【導讀】分論證和比較確定出一套最佳設計方案。并確定了車間的工藝布置，對跨數(shù)及。爐爐型計算，轉爐爐襯計算及金屬構件計算，氧槍設計，凈化系統(tǒng)設備計算，計算，確定各層平臺標高。最后對轉爐車間設計得環(huán)境和安全要求進行說明。圖形，為能夠明確、直觀的介紹了轉爐煉鋼車間的工藝布置。

　　

【正文】 廢鋼和轉爐爐前的工藝操作，在原料跨 的兩端分別布置鐵水和廢鋼工段。 鐵水供應方式采用 300t 混鐵車，并進行鐵水預處理。該方案包括鐵水預處理車間，倒渣站，鐵水倒灌站。鐵水預處理車間和倒渣站位于煉鐵車間與鐵水罐站之間，且彼此平行布置。經(jīng)處理后的混鐵車，每隔三次送到倒渣站倒渣。鐵水倒灌站設有兩條運輸線和與其垂直布置的受鐵坑，受鐵坑位于鐵水線下面。一個鐵水坑由兩個鐵水轉注位置。鐵水預處理的方式是混鐵車噴吹法，同時脫 第 9 頁 硫脫磷。 廢鋼供應方式是在原料跨的一端外側另建廢鋼間，廢鋼裝入料斗并稱重，然后料斗送進原料跨待用。轉爐渣罐的轉運方式為將渣罐車橫穿過原料跨 ，在主廠房之外的中間渣場處理。 爐子跨的布置 爐子跨是車間中廠房最高、建筑結構最復雜和單位投資最多的跨間。很多重要的生產(chǎn)設備與輔助設備都布置在這里，其中包括轉爐、轉爐傾動機構系統(tǒng)、散料供應系統(tǒng)和加料、供氧系統(tǒng)、底吹氣系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)，出渣、出鋼設施、拆修爐設備。 爐子跨采用橫向布置。煙道和煙罩皆沿跨間朝爐后彎曲，一是便于氧槍和副槍穿過煙罩插入轉爐內(nèi)，二是有一個連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便。副槍布置在靠近煙道的一側。 散裝料的各個高位料倉沿爐子跨縱向布置，在其頂部有分配皮帶機通過，高位料倉布置 在緊靠煙道的后面，這樣煙道傾角較大，不易積灰。 轉爐煙氣凈化系統(tǒng)采用濕法文氏洗滌器，布置在爐子跨內(nèi)。 轉爐修爐方法采用上修法，煙罩下部可側向移動。 精煉跨的布置 精煉采用兩個 LF 精煉爐，沿精煉跨縱向布置， LF 爐支持于支架上，真空室旋轉有兩個工作位置：鋼水處理位置，真空室下降進行處理；準備工位，修砌、噴補真空室內(nèi)襯、更換上升、下降管，預熱、氧氣供應。 氧氣轉爐煉鋼要消耗大量的工業(yè)純氧，為了適應氧氣轉爐煉鋼工藝的要求，煉鋼廠的供應系統(tǒng)一般是由制氧機、加壓機、中壓儲氧罐、輸氧管、控制閘閥、測量儀表和噴 槍等主要設備組成。氧槍升降裝置布置于轉爐上方，這樣其結構簡單，運行可靠，換槍迅速。當氧槍燒壞時須及時更換，設置橫移裝置及換槍裝置。在橫移裝置上并排設有兩套氧槍升降小車。其中一套工作，一套備用。氧槍和副槍平行插入爐內(nèi)。 第 10 頁 3 物料平衡與熱平衡計算 物料平衡 計算所需原始數(shù)據(jù) 基本數(shù)據(jù)有冶煉鋼種及其成分，金屬料 —— 鐵水和廢鋼的成分。終點鋼水成分（表 31），造渣用溶劑及爐襯等原材料的成分（表 32），脫氧和合金化用鐵合金的成分及其回收率（表 33），其他工藝參數(shù)（表 34）。根據(jù)《畢業(yè)設計任 務書》要求，本設計冶煉普碳鋼、低碳鋼，據(jù)此選定轉爐冶煉鋼種的牌號為Q235A。 表 31 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設定值 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 ?[C]和 [Si]按實際生產(chǎn)情況選??； [P]和 [S]分別按鐵水中相應成分含量的 30%， 10%和 60%留在鋼水中設定。 