【正文】 料平衡和熱平衡計(jì)算 15 15 15 15 16 16（認(rèn)為25℃與煉鐵溫度下兩者數(shù)值近似） 16 17 物料平衡計(jì)算 17 17 礦石及煙塵中的鐵量和氧量的計(jì)算 22 爐氣成分及重量的計(jì)算見(jiàn)表214 22 未加廢鋼時(shí)氧氣的消耗量的計(jì)算見(jiàn)表215 23 鋼水量計(jì)算 24 未加廢鋼時(shí)的物料平衡表見(jiàn)表216 24 熱平衡計(jì)算（取冷料為25℃） 24 熱收入項(xiàng) 24 熱支出項(xiàng) 25 熱平衡表見(jiàn)表217 26 加入廢鋼后的物料平衡計(jì)算 27 加入廢鋼的物料平衡計(jì)算 273 車(chē)間主體設(shè)備的設(shè)計(jì) 30 轉(zhuǎn)爐爐型的設(shè)計(jì) 30 原始數(shù)據(jù) 30 爐容比 30 熔池尺寸的計(jì)算 30 爐帽尺寸的確定 31 爐身尺寸的確定 32 出鋼口尺寸確定 32 爐襯厚度確定 32 爐殼厚度確定 32 驗(yàn)算高寬比 33 轉(zhuǎn)爐主要參數(shù) 33 噴頭及氧槍的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 噴頭參數(shù)的選擇 33 氧槍槍身設(shè)計(jì) 35 氧槍的升降機(jī)構(gòu)與更換裝置 38 氧槍的升降機(jī)構(gòu) 38 升降卷?yè)P(yáng)機(jī)變速方式 39 升降小車(chē)和固定導(dǎo)軌 39 安全裝置 39 氧槍更換裝置 40 連鑄機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 40 鋼包允許澆鑄時(shí)間 40 鑄坯斷面的選擇 40 理論拉速與工作拉速的確定 41 冶金長(zhǎng)度的計(jì)算 42 連鑄機(jī)圓?。ㄍ饣。┌霃降挠?jì)算R 43 連鑄機(jī)的流數(shù)的計(jì)算 44 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 44 盛鋼桶的計(jì)算 46 46 鋼包需要量計(jì)算 49 鋼包質(zhì)量計(jì)算 49 RH精煉 51 處理容量 51 處理時(shí)間 51 循環(huán)因數(shù) 52 循環(huán)流量 52 真空度 53 真空泵的抽氣能力 53 鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 中間包的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 55 中間包的作用 55 中間包的形狀與構(gòu)造 55 中間包小車(chē) 58 結(jié)晶器的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)內(nèi)型 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 59 結(jié)晶器的振動(dòng)與振動(dòng)裝置 60 二次冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 61 二次冷卻裝置 61 噴水冷卻系統(tǒng)。冶煉鋼種及化學(xué)成分（見(jiàn)表112）主要鋼種：IF鋼表 11 IF的化學(xué)成分(%)CSiMnPS~~~～ ～ AlNTiNbO～ ～ ～ ～ ≤其他鋼種的化學(xué)成分表 12 其他鋼種牌號(hào)及化學(xué)成分（%）鋼種CSiMnPSQ235（碳素結(jié)構(gòu)鋼）~≤~≤≤X80（管線鋼）~~~≤≤E36(船板鋼)≤≤≤≤09CuPNi(耐候鋼)～～～各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例如下表：表 13各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例品種鋼號(hào)產(chǎn)品比（%）產(chǎn)量（t）汽車(chē)板IF25碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2352079管線鋼X802079船板鋼E362079耐候鋼09CuPNi15（IF鋼）的介紹IF鋼(Interstitial Free Steel), 又叫無(wú)間隙原子鋼, 是繼沸騰鋼與鋁鎮(zhèn)靜鋼之后自動(dòng)化工業(yè)廣泛應(yīng)用的又一代深沖用鋼。