【正文】 所以 w(FeO) = %=； w(Fe2O3) = 5%= kg。 表 327 爐襯蝕損的成渣量 爐襯蝕損量 (據(jù)表 323) 成渣組分 氣態(tài)產(chǎn)物 耗氧量 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CO CO2 CO CO2 合計(jì) 表 328 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 合計(jì) 成渣量 注： 石灰加入量計(jì)算如下 :由表 326～ 328 可知，渣中已含 (CaO)= ， 渣中已含 (SiO2)= 。其各項(xiàng)成渣量分別列于表 32 32 328。 由此得到入 AOD 的鋼水成分如下表 322 所示： 表 322 兌入鋼水成分 鋼水 成分 C Si Mn P S Cr Ni % 氧化期物料 平衡 基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種成分、兌入鋼水、廢鋼成分和終點(diǎn)鋼水成分 (如表323；造渣用熔劑及爐襯等原材料的成分 (如表 324)；其他工藝參數(shù) (如表 325)。(1－ 1%)=。由于在電爐中鉻的燒損率為 %， AOD中鉻的燒損率為 %，鎳的燒損率為 %。在電爐中鉻的燒損率為 %，硅的燒損率為 5%，碳的燒損率為 5%；在 AOD 中鉻的燒損率為 %，鎳為 %。 表 319 某些物料的物理熱 項(xiàng) 目 參 數(shù) ∕kJ 備 注 爐氣物理熱 1450℃ 系爐氣和煙塵的溫度 煙塵物理熱 渣中鐵珠物理熱 1530℃ 系鋼水熔點(diǎn) 噴濺金屬物理熱 合計(jì) Qx= (4)白云石分解熱 Qb： 根據(jù)其用量、成分表和表 320 所示的熱效應(yīng)計(jì)算之。 (1)鋼水物理熱 Qg: 先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn) Tg；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時(shí)的實(shí)際溫降 (通常前者為 40～ 60℃ ，后者約 3～ 5℃ /min，具體時(shí)間與盛鋼桶大 小和澆注條件有關(guān) )以及要求的過(guò)熱度 (一般為 50～ 90℃ )確定出鋼溫度 Tz；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。 SiO2 1620= 合計(jì) (3)煙塵氧化熱 Qc：由表 33 中給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算可得。 (1) 鐵水物理 熱 Qw： 先根據(jù)純鐵熔點(diǎn) ， 鐵水成分以及溶入元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值 (表 314，表 31 和表 317)計(jì)算鐵水熔點(diǎn) Tt ， 然后由鐵水溫度和生鐵熱熔 (表 318和表 319)確定 Qw。mol–1 △H∕kJK)–1 — — 熔化潛熱 ∕ kJ 表 313 加入廢鋼的物料平衡表 (以 100kg(鐵水 +廢鋼 )為基礎(chǔ) ) 收 入 支 出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 合計(jì) 合計(jì) 注： 計(jì)算誤差為： (－ )/ 100%=－ %。 第四步：計(jì)算未加入廢鋼前 的 鋼水量 鋼水量 Qg=鐵水量－鐵水中元素的氧化量－煙塵 ， 噴濺和渣中的鐵損 。 表 37 總渣量及其成分 爐渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS 合計(jì) 元素氧化成渣量 /kg 石灰成渣量 /kg 爐襯蝕損成渣 量 /kg 生白云石城渣量 /kg 螢石成渣量 /kg 總渣量 /kg 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% 注： 總渣量計(jì)算如下：表 37 中除 FeO 和 Fe2O3 外的渣量為 :，因終渣Σ w(FeO)=15%(見(jiàn)表 33)， 而(Fe2O3)/(FeO)=1/3,即 (Fe2O3)=5%， (FeO)=%，設(shè)總渣量為 X，則有： +X?5%+X?%=X。 第二步：計(jì)算氧氣消耗量 氧氣實(shí)際消耗項(xiàng)目與供入項(xiàng)目之差，詳見(jiàn)表 38。 