【正文】 增碳法省去倒?fàn)t、取樣及隨后的補吹時間，因而生產(chǎn)率高，終渣 w(FeO)高，化渣耗，去磷率高，熱量收入較多，有利于增加廢鋼用量。隨著吹煉的進(jìn)行，渣量迅速增大，在采用高 ∑(FeO)化渣時，爐渣的泡沫化程度迅速增 大。 石灰加入量主要根據(jù)鐵水中硅磷含量和爐渣堿度確定 在鐵水含磷量較低，采用單渣法和廢鋼做冷卻劑時，石灰加入 量可按下式計算： 石灰加入量 =[%Si]全程吹 Ar，成本太高；全程吹 N2，又會增加鋼中的氮。 （ 3）確定噴孔傾角 按照經(jīng)驗在本設(shè)計中取噴孔傾角為 15176。 砌筑轉(zhuǎn)爐爐襯選擇磚型時應(yīng)考慮一下一些原則： （ 1）在可能條件下，盡量選用大磚，以減少磚縫，還可提高筑爐速度，減輕勞動強度； （ 2）力爭砌筑過程中不打或少打磚，以提高磚的利用率和保證磚的砌筑質(zhì)量； （ 3）出鋼口用高壓整體型專用磚，更換方便、快捷；爐底用帶弧形的異型磚； （ 4）盡量減少磚型種類。 爐帽制成截圓錐形。其中： 3b 3 72 5 ????? GV 爐容比 口口口口口帽 ））（（ HDDHHV 帽 222 d4dd12 ?? ???? =（ ）（ +? +） +? ? = m3 所以 H 身 = 6673 mm 出鋼口尺寸 出鋼口內(nèi)口一般設(shè)在爐帽與爐身交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全 部出凈。 轉(zhuǎn)爐爐型的選擇 本設(shè)計為 250t 的小型轉(zhuǎn)爐，選用桶球型爐底。其中： CO 來源于鐵水和爐襯中的碳氧化； CO2 來源于鐵水、爐襯中碳氧化，以及白云石和石灰石中的燒減量； SO2來源于鐵水中硫氧化； H2O 來源于礦石 和螢石中；N2來源于供氧時被帶入。 （ 3） 渣料的加入量 1）礦石加入量： 為了化渣，加入礦石 1%，即 1001% =1kg ，其成分質(zhì)量計算見表 。 原始數(shù)據(jù)的選取 原材料成分 原材料成分 見 表 ~表 。 產(chǎn)品方案 本設(shè)計的產(chǎn)品方案見表 所示 。 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展趨勢 展望 21 世紀(jì)，轉(zhuǎn)爐煉鋼會出現(xiàn)以下發(fā)展趨勢 [：以產(chǎn)品為核心，將鐵水預(yù)處理 —轉(zhuǎn)爐煉鋼 —爐外精煉 —高效連鑄 —熱送連軋有機的結(jié)合起來，形成緊湊式連續(xù)化生產(chǎn)的專業(yè)生產(chǎn)線 [4]。 轉(zhuǎn)爐煉鋼 （ 1）長壽轉(zhuǎn)爐技術(shù)。 Material balance。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文章以明確方式注明。 the design of furnace shape and oxygen lance。如比利時冶金研究開發(fā)中心開發(fā)的 LDHC、新日鐵開發(fā)的 LDOB、川崎開發(fā)的 KBOP 法等 [2]。 （ 2）鋼渣水淬工藝、鋼渣 ―悶渣 ‖處理、鋼渣用于燒結(jié)及其生產(chǎn)水泥等方面都有所發(fā)展 [3]。攀枝花市作為全國城鄉(xiāng)統(tǒng)籌綜合配套改革試驗區(qū)，這為攀枝花市的發(fā)展提供了新的歷史機遇。本設(shè)計選定 2 座公稱容量為 250t 的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用 ―二吹二 ‖方案。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 鐵水中的元素氧化量 元素 /% 項目 C Si Mn P S 鐵水 鋼水 0 氧化量 注：脫磷率 85%～ 90% ，取 90%；脫硫率 30%～ 40% ，取 35%；鋼水中殘余錳占鐵水［ Mn］的 30%～40%，取 30%；鋼水中［ C］取規(guī)格下限，因合金加入后還要增碳 。 故總耗氧量 = + + = kg， 換算為標(biāo)準(zhǔn)體積為： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 即冶煉 100 kg 鐵 水需要 3m 氧氣。 根據(jù)比例關(guān)系，用 1000/ 去乘以表 中各項，就可以得到噸鋼物料平衡表，如表 所示。+ 350 = 2964 mm 爐身尺寸 （ 3）爐身直徑 轉(zhuǎn)爐爐帽以下，熔池面以上的圓柱體部分稱為爐身。 熔池體積 Vc 高徑比 H/D 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 爐殼設(shè)計 爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成。工作層指與金屬、爐渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件及其苛刻。則擴張段長度 L 擴為： L 擴 =（ d 出 – d 喉 ） /2tan4176。 