【正文】 化提供部分氧源。2） 消耗的電能。根據(jù)消耗的熱量確定，,詳見下面計算。（2）計算熱支出Qz1）鋼水物理熱Qg該鋼熔點為1536(65+8+5+30+25)6 =1503℃,出鋼溫度控制在中下限。出鋼溫度為1503+40+45+50 =1638℃。按氧氣轉(zhuǎn)爐的計算方法可算得：Qg=[(150325)+272+(16381503)]= kJ2） 爐渣物理熱Qr計算結(jié)果如表426表426 爐渣物理熱名稱熔化期爐渣氧化期爐渣還原期爐渣合計溫度（℃）熱容(kJ/)物理熱(kJ)1500[(150025)+209]=1650[(165025)+209]=1620[(162025)+209]=3)吸熱反應(yīng)消耗的熱量Qs ，詳見表427表427 吸熱量名稱消耗量（kg）化學(xué)反應(yīng)⊿H(kJ/kg)吸熱量（kJ）金屬脫碳渣中（FeO）和（Fe2O3）被C粉中的C還原C粉中的C還原金屬脫硫石灰燒減%=C=C==%=[C]+(FeO)={CO}+[Fe](FeO)+C={CO}+[Fe]（Fe2O3）+3C=3{CO}+2[Fe][FeS]+CaO)=(CaS)+(FeO)CaCO3=CaO+CO26240/C6244/C 8520/C2143/ CaS4177/CO2水分揮發(fā)（由25度升至1200度）石灰?guī)氲V石帶入螢石帶入焦炭空氣帶入小計%=%=%=%=++= H2O→{H2O} 1200℃1227/ H2O金屬增C合 計=C→[C]1779/C4)爐氣物理熱QX。令爐氣溫度為1200℃，,由爐氣量可得：QX=[(120025)]= kJ5)煙塵物理熱QY 將鐵的揮發(fā)物計入煙塵中，則得 QY=（+）[(120025)]=6)冷卻水吸熱QL 爐子公稱容量為100t，冷卻水消耗為45m3/h ，冷卻水進出口溫差為20℃，則得QL=（45100020）/1000= kJ/100kg (金屬料)7）其它損失Qq ，這部分損失包括爐體表面散熱熱損失，開啟爐門熱損失，開啟爐蓋熱損失、電極熱損失等。其損失量與設(shè)備的大小，冶煉時間、開啟爐蓋和爐門的總時間以及爐內(nèi)的工作溫度有關(guān)。實踐表明，該項熱損失約占總熱收入的6～9%。本設(shè)計取8%。8）變壓器及短網(wǎng)系統(tǒng)的熱損失Qb 該項損失量為總熱收入的5～7%。本設(shè)計取6%。 令總熱收入等于Q總，則：Q總=++++++ Q總(8%+6%)計算得：Q總= kJ則Qq=8%= kJ Qb=6%= kJ故應(yīng)供電能為：= kJ總熱平衡計算結(jié)果列于表428中。表428 熱平衡表收入支出項目物料物理熱氧化熱和成渣熱其中 C氧化 Si氧化 Mn氧化P氧化Al氧化Fe氧化SiO2成渣P2O5成渣電能合計熱量（kJ）55723%100項目鋼水物理熱爐渣物理熱吸熱反應(yīng)消耗量爐氣物理熱煙塵物理熱冷卻水吸熱其它熱損失變壓器系統(tǒng)熱損熱量（kJ）%100*單位電耗計算：因1kJ= 故單位電耗為（104）1000/=.計算結(jié)果存在一定誤差，其原因是多樣的。首先，鋼液內(nèi)部的反應(yīng)是極其復(fù)雜的反應(yīng)，經(jīng)驗公式并不能真實的反映反應(yīng)本身，因此存在誤差。另外，在數(shù)據(jù)的取舍時存在著人為因素的誤差；除此之外，計算時引用的經(jīng)驗數(shù)據(jù)存在偏差，這也是產(chǎn)生誤差的又一原因，誤差是不可避免的。