【導讀】一個框架式的設定。方案的確定要求設計合理，能順利生產。=1440×365×％÷42＝11488爐/年?！D爐作業(yè)率，?。?。車間年產鋼量＝nNQ?—連鑄坯收得率，98％。市場的要求進行靈活調整。百的進行轉爐復吹，百分之百的進行爐外精煉，百分之百的進行連鑄。福利設施，水、電、氣供應設施。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。站之間，且彼此平行布置。經處理后的混鐵車，每隔三次送到倒渣站倒渣。一個鐵水坑由兩個鐵水轉注位置。鐵水預處理的方法式混鐵車噴吹法，同時脫。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。副槍穿過煙罩插入轉爐內，二是有一個連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便。等，使外形尺寸合格。為了保證轉爐正常生產，應設散狀料堆場，盡可能靠近轉爐。從地下料倉向高位料倉供料采用全膠帶運輸。放，并相應保存好出廠化驗單。測量儀表及噴槍等主要設備組成。構簡單，運行可靠，換槍迅速。

　　

【正文】 流量為： 331 6 8 7 . 5 2 9 0 9 2 . 1 / m in 1 . 5 3 /2 7 3 7 . 9 3Q m m s?? ? ?實 ＝ 取中心鋼管內氧氣流速為 60m/s，則中心鋼管直徑為 1 . 5 30 . 1 84 6 0dm???內 ＝ 中心鋼管 的壁 厚及直 徑根據 標準 無縫鋼 管產品 規(guī)格 選 定為203 6mm?? B: 中層鋼管和外層鋼管直徑的確定 中層及外層鋼管的直徑主要根據冷卻水的流速和流量來選定。冷卻水從中心鋼管和中層鋼管之間形成的環(huán)縫進入，經過噴頭端部，由外層和中層鋼管之間形成的環(huán)縫流出。 為保證良好的冷卻效果，進水流速可按 5～ 6m/s 選取，出水流速按 6～ 7m/s選取，因為出水溫度升高，體積增大，出水速度略高于進水溫度。 根據生產實踐統(tǒng)計，冷卻水在氧槍中的溫升控制＜ 20℃，出水溫度＜ 50℃，氧槍受熱表面所受的平均最大負荷值 大約為（ ～ ） 6210 /kJ h m 左右，大型轉爐可略高一些，可據此計算中、外層鋼管直徑。 對于 250t 轉爐冷卻水耗量取 250t/h 的條件下，則： 進水環(huán)縫截面積： 21 250 0 .0 1 1 5 76 3 6 0 0QFmV? ?水進 ＝ 出水環(huán)縫截面積： 22 250 0 .0 0 9 9 27 3 6 0 0QFmV? ?水出 ＝ 已知中心管外徑 d內1 ＝ 203mm，則中層鋼管的內徑為： 2214 4 0 . 0 1 1 5 7( ) 0 . 2 0 3 0 . 2 3 73 . 1 4Fdd? ?? ? ? ?中 內1＝ 第 33 頁 選 取中層鋼管為 273 7mm?? 同理外層鋼管內徑為： 2224 4 0 . 0 0 9 9 2( ) 0 . 2 7 3 0 . 2 9 53 . 1 4Fdd? ?? ? ? ?外 中＝ 選取外層鋼管為 325 8mm?? 冷卻水在銅頭底部的流通間隙： 由于銅頭底部受的熱流最大，為保證銅頭能有較高的壽命，故應適當增加冷卻水在端頭處的流速。若 δ 為間隙高度， A 為外冷卻水層環(huán)縫厚度，應使 A＞ δ，或端頭處的流速取為 7～ 8m/s 三 、底部供氣構件的設計 底氣種類 采用惰性氣體和中性氣體 底氣用量 常用的有兩種：一種是當冶煉含碳低于 ％的鋼時，待碳降至 ～％左右時，切斷頂槍的氧氣，改為底吹 2N ，吹煉時間約為 5～10min， 另一種是在底部全程供氣，只是前期吹 2N ，末期 Ar，本設計采用后者。 供氣構件 目前常用的供氣構件主要有以下三類： ○ 1 透氣磚：早期透氣磚，內有大小約 100 目的無數微細孔。其主要缺點是磚的致密性差，壽命底，氣流通過阻力大。組合式透 氣磚有多塊耐火磚按不同形式組合成各種磚縫并包不銹鋼板而成，這種透氣磚致密度增加，壽命提高，但氣流分布不夠均勻，組片式透氣磚的優(yōu)點是膨脹系數較小，可以防止剝落，壽命較長。 ○ 2 噴嘴：爐底噴嘴有單管式、套管式和實心環(huán)縫式三種。單管式吹噴嘴供氣量調節(jié)范圍小，生產過程中，當氣流出口速度低于音速時，容易引起氣流脈動 ,造成間斷式供氣，從而導致噴嘴粘結，甚至灌鋼。套管式噴嘴的內管和環(huán)縫均供氣，所供氣體的壓力和流量各異。為防止內管粘鋼，環(huán)縫送入速度較高氣體。通過調整內外管中氣流的壓力和面積，可以 改善氣流的性能。一般要求 P 內 /P 縫 ≥， 1≤A 內 /A 縫 ≤3。內外管壓差越大，氣體方向沖擊次數就越小，這樣又提高噴嘴壽命和減輕爐底耐火材料的損毀是有利的。流量通過改變內管壓力來調節(jié)的，但可調節(jié)的氣量范圍仍嫌小，其最大氣量與最小氣量之比值 ≤，環(huán)縫式噴嘴只有環(huán)縫供氣，內管用耐火材料填實。這樣可消除噴嘴結瘤，后應力也大大減小，氣量調節(jié)范圍大，約達 10，但不易于噴粉。 ○ 3 類環(huán)縫管式噴嘴：環(huán)縫中設有許多細金屬管。它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu) 第 34 頁 點，適用于噴吹各種氣體，還簡化了細金屬管磚的 制作工藝，是很有發(fā)展前途的一種供氣構件。 本設計中底部供氣元件選為類環(huán)縫管式噴嘴。噴嘴數量為 4 個，如圖所示為環(huán)縫管式供氣構件， 環(huán)縫噴嘴直徑的確定： 經驗公式： 1 2 1 5 ( ) ( )xf D D D D? ? ? 1 / 212123 ( ) 5DDDD???? 1D =70mm 2D =40mm 第 35 頁 第五章 車間生產工藝 一、 煉鋼原料 鐵水 鐵水是轉爐的主要金屬原料，占金屬料裝入量的 70%～ 100%，為了保證冶煉過程順利，鐵水必須滿足要求。轉爐通常要求鐵水溫度必須大于 1350℃，硅是鐵水中主要發(fā)熱元素之一，生成的 2SiO 是渣中的酸性成分。轉爐鐵水含硅量以在 %～ %為宜，前后波動應為 ? %。錳是鋼中有益元素，錳可加速石灰熔化，提高終點鋼水殘錳量和提高脫硫效果，通常含量在 % 左右。磷是高爐中 不能去除的元素，各種堿性煉鋼法都能脫磷，但轉爐的冶煉要求盡量有穩(wěn)定的含磷量，以穩(wěn)定轉爐的吹煉制度。硫在大多數鋼種是有害元素，在氧化性氣氛下，采用雙渣、換渣或大渣量，可以脫除較多的硫，硫含量通常小于%。 廢鋼 氧氣轉爐用鐵水煉鋼因熱量富裕故可加入 10%～ 30%的廢鋼，作為調正吹煉溫度的冷卻劑，采用廢鋼冷卻可降低轉爐的鋼鐵料、造渣料和氧氣的消耗。對外形尺寸和單重過大的廢鋼，應預先進行解體和切割、不裝傷爐襯和加速熔化。對輕薄料應打包或壓塊，以縮短裝料時間，塊度最長≤ ，最大重量≤150kg,最大面積≤ 2m 。 鐵合金 煉鋼生產中廣泛使用各種脫氧合金化元素與鐵的合金，鐵合金必須加工成一定塊度使用，并藥數量準，成分明，干燥純凈，不混料，在保證鋼質量的前提下，選用適當牌號鐵合金，對熔點較低和易氧化的合金，可在低溫（ 200℃ ）下烘烤。熔點高和不易氧化的合金應在高溫（＞ 800℃）下烘烤并要保證足夠的時間。 石灰 石灰是堿性煉鋼法的基本造渣材料，對石灰化學成分的要求是 CaO 含量應高而 2SiO 和 S 的含量應盡可能低，把灼減控制在 4%～ 70%，塊度一般以 5～40mm 為宜石灰質量要求： CaO≥90%, 2SiO ≤3%,S≤%,過燒率≤ 14%，活性度 第 36 頁 ≥ ml。 螢石 螢石能使 CaO 和阻礙石灰熔解的 SiOCaO 外殼的熔點顯著降低，加速石灰熔解，迅速改善爐渣流動性。對螢石的成分要求 2CaF 高，硫成分和水分要低。其塊度一般為 5～ 40mm為宜。 生白 云石 其主要成分是 33 .MgCOCaCO ，用白云石造渣可使渣中保持一定量的 MgO以減少爐渣對爐襯的傾蝕，對白云石的要求，一般為 MgO ＞ 20%，塊度為 5～40mm 其他 合成渣料采用 YxOFe 或 2CaF 或 MgO 作熔劑與石灰制成的復合渣料，氧氣要求純度大于 %，鐵礦石要求是 32OFe 或 43OFe 含量高的富礦，增碳劑含量應大 95%，粒度適中。 