【正文】 　　　　H2O參與反應(yīng)：H2O+CO=H2+CO2　　 合計(jì) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%注：空氣含水量的計(jì)算條件：溫度為20℃，179。（2）確定氧氣和空氣消耗量：耗氧項(xiàng)包括礦料中元素的氧化，焦炭和電極中碳的氧化；而礦石則帶來部分氧，石灰中CaO被自身S還原出部分氧。盡管如此，它對(duì)指導(dǎo)煉鋼生產(chǎn)和設(shè)計(jì)仍有重要的意義。20CrMnTi是能保證心部足夠的韌性和強(qiáng)度的理想材質(zhì)。(2) 盡可能地利用電爐冶煉廢熱和化學(xué)能，發(fā)展廢鋼預(yù)熱及煙氣二次燃燒技術(shù)。電弧煉鋼爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。為了提高鋼的質(zhì)量，電弧爐鋼廠大都配有鋼包精煉裝置(LF爐)并采取全連鑄生產(chǎn)。有些國(guó)家廢鋼資源豐富，電價(jià)低廉，電弧爐煉鋼發(fā)展迅速。2001年，電弧爐煉鋼占世界鋼產(chǎn)量的40％，成為最重要的煉鋼方法之一。此外，電爐用廢鋼比高爐——轉(zhuǎn)爐煉鋼的能耗低。隨著電弧爐設(shè)備的改進(jìn)以及冶煉技術(shù)的提高，電力工業(yè)的發(fā)展，電弧爐煉鋼的成本不斷下降，現(xiàn)在電弧爐煉鋼不但用于生產(chǎn)合金鋼，而且大量用來生產(chǎn)普通碳素鋼，其產(chǎn)量在主要工業(yè)國(guó)家鋼總產(chǎn)量中的比重，不斷上升。對(duì)可行的幾種建設(shè)方案，加以分析比較論證，最后確定一種最佳方案，上報(bào)有關(guān)部門或投資方，獲得批準(zhǔn)之后，下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書。 計(jì)算步驟以100kg金屬爐料（廢鋼+生鐵）為基礎(chǔ)，按工藝階段——熔化期、氧化期和還原期分布進(jìn)行計(jì)算，然后匯總成物料平衡表。在20％這中，按3:1的比例分別生成(FeO)和(Fe2O3)。（1）確定渣量：1）留渣量。表216 熔化期和氧化期綜合物料平衡表收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/kg%項(xiàng)目質(zhì)量/kg%廢鋼 金屬生鐵 爐渣焦炭 爐氣電極 鐵的揮發(fā) 礦石 （其余煙塵）（例如總物料平衡表中）石灰 　　　火磚塊 　　爐頂 　　　爐襯 　　　氧氣　　　空氣　　　合計(jì)合計(jì)注：計(jì)算誤差=（）/100%=%表217 氧化期末金屬成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))CSiMnPS第三步、還原期計(jì)算：還原期采用白渣操作。計(jì)算結(jié)果列入表218。其他數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。（3）吸熱反應(yīng)消耗的熱量Qh。表231 爐渣物理熱名稱熔化期爐渣氧化期爐渣還原期爐渣合計(jì)溫度/℃150016501620熱容/kJ()1物理熱/kJ表232 吸熱量名稱氧化量化學(xué)反應(yīng)ΔH/吸收熱/kJ金屬脫碳(FeO)+[C]═[Fe]+{CO}6244渣中（FeO)和(Fe2O3)被碳粉中的碳還原(FeO)+C═[Fe]+{CO}6244(Fe2O3)+3C═2[Fe]+3{CO}8520金屬脫硫(CaO)+[FeS]═(CaS)+(FeO)2143石灰燒減CaCO3═CaO+CO24177水分揮發(fā)（由25℃升至1200℃）石灰?guī)氲V石帶入螢石帶入焦炭帶入空氣帶入小計(jì)H2O→{H2O} 1200℃1227金屬增碳C→[C]1779合計(jì)表233 熱平衡表收入支出項(xiàng)目熱量/kJ%項(xiàng)目熱量/kJ%物料物理熱鋼水物理熱氧化熱和成渣熱爐渣物理熱其中： C氧化吸熱反應(yīng)消耗熱Si氧化爐氣物理熱Mn氧化煙塵物理熱P氧化冷卻水吸熱Al氧化其他熱損失Cr氧化變壓器系統(tǒng)熱損失Ti氧化　