轉(zhuǎn)爐底部供氣構(gòu)件設(shè)計 底氣種類 本設(shè)計確定采用加強攪拌型，所以頂槍吹氧，底部吹惰性氣體和中性氣體N2等。在爐渣化好后降槍脫碳，為避免在碳氧化劇烈反應(yīng)期出現(xiàn)返干現(xiàn)象，適當(dāng) 提高槍位，使渣中 w(FeO)保持在 10%~15%，以利于磷、硫繼續(xù)去除。 泡沫渣及其控制 在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉的前、中期，提高爐渣中 ∑(FeO)的含量以加入石灰的熔化和促進(jìn)去磷，產(chǎn)生泡沫渣是不可避免的，往往是在爐渣 ∑(FeO)高和熔池溫度較低時產(chǎn)生的。有于脫磷比脫碳操作復(fù)雜，因此總是盡可能提前讓磷、硫去除到終點要求的范圍內(nèi)。 脫氧制度及合金化 目前頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼絕大多數(shù)采用沉淀脫氧，對一些有特殊要求的鋼種還可以配合以包內(nèi)擴散脫氧（合成渣渣洗）和真空碳脫氧（真空處理及吹氬攪拌等）。 為了避免爐渣的過分泡沫化，應(yīng)盡可能保持吹煉初期的熱量。（ %SiO2） 。在本設(shè)計中，由于是 250t 轉(zhuǎn)爐，噴嘴數(shù)量選 5 個 。即外徑為 219 mm。 氧氣流量 氧氣 流量是指單位時間通過氧槍的氧量。本設(shè)計采用埋管式水冷爐口，即把蛇形鋼管埋鑄在鑄鐵的爐口圈內(nèi)。 另外，一般出鋼口襯磚外徑為出鋼口直徑的 6 倍左右，出鋼口長度為其直徑的 7~8 倍，取 7，則 ： D 外 = cm ， L= 爐襯 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 通常爐襯由永久層、填充層和工作層組成，也有的轉(zhuǎn)爐不設(shè)填充層。 高寬比 高寬比是指轉(zhuǎn)爐爐殼總高度與爐殼外徑的比值，是作為爐型設(shè)計的校核數(shù)據(jù)。 表 未加廢鋼和合金時的物料平衡表 收入 支出 項目 質(zhì)量 /kg % 項目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 100 鋼水 石灰 爐渣 白云石 爐氣 礦石 煙塵 螢石 噴濺 爐襯 鐵珠 氧氣 氮氣 總計 100 總計 100 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 計算誤差 =｜收入項 —支出項｜ /收入項 100% =｜ —｜ /100%=%. 熱平衡計算 為了簡化運算，取加入爐內(nèi)的爐料溫度均為 25℃ 。 表 生白云石加入量及成分 成分 質(zhì)量 /kg 成分 質(zhì)量 /kg CaO 355% = MgO 333% = SiO2 33% = Fe2O3 31% = Al2O3 33% = 燒減 35% = 其中：燒減是白云石中 CaCO3 ` MgCO3分解產(chǎn)生的 CO2氣體 。K 1 熔化潛熱 /kJ 表 冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學(xué)成分 鋼 種 鋼 號 化學(xué)成分 w/% C Si Mn P S Cu Al 普碳鋼 Q235 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － Q275 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － 低合金鋼 16Mn ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － 20MnSi ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － 機械制造結(jié)構(gòu)鋼 40Cr ~ ~ ~ ≤ ≤ － － 38CrSi ~ ~ ~ ≤ ≤ － － 金屬平衡 年產(chǎn)合格坯 510 萬 t。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 設(shè)計概述 廠址選擇論證 本設(shè)計廠址選擇在四川攀枝花市郊，隨著四川省經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各行業(yè)對鋼材的需求也在不斷上升。采用副槍能再不倒?fàn)t的情況下，快速檢測轉(zhuǎn)爐熔池鋼水溫度、碳含量、氧含量以及取鋼樣渣樣等。 我國鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 長期以來，我國鋼鐵工業(yè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，以完成鋼鐵工業(yè)的合理布局，提高工藝裝備水平，淘汰落后的工藝裝備 , 采用高新技術(shù)改革傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提高質(zhì)量 ，增強企業(yè)的整體競爭能力，而不是以盲目的規(guī)模擴張為主旨 。 