【正文】 均勻穩(wěn)定。投資大。1 散狀料堆場（１）車間自設(shè)單獨(dú)的散狀料堆場一般要求盡量靠近轉(zhuǎn)爐，從而減少原料的倒運(yùn)和損耗，同時可以減少地面料倉的容積。2 地面料倉地面料倉有地下式、地上式和半地下式三種。 。高位料倉的布置分：共用料倉，部分共用料倉和獨(dú)用料倉（1）共用料倉優(yōu)點(diǎn)：料倉數(shù)目少，停爐后能處理料倉中剩余的石灰。（3）獨(dú)用料倉優(yōu)點(diǎn)：使用的可靠性大缺點(diǎn)：料倉數(shù)目增加，停爐后料倉中剩余的石灰難處理本方案采用獨(dú)用料倉，能使轉(zhuǎn)爐更有效的生產(chǎn)冶煉。因?yàn)樵O(shè)計(jì)大型轉(zhuǎn)爐原料較多，為準(zhǔn)確稱量和平穩(wěn)冶煉，本方案采用分散稱量。本方案采用設(shè)置單獨(dú)的廢鋼間 氧氣的供應(yīng)及設(shè)備氧氣轉(zhuǎn)爐需用大量純度在 99%的工業(yè)純氧。底吹氣源為 NAr，預(yù)留噴粉可能。表 32 原材料的成分成分類別 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5S CO2 H2O C 灰分揮發(fā)分石灰 88 螢石 輕燒白云石 爐襯 14焦炭 12.4 表 33 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）成分回收率/% C Si Mn Al P S Fe硅鐵 錳鐵 【1】 注：[1]10%的 C 與氧生成 CO2。其各項(xiàng)成渣量分別列于表85～表 87。表 36 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量 耗氧量 氧化產(chǎn)物 量 備注〔C〕→?CO? 90%= 〔C〕→?CO 2? 10%= Si 〔Si〕→(SiO 2) 入渣Mn 〔Mn〕→(MnO) 入渣P 〔P〕→(P 2O5) 入渣〔S〕→?SO 2? 1/3= S (S)+(CaO)=(CaS)+(0) 2/3= 【1】 入渣〔Fe〕→(FeO) 56/72= 入渣Fe 〔Fe〕→(Fe2O3)112/160=0 入渣合計(jì) 成渣量 注： 【1】 由CaO還原S出的氧量，其中消耗的CaO量=56/32=。表 39 總渣量及其成分爐渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS 合計(jì)/%元素氧化成渣量（kg） ][][ 石灰成渣量（kg） 爐襯蝕損量（kg） 輕燒白云石成渣量（kg） 螢石成渣量（kg） 總渣量 （kg） ]1[095.% 注：[1]總渣量計(jì)算如下；因?yàn)楸?39 中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣量為：+++++++ =，而終渣∑（FeO）=15%（表 39）故總渣量為 。其中 CO 、CO SO2 和 H2O 可由表 86～88 查得，O 2和 N2則由爐氣總體積來確定。表 311 爐氣量及其成分爐氣成分 爐氣量（kg） 體積（m 3） 體積%CO CO2 H2O SO2 O2 N2 合計(jì) 100注:爐氣中 O2的體積為 ?%= ，重量為 ?32/= kg 爐氣中 N2系爐3氣總體積與其它成分的體積之差。利用已知的數(shù)據(jù)先確定廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（313） ，再將其與表 312 歸類合并，遂得加入廢鋼的物料平衡表 314 和 314。由此可得冶煉過程（即脫氧和合金化后的）的總物料平衡表 318。K） 熔化潛熱(kJ/kg) 218 272 209 209 209 液態(tài)或氣態(tài)平均熱容(kJ/kg（1）鐵水物理熱 Qw：先根據(jù)純鐵熔點(diǎn)，鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點(diǎn)的降低值（表 319，320，322） ，計(jì)算鐵水的熔點(diǎn) Tt。表 323 元素氧化熱和成渣熱反應(yīng)產(chǎn)物 氧化熱或成渣熱（KJ） 反應(yīng)產(chǎn)物 氧化熱或成渣熱(KJ)C→CO 11639= Fe→Fe 2O3 6460=C→CO 2 34834= P→P 2O5 18980=Si→SiO 2 29202= P2O5→4CaO. Q1=14%90%11639+14%10%34834=586. 25kJ 故熱收入總值為 Qs=QW+Qy+Qc+Q1= 第二步：計(jì)算熱支出 Qc。式中，、 和 分別為終點(diǎn)鋼水中 C、Mn、P 和 S 的含量。詳見表 324。