【正文】 32 出鋼口尺寸確定 32 爐襯厚度確定 32 爐殼厚度確定 32 驗(yàn)算高寬比 33 轉(zhuǎn)爐主要參數(shù) 33 噴頭及氧槍的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 噴頭參數(shù)的選擇 33 氧槍槍身設(shè)計(jì) 35 氧槍的升降機(jī)構(gòu)與更換裝置 38 氧槍的升降機(jī)構(gòu) 38 升降卷揚(yáng)機(jī)變速方式 39 升降小車和固定導(dǎo)軌 39 安全裝置 39 氧槍更換裝置 40 連鑄機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 40 鋼包允許澆鑄時(shí)間 40 鑄坯斷面的選擇 40 理論拉速與工作拉速的確定 41 冶金長(zhǎng)度的計(jì)算 42 連鑄機(jī)圓?。ㄍ饣。┌霃降挠?jì)算R 43 連鑄機(jī)的流數(shù)的計(jì)算 44 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 44 盛鋼桶的計(jì)算 46 46 鋼包需要量計(jì)算 49 鋼包質(zhì)量計(jì)算 49 RH精煉 51 處理容量 51 處理時(shí)間 51 循環(huán)因數(shù) 52 循環(huán)流量 52 真空度 53 真空泵的抽氣能力 53 鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 中間包的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 55 中間包的作用 55 中間包的形狀與構(gòu)造 55 中間包小車 58 結(jié)晶器的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)內(nèi)型 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 59 結(jié)晶器的振動(dòng)與振動(dòng)裝置 60 二次冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 61 二次冷卻裝置 61 噴水冷卻系統(tǒng)。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展, 對(duì)優(yōu)質(zhì)汽車用鋼的要求越來越高, 需求也越來越高。 E36船板鋼船板是造船工業(yè)不可缺少的原材料, 船板的性能和質(zhì)量狀況越來越受到船東、船廠和船舶設(shè)計(jì)者的重視。在造渣過程中遵循“快、白、穩(wěn)”的原則, 并配合合理的吹氬攪拌工藝。主要用于廠房、橋梁、船舶等建筑結(jié)構(gòu)和一般輸送流體用管道。此外, 磷還惡化焊接性能, 顯著降低鋼的低溫沖擊韌性。綜上所述本設(shè)計(jì)選用2吹2的模式配置?；扈F爐進(jìn)鐵的缺點(diǎn)：由于采用煤氣保溫, ；增加一次鐵水倒轉(zhuǎn)次數(shù), 鐵水溫降10～15℃；不宜工藝布置, 影響車間工序；鐵水罐機(jī)車不易布置。相比KR法而言, 一次投資少, 適合中小型企業(yè)的低成本技術(shù)改造。爐外精煉即將轉(zhuǎn)爐或電爐中初煉過的鋼液移到另一個(gè)容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程, 也叫“二次煉鋼”。氬氣通過裝在鋼包底部的透氣磚向鋼液中吹氛, 鋼液獲得一定的攪拌功能。采用消耗式噴槍或水冷噴槍吹氧。（3）弧形連鑄機(jī)的主要特點(diǎn)：鑄機(jī)高度低；鑄坯在凝固過程中承受的鋼水靜壓力小, 鼓肚變形小, 內(nèi)裂和偏析少；鋼水在凝固過程中, 非金屬夾雜物有向內(nèi)弧聚集的傾向, 鑄坯內(nèi)部夾雜物分布不均。 物料平衡計(jì)算根據(jù)鐵水成分冶煉鋼種, 可選用單渣的操作法。1/3S以[S]+O2=SO2的形式反應(yīng)而進(jìn)入爐氣, 其中生成的SO2量為/kg:1/364/32=(kg), 消耗氧量1/332/32=(kg)。