【正文】 0060635010351電極燒損量0略 01略 略 01石灰?guī)?3852543110020188礦石帶入013（0.898）020293火磚塊帶入0030403840600合計(jì) 81816516898807172266% 55.8115.9611352.5102100表312 凈耗氧量的計(jì)算名稱(chēng) 元素 燒損量 反應(yīng)產(chǎn)物 耗氧量/kg 供氧量/kg（C）→{CO} (C)→{CO 2} Si (Si)→（SiO 2）Mn (Mn)→(MnO) P (P)→（P 2O5） (Fe)→(FeO) 金屬中元素的氧化 Fe (Fe)→(Fe 2O3) 的氧化C 合計(jì) 礦石供氧 Fe2O3 (Fe)→(Fe 2O3) 石灰中 S還原 CaOS CaO+S=CaS+O 金屬中 S還原 CaO供氧S CaO+S=CaS+O 合計(jì) 凈供氧量 表3—13 氧氣與空氣的實(shí)際消耗量氧氣/kg 空氣/kg帶入O 2 帶入N 2 帶入O 2帶入N 2（90%）=（ 3）（）1%=（ 3） ε=+= 0注：氧氣供氧 50%，即 50%=；空氣供氧為 =，所以不需要空氣供氧，只需要氧氣供氧 即可。表314 爐氣量氣態(tài)氧化產(chǎn)物/kg項(xiàng)目CO CO2 N2 H2O H2 合計(jì)金屬中碳的氧化 電極帶入 礦石帶入 石灰?guī)? 氧氣帶入 游離氧氣參與反應(yīng) H2O參與反應(yīng) 0合計(jì) 0 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 0 表3—15熔化期和氧化期綜合物料平衡表收入 支出項(xiàng)目 質(zhì)量（Kg） % 項(xiàng)目 質(zhì)量（Kg） %廢鋼 100 金屬 焦炭 爐渣 電極 爐氣 礦石 鐵的揮發(fā) 火磚塊 石灰 爐頂 爐襯 氧氣 空氣 合計(jì) 100注：計(jì)算誤差=（）/100%＝%氧化期末金屬成分如下：ω（C）= 100%=%ω（Si）=0ω（Mn）= 100%=%ω（P）= 100%=%ω（S）= 100%=% 熱平衡計(jì)算以 100Kg 金屬料進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算熱收入 QS1）爐料的物理熱，計(jì)算結(jié)果列于表 3－16。2）元素氧化熱及成渣熱計(jì)算結(jié)果列表 317。3）消耗的電能。根據(jù)消耗的熱量確定。詳見(jiàn)下面計(jì)算表3－16物料帶入的物理熱名稱(chēng) 熱容/KJ(kg?℃) 1溫度/℃ 消耗量/Kg 物理熱/KJ廢鋼 25 100 石灰 25 火磚塊 25 礦石 25 焦炭 25 爐頂高鋁磚 600 爐襯鎂磚 600 氧氣 25 空氣 25 電極 450 合計(jì) 計(jì)算熱支出 QZ1）鋼水物理熱 Qg。該鋼熔點(diǎn)為： 1536（65+08+5+30＋25）6≈1522℃；出鋼溫度控制在中下限，本計(jì)算取 1580℃。按氧氣轉(zhuǎn)爐的計(jì)算方法，可得，Qg＝[（152225）+272+（15801522）]＝。2）爐渣物理熱 Qr .計(jì)算結(jié)果如表 318 所示。