表 325 熱平衡表收入 支出項(xiàng)目 熱量 % 項(xiàng)目 熱量 %鐵水物理熱 鋼水物理熱 C 氧化 爐渣物理熱 Si 氧化 廢鋼吸收熱 Mn 氧化 爐氣物理熱 P 氧化 煙塵物理熱 Fe 氧化 渣中鐵珠物理熱 SiO2成渣 噴濺金屬物理熱 P2O5成渣 白云石分解熱 煙塵氧化熱 熱損失 爐襯中 C 的氧化熱 合計(jì) 合計(jì) 4 轉(zhuǎn)爐爐型及氧槍設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)爐爐型選擇根據(jù)《煉鋼設(shè)計(jì)原理》氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)知識，結(jié)合前面轉(zhuǎn)爐公稱容量的計(jì)算結(jié)果，考慮到常用的三種爐型（即筒球型、錐球型和截錐型）的吹煉利弊及容量適用范圍和方便布置底部供氣元件，最終取該爐型為截錐型頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐。 （2）爐子一般作成平底，以便設(shè)置噴口，所以熔池常為截錐型。（2）爐容比取 V/T=。對于頂?shù)貜?fù)吹轉(zhuǎn)爐，熔池深度主要取決于底部供氣制度和噴嘴直徑。 這樣，可以計(jì)算出 = ，由此得到：‘rF h= Kd( ) = = D= =./30 ==（4）爐帽尺寸的確定爐帽尺寸的確定包括：爐帽傾角、爐口直徑和爐帽高度。實(shí)踐表明，取爐口為熔池直徑的 43%～53%較為適宜，本設(shè)計(jì)取 48%，則： d =48% =6363=3054mmD③ 爐帽高度 帽H 在爐口處設(shè)水箱式水冷口 爐口上部設(shè)有高度為 =300～400mm 的直線段 ,本設(shè)計(jì)中取 400mm,因口H此爐帽高度為 = （ d）tgθ+帽HD口=(63633054)tan58176。② 出鋼口直徑 ： Td出鋼口的大小決定出鋼時間，出鋼口過大，難以控制下渣，且鋼包鋼液靜壓力增加過快，脫氧產(chǎn)物不易上浮。其主要部件有托圈，托體與托圈的連接裝置，耳軸及其軸承。三個螺栓在圓周上呈 120176。其材質(zhì)為合金鋼，驅(qū)動側(cè)用 40Cr 合金鋼，隨動側(cè)用 45 鋼。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小，且設(shè)備的運(yùn)行安全可靠性較高。014（ 4） 設(shè) 計(jì) 工 況 氧 壓查 等 熵 流 表 當(dāng) M= 時 ， P/ =， 定 = （ Pa）膛P5則 ： = /P= /0. 1278= （ Pa）設(shè)p膛 05 5（ 5） 計(jì) 算 喉 口 直 徑每 孔 氧 流 量 q= /5=1140/5=228（ /min）v3利 用 公 式 q= ，0TACD設(shè)令 = （ Pa） ， =， =290K，設(shè)p5 T則 228=π /（ 4 ） 2Td5求 得 ==55mm， 取 喉 口 長 度 =20mmTdTL（ 6） 計(jì) 算 出依 據(jù) M= 查 等 墑 流 表 ， / == =55 =71（ mm）出dT/.（ 7） 計(jì) 算 擴(kuò) 張 段 長 度取 半 錐 角 為 ， 則 擴(kuò) 張 段 長 度0=（ — ） /2tan( /2)=（ 71－ 55） /2tan（ 5176。1?根 據(jù) 熱 扎 無 縫 鋼 管 產(chǎn) 品 目 錄 ， 選 擇 標(biāo) 準(zhǔn) 系 列 產(chǎn) 品 規(guī) 格 為 φ 299 mm10mm的 鋼 管驗(yàn) 算 實(shí) 際 流 速 ：= =（ m/s）—??符 合 要 求（ 4） 外 層 套 管 管 徑 的 確 定出 水 通 道 的 面 積 為 = / =300/（ 73600） =（ ）PAmwqPv 2m外 管 內(nèi) 徑 為 = =(m)=323(mm)3d?p239。 收 縮 段 的 長 度 有 作 圖 法 確 定 ， =97mm收 1L 槍身設(shè)計(jì)（ 1） 原 始 數(shù) 據(jù)冷 卻 水 流 量 =300t/h,冷 卻 水 進(jìn) 水 速 度 =6 m/s， 冷 卻 水 回 水 速 度mwqjv=7 m/s 冷 卻 水 噴 頭 處 流 速 =10m/s， 中 心 氧 管 內(nèi) 氧 氣 流 速 =50m/s ,吹Pvvv煉 過 程 中 水 溫 上 升 Δ T=20 ， 其 中 回 水 溫 度 =45 ， 進(jìn) 水 溫 度 =25 ； 槍C2tC0C身 外 管 長 =， 槍 身 中 層 管 長 =， 中 心 氧 管 管 長 =，PLJLL局 部 阻 損 系 數(shù) ξ =。 