【正文】 (61) 式中 T1—— 每爐鋼的平均冶煉時(shí)間， min，該數(shù)值可參考表 62；本設(shè)計(jì)第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 27 取 34min。 確定轉(zhuǎn) 爐座數(shù)并核算年產(chǎn)量 假設(shè)選定公稱容量 60t 轉(zhuǎn)爐； 其中 T1取 30 分鐘；η取 77%；又知年產(chǎn)合格鋼量 150萬(wàn) t 則所需的吹煉轉(zhuǎn)爐數(shù)為： 33%773651440 1500000 ?????? NqWn 因?yàn)?n =，所以采用 60t 轉(zhuǎn)爐，采用 二吹二 制時(shí)可以充分利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。 第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 29 第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是 20 世紀(jì) 70 年代中、后期，開(kāi)始研究的一項(xiàng)新煉鋼工藝。 (1) 爐容比 爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量之比值。 (2) 高徑比 轉(zhuǎn)爐高徑比，通常取 ～ 。 表 71 系數(shù) K 的推薦值 轉(zhuǎn)爐容量 /t ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 備 注 K ～ ～ ～ 大容量取下限，小容量取上限 表 72 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值 轉(zhuǎn)爐容量 /t ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 備注 冶煉時(shí)間 /min 28～ 32(12～ 16) 32～ 38(14～ 18) 38～ 45(16～ 20) 結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)系吹氧。 本設(shè)計(jì)取高徑比： 。從目前實(shí)際情況來(lái)看，轉(zhuǎn)爐爐容比一般取 ~。 綜合以上特點(diǎn)選用轉(zhuǎn)爐爐型為錐球型 (適用于中小型轉(zhuǎn)爐見(jiàn)圖 71)。 因?yàn)楣Q容量 60t 的最大出鋼量為 70t，所以在轉(zhuǎn)爐冶煉的同時(shí)超裝 10%即出鋼量在 68t 時(shí)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 表 62 氧氣轉(zhuǎn)爐平均冶煉時(shí)間 公稱容量 /t ＜ 30 30~100 ＞ 100 備注 平均供氧時(shí)間 /min 12~16 14~18 16~20 平均冶煉時(shí)間 /min 28~32 32~38 38~45 計(jì)算年產(chǎn)鋼量 在選定轉(zhuǎn)爐公稱容量和轉(zhuǎn)爐工作制后，即可計(jì)算出車間的年產(chǎn)鋼水量： nNqW? (62) 式中 W—— 車間年產(chǎn)鋼水量， t； n—— 車間經(jīng)常吹煉爐座數(shù)； N—— 每一座吹煉爐的年出鋼爐數(shù)； q—— 轉(zhuǎn)爐公稱容量， t。在選定轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)品、產(chǎn)量的需求和原料資源儲(chǔ)量及來(lái)源，以及運(yùn)輸、水、電、氣的供應(yīng)條件等進(jìn)行論證。所謂“ 二吹二 ”，就是保持二個(gè)轉(zhuǎn)爐 同時(shí) 生產(chǎn) 。新建轉(zhuǎn)爐公稱 容量按表 51的系列選定。 本章小結(jié) 鐵水預(yù)處理指鐵水進(jìn)入煉鋼爐之前所進(jìn)行的某種處理，可以分為普通鐵水和特殊鐵水預(yù)處理。 本設(shè)計(jì)采用噴粉法脫硫?？蓽p少渣量和提高金屬收得率，并為轉(zhuǎn)爐冶煉品種鋼創(chuàng)造第 5 章 原料供應(yīng)及鐵水預(yù) 處理方案 25 條件。 (2) 鐵水脫硅的方法： ① 高爐鐵溝連續(xù)脫硅法。 鐵水預(yù)處理方案 鐵水預(yù)處理工藝方法主要有： (1) 機(jī)械攪拌法，有代表性的是日本開(kāi)發(fā)的 KR 法； (2) 吹氣攪拌法，包括頂吹噴粉法和底吹法，目前頂吹噴粉法得到最廣泛的應(yīng)用，如 ATH、 TDS、 IRSID、 ISIDD 等法； (3) 喂絲法近年來(lái)開(kāi)始得到應(yīng)用。各種散狀材料的儲(chǔ)存量可根據(jù)具體情況按 10～ 30 天考慮。 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 24 為保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)散狀料堆場(chǎng)。廢鋼料斗容積Ｖ (m3)計(jì)算式如下： Ｖ＝ fnq? ＝ %1855 ??? ＝ (m3) 式中 q—— 每爐加入廢鋼量， t； n—— 料斗裝滿系數(shù)，取 ； f—— 每爐加入廢鋼的斗數(shù)； ? —— 廢鋼堆積密度， t/m3 。m3 廢鋼類型 料場(chǎng)內(nèi) 料斗內(nèi) 切屑及捆扎的輕廢鋼 ～ ～ 中型廢鋼 ～ ～ 重廢鋼 生廢鋼 廢鋼入爐一般通過(guò)廢鋼料斗，由普通吊車像兌水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。廢鋼間面積的大小決定于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數(shù)、料槽（或料坑）位置及稱量設(shè)備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車軌面標(biāo)高。 