【正文】 爐渣物理熱=[()+209]=[kJ]（3）煙塵物理熱[(147025)+209]=[kJ]（4）爐氣物理熱[(147025)]=[kJ]（5）渣中鐵珠物理熱[()+272+()]=[kJ]（6）噴濺金屬物理熱[()+272+()]=[kJ]（7）輕燒白云石分解吸熱。即： WCaO=%MCaO247。88=% 則輕燒白云石分解熱Qb為：Qb=（%3190+%2951）= [kJ]（8）礦石分解吸熱：[%+%]= [kJ]+++++++=（9）剩余熱量熱收入一熱支出一熱損失==[kJ]熱損失占熱收入的3~8%, 這里取5%= [kJ]（10）廢鋼加入量 1 kg廢鋼吸熱量為：[()+272+()]=[kJ]因此可加廢鋼重==[kg]得廢鋼比 熱平衡表見表217表217熱平衡表熱收入項(xiàng)熱量/kJ含量/%熱支出項(xiàng)熱量/kJ含量/%鐵水物理熱 鋼水物理熱 元素氧化和成渣熱 爐渣物理熱 其中：C 礦石分解熱 Si 煙塵物理熱 Mn 爐氣物理熱 P 鐵珠物理熱 Fe 噴濺金屬物理熱 P2O5 輕燒白云石分解熱 SiO2 其他熱損失 煙塵氧化熱 廢鋼物理熱 共計(jì) 共計(jì) 加入廢鋼后的物料平衡計(jì)算 加入廢鋼的物料平衡計(jì)算（1）廢鋼中各元素的氧化量（%）見表218表218廢鋼中各元素的氧化量成分CSiMnPS廢鋼終點(diǎn)鋼水0元素氧化量(%)（2)廢鋼中各元素的氧化量、耗氧量、氧化物量和進(jìn)入鋼中量的計(jì)算見表219表219項(xiàng)目廢鋼中元素化量, kg耗氧量, kg氧化物量, kg備注C→CO014%90%===CO、和CO2進(jìn)入爐氣中, C→CO2%10%===Si→SiO2%===SiOMnO、P2O5進(jìn)入爐渣中, Mn→MnO%===P→P2O5%===總計(jì)廢鋼中元素進(jìn)入鋼水中的量=廢鋼—元素氧化=—=[kg]將表216和表219合成新的物料平衡表220表220加入廢鋼后的物料平衡收入項(xiàng)目重量, kg支出項(xiàng)目重量, kg鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 礦石 煙塵 輕燒鎂球 鐵珠 輕燒白云石 噴濺 爐襯 氧氣 （3） 加入廢鋼后的物料平衡表將表220中的廢鋼+鐵水之和換算成100kg為計(jì)算基礎(chǔ), 得到新的加入廢鋼后的物料平衡, 見表221。⑶熔池其他尺寸的確定爐底球冠曲率半徑：R===球冠的弓形高度：h1===⑴爐口直徑d0：取d0===⑵爐帽傾角θ：取θ=640⑶爐帽高度H帽： H錐==取H口=400mm, 則整個(gè)爐帽高度為：H帽= H錐+H口=+=在爐口處設(shè)置水箱式水冷爐口。爐身部分選75mm厚的鋼板, 爐帽和爐底部分選用65mm厚的鋼板, 則H總=+=D殼=+2=爐殼轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR2=900mmSR3==1025=510mm=“煉鋼工藝設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定”要求爐殼的高寬比H/~, 小容量轉(zhuǎn)爐取上限, 大容量轉(zhuǎn)爐取下限。內(nèi)型有效高度mmH內(nèi)11798出鋼口長(zhǎng)度mm1407爐容比m3/tV/T爐帽厚mm/750熔池直徑mmD5363爐身厚mm/915爐殼內(nèi)徑mmD殼7193爐底厚mm/1025熔池深度mmh1585爐殼鋼板厚mmσ75/65 噴頭參數(shù)的選擇氧流量=605 m3/min 噴頭的選擇出口馬赫數(shù)為M=, 選擇四孔噴頭, 噴頭角度為120。, 則收縮半角為25176。在40~50m/s之間, 符合要求。即外層管實(shí)際內(nèi)徑為243mm。冶煉過程中氧槍在爐口以上應(yīng)快速升降, 以縮短冶煉周期；當(dāng)氧槍進(jìn)入爐口一下時(shí)則應(yīng)慢速升降, 以便準(zhǔn)確控制槍位來控制熔池反應(yīng)。