【正文】 3ym 。 表 3－ 8 各元素反應(yīng)產(chǎn)物及數(shù)量 元素 氧化產(chǎn)物 氧化量 /kg 氧耗量 /kg 氧化產(chǎn)物量 /kg 備注 Si 2SiO 32/28= 60/28= Mn MnO 16/55= 71/55= C CO 90%＝ 16/12= 28/12= 2CO 10%＝ 32/12= 44/12= P 52OP 80/62= 44/62= 氣化脫硫占總脫硫量的比例 S 2SO 1/3＝ 32/32= 64/32= CaS ＝ 0 72/32= Fe FeO 16/56= 根據(jù)渣量反算 32OFe 48/112= 合計(jì) WCaO,有效 =WCaO，石灰 RCWSiO2，石斛 =86%%%=% 渣中已有 SiO2量＝螢石帶入量 +生白云石帶帶入量 +爐襯帶入量 +金屬料中 Si氧化產(chǎn)物＝ 5%+22%+2%+＝ kg 渣中已有 CaO 量＝生白云石帶入量 +爐襯帶入量＝ 228%+2%＝ kg 12 kgRC aOC aOSi O % )()(,2 ??????? ＝石灰加入量＝有效??? 石灰?guī)氲牧蚧}量為 =%＝ kg 生白云石帶入爐氣的 CO2量 =%＝ kg 將以上數(shù)據(jù)填入表 3－ 8 和表 3－ 9。計(jì)算鋼水終點(diǎn)余錳量為： ％％＝％）％％％＝（，余 ][ ????Mn? 同理，可計(jì)算鋼水終點(diǎn)的 P、 S 含量。 設(shè)：余錳量占金屬原料中錳含量的 40%。 各種物質(zhì)的質(zhì)量熱容見表 3－ 5，煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)見表 36。 9） 每 100kg 金屬料加入螢石 。 4） 爐氣平均溫度為 1450℃ ，自由氧含量為 %（體積比） 5） 爐氣處理采用未燃法，煙塵量為 %，其中 %70%,2032 ?? w F eOOw F e 。 現(xiàn)以冶煉 Q235B 鋼種為例進(jìn)行物料平衡與熱平衡計(jì)算： 原始數(shù)據(jù) （ 1）金屬料成分及溫度 表 3－ 1 金屬料成分及溫度 項(xiàng) 目 化 學(xué) 成 分 （ w /%） 溫度 （ ℃ ） C Si Mn S P 鐵 水 1300 廢 鋼 0 （ 2）原料成分 表 32 為輔原料成分表。 目前 ，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼大部分采用 “定廢鋼調(diào)礦石 ”的冷卻制度，并在渣料中配加白云石或菱鎂礦，以保護(hù)爐襯。 冷卻 拆爐 愉修煙罩 砌爐 烘爐 合計(jì) 8 8 5 24 項(xiàng)目 單位 數(shù)值 轉(zhuǎn)爐公稱容量 t 100 120 150 220 250 180 最大出鋼量 t 120 150 180 220 275 320 鋼包容量 t 120 150 180 220 275 320 澆注起重機(jī) t 180/63/20 225/63/20 280/80/20 360/100/20 400/100/20 450/100/20 8 3 物料平衡和熱平衡 計(jì)算 物料平衡是計(jì)算煉鋼過程中加入爐內(nèi)和參與煉鋼過程的全部物料（包括鐵水、廢鋼、氧氣、冷卻劑、渣料和被侵蝕的爐襯等）與煉鋼過程的產(chǎn)物（包括鋼水、熔渣、爐氣、煙塵等）之間的平衡關(guān)系。即吊車的起重能力必須大于轉(zhuǎn)爐最大出鋼量和鋼包 (有襯 )的重量之和，并應(yīng)有一定的富余能力。轉(zhuǎn)爐的冷修過程，包括冷卻、拆爐、檢修煙罩、砌爐、烘爐等兒個步驟。 良坯收得率 η2=連鑄鋼水量 合格鑄壞 100％ = ? 100％ =95％ 轉(zhuǎn)爐壽命及爐子冷修時間 轉(zhuǎn)爐壽命足指轉(zhuǎn)爐在一個爐役期內(nèi)煉鋼的爐數(shù)。由于采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。冶煉周期是決定轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率的最主要的因素。鑄坯定尺長度，取決于加熱的尺寸，一般定尺長度有 、 、 、 、 6米等；鑄坯單重。 4 2 產(chǎn)品方案及金屬平衡 產(chǎn)品方案 一、冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學(xué)成份 本設(shè)計(jì)冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學(xué)成分見表 21所示。這里有世界最大的氟化鹽生產(chǎn)企業(yè) ——湘鄉(xiāng)鋁廠，中國最大的電解二氧化錳生產(chǎn)企業(yè) ——湘潭電化集團(tuán)，中國最早的電工器材生產(chǎn)企業(yè) ——湘潭電機(jī)廠，中國最大的金屬鉻生產(chǎn)企業(yè) ——湖南鐵合金廠，中國最大的錳研 ——湘潭錳礦。