【導(dǎo)讀】進(jìn)行了電爐煉鋼的設(shè)計(jì)，以適應(yīng)潮流的發(fā)展。電爐的主要產(chǎn)品是鋼材，而鋼的質(zhì)量取決。于電爐冶煉技術(shù)和工藝，目前我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)大量整合趨向于集中，整合資源優(yōu)化升級。產(chǎn)為100萬噸的電爐間。方法，并向老師請教可行性方案。結(jié)合《煉鋼設(shè)備及車間設(shè)計(jì).》、《煉鋼廠設(shè)計(jì)原理》、《爐外處理》等資料進(jìn)行設(shè)計(jì)提綱的書寫。對電爐進(jìn)行配料計(jì)算，計(jì)算出電爐煉鋼的原。對電爐電氣設(shè)備、爐外精煉、連鑄系統(tǒng)、車間煙氣凈化系統(tǒng)、煉鋼車間布局，結(jié)合國內(nèi)大型電爐進(jìn)行設(shè)定并向田老師探討可行的方法和數(shù)據(jù)。繪制電弧爐平面圖和電。爐煉鋼車間平面布置圖。

　　

【正文】 分類管理，供應(yīng)不得混亂，不允許由成套機(jī)器、設(shè)備及結(jié)構(gòu)件； ②少銹，入爐鐵銹太多，不能準(zhǔn)確掌握鋼水成分和重量，造成成分不符或短錠，還會使鋼液增氫； ③不應(yīng)混入鉛、銅、鋅、錫、砷等有色金屬和冶煉鋼種限制的合金元素，這些元素在冶煉條件下很難去除，不但會影響鋼材的純凈度，還會增加操作難度，惡化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，縮短電弧爐爐體壽命； ④廢鋼中不得混有爆炸物品、密閉容器、有毒物質(zhì)以及塑料、橡膠等； ⑤應(yīng)限制入爐料的磷、硫含量，否則嚴(yán)重惡化電弧爐操作指標(biāo)； ⑥清除爐料中泥沙等酸性物質(zhì) ，以免降低爐渣堿度，增加造渣劑消耗，侵蝕爐襯，增加電耗，降低生產(chǎn)率； ⑦爐料單位外形尺寸不能過大，否則裝料困難，還可能砸壞爐體或因塌料砸斷電極； ⑧裝料密實(shí)不松散。 煉鋼過程的物料平衡和熱平衡計(jì)算 物料平衡計(jì)算 1 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù) 基本原始數(shù)據(jù)：冶煉鋼種及成分（見表 1）；原材料成分（見 2）；爐料中元素?zé)龘p率（ 3）；其他數(shù)據(jù)（見表 4） 表 1 冶煉鋼種及其成分 鋼種 成分（ %） 備注 C Si Mn P S Cr Fe GCr15SiMn ～ ～ ～ ≤ ≤ ～余量 氧化法冶煉 超高功率電弧爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算 19 表 2 原材料成分（ %） 名稱 C Si Mn P S Cr Al Fe H2O 灰分 揮發(fā)分 碳素廢鋼 余量 煉鋼生鐵 余量 FeMn FeSi FeSi FeCr Al 焦炭 電極 名稱 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2 Fe2O3 CO2 H2O P2O5 S 石灰 螢石 鐵礦石 火磚塊 高鋁磚 鎂砂 焦炭灰分 電極灰分 表 3 爐料中元素?zé)龘p率 成分 C Si Mn P S 燒損率 （ %） 熔化期 25～ 40,取30 70～ 95，去 85 60～ 70，取65 40～ 50，取45 可以忽略 氧化期 ① 全部燒損 20 ② 25～ 30，取27 ①按末期含量比規(guī)格下限低 %～ %（取 %）確定（一般不低于 %的脫碳量）； ②按末期含量 %來確定 表 4 其他數(shù)據(jù) 名稱 參數(shù) 配碳量 比鋼種規(guī)格中限高 %，即達(dá) % 熔化期脫碳量 30%，即 179。 