因此, 緊跟汽車(chē)工業(yè)的最新發(fā)展趨勢(shì), 研究開(kāi)發(fā)新一代汽車(chē)用鋼, 必將成為我國(guó)鋼鐵工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究的重要發(fā)展方向。扒渣后鐵水包帶渣量厚度≤20 mm。船板鋼歷來(lái)由中厚板軋機(jī)軋制。%%, P≤%, S≤%, 出鋼［O］≤50ppm。在精煉后期, 利用其良好的動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)條件完成鋼水的深脫硫, %以下。中包覆蓋劑選用含MgO的堿性覆蓋劑B、D、E級(jí)船板保護(hù)渣選擇包晶鋼保護(hù)渣, E36級(jí)船板選擇中碳鋼保護(hù)渣使用塞棒水口控制中間包到結(jié)晶器的鋼流, 中間包內(nèi)留鋼810t停澆來(lái)控制中間包下渣實(shí)行恒拉速拉鋼, 斷面250mm1600mm時(shí), 。此類(lèi)一般不經(jīng)熱處理直接使用。X80管線鋼滿足了高等級(jí)發(fā)展的趨勢(shì), 具備了較高的強(qiáng)度, 具有良好的韌性、抗疲勞性能和抗斷裂性能, 同時(shí)具備了良好的焊接和加工性能[18], 適應(yīng)了我國(guó)輸油輸氣管道建設(shè)的使用環(huán)境和輸送介質(zhì)的要求, 在我國(guó)的管道建設(shè)工程中得到了應(yīng)用。因此X80管線鋼對(duì)鋼中的磷含量也有嚴(yán)格要求。這些耐候鋼均是以CuPCrNi或CuMnCr系為基礎(chǔ), 稱(chēng)為傳統(tǒng)耐候鋼, 其強(qiáng)度級(jí)別均較低。根據(jù)煉鋼產(chǎn)品方案, 同時(shí)參照同類(lèi)型車(chē)間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn), 選取平均先進(jìn)指標(biāo)連鑄坯的收得率為96%, 轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)天數(shù)為300天, 轉(zhuǎn)爐冶煉周期為40min進(jìn)行初步計(jì)算, 計(jì)算步驟如下：（1） 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量年需鋼水量 = 年需良坯量良坯收得率已知不同鋼種的連鑄薄板坯395104 t。轉(zhuǎn)爐進(jìn)鐵方式一般分為三種：魚(yú)雷罐車(chē)進(jìn)鐵方式, 混鐵爐進(jìn)鐵方式和鐵水罐直接進(jìn)鐵方式。（3） 鐵水罐直接進(jìn)鐵鐵水罐直接進(jìn)鐵是指高爐鐵水用鐵水罐車(chē)運(yùn)到煉鋼車(chē)間, 直接作為轉(zhuǎn)爐鐵水罐, 不再進(jìn)行倒罐?？s短冶煉時(shí)間, 提高鋼的質(zhì)量。噴吹法最大的缺點(diǎn)是, 動(dòng)力學(xué)條件差, 有研究表明, 在都使用CaO基脫硫劑的情況下, KR法的脫硫率是噴吹法的四倍。同氧氣頂吹法相比較, 底吹法的優(yōu)點(diǎn)是:吹煉過(guò)程平靜, 噴濺少, 金屬收得率提高, 殘錳量較高, 鐵合金消耗減少, 吹煉時(shí)間縮短, 生產(chǎn)率提高。煉鋼過(guò)程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。此外, 在鋼材的生產(chǎn)階段, 爐外精煉設(shè)備還具有良好的生產(chǎn)調(diào)節(jié)功能, 可以促進(jìn)煉鋼和連鑄生產(chǎn)的均衡性。3） 真空脫氣功能。（2） RH爐精煉RH法是將鋼水不斷地提升到真空室內(nèi)進(jìn)行脫氣、脫碳等反應(yīng), 然后回流到鋼包中。VOD爐沒(méi)有熱源, 一般不用造渣精煉。連鑄的優(yōu)越性：(1)提高綜合成材率(2)降低能耗(3)產(chǎn)品的均一性高、質(zhì)量好(4)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化。