為了保證安全生產(chǎn), 氧槍升降機(jī)構(gòu)設(shè)有下列裝置：當(dāng)氧槍不在垂直位置（允許誤差177。當(dāng)氧槍經(jīng)過此點(diǎn)時(shí), 氧氣能自動(dòng)切斷；當(dāng)氧氣壓力或冷卻水壓力低于給定值時(shí), 氧槍能自動(dòng)提升；車間臨時(shí)停電時(shí)由可能利用手動(dòng)控制, 使氧槍自動(dòng)提升。兩套卷揚(yáng)機(jī)均安裝在橫移小車上, 在傳動(dòng)中不用平衡錘, 采用直接升降的方式, 即由卷揚(yáng)機(jī)直接升降氧槍。電動(dòng)機(jī)變速在安全上不如雙電動(dòng)機(jī)行星差動(dòng)減速器變速。 升降小車和固定導(dǎo)軌升降小車主要由車架、 車輪及制動(dòng)裝置組成。單卷揚(yáng)型升降機(jī)構(gòu), 一般使用安裝在轉(zhuǎn)爐跨最高平臺(tái)上的橫移小車換槍。雙卷揚(yáng)型氧槍升降機(jī)構(gòu)通過設(shè)置兩套升降卷揚(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)換槍。為了使鋼包內(nèi)的鋼液不致因散熱太多而形成包底檸殼, 又能充分發(fā)揮其延長(zhǎng)澆鑄時(shí)間的潛力, 保證澆鑄的順利進(jìn)行, 必須適當(dāng)?shù)拇_定不同容量的鋼包允許澆鑄時(shí)間。鑄坯斷面的形狀和尺寸主要根據(jù)鑄坯的用途來確定。理論拉速：實(shí)際上, 連鑄機(jī)的最大拉速取決于鑄坯出結(jié)晶器時(shí)不致發(fā)生變形或拉漏所需的最小坯殼厚度。則③ 最大拉速的確定最大拉速 式中：——結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度；=結(jié)晶器長(zhǎng)度凈空高度（80mm～120mm）=1000100=900mm工作拉速：在實(shí)際生產(chǎn)中, 為了改善鑄坯的質(zhì)量（如內(nèi)裂、偏表面質(zhì)量等）, 使用的工作拉速應(yīng)小于最大拉速, 因此通常所說的連鑄機(jī)的拉速是指工作拉速, 工作拉速是指連鑄生產(chǎn)操作中能順利澆鑄, 保證鑄坯質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定的平均拉速。（2）確定鑄坯完全凝固時(shí)所需要的凝固時(shí)間t。在帶液芯矯直的條件下, 則是指結(jié)晶器鋼液面至拉矯機(jī)最后一對(duì)拉矯輥中心的長(zhǎng)度。圖32鑄坯矯直的后的延伸（a）矯電前(b)矯直后②按進(jìn)入拉矯機(jī)第一對(duì)輥?zhàn)訒r(shí)鑄坯溫度≥900℃, 計(jì)算R鑄坯在700℃～900℃時(shí), 對(duì)大部分鋼種來說是脆性口袋區(qū), 應(yīng)避免在此溫度范圍內(nèi)冷卻凝固, 達(dá)到900℃鑄坯溫度所需時(shí)間t：t=()2()+2=()2(5)+2= minV拉速t≤L冶金其中L冶金≈所以：R≥==；③按經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算R=kD（對(duì)于板坯, k取41）所以R=41= m總上所述, 綜合考慮以上計(jì)算結(jié)果取鑄機(jī)的圓弧半徑R≥ m, 所以取R=10m。計(jì)算如下：N = GFV拉γt =195/(35)=取N=2式中：N——連鑄機(jī)的流數(shù)；G——鋼包的容量t；F——鑄坯斷面積, 按要澆鑄的鑄坯的最小斷面計(jì)算；——拉坯速度；——鑄坯密度, ；t——澆鑄時(shí)間, min。故連鑄澆注周期時(shí)間 T=35+8= min。本設(shè)計(jì)取連鑄坯收得率為96%。（1）盛鋼桶容納鋼水量本設(shè)計(jì)盛鋼桶的額定容量為P=195t, 一般考慮應(yīng)有10%的過余裝量, 則鋼包內(nèi)鋼水實(shí)際容量為：P+==195= t （2）鋼包內(nèi)渣量出鋼時(shí)一般將爐內(nèi)熔渣極少部分隨鋼水傾入鋼包。