【正文】 其加入量 W1為： W1=()%鋼水量 /焦炭中 C 含量 C 回收率 =%%/%75% 第 24 頁(yè) = 表 315 焦粉生成的產(chǎn)物 碳燒損量/kg 耗氧量 /kg 氣體量 /kg① 成渣量 /kg 碳入鋼量 /kg %25%=0.012 +(+5.52)%= %= %75%=37 ① 為 CO H2O 和揮發(fā)分的總和（未計(jì)算揮發(fā)分燃燒的影響）。 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； Qg=100 － － （ 75%56/72 － 20%112/160 ）++6%=。其中 CO， CO2， SO2和 H2O 可表 查得， O2和 N2則有爐氣總體積來(lái) 確定。因設(shè)定的終渣堿度 R=；故石灰加入量為類(lèi)別 加入量 /kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產(chǎn)物 kg/s CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 Gas GaF2 H2O CO2 O2 螢石 生白灰 石灰 ① ② ③ 合計(jì) 成渣量 第 18 頁(yè) [R∑w (SiO2)－ ∑w（ CaO） ]/[w（ CaO 石灰 ） － Rw (SiO2 石灰 )]=(%－%)= (石灰中 CaO 含量 ) － (石灰中 S→ CaS 自耗的 CaO 含量 )。 總渣量包括鐵水中元素氧化，爐襯蝕損和加入熔劑的成渣量。 N— 每一座吹煉爐子的年出鋼爐數(shù)； q— 轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量； 再根據(jù)澆注方法就可以計(jì)算出年產(chǎn)鋼量： 1 4 4 0 3 6 5 8 0 %2 1 5 0383319579W n Nqt??? ? ? ?? 第 13 頁(yè) 3 轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計(jì)算 煉鋼過(guò)程的物料平衡與熱平能量衡計(jì)算是建立在物質(zhì)和能量的基礎(chǔ)上的。即吊車(chē)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。所采用的新工藝、新設(shè)備、新材料必須遵循經(jīng)過(guò)工業(yè)性試驗(yàn)或通過(guò)技術(shù)鑒定的原則 。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)比較均衡，有利于與連鑄機(jī)配合。因此燃料和動(dòng)力消耗方面比平爐和電爐均低。隨著轉(zhuǎn)爐容量的增大，生產(chǎn)率進(jìn)一步提高。 在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C 固熔體，隨著碳含量的增加，其強(qiáng)度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。因此轉(zhuǎn)爐煉鋼不需要另外使 用燃料 。 連鑄坯的收得率為 98%，另外 本車(chē)間爐外精煉主要 采用了喂絲以及真空脫氣手段。本車(chē)間的澆注方式為全連鑄。 氧氣轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的主要原材料是鐵水，大多數(shù)情況下鐵水由高爐攻擊，而高爐的原材料是鐵礦石；轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品是鋼坯（或鋼錠），他們還不是最終成品，而必須經(jīng)由軋鋼機(jī)軋制成各種類(lèi)型和規(guī)格的鋼板、型鋼和鋼管等最終產(chǎn)品，提供給市場(chǎng)。鋼具有很好的物理、化學(xué)性能與力學(xué)性能，可進(jìn)行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。 氧氣轉(zhuǎn)爐鋼具有以下特點(diǎn)： （ 1） 鋼中氣體含量少 （ 2） 由于煉鋼主要原材料為鐵水，廢鋼用量所占比例不大，因此 Ni、 Cr、Mo、 Cu、 Sn 等殘余元素含量低，由于鋼中氣體和夾雜少，具有 良好的抗時(shí)效能力、能加工變形性能和焊接性能，鋼材內(nèi)部缺陷少。氧氣轉(zhuǎn)爐的高效率和低消耗，使鋼的成本較低。還有利于開(kāi)展綜合利用，如煤氣回收及實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。 4）要按照國(guó)家有關(guān)勞動(dòng)安全、工業(yè)衛(wèi)生及消防的標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì) 。