30%＝ 電極消耗量 5kg/t（金屬料）：其中熔化期占 60%，氧化期和還原期各占 20% 爐頂高鋁磚消耗量 （金屬料）：其中熔化期占 50%，氧化期占 35%，還原期占 15% 爐襯鎂磚消耗量 5kg/t（金屬料）：其中熔化期占 40%，氧化期和還原期各占 30% 熔化期和氧化期所需要氧量 50%來自氧氣，其余 50%來自礦石和空氣 氧氣純度和利用率 99%，余者為 N2，氧利用率 90% 焦炭中碳的回收率 75%（系指配料用焦炭） 碳氧化產(chǎn)物 均按 70%生成 CO， 30%生成 CO2考慮 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 20 2 物料平衡基本項(xiàng)目 收入項(xiàng)有：廢鋼、生鐵、碳粉、石灰、螢石、電極、爐襯鎂磚、爐頂高鋁磚、火磚塊、鐵合金、氧氣和空氣。 支出項(xiàng)有：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵、碳粉中揮發(fā)分。 3 計(jì)算步驟 以 75t 金屬爐料（廢鋼 +生鐵）為基礎(chǔ)，按工藝階段分為熔化期和氧化期分別進(jìn)行計(jì)算，然后匯總成物料平衡表。 第一步：熔化期計(jì)算。 （ 1）確定物料消耗量： 1）金屬爐料配入量。廢鋼和生鐵按 50t 和 15t 搭配，不足碳量用焦炭來配。其結(jié)果列于表 5。 表 5 爐料配入量 名稱 用量 /t 配料成分 /t C Si Mn P S Fe 廢鋼 生鐵 焦炭 ? 合計(jì) ?碳燒損率 25%。 （ 179。 ） = 2)其他原材料消耗量。為了提前造渣脫磷，先加入一部分石灰（ 20kg/t（金屬料））和礦石（ 10kg/t（金屬料））。爐頂、爐襯和電極消耗量見表 4。 （ 2）確定氧氣和空氣消耗量：耗氧項(xiàng)包括爐料中元素的氧化，碳粉和電極中碳的氧化；而礦石則帶來部分氧，石灰中 CaO 被自身 S還原出部分氧。詳見表 6。 超高功率電弧爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算 21 表 6 凈耗氧量的計(jì)算 項(xiàng)目 名稱 元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量（ t） 耗氧量（ t） 供氧量（ t） 耗 氧 項(xiàng) 爐料中元素的氧化 C Si Mn P Fe 〔 C〕→ {CO} 〔 C〕→ {CO2} [Si]→ (SiO2） [Mn]→ (MnO） [P]→ (P2O5） [Fe]→ (FeO） * [Fe]→（ Fe2O3） * 179。 30%179。 70%= 179。 30%179。 30%= 179。 85%= 179。 65%= 179。 45%= 179。 2%179。 15%= 179。 2%179。 85%= 合計(jì) 焦炭中碳的氧化 電極中碳的氧化 C C （ C）→ {CO} （ C）→ {CO2} （ C）→ {CO} （ C）→ {CO2} 179。 %179。 25%179。 70%= 179。 %179。 25%179。 30%= 75179。 60%179。 99%179。 70%247。 1000= 75179。60%179。99%179。30%247。1000= 合計(jì) 供 氧 項(xiàng) 礦石 石灰 Fe2O3 S Fe2O3 =2Fe+3/2O2 CaO+S=CaS+O 合計(jì) 凈耗氧量 *令鐵燒損率為 2%，其中 80%生成 Fe2O3揮發(fā)掉成為煙塵的一部分； 20%成渣。在這 20%中，按 3：1的比例分別生成（ FeO）和（ Fe2O3）。 根據(jù)表 4中的假定 ,應(yīng)由氧氣供給的氧氣為 50%,即 179。 50%=,空氣應(yīng)供氧 =。由此可求出氧氣與空氣的實(shí)際消耗量。詳見表 7。 表 7 氧氣與空氣實(shí)際消耗量 氧氣（ t） 空氣（ t） 帶入 O2 帶入 N2 帶入 O2 帶入 N2 =（ ）179。1%= 179。（ 77/23） =? ∑ =+= ∑ =+= ?77/23為空氣中 N2 與 O2的質(zhì)量比。 上述（ 1） +2）便是熔化期的物料收入量。 （ 3）確定爐渣量：爐渣源于爐料中 Si、 Mn、 P、 Fe 等元素的氧化產(chǎn)物，爐頂和爐襯的蝕損，碳粉和電極中的灰分，以及加入的各種熔劑。結(jié)果見表 8。 