【文章內容簡介】 工藝 ,注重對終渣 (MgO)含量的調整； (2) 前期用輕燒白云石造渣 , 控制過程渣 (MgO)在 6%～ 8%范圍內 (質量分數 )； (3) 后期加入終渣改質劑采用高 (MgO)爐渣操作工藝 ,爐渣改質后進行濺渣操作； (4) 濺渣注重對爐形和爐底的控制 ,保持良好的爐膛內型形狀。 (5) 控制好爐底 ,加強對爐底供氣元件蘑菇 頭的維護和控制。 采用上述濺渣工藝技術后 ,不僅爐齡大幅度提高 ,而且底吹元件得到良好的維護。 爐外精煉 隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展和工農業(yè)對鋼材質量要求的提高，鋼廠需要爐外精煉工藝，爐外精煉技術是一項提高產品質量，降低成本的先進技術，是現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。它可以提高煉鋼設備的生產能力，改善鋼材質量，降低能耗，減少耐材、能源和鐵合金消耗，從而提高企業(yè)的競爭力。 LF 爐精煉工藝要求盡快形成泡沫渣，實現(xiàn)埋弧精煉。出鋼過程加精煉渣渣洗有利于快速成渣，縮短 LF 精煉造渣時間。 LF 泡沫渣的形成需要氣 泡源 ,精煉渣中的 Na2CO3 分解產生 CO2， CO2氣體彌散分布在渣中，同時， CO2氣體與渣中的碳反應產生 CO，使氣體體積成倍增長。這樣 ,泡沫渣的形成就有了充足的氣泡源 ,有利于實行埋弧精煉，減少了電弧的裸露；有利于提高加熱效率，縮短供電時間，節(jié)約能源，而且使精煉時間縮短，提高了勞動生產率，同時對延長爐蓋和包襯的壽命具有重要意義。 鋼水精煉是提高鋼的質量、擴大鋼的品種、優(yōu)化煉鋼工藝流程、提高生產效率的重要手段，是生產潔凈鋼不可缺少的關鍵工藝環(huán)節(jié)。 連鑄連軋 連鑄可以簡化工序，縮短流程，提高金屬收 得率，降低能耗，生產過程采用第 3 章 轉爐車間生產工藝流程 7 機械化，自動化程度高，提高產量，擴大了品種。 本章小結 21 世紀的鋼鐵工業(yè)在世界經濟中仍占支柱地位，同時也將經歷激烈的競爭。薄板坯連鑄連軋技術已受到了世界各國的普遍重視，它的推廣應用改變了鋼鐵工業(yè)的面貌，帶來了巨大的經濟效益和社會效益。雖然目前還存在著較多問題 ,但可以相信，在各國科研工作者的共同努力下，薄板坯連鑄連軋技術及產品將會進一步發(fā)展。 華北理工大學輕工學院 8 第 4 章 轉爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算 物料平衡計算 計算原始數據 基本原始數據有：冶煉鋼種及成分、鐵水和 廢鐵的成分、終點鋼水成分；造渣用溶劑及爐襯等原材料成分；脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率；其他工藝參數。 表 41 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設定值 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 其他工藝參數設定值 名稱 參數 名稱 參數 成分含量 /% 類別 C Si Mn P S 鋼種 Q235設定值 . ≤ ≤ 鐵水設定值 廢鋼設定值 終點鋼水設定值 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 轉爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算 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 占總去硫量的 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 由熱平衡計算確定，本計算結果為鐵水量的 ﹪，即廢鋼比為 1﹪ 噴濺鐵損 為鐵水量的 1﹪ 物料平衡的基本項目 收入項有：鐵水、廢鋼、溶劑（石灰、螢石、輕燒白云石）、氧氣、爐襯蝕損、鐵合金。 支出項有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。 計算步驟 以 100 ㎏鐵水為基礎進行計算。 第一步：計算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。 總渣量包 括鐵水中元素氧化，爐襯腐蝕和加入溶劑的成渣量。其各項成渣量分別列于表 45~表 47?？傇考俺煞秩绫?48 所示。 表 45 鐵水中元素的氧化產物及其成渣量 元素 反應產物 元素氧化量/㎏ 耗氧量/㎏ 產物量/㎏ 備注 C [C]→{CO} 179。90%= [C]→{CO2} 179。10%= Si [Si]→(SiO2) 入渣 Mn [Mn]→(MnO) 入渣 P [P]→(P2O5) 入渣 S [S]→{SO2} 179。1/3= [S]+[CaO]→(CaS)+(O) 179。2/3= 入渣 Fe [Fe]→(FeO) 179。56/72= 入渣（表5 8） 華北理工大學輕工學院 10 [Fe]→(Fe2O3) 179。112/160= 入渣（表5 8） 合計 成渣量 入渣組分之和 ①由CaO還原出的氧量；消耗CaO量=179。56/32=㎏。 表 46 爐襯腐蝕的成渣量 爐襯蝕損渣量/㎏ 成渣組分/㎏ 氣態(tài)氧化物/㎏ 耗氧量/㎏ CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C→CO C→CO2 C→CO，CO2 (表5 4) 合計 表 47 加入溶劑的成渣量 類別 加入 量㎏ 成渣組分/㎏ 氣態(tài)氧化物 CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 螢石 白云石 石灰 合計 成渣量 ①.