【正文】 LF精煉爐 LF精煉爐的特點(diǎn)LF精煉爐(圖101)在常壓下通過電弧加熱鋼包內(nèi)鋼水，并同時(shí)造高堿度合成渣精煉和底部吹氬攪拌。 10 爐外精煉設(shè)備選型 爐外精煉的功能鋼水爐外精煉又稱鋼水二次精煉,而各種精煉設(shè)備的冶金功能又是多種多樣的。按式（96），管內(nèi)氧氣工況流量取中心管內(nèi)氧氣流速，則中心氧管內(nèi)徑：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格，選取中心鋼管為。圖92 氧槍示意圖中心氧管內(nèi)截面積： （97）式中 ——中心氧管內(nèi)截面積，m； ——管內(nèi)氧氣工況流量，m/s； ——管內(nèi)氧氣流速，m/s，一般取40～50m/s。綜合考慮，取三噴孔中心分布圓直徑： 以上面的計(jì)算和選定的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，再結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)際情況，可繪制出50t轉(zhuǎn)爐用氧槍噴頭圖(見附錄圖1)。為宜。(8) 噴孔收縮段長度與收縮段進(jìn)口直徑收縮段長度與收縮段進(jìn)口直徑應(yīng)該以能使整個(gè)噴頭布置下三個(gè)噴孔為原則，并盡可能使收縮孔大一些。(4) 計(jì)算喉口直徑噴頭每個(gè)噴孔氧氣流量： Nm3/min (93)由噴管實(shí)際氧氣流量計(jì)算式： ，取，又，代入上式，則。(1) 計(jì)算氧流量 取每噸鋼耗氧量為65,純吹氧時(shí)間為15min，出鋼量按公稱容量50t計(jì)算，則通過氧槍的氧流量： /min (91) (2) 選用噴孔出口馬赫數(shù)與噴孔數(shù)馬赫數(shù)確定原則已如前述。如圖91。一般中、小型轉(zhuǎn)爐用三孔或四孔噴頭，大型轉(zhuǎn)爐用五孔或五孔以上的噴頭。 噴頭主要參數(shù)計(jì)算公式(1) 氧流量計(jì)算氧流量是指單位時(shí)間通過氧槍的氧量（Nm3/min）。傾動(dòng)角度為177。該結(jié)構(gòu)是用螺栓將爐殼吊掛在托圈上，三個(gè)螺栓在圓周上呈120布置，且與焊在托圈蓋板上的支座絞接。由上述數(shù)據(jù)可畫出轉(zhuǎn)爐爐型圖(見附錄圖2)。本設(shè)計(jì)采用鍋爐鋼板制作爐殼。爐帽用二步煅燒鎂磚。永久層緊貼爐殼，修爐時(shí)一般不予拆除。 現(xiàn)在，氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯材質(zhì)普遍使用鎂碳磚，爐齡有明顯提高。min)。 m3/（t為爐膛提供更多熱量，補(bǔ)償廢鋼加入所吸收的熱量，使轉(zhuǎn)爐冶能夠煉順利進(jìn)行。② 出鋼口直徑出鋼口直徑?jīng)Q定出鋼時(shí)間，隨爐子容量不同而異。① 出鋼口中心線水平傾角。③ 爐帽高度為了維護(hù)爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴(kuò)大，在爐口上部設(shè)有高度為=300～400mm的直線段。小爐子取上限，大爐子取下限。代入數(shù)據(jù)可得： =(6) 爐帽尺寸爐帽尺寸包括爐帽傾角、爐口直徑和爐帽高度。當(dāng)球缺體半徑R=，球缺體高=。表81 系數(shù)K的推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t＜3030～100＞100備 注K～～～大容量取下限，小容量取上限表82 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t＜3030～100＞100備注冶煉時(shí)間/min28～32(12～16)32～38(14～18)38～45(16～20)結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定注：括號(hào)內(nèi)數(shù)系吹氧時(shí)間參考值。(2) 高徑比轉(zhuǎn)爐高徑比，～。圖81 常見轉(zhuǎn)爐爐型(a)筒球型； (b)錐球型； (c)截錐型 主要參數(shù)的確定 本設(shè)計(jì)選用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(公稱容量50t)。而正常使用2座轉(zhuǎn)爐冶煉時(shí)的年總產(chǎn)量為：綜上核算合格，采用50t轉(zhuǎn)爐和三吹二制生產(chǎn)。 確定轉(zhuǎn)爐座數(shù)并核算年產(chǎn)量假設(shè)選定公稱容量50t轉(zhuǎn)爐；其中T1取30分鐘；η取77%；又知年產(chǎn)合格鋼量120萬t。 計(jì)算年出鋼爐數(shù)每一座吹煉轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù)N為： (71)式中 T1——每爐鋼的平均冶煉時(shí)間，min，該數(shù)值可參考表72；本設(shè)計(jì)取34min。