因此, 鋼與渣的總體積即鋼包容積應(yīng)為：=(t) +(t) = m3, 若采用D/H=1, 錐度為15%, 則鋼包下部?jī)?nèi)徑(鋼包內(nèi)空間尺寸見圖32)：=圖33鋼包內(nèi)空間尺寸鋼包的容積按圓錐臺(tái)計(jì)算：將D=H, DH=：V=又因?yàn)殇摵弯撛w積V=, =, 所以鋼包基本尺寸與容量的關(guān)系式如下：鋼包上部?jī)?nèi)徑 。即渣量為：(t)=(t)=195= （3）鋼包的容積根據(jù)鋼包實(shí)際容納金屬液與熔渣量計(jì)算容積。② 連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量式中：A——連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量, t/d；1440—— 一天的時(shí)間, min；T——澆注周期, min；G——每爐的平均出鋼量, t；N——平均連澆爐數(shù)；Y——連鑄坯收得率。（3）連鑄坯收得率在連鑄生產(chǎn)過程中, 從鋼水到合格鑄坯有各種金屬損失, 它包括鋼包和中間包的殘鋼、鑄坯的切頭切尾、氧化鐵皮、短尺和缺陷鑄坯的報(bào)廢等。連鑄澆注周期時(shí)間包括澆注時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間, 如下式：式中：T——澆注周期時(shí)間, min；——準(zhǔn)備時(shí)間, min；指從上一連鑄爐次中間包澆完至下一連鑄爐次開澆的間隔, 板坯連鑄機(jī)取；n——平均連澆爐數(shù), 本設(shè)計(jì)取8爐；——單爐澆注時(shí)間, min, 它是指從中間包開澆至澆完時(shí)間。在一定操作工藝水平條件下, 當(dāng)連鑄機(jī)的斷面尺寸確定之后, 由于拉坯速度和鋼包允許澆注時(shí)間的限制, 若提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力, 則必須增加連鑄機(jī)的流數(shù), 以縮短澆注時(shí)間。①按鑄坯完全凝固矯直時(shí)所允許的表面延伸率計(jì)算=100%由于R》D, 則可得：=為滿足質(zhì)量要求, 必須使≤[], []=%～%, %。則 （3）計(jì)算液心長(zhǎng)度 （4）冶金長(zhǎng)度從本質(zhì)上講, 根據(jù)最大拉速計(jì)算出來的液相深度就等于冶金長(zhǎng)度, 但是在設(shè)計(jì)時(shí), 不僅要考慮連鑄機(jī)可能達(dá)到的最大拉速和最大鑄坯厚度, 而且還要考慮在投產(chǎn)后連鑄技術(shù)的發(fā)展, 應(yīng)有進(jìn)一步提高拉速的可能性, 因此, 往往使連鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度大于鑄坯的液相深度。 冶金長(zhǎng)度的計(jì)算鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度是指以最大拉速澆鑄某一斷面的鑄坯從結(jié)晶器的鋼液面到鋼液完全凝固時(shí)的長(zhǎng)度。② 確定達(dá)到需要的凝固時(shí)間t由凝固平方根定律, 得式中：——坯殼厚度, mm；——結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固系數(shù)。在本設(shè)計(jì)中典型鋼種的鑄坯厚度定為220mm、寬度定為1800 mm (1200mm～1930 mm), 鑄坯定尺長(zhǎng)度為8m～11m。∴ ==；實(shí)際的澆鑄時(shí)間要求小于最大澆鑄時(shí)間, 這里取為35min。連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)是決定連鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備性能和尺寸的基本前提, 也是連鑄車間工藝布置的依據(jù)。