【正文】 K—— 系數(shù)，參見表 71； t —— 平均每爐鋼純吹氧時(shí)間， min，參見表 72。 再根據(jù)澆注方法，就可計(jì)算出煉鋼車間設(shè)計(jì)的年產(chǎn)鋼量。普通鐵水預(yù)處理有單一脫硫、脫硅、脫磷和同時(shí)脫磷脫硫等；特殊鐵水預(yù)處理有脫鉻、提釩、提鈮和提鎢等。 脫硅 (1) 鐵水脫硅的目的： ①減少轉(zhuǎn)爐石灰用量，減少渣量和鐵損在鐵水含 %P 和 %S 的條件下，鐵水中硅從 %下降到 %時(shí)，煉鋼石灰消耗量可以從 42kg/t 減少到18kg/t，渣量從 110kg/t 減少到 42kg/t，而且吹煉平穩(wěn)沒有噴濺，金屬收得率提高 %～ %。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量?；扈F車裝有傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，可使?fàn)t身轉(zhuǎn)動(dòng)向外倒鐵，因此，不需建設(shè)專門的廠房，只需在主廠房?jī)?nèi)留出必要的倒鐵水位置。 5％＝ (6) 廢鋼吸熱 Qf 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 19 用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即 Qf＝ QS－ Qg－ Qr－ Qx－ Qb－ Qq =－ － － 22994－ － = 故廢鋼加入量 fW 為： fW ＝ ? ? ? ?? ?? ? 2 6 0 0 ???????? ＝ 即廢鋼比為： %% ??? 熱平衡計(jì)算結(jié)果列于表 423。 25)－ 6＝ 1522℃ 式中， 、 、 和 分別為終點(diǎn)鋼水中 C、 Mn、 P、 S的含量。 56/72179。 熱收入項(xiàng)包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣 熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。%= 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 15 S 179。25%= 179。1/3= [S]+[CaO]→ (CaS)+(O) 179。 鋼水量 Qg＝鐵水量 鐵水中元素的氧化量 煙塵、噴濺和渣中的鐵損 ＝ [179?，F(xiàn)計(jì)算如下： 爐氣總體積 VΣ V∑ = gV +%V∑ +991 ( % ?sG V∑－ xV ) = 32/ ???????? VxGsVg = m179。 表 45 鐵水中元素的氧化產(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/㎏ 備注 C [C]→{CO} 179。出鋼過程加精煉渣渣洗有利于快速成渣，縮短 LF 精煉造渣時(shí)間。 鐵水預(yù)處理初脫 Si、 P、 S 分析本設(shè)計(jì)中鐵水成分發(fā)現(xiàn)，鐵水成分中 Si、 P含量較高， S含量較低。見表 21。 合理優(yōu)化工藝流程，形成緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線 發(fā)展目標(biāo)：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— 熱送和熱扎有機(jī)的結(jié)合起來，形成緊湊式的專業(yè)生產(chǎn)線。 本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是車間的主要系統(tǒng)的方案確定 。鋼鐵產(chǎn)量往往是衡量一個(gè)國家工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的其他工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。 精煉和連鑄方面主要體現(xiàn) （ 1） 精煉技術(shù)的發(fā)展在很大程度上大大增加了轉(zhuǎn)爐冶煉鋼種的數(shù)量，現(xiàn)有技術(shù)主要有 LF、 RH、 CAS— OB、 VOD、 AOD 等精煉技術(shù)； （ 2） 連續(xù)鑄鋼方面主要有高速連續(xù)澆注技術(shù)和漏鋼 預(yù)報(bào)裝置，高拉速與連鑄之間的矛盾是現(xiàn)在連鑄工藝需要解決的方法。 250、 1800179。石灰單耗低，渣量少，鐵水收得率高，吹煉平穩(wěn)，噴濺少。 表 41 鋼種、鐵水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定值 表 42 原材料成分 表 43 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母） 表 44 其他工藝參數(shù)設(shè)定值 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 成分含量 /% 類別 C Si Mn P S 鋼種 Q235設(shè)定值 . ≤ ≤ 鐵水設(shè)定值 廢鋼設(shè)定值 終點(diǎn)鋼水設(shè)定值 痕跡 成分含 量 /% 類別 Ca SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 揮發(fā)分 石灰 . 