第五章 主要附屬設(shè)備選擇及其主要工藝參數(shù)計算 爐外精煉設(shè)備的選擇鋼的爐外精煉是把一般煉鋼爐（轉(zhuǎn)爐、電弧爐和平爐）中完成的精煉任務(wù)，如脫硫、脫磷、除氣、去除金屬夾雜物、調(diào)整成分和鋼液溫度，移到爐外的鋼包或?qū)Ｓ玫娜萜魇沁M行，這樣的工藝就就叫爐外精煉。它的主要作用有：1） 降低、去除鋼液中的氣體，N、H、O2） 降低鋼中的非金屬夾雜物3） 脫除S及降碳4） 均勻鋼液成分和溫度。鋼材的質(zhì)量，主要取決于化學(xué)成分和鋼的純結(jié)度，在特定條件下，爐外精煉可以脫除鋼中的碳達(dá)到極低水平。精煉出超低碳鋼種，也可以將鋼的成分和溫度調(diào)整得很均勻。從而改善鋼的質(zhì)量，提高原有設(shè)備的生產(chǎn)能力，節(jié)約能源和原材料消耗。爐外精煉有多種方法，大體上有三十余種，概括起來可分四大類為真空精煉法、非真空精煉法、噴射冶金及合金元素特殊添加法和渣洗法。而常用的真空精煉又分為提升去氣法、真空循環(huán)脫氣法、鋼包精煉法、真空吹氧脫碳精煉法以及埋弧加熱精煉法等，結(jié)合設(shè)計產(chǎn)品方案和所選爐子大小，采用埋弧加熱精煉法。因此選用的精煉設(shè)備為LF爐，其處理能力為70T，座數(shù)為2座。 LF精煉爐設(shè)備配置情況 1）爐體 作為精煉爐爐體的鋼包與普通的鋼包的不同點是：內(nèi)型尺寸較為粗矮，即H/D較小，H/D=1:鋼包口上沿裝有水冷圈，防止鋼包口變形和保證爐蓋與之密封接處，底部裝有滑動水口和吹氬透氣磚。鋼包需按氣密性焊接的要求焊接。電爐加熱裝置：LF爐加熱系統(tǒng)與三相電弧爐加熱裝置相似，電極支撐與傳動相似，只有尺寸不同。包鋼加熱所需的電功率遠(yuǎn)低于電弧爐熔化期，且二次電壓也較低。2）LF爐爐蓋可以用耐火材料修砌，也可以用水冷結(jié)構(gòu)型。為保護水冷結(jié)構(gòu)件和減少冷卻水帶走熱量，在水冷爐蓋的內(nèi)表面襯以搗制耐火材料，不下掛鑄造的保護擋板，以防止鋼液噴濺，粘結(jié)爐蓋，使?fàn)t蓋與鋼包邊沿焊死，無法開啟。3）真空系統(tǒng)：LF爐采用蒸汽噴射泵，一方面它有巨大的排氣能力，另一方面可以不必顧慮排出氣體的溫度和抽出氣體中含有微小渣粒和金屬塵埃。4）其他輔助設(shè)備：LF爐的測溫、取樣、真空下加料、爐體之外的除渣、上料等 LF爐精煉法的特點與冶煉效果LF爐精煉法又稱埋弧加熱精煉法，它是綜合鋼包精煉法和真空電弧加熱精煉法優(yōu)點為一體，它采用氬氣攪拌和大氣壓力下用石墨電極埋弧加熱鋼包。為了脫氫，必要時可以抽成真空，因而處理功能強大。除此之外，設(shè)備簡單、投資少、加熱時升溫快、精煉效果顯著。所以在冶金行業(yè)得到普遍應(yīng)用。其精煉效果：1）LF精煉爐的頂蓋作成密封式結(jié)構(gòu)，加熱時產(chǎn)生CO，形成強還原性氣氛，此時氧的含量在2%以下，極利于脫硫。2）能夠使鋼液中成分偏析極小。3）具備熱補償，可以避免溫降帶來的影響。紅包出鋼的情況下，升溫速度為4～6℃/min4)存在吹氬攪拌作用，可使鋼包內(nèi)溫度偏析極少，可以把鋼液溫度控制在177。5℃的范圍內(nèi)。5）LF爐的全部產(chǎn)品基本上都進行真空脫氣處理，鋼液中[H]可達(dá)1～6）LF精煉爐脫硫速度依渣中的堿度和（FeO）而變化，當(dāng)精煉爐渣含（FeO）高時，脫硫效果差，鋼種的[S]含量高。 澆注是煉鋼生產(chǎn)工藝的最后一環(huán)，也是最重要的一環(huán)。澆注方式通常有兩種，模注與連續(xù)澆注。選擇什么樣的澆注方式對電爐煉鋼生產(chǎn)來說至關(guān)重要。