【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 失量＝ （ 9%56/72+3 %112/160） = kg 鋼水量增加量＝ ＝ 18 （ 4）氧耗量減少：礦石分解供氧量＝ 1%112/60＝ kg 渣中鐵氧化耗量＝ （ 9 %16/72+3 %112/160） = 總純氧耗量減少量＝ = kg 總氧氣耗量減少量＝ （ 1）熱量收入： Fe 氧化熱量增加量＝ （ 42499%56/72+64593 %112/160）＝ kJ 石灰及礦石中 2SiO 成渣熱增加量＝（ %+16%） 1620＝ kJ 熱量總收入增加量＝ +＝ kJ 3－ 15 1kg 礦石帶來物料平衡變化表 收入項(xiàng)目 變化值 /kg 支出項(xiàng)目 變化值 /kg 礦 石 鋼 水 石 灰 爐 渣 氧 氣 爐 氣 渣中金屬鐵珠 合 計(jì) 注：誤差為 % （ 2）熱量支出： 鋼水物理熱量＝ 〔 （ 152725） +272+（ 16801517）〕＝ kJ 爐渣物理熱量＝ 〔 （ 166025） +209〕＝ 爐氣物理熱量＝ （ 145025）＝ kJ 渣中金屬鐵珠物理熱量＝ 〔 （ 151725） +272+（ 16601517）〕＝ 礦石分解吸熱量＝ 1（ %6459112/160+0%424956/72）＝ kJ 其他熱損失量＝ 4%＝ kJ ＝ ++11381+++＝ kJ （ 3） 1kg礦石吸收熱量＝ = kJ 熱量平衡變化見表 3－ 16 19 表 3－ 16 1kg 礦石帶平熱量平衡變化表 熱收入變化項(xiàng) 熱量 /kJ 熱支出變化項(xiàng) 熱量 /kJ Fe 氧化 鋼 水 石灰礦石成渣熱 爐 渣 爐 氣 渣中金屬鐵珠 礦石分解吸熱 其他熱損失 合 計(jì) 合 計(jì) 1kg礦石吸收熱量 礦石加入量 加入礦石量＝ = 物料平衡修正及終算 A 物料平衡修正 物料平衡修正見表 3－ 17。 表 3－ 17 物料平衡修正表 收入項(xiàng)目 變化值 /kg 支出項(xiàng)目 變化值 /kg 礦石 鋼水 石灰 爐渣 氧氣 爐氣 渣中金屬鐵珠 合計(jì) B 物料平衡終算 物料平衡終算見表 3－ 18。 20 表 3－ 18 物料平衡終算表 收 入 支 出 項(xiàng) 目 重量 /kg 占比例 /% 項(xiàng) 目 重量 /kg 占比例 /% 鐵 水 鋼 水 += 廢 鋼 爐 渣 += 礦 石 爐 氣 += 石 灰 += 煙 塵 螢 石 渣中金屬鐵珠 += 生白云石 噴 濺 爐 襯 氧 氣 = 合 計(jì) 合 計(jì) C 熱量平衡修正。 熱量平衡修正見表 3－ 19 表 3－ 19 熱量平衡修正表 熱收入變化項(xiàng) 熱量 /kJ 熱支出變化項(xiàng) 熱量 /kJ Fe 氧化 鋼 水 物 理 熱 石灰礦石成渣熱 爐 渣 物 理 熱 爐 氣 物 理 熱 渣中金屬鐵珠物理熱 礦石吸熱 其 他 熱 損 失 合 計(jì) 合 計(jì) 礦石吸收熱量 熱量平衡終算見表 3－ 20。 21 表 3－ 20 熱量平衡終算表 熱量收入 熱量支出 項(xiàng) 目 熱量 /kJ % 項(xiàng) 目 熱量 /kJ % 鐵水物理熱 鋼水物理熱 += 元素氧化熱 C 爐渣物理熱 += Si 爐氣物理熱 += Mn 煙塵物理熱 P 渣中金屬鐵珠物理熱 += Fe +＝ 噴濺金屬物理熱 2SiO 成渣熱 +＝ 生白云石分解熱 煙塵氧化熱 其他熱損失 += 礦石分解吸熱 合計(jì) 合 計(jì) 注 : 1 8 5 5 1 4 7 0 9 1 8 5 5 1 3 5 0 9 0 0 0 11 8 5 5 1 4 7 0 9? ? ?? ? ??