【正文】 本設計鋼種采用鋼包內脫氧，即在出鋼過程中將全部合金加到鋼包內，這種方法簡便，大大縮短了冶煉時間，而且能提高合金元素的收得率。 終點控制和出鋼 終點控制是轉爐吹煉末期的重要操作。在鐵水溫度較低時，應先提溫，待溫度上升后，再提槍化渣。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 26 （ 3）溫度對爐渣的氧化性是間接的，熔池溫度低而使金屬和爐渣粘度增大，爐渣向金屬傳遞氧和金屬吸收射流的氧減慢，爐渣的氧化性增強。 當鐵水中含磷較高并假定金屬料中含磷量的 90％氧化進入爐渣，則石灰加入量按下式計算： 石灰加入量＝ 1000R本設計采用高 —低 —高 —低的恒壓變槍操作：開吹時采取高槍位化渣，使渣 中 w(FeO)達 25%~30%，促進石灰熔化，盡快形成具有一定堿度的爐渣，增大前期脫磷 和脫硫效率，同時也避免酸性渣對爐襯的侵蝕。 底吹元件布置 底吹噴嘴布置應使底吹和頂吹產生的熔池環(huán)流運動同向，且使熔池攪拌均勻時間最短，以此獲得最佳的攪拌效果。 本設計取氧槍總長為 24m，氧槍工作行程 18m。 （ 2）中、外層鋼管管徑 高壓冷卻水從中層管內 側進入，經噴頭頂部轉彎 180176。擴散段的半錐角為 4176。其計算根據物料平衡求得，如前面的計算結果，每噸鋼的耗氧量為 60m3，吹氧時間為 18min，則通過氧槍的氧氣流量為： Q = 60? 250/18= 833m3/min 工況氧壓和喉口直徑 （ 1）選用噴孔出口馬赫數 Ma 與噴孔數。填充層介于永久層和工作層之間，采用焦油鎂砂搗打而成，其主要功能是減輕爐襯受熱膨脹時對爐殼產生擠壓和便于拆除工作層。其特點是使用安全，但制作難度較大。 有效容積 Vt 263m3 爐帽高度 H 帽 爐容比 Vt/G 熔池直徑 D 出鋼口直徑 d 出 熔池高度 h0 出鋼口傾角 ? 20186。在本設計中不設填充層。 （ 2）爐帽高度 H 帽 取爐口上部直線段高度 H 口 = 350 mm，則爐帽高度為： H 帽 = 1/2（ Dd 口 ） tan? +H 口 = 1/2（ 55902571） tan60176。其范圍一般是 ~，大爐子取下限。 表 熱平衡表 熱收入 熱支出 項目 熱量 /kJ % 項目 熱量 /kJ % 鐵水物理熱 鐵水物理熱 元素放熱和成渣熱 爐渣物理熱 C 礦石分解熱 Si 14157 煙塵物理熱 Mn 2597 爐氣物理熱 P 1930 鐵珠物理熱 Fe 噴濺物理熱 SiO2 吹煉熱損 P2O5 廢鋼熔化熱 煙塵氧化放熱 爐襯碳放熱 共計 100 共計 100 熱效率 =(鋼水物理熱 + 礦石分解熱 + 廢鋼熔化熱 )/熱收入 100% =（ + +） /100% = % 噸鋼物料平衡 廢鋼加入之后，忽略廢鋼中含硅、錳元素的氧化損失，使鋼水達到 kg，（ +），即使用 100kg 鐵水、 廢鋼可以生產出 鋼水。 熱收入 熱收入主要是鐵水的物理熱和元素氧化的化學熱。故可得到： 渣中鐵珠量 = 8% = kg； 噴濺損失量 = 100 1% = kg； 煙塵鐵損失量 = 100 %（ 77%56/72 + 20%112/160） = kg； 元素氧化損失 = kg； （見表 36） 吹損總量 = + + + = kg； 鋼水量 = 100 – = kg 氧氣消耗量計算 1）元素氧化耗氧 = kg； （見表 ）； 2）煙塵鐵氧化耗氧 = 100%（ 77%16/72 + 20%48/160） = kg； 3) 爐襯中碳氧化耗氧 = kg； （見表 下）。 4）爐襯侵蝕量： 轉爐爐襯在爐渣作用下，將被侵蝕和沖刷進入渣中，本設計中取鐵水量的 %，即 100% = kg ,其成分質量計算見表 （質量計算中各成分質量百分數見表 ）。 渣量及其成分計算 （ 1）鐵水中元素氧化量 鐵水中各元素的氧化量見表 。kg1 液（氣）態(tài)平均熱 /kJ 95％100%537510100％連鑄鋼水量 合格鑄坯鑄坯收得率 ?????η 轉爐容量和座數的確定 按轉爐 ―一吹一 ‖方案考慮，年出鋼爐數為： 間煉一爐鋼的平均冶煉時 轉爐作業(yè)率年日歷時間間煉一爐鋼的平均冶煉時 年煉鋼時間年出鋼爐數 ????? 