【正文】 增碳法省去倒爐、取樣及隨后的補吹時間，因而生產率高，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 按照經驗在本設計中取噴孔傾角為 15176。 砌筑轉爐爐襯選擇磚型時應考慮一下一些原則： （ 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 出鋼口內口一般設在爐帽與爐身交界處，以使轉爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全 部出凈。 轉爐爐型的選擇 本設計為 250t 的小型轉爐，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 ，其成分質量計算見表 。 原始數據的選取 原材料成分 原材料成分 見 表 ~表 。 產品方案 本設計的產品方案見表 所示 。 轉爐煉鋼技術發(fā)展趨勢 展望 21 世紀，轉爐煉鋼會出現以下發(fā)展趨勢 [：以產品為核心，將鐵水預處理 —轉爐煉鋼 —爐外精煉 —高效連鑄 —熱送連軋有機的結合起來，形成緊湊式連續(xù)化生產的專業(yè)生產線 [4]。 轉爐煉鋼 （ 1）長壽轉爐技術。 Material balance。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，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、鋼渣用于燒結及其生產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。本設計選定 2 座公稱容量為 250t 的頂底復吹轉爐，采用 ―二吹二 ‖方案。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（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， 換算為標準體積為： 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 即冶煉 100 kg 鐵 水需要 3m 氧氣。 根據比例關系，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)大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 爐殼設計 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。 轉爐底部供氣構件設計 底氣種類 本設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期出現返干現象，適當 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 在頂底復吹轉爐吹煉的前、中期，提高爐渣中 ∑(FeO)的含量以加入石灰的熔化和促進去磷，產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生的。有于脫磷比脫碳操作復雜，因此總是盡可能提前讓磷、硫去除到終點要求的范圍內。 脫氧制度及合金化 目前頂吹氧氣轉爐煉鋼絕大多數采用沉淀脫氧，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，應盡可能保持吹煉初期的熱量。（ %SiO2） 。在本設計中，由于是 250t 轉爐，噴嘴數量選 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。 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)大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 通常爐襯由永久層、填充層和工作層組成，也有的轉爐不設填充層。 高寬比 高寬比是指轉爐爐殼總高度與爐殼外徑的比值，是作為爐型設計的校核數據。 表 未加廢鋼和合金時的物料平衡表 收入 支出 項目 質量 /kg % 項目 質量 /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)大學本科畢業(yè)設計（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，取加入爐內的爐料溫度均為 25℃ 。 表 生白云石加入量及成分 成分 質量 /kg 成分 質量 /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、代表鋼號及其化學成分 鋼 種 鋼 號 化學成分 w/% C Si Mn P S Cu Al 普碳鋼 Q235 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － Q275 ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － 低合金鋼 16Mn ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － 20MnSi ~ ~ ~ ≤ ≤ ≤ － 機械制造結構鋼 40Cr ~ ~ ~ ≤ ≤ － － 38CrSi ~ ~ ~ ≤ ≤ － － 金屬平衡 年產合格坯 510 萬 t。 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 3 第 2 章 設計概述 廠址選擇論證 本設計廠址選擇在四川攀枝花市郊，隨著四川省經濟的迅速發(fā)展，各行業(yè)對鋼材的需求也在不斷上升。采用副槍能再不倒爐的情況下，快速檢測轉爐熔池鋼水溫度、碳含量、氧含量以及取鋼樣渣樣等。 我國鋼鐵工業(yè)現狀 長期以來，我國鋼鐵工業(yè)進行結構調整，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 , 采用高新技術改革傳統(tǒng)產業(yè)提高質量 ，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 本設計簡要敘述了轉爐煉鋼技術的發(fā)展趨勢。 為了更加詳細說明轉爐車間設計中的一些工藝及設備結構，本設計穿插了圖形，為能夠明確、直觀的介紹了轉爐煉鋼車間的工藝布置。轉爐大型化復合吹煉是日本的主要技術特征。 （ 2）高效連鑄。 （ 3）攀枝花 鐵 礦 資源豐富，地質勘測表明，釩 鈦 磁鐵礦儲量達 100 億 t，占全國鐵礦儲量的 20％。本設計選取轉爐作業(yè)率 95%。 根據鐵水、渣料質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節(jié)。在本設計中取 a=60176。 爐殼鋼板厚度有如下經驗公式： 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 根據等熵流表，在 Ma = 2 時， / ?出 喉 ，即 ： 湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（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、冷卻水進出管接頭、氧氣管接頭和吊環(huán)等。 本設計采用分階段定量裝入，大體上保持了比較適當的熔池深度和裝入量的相對穩(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 的數值相當復雜，因此一般只用于研究工作，生產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，可使爐渣泡沫化程度減小，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。根據生產實際經驗，選取氧槍冷卻水耗量 Q 水 = 250 3m /h，冷卻水進水速度6/v m s?進 ，出水速度 7/v m s?出 。設計中取 Ma = 。 爐身制 成圓柱形。其主要作用是保護爐殼，用鎂磚砌筑。可根據公式 ：/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，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：氧化產物 CO 量為： 90%28/12 = kg 耗氧量為： 90%16/12 = kg [C]+O2=CO2：氧化產物 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 質量 /kg 成分 質量 /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 ， 根據已投產轉爐渣中含 ∑(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)大學本科畢業(yè)設計（論文） 7 表 反應熱效應（ 25℃ ） 元 素 反 應 反