（4）水平連鑄機(jī)的特點(diǎn)：設(shè)備高度最低；鋼水無(wú)二次氧化, 鑄坯內(nèi)部質(zhì)量得到改善；鋼水在水平位置凝固成型, 不受彎曲矯直作用, 有利防止產(chǎn)生裂紋；結(jié)晶器與鑄坯間的潤(rùn)滑困難；能夠澆注小斷面鑄坯, 多澆鑄圓坯。表23 冶煉鋼種成分%CSiMnPSIF鋼~~~～ ～ 平均熱見(jiàn)表24。為簡(jiǎn)化計(jì)算, 物料平衡以100kg鐵水為計(jì)算基礎(chǔ)。具體的輕燒白云石成分及重量見(jiàn)表29。5）、石灰成分及重量的計(jì)算（）見(jiàn)表212表212石灰成分及重量石灰成分重量（kg）石灰成分重量（kg）CaO%=Al2O3%=SiO2%=S1%=MgO%=燒減2%=共計(jì)說(shuō)明：石灰加入量計(jì)算如下：取終渣堿度R=% CaO/%SiO2= (參煉鋼原理P167圖5—19)式中 Σ(SiO2) = (鐵水+爐襯+輕燒白云石+輕燒鎂球+礦石)中帶入=（++0093++）=(kg)Σ(CaO ) = (輕燒白云石+輕燒鎂球+爐襯+礦石—鐵水中S成渣消耗CaO量礦石中S成渣消耗CaO量）=（+++）=(kg)∴Q=%%= [kg]：2/3S以[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的形式反應(yīng), 其中：生成(CaS)重：2/3=[kg]生成[O]量為：2/3=[kg]消耗（CaO）量：2/3= [kg] 1/3S以[S]+O2=SO2的形式反應(yīng)而進(jìn)入爐氣, 其中：生成的SO2量為：1/3=[kg]消耗氧氣量為：1/3=[kg]。P2O5 = kJSi02→2Ca0即： WCaO=%MCaO247。⑶熔池其他尺寸的確定爐底球冠曲率半徑：R===球冠的弓形高度：h1===⑴爐口直徑d0：取d0===⑵爐帽傾角θ：取θ=640⑶爐帽高度H帽： H錐==取H口=400mm, 則整個(gè)爐帽高度為：H帽= H錐+H口=+=在爐口處設(shè)置水箱式水冷爐口。內(nèi)型有效高度mmH內(nèi)11798出鋼口長(zhǎng)度mm1407爐容比m3/tV/T爐帽厚mm/750熔池直徑mmD5363爐身厚mm/915爐殼內(nèi)徑mmD殼7193爐底厚mm/1025熔池深度mmh1585爐殼鋼板厚mmσ75/65 噴頭參數(shù)的選擇氧流量=605 m3/min 噴頭的選擇出口馬赫數(shù)為M=, 選擇四孔噴頭, 噴頭角度為120。在40~50m/s之間, 符合要求。冶煉過(guò)程中氧槍在爐口以上應(yīng)快速升降, 以縮短冶煉周期；當(dāng)氧槍進(jìn)入爐口一下時(shí)則應(yīng)慢速升降, 以便準(zhǔn)確控制槍位來(lái)控制熔池反應(yīng)。當(dāng)氧槍經(jīng)過(guò)此點(diǎn)時(shí), 氧氣能自動(dòng)切斷；當(dāng)氧氣壓力或冷卻水壓力低于給定值時(shí), 氧槍能自動(dòng)提升；車(chē)間臨時(shí)停電時(shí)由可能利用手動(dòng)控制, 使氧槍自動(dòng)提升。電動(dòng)機(jī)變速在安全上不如雙電動(dòng)機(jī)行星差動(dòng)減速器變速。單卷?yè)P(yáng)型升降機(jī)構(gòu), 一般使用安裝在轉(zhuǎn)爐跨最高平臺(tái)上的橫移小車(chē)換槍。為了使鋼包內(nèi)的鋼液不致因散熱太多而形成包底檸殼, 又能充分發(fā)揮其延長(zhǎng)澆鑄時(shí)間的潛力, 保證澆鑄的順利進(jìn)行, 必須適當(dāng)?shù)拇_定不同容量的鋼包允許澆鑄時(shí)間。理論拉速：實(shí)際上, 連鑄機(jī)的最大拉速取決于鑄坯出結(jié)晶器時(shí)不致發(fā)生變形或拉漏所需的最小坯殼厚度。（2）確定鑄坯完全凝固時(shí)所需要的凝固時(shí)間t。圖32鑄坯矯直的后的延伸（a）矯電前(b)矯直后②按進(jìn)入拉矯機(jī)第一對(duì)輥?zhàn)訒r(shí)鑄坯溫度≥900℃, 計(jì)算R鑄坯在700℃～900℃時(shí), 對(duì)大部分鋼種來(lái)說(shuō)是脆性口袋區(qū), 應(yīng)避免在此溫度范圍內(nèi)冷卻凝固, 達(dá)到900℃鑄坯溫度所需時(shí)間t：t=()2()+2=()2(5)+2= minV拉速t≤L冶金其中L冶金≈所以：R≥==；③按經(jīng)驗(yàn)式計(jì)算R=kD（對(duì)于板坯, k取41）所以R=41= m總上所述, 綜合考慮以上計(jì)算結(jié)果取鑄機(jī)的圓弧半徑R≥ m, 所以取R=10m。