表 32 原材料成分 成分含量 % 類別 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 揮發(fā)分 石灰 石 生白云石 爐襯 焦炭 表 33 鐵合金成分及其回收率 成分含量回收率 類別 C Si Mn Al P S Fe 硅鐵 — ,78 ,80 ,0 ,100 ,100 24,100 錳鐵 ,90? ,78 68,80 — ,100 ,100 25,100 ?10%C 與氧生成 CO2 第 11 頁 表 34 其他工 藝參數(shù)設定值 名稱 參數(shù) 名稱 參數(shù) 終渣堿度 W(CaO)/W(SiO2)= 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 生白云石的加入量 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 W（ Fe2O3） =（ FeO）折算 ） 15%，而W(Fe2O3)/∑W(FeO)=1/3。即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 為鐵水的 %（其中 W(FeO)為 75%， W(Fe2O3)為 20%） 廢鋼量 由熱平衡計算確定。本計算結果為鐵水量的 %，廢鋼比為 % 噴濺鐵損 為鐵水的 1% 物料平衡基本項目 收入項：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：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺 計算步驟 以 100kg 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?？?渣量包括鐵水中元素氧化、爐襯蝕損和加入溶劑的成渣量。其各項成渣量分別列于表 35—— 表 37?？傇考捌涑煞秩绫?8所示。 第二步：計算氧氣消耗量。氧氣消耗量為消耗項與供入項之差，見表 39。 表 35 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量 元素 反應產(chǎn)物 元素氧化量 /kg 耗氧量 /kg 產(chǎn)物量 /kg 備注 C [C]→{CO} ? 90%= [C]→{CO 2} ? 10%= Si [Si]→{SiO 2} 入渣 Mn [Mn]→(MnO) 入渣 P [P]→(P 2O5) 入渣 S [S]→{SO 2} ? 1/3= [s]+(CaO)→(CaS)+(O) ? 2/3= ? (CaS) 入渣 Fe [Fe]→(FeO) ? 56/72= 入渣（見表 38） 第 12 頁 [Fe]→(Fe 2O3) ? 112/160= 入渣（見表 38） 合計 成渣量 入渣組分之和 ?由 CaO還原出的氧量；消耗的 CaO的量 =? 56/32= kg 表 36 爐襯蝕損的成渣量 爐襯蝕損量 成渣組成 /kg 氣態(tài)產(chǎn)物 /kg 耗氧量 /kg CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C→ CO C→ CO2 C→ CO,CO2 (據(jù)表34) ? 14%? 90%? 28/12 = ? 14%? 10%? 44/12 = ? 14%? (90%? 16/12+10%? 32/12) = 合計 表 37 加入溶劑的成渣量 類別 加入量/kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產(chǎn)物 /kg CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 螢石 生白云石 石灰 ? ② ③ 合計 成渣量 注： ?石灰加入量計算如下：有表 35—— 表 37 知，渣中已含 (CaO)=+++=。渣中已含(SiO2)=+++=。因設定的終渣堿度 R=；故石灰加入量為 22[ ( ) ( )] 5 . 4 4 9 6 . 8 7 6( ) ( ) 8 8 . 0 % 3 . 5 2 . 5 %R w S iO w C a O kgw C a O R w S iO? ??? ? ? ???