【正文】 為了保證合 金熔化和攪拌均勻，同時(shí)吹氬攪拌。 轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間約 2～ 6min，應(yīng)采用紅包出鋼和擋渣出鋼法。這樣，終點(diǎn)控制便簡(jiǎn)化為脫碳和鋼水溫度控制，所以把停止吹氧又稱(chēng)為 ―拉碳 ‖，從廣義上講，終點(diǎn)控制應(yīng)包括所有影響鋼質(zhì)量的終點(diǎn)操作和工藝因素控制。由于廢鋼在吹煉時(shí)加入不方便，通常是在開(kāi)吹前加入。采用軟燒石灰，可降低化渣所需要的 ∑(FeO)含量，爐渣流動(dòng)性也好，可使?fàn)t渣泡沫化程度減小，鐵水含硅量降低可以減少渣量，減輕泡沫渣危害。吹煉末期，脫碳速度下降，熔池溫度升高，爐渣的泡沫化程度隨之減小。目前對(duì)泡沫渣還不能完全控制，通常在吹煉中期或稍微偏前一些，泡沫化程度達(dá)到最大值，熔池面上漲出現(xiàn)在堿度 ～ 和脫碳速度最大的時(shí)候。 爐渣氧化性的控制 用渣中氧化鐵的活度 FeOa 表示爐渣的氧化性使最合理的， 因?yàn)樵械难趸F不會(huì)呈自由狀態(tài)存 在，但是，由于確定 FeOa 的數(shù)值相當(dāng)復(fù)雜，因此一般只用于研究工作，生產(chǎn)中普遍用氧化鐵的濃度表示爐渣的氧化性，影響爐渣氧化性的主要因素 ： （ 1）槍位和氧壓：在一定的供氧強(qiáng)度下，槍位提高或氧壓降低時(shí)，爐渣的氧化性增強(qiáng)。 爐渣粘度的控制 過(guò)粘的爐渣去除磷、硫緩慢，含有大量的 金屬珠，降低鋼水的收得率；過(guò)稀的爐渣則強(qiáng)烈侵蝕爐襯。1000 /（ %CaO） 有效 kg/t 金屬料 式中 R=)w(SiOw(CaO)2； （ %CaO） 有效 ＝ （ %CaO） R在接近終點(diǎn)時(shí)再降槍加強(qiáng)熔池?cái)嚢?，繼 續(xù)脫碳和均勻熔池成分和溫度，降低終渣 w(FeO)含 量。 本設(shè)計(jì)采用分階段定量裝入，大體上保持了比較適當(dāng)?shù)娜鄢厣疃群脱b入量的相對(duì)穩(wěn)定性 [6]。分布，即偏心軸布置。 供氣構(gòu)件 本設(shè)計(jì)采用環(huán)縫式噴嘴，在環(huán)縫中設(shè)有許多細(xì)金屬管，它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu)點(diǎn)，適用于噴吹各種氣體和粉劑，還簡(jiǎn)化了細(xì)金屬管磚的制作工藝，是很有發(fā)展前途的一種供氣構(gòu)件。 底氣用量 采用底吹 N Ar、 CO2 等氣體時(shí)，供氣強(qiáng)度小于 ()時(shí)，其冶金特征已 接近頂吹法；達(dá)到 ~()；則可以降低爐渣和金屬的氧化性，并達(dá)到足夠的攪拌強(qiáng)度。氧槍尾部裝有氧槍把持器、冷卻水進(jìn)出管接頭、氧氣管接頭和吊環(huán)等。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，選取氧槍冷卻水耗量 Q 水 = 250 3m /h，冷卻水進(jìn)水速度6/v m s?進(jìn) ，出水速度 7/v m s?出 。管內(nèi)氧 氣工況流量為： 833273790000 3001013250 00 ????? QTP TPQ 標(biāo)標(biāo) = 3/min=取中心氧管內(nèi)氧氣流速 V1 = 50 m/s ，則中心氧管內(nèi)徑為： 50961444 1011 ????? ??? .d VQF==223mm 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格，選取選取中心鋼管為 ? 2198 mm。 = 114mm。 噴孔出口直徑 根據(jù)等熵流表，在 Ma = 2 時(shí)， / ?出 喉 ，即 ： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 221 .6 8 7 5 / 44 dd? ??出 喉π 則 ： d 出 = 69mm。設(shè)計(jì)中取 Ma = 。噴頭常用紫銅制成；槍身由三層無(wú)縫鋼管套裝而成；尾部結(jié)構(gòu)連接輸氧管和冷卻水進(jìn)出軟管。該層采用鎂碳磚和焦油白云石磚綜合砌筑。 爐襯各層填充材料選擇 永久層緊貼爐殼，修爐時(shí)一般不予拆除，其主要作用是保護(hù)爐殼。 爐身制 成圓柱形。這樣既能提高爐帽壽命，又能減少爐口粘渣。主要承受鋼水、爐渣及耐材的靜載荷，以及金屬料沖擊，熱應(yīng)力作用。 爐殼鋼板厚度有如下經(jīng)驗(yàn)公式： 爐身： δ2=（ ～ ） D 殼 ,取 δ2=60mm； 爐帽： δ1=（ ～ ） δ2 取 δ1=65mm ； 爐底： δ3=(～ )δ2 取 δ3=65mm； 高徑比確定 ??DH ，符合推薦值 ~。其主要作用是保護(hù)爐殼，用鎂磚砌筑。. （ 2） 出鋼口直徑 d 口 ????? G口 = cm 式中 T——轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量， t 。其直徑與熔池直徑一致，即為 D。在本設(shè)計(jì)中取 a=60176。可根據(jù)公式 ：/D K G t? 式 中 G ——新?tīng)t金屬裝入量， t；（裝入量 = 出鋼量 /鋼水收得率 ） t ——吹氧時(shí)間， min，取 18min； K——比例系數(shù)，取 ； 則熔池直徑為 D =5590 mm。 250t轉(zhuǎn)爐采用多孔噴槍噴吹，操作比較穩(wěn)定，選取爐容比為 m3/t。