石灰加入量：渣中已含CaO= +++=㎏；渣中已含SiO2=++ +=㎏；因設定終渣堿度R=，故石灰加入量為：(% 179。%)=㎏ 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 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 質量分數/% 100 ①.表中除(FeO )和(Fe2O3)+++++++= ㎏，而終渣Σω(FeO)=15%(表5 4)，㎏。 ②.ω(FeO)=179。%=㎏ ω(Fe2O3)=179。5% =㎏ 第二步：計算氧氣消耗量。 氧氣的實際消耗量系消耗項目與供入項目之差。見表 49 表 49 實際耗氧量 第 4 章 轉爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算 11 耗氧項/㎏ 供氧 項/㎏ 實際耗氧量/㎏ 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 合計 第三步：計算爐氣量及其成分。 爐氣中含有 CO、 CO N SO2和 CO、 CO SO2和 H2O 可由表45~表 47 查得， O2和 N2則由爐氣總體積來確定?，F(xiàn)計算如下： 爐氣總體積 VΣ V∑ = gV +%V∑ +991 ( % ?sG V∑－ xV ) = 32/ ???????? VxGsVg = m179。 式中 Vg—— CO、 CO SO2和 H2O 各組分總體積， m179。本計算中其值為： 18 ??????? =179。 Gs —— 不計 自由 氧 的氧 氣消 耗量 ， ㎏。 本計 算 中其 值為 ：++= ㎏（見表 59） Vx—— 石灰中的 S 和 CaO 反應還原出的氧量（其質量為： ㎏，見表 49）， m179。 %—— 爐氣中自由氧含量。 99—— 自由氧純度為 99%轉換得來。計算結果列于表 410 表 410 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量/㎏ 爐氣體積/ m179。 體積分數/% CO 179。CO2 179。SO2 179。H2O 179。O2 N2 合計 ① .爐氣中 O2 的體積為 *%=179。；質量為 179。 32/=華北理工大學輕工學院 12 ㎏。 ② .爐氣中 N2 的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質量 為*28/= ㎏ 第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量。 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。 (75%179。 56/72+20%179。 112/160)+1+179。 6%] ＝ ㎏ 由此可以編制出未加廢鋼、脫氧與合金化前的物料平衡表 411 表 411 未加廢鋼時的物料平衡表 收入 支出 項目 質量 /㎏ % 項目 質量 /㎏ % 鐵水 100 鋼水 石灰 爐渣 螢石 爐氣 生白云石 噴濺 爐襯 煙塵 氧氣 渣中鐵珠 合計 合計 100 注：計算誤差為（ ） /179。 100%=% 第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。 如同第一步計算鐵水中元素氧化量一樣， 利用表 41 中的數據先確定廢鋼種元素的氧化量及其消耗量和成渣量（表 412），再將其與表 411 歸類合并，逐得到加入廢鋼后的物料平衡表 413 和表 414。 表 412 廢鋼中元素的氧化產物及其成渣量 元素 反應產物 元素氧化量/㎏ 耗氧量㎏ 產物量㎏ 進入鋼中的量/㎏ C [C]→{CO} 179。%179。90%= [C]→{CO 2} 179。%179。90%= Si [Si]→(SiO 2) 179。 5%= Mn [Mn]→(MnO) 179。%= P [P]→(P 2O5) 179。%= 第 4 章 轉爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算 13 S [S]→{SO 2} 179。%179。1/3= [S]+[CaO]→ (CaS)+(O) 179。%179。2/3=08 4 合計 = 成渣量/㎏ 表 413 加入廢鋼的物料平衡表（以 100㎏鐵水為基礎） 收入 支出 項目 質量 /㎏ % 項目 質量 /㎏ % 鐵水 100 鋼水 += 廢鋼 爐渣 += 石灰 爐氣 += 螢石 噴濺 輕燒白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 0 合計 合計 注：計算誤差為（ ） /100%=% 表 414 加入廢鋼的物料平衡表（以 100㎏鐵水 +廢鋼為基礎） 收入 支出 項目 質量 /㎏ % 項目 質量 /㎏ % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 噴濺 輕燒白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 合計 100 合計 100 第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。 現(xiàn)根據鋼種成分設定值（表 41）和鐵合金成分及其回收率（表 43）算出錳鐵和硅鐵的加入量，在計算其元素的燒損量。將所有的結果與表 414 合并，及得到煉一爐鋼 的總物料平衡表。 錳鐵加入量 WMn 為： 華北理工大學輕工學院 14 ? ? ? ? 鋼水量回收率量錳鐵含 終點鋼種 ???? MnMn wMnW Mn