誤 差 ％ 22 4 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)及轉(zhuǎn)爐設(shè)備 爐型及相關(guān)數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)爐爐型是指轉(zhuǎn)爐砌筑后的內(nèi)部形狀。 爐型的選擇和各部位尺寸確定得是否合理，直接影響著工藝操作、爐襯壽命、鋼的產(chǎn)量與質(zhì)量以及轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率。 轉(zhuǎn)爐主要作業(yè)指標(biāo)（見 表 4－ 1） 表 4－ 1 轉(zhuǎn)爐作業(yè)指標(biāo) 序號(hào) 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)值 備注 1 轉(zhuǎn)爐公稱容量 t 200 2 平均爐產(chǎn)合格坯重 t 3 轉(zhuǎn)爐座數(shù) 座 2 4 經(jīng)常生產(chǎn)座數(shù) 座 1 5 轉(zhuǎn)爐冶煉周期 min 40 其中吹氧時(shí)間 18min 6 每天出鋼爐數(shù) 爐 37 7 每天產(chǎn)鋼坯重 噸 8 轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)數(shù) 爐 12938 9 轉(zhuǎn)爐爐齡 爐 25000 10 鋼水收得率 % 爐型的選擇 選擇爐型要根據(jù) 生產(chǎn)規(guī)模所確定的轉(zhuǎn)爐噸位、原材料條件，并對(duì)已投產(chǎn)的各類型轉(zhuǎn)爐進(jìn)行調(diào)查，了解生產(chǎn)情況，爐襯侵蝕情況和供氧參數(shù)與爐型的關(guān)系，為爐型選擇提供實(shí)際數(shù)據(jù)。選擇爐型應(yīng)考慮因素如下： （ 1） 要求爐型有利于煉鋼物理化學(xué)反應(yīng)的順利進(jìn)行，有利于金屬液、爐渣、爐氣的運(yùn)動(dòng)，有利于熔池的均勻攪拌； （ 2） 有較高的爐襯壽命； （ 3） 爐內(nèi)噴濺物要少，金屬消耗要低； （ 4） 爐襯砌筑和維護(hù)方便，爐殼容易加工制造； （ 5） 能夠改善勞動(dòng)條件和提高作業(yè)率。 隨公稱噸位的增大，爐型由細(xì)長(zhǎng)型向矮胖型方向發(fā)展。 轉(zhuǎn)爐爐型按金屬熔池的形狀可以分為筒球型、錐球型和截錐型 三種。其中筒球型熔池是由圓柱體和球缺體組合面成。它優(yōu)點(diǎn)是爐型簡(jiǎn)單，砌筑方便，爐殼制造容易。與相同噸位其他兩種爐型的轉(zhuǎn)爐相比，它有較大的直徑，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。本設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)爐的公稱容量是 300 噸位，選用筒球型死爐底。 爐型的主要參數(shù) 23 爐型的主要參數(shù)有如下幾種： 轉(zhuǎn)爐的公稱噸位 轉(zhuǎn)爐的公稱噸位又稱公稱容量，是爐型設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，有以下三種表示方法： 一種是用轉(zhuǎn)爐的平均鐵水裝入量表示公稱噸位；一種是用平均出鋼量表示；還有一種是用轉(zhuǎn)爐平均爐產(chǎn)良坯量表示。出鋼量介于裝 入量和良坯量之間，其數(shù)量不受裝料中鐵水比例的限制，也不受澆注方法的影響，所以大多數(shù)采用爐役平均出鋼量作為轉(zhuǎn)爐的公稱噸位。根據(jù)出鋼量可以計(jì)算出裝入量和良坯量。 