【正文】 ain task of this design is to design capacity of 435 million tons ingot top and bottom and three two for blowing oxygen converter steelmaking plant, the design starting from the material balance calculations, including the following ponents: basic material balance and heat balance calculation, converter steelmaking plant design, selection and calculation of continuous casting equipment, Refining outside the furnace equipment selection and proces arrangement and steel workshop flue gas purification system, etc . One of the focus and core is steelmaking plant design. The workshop adopted the LF refining refining means. This workshop pouring way is full continuous casting , the final product is the slab. The main materials supply of Converter are the molten iron, scrap steel and other auxiliary materials . Keywords: converter。 Continuous casting. 計(jì)算原始數(shù)據(jù) 基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及其成分、鐵水和廢鋼的成分、終點(diǎn)鋼水成分；造渣用熔劑及爐襯等原材料的成分；脫氧和合金化用鐵合 金的成分及其回收率；其他工藝參數(shù)。 鐵合金成分及其回收率見(jiàn)表 13。 第一步：計(jì)算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。 因設(shè)定 終渣堿度 R=，則石灰加入量為 [R∑ω（ SiO2） ∑ω（ CaO） ]/[ ω（ CaO 石灰 ） Rω（ SiO2 石灰 ） ] =[%%]=。 又由表 14 得，終渣 ∑ω（ FeO） =15%，所以總量為 ； 因此 ω（ FeO） =%=； ω（ Fe2O3） =5%=。 爐氣中含有 CO、 CO N SO2和 H2O。 V∑=（ 99+） /= m3。 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） +1+6%] = 據(jù)此，可以編制脫氧和合金化前的物料平衡表 111。 由后面的熱平衡計(jì)算，可得出加入廢鋼量為鐵水量的 %，即廢鋼比為 %。 其他數(shù)據(jù)均由前面列出的表中取得。 根據(jù)誤差 =%，進(jìn)行計(jì)算，可得 支出總量 =+%=； 按照表 113 中的比例進(jìn)行計(jì)算支出表中其他項(xiàng)，計(jì)算過(guò)程同上計(jì)算收入項(xiàng)過(guò)程。將所有結(jié)果與表 114 歸類(lèi)合并，即得冶煉一爐鋼的總物料平衡表。（硅鐵中的 Si 含量 Si回收率） 10 查表 1表 13，并根據(jù)下表 115，進(jìn)行計(jì)算，可 得 WSi=[（ %0） （ +） ] 247。 在下表中，氣體量為 CO H2O 和揮發(fā)分的總和（未計(jì)算揮發(fā)分燃燒的影響）。100%=% 誤差 在允許范圍內(nèi)，說(shuō)明所得物料平衡數(shù)據(jù)可取。 各種入爐料及產(chǎn)物的溫度見(jiàn)表 21，如下。 表 22物料平均熱容 物料名稱(chēng) 生鐵 鋼 爐渣 礦石 煙塵 爐氣 固態(tài)平均熱容 /kJ（ kgkg1 C [C]+1/2{O2}={CO} 氧化反應(yīng) 139420 11639 C [C]+{O2}={CO2} 氧化反應(yīng) 418072 34834 Si [Si]+{O2}=（ SiO2） 氧化反應(yīng) 817682 29202 Mn [Mn]+1/2{O2}=（ MnO） 氧化反應(yīng) 361740 6594 P 2[P]+5/2{O2}=（ P2O5） 氧化反應(yīng) 1176563 18980 Fe [Fe]+1/2{O2}=（ FeO） 氧化反應(yīng) 238229 4250 Fe 2[Fe]+3/2{O2}=（ Fe2O3） 氧化反應(yīng) 722432 6460 SiO2 （ SiO2） +2（ CaO） =（ 2CaO 第一步：計(jì)算熱收入 Qs。 鐵水熔點(diǎn) Tt=1536（ 100+8+5+30+25） 6 =1084℃ 鐵水物理熱 Qw=100[（ 108425） +218+（ 13701084） ] = （ 2）元素氧化熱及成渣熱 Qy：根據(jù)表 23 中的數(shù)據(jù)，由鐵水中的元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)可以算 出，其結(jié)果列于表 25，如下。 