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 表 噸鋼物料平衡表 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 978 鋼水 1000 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 煙塵 白云石 噴濺 爐襯 鐵珠 氧氣 氮?dú)? 礦石 合計(jì) 合計(jì) 金屬收得率 = 鋼水質(zhì)量 /(鐵水 +廢鋼 ) =1000/（ 978+） =％。 （ 9）廢鋼耗熱 總的熱收入減去熱支出，得到的富余熱量用加入廢鋼來(lái)調(diào)節(jié)。K，參考表 ； Tf、 T——分別為冷卻劑（生鐵）的熔點(diǎn)和熔池溫度， K； Tf 見(jiàn)表 。 表 爐氣量及成分 成分 質(zhì)量 /kg 體積 / m3 體積 /% CO + CO2 + ++ SO2 H2O + N2 O2 總計(jì) 100 物料平衡表 把以上各種物質(zhì)的總收入和總支出匯總起來(lái)，得到未加合金時(shí)的物料平衡表。 由于氧氣不純，含有 %的氮?dú)?，故供氧時(shí)帶入的氮?dú)鉃椋? % = kg， 其體積量為： 。 （ Fe2O3） = = .其值列入表 。即： [C]+1/2O2=CO：氧化產(chǎn)物 CO 量為： 90%28/12 = kg 耗氧量為： 90%16/12 = kg [C]+O2=CO2：氧化產(chǎn)物 CO2量為： 10%44/12 = kg 耗氧量為： 32/44 = kg 共消耗氧量 =+ = kg 5）石灰加入量： 根據(jù)鐵水成分，取終渣堿度 R=. 石灰加入量 = （ ∑(SiO2)R 白云石帶入 CaO 量 )/%CaO 有效 100 = （ – ） /(88 – ) 100= 表 石灰加入量及成分 成分 質(zhì)量 /kg 成分 質(zhì)量 /kg CaO 88% = SiO2 % = MgO % = S % = Al2O3 % = 燒減 % = 其中 ： [S]+(CaO)=(CaS)+[O] 生成的 (CaS) = 72/32 = 6） 渣中的鐵氧化物 ： 對(duì)于冶煉 Q235 鋼 ， 根據(jù)已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐渣中含 ∑(FeO)量 ，取 w(FeO)= 10%， w(Fe2O3)= 5%。根據(jù)已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐的經(jīng)驗(yàn)，取生白云石 30 kg/t，在本設(shè)計(jì)中即為： 30 = 3 kg，其成分質(zhì)量見(jiàn)表 (質(zhì)量計(jì)算中各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)見(jiàn)表 ) 。 （ 2） 各元素耗氧量及氧化產(chǎn)物量 鐵水中各元素的耗氧量及氧化產(chǎn)物量見(jiàn)表 。 根據(jù)鐵水、渣料質(zhì)量及其冶煉鋼種的要求，采用單渣法操作。K 1 生鐵 鋼 爐渣 爐氣 煙塵 礦石 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 表 反應(yīng)熱效應(yīng)（ 25℃ ） 元 素 反 應(yīng) 反應(yīng)熱 /kJkg1 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 3 章 轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計(jì)算 物料平衡是計(jì)算轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中加入爐內(nèi) 與參與煉鋼的全部物料（如鐵水、廢鋼、氧氣、冷卻劑、渣料、合金添加劑、被侵蝕的爐襯等）和煉鋼過(guò)程的產(chǎn)物（如鋼水、爐渣、爐氣、煙塵等）之間的平衡關(guān)系。本設(shè)計(jì)選取轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 95%。 表 轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的平均冶煉時(shí)間 平均冶煉時(shí)間 /min 煉一爐鋼的時(shí)間 /min 裝料 吹氧 輔助時(shí)間 出鋼 倒渣 合計(jì) 5 18 8 5 3 39 39 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率：指轉(zhuǎn)爐一年的有效工作天數(shù)與日歷天數(shù)之比。a1) 生產(chǎn)比例 /% 精煉方式 普 碳 鋼 200 吹氬或 LF 低合金鋼 170 LF 或 LF+VD 機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼 140 RH 總 計(jì) 510 100 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 本設(shè)計(jì)冶煉的鋼種、代表鋼號(hào)及其化學(xué)成分見(jiàn)表 所示。大量?jī)?yōu)質(zhì)鋼材將被需要，用于西部開(kāi)發(fā)的橋梁、建筑建設(shè)以及當(dāng)?shù)仄?chē)、輪船等行業(yè)。 （ 3）攀枝花 鐵 礦 資源豐富，地質(zhì)勘測(cè)表明，釩 鈦 磁鐵礦儲(chǔ)量達(dá) 100 億 t，占全國(guó)鐵礦儲(chǔ)量的 20％。 （ 2）攀枝花市水能資源理論蘊(yùn)藏量達(dá) 萬(wàn) kw因此，如何降低生產(chǎn)成本、能耗，生產(chǎn)出大量的純凈鋼以達(dá)到社會(huì)的需求是轉(zhuǎn)爐煉鋼的大致發(fā)展趨勢(shì)。 （ 3）采用干法除塵、 濕法除塵、重力除塵技術(shù)對(duì)煙塵進(jìn)行回收利用。 （ 2）高效連鑄。目前與轉(zhuǎn)爐配合常用的精煉方法有 LF、 RH、 CASOB 等，這些工藝促進(jìn)了純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 （ 2）副槍法動(dòng)態(tài)控制。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程與新技術(shù) 鐵水預(yù)處理 近年來(lái)，鐵水爐外脫硫技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)爐大型化復(fù)合吹煉是日本的主要技術(shù)特征。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，煉鋼模型的開(kāi)發(fā)和利用也不斷進(jìn)步。 Process flow 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 第 1 章 緒論 …………………………………………… … ………… …………...1 選題背景 ……………………………………………………… …………… 1 我國(guó)鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 ……………………………………………… ………… 1 國(guó)外鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 …………………………………………… ………… … 1 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工工藝流程與新技術(shù) ………………………… ……… …… 1 鐵水預(yù)處理 ……………………………………………… ………… … 1 轉(zhuǎn)爐煉鋼 ………………… ………………………… ………… ……… 1 爐外精煉 ……………………………………………… ………… …… 2 連續(xù)鑄鋼 …………………………………………… ………… ……… 2 節(jié)能環(huán)保技術(shù) ……………………………………… ……… ……………… 2 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ……… ……………………… ………… ………… 2 第 2 章 設(shè)計(jì)概述 …………………………………… ………… ………………3 廠址選擇論證 …………………………… ………… ……………………… 3 產(chǎn)品方案 … ………………………………… …………… ………………… 3 金屬平衡 …………………………………… …………… ………………… 4 轉(zhuǎn)爐車(chē)間作業(yè)指標(biāo) …………………………… ………… ………………… 5 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 ………………………………… ………… ……………… 5 鑄坯收得率 …………………………………… ………… …………… 5 轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 ……………………… …… ………………… …… 5 第 3 章 物料平衡與熱平衡計(jì)算 ……………………… ……… ……………6 原始數(shù)據(jù)的選取 …………………………………… ………… …………… 6 原材料成分 ……………………………………… ………… ………… 6 假設(shè)條件 ………………………………………… ………… ………… 7 物料平衡計(jì)算 ……………………………………… ………… …………… 7 渣料及其成分計(jì)算 …………………………… ………… …………… 7 冶煉中吹損計(jì)算 ……………………………… ………… …………… 11 氧氣消耗量計(jì)算 ……………………………… ……… … …………… 11 爐氣量及成分計(jì)算 ………………………… ………… ……………… 12 物料平衡表 ……………………………… ……………… …………… 12 熱平衡計(jì)算 ……………………………………… ………………… …… 13 熱收入 …………………………………… …………………… ……… 13 熱支出 …………………………………… …………………… ……… 14 熱平衡表 ………………………………… ………………… ………… 15 噸鋼物料平衡 … ……………………………… ……………… ………… 15 第 4 章 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) …………………………… ……… ……………… 17 轉(zhuǎn)爐爐型的選擇 …………………………………… …………… ……… 17 轉(zhuǎn)爐爐容比比高寬比 …………………………… ……… ……………… 17