澆注方式選擇不當(dāng)會造成很嚴(yán)重的后果。不僅影響車間的生產(chǎn)力，有時導(dǎo)致得不到所要求生產(chǎn)的鋼種。一般情況下，對于生產(chǎn)高合金鋼來說，通常選模注的方式。而一般鋼種，常選連續(xù)澆注的方式。每種方式都有其各自的優(yōu)缺點。模注能生產(chǎn)幾乎所有的鋼鐘，但是生產(chǎn)能力低下，除此之外，在澆注時會產(chǎn)生較大的煙塵，對工作環(huán)境污染大。對于連續(xù)澆注，則簡化生產(chǎn)工序，生產(chǎn)能力高，金屬收得率高、鑄坯質(zhì)量好、節(jié)約能源、改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化。但是對于一些特殊鋼種來說，則很能生產(chǎn)，如高合金鋼等。針對本設(shè)計產(chǎn)品方案中沒有高合金鋼種，因此選擇以連續(xù)澆注的方式進行生產(chǎn)，從而提高車間的生產(chǎn)力。連鑄機形式很多，用途各異，名稱也不一致，按連鑄機外形分，可分為立式連鑄機、弧形連鑄機、超低頭連鑄機和水平連鑄機。按鑄坯斷面分可分為方坯連鑄機、板坯連鑄機、圓坯連鑄機和異型坯連鑄機。按拉速分可分為高拉速連鑄機和低拉速連鑄機。按鋼水靜壓頭分又可分為高頭型連鑄機、低頭型和超低頭型連鑄機。本設(shè)計選用弧形連鑄機。電爐煉鋼車間按其功能通常分為渣跨、原料跨、爐子跨、精煉跨、澆鑄跨和精整跨。每個跨區(qū)都有各自的附屬設(shè)備，總的來說，主要的附屬設(shè)備為行車、盛鋼桶。附屬設(shè)備選擇不當(dāng)，則會帶來很多不良影響，如果跨區(qū)設(shè)備選擇過多、能力過高，則會造成資源讓費，成本增加；且在實際生產(chǎn)時會造成不必要的干擾，不利于生產(chǎn)。如果設(shè)備選擇過少、能力過低，則在設(shè)備的周轉(zhuǎn) 、吊運上不能滿足生產(chǎn)需求。因此，在滿足生產(chǎn)的情況下，盡可能的少用或不用大起重機，從而減少投資成本。根據(jù)本設(shè)計的要求，各跨間的主要附屬設(shè)備如下： 本跨跨間距為18m，柱間距為9m，車間高度為20m。 主要設(shè)備為兩臺行車起重能力為40/10t和公稱容量為20t渣罐8個。渣罐的容量一般以罐可裝23爐爐渣，根據(jù)爐渣的鋼水量的15%，可選擇渣罐為20t，由于渣罐本身重量為渣的1/2，所以起重機能力選擇40/10t，同時選擇兩臺行車，在一臺行車出現(xiàn)問題或在運行期間，另一臺行車可以滿足生產(chǎn)需要。 本跨跨間距為18m，柱間距為9m，車間高度20m。主要設(shè)備臺秤一臺、行車三臺、起重能力為80/20t，容量為40t的料匡四個。原料車間的臺秤主要任務(wù)是對已經(jīng)裝好的料筐進行稱量，以確定每次加料的重量。用來調(diào)運料筐和向料筐加料的行車選擇磁盤吊車，起重能力為20/10t，選擇40t的料筐以保證每次加料不超過兩次，選擇四個料筐以保證生產(chǎn)的順利進行。 本跨跨間距為24m，柱間距為9m，車間高度為25m。主要附屬設(shè)備為3臺行車。行車的起重能力為140/40/10t，可以吊運料筐、鋼包、爐體、爐蓋等，使之滿足加料、精煉、維修、澆注的需要。對于爐子跨來說，行車的作用是將裝入料框的金屬料裝入電爐內(nèi)、爐襯損壞修補時吊運電爐、冶煉過程中的加料以及更換電極的吊運等，行車的能力相對原料跨大些。 本跨跨間距為18m，柱間距為9m，車間高度為25m。主要附屬設(shè)備為3臺行車。