【正文】 ++＝*錳鐵 硅鐵 焦粉 合計 *可近似認為（+）之氧量系出鋼時鋼水二次氧化所帶入的 計算誤差：（－）/100％＝％ 熱平衡計算 計算所需原始數(shù)據(jù)：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表 218） 、物料平均熱容（表 219） 、反應(yīng)熱效應(yīng)（表 420） ，溶入鐵水中的元素對鐵熔點的影響（表 221） 。其他數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。表 218 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值入爐物料 產(chǎn)物名稱鐵水* 廢鋼 其它原料 爐渣 爐氣 煙塵溫度（℃） 1250 25 25 與鋼水相同 1450 1450*純鐵熔點 1536℃表 219 物料平均熱容物料名稱 生鐵 鋼 爐渣 礦石 煙塵 爐氣固態(tài)平均熱容（kJ/kgk） — —熔化潛熱 218 272 209 209 209 —液態(tài)或氣態(tài)平均熱容（kJ/kgk） — — 表 220 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)組員 化學(xué)反應(yīng) △（kJ/mol） △（kJ/kg）C 氧化反應(yīng)????21OC??－139420 －11639C 氧化反應(yīng) －418072 －34834Si 氧化反應(yīng)??22Sii －817682 －29202Mn 氧化反應(yīng)??1MnOn??－361740 －6594P 氧化反應(yīng)??255P－1176563 －18980Fe 氧化反應(yīng)Fee－238229 －4250Fe 氧化反應(yīng)????2233OF??－722432 －64602Si成渣????2iCaSi:反應(yīng)－97133 －162025P成渣25 254()P??反應(yīng)－693054 －48803CaO 分解反應(yīng)????32CaO169050 1690Mg 分解反應(yīng)g??118020 1405221 溶入鐵中的元素對鐵熔點的降低值元素 C Si Mn P S Al Cr N、H、O在鐵中的極限溶解度 無限 無限溶入 1％元素使鐵熔點的降低值（℃）65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 氮、氫、氧溶入鐵熔點的降低值（℃）∑＝6適用含量范圍（％）＜1.0 ≤3 ≤15 ≤ ≤8≤1 ≤18 計算步驟：以 100kg 鐵水為基礎(chǔ) 第一步：計算熱收入 。包括鐵水物理熱、元素氧化熱及成渣熱、爐襯中碳sQ的氧化熱、煙塵氧化熱。鐵水物理熱 ；根據(jù)純鐵熔點，鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點的降低值○1 w（表 2121 和 221）計算鐵水熔點 ，由鐵水溫度和生鐵比熱（表 218 和tT表 219）確定 wQ＝1536－（100+8+5+30+25）－6tT ＝℃＝100[ （－25）+218+（1250－）]wQ ＝元素氧化熱及成渣量熱 ：根據(jù)鐵水中元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)（表 220）○2 yQ算出，其結(jié)果列于表 222 中。表 222 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）CO?11639= 23FeO?6460＝4234834＝ 18980＝3416.40Si29202＝ 2254Ca:4880＝6MnO6594＝ 1620＝8Fe?4250＝ 合計 爐襯中碳的氧化熱 ：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳量確定○3 lQ＝14％90％11639+14 ％10％34834＝煙塵氧化熱 ：由表 24 給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計算○4 c＝（75％56/724250+20％112/1606460）＝ 故熱收入總值為：＝ + + +sQwylcQ =+++ = 第二步：計算熱支出 z 熱支出項包括：鋼水物理熱，爐渣物理熱，煙塵物理熱，爐氣物理熱，渣中鐵珠物理熱，噴濺物理（金屬熱） ，輕燒白云石分解熱，熱損失，廢鋼吸熱。 