【正文】 元素氧化熱和成渣熱爐渣物理熱其中C氧化廢鋼吸熱 Si氧化爐氣物理熱 Mn氧化煙塵物理熱 P氧化渣中鐵珠物理熱 Fe氧化噴濺金屬物理熱 SiO2成渣輕燒白云石分解熱 P2O5成渣熱損失煙塵氧化熱爐襯中碳的氧化熱合 計合 計應(yīng)當指出，加入鐵合金進行脫氧和合金化，會對熱平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定得影響。熱支出項包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；爐塵物理熱；爐氣物理熱；渣中鐵珠物理熱；噴濺物(金屬)物理熱；輕燒白云石物理熱；熱損失；廢鋼吸熱。熱收入項包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。kg1218272209209209液態(tài)或氣態(tài)平均熱容/ kJ其加入量W1為: 焦粉生成的產(chǎn)物如下：炭燒損量/Kg耗氧量/Kg氣體量/Kg成渣量/Kg碳入鋼量/Kg%25%=+(+)%=%=%=由上述計算可得冶煉過程(即脫氧和合金化后)。 未加廢鋼時的物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/ kg%項目質(zhì)量/Kg%鐵水100．00鋼水石灰爐渣螢石爐氣生白云石噴濺爐襯煙塵氧氣渣中鐵珠合計合計注：計算誤差為（）/%=%。； GS—不計自由氧的氧氣消耗量，Kg。③ω(Fe2O3)=5%=。氧氣實際耗量系消耗項目與供入項目之差。表21 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設(shè)定值類別成分含量%CSiMnPS鋼種Q235A設(shè)定值≤≤鐵水設(shè)定值廢鋼設(shè)定值終點鋼水設(shè)定值痕跡表22 原材料成分類別成分%CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5SCO2H2OC灰分揮發(fā)分石灰螢石生石灰石爐襯焦炭 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）類別成分含量/回收率/%CSiMnAlPSFe硅鐵—錳鐵—注：上表中的C中10%于氧生成CO2。供氣元件為雙套管，中心吹O2，外層吹CONAr及天燃氣作保護；（3）頂?shù)状笛?、噴加燃料法：該技術(shù)指頂吹氧、底吹或側(cè)吹氧，同時底噴或加入燃料，屬于增加廢鋼型的復(fù)吹方法。1978年，盧森堡阿爾蓖德貝爾瓦廠首先開發(fā)出頂吹氧、底吹惰性氣體的復(fù)合吹煉方法，即LBE法，且很快在西歐、北美迅速推廣。這是因為氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法顯示出許多優(yōu)于頂吹法之處，可歸納為：1）熔池攪拌力強，相當或大于頂吹法的10倍，因此，熔池的成分、溫度均勻、操作平穩(wěn)，且可防止噴濺和金屬損失。1975年法國和盧森堡又開發(fā)成功頂?shù)讖?fù)合吹煉的轉(zhuǎn)爐煉鋼法。按吹煉采用的氣體，分為空氣轉(zhuǎn)爐和氧氣轉(zhuǎn)爐。對20世紀50～60年代國際上開發(fā)投產(chǎn)并迅速推廣的氧氣轉(zhuǎn)爐、連鑄、鋼水爐外精煉和鐵水預(yù)處理等新工藝、新技術(shù)國內(nèi)遲遲未能大量采用。在這種情況下，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝流程發(fā)生了很大變化。由于它 比頂吹和底吹法都更優(yōu)越，加上轉(zhuǎn)爐復(fù)吹現(xiàn)場改造比較容易，使之幾年時間就在全世界范圍得到普遍應(yīng)用，有的國家（如日本）已基本上淘汰了單純的頂吹轉(zhuǎn)爐。 其實130年以前貝斯麥發(fā)明底吹空氣煉鋼法時，就提出了用氧氣煉鋼的設(shè)想，但受當時條件的限制沒能實現(xiàn)。非金屬料是在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中為了去除磷、硫等雜質(zhì)，控制好過程溫度而加入的材料。主要技術(shù)指標(或研究目標)畢業(yè)設(shè)計說明書一份（包括英文資料的中文翻譯）設(shè)計圖紙三張 1)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐爐型圖 1＃2)年產(chǎn)260萬噸良坯三吹二型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間工藝平面布置圖　1＃3）年產(chǎn)260萬噸良坯三吹二型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間剖視圖 1＃教研室意見教研室主任（專業(yè)負責人）簽字： 2014年03月12日說明：一式兩份，一份裝訂入學生畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)，一份交學院（直屬系）。