石 灰 石 灰 設 A=石灰加入量，由 22( ) ( )( ) ( )A w C a O w C a OR A w S iO w S iO??? ??石石 得上式 ②為 (石灰中 CaO 含量 )(石灰中 S 生成 CaS 自耗的 CaO量 ) 566 . 8 7 6 8 8 % 0 . 0 0 9 6 . 0 4 472 kg? ? ? ? ③為 CaO 還原出的氧量，計算同表 35 的注 ?? 第 13 頁 表 38 總渣量及其成分 (未注明單位 /kg) 爐渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P 2O5 CaS 合計 元素氧化成渣量 /kg ② ③ 石灰成渣量 爐襯蝕損成渣量 生白云石成渣量 螢石成渣量 總渣 量 ? 質(zhì)量分數(shù) % 5 100 注： ?總渣量計算如下：因為表中除 FeO 和 Fe2O3以外的渣量為 +++++++= kg， 而終渣 ( ) 15%w FeO ?? ， (表 34)， 故總渣量 1 1 . 6 5 9 (1 5 % 8 . 2 5 % ) 1 3 . 4 4 0? ? ? ?kg ② ( ) 1 3 . 4 4 0 8 . 2 5 % 1 . 1 0 9w F e O k g? ? ? ③ 23( ) 1 3 . 4 4 0 5 % 0 . 0 3 3 0 . 0 0 5 0 . 0 0 8 0 . 6 2 6w F e O ? ? ? ? ? ? 表 39 實際耗氧量 耗氧項 /kg 供氧項 /kg 實際氧氣消耗量 /kg 鐵水中元素氧化耗氧量 (表 35) 鐵水中 S 與 CaO 反應還原出的氧化量 (表 35) 爐襯中碳氧化耗氧量 (表 36) 石灰中 S 與 CaO 反應還原出的氧化量 (表 37) 煙塵中鐵氧化耗氧量 (表 34) 煙氣自由氧含量 (表 310) +?= 合計 合計 ?爐氣 N2(存在于氧氣中，見表 34)的質(zhì)量，詳見表 310。 第三步：計算爐氣量及其成分 爐氣中含有 CO、 CO N SO和 H2O。其中 CO、 CO SO和 H2O可由表 35— 表 37差得。 O2和 N2則由爐氣總體積來確定。計算如下： 爐氣總體積： 1 2 2 . 40 . 5 % ( 0 . 5 % )9 9 3 2 sxV V g V G V V? ? ?? ? ? ? ? 化得 3( 9 9 0 . 7 ) 9 8 . 5 0 8 . 4 9 4sxV V g G V m? ? ? ? ? ? 第 14 頁 式中， Vg— CO、 CO SO2和 H2O各組分總體積， m3。本計算中，其值為 3( 8 . 6 1 0 0 . 1 1 8 ) 2 2 . 4 / 2 8 ( 1 . 5 0 . 0 2 1 1 . 2 1 4 ) 2 2 . 4 / 4 4 0 . 0 0 8 2 2 . 4 / 6 4 0 . 0 1 2 2 2 . 4 / 1 8 8 . 3 9 3 m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Gs— 不計自由氧的氧氣消耗量， kg。本計算中，其值為 7 .7 6 9 0 .0 8 2 0 .3 4 8 .1 9 1 kg? ? ?(見表 39) Vx— 鐵水與石灰中的 S 與 CaO 反應還原出的氧量，其質(zhì)量為(見表 39),m3 %— 爐氣中自由氧含量 99— 由氧氣純度為 99%轉換得來 計 算結果見列于表 310 表 310 爐氣量及其成分 爐氣成分 爐氣量 /kg 體積 /m3 體積分數(shù) /% CO *CO2 *SO2 *H2O *O2 ? ? N2 ② ② 合計 100 注： ?爐氣中 O2的體積為 *%=；質(zhì)量為 *32/= ②爐氣中 N2的體積系爐氣總體積與其他成分的體積之差，即 (++++)=。質(zhì)量為*28/= 第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量 剛水量 1 0 0 6 .8 9 2 [ 1 .5 0 ( 7 5