【正文】 計(jì)算年出鋼爐數(shù) 每一座吹煉轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù) N 為： 11 236514401440 TT TN ???? (61) 式中 T1—— 每爐鋼的平均冶煉時(shí)間， min，該數(shù)值可參考表 62；本設(shè)計(jì)第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 27 取 34min。 第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 29 第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是 20 世紀(jì) 70 年代中、后期，開始研究的一項(xiàng)新煉鋼工藝。 (2) 高徑比 轉(zhuǎn)爐高徑比，通常取 ～ 。 本設(shè)計(jì)取高徑比： 。 綜合以上特點(diǎn)選用轉(zhuǎn)爐爐型為錐球型 (適用于中小型轉(zhuǎn)爐見圖 71)。 表 62 氧氣轉(zhuǎn)爐平均冶煉時(shí)間 公稱容量 /t ＜ 30 30~100 ＞ 100 備注 平均供氧時(shí)間 /min 12~16 14~18 16~20 平均冶煉時(shí)間 /min 28~32 32~38 38~45 計(jì)算年產(chǎn)鋼量 在選定轉(zhuǎn)爐公稱容量和轉(zhuǎn)爐工作制后，即可計(jì)算出車間的年產(chǎn)鋼水量： nNqW? (62) 式中 W—— 車間年產(chǎn)鋼水量， t； n—— 車間經(jīng)常吹煉爐座數(shù)； N—— 每一座吹煉爐的年出鋼爐數(shù)； q—— 轉(zhuǎn)爐公稱容量， t。所謂“ 二吹二 ”，就是保持二個(gè)轉(zhuǎn)爐 同時(shí) 生產(chǎn) 。 本章小結(jié) 鐵水預(yù)處理指鐵水進(jìn)入煉鋼爐之前所進(jìn)行的某種處理，可以分為普通鐵水和特殊鐵水預(yù)處理。可減少渣量和提高金屬收得率，并為轉(zhuǎn)爐冶煉品種鋼創(chuàng)造第 5 章 原料供應(yīng)及鐵水預(yù) 處理方案 25 條件。 鐵水預(yù)處理方案 鐵水預(yù)處理工藝方法主要有： (1) 機(jī)械攪拌法，有代表性的是日本開發(fā)的 KR 法； (2) 吹氣攪拌法，包括頂吹噴粉法和底吹法，目前頂吹噴粉法得到最廣泛的應(yīng)用，如 ATH、 TDS、 IRSID、 ISIDD 等法； (3) 喂絲法近年來開始得到應(yīng)用。 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 24 為保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)散狀料堆場。m3 廢鋼類型 料場內(nèi) 料斗內(nèi) 切屑及捆扎的輕廢鋼 ～ ～ 中型廢鋼 ～ ～ 重廢鋼 生廢鋼 廢鋼入爐一般通過廢鋼料斗，由普通吊車像兌水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。 對外形尺寸和單重過大的廢鋼，應(yīng)預(yù)先進(jìn)行 解體和切割，單塊廢鋼的單重應(yīng)小于 噸，最大廢鋼邊長應(yīng)小于 倍爐口直徑，應(yīng)盡量減少輕薄廢鋼入爐用量。 混鐵車的形狀可保證有較小的熱損失。采用混鐵爐時(shí)能保持鐵水成分和溫度均勻穩(wěn)定，有利轉(zhuǎn)爐吹煉。本計(jì)算取 5％，則得 Qq＝ 179。 (164925)＋ 209］＝ (3) 爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx 。 30＋ 179。 14％179。 (75％179。 25)－6=1111 (℃ ) WQ =100 179。P2O5) 成渣反應(yīng) － 693054 － 4880 CaCO3 CaCO3=(CaO)+ {CO2} 分解反應(yīng) 169050 1690 MgCO3 MgCO3=MgO+ {CO2} 分解反應(yīng) 118020 1405 表 420 融入鐵水的元素對鐵熔點(diǎn)的降低值 元素 C Si Mn P S Al Cr N、H 、 O 在鐵中極限溶解度 /% 無限 無限 融入 1%元素使鐵熔點(diǎn)降低值 /℃ 65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 N、 H、 O融入使鐵熔點(diǎn)降低值 /℃ ∑=6 適用含量范圍 /% ＜ 1 ≤3 ≤15 ≤0.7 ≤0.08 ≤1 ≤18 計(jì)算步驟 以 100 ㎏鐵水為基礎(chǔ) 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 17 第一步：計(jì)算熱收入 Qs。 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需的基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表 417）；物料平均熱熔（ 表 418）；反應(yīng)熱效應(yīng)（表 419）；融入鐵水的元素對鐵水熔點(diǎn)的影響（表 420）。75%= P 179。100%= Mn 179。%179。%179。%179。 表 412 廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量 元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量/㎏ 耗氧量㎏ 產(chǎn)物量㎏ 進(jìn)入鋼中的量/㎏ C [C]→{CO} 179。 ② .