MgCO3=MgO+CaO+%, 可計(jì)算得到與分解出來和燒減量相對(duì)應(yīng)的CaO和MgO含量。爐殼外徑mmD殼7340出鋼口直徑mm201高寬比/H總/ D殼出鋼口傾角度β18176。為了適應(yīng)轉(zhuǎn)爐冶煉操作的要求, 一爐鋼吹煉過程中需要多次升降氧槍以調(diào)整槍位, 因此氧槍升降機(jī)構(gòu)和更換裝置要具備一下特點(diǎn)：應(yīng)具有合適的升降速度并可以變速。電動(dòng)機(jī)變速方式中, 通常采用直流電動(dòng)機(jī)變速。連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)包括鋼包允許的最大澆注時(shí)間、鑄坯斷面、拉坯速度、流數(shù)、冶金長(zhǎng)度、弧形半徑等。（1）鑄坯完全凝固時(shí), 鑄坯的凝固厚度δ=(D為鑄坯的厚度)。單爐澆注時(shí)間按下式計(jì)算： 式中：G——平均每爐產(chǎn)鋼水量, t；B——鑄坯寬度, m；D——鑄坯厚度, m；ρ——鑄坯密度, t/m3；V——工作拉速, m/min；N——流數(shù)。, m3/t。大板坯最多澆鑄四流, 常用1～2流。小方坯：26～31 大方坯和板坯：20～26取 =25；t——鋼液在結(jié)晶器內(nèi)的停留時(shí)間, min。橫移小車換槍裝置目前存在的主要問題是定位不準(zhǔn)。另一種是雙卷揚(yáng)型氧槍升降機(jī)構(gòu), 這種升降機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)置兩套升降卷揚(yáng)機(jī), 一套工作, 另一套備用。 外層套管管徑的確定外套間隙面積為：=外管內(nèi)徑d3為：d3===根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄, 選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為273mm15mm的鋼管。工作層材質(zhì)全部采用鎂碳磚。出鋼溫度的確定過程如下：A. 過熱度, 一般過熱度為20~40℃, 這里取30℃；B. 吹氬后到中間包開澆期間的鋼液溫降, 取50℃；C. 出鋼后到吹氬前的溫降, 取10℃；D. 出鋼過程溫降, 一般在40~50℃, 取40℃。②燒減是指輕燒白云石或石灰中未分解的CO2及其重量。C液態(tài)或氣態(tài)平衡比熱容kJ/kg（2）立彎式連鑄機(jī)的特點(diǎn)：上半部與立式連鑄機(jī)相同：在垂直方向上進(jìn)行澆鑄及冷卻凝固。2） 反應(yīng)效率高, 鋼水直接在真空室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。鋼包精煉爐主要功能：1） 使鋼液升溫和保溫功能。但是缺點(diǎn)是熱效率低, 前期去P能力差, 爐底易損壞。其優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力學(xué)條件優(yōu)越, 有利于采用廉價(jià)的脫硫劑如CaO, 脫硫效果比較穩(wěn)定, 效率高(脫硫到≤%), 脫硫劑消耗少, 適應(yīng)于低硫品種鋼要求高、比例大的鋼廠采用。鐵水運(yùn)輸不需加隔離車, 鐵路運(yùn)行安全。我國的耐候鋼產(chǎn)品主要用于鐵路車輛、集裝箱、橋梁等領(lǐng)域, 建筑、工程機(jī)械、煤礦機(jī)械等大量暴露于大氣或特殊工況條件下器械, 由于腐蝕引起使用壽命縮短而造成經(jīng)濟(jì)損失, 或因腐蝕失效造成重大事故, 因此, 這一領(lǐng)域?qū)δ秃蚪Y(jié)構(gòu)鋼的需求將會(huì)日益增多, 但由于在具有良好機(jī)械性能、成型性、焊接性和低溫韌性的基礎(chǔ)上, 同時(shí)具有良好的耐腐蝕性能造成耐候結(jié)構(gòu)鋼的成本偏高, 因此開發(fā)具有低成本的經(jīng)濟(jì)耐候結(jié)構(gòu)鋼具有良好的市場(chǎng)前景和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力[7]。硫是管線鋼中最為有害的元素之一, 影響管線鋼的沖擊韌性, 導(dǎo)致管線鋼各向異性。