11 12803爐39 95%6024365間煉一 爐鋼 的平 均冶 煉時 轉爐 作業(yè) 率6024365 ????????? ＝37 爐95%365 12803轉爐作業(yè)率年日歷天數 年出鋼爐數每天出鋼爐數 ???? ＝年出鋼爐數年產鋼水量平均爐產鋼水量 ??? 根據上面計算結果并參照轉爐系列 ， 為了減少車間內的設備互相干擾，爐子座數不宜太多，但必須保持車間內始終有固定數目的爐子在吹煉，以發(fā)揮生產潛力。假定鐵水預處理比 100%，金屬平衡見表 所示。 （ 4）目前正處于 西部大開發(fā)時期。為了充分利用當地資源條件促進其他部門的發(fā)展，在攀枝花附近建立一個鋼廠是很迫切的。 節(jié)能環(huán)保技術 （ 1）減少水的用量和廢水的排放，串級供水技術進行水的循環(huán)利用等。 （ 3）復吹轉爐強化冶煉技術 。 國外在轉爐煉鋼中研究出了許多新的加強熔池攪拌的方法以提高熔池攪拌強度。由于 激烈的市場競爭和日益嚴格的環(huán)保要求，要求企業(yè)必須在充分保護環(huán)境的同時，不斷降低生產成本 ，以提高競爭力 [1]。 關鍵詞： 轉爐 煉鋼 ；物料平衡；熱平衡 ；工藝流程 II ABSTRACT The design briefly described the development trends of converter steelmaking technology. According to the demand of the design explanation bined the knowledge of metallurgy subject learned before to design an annual output of tons of converter steel mill slab qualified. Two BOF blowing converters with the capacity of 250t have been selected. It choosed the process flow which is advanced and possess greater space for development: Molten iron pretreatment ? Converter ? Refining ? Continuous casting. In order to improve the quality of steel and keep with the needs of highefficiency continuous casting, workshops are provided with LF, VD and RH refining device. Computer being operated automatically control the technological process of whole plant dynamically and satirically. The design includes: the balance of material and quantity of heat。根據設計說明書要求，結合本專業(yè)所學理論知識設計一座年產 510 萬 t 合格鑄坯的轉爐煉鋼車間。除此之外，本設計不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作 品成果。主要設計內容包括：物料平衡與熱平衡計算；轉爐爐型及氧槍設計；主要技術經濟指標的確定；廠房布置 。 Heat balance。 美國轉爐煉鋼技術特點是普遍采用鐵水脫硫、濺渣護爐 、鋼包爐精煉，并開發(fā)新的終點控制方法等。國內大力開展濺渣護爐技術的研究開發(fā)和推廣應用工作，使轉爐爐齡逐步提高到 30000 爐以上。中國寶鋼等大型鋼廠從德國引進的 CSP、 ISP 工藝流程逐漸走向成熟。 