故連鑄澆注周期時(shí)間 T=35+8= min。（1）盛鋼桶容納鋼水量本設(shè)計(jì)盛鋼桶的額定容量為P=195t, 一般考慮應(yīng)有10%的過(guò)余裝量, 則鋼包內(nèi)鋼水實(shí)際容量為：P+==195= t （2）鋼包內(nèi)渣量出鋼時(shí)一般將爐內(nèi)熔渣極少部分隨鋼水傾入鋼包。即渣量為：(t)=(t)=195= （3）鋼包的容積根據(jù)鋼包實(shí)際容納金屬液與熔渣量計(jì)算容積。（3）連鑄坯收得率在連鑄生產(chǎn)過(guò)程中, 從鋼水到合格鑄坯有各種金屬損失, 它包括鋼包和中間包的殘鋼、鑄坯的切頭切尾、氧化鐵皮、短尺和缺陷鑄坯的報(bào)廢等。在一定操作工藝水平條件下, 當(dāng)連鑄機(jī)的斷面尺寸確定之后, 由于拉坯速度和鋼包允許澆注時(shí)間的限制, 若提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力, 則必須增加連鑄機(jī)的流數(shù), 以縮短澆注時(shí)間。則 （3）計(jì)算液心長(zhǎng)度 （4）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)度大于鑄坯的液相深度。② 確定達(dá)到需要的凝固時(shí)間t由凝固平方根定律, 得式中：——坯殼厚度, mm；——結(jié)晶器內(nèi)鋼液的凝固系數(shù)?！?==；實(shí)際的澆鑄時(shí)間要求小于最大澆鑄時(shí)間, 這里取為35min。橫移小車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式由液壓和電動(dòng)兩種, 采用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式較多, 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的構(gòu)件可分為絲桿和齒輪傳動(dòng)兩種。因此, 多傾向于采用雙電動(dòng)機(jī)行星差動(dòng)減速器。有兩種類(lèi)型：一種是單卷?yè)P(yáng)型氧槍升降機(jī)構(gòu)（圖31）, 這種機(jī)構(gòu)時(shí)采用間接升降方式, 及借助平衡來(lái)升降氧槍。應(yīng)保證氧槍升降平穩(wěn), 控制靈活, 操作安全, 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單, 便于維護(hù)。驗(yàn)算實(shí)際水速：=Vj在5~6m/s范圍內(nèi), 符合要求。求得dT==45mm取喉口長(zhǎng)度LT=20mm依據(jù)M=, 查等熵流表A出/A喉=d出==取半錐角為50, 則擴(kuò)張段長(zhǎng)度==~, 合適。故爐殼內(nèi)型高度為H殼內(nèi)=+=。88=% WMgO=%MMgO247。 熱支出項(xiàng)（1）鋼水物理熱鋼水熔點(diǎn)=1536一(65+5+30+25)一7=[℃]式中:625分別為鋼中元素C、Mn、P、S增加1%時(shí), 鋼水熔點(diǎn)降低值℃。故（Fe2O3）≈5%, (FeO) ≈10%7）、終渣成分及重量的計(jì)算見(jiàn)表213表213終渣成分及重量組成氧化產(chǎn)物量/kg石灰/kg礦石/kg輕燒白云石/kg輕燒鎂球/kg爐襯/kg共計(jì)/kg組成/%m(CaO) m(MgO)m(SiO2) m(P2O5)m(MnO)m(Al2O3) m(CaS) m(FeO)m(Fe2O3)總計(jì)100其中①=石灰中—石灰中S自耗m（CaO）=—≈②、③是元素被氧化成氧化鐵的質(zhì)量, 其質(zhì)量是這樣算出來(lái)的：表212中不計(jì)（Fe2O3）及（FeO）在內(nèi)的爐渣質(zhì)量為 m（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaS）=(++++++)=