對(duì)外形尺寸和單重過(guò)大的廢鋼，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行 解體和切割，單塊廢鋼的單重應(yīng)小于 噸，最大廢鋼邊長(zhǎng)應(yīng)小于 倍爐口直徑，應(yīng)盡量減少輕薄廢鋼入爐用量。 混鐵車容量系列參考數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 表 51 混鐵車系列參考數(shù)據(jù) 廢鋼 供應(yīng) (1) 廢鋼加入量 轉(zhuǎn)爐煉鋼中的廢鋼比一般在 10%左右，因?yàn)閺U鋼比隨爐容大小和鐵水中 Si、P含量變化而變動(dòng)。 混鐵車的形狀可保證有較小的熱損失。 混鐵車即混鐵爐型鐵水罐車。采用混鐵爐時(shí)能保持鐵水成分和溫度均勻穩(wěn)定，有利轉(zhuǎn)爐吹煉。經(jīng)計(jì)算，其熱收入部分約占總熱收入的 ％～ ％，熱支出部分約占 ％～ ％，二者基本持平。本計(jì)算取 5％，則得 Qq＝ 179。 Qb＝ 179。 (164925)＋ 209］＝ (3) 爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx 。［ 179。 30＋ 179。 (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(shí)的實(shí)際溫降 (通常前者為 40～ 60℃，后者約 為 3～ 5℃ /min，具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān) )以及要求的過(guò)熱度 (一般為 50～ 90℃ )確定出鋼溫度 TZ ；最后由鋼水熱容算出物理熱。 14％179。 6460)= (4) 爐襯中碳的氧化熱 1Q ＝ 179。 (75％179。 表 421 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 25)－6=1111 (℃ ) WQ =100 179。 100+179。P2O5) 成渣反應(yīng) － 693054 － 4880 CaCO3 CaCO3=(CaO)+ {CO2} 分解反應(yīng) 169050 1690 MgCO3 MgCO3=MgO+ {CO2} 分解反應(yīng) 118020 1405 表 420 融入鐵水的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值 元素 C Si Mn P S Al Cr N、H 、 O 在鐵中極限溶解度 /% 無(wú)限 無(wú)限 融入 1%元素使鐵熔點(diǎn)降低值 /℃ 65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 N、 H、 O融入使鐵熔點(diǎn)降低值 /℃ ∑=6 適用含量范圍 /% ＜ 1 ≤3 ≤15 ≤0.7 ≤0.08 ≤1 ≤18 計(jì)算步驟 以 100 ㎏鐵水為基礎(chǔ) 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 17 第一步：計(jì)算熱收入 Qs。K ） 表 419 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 組元 化學(xué)反應(yīng) ?? /kJ 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需的基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表 417）；物料平均熱熔（ 表 418）；反應(yīng)熱效應(yīng)（表 419）；融入鐵水的元素對(duì)鐵水熔點(diǎn)的影響（表 420）。為此需在 鋼包內(nèi)加焦炭增碳。75%= P 179。80%= Si 179。100%= Mn 179。%= S 179。%179。%179。%179。 現(xiàn)根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表 41）和鐵合金成分及其回收率（表 43）算出錳鐵和硅鐵的加入量，在計(jì)算其元素的燒損量。%179。90%= Si [Si]→(SiO 2) 179。 表 412 廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量 元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量/㎏ 耗氧量㎏ 產(chǎn)物量㎏ 進(jìn)入鋼中的量/㎏ C [C]→{CO} 179。 112/160)+1+179。 ② .爐氣中 N2 的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質(zhì)量 為*28/= ㎏ 第四步：計(jì)算脫氧和合金化前的鋼水量。H2O 179。計(jì)算結(jié)果列于表 410 表 410 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量/㎏ 爐氣體積/ m179。 Gs —— 不計(jì) 自由 氧 的氧 氣消 耗量 ， ㎏。 爐氣中含有 CO、 CO N SO2和 CO、 CO SO2和 H2O 可由表45~表 47 查得， O2和 N2則由爐氣總體積來(lái)確定。%=㎏ ω(Fe2O3)=179。56/32=㎏。1/3= [S]+[CaO]→(CaS)+(O) 179。總渣量及成分如表 48 所示。 計(jì)算步驟 以 100 ㎏鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。雖然目前還存在著較多問(wèn)題 ,但可以相信，在各國(guó)科研工作者的共同努力下，薄板坯連鑄連軋技術(shù)及產(chǎn)品將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。 