參見(jiàn)表 21所示確定轉(zhuǎn)爐的公稱(chēng)容量為 150t。其主要目的是比較這個(gè)冶煉過(guò)程中物料、能量的收入項(xiàng)和支出項(xiàng)，為改進(jìn)操作工藝制度、確定合理的設(shè)計(jì)參數(shù)和提高煉鋼經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)提供定量依據(jù)。其各項(xiàng)成渣量分別列于表 35，表 36，表 37。 ② 由 CaO 還原出來(lái)的氧氣，計(jì)算方法同表 36 注。先計(jì)算如下： 爐氣總體積 V∑ ： V∑ =Vg+%V∑ +1/99(+%∑ V﹣ Vx) V∑ =(99Vg+)/=(99 + )/= 式中 Vg— SO2,CO,CO2,和 H2O 各組分總體積 m3 。 據(jù)此可以編制脫氧和合金化前的物料平 衡表（表 312） 表 311 未加廢鋼的物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量（ Kg） % 項(xiàng)目 質(zhì)量（ Kg） % 鐵水 鋼水 石灰 爐渣 螢石 爐氣 白云石 噴濺 爐襯 煙塵 氧氣 渣中鐵珠 總計(jì) 合計(jì) 第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡 如同第一步中計(jì)算鐵水中元素氧化量一樣。 由此可得冶煉過(guò)程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表。 可見(jiàn)，含碳量尚未達(dá)到設(shè)定值，為需要在鋼包內(nèi)加焦粉增碳。 第四步： 計(jì)算脫氧和合金化的鋼水量。 表 39 實(shí)際耗氧量 耗氧量項(xiàng) /（ Kg） 供養(yǎng)項(xiàng) /（ Kg） 實(shí)際氧氣消耗量 /（ Kg） 鐵水中元素耗氧量 鐵水中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量 爐襯中碳氧化耗氧量 石灰中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量 煙塵中鐵氧化耗氧量 爐氣中自由氧耗氧量 合計(jì) 合計(jì) 第三步：計(jì)算爐氣量及其成分 爐氣中含有 CO， CO2， N2， SO2和 H2O。 第 17 頁(yè) 表 36 爐襯蝕損的成渣量 爐料蝕損量/kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產(chǎn)物 /kg 耗氧量 /kg CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C→O C→CO 2 C→CO ， C→CO2 （見(jiàn)表4) 14%90%28/12= 14%10%44/12 = 14%(90%16/12+10%32/12) = 合計(jì) 表 37 加入溶劑成渣量 ① ：由表 36 表 37 可 知 ， 渣 中 已 含 （ CaO ） = ﹣+++= ；渣中已含 （ SiO2 ）=+++=。 第一步：計(jì)算脫氧合金化前的總渣量及其成分。 n— 車(chē)間經(jīng)常吹煉爐子座數(shù) 。 3)產(chǎn)品方案中的合金比 %、連鑄比 100%、精煉比 100%. 4)連鑄坯規(guī)格 :鑄坯斷面尺寸 (mm2)，取決于軋材產(chǎn)品類(lèi)型和軋機(jī)的規(guī)格， 本設(shè)計(jì)是生產(chǎn)型材 (角鋼、工字鋼、輕軌鋼、圓鋼等 )，軋機(jī)為 1700軋機(jī)，采用方形鑄坯，其斷面應(yīng)為 250mm250mm， 第 11 頁(yè) 2 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間 初始條件 擬建年產(chǎn)量為 330 萬(wàn)噸連鑄坯的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間，相關(guān)技術(shù)參數(shù)如下： 1） 年產(chǎn)量：方坯 330 萬(wàn)噸； 2） 產(chǎn)品方案：普碳鋼、低碳鋼； 公稱(chēng)容量選擇 [2] 1)選取時(shí) 爐子容量應(yīng)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)澆注起重機(jī)的起重能力相適應(yīng)。 3）設(shè)計(jì)中應(yīng)充分采用各項(xiàng)國(guó)內(nèi)外成熟的新技術(shù)，因某種原因暫時(shí)不上的新技術(shù)要預(yù)留充分的可能性。