CO C[C]+O2=CO2 Si[Si]+O2=(SiO2) Mn[Mn]+O2=(MnO) P2[P]+O2=(P2O5) Fe[Fe]+O2=(FeO) 見(jiàn)表212Fe2[Fe]+O2=(Fe2O3) 見(jiàn)表212共計(jì) （3） 造渣劑成分及數(shù)量：（選自國(guó)內(nèi)有關(guān)生產(chǎn)爐）1）、爐襯侵蝕成分及重量的計(jì)算（／100kg鐵水）表28爐襯成分重量（kg）爐襯成分重量（kg）CaO1%=Al2O3%=MgO%=C①%=SiO2%=共計(jì)其中①：C90%C→CO 90%=[kg] 10%C→CO2 10%= [kg]消耗O2：= [kg]生成CO2的耗氧[kg]爐襯中C消耗的O2量： += [kg]2）、輕燒白云石成分及重量的計(jì)算（／100kg鐵水）為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命, 在加入石灰造渣的同時(shí), 添加一部分白云石作造渣劑, 其目的是提高爐渣中MgO的含量。具體的輕燒白云石成分及重量見(jiàn)表29。4）、礦石加入量及成分。5）、石灰成分及重量的計(jì)算（）見(jiàn)表212表212石灰成分及重量石灰成分重量（kg）石灰成分重量（kg）CaO%=Al2O3%=SiO2%=S1%=MgO%=燒減2%=共計(jì)說(shuō)明：石灰加入量計(jì)算如下：取終渣堿度R=% CaO/%SiO2= (參煉鋼原理P167圖5—19)式中 Σ(SiO2) = (鐵水+爐襯+輕燒白云石+輕燒鎂球+礦石)中帶入=（++0093++）=(kg)Σ(CaO ) = (輕燒白云石+輕燒鎂球+爐襯+礦石—鐵水中S成渣消耗CaO量礦石中S成渣消耗CaO量）=（+++）=(kg)∴Q=%%= [kg]：2/3S以[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的形式反應(yīng), 其中：生成(CaS)重：2/3=[kg]生成[O]量為：2/3=[kg]消耗（CaO）量：2/3= [kg] 1/3S以[S]+O2=SO2的形式反應(yīng)而進(jìn)入爐氣, 其中：生成的SO2量為：1/3=[kg]消耗氧氣量為：1/3=[kg]。設(shè)爐氣總體積為V, 則V=(H2O+CO +CO2 +SO2)體積+自由氧的體積+ N2體積=(+++0)+% V+VN2其中：VN2=*：括號(hào)內(nèi)的參數(shù)為“氧氣的消耗和帶入項(xiàng)目”, %時(shí)氧的體積, （1—%）表示換算成N2體積。P2O5 = kJSi02→2Ca0故, 出鋼溫度=鋼水熔點(diǎn)+過(guò)熱溫度十出鋼到攪拌前降溫+出鋼溫降+吹氬攪拌過(guò)程溫降=+30+10+40+50=[℃]鋼水物理熱=[()+272+()]= [kJ]（2）爐渣物理熱取終點(diǎn)渣溫度與出鋼溫度相同, ℃, 則