此類鋼一般由轉(zhuǎn)爐或平爐冶煉, 其主要原料為鐵水加廢鋼, 鋼中硫、磷含量高于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼, %, %。并在出鋼過程加入鋼芯鋁和石灰, 利用渣洗作用完成一個(gè)初渣的形成過程。表11 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉粗鋼成分要求（%）CSiMnPSON≤≤≤≤≤④ RH真空精煉 RH采用6級(jí)8個(gè)泵連續(xù)抽真空, kPa以下, 鋼水循環(huán)量為130t/min。由于鋼中無間隙原子, 而使其具有優(yōu)異的深沖性能:高塑性應(yīng)變比、高延伸率、高硬化指數(shù), 以及較低的屈強(qiáng)比, 并具有優(yōu)異的非時(shí)效性, 因此被譽(yù)為第三代超深重用鋼[1]。因此我們進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計(jì)是很有積極意義的。(2)微合金化在鋼中加入一定量的強(qiáng)碳氮化物形成元素Ti, Nb使C, N這樣的間隙原子被固定而形成無間隙原子鋼, 這是IF鋼的冶金基礎(chǔ)。生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)[5]：①工藝流程鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→LF→RH（Ca處理）→板坯連鑄②原料鐵水預(yù)處理采用深脫硫, 并徹底扒渣, %鋼包要求紅包周轉(zhuǎn)+底吹效果良好。經(jīng)循環(huán)處理后, 鋼中的[H], 鋼中[O]可降至25ppm以下。鋼管要進(jìn)行水壓、彎曲、壓扁等實(shí)驗(yàn), 對(duì)表面質(zhì)量有一定要求, 通常交貨長(zhǎng)度為410m, 常要求定尺（或倍尺）交貨。耐候鋼作為一種高效鋼材, 一直是大氣腐蝕用鋼品種開發(fā)與腐蝕研究的熱點(diǎn)。工藝路線A：高爐→鐵水脫硫→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→氬氣攪拌→RH真空處理→連鑄工藝路線B：高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→RH真空處理→LF精煉→連鑄工藝路線C：高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→LF精煉→RH真空處理→連鑄工藝A是目前國內(nèi)外生產(chǎn)IF鋼最常用的方法, 適用于傳統(tǒng)厚板坯連鑄機(jī), 由于其不需要經(jīng)過LF精煉處理, 生產(chǎn)成本最低, 工藝設(shè)備基本上能滿足IF鋼的生產(chǎn)需要。混鐵爐進(jìn)鐵方式是一種能耗較高的進(jìn)鐵方式, 新建煉鋼車間不宜選取。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法(LD法)同平爐法相比較, 主要優(yōu)點(diǎn)是:爐內(nèi)反應(yīng)速度快, 生產(chǎn)率高。常用爐外精煉的方法：（1）真空：如RH、VOD、DH等；（2）攪拌：如VD（吹氬）、ASEASKF（電磁攪拌）等；（3）加熱：如LF、VAD（電加熱）、CAS（化學(xué)加熱）等；（4）吹氧：AOD、VOD、RHOB等；（5）喂絲：加鋁線、加包芯線等。2） 具有電弧加熱功能, 熱效率高, 升溫幅度大, 溫度控制精度高。鞍鋼采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→RH真空處理→連鑄→熱軋→冷軋的IF鋼生產(chǎn)工藝, 精煉過程中關(guān)鍵技術(shù)之一就是RH真空脫碳工藝技術(shù)的完善與穩(wěn)定, 同時(shí)也是保證IF鋼生產(chǎn)和質(zhì)量的前提。因此, 本次設(shè)計(jì)最后決定采用立彎式板坯連鑄機(jī)。