【文章內容簡介】 海洋開發(fā)、化學、石油工業(yè)及日常生活之中。 產量計算(1)金屬平衡圖由計算知車間產量等分布情況，如表12。金屬平衡圖如下：連鑄(以GCr15為例)，見圖11。表12 車間產量分布冶煉鋼種年產量(t)裝入量i=a∕(1h)鋼水量j=i(1c)返回鋼j=i(hc)收得率k=1c收合率l=1h消耗系數n=i∕a4560000095%%GCr1580000095%%Cr18Ni9Ti110000095%%精煉后鋼水 94%精煉損失 6%中間包鋼水 %注余鋼水 %原坯 98%氧化鐵皮 %合格坯 450000 %廢品 %(2)配料計算配料任務在于確定爐料的化學組成及其配比。合理利用返回鋼，節(jié)約合金元素，減少消耗，縮短冶煉時間。①配料原則。，廢鋼的化學成分須符合所煉鋼種要求。另外，當采用氧化法冶煉時，應大量使用普通廢鋼。而在采用返回法時，必須使用優(yōu)質返回鋼。使用廢鋼時，還應考慮其塊度和單位體積重量，不同塊度的爐料應有適宜的配比，輕薄廢鋼所占比例不宜過大。當廢鋼含C量不能滿足配C要求或廢鋼來源不足時，可以配入部分生鐵或廢鐵，其配比氧化法可達40%，返回法則約為10%。、元素特性，冶煉方法和質量要求等確定，對于普碳鋼和低合金鋼應著重配好C，而對于高合金鋼則應著重 配好幾個主要的合金元素。 碳：確定配C量時，應考慮碳在熔化期的燒損，氧化期的脫C量及還原期的增C量。采用氧化法冶煉，%～%。%。如果熔化期吹氧助熔，則氧化法配料中碳應該比 %～%，當廢鋼含C量不足時，可以用增碳劑增碳。硅：氧化法熔煉時不人為的配入硅，%時，將會抑制沸騰，用返回吹氧法煉不銹鋼時，適當提高爐料配Si量可以提高返回鋼中 Cr的回牧率，%。錳：對于一般鋼種，化清錳含量一般不作要求，但對于某些重要的結構鋼，%，以免抑制沸騰，錳的燒損為50～60%。裝入量100%（t）吹煉后鋼水95%（t）%(t)精煉后鋼水 94%精煉損失 6%中間包鋼水 %注余鋼水 %原坯 98%氧化鐵皮 %合格坯 450000 %廢品 %% (t) %中間包鋼水 94%(t)% (t)%(t)清理損失 % (t)原坯93% (t)% 合格坯92%(t)% (t) t %% (t) %圖11(a)金屬平衡圖裝入量100%(t)吹煉后鋼水95%（t）%(t)精煉后鋼水 94%精煉損失 6%中間包鋼水 %注余鋼水 %原坯 98%氧化鐵皮 %合格坯 450000 %廢品 %% (t) %中間包鋼水 %(t)% (t)%(t)清理損失 % (t)% (t)% % (t) t %% (t) %%(t)圖11(b)金屬平衡圖鉻：用氧化法冶煉時，爐料中鉻應盡量少，即使量鉻結構鋼也是如此，冶煉高鉻鋼時，其配鉻量，裝入法按規(guī)定中下限配入，返回法則應低于下限。鎳、鉬、鎢：成品中含量較高時按規(guī)格中、下限配入，并同爐料一起裝爐。釩、鈦、鋁：極易氧化，不在配料時加入。硫、磷：爐料中的硫、磷越低越好，一般來說，返回法的配磷量≤%，氧化法的配硫和配磷因鋼種而異。配料成分(%) 一般結構鋼 軸承鋼 工具鋼 不銹鋼P ≤ ≤ ≤ ≤S ≤ ≤ ≤ ≤②設計條件 產品方案見表13表13 產品方案冶煉鋼種澆注方式熔損%c注余%d廢品%f其他%g冶煉澆注損失%h產量比%年產量a（萬噸）45連鑄6／2560GCr15連鑄8／25801Cr18Ni9Ti連鑄11／25110本例設計配料均采用返回鋼:碳素廢鋼和生鐵(GCr15SiMn只用碳素廢鋼、生鐵)，碳素廢鋼的要求見表14。