表317元素氧化熱及成渣熱名稱(chēng) 氧化量/Kg化學(xué)反應(yīng) ?H/KJ?Kg1放熱量KJ C+1/2｛O 2｝＝｛CO｝ 11639 3224電極中C C+｛O 2｝＝｛CO 2｝ 34834 4145 C+1/2｛O 2｝＝｛CO｝ 11639 221焦炭中C C+｛O 2｝＝｛CO 2｝ 34834 279金屬中Si [Si]+2(FeO)＝（SiO 2）＋2[Fe]11329 2844金屬中Mn [Mn]＋2（FeO）＝4[MnO]＋（Fe）2176 864金屬中P 2P＋5（FeO）＝（P 2O5） 2419 36＋5[Fe] [Fe]+1/2｛O 2｝＝(FeO) 4250 6413Fe 2[Fe]+3/2｛O 2｝＝(Fe 2O3) 6460 4658SiO2成渣 2（CaO）+(SiO 2)＝(2CaOSiO 2)1620 1767P2O5成渣 4（CaO）+(P 2O5)＝(4CaOP 2O5) 4880 205合計(jì) 24656表318爐渣物理熱名稱(chēng) 熔化期爐渣 氧化期爐渣 合計(jì)（KJ）溫度（℃） 1500 1650熱容/KJ?（Kg?K） 1 物理熱/KJ 3）熱反應(yīng)消耗熱量詳見(jiàn)表 319。4）爐氣物理熱 Qx。令爐氣溫度為 1200℃，熱容為 （KgK） ，由爐氣量可得: Q x＝[（120025）]＝ KJ表319 吸熱量名稱(chēng) 氧化量/kg化學(xué)反應(yīng) ?H/KJ?Kg1吸熱量/KJ金屬脫碳 [C]+(FeO={CO}+[Fe] 6244 金屬脫硫 [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO) 2143 石灰燒堿 CaCO3+CaO+CO2 4177 石灰?guī)氲V石帶入焦炭帶入空氣帶入水分揮發(fā)（由25℃升至1200℃）小計(jì) H2O→{H 2O}1200℃ 1227 金屬增碳 C→[C] 1779 合計(jì) K 5） 煙塵物理熱 Qy。將鐵的揮發(fā)物計(jì)入煙塵中，煙塵熱容為（KJ/KgK）則得，Q y＝(+）[(120025)]=6）冷卻水吸熱 Q1。子公稱(chēng)容量為 80t，冷卻水消耗量為 92m3?h，冷卻水進(jìn)出口溫差為 20℃，冶煉時(shí)間平均為 1h，則得：Ql ＝(921000120)/500=（金屬料）7）其它熱損失 Qq。包括爐體表面散熱熱損蝕。開(kāi)啟爐門(mén)熱損失。開(kāi)啟爐蓋熱損失。電極熱損失等。其損失量與設(shè)備大小，冶煉時(shí)間等等因素有關(guān)。實(shí)踐表明，該項(xiàng)熱損失占熱量總收入得 6～9%，本計(jì)算取 8%。8）變壓器及短網(wǎng)系統(tǒng)的熱損蝕 Qb。一般，該項(xiàng)熱損失為總熱收入的5%～7%。本計(jì)算取 6%。令總熱收入為 Qs，則：Qs＝++++++Q s（8%+6%）即： s=，所以 Qs=故應(yīng)供電為 = KJ其中 Qq＝8%＝；Qb＝ ?65＝ KJ熱平衡總表列于表 3—20表320熱平衡表收入 支出項(xiàng)目 熱量/KJ % 項(xiàng)目 熱量/KJ %物料物理熱 鋼水物理熱 氧化、成渣熱其中 C 氧化Si 氧化Mn 氧化P 氧化Fe 氧化SiO2成渣P2O5成渣246567869284486436110711767205爐渣物理熱吸熱反應(yīng)消耗熱爐氣物理熱煙塵物理熱冷卻吸熱其他熱損失變壓器系統(tǒng)熱損失電能 合計(jì) 4 電弧爐煉鋼車(chē)間工藝布置本設(shè)計(jì)電弧爐煉鋼車(chē)間的廠房型式采用單層，多跨間，內(nèi)設(shè)起重機(jī)。