爐氣中 N2 的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質(zhì)量 為*28/= ㎏ 第四步：計(jì)算脫氧和合金化前的鋼水量。計(jì)算結(jié)果列于表 410 表 410 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量/㎏ 爐氣體積/ m179。 爐氣中含有 CO、 CO N SO2和 CO、 CO SO2和 H2O 可由表45~表 47 查得， O2和 N2則由爐氣總體積來確定。56/32=㎏?？傇考俺煞秩绫?48 所示。雖然目前還存在著較多問題 ,但可以相信，在各國科研工作者的共同努力下，薄板坯連鑄連軋技術(shù)及產(chǎn)品將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。 LF 爐精煉工藝要求盡快形成泡沫渣，實(shí)現(xiàn)埋弧精煉。對特殊鋼而言則在預(yù)處理采用向混鐵車內(nèi)高速噴射 CaOMg 脫 S粉劑，讓其脫除，從而達(dá)到要求。其容量根據(jù)轉(zhuǎn)爐容量而言，一般為轉(zhuǎn)爐容量的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相適應(yīng)。 在原來的基礎(chǔ)上使其更優(yōu)化，設(shè)計(jì)出適合本設(shè)計(jì)要求的技術(shù)方案。主要有碳素工具鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼三大鋼系。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在： （ 1）轉(zhuǎn)爐煉鋼大型化，是轉(zhuǎn)爐從誕生到成熟的標(biāo)志； （ 2）轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝； （ 3）轉(zhuǎn)爐長壽技術(shù)，濺渣護(hù)爐和爐體冷卻技術(shù)的成熟都將提高轉(zhuǎn)爐的爐齡。 煉鋼工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀 展望 21世紀(jì)，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展將會(huì)出現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。而鋼鐵材料是用途最廣泛的金屬材料，人類使用的金屬中，鋼鐵占 90%以上。車間主要設(shè)備的計(jì)算與確定，以及先進(jìn)技術(shù)的選擇和利用等。 這些方案都是經(jīng)過比較而確定的較合理的設(shè)計(jì)方案，并且采用了國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)。 世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展到今天，鋼鐵作為最重要的基礎(chǔ)材料之一的地位依然未受到根本性影響，而且，在可預(yù)見的范圍內(nèi)，這個(gè)地位也 不會(huì)因世界新技術(shù)和新材料的進(jìn)步而削弱。 最近日本住友和歌山鋼廠按上述原則建 立起面向 21 世紀(jì)新型鋼廠：實(shí)現(xiàn)了100%鐵水“三脫”預(yù)處理； 100%鋼水真空精煉； 100%連鑄坯熱送和冶煉周期 20min 等先進(jìn)工藝措施。 目前我國正處在發(fā)展中的關(guān)鍵階段，國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力需要大力提升，各個(gè)方面的硬件設(shè)施都需要大力完善，而鋼鐵行業(yè)在其中起著舉足輕重的作用，例如在國民生產(chǎn)中就會(huì)大量的需要建筑材料，特種鋼材等等。生產(chǎn)過程中作為直接回收爐料的那一部分返回廢鋼為全部爐料的%,它與成品量之比達(dá) % ,占鋼水量的 %。 200 弧形連鑄機(jī) (%) 熱 連軋機(jī) (92%) 大方坯 (75) 小方坯 (75) 150 第 3 章 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)工藝流程 5 第 3 章 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)工藝流程 設(shè)計(jì)原始條件 表 31 原始鐵水成分 元素 C Si Mn P S 鐵水成分 /% ～ ～ ～ ～ ～ 鐵水溫度： 1285℃ 生產(chǎn)工藝流程圖 混鐵車 高爐鐵水直接熱裝入轉(zhuǎn)爐時(shí)有混鐵爐和混鐵車兩種方式。但鐵水中的硅是煉鋼中的一種很重要的熱源，對增加廢鋼比很有利，充分利用其熱能可以提高噸 鐵的鋼產(chǎn)量。 為了大幅度提高轉(zhuǎn)爐爐齡 ,采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)： (1) 采用高 (FeO)爐渣濺渣工藝 ,注重對終渣 (MgO)含量的調(diào)整； (2) 前期用輕燒白云石造渣 , 控制過程渣 (MgO)在 6%～ 8%范圍內(nèi) (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )； (3) 后期加入終渣改質(zhì)劑采用高 (MgO)爐渣操作工藝 ,爐渣改質(zhì)后進(jìn)行濺渣操作； (4) 濺渣注重對爐形和爐底的控制 ,保持良好的爐膛內(nèi)型形狀。這樣 ,泡沫渣的形成就有了充足的氣泡源 ,有利于實(shí)行埋弧精煉，減少了電弧的裸露；有利于提高加熱效率，縮短供電時(shí)間，節(jié)約能源，而且使精煉時(shí)間縮短，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)對延長爐蓋和包襯的壽命具有重要意義。 