二、 裝料制度 對于轉爐煉鋼，裝入量過大，會使噴濺增加，熔池攪拌不好，造渣困難，爐襯特別是爐帽壽命縮短，供氧強度也因噴濺大而被被迫降低，裝入量過小，則會使爐產量減少，所以確定裝入量時應考慮以下因素： ○ 1 保證合適的爐容比：通常波動在 ～ ，一般大于 。 ○ 2 要有合適的熔池深度：合適的熔池深度應大于頂槍氧氣射流對熔池的最大穿透深度的一定尺寸。 ○ 3 應與鋼包容量、澆鑄吊車起重能力、轉爐傾動力矩大小、鑄機拉速等相適應。 本設計采用分階段定量裝入，大體上保持了比較適當的熔池深度和裝入量的相對穩(wěn)定性。 三、 供氧制度 第 37 頁 轉爐爐膛內氧氣射流的特性 ○ 1 氧槍經常在出口馬赫數遠大于 1 的條件下工作。 ○ 2 在轉爐膛內，氧氣射流遭到與射流運動方向相反，以 CO 為主的相遇氣流的作用，使射流的衰減加速，該作用在強 烈脫碳的吹煉中期影響最大。 ○ 3 氧氣射流在轉爐爐膛內向下流動的過程中，將從周圍抽吸煙塵、金屬滴和渣滴等比重很大的質點，使射流的速度降低，擴張角減小。 ○ 4 轉爐膛內的氧氣射流，初始溫度比周圍介質的溫度低的多，當射流與周圍抽吸的高溫介質混合時，射流被加熱。 ○ 5 氧槍出口處的氧氣射流，其密度顯著大于周圍氣相介質的密度，這有利于射程增大。 氧氣射流對轉爐熔池的作用 物理作用：物理作用與吹煉過程有密切的關系，穿透深度和沖擊面積 的大小主要決定于氧氣射流接觸熔池時的氣體動力學參數，其中最主要的是在該斷面上的軸心速度、速度分布和射流的直徑。在通常的吹煉條件下，氧氣射流的能量約有 20%消耗于熔池的攪拌， 5%～ 10%消耗于克服阿基米德力， 70%～ 80%消耗于非彈性碰撞的能量損失，射流與熔池之間的相互破碎和乳化，在氧氣射流及因射流而產生的 CO 氣體的共同作用下，引起射流與金屬、爐渣之間的相互破碎，并形成金屬 — 爐渣乳濁液，使它們相互之間的接觸面積劇烈增大，而使吹煉過程加速進行。 化學作用：進入熔池的高速氧氣射流，在開始的一段時間里，將射 流周圍坑穴中的金屬表面層以及卷入射流中的金屬滴表面層氧化成 32OFe 。由于液滴的表面積很大，卷入射流的金屬滴中的任何元素在強氧化性氣氛下氧化都極迅速，因而液滴是將氧傳給熔池的基本載體，載氧液滴隨射流急速前進，參與熔池的循環(huán)運動，并在熔池中進行二次氧化，將氧傳給金屬，射流被熔池的反作用擊散產生的氧氣氣泡同樣參與熔池的循環(huán)，并在循環(huán)過程中進行金屬的氧化。 頂吹氧氣轉爐的氧槍操作 氧強的結構、類型和尺寸等確定后，吹煉過程中能夠調節(jié)的供氧參數是槍位和工作氧壓，氧槍操作首先應 滿足化渣快和不“返干”的要求，同時，也要 第 38 頁 滿足減少噴濺，準確控制終點，以及延長爐齡的要求，變動槍位是目前控制吹煉過程的重要手段，槍位的變動主要由以下因素決定： ○ 1 吹煉的不同時期 ○ 2 熔池的深度 ○ 3 造渣材料的加入量及其質量 ○ 4 鐵水溫度和成分 ○ 5 噴頭結構 四、 造渣制度 爐渣堿度的控制與石灰加入量的確定 爐渣堿度是脫硫、脫磷能力的基本標志，早期爐 渣的堿度一般控制在～ 之內，在冶煉含磷硫較高的原料和低磷硫的鋼種時，要提高堿度，一般控制在 ～ 。 石灰加入量主要根據鐵水中硅磷含量和爐渣堿度確定 在鐵含磷量較低，采用單渣法和廢鋼做冷卻劑時，石灰加入量可安下式計算： 石灰加入量 = ? ?? ?2 .1 4 % 1 0 0 0% S i RC a O??有 效 kg/t 金屬料 式中 R=(%CaO)/(% 2SiO )— 堿度 ? ?%CaO有 效— 石灰中的 有效 CaO 含量＝ ? ? ? ?2%%Ca O R S iO?? 石灰 當鐵水中含磷較高并假定金屬料中含磷量的 90％氧化進入爐渣，則石灰加入量按下式計算： 石灰加入量＝ ? ? ? ?? ?? ?1 0 0 0 2 . 1 4 % 1 . 3 1 %%R S i PCaO??有 效 式中 R＝ ? ?? ? ? ?2 2 5%% 0 .6 3 4 %C a OS iO P O? 。 ＝ 14262 ； 14262 為 第