【正文】 本設(shè)計(jì)鋼種采用鋼包內(nèi)脫氧，即在出鋼過程中將全部合金加到鋼包內(nèi)，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(diǎn)控制和出鋼 終點(diǎn)控制是轉(zhuǎn)爐吹煉末期的重要操作。在鐵水溫度較低時，應(yīng)先提溫，待溫度上升后，再提槍化渣。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(qiáng)。 當(dāng)鐵水中含磷較高并假定金屬料中含磷量的 90％氧化進(jìn)入爐渣，則石灰加入量按下式計(jì)算： 石灰加入量＝ 1000R本設(shè)計(jì)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(dá) 25%~30%，促進(jìn)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(yīng)使底吹和頂吹產(chǎn)生的熔池環(huán)流運(yùn)動同向，且使熔池?cái)嚢杈鶆驎r間最短，以此獲得最佳的攪拌效果。 本設(shè)計(jì)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(nèi) 側(cè)進(jìn)入，經(jīng)噴頭頂部轉(zhuǎn)彎 180176。擴(kuò)散段的半錐角為 4176。其計(jì)算根據(jù)物料平衡求得，如前面的計(jì)算結(jié)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(shù) Ma 與噴孔數(shù)。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(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層。其特點(diǎn)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(shè)計(jì)中不設(shè)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(xiàng)目 熱量 /kJ % 項(xiàng)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(jì) 100 共計(jì) 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(dá)到 kg，（ +），即使用 100kg 鐵水、 廢鋼可以生產(chǎn)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(xué)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(jì)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(zhuǎn)爐爐襯在爐渣作用下，將被侵蝕和沖刷進(jìn)入渣中，本設(shè)計(jì)中取鐵水量的 %，即 100% = kg ,其成分質(zhì)量計(jì)算見表 （質(zhì)量計(jì)算中各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)見表 ）。 渣量及其成分計(jì)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(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 按轉(zhuǎn)爐 ―一吹一 ‖方案考慮，年出鋼爐數(shù)為： 間煉一爐鋼的平均冶煉時 轉(zhuǎn)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(shù) ????? 11 12803爐39 95%6024365間煉一 爐鋼 的平 均冶 煉時 轉(zhuǎn)爐 作業(yè) 率6024365 ????????? ＝37 爐95%365 12803轉(zhuǎn)爐作業(yè)率年日歷天數(shù) 年出鋼爐數(shù)每天出鋼爐數(shù) ???? ＝年出鋼爐數(shù)年產(chǎn)鋼水量平均爐產(chǎn)鋼水量 ??? 根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果并參照轉(zhuǎn)爐系列 ， 為了減少車間內(nèi)的設(shè)備互相干擾，爐子座數(shù)不宜太多，但必須保持車間內(nèi)始終有固定數(shù)目的爐子在吹煉，以發(fā)揮生產(chǎn)潛力。假定鐵水預(yù)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(dāng)?shù)刭Y源條件促進(jìn)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(shù) （ 1）減少水的用量和廢水的排放，串級供水技術(shù)進(jìn)行水的循環(huán)利用等。 （ 3）復(fù)吹轉(zhuǎn)爐強(qiáng)化冶煉技術(shù) 。 國外在轉(zhuǎn)爐煉鋼中研究出了許多新的加強(qiáng)熔池?cái)嚢璧姆椒ㄒ蕴岣呷鄢財(cái)嚢鑿?qiáng)度。由于 激烈的市場競爭和日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，要求企業(yè)必須在充分保護(hù)環(huán)境的同時，不斷降低生產(chǎn)成本 ，以提高競爭力 [1]。 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)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(jù)設(shè)計(jì)說明書要求，結(jié)合本專業(yè)所學(xué)理論知識設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 510 萬 t 合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間。除此之外，本設(shè)計(jì)不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作 品成果。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：物料平衡與熱平衡計(jì)算；轉(zhuǎn)爐爐型及氧槍設(shè)計(jì)；主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定；廠房布置 。 Heat balance。 美國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)特點(diǎn)是普遍采用鐵水脫硫、濺渣護(hù)爐 、鋼包爐精煉，并開發(fā)新的終點(diǎn)控制方法等。國內(nèi)大力開展濺渣護(hù)爐技術(shù)的研究開發(fā)和推廣應(yīng)用工作，使轉(zhuǎn)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(jìn)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(chǎn)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(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系 [5]。h，為全國的 倍，四川省的 4 倍，攀西地區(qū)的 倍。 表 產(chǎn)品方案 鋼 種 連鑄坯產(chǎn)量 /(萬 t一般非作業(yè)天數(shù)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(xiàng)目 固態(tài)平均熱容 /kJ （ 2） 支出項(xiàng)：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(zhì)量 /kg 成分 質(zhì)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jù)冶金局（部）轉(zhuǎn)爐操作規(guī)程，并參考《煉鋼工藝學(xué)》，取螢石加入量 4 kg/t，在本設(shè)計(jì)中，即為： 4= kg，其成分質(zhì)量計(jì)算見表. (質(zhì)量計(jì)算中各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)見表 ) 表 螢石加入量及成分 成分 質(zhì)量 /kg 成分 質(zhì)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(zhuǎn)爐壽命，采用白云石造渣，控制渣中 w（ MgO）在 6% ~ 8%范圍內(nèi)。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)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(zhì)量為 32/ = kg。在本設(shè)計(jì)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(zhuǎn)爐爐容比與高寬比 爐容比 爐容比 （ V/T） 是轉(zhuǎn)爐有效容積與公容量的比值，主要與供氧強(qiáng)度有關(guān)。 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(nèi)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(zhuǎn)爐出鋼口中心線水平傾角趨于減小，本設(shè)計(jì)中取 ? = 20176。 表 轉(zhuǎn)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(cè)） 永久層 140 工作層 800 爐身（ 出鋼側(cè)） 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(zhì)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(shè)計(jì)采用上修法，所以爐身與爐底的聯(lián)結(jié)采用固定式。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第 5 章 氧槍及底部供氣構(gòu)件設(shè)計(jì) 氧槍設(shè)計(jì) 氧槍由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成。