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 22 表 8熔化期爐渣量的確定 名稱 消耗量 (t) 成渣組分 (t) CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計(jì) 爐料 Si Mn P Fe 爐頂 爐襯 焦炭 電極 石灰 礦石 略 略 略 （ ） 略 合計(jì) 百分比 幾點(diǎn)說明： ① Fe 的消耗量，按表 6 中注釋 179。 2%179。 20%=。 ② 石灰中氧化鈣的計(jì)算 ,石灰中自身 S 還原消耗 。 ③ 礦石中的 Fe2O3假設(shè)全部還原，還原得到的鐵為 75179。 10179。 179。 112/160= （ 4）確定金屬量：金屬量 Qi=金屬爐料重 +礦石帶入的鐵量 爐料中 C、 Si、 Mn、P和 Fe的燒損量 +碳粉配入的碳量 =75++=。 （ 5）確定爐氣量：爐氣來源于爐料以及碳粉和電極中碳的氧化物 CO和 CO2，氧氣帶入的 N2，物料中的 H2O及其反應(yīng)產(chǎn)物，游離 O2及其反應(yīng)產(chǎn)物，石灰的燒減（ CO2），碳粉 的揮發(fā)分。計(jì)算結(jié)果列于表 9。 超高功率電弧爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算 23 表 9 爐氣量計(jì)算 項(xiàng)目 氣態(tài)產(chǎn)物 (t) CO CO2 N2 H2O H2 揮發(fā)物 合計(jì) 爐料中 C的氧化 焦炭帶入 電極帶入 石灰?guī)? 礦石帶入 氧氣帶入 空氣帶入 游離 O2參與反應(yīng) CO+1/2O2=CO2 H2O參與反應(yīng) H2O+CO=H2+CO2 0 合計(jì) 0 質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% 0 *計(jì)算條件：常溫（ 20℃）、常壓（ ）下空氣相對濕度為 70%， 20℃的飽和蒸汽壓為 先求空氣體積 (179。 +179。 ) 179。 1000= 再求濕空氣體積 179。（ 273+20） /273179。 ()= 空氣中水蒸氣密度ρ =m/V=M179。 P/RT=18179。 179。 70%/(179。 293)=空氣含水量 179。 == （ 6）確定鐵的揮發(fā)量：有表 6中設(shè)定，鐵的揮發(fā)量為： 179。 2%179。 80%=。上述（ 3） +（ 4） +（ 5） +（ 6）便是熔化期的物料支出量。 由此可列出熔化期物料平衡表 10。 表 10 熔化期物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量 (t) % 項(xiàng)目 質(zhì)量 (t) % 廢鋼 金屬 生鐵 爐渣 焦炭 爐氣 電極 鐵的揮發(fā) 礦石 其余煙塵 取 石灰 爐頂 爐襯 氧氣 空氣 合計(jì) 合計(jì) 重慶科技學(xué)院?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 24 注：計(jì)算誤差 =（ ） /179。 100%=%。 第二步：氧化期計(jì)算。 引起氧化期物料波動的因素有：扒除熔化渣，造新渣；金屬中元素的進(jìn)一步氧化爐頂、爐襯的蝕損和電極的燒損。 （ 1）確定渣量： 1）留渣量。為了有利去 磷，要進(jìn)行換渣，即通常除去 70%左右熔化渣，而進(jìn)入氧化期只留下 30%的渣。其組成見表 11。 2）金屬中元素的氧化產(chǎn)物。根據(jù)表 3 給出的值可以計(jì)算產(chǎn)物量，詳見表 11。 3）爐頂、爐襯的蝕損和電極的燒損量。根據(jù)表 4的假定進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果一并列入表 11。 4）造新渣時加入石灰、礦石和火磚塊帶入的渣量。見表 11。 表 11 氧化期渣量的確定 名稱 消耗量 /t 成渣成分 (t) CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計(jì) 留渣 30% 金屬中元素氧化或燒損 Si Mn P Fe S 爐頂蝕損量 爐襯蝕損量 電極燒損量 石灰?guī)? 礦石 火磚塊帶入 略 * 略 略 略 略 （ ）