本設(shè)計(jì)采用“三吹二”模式，即有3座轉(zhuǎn)爐。即采用“三吹二”制或“二吹一”制。我國轉(zhuǎn)爐公稱容量一般用一個(gè)爐役期內(nèi)的平均爐產(chǎn)鋼水量來表示。 脫磷磷是絕大多數(shù)鋼種中的有害元素，對(duì)于低溫、海洋用鋼、高壓管線鋼等，除需要含硫量很低外，%%。鐵水爐外脫硫與煉鐵煉鋼爐脫硫相結(jié)合，可以對(duì)鐵水實(shí)施深度脫硫，從而為轉(zhuǎn)爐冶煉超低硫鋼創(chuàng)造條件。② 在混鐵車或鐵水包中噴粉脫硅法。 脫硅(1) 鐵水脫硅的目的：①減少轉(zhuǎn)爐石灰用量，%%S的條件下，%%時(shí)，煉鋼石灰消耗量可以從42kg/t減少到18kg/t，渣量從110kg/t減少到42kg/t，而且吹煉平穩(wěn)沒有噴濺，%～%。 鐵水預(yù)處理方案鐵水預(yù)處理指鐵水進(jìn)入煉鋼爐之前所進(jìn)行的某種處理，可以分為普通鐵水和特殊鐵水預(yù)處理。儲(chǔ)存面積主要決定于鐵合金的日消耗量、堆積密度及儲(chǔ)存天數(shù)。地下料倉有地下式、地上式和半地下式三種，以前者較多，可便于火車或汽車或運(yùn)輸帶自動(dòng)卸料。此外，還有與煉鐵車間和轉(zhuǎn)爐車間石灰窯料場共用的。品種多，批量小，批數(shù)多，要求迅速、準(zhǔn)確、可靠地供料。對(duì)于廢鋼比較大的大型轉(zhuǎn)爐，也可考慮、分成幾個(gè)料斗。廢鋼堆場面積A（m2）可按下式估算： 式中　Q——每日所需廢鋼量，t/d，本設(shè)計(jì)取Q≈800t/d；　　　x——廢鋼儲(chǔ)存定額（天數(shù)），d；　　　H——廢鋼儲(chǔ)存充許高度，有坑時(shí)包含坑的深度，～，本設(shè)計(jì)取H=； ——廢鋼堆積密度，t/m3，可參考表62選取，= t/m3。大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間通常設(shè)單獨(dú)的廢鋼間，按每爐需用量裝入廢鋼料斗運(yùn)到爐前。(2) 廢鋼存放注意事項(xiàng)廢鋼應(yīng)盡量分類存放，特別是含合金元素的廢鋼。為了增加廢鋼在轉(zhuǎn)爐冶煉中的比例，除了在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中使用高溫鐵水外，還可以采用二次燃燒氧槍在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部噴吹部分燃料，增加轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量。混鐵車裝有傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，可使?fàn)t身轉(zhuǎn)動(dòng)向外倒鐵，因此，不需建設(shè)專門的廠房，只需在主廠房內(nèi)留出必要的倒鐵水位置。采用混鐵車供應(yīng)鐵水的優(yōu)點(diǎn)：(1) 投資省（不另建混鐵爐、鐵水罐和起重吊車數(shù)量可減少）；(2) 作為鐵水運(yùn)輸設(shè)備比較適應(yīng)高爐大型化；(3) 從高爐向轉(zhuǎn)爐運(yùn)送鐵水溫降小，減少鐵水轉(zhuǎn)移過程的熱損失，鐵水粘罐損失少；(4) 操作簡便、維修費(fèi)用低。隨著高爐的大型化和煉鐵操作的精確化，高爐鐵水成分波動(dòng)減??；又因轉(zhuǎn)爐的大型化，混鐵爐的混合作用已不明顯。6 原料供應(yīng)及鐵水預(yù)處理方案 原料供應(yīng) 鐵水供應(yīng)鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要材料，一般在新建鋼鐵廠時(shí)彩高爐直接供應(yīng)。本計(jì)算取5％，則得Qq＝5％＝(6) 廢鋼吸熱Qf 用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即Qf＝QS－Qg－Qr－Qx－Qb－Qq =－－－22994－－=故廢鋼加入量為：＝　 ＝即廢鋼比為：　　　　　　　熱平衡計(jì)算結(jié)果列于表523。根據(jù)其數(shù)量、相應(yīng)的溫度和熱容確定。；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℃，后者約為3～5℃/min，具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān))以及要求的過熱度(一般為50～90℃)確定出鋼溫度TZ ；最后由鋼水熱容算出物理熱。SiO21620=Fe→FeO4250=合計(jì)Qy(3) 煙塵氧化熱由表54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(見表51表51和表520)計(jì)算鐵水熔點(diǎn)Tt，然后由鐵水溫度和生鐵熱容(見表517和表518)確定 。