Qc=（ 75%56/724250+20%112/1606460） = （ 4）爐襯中石灰的氧化熱 Ql：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳量確定。 鋼水熔點(diǎn) Tg=1536（ 65+5+30+25） 6 =1520℃ 式中， 、 、 、 分別是終點(diǎn)鋼水中 C、 Mn、 P 和 S 的含量。具體情況見(jiàn)表 26，如下。{1[（ 152025） +272+（ 16901520） ]} = 即廢鋼比為： 247。對(duì)轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來(lái)說(shuō)，所用鐵合金種類(lèi)有限，數(shù)量也不多。爐型的選擇往往與轉(zhuǎn)爐的容量有關(guān)。 （ 2）錐球型。我國(guó)中小型轉(zhuǎn)爐 普遍采用這種爐型。在裝入量和熔池直徑相同的情況下，其熔池最深，因此不適用于大容量轉(zhuǎn)爐，我國(guó) 30t 以下的轉(zhuǎn)爐采用較多 ，新制訂的技術(shù)規(guī)定提出“≤ 100t 轉(zhuǎn)爐一般采用截錐型活爐底”。 q—— 轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量， 則 q= nN年產(chǎn)鋼水量 = 1116924350000? = 考慮到鋼廠的發(fā)展空間，本設(shè)計(jì)中將轉(zhuǎn)爐的公稱(chēng)容量去為 200t，爐型選擇上選擇 筒球型 爐型。它主要與金屬裝入量和吹氧時(shí)間有關(guān)。 min） 6—— 氧槍噴頭孔數(shù) q 2o =m in /m 3吹氧時(shí)間噸鋼耗氧量 t=2055 = /（ t本爐爐口直徑為： dD =48%D=48%5330=2560mm （ 2） 爐帽傾角 : 爐帽傾角θ 選取原則：便于爐氣逐漸收縮逸出，減少爐氣對(duì)爐帽襯磚的沖刷侵蝕；使帽錐各層磚逐漸收縮，縮短砌磚的錯(cuò)臺(tái)長(zhǎng)度，增加砌磚的穩(wěn)定性。 3176。+300=2700mm 爐帽 總?cè)莘e V 帽 為： V 帽 =（ π/12） （ H 帽 H 口 ） （ D2+D d D + dD 2） +（ π/4） d D 2H 口 （ ） =（ π/12） （ ） （ ++） +（ π/4） = 在爐口處設(shè)置水箱試水冷爐口 。 確定爐容比應(yīng)綜合考慮。 轉(zhuǎn)爐新砌爐襯的爐容比推 薦值為 ~，大轉(zhuǎn)爐取下限，小轉(zhuǎn)爐取上限。 （ 1）出鋼口直徑 d 出 。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（即出鋼口過(guò)?。?，鋼液容易二次氧化和吸氣，散熱也大。 為了縮短出鋼口長(zhǎng)度，以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉(zhuǎn)爐的 β趨于 減小。從實(shí)際情況考慮，本爐傾角β取 o30 (3)出鋼口爐襯外徑 STd =6出d=1220mm (4)出鋼口長(zhǎng)度 出dLT 7? =1420mm 爐襯厚度的確 定 通常爐襯由永久層、填充層、工作層組成。該層常用鎂磚砌筑。 爐帽可用二步煅燒鎂磚，也可根據(jù)具體條件選用其它材質(zhì)。 爐帽工作層厚度選 600mm，永久層 150mm，填充層 100mm。研究表明， 其中熱應(yīng)力起主導(dǎo)作用。本爐選用 16Mn低合金鋼作為爐殼鋼板。實(shí)際上它只是作為爐型設(shè)計(jì)的校核數(shù)據(jù)。隨著轉(zhuǎn)爐大型化和頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)的采用，轉(zhuǎn)爐由細(xì)高型趨于矮胖型，即高寬比趨于減小。因此可以認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉進(jìn)行。凡是具有獨(dú)立的傳動(dòng)和工作系統(tǒng)，當(dāng)他機(jī)出故障時(shí)仍可 以單獨(dú)運(yùn)行的一組連鑄設(shè)備，稱(chēng)作為連鑄機(jī)的一機(jī)。從 20 世紀(jì) 50年代連鑄工業(yè)化以來(lái)，經(jīng)歷了 20 多年的發(fā)展，連鑄機(jī)機(jī)型基本上完成了一個(gè)由立式、立彎式到弧形的演變過(guò)程。 （ 3）按拉速分類(lèi)可分為高拉速連鑄機(jī)和低拉速連鑄機(jī)。 各種連鑄機(jī)的特點(diǎn) （ 1）立式連鑄機(jī) 25 其結(jié)晶器、二冷段和全凝固鑄坯的剪切等設(shè)備均設(shè)置在一條垂直線上，因此有利于鋼水中夾雜物的上浮，鑄坯各方向冷卻條件較均勻，并且鑄坯在整個(gè)凝固過(guò)程中不受彎曲、矯直等變形作用，即使裂紋敏感性高的鋼種也能順利地連鑄。使鑄坯沿水平方向出坯。 （ 3）弧形連鑄機(jī) 弧形連鑄 機(jī)是目前國(guó)內(nèi)外最主要的連鑄機(jī)型式。此外，內(nèi)外弧容易產(chǎn)生冷卻不均勻，造成鑄坯中心偏 析而影響鑄坯質(zhì)量。但是由于是多半徑的，鑄機(jī)的安裝、對(duì)弧調(diào)整均較復(fù)雜，弧度的檢查與鑄機(jī)的維護(hù)也較困難。 2）中間包與結(jié)晶器全封閉，實(shí)現(xiàn)無(wú)氧化澆注，鑄坯質(zhì)量好。 水平連鑄機(jī)存在的主 要問(wèn)題是，受拉坯時(shí)的慣性力限制，所澆注的鑄坯斷面較小。連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)包括鋼包允許的最大澆注時(shí)間、鑄坯斷面、拉坯速度、流數(shù)、冶金長(zhǎng)度、弧形半徑等。 （ 1）根據(jù)軋材品種和規(guī)格確定。 （ 3）適應(yīng)軋機(jī)的能力與成材要求尺寸。 根據(jù)鋼種要求，選取（ 2201200） mm 板坯，軋機(jī)規(guī)格選取 2050 熱連軋機(jī)。 從提高生產(chǎn)率出發(fā)，希望盡可能提高拉速。通常生產(chǎn)上所指的是工作拉速。鑄坯出拉矯機(jī)后即按定尺要求切割，這樣，鑄坯的液相長(zhǎng)度就不能超過(guò)冶金長(zhǎng)度。結(jié)晶器出口處的最小坯殼厚度按下式進(jìn)行計(jì)算。t=16= 3）拉坯力的限制。一般低于理論拉速 vmax 。l/S （ ） 式中， v—— 工作拉速， m/min； l—— 鑄坯橫斷面周邊長(zhǎng)， mm； S—— 鑄坯橫斷面面積， mm2； f—— 速度換算系數(shù)， 板坯為 55~80，這里 取 80。 因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，可按所計(jì)算的拉速在參照實(shí)際經(jīng)驗(yàn)類(lèi)比選取。 每臺(tái)連鑄機(jī)的流數(shù)確定后，還要確定每臺(tái)連鑄機(jī)的機(jī)組數(shù)目。 目前，小方坯連鑄機(jī)最多可澆 12 流，大多數(shù)為 4~6 流；大方坯連鑄機(jī)最多澆 8 流，多數(shù)為 2~4 流；大板坯連鑄機(jī)最多可澆注 2~4 流，多數(shù)采用 1~2 流。就具體的連鑄機(jī)而言，液相深度隨拉速的變化而變化。 （ 2）連鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度 從本質(zhì)上講，根據(jù)最大拉速計(jì)算出來(lái)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，而且還要考慮到在投產(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（機(jī)身長(zhǎng)度）大于鑄坯的液相深度。 弧形半徑（按經(jīng)驗(yàn)公式確定） 弧形半徑是指連鑄機(jī)鑄坯外弧的曲率半徑，單位為 m。中小型鑄坯取 K=35~40，大型板坯取 K=40~45；碳素鋼取下限值，特殊鋼取上限值。 連鑄機(jī) 生產(chǎn)能力的確定 連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力與煉鋼爐、冶煉鋼種、爐外處理工藝、鑄坯斷面、鑄機(jī)臺(tái)數(shù)和流數(shù)、連澆爐數(shù)、連鑄機(jī)作業(yè)率等因素有關(guān)。為此，要求嚴(yán)密的生產(chǎn)管理和質(zhì)量保障體系，既充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)能力，又使?fàn)t機(jī)有效地協(xié)調(diào)匹配。應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，采取快速更換措施。 T=t1+nt2 （ ） 式中， T—— 澆注周期， min； t1—— 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(kāi)澆的間隔， 板坯連鑄機(jī)約 25~45，這里取 40； n—— 平均連澆爐數(shù)。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 t2=200/（ 3） =。作業(yè)率按下式計(jì)算。 本設(shè)計(jì)為板坯連鑄機(jī)，其作業(yè)率如上計(jì)算可得 %，在允許范圍內(nèi)，符合條件。 Y1=W1/G100% （ ） Y2=W2/W1100% （ ） Y=Y1Y2=W2/G100% （ ） 式中， Y1—— 鑄坯成坯率， %； W1—— 未經(jīng)檢驗(yàn)精整的鑄坯量， t； G—— 鋼水質(zhì)量， t； Y2—— 鑄坯合格率， %； W2—— 合格鑄坯量， t； Y—— 連鑄坯收 得率， %。 本設(shè)計(jì)為 5 爐連澆，因此可獲連鑄坯收得率為 98%。其計(jì)算式如下。h1 每臺(tái)鑄機(jī)能力 /t 代入數(shù)據(jù)計(jì)算 可得 A=1440（ GnY） /T =1440（ 200598%） /235 =（ 3）連鑄機(jī)的平均年產(chǎn)量，其計(jì)算