【正文】 d2H 口 (49) =( ++)+ ? /4 =+= (5) 爐身尺寸確定 1) 出鋼口中心線水平傾角 ? 1 大型轉(zhuǎn)爐出鋼口角度 ? 1一般為 10176。爐襯設(shè)計(jì)值如下表。 取下限 60176。SiO2) P2O5+4(CaO)=(4CaO *3 為由 CaO 還原出的氧量，計(jì)算方法同表 35 之注 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 石灰成渣 爐 襯 輕燒白云石 螢石成渣量 ① ② 總渣量 % 100 *總渣量計(jì)算如下：因?yàn)楸?38 中除 FeO 和 Fe2O3 發(fā)外的渣量為 ：+++++++=， 而終渣 ∑（ FeO） =12%(表 34)， 故總渣量為： ()%= ① (FeO)量 =%= 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ② (Fe2O3)量 =4 .8%= 第三步：計(jì)算爐氣及其成分表 39， 311 1) 礦石 ,煙塵中的鐵及氧量：假定礦石中的 FeO、 Fe2O3全部被還原成鐵 ， 則有： 煙塵帶走鐵量 =(%56/72+%112/160)= 煙塵消耗氧量 =( %16/72+%48/160)= 其它造渣劑的 Fe2O3帶入量和氧量忽略不計(jì) 2) 爐氣成分、重量及體積 ① 當(dāng)前爐氣體積 V1由元素氧化和造渣劑帶入的氣體重量見下表 表 39 氣體來源及重量、體積 來源 鐵水 /kg 爐襯 /kg 輕燒白云石 /kg 石灰 /kg 螢石 合計(jì) 體積 /Nm3* CO CO2 SO2 H2O 合計(jì) V1= *氣體體積 =氣體重量 ② 當(dāng)前氧氣消耗重量及體積 表 310 氧氣消耗量 元素氧化 煙塵鐵氧化 爐襯碳氧化 石灰硫還原氧 合計(jì) 耗氧量 /kg 則當(dāng)前實(shí)際氧氣消耗的體積量： VO2=③ 爐氣總體積 Vg， 爐氣總體積為： Vg=元素氧化生成的體積 +水蒸氣的體積 +爐氣中自由體積 +爐氣中氮?dú)怏w積 即 Vg=V1+{O2}爐氣 V g+[VO2+{O2}爐氣 V g {N2}氧氣 /{O2}氧氣 ，式中 ， {O2}爐氣 為爐氣中自由氧含量， %； {N2}氧氣 為 氧氣中氮?dú)獬煞?； {O2}氧氣 為氧氣中氧氣成分。再技術(shù)改進(jìn)上也有優(yōu)勢(shì)。min)，冶煉周期從 50 分鐘 縮短到 30 分鐘 ，年鋼產(chǎn)量提高 100 萬 噸 ，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 2021 年，全國(guó)轉(zhuǎn)爐平劉偉平 ：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 150 萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 4 均爐齡 4674 爐。如寶鋼二煉鋼廠 250t 轉(zhuǎn)爐已實(shí)現(xiàn) 100% 鐵水預(yù)處理，其中 35%進(jìn)行預(yù)脫磷處理，處理后鐵水含硫量低于 ，含磷量低于 %。如果出鋼時(shí)帶少量渣 ， 渣中 P2O5 還原可使鋼水回 磷。 (7) 轉(zhuǎn)爐雙聯(lián)法脫磷 目前，單用 轉(zhuǎn)爐工藝磷含量可達(dá)到 ～ 。 (5) 川崎制鐵公司 LD—KGC 和 K—BOP 法 川崎制鐵公司開發(fā)出兩種不同類型的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，即 K—BOP 和 ID—KGC。 日本新日鐵采用預(yù)脫磷硫 － BOF－ 精煉 － CC 工藝生產(chǎn)海洋結(jié)構(gòu)用高級(jí)管線鋼，達(dá)到碳 ( %)、全氧 ( %)、氮 (%)、磷 (% )、硫 ( %)和氫 (%)之和為 % 。 2021 年我國(guó)梅山冶金公司 150t 轉(zhuǎn)爐引進(jìn)了 IBM 技術(shù)，運(yùn)行結(jié)果表明， IBM 法具有良好的脫磷能力。 (3) 頂吹氧氣 、底吹氧氣和燃料法。 1970～ 1990 復(fù)合吹煉 連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性提出更高要求。到 20 世紀(jì) 70 年代，底吹轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)能力達(dá)到 3000 萬噸。轉(zhuǎn)爐是目前國(guó)內(nèi)外最主要的煉鋼設(shè)備，世界上約有 600 座轉(zhuǎn)爐在運(yùn)行，約占全 球粗鋼產(chǎn)量的 60%。 plant dynamically。 本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 150 萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間，建有三座 60 噸頂?shù)讖?fù) 吹轉(zhuǎn)爐，采用 “ 三吹二 ” 操作，為提高鋼材質(zhì)量和高效連鑄的要求，車間建有 CASOB和 RH 真空處系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)要求 100%的連鑄比。鋼產(chǎn)量的增加，甚至是工藝方法的一些改善，都可以帶動(dòng)一筆可觀的利潤(rùn) 。 Continuous casting。而煉鋼是鋼鐵生產(chǎn)的主要工序，對(duì)降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大品種范圍具有決定性影響。 1968 年德國(guó)馬克西姆利安鋼廠又成功開發(fā)了氧氣底吹轉(zhuǎn) 爐。 表 11 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程 時(shí)間 特點(diǎn) 說明 1952～ 1970 大型化 以轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)為核心， “ 三吹二 ” 或 “ 二吹一 ” 模式，逐步完善轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備。