氧槍設(shè)計(jì) 噴頭設(shè)計(jì)（ 1） 300 噸 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 噴 頭 設(shè) 計(jì)原 始 數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn) 爐 的 公 稱 容 量 300T， 低 磷 鐵 水 ， 冶 煉 低 碳 鋼 為 主 ；轉(zhuǎn) 爐 參 數(shù) ： 爐 容 比 V/T=， 熔 池 直 徑 D=6363 mm， 有 效 高 度=10851mm， 熔 池 深 度 h=1875mm。耳軸軸承形式采用重型雙列向心球面滾子軸承，它能成承受重載、自動調(diào)位和保持良好的潤滑，耳軸與托圈的連接方式采用法蘭連接。當(dāng)爐殼產(chǎn)生位移時，自調(diào)螺栓本身并靠其球面墊圈自動調(diào)位，使?fàn)t殼中心位置維持不變。（1）托圈的基本尺寸（參照《鋼鐵廠設(shè)計(jì)原理》 ）如下表：斷面形狀 斷面高度 mm 斷面寬度 mm 蓋板厚度 mm 腹板厚度 mm箱 2500 835 150 70托圈與爐殼之間間隙宜適當(dāng)留大，以改善爐身通風(fēng)條件和適當(dāng)留有擴(kuò)容潛力，可以參照爐殼可能產(chǎn)生的最大變形量（為爐殼直徑的 3%）確定，故托圈內(nèi)徑 為:托D = （1+3%）托D殼 =8730= （2）爐殼與托圈的連接裝置采用自調(diào)螺栓連接裝置。通常 按下式確定:std =（63+ ） 1/2T =（63+300） 1/2 = 取為 式中：T—公稱容量，300t。出鋼口的主要尺寸是其中心線的水平傾角和直徑。本設(shè)計(jì)中取為 58176。 =K( )dh‘rF2/1式中 d——噴嘴直徑，cm； K——保持吹煉平穩(wěn)系數(shù)，該值應(yīng)大于 ，取 ； ——弗魯?shù)滦拚龜?shù)；‘rF =r氣液 氣 ??gdW2式中 W——?dú)饬鞒鰢娮斓耐馍渌俣?，m/s,一般 500～600 800，取‘rF600。熔池直徑通常取熔池液面線與截錐部分相齊，則 = D底 1K D= hT式中 ——熔池底直徑， m；底 T——轉(zhuǎn)爐容量，t； h——熔池深度，m；， ——系數(shù)，見表 41。 爐型主要參數(shù)的確定（1）原始條件爐子平均出鋼量 300t、鋼水收得率 94%、廢鋼比 %，采用廢鋼法冷卻；鐵水采用低磷鐵水[w(Si) w(P)% w(S)]。在此基礎(chǔ)上，在兼顧到頂吹轉(zhuǎn)爐的某些特點(diǎn)，概括其基本特征如下： （1） 就吹煉的平穩(wěn)和噴濺程度而言，它優(yōu)于頂吹轉(zhuǎn)爐，而不及底吹轉(zhuǎn)爐。Qb=(%1690+%1405)=(5)熱損失 Qq：用與加熱廢鋼的熱量一般占總熱收入的 3～8%。 Qg=[(151925)+272+(16871519)]= (2)爐渣物理熱 Qx：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得： Qr=[(168925)+209]=(3)爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx。 (1)鋼水物理熱 Qg：先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn) Tg；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時的實(shí)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(guān)）以及要求的過熱度(一般為 50～90℃)確定出鋼溫度 Tx；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。2 1620=Fe→FeO 4250= 合計(jì) Qy (3)煙塵氧化熱 Qc：由表 3中給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算可得。Tt=1536(100+8+5+30+25)6=1095℃Qw= 100[(109525)+218+(12501095)]=（2) 元素氧化熱及成渣熱 Qy：由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)效應(yīng)（表 321）可以算出。第一步：計(jì)算熱收入 Qs。其它數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。將結(jié)果與表 315 合并，得到冶煉一爐鋼的總物料平衡表。鋼水量 Qg=鐵水量－鐵水中元素的氧化量－煙塵、噴濺和渣中的鐵損；=[?（75%?56/72+20%?112/160）]?6%=據(jù)此可以編制進(jìn)入脫磷爐未加廢鋼時的物料平衡表