鋼水物理熱 ：先根據(jù)鐵水熔點的方法確定鋼水熔點 ，再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)○1 gQgT靜時的實際溫降，以及要求的過熱度（一般為 50～90℃）確定出鋼溫度 ；zT最后由鋼水量和熱容算出物理熱。 ＝1536－（65+5+30+25）－6＝1520℃gT（式中:,和 分別為終點鋼水 C、Mn 、P 和 S 的含量） ＝1520+50+50+70＝1690℃z（式中：50，50 和 70 分別為出鋼過程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過程中的溫降和過熱度） ＝[（1520－25）+272+（1690－1520）]gQ ＝ 爐渣物理熱 ：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得：○2 r ＝[（1690－25）+209] ＝ kJr 爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 ，根據(jù)其數(shù)量，相應(yīng)的溫度和熱○3 xQ容確定（表 223）表 223 某些物料的物理熱項目 參數(shù)（ kJ） 備注爐氣物理熱 [（1450－25）]＝ 1450℃系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱 [（1450－25）+209]＝渣中鐵珠物理熱 [（1520－25）+272+（1690－1520）] ＝1520℃系鋼水熔點噴濺金屬物理熱 1[（1520－25）+272+（1690－1520）] ＝合計 ＝ xQ 生白云石分解熱 ：根據(jù)其用量、成分和表 220 所示的熱效應(yīng)計算○4 b =（％1690+％1405 ）bQ =+ = kJ 熱損失 ：其它熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的 3～8％，在這取○5 q5％，則 ＝5％＝ 廢鋼吸熱 ：用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即：○6 f fsgrxbqQ??? == kJ 故廢鋼加入量 為：fW＝ {1[（1520－25）+272+（1690－1520）]}f ? ＝ kJ故廢鋼比為： %12???熱平衡表計算結(jié)果列于表 224表 224 熱平衡表收入 支出項目 熱量（kJ ） ％ 項目 熱量（kJ） ％鐵水中物理熱 鋼水物理熱 元素氧化熱和成渣熱 爐渣物理熱 其中 C 氧化 廢鋼吸熱 Si 氧化 爐氣物理熱 Mn 氧化 煙塵物理熱 P 氧化 渣中鐵珠物理熱 Fe 氧化 噴濺金屬物理熱 輕燒白云石分解熱 熱損失 煙塵氧化熱 爐襯中碳的氧化熱 合計 合計 應(yīng)當指出：加入鐵合金進行脫氧和合金化，會對熱平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響，對轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來說，所用鐵合金種類有限、數(shù)量也不多。經(jīng)計算其熱收入部分占總熱收入的 ～％，熱支出部分約占 ～％，二者基本持平。 熱效率10% =037.????鋼 水 物 理 熱 爐 渣 物 理 熱 廢 鋼 吸 熱熱 收 入 總 值％ 若不計爐渣帶走的熱量時： 熱效率 =%????、 鋼 水 物 理 熱 廢 鋼 吸 熱 ％熱 收 入 總 值3 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的出現(xiàn)，對大幅度提高鋼的產(chǎn)量有著重要意義。當前世界各國多采用和發(fā)展這種煉鋼方法。在我國從 1962 年起在首都鋼鐵公司采用這種方法進行試驗以后，全國各地相繼建造了大、中、小型頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐，發(fā)展速度很快。 爐型設(shè)計轉(zhuǎn)爐爐型有筒球型、錐球型、截錐型，熔池形狀選用截錐型。 原始條件 （1）年產(chǎn) 500 萬噸連鑄坯。 （2）爐外精煉收得率 97%，連鑄坯收得率 99%。 （3）轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 %，鐵水密度 3/tm （4）常吹座數(shù) 取“二吹二” 所以 5021403658.%4297T????? 公稱 T=250t 熔池尺寸的計算熔池是容納金屬并進行一系列復(fù)雜物理化學(xué)反應(yīng)的地方，其主要尺寸有熔池直徑和熔池深度。 （1）熔池直徑 GDKt? G—新爐金屬裝入量，可近似取其公稱容量 T—平均每爐純吹氧時間，min. 