湘潭有集裝箱碼頭號，千噸級貨輪級貨輪常年可級洞庭湖，入長江，出上海。長株潭城市群已被國家 “十五 ”計(jì)劃列為全國重點(diǎn)支持發(fā)展的七大城市密集區(qū)之一。 6）設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮節(jié)約能源、節(jié)約用地，實(shí)行資源的綜合利用，改善勞動條件以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 3）設(shè)計(jì)中應(yīng)充分采用各項(xiàng)國內(nèi)外成熟的新技術(shù)，因某種原因暫時不上的新技術(shù)要預(yù)留充分的可能性。 設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想 對設(shè)計(jì) 的總要求是技術(shù)先進(jìn)，工藝上可行 。電爐中采用二次燃燒技術(shù)，吹氧自動系統(tǒng)。衡陽是一個有著悠久歷史的老工業(yè)城市，礦產(chǎn)資源豐富，能源充足交通運(yùn)輸發(fā)達(dá)，是湖南交通的一個重要樞紐。 本設(shè)計(jì)結(jié)合了“衡管”的實(shí)際情況和未來發(fā)展的遠(yuǎn)景，考慮到我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)時發(fā)展優(yōu)質(zhì)鋼，合金鋼品種，質(zhì)量數(shù)量的要求。連鑄車間采用了全程保護(hù)澆注，電磁攪拌系統(tǒng)，結(jié)晶器液面控制儀，汽水噴霧冷卻等先進(jìn)技術(shù)，為企業(yè)的高產(chǎn)量，高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造有利條件，將為企業(yè)本身和衡陽地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出不可磨滅的貢獻(xiàn)，創(chuàng)造豐富的經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)濟(jì)上合理。所采用的新工藝、新設(shè)備、新材料必須遵循經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn)或通過技術(shù)鑒定的原則 。 廠址及建廠條件論證 湘潭位于湖南中部，地處湘中中游。 湘潭至黃花國際機(jī)場路程僅需 30min，已開通 39 條航線，可直飛北京、上海、廣州、深圳、香港、曼谷等大中城市。 湘潭地區(qū)水資澌原豐富，湖南最大的河流湘江穿過市區(qū)，有自來水廠 3 座，日供水能力達(dá) 60 萬 t。 綜上所述，各方面條件十分成熟，是建設(shè)鋼廠的合適之地。 表 21 冶煉的鋼種，代表鋼號及其化學(xué)成分 鋼種 鋼號 化學(xué)成分（ %） C Si Mn P S Cu Al 普鋼 Q235 — 鋼 Q275 — 低合 16Mn — 金鋼 20MnSi — 硅鋼 熱軋硅鋼 ≤ — 冷軋硅鋼 ≤ — 二、產(chǎn)品方案 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品 方案見表 22所示 表 22 產(chǎn) 品 方 案 鋼種 連鑄坯產(chǎn)量 (萬 t/a) 生產(chǎn)比例 % 精煉方式 普碳鋼 80 LF 低合金鋼 100 LF+VD 總計(jì) 180 100 說明： 1)年產(chǎn)合格坯總量，是指連鑄坯產(chǎn)量 。 2． 2 金屬平衡（見圖 21） 年產(chǎn)合格壞： 180萬 t所需鐵水為 ，假定廢鋼比 10%，鐵水預(yù)處理比100% 5 連鑄金屬平衡（單位：萬 t/a） 轉(zhuǎn)爐金屬平衡（單位：萬 t/a） 原坯 183(%) 中間包鋼水 188(%) 預(yù)處理鐵水 206 廢鋼 入轉(zhuǎn)爐鐵水 (99%) 鐵水損失 (1%) 精煉前鋼水 (%) 吹損 (%) 精煉后鋼水 190(%) 精練損失 (%) 注余鋼水 (%) 事故及回爐鋼水 (%) 氧化鐵皮 (%) 切頭切尾 (%) 中間包損失 (%) 合格坯 180(%) 廢品 (%) 清理損失 (%) 廢鋼 (10%) 鐵水 (%) 連鑄鋼水 (%) 熔損及損失 6 轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)的確定 一、轉(zhuǎn)爐車間作業(yè)指標(biāo) 轉(zhuǎn)爐冶煉周期 指每煉一爐鋼所需要的總時間 即兩次出鋼之間的時間。 按照產(chǎn)品方案中各品種的生產(chǎn)比例，可求出轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的平均冶煉時間，詳見表 23。