表27 鐵水中各元素的氧化量、耗氧量和氧化產(chǎn)物量元素反應(yīng)式元素氧化（kg）耗氧量（kg）氧化產(chǎn)物（kg）備注C[C]+O2=CO C[C]+O2=CO2 Si[Si]+O2=(SiO2) Mn[Mn]+O2=(MnO) P2[P]+O2=(P2O5) Fe[Fe]+O2=(FeO) 見表212Fe2[Fe]+O2=(Fe2O3) 見表212共計(jì) （3） 造渣劑成分及數(shù)量：（選自國內(nèi)有關(guān)生產(chǎn)爐）1）、爐襯侵蝕成分及重量的計(jì)算（／100kg鐵水）表28爐襯成分重量（kg）爐襯成分重量（kg）CaO1%=Al2O3%=MgO%=C①%=SiO2%=共計(jì)其中①：C90%C→CO 90%=[kg] 10%C→CO2 10%= [kg]消耗O2：= [kg]生成CO2的耗氧[kg]爐襯中C消耗的O2量： += [kg]2）、輕燒白云石成分及重量的計(jì)算（／100kg鐵水）為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命, 在加入石灰造渣的同時(shí), 添加一部分白云石作造渣劑, 其目的是提高爐渣中MgO的含量。設(shè)爐氣總體積為V, 則V=(H2O+CO +CO2 +SO2)體積+自由氧的體積+ N2體積=(+++0)+% V+VN2其中：VN2=*：括號(hào)內(nèi)的參數(shù)為“氧氣的消耗和帶入項(xiàng)目”, %時(shí)氧的體積, （1—%）表示換算成N2體積。88=% 則輕燒白云石分解熱Qb為：Qb=（%3190+%2951）= [kJ]（8）礦石分解吸熱：[%+%]= [kJ]+++++++=（9）剩余熱量熱收入一熱支出一熱損失==[kJ]熱損失占熱收入的3~8%, 這里取5%= [kJ]（10）廢鋼加入量 1 kg廢鋼吸熱量為：[()+272+()]=[kJ]因此可加廢鋼重==[kg]得廢鋼比 熱平衡表見表217表217熱平衡表熱收入項(xiàng)熱量/kJ含量/%熱支出項(xiàng)熱量/kJ含量/%鐵水物理熱 鋼水物理熱 元素氧化和成渣熱 爐渣物理熱 其中：C 礦石分解熱 Si 煙塵物理熱 Mn 爐氣物理熱 P 鐵珠物理熱 Fe 噴濺金屬物理熱 P2O5 輕燒白云石分解熱 SiO2 其他熱損失 煙塵氧化熱 廢鋼物理熱 共計(jì) 共計(jì) 加入廢鋼后的物料平衡計(jì)算 加入廢鋼的物料平衡計(jì)算（1）廢鋼中各元素的氧化量（%）見表218表218廢鋼中各元素的氧化量成分CSiMnPS廢鋼終點(diǎn)鋼水0元素氧化量(%)（2)廢鋼中各元素的氧化量、耗氧量、氧化物量和進(jìn)入鋼中量的計(jì)算見表219表219項(xiàng)目廢鋼中元素化量, kg耗氧量, kg氧化物量, kg備注C→CO014%90%===CO、和CO2進(jìn)入爐氣中, C→CO2%10%===Si→SiO2%===SiOMnO、P2O5進(jìn)入爐渣中, Mn→MnO%===P→P2O5%===總計(jì)廢鋼中元素進(jìn)入鋼水中的量=廢鋼—元素氧化=—=[kg]將表216和表219合成新的物料平衡表220表220加入廢鋼后的物料平衡收入項(xiàng)目重量, kg支出項(xiàng)目重量, kg鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 礦石 煙塵 輕燒鎂球 鐵珠 輕燒白云石 噴濺 爐襯 氧氣 （3） 加入廢鋼后的物料平衡表將表220中的廢鋼+鐵水之和換算成100kg為計(jì)算基礎(chǔ), 得到新的加入廢鋼后的物料平衡, 見表221。, 則收縮半角為25176。為了保證安全生產(chǎn), 氧槍升降機(jī)構(gòu)設(shè)有下列裝置：當(dāng)氧槍不在垂直位置（允許誤差177。 升降小車和固定導(dǎo)軌升降小車主要由車架、 車輪及制動(dòng)裝置組成。鑄坯斷面的形狀和尺寸主要根據(jù)鑄坯的用途來確定。在帶液芯矯直的條件下, 則是指結(jié)晶器鋼液面至拉矯機(jī)最后一對(duì)拉矯輥中心的長(zhǎng)度。本設(shè)計(jì)取連鑄坯收得率為96%。② 連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量式中：A——連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量, t/d；1440—— 一天的時(shí)間, min；T——澆注周期, min；G——每爐的平均出鋼量, t；N—