Fe氧化SiO2氧化　P2O5氧化　電能　合計(jì)合計(jì)電弧爐主要參數(shù)設(shè)計(jì)為了確定電爐公稱容量和爐子座數(shù)，首先要估算每次出鋼量q(t)計(jì)算公式為：式中：A——車間產(chǎn)品方案中確定的年產(chǎn)量，t，計(jì)算中取1000000t；t——為電爐冶煉時(shí)間，h，計(jì)算中取1h；8760——年日歷時(shí)間，h；——作業(yè)率，一般，計(jì)算中取92%；y——良坯收得率，連鑄一般為95%~96%，計(jì)算中取96%。熔池直徑D和熔池深度H的比值D/H是確定爐型的基本參數(shù)。圖34中：1——出鋼口座磚；2——出鋼口消耗袖磚； 圖33出鋼口示意圖3——填充物；4——尾磚； 5——隔離環(huán)； 6——水冷環(huán)； 7——底蓋系統(tǒng)。爐殼要承受爐襯和爐料的質(zhì)量，抵抗部分襯磚在受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生的膨脹力，承受裝料時(shí)的撞擊力。m；ρ石墨=10Ω 原料跨煉鋼車間原料工段或原料跨間的任務(wù)是：接收和卸下運(yùn)進(jìn)車間的各種原料，保持一定貯存量，在進(jìn)料間斷的情況下，能保持車間的連續(xù)生產(chǎn)和入爐前原料的準(zhǔn)備。（2）爐子跨間的寬度：爐子跨間的寬度由爐子本體所占場(chǎng)地及爐前操作需要決定。能力配套:精煉爐與初煉爐在生產(chǎn)能力和生產(chǎn)節(jié)奏上配套，保證精煉設(shè)備具有較高的作業(yè)率。該方法在一系列精煉爐上使用取得成功。注：上面三個(gè)計(jì)算式是在內(nèi)襯厚度上下一致的情況下推出的。④攪拌LF 精煉期間攪拌的目的是均勻鋼液成分和溫度，加快傳熱和傳質(zhì)；強(qiáng)化鋼渣反應(yīng)；加速夾雜物上浮去除。C左右。原料跨天車主要把原料從車上卸下和料籃裝料，考慮車廂高度： 天車標(biāo)高：12m； 廠房高度：20m。9出渣傾角15176?？紤]到爐壁熱負(fù)荷的均勻和電極把持器的位置，電極分布圓直徑Dp與DB有如下關(guān)系：Dp/DB≦~ ，所以Dp=。（2）爐頂拱角處直徑D1與拱頂高度h3按以下比值決定：h3/D1=~，所以h3=7274=873mm電弧爐爐頂用磚多為高鋁質(zhì)專用型磚。=7274mm。截錐型電弧爐爐坡傾角為45176。一般，該損失量為總熱收入的5％～7％。該鋼熔點(diǎn)為：1536(65+8+5++30+25+3)6=℃；出鋼溫度控制在中下限，本計(jì)算中取1580℃。還原（FeO）和（Fe2O3）消耗的C為：+=（2）確定爐氣量：先計(jì)算凈耗氧量（表219）和空氣消耗量（表220），再將其他方面帶入的氣態(tài)產(chǎn)物歸類合并，既得其結(jié)果（表221）。其入渣組成列于表218。氧化期末金屬成分見表217。上述（3）+（4）+（5）+（6）便是熔化期的物料支出量。由此可求出氧氣與空氣的實(shí)際耗氧量。 物料平衡 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù)基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及其成分（表21）；原材料成分（表22）；爐料中元素?zé)龘p率（表23）；合金元素回收率（表24）；其他數(shù)據(jù)（表25）。20CrMnTi的化學(xué)成分和控制成分：見表11表11 20CrMnTi的化學(xué)成分和控制成分(％)元素CSiMnGrTiSPFe標(biāo)準(zhǔn)成分/%～～～～～≤≤余量控制成分/% ≤≤余量一個(gè)現(xiàn)代化電爐冶煉鋼廠，是由相對(duì)獨(dú)立而又相互聯(lián)系的車間組成，如冶煉車間、連鑄車間、軋鋼車間、熱處理車間、動(dòng)力車間等。(3) 用初級(jí)能源代電，采用氧燃燒嘴助熔技術(shù)，可以降低電耗、降低生產(chǎn)成本、縮短冶煉時(shí)間，尤其是煤——氧助熔技術(shù)更有發(fā)展前途。