氧氣轉(zhuǎn)爐車(chē)間的建設(shè)比平爐車(chē)間快得多。由于氧氣轉(zhuǎn)爐是利用爐料本身的化學(xué)熱和物理熱，熱效率高，不需外加熱源。 氧氣轉(zhuǎn)爐爐內(nèi)反應(yīng)速度快，冶煉時(shí)間短，具有很高的生產(chǎn)效率。C 含量在 %一下的鐵碳合金稱(chēng)為工業(yè)純鐵。在氧化的過(guò)程中放出大量的熱量 （含 1%的硅可使生鐵的溫度升高 200 攝氏度），可使?fàn)t內(nèi)達(dá)到足夠高的溫度。 本設(shè)計(jì)設(shè)有轉(zhuǎn)爐兩座，轉(zhuǎn)爐大小均為 150t，平均吹氧時(shí)間為 38min，純吹氧時(shí)間為 18min，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率為 80%， 轉(zhuǎn)爐的原料主要有鐵水、廢鋼以及其它一些輔助原料。車(chē)間的最終產(chǎn)品為 方 坯。因此，氧氣轉(zhuǎn)爐不可能獨(dú)立存在，它必須前有煉鐵，后有軋鋼，共同組成一個(gè)鋼鐵生產(chǎn)的聯(lián)合體。 若以生鐵為原料煉鋼，需氧化脫碳 :鋼種 P、 S 含量過(guò)高分別會(huì)造成鋼的“冷脆”性和“熱脆”性，煉鋼過(guò)程應(yīng)脫出 P、 S；鋼中氧含量超過(guò)限 度會(huì)加劇鋼的“熱脆”性，并形成大量氧化物夾雜，因而要脫出氧；鋼種含有 H、 N 分別造成鋼的氫脆和時(shí)效性，應(yīng)該降低鋼中的有害氣體含量；夾雜物的存在會(huì)破壞鋼基體的連續(xù)性，從而降低鋼的力學(xué)性能，也應(yīng)該去除：煉鋼過(guò)程應(yīng)提高溫度達(dá)到出鋼要求，同時(shí)還要加入一定種類(lèi)和數(shù)量的合金，使鋼的成分達(dá)到所煉鋼種的規(guī)格。不足之處是強(qiáng)度偏低，淬火性能稍次與平爐和電爐鋼。 （ 4） 原料適應(yīng)性強(qiáng)。 近年來(lái)由于氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼與爐外精煉技術(shù)相結(jié)合，所煉鋼種進(jìn)一步擴(kuò)大，目前能生產(chǎn)的鋼種近 300 個(gè)。 5）在 學(xué)習(xí)、總結(jié)國(guó)內(nèi)外有關(guān)廠家的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，移植適用可行的先進(jìn)技術(shù) 。 表 21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 為了減少車(chē)間內(nèi)的設(shè)備互相干擾，終有固數(shù)目的爐子在吹煉，以發(fā)揮生產(chǎn)潛力。由于煉鋼是一個(gè)復(fù)雜的高溫物理化學(xué)過(guò)程加上測(cè)試手段有限，現(xiàn)在還難以做到精確測(cè)量?？傇考捌涑煞秩绫?38 所示。 表 38 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） ② ③ 石灰成渣量（ kg） 耐火材料蝕損量（ kg） 輕燒白云石成渣量（ kg） 螢石成渣量（ kg） 總渣量 （ kg） ① % 總 渣 量 計(jì) 算 如 下 : 因?yàn)楸?39 中除 (FeO) 和 (Fe 2 O 3 ) 以 外 的 渣 量為 :+++++++=, 而終渣∑(FeO)=15%(表 5)故總渣量為 。本計(jì)算中，其值為 + + + Gs — 不 計(jì) 自 由 氧 的 氧 氣 消 耗 量 ， Kg 。利用表 1 的數(shù)據(jù)先確定廢鋼種元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表 313）。 表 316 總物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量（ kg） % 項(xiàng)目 質(zhì)量（ kg） % 鐵水 廢鋼 石灰 螢石 白云石 爐襯 氧氣 錳鐵 硅鐵 焦粉 鋼水 爐渣 爐氣 噴濺 煙塵 渣中濺珠 合計(jì) 注： 計(jì)算誤差：（ ） /100%=%； ①可近似認(rèn)為（ +）的氧量系出鋼水二次氧化所帶入。 錳鐵加入量 W錳 =(%) (% 80%)= 硅鐵加入量 W硅 = % (+) (% 75%)= 315 鐵合金中元素?zé)龘p量及其產(chǎn)物量 類(lèi)別 元素 燒損量 脫氧量 成渣量 爐氣量 入鋼量 錳 鐵 C %10%= (CO2) %90%= Mn %?10%= %80%= Si %?25%= %75%= 第 23 頁(yè) P %= S %= Fe