表 32 原材料成分 成分 /% 類別 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 揮發(fā)分 石灰 螢石 88 生白云石 爐襯 焦炭 表 33 其他工藝參數(shù)的設(shè)定 名 稱 參 數(shù) 終渣堿度 w(CaO)/w(SiO2)= 螢石加入量 為鐵水量的 % 生白云石加入量 為鐵水量的 % 爐襯蝕損量 為鐵水量的 % 名 稱 參 數(shù) 終渣 (FeO)含量 15%，而 (Fe2O3)/(FeO)=1/3,即 (Fe2O3)=5%， (FeO)=% 煙塵量 為鐵水量的 %(其中 FeO 為 75%， Fe2O3 為 20%) 噴濺鐵損 為鐵水量的 1% 渣中鐵損 (鐵珠 ) 為渣量的 6% 氧氣純度 99%，余者為 N2 爐氣中自由氧含量 %(體積比 ) 氣化去硫量 占總?cè)チ蛄康?1/3 金屬中 [C]的氧化產(chǎn)物 99%C 氧化成 CO， 10%氧化成 CO2 廢鋼量 本計(jì)算結(jié)果為鐵水量的 %，即廢鋼比為 % 計(jì)算時(shí)以 100Kg 鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算 。 (3) 吹氬階段：由于停止供氧，故鋼液中的 氧 量不再得到補(bǔ)充。 AOD 法吹煉過(guò)程從冶金反應(yīng)方面可大體分為三個(gè)階段。 自 1955 年美國(guó)聯(lián)合碳化物公司取得氫氧精煉專利，并于 1968 年在喬司林公司韋堡鋼廠投產(chǎn)第一座 15 噸 AOD 爐以來(lái)，世界上已有眾多的國(guó)家先后采用了此技術(shù)。 (1) 簡(jiǎn)易的鋼包吹氬調(diào)溫、加合金裝置 (如喂絲裝備 )； (2) 具有氬氣保護(hù)氣氛的合金微調(diào)、噴粉精煉、吹氧化學(xué)升溫等功能的鋼包精裝備如CASOB 等； (3) 設(shè)有電極加熱具有電弧爐精煉功能的鋼包爐，如 LF 裝備； (4) 具有真空脫碳、脫氣等精煉功能的裝備，如 VOD、 RH 等 ； (5) 能控制爐內(nèi)氣氛，具有精煉功能的特種轉(zhuǎn)爐，如 AOD 等。幾乎任何一種精煉工藝都需要鋼水?dāng)嚢?，以加速添加料的融化與均勻化，促進(jìn)渣鋼反應(yīng)，均勻鋼水的化學(xué)成分與溫度。但是 ―高拉碳法 ‖爐內(nèi)熱量收入少，不利于提高廢鋼比。提高一次命中率是發(fā)揮拉碳法優(yōu)越性的重要手段。該法省去了中途倒?fàn)t取樣和校正補(bǔ)吹，因而生產(chǎn)率高；終渣好，有利于減少噴濺和提高供氧強(qiáng)度；但 增加廢鋼用量，廢鋼比高，且必須采用低硫、低灰分并 干燥 的增碳劑。 在轉(zhuǎn)爐冶煉的過(guò)程中最重要的是終點(diǎn)碳的控制，那直接關(guān)系到最后所出鋼水能否達(dá)到所煉鋼種的要求。 頂吹轉(zhuǎn)爐 操作靈活，可以控制脫碳、脫磷同時(shí)進(jìn)行，熔渣氧化性高，成渣條件好 ，但熔池?cái)嚢璨睿鄢爻煞?、溫度不均勻性大，容易產(chǎn)生噴濺和金屬損失，渣中有很高的氧化鐵 (FeO)；底吹轉(zhuǎn)爐熔池?cái)嚢鑿?qiáng)烈，可以避免過(guò)氧化，吹煉平穩(wěn)、金屬損失少，但成渣慢，且冶煉過(guò)程中，渣中的氧化鐵 (FeO)不高，不利于石灰熔化，冶煉初期不能形成高的氧化鐵 (FeO)、一定堿度及流動(dòng)性的爐渣；爐底耐火材料的壽命不長(zhǎng)，噴嘴的維 護(hù)困難。 轉(zhuǎn)爐一般有底吹、頂吹和頂?shù)讖?fù)合吹。裝入制度有三種：定量裝入、定深裝入、分階段定量裝入法 。渣中 CaO 含量、堿度隨冶煉時(shí)間延長(zhǎng)逐漸提高，中期提高速度稍慢；渣中氧化鐵 (FeO)含量前后期較高，中期降低；渣中 SiO MnO、 P2O5含量取決于鋼中 Si、 Mn、 P 氧化的數(shù)量和熔渣中其他組成含量的變化。 脫磷轉(zhuǎn)爐 由于 AOD 轉(zhuǎn)爐不能脫磷，因此入 AOD 的鋼水要求磷很低，脫磷轉(zhuǎn)爐的主要目的是把鐵水中的磷脫的足夠的低，同時(shí)脫去大部分的硫。散裝料由成品料倉(cāng)和中間倉(cāng)經(jīng)皮帶運(yùn)輸至地下料倉(cāng)，再由皮帶運(yùn)往高位料倉(cāng)。設(shè)計(jì)中鐵水由混鐵車運(yùn)輸至 脫 磷轉(zhuǎn)爐 進(jìn)行 脫磷硫得到磷硫較低的鋼水，得到的鋼水 經(jīng)扒渣倒入煉鋼 鋼 水罐，經(jīng)稱量后送至 AOD 轉(zhuǎn)爐跨，再用吊車，吊上 鋼 水罐，入 AOD 轉(zhuǎn)爐 ，并 兌 入高碳鉻鐵、金屬鎳的熱熔混合液 。 第 二 章 工藝流程的選擇與論證 根據(jù)鋼種特性，設(shè)計(jì)中采用的煉鋼工藝流程大致如下： 高碳鉻鐵、金屬鎳板 → 電爐熔化 鐵水供應(yīng) (混鐵車 )→ 脫磷轉(zhuǎn)爐 →AOD 轉(zhuǎn)爐 → 鋼包 → 連鑄 下面具體地描述各個(gè)環(huán)節(jié)中采用的具體方法及其原因。 此外， S 降低鋼的延展性及韌性，沖擊韌性的下降最為嚴(yán)重 。但是，不銹鋼的強(qiáng)度和硬度則隨不銹鋼的含碳量的增加而提高，因此，用以制造要求高硬度和高耐磨性的滾動(dòng)軸承、刃具、彈簧等不銹鋼，其含碳量較高，但需相應(yīng)提高其含鉻量 (如 9Cr18)。在奧氏體不銹鋼中加銅，可顯著提高其在硫酸中的耐蝕性。