電弧爐煉鋼發(fā)明后不久，就用于冶煉合金鋼，并得到較大的發(fā)展。電弧爐是繼轉(zhuǎn)爐、平爐（現(xiàn)已淘汰）之后出現(xiàn)的又一種煉鋼方法，它是在電發(fā)明之后的1900年，由法國(guó)的赫勞特在拉巴斯發(fā)明的。電弧爐煉鋼設(shè)計(jì)方案緒論1．1電弧爐煉鋼發(fā)展現(xiàn)狀近年來，電弧爐鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)速率超過了鋼總產(chǎn)量的增長(zhǎng)速率。電弧爐是煉鋼電爐的一種，也是目前世界上熔煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊用途鋼種的主要設(shè)備。發(fā)展大容量電爐和提高電爐自動(dòng)化水平，采用大功率靜止式動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，用水冷構(gòu)件代替耐火材料，爐蓋第四孔直接排煙與電爐周圍密封罩相連接的煙塵凈化系統(tǒng)，爐蓋第五孔機(jī)械化自動(dòng)化加料系統(tǒng)，電爐使用還原鐵比例逐漸擴(kuò)大，爐外廢鋼預(yù)熱，爐內(nèi)燃料助燃，強(qiáng)化熔池用氧，開發(fā)底氣攪拌系統(tǒng)和泡沫渣覆蓋下的冶煉工藝，從冷卻水和廢氣中回收熱能，采用全連鑄，發(fā)展纖維石墨電極和采用優(yōu)質(zhì)高效堿性鎂碳爐襯等。(4) 擴(kuò)大鐵源應(yīng)用范圍，除廢鋼外廣泛應(yīng)用DRI、HBI、碳化鐵、高爐鐵水、熔融還原鐵、生鐵塊等靈活配比，以適應(yīng)不同地區(qū)的原料供應(yīng)狀況。按設(shè)計(jì)性質(zhì)不同，電爐煉鋼廠設(shè)計(jì)又可以分為新建設(shè)計(jì)和擴(kuò)建設(shè)計(jì)。表21冶煉鋼種及其成分鋼種類別CSiMnCrTiSPFe備注20CrMnTi化學(xué)成分/%～～～～～≤≤余量熔氧法冶煉控制成分/% ≤≤余量表22 原材料成分名稱CSiMnPSCrTiAlFeH20灰分揮發(fā)分碳素廢鋼 　　　余量　　　煉鋼生鐵 　　　余量　　　FeMn 　　　　　　FeSi　73 　　　　　FeCr　 　　　　　FeTi　　　　30 　　　Al　　　　　　　　　　焦炭 　　　　　　　　 電極 　　　　　　　　　 　名稱CaOSiO2MgOAl2O3CaF2Fe2O3CO2H2OP2O5S石灰 　 螢石 　 鐵礦石 　 　 火磚塊 　 　　　　高鋁磚 　 　　　　鎂砂 　 　　　　焦炭灰分 　 　　 　電極灰分 　　　　　　表23爐料中元素?zé)龘p率成份CSiMnPS燒損率/%熔化期25～40,取3070～95，取8560～70，取6540～50，取45可以忽略氧化期①全部燒損20②25～30，取27② ～%（%）確定（%的脫碳量）；②%來確定。詳見表28。由此可列出熔化期物料平衡表211。表212 氧化期渣量的確定名稱消耗量/kg成渣組分/kgCaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3P2O5CaS合計(jì)　 爐料中元素的氧化或燒損Si 　 　　　　　　　 Mn　　　　　　　　P　　　　　　　　Fe　　　　　　　S 　　　　　　　 爐頂蝕損量 略 　　略　　 爐襯蝕損量 　　 　　 電極燒損量 略 略略　　　　　 石灰?guī)? 　　 礦石帶入 　　 火磚塊帶入 　　 　　 合計(jì)　 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/％　 ①石灰中CaO被自身S還原。4）加入合金劑。表219 凈耗氧量計(jì)算名稱元素?zé)龘p量/kg反應(yīng)產(chǎn)物耗氧量/kg供氧量/kg電極中碳的氧化C C→｛CO｝ 　C粉中碳的氧化C C→｛CO｝　FeSi粉中Si、Al的氧化Si Si→(SiO2) 　Al Al→(Al2O3) 　Al塊的氧化Al Al→(Al2O3) 　FeMn中Mn的燒損MnMn→(MnO)　FeCr中Cr的燒損Cr Cr→(C