電弧爐在廠房?jī)?nèi)的布置（位置與方向）為橫向布置，即爐子軸線與車(chē)間縱向柱列線相互垂直。車(chē)間包括渣跨、原料跨、爐子跨、精煉跨、連鑄跨和出壞精整跨。電弧爐車(chē)間的工藝布置必須滿足：工藝流程合理，各種工序的操作順利，特別是電弧爐操作要方便；廠房電源等費(fèi)用投資要低；并預(yù)留發(fā)展的余地。車(chē)間物料流程總圖如下所示：廢鋼、其他輔助材料（合金劑、造渣劑、耐火材料等） → 超高功率電弧爐 → AOD 精煉爐 → 連鑄機(jī)→ 出坯精整 原料跨原料間主要是儲(chǔ)存鋼鐵料、氧化劑等原材料，原料間主要是儲(chǔ)存鋼鐵料、氧化劑等原材料，還有廢鋼的預(yù)熱烘烤設(shè)施。原材料堆存或者存入料倉(cāng)等容器所需用的場(chǎng)合面積或容器容積的計(jì)算公式如下： q= ?TQnQ＝A單耗指標(biāo)；式中：q—某種原材料的儲(chǔ)存量，t；Q—該種材料的全年消耗量，t；n—年作業(yè)天數(shù)；T—計(jì)劃儲(chǔ)存天數(shù)；A—車(chē)間年產(chǎn)鋼量，t/a 。q=S?h?a式中：S—材料堆存占用面積，m 2； h—材料堆存允許高度，m； a—材料堆積密度，t/m 3。表4—1原材料消耗指標(biāo) kg/t鋼鐵料Kg/t鐵合金Kg/t石灰Kg/t電極Kg/t爐襯耐火材料Kg/t鋼包耐材Kg/t 氧氣 Nm3/t1050 40 42 4 5 8 15 表4—2 計(jì)劃儲(chǔ)存天數(shù)外購(gòu)廢鋼（天）返回廢鋼（天）鐵合金（天）石灰（天） 螢石（天） 鎂砂（天）5 15 5 1 5 5表4—3 各種材料堆積密度與允許堆高名稱(chēng) 外購(gòu)廢鋼 返回 鐵合 焦炭 螢石 礦 石灰 鎂砂輕 中 重 廢鋼 金 石密度（t/m 3） 高度 m 3 3 3 3 2 3 3 3 2 3表4—4 密度容器修正系數(shù)材料 外購(gòu)廢鋼 渣料 燃料修正系數(shù) 經(jīng)過(guò)計(jì)算后，各種原料料坑的尺寸列入下表：表4—5 各種原料的占地面積尺寸（m 2）外購(gòu)廢鋼名稱(chēng)輕 中 重返回廢鋼 鐵合金 散裝料尺寸m（長(zhǎng)寬） 2010 2017 2017 2019 87 1510坑深m 2 2 2 2 1 2 原料跨的跨度考慮到電弧爐車(chē)間的橫向布置的結(jié)構(gòu)及年使用廢鋼總量的占地面積，選取車(chē)間跨度為 22m。 原料跨總長(zhǎng)度確定設(shè)計(jì)廢鋼間的尺寸選為 84+8+15=107m，再考慮一定的富余空間，確定總長(zhǎng)度為 180m。 原料跨高度確定跨間的高度取決于設(shè)備的立面布置情況，如石灰、礦石烘烤窯設(shè)在室內(nèi)，就要考慮行車(chē)能把石灰、礦石吊入窯內(nèi)烘烤，這時(shí)，廠房的高度就主要決定于石灰、礦石烘烤窯的高度。一般原料跨吊車(chē)軌面標(biāo)高為 9m 左右，對(duì)爐子跨為高架式布置的要考慮吊料筐上料平臺(tái)，吊車(chē)軌面高度為 10～13m。本設(shè)計(jì)取12m。 爐子跨整體布置爐子跨是整個(gè)車(chē)間最高的部分，爐子位于跨間靠近中間的部分，采用鋼包車(chē)出鋼的方式。本跨配有吊車(chē)進(jìn)行車(chē)間的高空吊運(yùn)，爐下渣罐車(chē)出渣。中心為爐子變壓器房和控制室，一側(cè)為散裝料烘烤區(qū)和合金料烘烤區(qū)，另一側(cè)為爐體和爐蓋的修砌區(qū)。 