在不銹鋼中多將鎳和鉻配合使用，以獲得奧氏體－鐵素體雙相組織或單相奧氏體組織，使鋼具有更好的耐蝕性和良好的形變及焊接性能。所謂的鐵素體，就是晶格中的原子的排列形式是體心立方晶體。 合 格 坯2 6 0精 軋 切 頭2 . 6 0成 品2 4 9 . 5 0氧 化 鐵 皮2 . 6 01 . 0 0 %9 5 . 9 6 %1 . 0 0 %廢 品5 . 3 02 . 0 4 %連 鑄 廢 品2 . 6 21 . 0 0 %鋼 坯2 6 2 . 6 3 9 9 . 0 %連 鑄 切 頭3 . 7 9中 間 罐 結(jié) 殼3 . 2 5中 間 包 鋼 水2 7 0 . 7 51 . 2 0 % 1 . 4 % 9 7 %0 . 4 %氧 化 鐵 皮1 . 0 8事 故 廢 鋼1 . 9 1鋼 包 鋼 水2 7 2 . 6 69 9 . 3 %0 . 7 %冶 煉 廢 鋼5 . 8 6熔 損1 4 . 6 6入 爐 的 金 屬 料2 9 3 . 1 89 3 . 0 0 %2 . 0 0 % 5 . 0 0 %外 購(gòu) 金 屬2 6 2 . 8 98 9 . 6 7 %直 接 回 爐 料2 2 . 7 3間 接 回 爐 金 屬7 . 5 67 . 7 5 % 2 . 5 8 %渣 損1 0 . 3 41 7 . 0 0 % （ 0 . 4 4 ）3 0 . 0 0 %（ 4 . 4 0 ）7 0 . 0 0 % （ 1 0 . 2 6 ）9 3 . 0 0 % （ 1 . 0 0 ）7 . 0 0 % （ 0 . 0 8 ）8 3 . 0 0 % （ 2 . 1 6 ） 圖 11 常規(guī)弧形連鑄機(jī)連鑄熱裝工藝的金屬料流程圖 (單位： wt/a) 合金元素對(duì)不銹鋼組織 (性能 )的作用 不銹鋼的組織是由鋼的化學(xué)成分決定的。 表 15 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品 304 316L 2205 316 產(chǎn)品所占比例 (%) 40 20 15 25 金屬平衡圖 煉鋼廠生產(chǎn)的物料平衡是指某一時(shí)期進(jìn)入該廠的各項(xiàng)原材料的量與同一時(shí)期生產(chǎn)出來(lái)的合格坯 (錠 )量，排出的爐渣、工業(yè)垃圾、廢氣以及可回收的煙塵等的量所作的平衡計(jì)算。2205 雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度是奧氏體不銹鋼的兩倍，這一特性使設(shè)計(jì)者在設(shè) 計(jì)產(chǎn)品時(shí)減輕重量 。 第 一 章 產(chǎn)品方案的規(guī)劃與設(shè)計(jì) 產(chǎn)品方案的確定及金屬物料平衡表 產(chǎn)品方案的確定 (1) 主鋼種 304(標(biāo)準(zhǔn)號(hào) GB/T)占 40% 表 11 主鋼種 304 成分 化學(xué)成分 C Si Mn P S Cr Ni 含量 (%) ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 17 ~19 8~11 力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度 σb≥672Mpa 屈服點(diǎn) σs(MPa)≥271 硬度 (HV)=165 伸長(zhǎng)率 δ5(%)≥40 應(yīng)用領(lǐng)域： 304 是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能 (耐腐蝕和成型性 )的設(shè)備和機(jī)件，例如：家庭用品 ( 2 類餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸 )，汽車配件 (風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品 )，醫(yī)療器具、建材，化學(xué)，食品工業(yè)，農(nóng)業(yè)，船舶部件等。當(dāng)鉻含量達(dá)到 %以上時(shí) ， 鋼的特征發(fā)生突變，從易生銹到不銹，從不耐蝕到耐腐蝕，而且含鉻量 隨著鉻含量的不斷提高，其耐銹性和耐蝕性也不斷的提高。一般 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠冶煉碳素鋼，但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋼鐵材料的性能提出了越來(lái)越高的要求，不銹鋼制品因?qū)嵱?、耐用、美觀、衛(wèi)生被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。作為原材料工業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有不可替代的地位。 關(guān)鍵字： 不銹鋼；脫磷轉(zhuǎn)爐； AOD； 連鑄