此外，隨著社會對潔凈鋼的生產需求日益提高，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價生產純凈鋼的生產體系 [5]。h，為全國的 倍，四川省的 4 倍，攀西地區(qū)的 倍。 表 產品方案 鋼 種 連鑄坯產量 /(萬 t一般非作業(yè)天數波動在 10～ 35 天，即作業(yè)率為 90%～ 97%。 表 鐵水、廢鋼成分（ %） 原料 C Si Mn P S 溫度 /℃ 鐵水 1300 廢鋼 25 表 渣料和爐襯材料成分（ %） 種類 CaO SiO2 MgO Al2O3 S P CaF2 FeO Fe2O3 燒減 H2O C 石灰 88 礦石 螢石 白云石 爐襯 表 各材料的熱容 項目 固態(tài)平均熱容 /kJ （ 2） 支出項：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。 表 礦石加入量及成分 成分 質量 /kg 成分 質量 /kg Fe2O3 1% = FeO 1% = SO2 1% = Al2O3 1% = CaO 1%= MgO 1% = S 1%≈ H2O 1% = 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 9 其中： [S]+(CaO)=(CaS)+[O] （ CaS）生成量 = 72/32≈ kg 消耗 CaO 量 = 56/32≈ kg 2） 螢石加入量 ： 根據冶金局（部）轉爐操作規(guī)程，并參考《煉鋼工藝學》，取螢石加入量 4 kg/t，在本設計中，即為： 4= kg，其成分質量計算見表. (質量計算中各成分質量百分數見表 ) 表 螢石加入量及成分 成分 質量 /kg 成分 質量 /kg CaF2 % = MgO % = SiO2 6% = P % = Al2O3 % = S %≈(忽略 ) H2O 2% = 其中： 2[P]+5/2O2=P2O5 (P2O5)生成量 = 142/62 = kg 3）白云石加入量 ： 為了提高轉爐壽命，采用白云石造渣，控制渣中 w（ MgO）在 6% ~ 8%范圍內。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 由于礦石和白云石中帶入部分（ FeO）和（ Fe2O3） ，其含量參見表 和 ，實際鐵氧化物為： （ FeO） = = ；其值列入表 。自由 O2約占爐氣總量的 %，即以上氣體占爐氣總量的 %，則爐氣總量為： （ + + + + ） /% = m3 自由 O2量為 % = m3，其質量為 32/ = kg。在本設計中，取吹煉熱損失為熱量總收入的 5%，所以吹煉過程熱損失為：5% =。 轉爐爐容比與高寬比 爐容比 爐容比 （ V/T） 是轉爐有效容積與公容量的比值，主要與供氧強度有關。 熔池體積 CV = G / T=250/= 3m 則熔池深度： 2 30 D DVh ?? 池 爐帽尺寸 爐帽傾角 a 傾角過小，爐帽內襯不穩(wěn)定，容易倒塌；過大則出鋼時容易鋼渣混出和從爐口大量流渣。 （ 1） 出鋼口中心線水平傾角 ? 為了縮短出鋼口長度，以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉爐出鋼口中心線水平傾角趨于減小，本設計中取 ? = 20176。 表 轉爐爐襯厚度取值 爐襯各部分名稱 厚度取值 /mm 爐 帽 永久層 140 工作層 600 爐身（加料側） 永久層 140 工作層 800 爐身（ 出鋼側） 永久層 140 工作層 700 爐 底 永久層 400 工作層 620 爐殼 爐殼由鋼板制成，常用材質有 16Mn 、 15MnTi 、 14MnNb 等。由于爐帽，特別是爐口受高溫作用易變形，所以普遍采用水冷爐口。因爐襯修砌本設計采用上修法，所以爐身與爐底的聯結采用固定式。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 第 5 章 氧槍及底部供氣構件設計 氧槍設計 氧槍由噴頭、槍身和尾部結構三部分組成。