作者簽名： 日期： 年 月 日 I 摘 要 本設(shè)計簡要敘述了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢。 為了更加詳細(xì)說明轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計中的一些工藝及設(shè)備結(jié)構(gòu)，本設(shè)計穿插了圖形，為能夠明確、直觀的介紹了轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的工藝布置。轉(zhuǎn)爐大型化復(fù)合吹煉是日本的主要技術(shù)特征。 （ 2）高效連鑄。 （ 3）攀枝花 鐵 礦 資源豐富，地質(zhì)勘測表明，釩 鈦 磁鐵礦儲量達(dá) 100 億 t，占全國鐵礦儲量的 20％。本設(shè)計選取轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 95%。 根據(jù)鐵水、渣料質(zhì)量及其冶煉鋼種的要求，采用單渣法操作。 （ Fe2O3） = = .其值列入表 。 （ 9）廢鋼耗熱 總的熱收入減去熱支出，得到的富余熱量用加入廢鋼來調(diào)節(jié)。在本設(shè)計中取 a=60176。 爐殼鋼板厚度有如下經(jīng)驗公式： 爐身： δ2=（ ～ ） D 殼 ,取 δ2=60mm； 爐帽： δ1=（ ～ ） δ2 取 δ1=65mm ； 爐底： δ3=(～ )δ2 取 δ3=65mm； 高徑比確定 ??DH ，符合推薦值 ~。 爐襯各層填充材料選擇 永久層緊貼爐殼，修爐時一般不予拆除，其主要作用是保護爐殼。 噴孔出口直徑 根據(jù)等熵流表，在 Ma = 2 時， / ?出 喉 ，即 ： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 221 .6 8 7 5 / 44 dd? ??出 喉π 則 ： d 出 = 69mm。氧槍尾部裝有氧槍把持器、冷卻水進(jìn)出管接頭、氧氣管接頭和吊環(huán)等。 本設(shè)計采用分階段定量裝入，大體上保持了比較適當(dāng)?shù)娜鄢厣疃群脱b入量的相對穩(wěn)定性 [6]。 爐渣氧化性的控制 用渣中氧化鐵的活度 FeOa 表示爐渣的氧化性使最合理的， 因為渣中的氧化鐵不會呈自由狀態(tài)存 在，但是，由于確定 FeOa 的數(shù)值相當(dāng)復(fù)雜，因此一般只用于研究工作，生產(chǎn)中普遍用氧化鐵的濃度表示爐渣的氧化性，影響爐渣氧化性的主要因素 ： （ 1）槍位和氧壓：在一定的供氧強度下，槍位提高或氧壓降低時，爐渣的氧化性增強。由于廢鋼在吹煉時加入不方便，通常是在開吹前加入。為了保證合 金熔化和攪拌均勻，同時吹氬攪拌。采用軟燒石灰，可降低化渣所需要的 ∑(FeO)含量，爐渣流動性也好，可使?fàn)t渣泡沫化程度減小，鐵水含硅量降低可以減少渣量，減輕泡沫渣危害。 爐渣粘度的控制 過粘的爐渣去除磷、硫緩慢，含有大量的 金屬珠，降低鋼水的收得率；過稀的爐渣則強烈侵蝕爐襯。分布，即偏心軸布置。根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗，選取氧槍冷卻水耗量 Q 水 = 250 3m /h，冷卻水進(jìn)水速度6/v m s?進(jìn) ，出水速度 7/v m s?出 。設(shè)計中取 Ma = 。 爐身制 成圓柱形。其主要作用是保護爐殼，用鎂磚砌筑?？筛鶕?jù)公式 ：/D K G t? 式 中 G ——新爐金屬裝入量， t；（裝入量 = 出鋼量 /鋼水收得率 ） t ——吹氧時間， min，取 18min； K——比例系數(shù)，取 ； 則熔池直徑為 D =5590 mm。K，參考表 ； Tf、 T——分別為冷卻劑（生鐵）的熔點和熔池溫度， K； Tf 見表 。即： [C]+1/2O2=CO：氧化產(chǎn)物 CO 量為： 90%28/12 = kg 耗氧量為： 90%16/12 = kg [C]+O2=CO2：氧化產(chǎn)物 CO2量為： 10%44/12 = kg 耗氧量為： 32/44 = kg 共消耗氧量 =+ = kg 5）石灰加入量： 根據(jù)鐵水成分，取終渣堿度 R=. 石灰加入量 = （ ∑(SiO2)R 白云石帶入 CaO 量 )/%CaO 有效 100 = （ – ） /(88 – ) 100= 表 石灰加入量及成分 成分 質(zhì)量 /kg 成分 質(zhì)量 /kg CaO 88% = SiO2 % = MgO % = S % = Al2O3 % = 燒減 % = 其中 ： [S]+(CaO)=(CaS)+[O] 生成的 (CaS) = 72/32 = 6） 渣中的鐵氧化物 ： 對于冶煉 Q235 鋼 ， 根據(jù)已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐渣中含 ∑(FeO)量 ，取 w(FeO)= 10%， w(Fe2O3)= 5%。K 1 生鐵 鋼 爐渣 爐氣 煙塵 礦石 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 表 反應(yīng)熱效應(yīng)（ 25℃ ） 元 素 反 應(yīng) 反