出鋼量＝裝入量 /金屬消耗系數(shù) 裝入量＝出鋼量 金屬消耗系數(shù) （ 4－ 1） 金屬消耗系數(shù)是指吹煉 1 噸鋼所消耗的金屬料數(shù)量。由于原材料和操作方法的不同，其系數(shù)也不相同。表 4－ 2 是金屬消耗系數(shù)與鐵水 Si、 P 含量的關(guān)系。 表 4－ 2 金屬消耗系數(shù)與鐵水 Si、 P 含量的關(guān)系 鐵水 %/]39。[Siw ＜ ＜ ＜ 鐵水 %/][Pw ＜ ＜ ＜ 金屬消耗系數(shù) 爐容比 轉(zhuǎn)爐的爐容比又稱為容積系數(shù)，以 V/T 表示，即轉(zhuǎn)爐的工作容積與公稱噸位之比。它表示每單位公稱噸位所需轉(zhuǎn)爐有效冶煉空間的體積，其單位是 m3/t。 合適的爐容比，能夠滿足吹煉過程中爐內(nèi)激烈的物理化學(xué)反應(yīng)的需要，從而能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果和勞動(dòng)條件。爐容比過大，增加設(shè)備重量、廠房高度，耐火材 料消耗也增加，因而使整個(gè)車間費(fèi)用增加，成本較高；而爐容比過小，爐內(nèi)沒有足夠的反應(yīng)空間，勢(shì)必引起噴濺，對(duì)爐襯的沖刷加劇，操作惡化，導(dǎo)致金屬消耗增多，爐襯壽命降低，不利于提高生產(chǎn)率。 選擇爐容比時(shí)應(yīng)考慮以下因素： （ 1） 鐵水比、鐵水成分。隨著鐵水比和鐵水中 Si、 P、 S 含量增加，爐容比應(yīng)相應(yīng)增大。若采用鐵水預(yù)處理工藝時(shí)，爐容比可以小些； （ 2） 供氧強(qiáng)度。供氧強(qiáng)度增大時(shí)，吹煉速度較快，為了不引起噴濺就要保證有足夠的反應(yīng)空間，爐容比相應(yīng)增大些； （ 3） 冷卻劑的種類。采用鐵礦石或氧化鐵皮為主的冷卻劑，成渣量大，爐容比也需相應(yīng)增大 些；若采用廢鋼為主的冷卻劑，成渣量小，則爐容比可適當(dāng)選擇小些。 爐容比還與氧槍噴嘴結(jié)構(gòu)有關(guān)。最近我國(guó)設(shè)計(jì)部門推薦的轉(zhuǎn)爐新砌爐襯的爐容比為 ～ ，小轉(zhuǎn)爐取上限，大轉(zhuǎn)爐則取下限。本設(shè)計(jì)取 。 24 高寬比 高寬比指轉(zhuǎn)爐總高與爐殼外徑之比，用 H 總 /D 殼 表示。一般是在爐型設(shè)計(jì)完成以后，對(duì) H 總 /D 殼 進(jìn)行核算。必須防止兩種傾向：轉(zhuǎn)爐爐體過于細(xì)長(zhǎng)，必然導(dǎo)致廠房高度和相關(guān)設(shè)備的高度有所增加，使基建投資和設(shè)備費(fèi)用增加；過于矮胖的爐型，爐內(nèi)噴濺物易于噴出爐外，熱量和金屬損失較 大。因此，高寬比是轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)是否合理、各參數(shù)選擇是否恰當(dāng)?shù)囊粋€(gè)尺度。 新設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐的高寬比一般在 ～ 范圍內(nèi)選取，小轉(zhuǎn)爐取上限，大轉(zhuǎn)爐取下限。本設(shè)計(jì)中取 。 爐型主要尺寸的確定 新轉(zhuǎn)爐的爐型和各部位尺寸可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 ,結(jié)合現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)實(shí)際，并通過模型試驗(yàn)來確定 . 錐球型轉(zhuǎn)爐主要尺寸如圖 4－ 1 所示。 