鋼水精煉是提高鋼的質(zhì)量、擴(kuò)大鋼的品種、優(yōu)化煉鋼工藝流程、提高生產(chǎn)效率的重要手段，是生產(chǎn)潔凈鋼不可缺少的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)。 LF 爐精煉工藝要求盡快形成泡沫渣，實(shí)現(xiàn)埋弧精煉。 (5) 控制好爐底 ,加強(qiáng)對(duì)爐底供氣元件蘑菇 頭的維護(hù)和控制。對(duì)特殊鋼而言則在預(yù)處理采用向混鐵車內(nèi)高速噴射 CaOMg 脫 S粉劑，讓其脫除，從而達(dá)到要求。對(duì)硅含量要求不高的鋼鐘可以不考慮預(yù)處理脫硅，反之可以利用其有利優(yōu)勢(shì)增加廢鋼量。其容量根據(jù)轉(zhuǎn)爐容量而言，一般為轉(zhuǎn)爐容量的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相適應(yīng)。考慮到投資占地方面，本設(shè)計(jì)中采用混鐵車。 在原來(lái)的基礎(chǔ)上使其更優(yōu)化，設(shè)計(jì)出適合本設(shè)計(jì)要求的技術(shù)方案。所以，返回廢鋼的合理利用是鋼廠配料的重要環(huán)節(jié)之一。主要有碳素工具鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼三大鋼系。國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平也需要鋼鐵行業(yè)來(lái)做有力的支撐。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在： （ 1）轉(zhuǎn)爐煉鋼大型化，是轉(zhuǎn)爐從誕生到成熟的標(biāo)志； （ 2）轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝； （ 3）轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽技術(shù)，濺渣護(hù)爐和爐體冷卻技術(shù)的成熟都將提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。 轉(zhuǎn)爐高速吹連煉工藝 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 2 發(fā)展目標(biāo)：建立一座轉(zhuǎn)爐吹煉制，使一座轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量達(dá)到傳統(tǒng)兩座轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)能力。 煉鋼工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀 展望 21世紀(jì)，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展將會(huì)出現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)。縱觀世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展史，不難看出鋼鐵材料工業(yè)的發(fā)展在美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都起到了決定性作用。而鋼鐵材料是用途最廣泛的金屬材料，人類使用的金屬中，鋼鐵占 90%以上。本設(shè)計(jì)主要包括轉(zhuǎn)爐爐型計(jì)算、氧槍計(jì)算、煙氣凈化系統(tǒng)計(jì)算及選擇、爐外精煉的設(shè)備選擇、車間設(shè)備的計(jì)算以及各跨間的布置，還包括連鑄生產(chǎn)能力和車間各部分的尺寸。車間主要設(shè)備的計(jì)算與確定，以及先進(jìn)技術(shù)的選擇和利用等。 設(shè)計(jì)包括車間生產(chǎn)規(guī)模，各主要系統(tǒng)，方案的選擇和確定。 這些方案都是經(jīng)過(guò)比較而確定的較合理的設(shè)計(jì)方案，并且采用了國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)。 Abstract II Abstract This design is a steelmaking plant with two sets of oxygen converters of 200 tons, which can produce three point five million tons of casting blank per year. It consist of the plant scale choosing and ensuring main system, the calculation and ensuring of the main equipment, and also including some new technology. The importance of the design is conforming the main system of the plant, including the system molten iron provided, the providing system of laxity, the providing system of ferroalloy, pretreatment of molten iron, the cleaning system ,the treatment system of slag and so on. Compared with other schemes, these methods are quite adaptable to this design and they are advanced technologies in the world. The followings are mainly included in the design: the calculati