設計中按所設計鋼種碳量相應選擇碳素廢鋼，如45鋼一般選中碳廢鋼。其它金屬料加返回鋼、生鐵、鐵合金成分及收得率見表15。表14 電爐煉鋼用碳素廢鋼成分(%)元素種類CSiMnCr或Ni低C廢鋼中C廢鋼高C廢鋼注: 氧化法含煉時S%,P%氧化法冶煉高速工具鋼S%，P%(3)氧化法冶煉的工藝備件如下：%，%。，還原后加硅鐵時，%計算。，%計算。成分原料CSiMnPSTiCrNi收得率45返回鋼T8返回鋼GCr15SiMn返回鋼55SiMnMo返回鋼0Cr18Ni9返回鋼1810生鐵FeMn6397FeSi4598FeSi粉7555FeTi2575FeCr6098鎳9998表15 金屬料成分(%)終插鋁量(鋁條含鋁99%)低碳鋼 [C]% ～中碳鋼 [C]～% ～高碳鋼 [C]% ～注：插Al量取中限除lCrl8Ni9Ti采用返回吹氧法冶煉外，其余均采用氧化法冶煉。、Si成分均按表15中要求。(4)氧化法配料基本共系式：=裝入量鐵合金總補入量鐵礦進鐵量=鐵礦加入量鐵礦含鐵量%計算，鐵礦含鐵量約為50～60%，鐵的回收率約為80%。= =(5)氧化法配料計算45鋼的配料計算①配料量=%lO=鐵礦進鐵量=55%80%=10脫1KgC所需鐵礦量，KgFeMn==FeSi== FeSi粉進入液量=355%=(造還原渣時加入FeSi粉量為3kg/t，其回收率為55%)進入鋼液鐵合金總量=++=配料量==②確定各種廢鋼配比設碳素廢鋼為x噸，生鐵加為y噸 。x+y+=%x+%y+%=%(%)得 x= y=③插鋁量=注:插鋁量，～，～，～，～，鋁純度為98%以上。同理得GCr15：鐵礦石加入量：鐵礦石進鐵量：合金加入量： FeMn： FeSi：FeSi粉：進入鋼液合金總量：配料量：各種廢鋼配比：返 回 鋼：中碳廢鋼：生 鐵：插鋁量： (6)返回吹氧法配料計算用返回吹氧法冶煉1Crl8Ni9Ti，爐料綜合回收率為96%。①已知條件。表 16 返回鋼牌號 (%) 成分鋼種CCrMnNiSiP1Cr18Ni9Ti3Cr13D4220。表17 有關數據成分表 (%)合金元素CrNiMnSiTi控制含量18配料含量1010鐵合金含量65987530化清合金量80975040痕跡調整合金量9698989575②計算根據上表P0= = = 根據原料工段廢鋼庫存情況，決定配入1Cr18Ni9Ti返回鋼30%。30%=3Cr13返回鋼25%，25%=要求爐料中含Cr10%，則料中應含有鉻量：10%=：%= 3Cr13返回鋼帶入Cr量：13%==所缺Cr用中碳鋼鉻鐵Cr1(Cr65%,%)補足，則應配入的Cr1量為： 要求爐料中含Ni10%，則料中應有Ni量為：10%= 1Cr18Ni9Ti返回鋼帶入Ni量為：%=尚缺Ni量為：=所缺Ni用金屬Ni(%)補足，則應配Ni金屬為： %,則料中應有Si量為：%= 1Cr18Ni9Ti返回鋼帶入Si量為：%= 3Cr13返回鋼帶入Si量為：%=設Cr1含Si3%，則Cr1帶入Si量為：3%=尚缺Si量為：=所缺Si由D42補足，則應配入的D42量為：，綜合以上結果，本爐爐料組成如下：1Cr18Ni9Ti返回鋼 3Cr13返回鋼 D42返回鋼 Cr1 Ni金 共計： =。