橫移小車的驅(qū)動(dòng)方式由液壓和電動(dòng)兩種, 采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式較多, 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件可分為絲桿和齒輪傳動(dòng)兩種。 安全裝置安全裝置有斷電事故保護(hù)裝置、斷繩保護(hù)裝置、制動(dòng)裝置、失載保護(hù)裝置、氧槍極限保護(hù)裝置、各機(jī)構(gòu)和各工藝操作間的電氣聯(lián)鎖。因此, 多傾向于采用雙電動(dòng)機(jī)行星差動(dòng)減速器。 升降卷揚(yáng)機(jī)變速方式有電動(dòng)機(jī)變速和雙電動(dòng)機(jī)行星差動(dòng)減速器變速兩種。有兩種類型：一種是單卷揚(yáng)型氧槍升降機(jī)構(gòu)（圖31）, 這種機(jī)構(gòu)時(shí)采用間接升降方式, 及借助平衡來升降氧槍。）時(shí), 氧槍不能下降。應(yīng)保證氧槍升降平穩(wěn), 控制靈活, 操作安全, 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單, 便于維護(hù)。 中層套管下沿至噴頭面間隙h的計(jì)算該處的間隙面積為又知, 故根據(jù)公式氧槍總長(zhǎng)為 =+++++++ =式中h1——氧槍最低位置至爐口的距離, mh2——爐口至煙罩下沿的距離, h3——煙罩下沿至煙道拐點(diǎn)的距離, h4——煙道拐點(diǎn)至氧槍孔的距離, mh5——為清理結(jié)渣和換槍需要的距離, h6——根據(jù)把持器下端所決定的距離, mh7——把持器的兩個(gè)卡座中心線間的距離, mh8——根據(jù)把持器上端要求決定的距離, m氧槍行程為=++++= 氧槍熱平衡計(jì)算冷卻水消耗量計(jì)算： , , =+++= m=106/(103200)= ℃式中：——冷卻水進(jìn)出溫差, ℃；q——氧槍平均最大熱負(fù)荷, KJ/；C——水的比熱, KJ/m3.℃；Q——水的流量, m3/h；由計(jì)算可知, 冷卻水升溫△t≤20℃, 所以設(shè)計(jì)的氧槍滿足要求。驗(yàn)算實(shí)際水速：=Vj在5~6m/s范圍內(nèi), 符合要求。； 氧槍槍身設(shè)計(jì)冷卻水流量qvw=200/h, 冷卻水進(jìn)水速度vj=6m/s, 冷卻水回水速度vp=7m/s, 冷卻水噴頭處流速vh=9m/s, 中心氧管內(nèi)氧氣流速v0=50m/s, 吹煉過程中水升溫=20℃, 其中回水溫度t2=45℃, 進(jìn)水溫度t1=25℃。求得dT==45mm取喉口長(zhǎng)度LT=20mm依據(jù)M=, 查等熵流表A出/A喉=d出==取半錐角為50, 則擴(kuò)張段長(zhǎng)度==~, 合適。 轉(zhuǎn)爐主要參數(shù)表31 轉(zhuǎn)爐主要參數(shù)名稱單位符號(hào)參數(shù)名稱單位符號(hào)參數(shù)公稱容量tT195爐口直徑mmd02735爐殼全高mmH總11860爐帽傾角度θ64176。故爐殼內(nèi)型高度為H殼內(nèi)=+=。本設(shè)計(jì)取爐容比V/T=, ~。88=% WMgO=%MMgO247。由白云石的分解反應(yīng)：CaCO3 熱支出項(xiàng)（1）鋼水物理熱鋼水熔點(diǎn)=1536一(65+5+30+25)一7=[℃]式中:625分別為鋼中元素C、Mn、P、S增加1%時(shí), 鋼水熔點(diǎn)降低值℃。7為氣體O、N、H對(duì)熔點(diǎn)總的影響。故（Fe2O3）≈5%, (FeO) ≈10%7）、終渣成分及重量的計(jì)算見表213表213終渣成分及重量組成氧化產(chǎn)物量/kg石灰/kg礦石/kg輕燒白云石/kg輕燒鎂球/kg爐襯/kg共計(jì)/kg組成/%m(CaO) m(MgO)