關(guān)鍵詞：氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，物料平衡和熱平衡,爐型，氧槍,連鑄,煉鋼車間AbstractThe design introduced BOF steelmaking and the progress of home and material and heat balance,calculated nominal capacity 120 tons by annual production,designed furnace and oxygen to steel species determined the method and layout of secondary refining,the select of continuous casting equipment,under the calculation and the and,handled flue gas cleaning and recovery.Key words:oxygen lance,heat and material balance,furnace,oxygen lance,continuous casting,making workshop第1章 緒論 轉(zhuǎn)爐煉鋼（converter steelmaking）是以鐵水、廢鋼、鐵合金為主要原料，不借助外加能源，靠鐵液本身的物理熱和鐵液組分間化學反應(yīng)產(chǎn)生熱量而在轉(zhuǎn)爐中完成煉鋼過程。但由于此法不能去除硫和磷，因而其發(fā)展受到了限制。1970年后，由于發(fā)明了用碳氫化合物保護的雙層套管式底吹氧槍而出現(xiàn)了底吹法，各種類型的底吹法轉(zhuǎn)爐（如OBM，QBOP，LSW等）在實際生產(chǎn)中顯示出許多優(yōu)于頂吹轉(zhuǎn)爐之處，使一直居于首位的頂吹法受到挑戰(zhàn)和沖擊。當達到吹煉終點時，提槍倒爐，測溫和取樣化驗成分，如鋼水溫度和成分達到目標值范圍就出鋼。這一流程以設(shè)備大型化、現(xiàn)代化和連續(xù)化為特點。集成創(chuàng)新階段：20世紀90年代中期國內(nèi)開始學習并引進美國濺渣護爐技術(shù)，通過不斷的技術(shù)再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新形成了具有中國特色的濺渣護爐技術(shù)，在全國廣泛推廣，獲得巨大成績。空氣吹煉的轉(zhuǎn)爐鋼，因含氮量高，質(zhì)量不如平爐鋼，且原料有局限性，又不能多配廢鋼，未能像平爐那樣在世界范圍內(nèi)廣泛采用。與電爐煉鋼相比，該方法具有以下優(yōu)點：1）生產(chǎn)率高；2）對鐵水成分的適應(yīng)性強；3）廢鋼使用量高；4）可生產(chǎn)低硫、低磷、低氮、及地雜質(zhì)鋼等；5）可生產(chǎn)幾乎所有主要鋼品種。然而，氧氣底吹轉(zhuǎn)爐也存在一些自身難以克服的缺點，如：1）由于熔池上方形成不了類似頂吹法時的熔狀區(qū)，因此，脫磷困難?？梢哉f，到80年代末，復(fù)吹煉鋼法已取代頂吹法而成為轉(zhuǎn)爐煉鋼的主流。第2章 煉鋼過程的物料平衡和熱平衡計算煉鋼過程的物料平衡和熱平衡計算是建立在物質(zhì)與能量守恒的基礎(chǔ)上的[3]。 計算步驟以100Kg鐵水為基礎(chǔ)進行計算。因設(shè)定的終渣堿度R=；故石灰的加入量為：[RΣω(SiO2) Σω(CaO)]/ [ω(CaO石灰)Rω(SiO2石灰)]=(%%)= ② (石灰中CaO含量)(石灰中S→CaS消耗的CaO量)。 爐氣中含有CO、CONSO2和H2O。體積分數(shù)/%COCO2SO2H2OO2①①N2②②合 計① %=179。 加入廢鋼的物料平衡表（以100Kg（鐵水+廢鋼）為基礎(chǔ)）收 入支 出項 目質(zhì)量/kg%項 目質(zhì)量/kg%鐵 水鋼 水廢 鋼爐 渣石 灰爐 氣螢 石噴 濺輕燒生白云石煙 塵爐 襯渣中鐵珠氧 氣合 計合 計第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。 計算所需原始數(shù)據(jù)計算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（）；物料平均熱容（）；反應(yīng)熱效應(yīng)（）；溶入鐵水中的元素對鐵熔點的影響（）。