轉(zhuǎn)爐作業(yè)率可顯著提高。主要取決于爐襯材料和吹煉過程中的維護(hù)情況。按設(shè)計(jì)部口推薦，每 7 個環(huán)節(jié)所需的時間如表 25所示。參見表 26所示 表 26與轉(zhuǎn)爐配套的鋼包容量和澆注起重機(jī)的配合 轉(zhuǎn)爐座數(shù)的確定。熱平衡是計(jì)算煉鋼過程的熱量收入（包括鐵水的物理熱、化學(xué)熱）與熱量支出（包括鋼水、熔渣、爐氣的物理熱，冷卻劑熔化和分解熱等）之間的平衡關(guān)系。計(jì)算選定廢鋼加入量以及生白云石加入量，進(jìn)行物料平衡與熱平衡初算 。 表 3－ 2 輔原料成分 項(xiàng) 目 化 學(xué) 成 分 ( %/w ) CaO 2SiO MgO 32OAl CaS 32OFe MnO 2CaF 燒減 石 灰 － － － － 礦 石 － － 螢 石 － － － － － － － 生白云石 28 2 25 － － － － － 爐 襯 85 － － － － － （ 3）終點(diǎn)渣成分 9 表 3－ 3 為終點(diǎn)渣成 表 3－ 3 終點(diǎn)渣成分 項(xiàng)目 化 學(xué) 成 分 %/w 堿度 R MgO MnO FeO 32OFe 9 3 （ 4）冶煉鋼種 表 3－ 4 Q235B 的規(guī)格成分 化 學(xué) 成 分 %/w C Si Mn P S ≤ ～ ≤ ≤ （ 5）其他假定 其他假定條件如下： 1） 金屬料中碳總量的 90%氧化生成 CO 10%生成 。 6） 進(jìn)入爐渣的耐火材料量為金屬料量的 %，其中爐襯侵蝕量為 %，補(bǔ) 爐料為 %。生白云石 2kg 。 10 項(xiàng) 目 固態(tài)平均質(zhì)量熱容 /kJ?（ kg?℃ ）1? 熔化潛熱 / kJ?kg1? 液態(tài)或氣態(tài)平均質(zhì)量熱容 /kJ?（ kg?℃ ）1? 鐵 水 218 鋼 水 272 爐 渣 － 209 爐 氣 － － 煙 氣 － 209 礦 石 209 － （ 6）冶煉鋼種的終點(diǎn)鋼水成分 項(xiàng) 目 C Si Mn S P 終點(diǎn) 鋼水 0 表 3－ 6 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 反 應(yīng) 式 △ H/kJ?kg1? 氣）氣） ＝ ((221][ COOC ? 11637 氣）氣） ＝ (2(2][ COOC ? 34824 液）氣 ()(221][ Mn OOMn ?? 6593 液）氣） ＝ ((2][ SiOOSi ? 29177 52((2 4425][2 OPCaOCaOOP ??? ＝渣）氣） 35874 液）氣）液） ＝ (32(2( 232 OFeOFe ? 6459 液）氣）液） ＝ ((2( 21 FeOOFe ? 4249 固）固）固） ＝ (2((2 22 Si OC a OC a OSi O ?? 1620 注：生白云石分解熱為 2742kJ/kg白云石。脫硫效率為 35%，其中氣化脫硫比為1/3。 終點(diǎn)碳含量為 %。 從表 3－ 9 可知除了 FeO 和 Fe2O3以外的溶渣量為 ： ???????? C a SOAlOPM g OM n OC a FC a OS i O WWWWWWWW 325222 +++++++= 又知終點(diǎn)渣成份中 ?? 32OFeFeO ?? 9%+3%=12% 則其他成分占百分比為： 100%12%=88% 則熔渣總量為 ＝ kg 其中： FeO 量＝ 9%= kg Fe 量＝ 56/72＝ 32OFe 量＝ 3%＝ kg Fe 量＝ 112/160＝ kg 13 表 3－ 9 爐渣的重量及成分 項(xiàng) 目 氧化 產(chǎn)物 石灰 生白云石 螢石 爐襯 合計(jì) % 質(zhì)量 /kg CaO 0 86%＝ 228%＝ 0 2%＝ MgO 0 %＝ 225%＝ 0 85%＝ 2SiO %＝ 22%＝ 5%＝ 2%＝ 52OP 0 0 0 0 MnO 0 0 0 0 32OAl 0 0 0 2%＝ 2CaF 0 90%＝ 0 CaS 0 0 0 小 計(jì) 7 ． 073 FeO 0 0 0 0 32OFe 0 0 0 0 合 計(jì) 8． 015 按表 3－ 9 計(jì)算結(jié)果驗(yàn)算，爐渣堿度 R ＝ ％ ， )(FeO? ＝ %， )( 32OFe? ＝%，與設(shè)定成分相符合。 x ＝爐氣總量 %＝（ C 氧化產(chǎn)物量 +S 氧化產(chǎn)物量 +x +y ） % ＝（ +++x +y ） ％ y ＝供氧氣總量 （ %）＝ [（ +） +x+y] ％ 解方程組得自由氧體積（標(biāo)態(tài)） x ＝ 3m 。 表 3－ 17 物料平衡修正表 收入項(xiàng)目 變化值 /kg 支出項(xiàng)目 變化值 /kg 礦石