熔池直 徑 D 熔池直徑指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面的直徑。它主要與金屬裝入量和吹氧時(shí)間有關(guān)。我國(guó)設(shè)計(jì)部門推薦的熔池直徑計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式為： )24(0 ?? tGKD 式中 D—熔池直徑， m； 圖 41 錐球型轉(zhuǎn)爐爐型 G0—新爐金屬裝入量， t； K—比例系數(shù)，可參考表 4－ 3 來確定； t—吹氧時(shí)間， min。 或 5 m D＝（ ? ） ＝ ＝ （ 4－ 3） 式中 G—轉(zhuǎn)爐公稱噸位， t。 公式 4－ 2 適用于小轉(zhuǎn)爐的爐型計(jì)算。公式 4－ 3 適用于大型轉(zhuǎn)爐爐型的計(jì)算。 表 4－ 3 轉(zhuǎn)爐冶煉周期和吹氧時(shí)間推薦值 轉(zhuǎn)爐公稱噸位 /t ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 備 注 冶煉周期 / mi n 28～ 32 32～ 38 38～ 45 結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分和所煉鋼種等具體條件確定 吹氧時(shí)間 / mi n 12～ 16 14～ 18 16～ 20 表 4－ 4 比例系數(shù) K 的推薦值 轉(zhuǎn)爐公稱噸位 /t ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 備 注 比例系數(shù) K 值 ～ ～ 大噸位取下限、小噸位取上限 25 熔池深度 H0 熔池深度指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)，從金屬液面到爐底的高度。對(duì)于一定噸位的 轉(zhuǎn)爐，爐型和熔池直徑確定之后，可根據(jù)幾何公式計(jì)算熔池深度 H0。 本設(shè)計(jì)是采用錐球型熔池，其熔池是由倒錐臺(tái)和球缺體兩部分組成。根據(jù)下列公式計(jì)算可得： V 熔 =(100247。92%)/= H0＝ h=()= （ 4－ 5） 爐帽尺寸 氧氣轉(zhuǎn)爐一般都采用正口爐帽，其主要尺寸有爐帽傾角、爐帽高度和爐口直徑。 A 爐口直徑 d 在滿足兌鐵水和加廢鋼的前提下，應(yīng)盡量減少爐口直徑，以降低熱損失，減少空氣吸入，避免影響爐襯壽命和改善爐前操作條件。一般爐口直徑為： mmDDd 2 5 8 55 7 4 )~( ＝＝口 ??? （ 4－ 6） B 爐帽傾角 ? 傾角過小，爐帽砌磚容易塌落；傾角過大，則出鋼時(shí)易從爐口流渣。一般為60176。～ 68176。，大轉(zhuǎn)爐取下限，小轉(zhuǎn)爐取上限。本設(shè)計(jì)取 60176。 C 爐帽高度 H 帽 爐帽的總高度是截錐體高度與爐口直線 段高度之和。直線段 H 直 一般為 300～400 mm。其計(jì)算公式如下： H 帽 ＝ H 斜 +H 直 ＝ 1/2（ Dd 口 ） +(300~400)＝ 1/2（ 57452585） tg60+350=3090mm (4－ 7) 爐身尺寸 轉(zhuǎn)爐在熔池面以上爐帽以下的圓筒柱體部分稱為爐身。爐身高度 H 身 可按下式計(jì)算： V 總 ＝公稱容量 爐容比＝ 250＝ 225 3m V 帽 ＝ V 臺(tái) +V 直 ＝ 12? H 臺(tái) （ D2+Dd 口 + 2口D ） + 直口 H4 2d? ＝ 222 ????????? ?? ）（）（ ＝ 39040+= m3 (49) V 身 ＝ V 總