kmol1△H/kJ 元素氧化熱和成渣熱反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kJ反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kJC→CO=Fe→Fe2O36460=C→CO234834=P→P2O518980=Si→SiO229202=P2O5→4CaO）（式中，50、50和70分別為出鋼過程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后包括精煉處理等過程中的溫降和過熱度。因此對于本設(shè)計中的兩種鋼種的熱平衡計算步驟和結(jié)果是基本相同的。 由于筒球型爐型形狀簡單，砌磚方便，爐殼容易制造，被國內(nèi)外大、中型轉(zhuǎn)爐普遍采用。代入數(shù)值得爐次/年在選定轉(zhuǎn)爐公稱容量和轉(zhuǎn)爐工作制后，即可計算出車間的年產(chǎn)鋼水量：式中：W—車間年產(chǎn)鋼水量，t； n—車間經(jīng)常吹煉爐座數(shù)，本設(shè)計采用“二吹二”工作制，所以n=2； N—每一座吹煉爐的年出鋼爐數(shù)； q—轉(zhuǎn)爐公稱容量，t。 ：球缺體半徑 球缺體高度 2. 爐身尺寸的確定 轉(zhuǎn)爐爐帽以下，熔池面以上的圓柱體部分稱為爐身，其直徑與熔池直徑是一致的故需確定的尺寸是爐身高度H身。 （2）爐口直徑d。轉(zhuǎn)爐爐容比主要與供氧強度有關(guān)，與爐容量關(guān)系不大。取θ1=15176?！Ｆ渲饕δ苁菧p輕爐襯受熱膨脹時對爐殼產(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層，也有的轉(zhuǎn)爐不設(shè)填充層。第4章 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計氧槍由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成（圖4－1）。本設(shè)計取60 m3/t。在氧流量一定的條件下，爐膛壓力與氧槍槍位、轉(zhuǎn)爐內(nèi)泡沫渣的高度和濃度有關(guān)，也會隨一個爐役期內(nèi)轉(zhuǎn)爐容量的變化而變化。10176。(7)噴孔形狀一個氣動特性良好的超音速噴管的內(nèi)形狀是一個具有許多不同曲率半徑的復(fù)雜曲面，其設(shè)計和加工都是一個相當復(fù)雜的過程。擴張段長度可由公式求得： 式中 —擴張段長度，mm； —噴孔出口直徑，mm； —噴孔喉口直徑，mm； —噴孔擴張段半錐角，(176。參照同類轉(zhuǎn)爐氧槍使用情況，對于120t轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)取5孔，能保證氧氣流股有一定的沖擊面積與沖擊深度，熔池內(nèi)盡快形成乳化區(qū)，減少噴濺，提高成渣速度和改善熱效率。般取3～10mm。為宜。中心管管徑是向噴頭輸送氧氣的通道，其直徑主要取決于氧氣在管道內(nèi)的流量與流速。又中心氧管外徑，則進水環(huán)縫截面積： 出水環(huán)縫面積： 中層管內(nèi)徑： 式中 ——中層管內(nèi)徑，m；——內(nèi)層管外徑，m；——進水環(huán)形通道截面，m；——高壓冷卻水進口流量，m/s；——高壓冷卻水進水流速，一般選用5～6m/s。氧槍升降裝置一般都垂直布置于轉(zhuǎn)爐的上方，其結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，換槍迅速。在車間設(shè)計時，應(yīng)考慮富強升降和更換探頭的空間。比如采用連鑄的轉(zhuǎn)爐車間，尤其是全連鑄車間，往往都選用LF或其他加熱型精煉裝置?；蛘咭蜾撍|(zhì)量要求不同，在同一線路上有選擇地通過幾個精煉環(huán)節(jié)，得到需要的成品鋼水。為保護水冷構(gòu)件和減少冷卻水帶走熱量，在水冷爐蓋的內(nèi)表面襯以搗制耐火材料，下部還掛鑄造的保護擋板，以防鋼液激烈噴濺，粘結(jié)爐蓋，使爐蓋與鋼包邊緣焊死，無法開啟。同時可以加入合金微調(diào)成分。這種使高溫鋼水直接澆鑄成鋼坯工藝稱為連續(xù)鑄鋼，簡稱連鑄[8]。連鑄機（由于弧形連鑄機應(yīng)用最為廣泛，所以以下論述都是指弧形連鑄機）的主要工藝參數(shù)包括鋼包允許的最大澆注時間、鑄坯斷面、拉坯速度、流數(shù)、冶金長度、弧形半徑等。大方坯和小方坯用來軋成線材、型材、帶材，園坯或方坯軋成管材，板坯軋成薄板，中厚板及帶材。 拉坯速度 拉坯速度是以連鑄機每一流每分鐘拉出鑄坯的長度來表示m/min。mm/min，其值與鋼種、鑄坯形狀、結(jié)晶器長度和結(jié)構(gòu)、冷卻制度等因素有關(guān)。 鑄坯的液相深度和冶金長度 (1) 鑄坯的液相深度 鑄坯在連鑄機內(nèi)是邊運動邊凝固，在凝固內(nèi)形成了很長的液相穴。在帶液芯的矯直條件下，則指結(jié)晶器鋼液面至拉矯機最后一對拉矯輥中心的長