螢石 生白云石 爐襯 焦炭 成分回收率 /% 類別 C Si Mn Al P S Fe 硅鐵 —— 錳鐵 —— 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 9 終渣堿度 w(CaO)/w(SiO)= 渣中鐵損 (鐵珠 ) 為渣量的 6﹪ 螢石加入量 為鐵水量的 ﹪ 氧氣純度 99﹪，余者為 N2 生白云石加入量 為鐵水量的 ﹪ 爐氣中自由氧含量 ﹪ (體積比 ) 爐襯蝕損量 為鐵水量的 ﹪ 氣化去硫量 占總?cè)チ蛄康?1/3 終渣 ∑w(FeO)含量 (按向鋼中傳氧量 w(Fe2O3)＝ (FeO)折算 ) 15﹪而 ω(Fe2O3)/ ∑ω(FeO)=1/3,即金屬中 [C]的氧化產(chǎn)物 w(Fe2O3)＝ 5﹪， w(FeO)=﹪ 金屬中 [C]的氧化物 90﹪ C氧化成 CO， 10﹪ C氧化成 CO2 煙塵量 為鐵量的 ﹪ (其中 w(FeO)為 75﹪ w(Fe2O3)的 20﹪ ) 廢鋼量 由熱平衡計(jì)算確定，本計(jì)算結(jié)果為鐵水量的 ﹪，即廢鋼比為 1﹪ 噴濺鐵損 為鐵水量的 1﹪ 物料平衡的基本項(xiàng)目 收入項(xiàng)有：鐵水、廢鋼、溶劑（石灰、螢石、輕燒白云石）、氧氣、爐襯蝕損、鐵合金。%)=㎏ ②.石灰加入量=(石灰中CaO含量） （石灰中 S→CaS自耗的CaO量 ） 表 48 總渣量及其成分 爐渣成分/㎏ CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS 合計(jì) 元素氧化成渣 石灰石成渣量 爐襯蝕損成渣 生白云石成渣 螢石成渣量 總成渣量 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 100 ①.表中除(FeO )和(Fe2O3)+++++++= ㎏，而終渣Σω(FeO)=15%(表5 4)，㎏。CO2 179。90%= [C]→{CO 2} 179。%179。20%= 179。 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 16 表 417 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值 名稱 入爐物料 產(chǎn)物 鐵水 廢鋼 其他原料 爐渣 爐氣 煙塵 溫度 /℃ 1285 25 25 與鋼水相同 1450 1450 表 418 物料平均熱熔 物料名稱 生鐵 鋼 爐渣 礦石 煙塵 爐氣 固態(tài)平均熱熔 kJ/（㎏ (1111 － 25)+218+ 179。 34834＝ 故熱收入總量為 SQ = WQ ＋ yQ ＋ CQ ＋ 1Q ＝+++= 第二步：計(jì)算熱支出 ZQ 。詳見表 422。隨著高爐的大型化和煉鐵操作的精確化，高爐鐵水成分波動(dòng)減?。挥忠蜣D(zhuǎn)爐的大型化，混鐵爐的混合作用已不明顯。 大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間通常設(shè)單獨(dú)的廢鋼間，按每爐需用量裝入廢鋼料斗運(yùn)到爐前。此外，還有與煉鐵車間和轉(zhuǎn)爐車間石灰窯料場(chǎng)共用的。 鐵水脫硫的方法有：鋪撒法、搖包法、噴粉法等，其中噴粉法被廣泛應(yīng)用。 本設(shè)計(jì)采用“ 二吹二 ”模式，即有 2 座轉(zhuǎn)爐。 (1) 爐容比 爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量之比值。從目前實(shí)際情況來看，轉(zhuǎn)爐爐容比一般取 ~。在選定轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)時(shí)，要根據(jù)產(chǎn)品、產(chǎn)量的需求和原料資源儲(chǔ)量及來源，以及運(yùn)輸、水、電、氣的供應(yīng)條件等進(jìn)行論證。 本設(shè)計(jì)采用噴粉法脫硫。各種散狀材料的儲(chǔ)存量可根據(jù)具體情況按 10～ 30 天考慮。廢鋼間面積的大小決定于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數(shù)、料槽（或料坑）位置及稱量設(shè)備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車軌面標(biāo)高。 混鐵車即混鐵爐型鐵水罐車。 Qb＝ 179。 (1) 鋼水物理熱 Qg 先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn) Tg ；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時(shí)的實(shí)際溫降 (通常前者為 40～ 60℃，后者約 為 3～ 5℃ /min，具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān) )以及要求的過熱度 (一般為 50～ 90℃ )確定出鋼溫度 TZ ；最后由鋼水熱容算出物理熱。 表 421 元素氧化熱和成渣熱 反應(yīng)產(chǎn)物 氧化熱或成渣熱 /kJ 反應(yīng)產(chǎn)物 氧化熱或成渣熱 /kJ C→CO 11639= Fe→Fe 2O3 6460= C→CO 2 34834= P→P 2O5 18980= Si→SiO 2 29202= P2O5→4CaOK ） 表 419 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 組元 化學(xué)反應(yīng) ?? /kJ80%= Si 179。%179。90%= Si [Si]→(SiO 2) 179。H2O 179。%=㎏ ω(Fe2O3)=179。 計(jì)算步驟 以 100 ㎏鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。 (5) 控制好爐底 ,加強(qiáng)對(duì)爐底供氣元件蘑菇 頭的維護(hù)和控制?？紤]到投資占地方面，本設(shè)計(jì)中采用混鐵車。