精煉跨行車的作用是起運鋼水、加入散狀料及鐵合金料、澆注完畢時吊運空鋼包、吊運電極等。因此這里的行車在吊運能力較高。選擇行車的起重能力為140/63/20t。依據(jù)如下：電爐公稱容量為70噸，最大出鋼量80t，所以選鋼包容量為80t。渣量按氧化末期最大渣量計，為鋼液質(zhì)量的15%。鋼包自身重量（爐殼 + 內(nèi)襯耐火材料）約為鋼包額定容量的30%～31%，取30%即24t。則冶煉跨間行車起重量=(80+7015%+24)=，因此選擇3140/63/20t門式起重機； 本跨跨間距為24m，柱間距為9m，車間高度為25m。主要附屬設(shè)備是鋼包、連鑄機、中間包、行車、中間包車、回轉(zhuǎn)臺。采用鋼包回轉(zhuǎn)臺占用澆注平臺面積較小，易于定位，鋼包更換迅速，便于遠(yuǎn)距離控制，有利于實現(xiàn)多爐連澆和澆鋼事故的處理。(1)確定鋼包的個數(shù)車間鋼包需要的鋼包數(shù)Q10的確定可以用下式計算Q10=Q11+Q12+Q13式中Q11——車間每晝夜生產(chǎn)周轉(zhuǎn)使用鋼包個數(shù) ， Q12——車間每晝夜冷修的鋼包個數(shù)Q13——車間備用的鋼包數(shù)，取鋼包總數(shù)的10～20% 取Q13= Q10其中Q11和Q12的計算式如下： 式中A——車間每晝夜出鋼爐數(shù) T1——每爐鋼使用鋼包的作業(yè)時間，即周轉(zhuǎn)時間（min）取240mint ——每個冷修鋼包修理周轉(zhuǎn)時間（h） 取32h F——鋼包使用壽命，視鋼包容量、鋼包材質(zhì)及修砌方式等而不同，取30爐。，取10爐。將各數(shù)據(jù)代入上述公式中可算得Q11= 取2個Q12= 取1Q13= 取1 Q10= 取4個（2）中間包的主要尺寸中間包的高度為700mm，寬度為600mm，中間包包壁為15%的倒錐角。（3）水口直徑水口直徑應(yīng)滿足連鑄機的最大工作拉速時所需的鋼水流量，水口直徑d（cm）根據(jù)經(jīng)驗公式求得式中m——每流鑄坯的水口個數(shù)，m=1 H——中間包內(nèi)鋼液深度cm；h=50mGmax——最大工作拉速時的鋼水流量kg/min——水口流量系數(shù)取12kg/mincm5/2（4)連鑄機生產(chǎn)能力計算式中A——連鑄機的平均日產(chǎn)量 t/d 1440——天時間，min G——每爐的平均出鋼量，t；t=70t n——平均連澆爐數(shù)；n=5 Y——連鑄坯收得率，%；Y=98% T——每爐鋼所需時間，min 式中p——連鑄機平均年產(chǎn)量，t A——連鑄機平均日產(chǎn)量，t/d η——連鑄機年作業(yè)率，70% 所以選擇兩臺三機三流弧形鑄機，一臺用于生產(chǎn)，另一臺備用，這樣可以當(dāng)其中一臺出現(xiàn)問題時生產(chǎn)依然可以繼續(xù)。 (5）中間包運載設(shè)備 為了適應(yīng)多爐連澆對快速更換車間包的要求，發(fā)展了往復(fù)行走的之間包小車，每臺連鑄機配備兩臺之間包小車，小車運行迅速，能快速更換之間包，停位正確。為使水口能與結(jié)晶器精確對中，之間包在小車上要具有可縱可橫的微調(diào)結(jié)構(gòu)；為便于裝卸侵入式水口，應(yīng)設(shè)中間包升降機構(gòu)。 (6）預(yù)留模注，以應(yīng)對市場變化，增加效益。設(shè)置三臺行車，兩臺140/85/15t，一臺63/15t。以滿足鋼包的吊運；鋼包，中間包等的維修吊運。 兩臺能力為53/15t行車，用于鋼坯的吊運以及冷床的維修。