支出項(xiàng)有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。10%= Si [Si]→(SiO2) 入渣 Mn [Mn]→(MnO) 入渣 P [P]→(P2O5) 入渣 S [S]→{SO2} 179。 ②.ω(FeO)=179。本計(jì)算中其值為： 18 ??????? =179。SO2 179。 56/72+20%179。%179。2/3=08 4 合計(jì) = 成渣量/㎏ 表 413 加入廢鋼的物料平衡表（以 100㎏鐵水為基礎(chǔ)） 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /㎏ % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /㎏ % 鐵水 100 鋼水 += 廢鋼 爐渣 += 石灰 爐氣 += 螢石 噴濺 輕燒白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 0 合計(jì) 合計(jì) 注：計(jì)算誤差為（ ） /100%=% 表 414 加入廢鋼的物料平衡表（以 100㎏鐵水 +廢鋼為基礎(chǔ)） 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /㎏ % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /㎏ % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 噴濺 輕燒白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 合計(jì) 100 合計(jì) 100 第六步：計(jì)算脫氧和合金化后的物料平衡。90%= Mn 179。75%= P 179。%179。%= 合計(jì) 總計(jì) 可見，含碳量尚未達(dá)到設(shè)定值。K ） 融化潛熱 kJ/㎏ 218 272 209 209 209 液態(tài)或氣態(tài)平均熱熔 kJ/（㎏ tT =1536－ (179。 (1285 －1111)]=(KJ) (2) 元素氧化熱及成渣熱 yQ 由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng) (見表 419)可以算出，其結(jié)果列于表421。 112/160179。 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 18 熱支出項(xiàng)包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；煙塵物理熱；爐氣物理熱；渣中鐵珠物理熱；噴濺物 (金屬 )物理熱；輕燒白云石分解熱；熱損失；廢鋼吸熱。 Qg ＝ 179。 表 422 某些物料的物理熱 項(xiàng) 目 參 數(shù) /kJ 備 注 爐氣物理熱 [(1450－ 25)]=17957 1450℃系爐氣和煙塵的溫度 煙塵物理熱 [(1450－ 25)+209]= 渣中鐵珠物理熱 6% [(1520－ 25)+272+(1692－ 1522)]= 1522℃系鋼水熔點(diǎn) 噴濺金屬物理熱 1[(1522－ 25)+272+(1692－ 1522)]= 合計(jì) Qx＝ 22994 (4) 生白云石分解熱 Qb 根據(jù)其用量、成分和表 519 所示的熱效應(yīng)計(jì)算的。華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 20 對轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來說，所用 鐵合金種類有限，數(shù)量也不多。因此，混鐵車在大中型轉(zhuǎn)爐煉鋼已被廣泛采用，由于其受鐵口有蓋，在運(yùn)輸過程中熱損失較小，特別是高爐距離煉鋼車間較遠(yuǎn)時(shí)，用混鐵車更為有利。轉(zhuǎn)爐煉鋼車間所需混鐵車臺(tái)數(shù) N(臺(tái) )計(jì)算式如下： ?? 22m ax NQnc PPN ??? (51) 式中 maxP —— 高爐鐵水最高日產(chǎn)量， t/d； Q —— 混鐵車容量， t； n—— 混鐵車裝滿系數(shù)，可取 ； c—— 混鐵車日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取 2～ 3次 /d； ? —— 混鐵車作業(yè)率，約取 ； 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 22 2P —— 鋼錠模車間所需鐵水量， t/d； 2N —— 鋼錠模車間所需混鐵車臺(tái)數(shù)。較小的煉鋼車間的廢鋼堆場設(shè)在原料跨的一端。但一般是廢鋼一 次一斗裝入。其布置方式可根據(jù)外部供料條件和總圖布置確定。 ③ 對于含釩和含鈮等特殊鐵水，預(yù)脫硅可為富集 V2O5和 Nb2O5等創(chuàng)造條件。噴粉法具有操作簡單靈活、處理鐵水量大、費(fèi)用低、效果好等優(yōu)點(diǎn)。 我國轉(zhuǎn)爐公稱容量一般用一個(gè)爐役期內(nèi)的平均爐產(chǎn)鋼水量來表示。 車間生產(chǎn)能力的確定 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定，實(shí)質(zhì)上就是公稱容量及爐座數(shù)的選定。 要使該車間年產(chǎn)合格鋼坯約為 150 萬 t(7%鋼水損耗 )，則出鋼量應(yīng)在 159萬t左右才能符合設(shè)計(jì)要求。轉(zhuǎn)爐爐容比主要與供氧強(qiáng)度有關(guān)，與爐容量