國民經(jīng)濟(jì)水平也需要鋼鐵行業(yè)來做有力的支撐?？v觀世界主要發(fā)達(dá)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展史，不難看出鋼鐵材料工業(yè)的發(fā)展在美國、前蘇聯(lián)、日本、英國、德國、法國等國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都起到了決定性作用。 設(shè)計(jì)包括車間生產(chǎn)規(guī)模，各主要系統(tǒng)，方案的選擇和確定。 由此可見鋼鐵工業(yè)在公民經(jīng)濟(jì)的重要作用，并且鋼鐵工業(yè)在整個(gè)國家的發(fā)展中都起著舉足輕重的作用。 第 2 章 產(chǎn)品方案及金屬料平衡估算 3 第 2 章 產(chǎn)品方案及金屬料平衡估算 產(chǎn)品大綱 本設(shè)計(jì)產(chǎn)品大綱的基本原則是：生產(chǎn)有競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，堅(jiān)決淘汰落后的產(chǎn)品。混鐵車裝有傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，可使?fàn)t身轉(zhuǎn)動(dòng)向外倒鐵，因此，不需建設(shè)專門的廠房，只需在主廠房?jī)?nèi)留出必要的倒鐵水位置。它可以提高煉鋼設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善鋼材質(zhì)量，降低能耗，減少耐材、能源和鐵合金消耗，從而提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。其各項(xiàng)成渣量分別列于表 45~表 47。見表 49 表 49 實(shí)際耗氧量 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 11 耗氧項(xiàng)/㎏ 供氧 項(xiàng)/㎏ 實(shí)際耗氧量/㎏ 鐵水中元素氧化耗氧量（表4 5） 爐襯中碳氧化消耗氧量（表4 6） 石灰中S與CaO反應(yīng)還原出的氧化量（表5 7） 煙塵中鐵氧化消耗氧量（表4 4） += 爐氣自由氧含量（表 10） 合計(jì) 合計(jì) 第三步：計(jì)算爐氣量及其成分。 32/=華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 12 ㎏。%= 第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 13 S [S]→{SO 2} 179。80%= Si 179。%179。SiO2) 成渣反應(yīng) － 97133 － 1620 P2O5 (P2O5)+4(CaO)=(4 CaO CQ ＝ 179。 5＋ 179。 1045)＝ (5) 熱損失 Qq 其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的 3％～ 8％。 綜合考慮，采用混鐵車供應(yīng)鐵水。 由于本設(shè)計(jì)設(shè)有廢鋼加工站，所以存儲(chǔ)天數(shù) x 取 3 日； 所以，廢鋼堆場(chǎng)面積 A＝ mHQx ??? ??? 表 52 不同類型廢鋼的堆積密度 /t 鐵合金供應(yīng) 鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠鐵合金間、車間鐵合金料倉及稱量和運(yùn)輸設(shè)施、向鋼包加料設(shè)施等幾部分組成。 本設(shè)計(jì)選用石灰系溶劑精煉法脫磷。 T2—— 一年有效作業(yè)天數(shù)， d； 1440—— 一天的日歷時(shí)間， min； 365—— 一年的日歷天數(shù)， d； η —— 轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率， %，若轉(zhuǎn)爐與模鑄或與部分連鑄配合時(shí)，一般取η =82～85%，若全連鑄則取η =75～ 80%。 小爐子取上限，大爐子取下限。其優(yōu)越性在于爐子的高寬比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐卻又大于底吹轉(zhuǎn)爐，略呈矮胖型；爐底一般為平底，以便設(shè)置底部噴口。即采用“ 二吹二 ”制。 脫硫 鐵水爐外脫硫是降低煉鐵和煉鋼爐脫硫負(fù)擔(dān)、簡(jiǎn)化操作和提高煉鐵煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的有 效途徑。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀 料場(chǎng)、地下 (地面 )料倉、由地下料倉送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉、稱量和加料設(shè)施。另外對(duì)廢鋼中的易爆物和密閉容器要十分注意清理和處理，保證生產(chǎn)安全。 高爐鐵水直接熱裝入轉(zhuǎn)爐時(shí)又有混鐵爐和混鐵車兩種方式。［ 179。 11639＋ 179。 30+179。 100%=% ② .可以近似的認(rèn)為 (+)的氧量系出鋼水二次氧化帶入。%179。 脫氧和合金化后的鋼水成分如下： %% %)(w ????C %% )i(w ????S %% %)(w ?????Mn %% %)(w ????P %% %)(w ????S 表 415 鐵合金中元素?zé)龘p量和產(chǎn)物量 類別 元 素 燒損量㎏ 脫氧量 /㎏ 成渣量 /㎏ 爐氣量 /㎏ 入鋼量㎏