這一方法屬于強(qiáng)化冶煉型，代表技術(shù)有： BSC—BAP、 LD—HC、SHB、 SIB— P 和 K—（ BP）等，歐洲和日本采用此法較多。此外， IBM 法曾出售給印度一家鋼廠，在生產(chǎn)實(shí)踐中也取得了良好的脫磷效果。 1990 年新日鐵向?qū)氫撦敵隽?(IJ)－ AB 技術(shù)。IB復(fù)合吹煉技術(shù)，擴(kuò)大了轉(zhuǎn)爐冶煉超低碳鋼種的范圍，同時(shí)獲得了良好的操作指標(biāo)。采用 NK—CB 復(fù)吹技術(shù)冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，金屬收得率可提高 ,鐵合金消耗有所降低，其中鋁降低 鋼， FeMn 降低 ；石灰消耗降低 3kg/t 鋼，轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)間可縮短 1min。采用雙聯(lián)法，第一座轉(zhuǎn)爐的爐渣扒掉，第二座轉(zhuǎn)爐出鋼后爐渣返回到第一座轉(zhuǎn)爐，用于下一爐次鐵水脫磷，使轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)磷含量達(dá) 。近幾年，由于潔凈鋼的需求日益增加，我國(guó)鐵水預(yù)處理迅速推廣，不少鋼廠已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 (2)轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉 我國(guó)轉(zhuǎn)爐通過應(yīng)用濺渣護(hù)爐技術(shù)，爐齡已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。min)提高到 (t (3) 吉安市貿(mào)易發(fā)達(dá)，進(jìn)出口條件優(yōu)惠，美，澳，日等多國(guó)在此均有貿(mào)易，有投資優(yōu)勢(shì) 。∑(SiO2)∑(CaO)]/(%CaO石灰 R%SiO2 石灰 ) (31) =(3)/(%3%) = *2 為 (石灰中 CaO 含量 )(石灰中 S→ CaS 的 CaO 量 )。C （ 4）煉鋼反應(yīng)熱效應(yīng) 劉偉平 ：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 150 萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 14 表 324 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 反應(yīng)類型 化學(xué)反應(yīng) 熱效應(yīng) kJ/kmol 熱效應(yīng) kJ/kg 組元 氧化反應(yīng) 成渣反應(yīng) 分解反應(yīng) [C]+1/2{O2}={CO} [C]+{O2}={CO2} [Si]+{O2}=(SiO2) {Mn}+{O2}=(MnO2) 2[P]+5/2{O2}=(P2O5) [Fe]+1/2{O2}=(FeO) 2[Fe]+3/2{O2}=(Fe2O3) (SiO2)+2(CaO)=(2CaO 轉(zhuǎn)爐爐型主要參數(shù) (1) 轉(zhuǎn)爐的熔爐比 (V/T) 轉(zhuǎn)爐工作容積與公稱噸位之比即為熔爐比 ， 我國(guó)推薦轉(zhuǎn)爐熔爐比為 ，大容量取下限 ， 我國(guó)已建容量為 300t 的熔爐比 V/T= (1) 轉(zhuǎn)爐的高徑比 轉(zhuǎn)爐的高徑比即為轉(zhuǎn)爐殼總高 H 總 和爐殼外徑 D 殼 之比 ， 我國(guó)推薦轉(zhuǎn)爐高徑比為， 大容量取下限 ， 這里取 H/D=， 經(jīng)計(jì)算取 ， 見 () (2) 熔池直徑 D V=k tG/ (43) D熔池直徑 m G新爐金屬裝入量 t t吹氧時(shí)間 min 這里取 18min k比例常數(shù) ， 取 所以 D= (44) (3) 熔池深度 h=(Vc+)/ (45) 熔池體積 Vc=G/ρ=60/= (其中 ρm =) (46) h=[+() 3]/() = 劉偉平 ：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 150 萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 18 (4) 爐帽尺寸確定 1) 爐口直徑 d d=(43～ 53)%D=50% (47) = 2) 爐帽傾角 ? φ 一般取 60～ 68176。 (2) 爐襯組成及確定厚度 通常爐襯由永久層，填充層和工作層組成。 ～ 20176。C 鐵水物理熱 QW=100[()+218+()] (37) = 2) 元素氧化熱及成渣熱 QY 由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)可算出 。 劉偉平 ：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 150 萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 12 表 318 鐵合金元素?zé)龘p量及產(chǎn)物量 類別 元素 燒損量 脫氧量 成渣量 爐氣量 進(jìn)入鋼中量 /kg 錳 鐵 C Mn Si P S Fe %15%= %85%= %20%= %80%= %25%= %75%= %= %= %= 合計(jì) 硅 鐵 Al Mn Si P S Fe %= %20%= %80%= 73%25%= 73%75%= %= %= %= 合計(jì) 總 計(jì) * * 的氧量為脫氧劑總脫氧量 終點(diǎn)鋼水含氧量可根據(jù)終點(diǎn) [C]=%和 [C][O]= 即 [O]=則出鋼時(shí)氧的重量 =%=， 此氧量還不能滿足脫氧劑的耗氧量 ， 其差值是由于出鋼時(shí)鋼水二次氧化所獲得的氧 。 表 32 原材料成分 成分 類別 CaO SiO2 Mg0 Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 燒堿 石灰 螢石 輕燒白云 爐襯 焦炭