可參照表 31 K—比例系數(shù)，可參照表 32表 31 平均每爐鋼冶煉時間推薦值轉(zhuǎn)爐容量（t）30 30～100 100 備注冶煉時間 28～32 32～38 38～45吹氧時間 12～16 14～18 16～20結(jié)合供氧強度，鐵水成分和所煉鋼種具體確定表 32 系數(shù) K 的推薦值轉(zhuǎn)爐容量 30 30～100 100 備注K ～ ～ ～ 大容量取下限小容量取上限結(jié)合爐子公稱容量 T 的大小,取 t=18min K=故 = =?25018 （2）熔池的深度 h 本設(shè)計采用截錐型熔池。通常倒截椎體頂面直徑 b≈ 對截錐型熔池有 ?其中 ?? 故 231..? 爐帽尺寸的確定 頂吹轉(zhuǎn)爐一般都用正口爐帽，其主要尺寸有爐帽傾角，爐口直徑和爐帽高度。 爐口直徑 (435%)dD?: 取 ?? 爐帽傾角取 58176。 為了維護爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴大，在爐口上部 有高度 的直線段。取爐口為 ?:口所以爐帽高度 ??12HDdtgH????口帽 =+ =V 爐帽總?cè)莘e ???????????22口 口帽 H07d 爐容比的確定爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積 與公稱容量 T 之比值。 系爐帽、爐身、和tVtV容池三個內(nèi)腔容積之和。表 33 國外部分大型轉(zhuǎn)爐爐容比公稱容量 100～150 150～200 200～250 250～300 300 噸以上爐容比 ～（～）居多～（～）居多～（～）居多 ～5（～0.9）居多～1（ 居多） 取爐容比為 則 =250=2253mttV3m 爐身尺寸的確定 ????22 ??????池帽身身 = 出鋼口的尺寸設(shè)計出鋼口一般都設(shè)在爐帽與爐身交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全部出凈。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。（1） 出鋼口中心線水平傾角 ，為了縮短出鋼口長度，為了維修和減少鋼液1?二次氧化及熱損失，取 =0176。（2） 出鋼口直徑 ??出 .20? =224mm（3） 出鋼口長度選 8d 出 = 爐襯尺寸的確定 爐身 出鋼側(cè)工作層選 750mm 永久層選 135mm 填充層選 90mm 總厚度 750+135+90=975mm 加料側(cè)工作層選 800mm 永久層選 135mm 填充層選 90mm 總厚度 800+135+90=1025mm故爐殼直徑為: ++= 爐帽工作層均選 600mm.爐帽永久層選 115m 填充層選 80m 爐底工作層選 600m 填充層選 90m爐底永久層用標準鎂磚砌一層 230mm. 粘土磚平砌三層 653=厚度為 90+ 600+230+195= 因而爐殼高度為:+++= 爐子高寬比 若鋼殼鋼板爐身熔池皆用 ???表 3—4 轉(zhuǎn)爐指標項目 項目公稱容量 T 250t 爐殼直徑 D 7910m爐殼全高 H 爐口直徑 出 爐型內(nèi)高 膛 爐帽傾角 ?58176。有效容積 V 225 3m出鋼口直徑d 出 224mm爐容比 t出鋼口傾角 1?0176。熔池直徑 H池 爐子高寬比 熔池面積 S池 2m熔池體積 ? 氧槍設(shè)計 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是在氧氣射流對熔池的沖擊作用下進行的，依靠氧氣射流向熔池供氧并攪動熔池，以保證轉(zhuǎn)爐煉鋼的高速度。因此氧氣射流的特性及其對熔池作用對轉(zhuǎn)爐煉鋼過程產(chǎn)生重大影響，氧槍設(shè)計就是要保證提供適合于轉(zhuǎn)爐煉鋼過程得氧氣射流。轉(zhuǎn)爐氧槍由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成，噴頭一般由鍛造紫銅加工而成，也可用鑄造方法制造，槍身由無縫鋼管制作得三層套管組成。尾部結(jié)構(gòu)是保證氧氣管路、進水和出水軟管便于同氧槍相連接，同時保證三層管之間密封。需要特別指出的是當外層管受熱膨脹時，尾部結(jié)構(gòu)必須保證氧管能隨外層管伸縮移動，氧管和外層管之間的中層管時冷卻水進出的隔水套管，隔水套管必須保證在噴頭冷卻水拐彎處有適當間隙，當外層管受熱膨脹向下延伸時，為保證這一間隙大小不變，隔水套管也應(yīng)隨外層管向下移動。 氧槍噴頭設(shè)計原始條件： 氧流量計算式： ?每 噸 鋼 耗 氧 量 出 鋼 量氧 流 量 ＝ 吹 氧 時 間 每