爐子跨工作平臺(tái)高度對(duì)于偏心底出鋼電弧爐，考慮到鋼包車(chē)及鋼包的高度。應(yīng)該保證鋼包車(chē)能順利通過(guò)爐子下面，平臺(tái)高度為 。 爐子的變壓器室和控制室爐子變壓器室應(yīng)該有足夠的空間方便各種設(shè)備的布置和檢修；另外，為了保證操作安全，電弧爐變壓器與房子的內(nèi)墻應(yīng)該有一部分距離，變壓器到門(mén)口的距離為 米，到后墻及側(cè)墻的距離為 米。電弧爐變壓器的參數(shù)如表4—6 所示：表4—6 電弧爐變壓器的參數(shù)（米）長(zhǎng)度/m 寬度/m 高度/m 大門(mén)尺寸 m 爐子中心線到變壓器房的距離/m10 12 10 4 12電弧爐采用高架式布置，電氣室建為兩層，控制室在電爐操作平臺(tái)上與電氣室并排。 電弧爐出渣和爐渣處理電弧爐直接出渣到爐下的渣罐車(chē)，渣罐車(chē)通過(guò)原料跨把電爐渣運(yùn)出廠房。 爐子跨的長(zhǎng)度、跨度、高度(1)爐子跨的長(zhǎng)度：與原料跨相同，取為 180m；(2)爐子跨的跨度：考慮到修筑爐體、爐蓋的場(chǎng)地要求，以及變壓器房的限定，取其跨度為 24m；(3)爐子跨間吊車(chē)軌面的高度：對(duì)于橫向布置的電弧爐車(chē)間，橋式吊車(chē)吊起的最高工作點(diǎn)是電弧爐接裝電極時(shí)的高度。故計(jì)算吊車(chē)的軌面標(biāo)高為：h≥L 1+L2+L3+L4+L5+L6式中：L 1—起重機(jī)吊鉤的極限尺寸，取其值為 3000m；L2—吊換電極用吊具的長(zhǎng)度，取其值為 1000mm；L3—需要吊出的電極的長(zhǎng)度，其值為 4100mm；L4—余量，取其值為 300mm；L5—電極把持器頂端降低到最低位置時(shí)與爐門(mén)坎的距離，取其值為 4000mm；L6—電弧爐爐門(mén)坎到車(chē)間地面的距離，取其值為 8000mm。計(jì)算得 h＝L 1+L2+L3+L4+L5+L6=，考慮到高位料倉(cāng)放置在爐子跨，軌面標(biāo)高要略有升高，故取軌面標(biāo)高為 25m。 精煉跨 整體布置此跨設(shè)有公稱(chēng)容量 150t 的 AOD 精煉爐一臺(tái)，AOD 爐位于操作平臺(tái)上，一側(cè)設(shè)有 AOD 爐的維修區(qū)域，另一側(cè)設(shè)有鋼包的修砌區(qū)，烘烤區(qū)。 AOD 精煉爐的工藝布置 AOD 精煉爐布置在精煉跨中間偏右位置。公稱(chēng)容量為 150t 考慮到 AOD 精煉爐的操作平臺(tái)，精煉過(guò)程中吹氬氧所需的設(shè)備以及各種設(shè)備的修砌，取精煉跨的跨度為 27m，而此跨的吊車(chē)軌面標(biāo)高同樣取為 25m。長(zhǎng)度取為 180m。 連鑄跨 總體布置本跨間設(shè)有連鑄機(jī) 1 臺(tái)、二冷段維修區(qū)、中間包維修區(qū)和結(jié)晶器維修區(qū)。 連鑄機(jī)操作平臺(tái)的高度、長(zhǎng)度、寬度（1）操作平臺(tái)的高度一般低于結(jié)晶器上口 — 米，本設(shè)計(jì)中取其值為 米，所以平臺(tái)的高度為：H＝R+H 1+式中：H—連鑄平臺(tái)的高度，m； R—連鑄機(jī)圓弧半徑，R=9m； H1—拉矯機(jī)底座到鑄坯底面的距離，取為 ；H2—弧型結(jié)晶器頂面到弧型中心的距離，取其值為 。計(jì)算得: H=（2）