kg1C[C]+1/2{ O2}={CO}　　　　　　　 氧化反應(yīng)－139420－11639C[C]+ { O2}={CO2}　　　　　　　　氧化反應(yīng)－418072－34834Si[Si] + { O2}= (SiO2　　　　　　　　　　　　　 氧化反應(yīng)－817682－29202Mn[Mn] +1/2{ O2}= (MnO)　　　　　 氧化反應(yīng)－361740－6594P2[P]+5/2{ O2}= (P2O5) 　　　　　 氧化反應(yīng)－1176563－18980Fe[Fe] +1/2{ O2}= (FeO)　　　　　 氧化反應(yīng)－238229－4250Fe2[Fe] +3/2{ O2}= (Fe2O3) 　　　　 氧化反應(yīng)－722432－6460SiO2(SiO2)+2(CaO)=(2CaO表517 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值名稱入爐物料產(chǎn)物鐵水廢鋼其他原料爐渣爐氣煙塵溫度/℃12852525與鋼水相同14501450表518 物料平均熱熔物料名稱生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)平均熱熔kJ/（㎏其加入量W1為： 焦粉生成的產(chǎn)物如下：碳燒損量/㎏耗氧量/㎏氣體量/㎏成渣量/㎏碳入鋼量/㎏%25%=+（+）%=%=%75%=由此可得整個(gè)冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表516。將所有的結(jié)果與表714合并，及得到煉一爐鋼的總物料平衡表。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 ＝[(75%56/72+20%112/160)+1+6%] ＝㎏由此可以編制出未加廢鋼、脫氧與合金化前的物料平衡表511表511 未加廢鋼時(shí)的物料平衡表收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/㎏%項(xiàng)目質(zhì)量/㎏%鐵水100鋼水石灰爐渣螢石爐氣生白云石噴濺爐襯煙塵氧氣渣中鐵珠合計(jì)合計(jì)100注：計(jì)算誤差為（）/100%=%第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡。計(jì)算結(jié)果列于表510表510 爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/㎏爐氣體積/ m179。 Gs——不計(jì)自由氧的氧氣消耗量，㎏。爐氣中含有CO、CONCOSO2和H2O可由表75~表77查得，O2和N2則由爐氣總體積來確定。CaS合計(jì)元素氧化成渣　　　　石灰石成渣量　　　爐襯蝕損成渣　　　　　生白云石成渣　　　　　　螢石成渣量　　總成渣量質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%100①.表中除(FeO)和(Fe2O3)+++++++=㎏，而終渣Σω(FeO)=15%(表54)，㎏。表56 爐襯腐蝕的成渣量爐襯蝕損渣量/㎏成渣組分/㎏氣態(tài)氧化物/㎏耗氧量/㎏總渣量包括鐵水中元素氧化，爐襯腐蝕和加入溶劑的成渣量。表51 鋼種、鐵水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定值 成分含量/%類別CSiMnPS鋼種Q235設(shè)定值.≤≤鐵水設(shè)定值廢鋼設(shè)定值終點(diǎn)鋼水設(shè)定值痕跡表52 原材料成分成分含量/%類別CaSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5SCO2H2OC灰分揮發(fā)分石灰.螢石生白云石爐襯焦炭表53 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母） 成分回收率/%類別CSiMnAlPSFe硅鐵——錳鐵——表54 其他工藝參數(shù)設(shè)定值名稱參數(shù)名稱參數(shù)終渣堿度w(CaO)/w(SiO)=渣中鐵損(鐵珠)為渣量的6﹪螢石加入量﹪氧氣純度99﹪，余者為N2生白云石加入量﹪爐氣中自由氧含量﹪(體積比)爐襯蝕損量﹪氣化去硫量占總?cè)チ蛄康?/3終渣∑w(FeO)含量(按向鋼中傳氧量w(Fe2O3)＝(FeO)折算)15﹪而ω(Fe2O3)/ ∑ω(FeO)=1/3,即金屬中[C]的氧化產(chǎn)物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﹪(其中w(FeO)為75﹪w(Fe2O3)的20﹪)廢鋼量由熱平衡計(jì)算確定，﹪，﹪噴濺鐵損為鐵水量的1﹪收入項(xiàng)有：鐵水、廢鋼、溶劑（石灰、螢石、輕燒白云石）、氧氣、爐襯蝕損、鐵合金。21世紀(jì)的鋼鐵工業(yè)在世界經(jīng)濟(jì)中仍占支柱地位，同時(shí)也將經(jīng)歷激烈的競爭。LF泡沫渣的形成需要?dú)馀菰?精煉渣中的Na2CO3 分解產(chǎn)生CO2，CO2氣體彌散分布在渣中，同時(shí)