，爐料中共有碳量為：%+ %+ %+%+%=爐料中含C量：∕=%：%=：%= D42返回鋼帶入P量為：%=：%=Ni金含磷極低，可忽略不計。各種廢鋼帶入P量為：+++=則配料含P量為：鋼號產量礦石FeMnFeSiFeSi粉Al生鐵碳素廢鋼返回鋼45600000GCr158000001Cr18Ni9Ti1100000 備注1Cr18Ni9Ti配料Cr1: Ni: D42: 3Cr13: 1Cr18Ni9Ti返回鋼:全廠全年配料情況見表18表18 車間年配料632 超高功率電弧爐爐型設計計算 電弧爐是煉鋼電爐的一種，也是目前世界上焙煉優(yōu)質鋼、特殊用途鋼種的主要設備。電弧爐的整體設計是包括機械、電氣、熱工、冶煉、耐火材料等多門專業(yè)的工程。隨著鋼的質量不斷提高，熔煉工藝在革新，也向爐子結構（包括耐火材料砌襯）提出了更高的要求。自60年代中期提出電弧爐超高功率概念以來，電孤爐建造趨于大型化、高功率化，出現了多種新型式的電弧爐。本次設計的電弧爐具有如下特點：具有較高的生產率，電能、耐火材料和電極消耗低，滿足多鋼種冶煉時冶金反應的要求。 電爐容量和座數的確定 電爐容量和座數的選擇與車間的生產規(guī)模，生產的鋼種以及設備供應情況等因素有關。一般在要求一定的車間產鋼量的條件下，力求選用較大容量的電爐，因為大型電爐的技術經濟指標較好，單位熱損失較小，電能等單位消耗較低。操作人員和管理人員相對較小。另外，車間內的電爐類型不宜過多，一般不超過兩種。同一車間電爐類型過多對車間的設備配置，備品備件的準備以及爐子的維護檢修都有困難。但車間內設置一、二座小容量電爐對生產是有利的座數也不宜過多，座數過多時車間生產調度復雜，各個電爐之間相互影響和干擾，同時車間勞動條件亦會惡化。為了確定電爐的座數和容量，首先要估算每次出鋼量：(1)求車間每次出鋼量 (以年產250萬噸為例)Gst===注意:Gst是指車間內各座電爐每次出鋼的總和，而電爐的每次出鋼量是指該電爐的平均出鋼量。 式中：Gst ——車間產品方案中規(guī)定年產量，t tc——冶煉周期，h，取1h ——電爐作業(yè)周期率%，一般為90～94%，取93%(343天/年) y——良錠收得率94%公式中幾個主要技術指標的確定和計算如下： （1）日歷作業(yè)率有效作業(yè)日數占日歷日數的百分比，稱為日歷作業(yè)率。日歷作業(yè)率＝有效工作日數/365100%。有效作業(yè)時間＝日歷時間停工時間。停工時間除去出鋼、出鋼后的熱修補爐襯和裝料操作之外的所有停歇時間，含有計劃檢修、更換爐襯及臨時性（事故性的）的熱停工、停電、停止熔煉時間在內。當電爐與全連鑄配合時，電爐有效作業(yè)日數為275～290天，當電爐與全模鑄配合時，電爐有效作業(yè)日數為3l0～320天。此處取275天。則η＝75/365100%＝%。 （2）良坯收得率α＝合格鋼錠量/全部入爐金屬料量合格鋼錠量＝全部入爐金屬料量熔損量（湯道+鑄余+包底量）廢品量收合率的倒數稱為金屬消耗系數。金屬收合率與冶煉鋼種、方法、鋼鐵料質量、錠型大小、鑄錠方法、爐子公稱容量等因素有關。我國連鑄法生產的收合率為95～96%。取95%。另外，要注意鋼錠收合率與鋼水收得率的區(qū)別。鋼水收得率＝合格鋼錠量/合格鋼水量 （3）冶煉周期電爐冶煉周期一般為60～70分鐘，取60分鐘，約為1小時。(2)座數及容量確定在不同生產規(guī)模下，一般選用的電爐容