【正文】 表 氧化期渣量的確定 名稱 消耗量（ kg） Cao SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計(jì) 留渣 30 ﹪= 2 4 1 3 1 1 金屬中元素的氧化或燒損 Si 4 7 Mn 1 3 P 6 0 Fe 4 7 S 2 2 6 爐 頂 0 0 1 爐 襯 6 3 3 電 極 0 0 1 石 灰 7 3 3 0 1 合 計(jì) 9 8 4 1 2 8。 D. 造新渣時(shí)加入的石灰?guī)氲脑俊? C. 爐頂、爐襯的蝕損和電極的燒損量。 B. 金屬中元素的氧化產(chǎn)物。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)入氧遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 24 頁(yè) 化期只留下 30﹪的渣。 表 熔化期爐氣量的確定 氣態(tài)產(chǎn)物 項(xiàng)目 CO CO2 N2 H2O H2 揮發(fā)物 合計(jì) 爐料中 C的氧化 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 23 頁(yè) 焦炭帶入 電極帶入 石灰?guī)? 生白云石入 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=CO2+H2 合計(jì) ﹪ 表 熔 化期物料平衡表 項(xiàng) 目 質(zhì)量（ kg） ﹪ 項(xiàng) 目 質(zhì)量（ kg） ﹪ 廢 鋼 金 屬 鐵 水 爐 渣 焦 炭 爐 氣 電 極 鐵的揮發(fā) 石 灰 其余煙塵 生白云石 爐 頂 爐 襯 氧 氣 空 氣 合 計(jì) 合 計(jì) 注：計(jì)算誤差 =（ ） / 100﹪ =﹪ 第二步：氧化期計(jì)算 引起氧化期物料波動(dòng)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。 3） +4） +5） +6）便是熔化期的物料支出量。計(jì)算結(jié)果列于表 。 表 熔化期爐渣量的確定 名稱 消耗量（ kg） 成渣組分（ kg） 合計(jì) CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 爐料 中元 素的 氧化 Si Mn 1 P 8 Fe ① 6 9 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 22 頁(yè) 爐 頂 0 0 爐 襯 2 3 焦 炭 1 1 0 電 極 0 石 灰 5 8 2 3 生白云石 0 2 2 0 合計(jì) 8 1 6 2 1 3 ﹪ 7 ①見表 注 4) 確定金屬量： 金屬量 Qi=金屬爐料重 爐料中 C、 Si、 Mn、 P 和 Fe 的燒損量 + 焦炭配入的碳量 =+= kg。 表 氧氣與空氣的實(shí)際消耗量 氧氣（ kg） 空氣（ kg） 帶 入 O2 帶 入 N2 帶 入 O2 帶 入 N2 * ∑ =+= ∑ =+= *注： 77/23 為空氣中 N2與 O2 的質(zhì)量比 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，焦炭和電極中的灰分，以及加入的各種熔劑。詳見表 。在這 20﹪中，按 3： 1 之比例分別生成（ FeO）和（ Fe2O3) 根據(jù)表 中的假定，應(yīng)由氧氣供給的氧氣為 90﹪，即 90﹪ =，空氣供氧為 10﹪ =。詳見表 。 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，焦炭和電極中碳的氧化， 供氧項(xiàng)包括 石灰和生白云石中 CaO 被自身 S 還原出部分氧。為了提前造渣脫磷和保護(hù)爐襯，先加入一部分石灰（ 25kg/t（金屬料））和生白云石（ 6kg/t（金屬料））。 表 爐料配入量 名稱 用量 （ kg） 配料成分（ kg） C Si Mn P S Fe 廢鋼 鐵水 焦炭 * 合計(jì) *注：碳燒損率 24﹪。其結(jié)果列于表 。以 100kg 金屬爐料（廢鋼 +生鐵）為基礎(chǔ)，按工藝階段 —熔化期和氧化 回收率（ %） 合金材料 C Si Cr Mn P、 S、 Fe FeMn 90 75 82 全部進(jìn)入鋼水中 FeCr 90 78 84 80 FeSi 90 76 80 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 期分別進(jìn)行計(jì)算，然后匯總 成總物料平衡表。 支出項(xiàng)：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵、焦炭中揮發(fā)分。 表 爐料中元素?zé)龘p率 成 分 C Si Mn P S 燒損率 （ %） 熔化期 忽 略 氧化期 至 全部燒損 表 合金元素的回收 表 其它數(shù)據(jù) 名稱 參數(shù) 配碳量 比鋼種規(guī)格中限高 ﹪，即達(dá) ﹪ 熔化期配碳量 30﹪，即 30﹪ = 電極消耗量 (金屬料 )：其中熔化期占 75﹪，氧化期占 25﹪ 爐頂高鋁磚消耗量 ( 金屬料）：其中熔化期占 60﹪，氧化期 40﹪ 爐襯鎂砂消耗量 (金屬料 )：其中熔化期占 57﹪，氧化期占 43﹪ 熔化期和氧化期所需氧量 90﹪來自氧氣，其余 10﹪來自空氣 氧氣純度和利用率 ﹪，余者為 N2，氧利用率 90﹪ 焦炭中碳的回收率 76﹪（系指配料用焦） 碳氧化產(chǎn)物 均按 90﹪生成 CO， 10﹪生成 CO2考慮 煙塵量 按 12Kg/t(金屬料）考慮 （ 2）爐料平衡基本項(xiàng)目?；緮?shù)據(jù)有：冶煉鋼種及其成分（表 ）；原材料成分（表）；爐料中元素的燒損（表 ）；合金元素的回收率（表 ）；其他 數(shù)據(jù)（表 ）。這種緊湊式布置所需空間只是一般電爐車間的 25%，廠房大大簡(jiǎn)化，基建費(fèi)用大幅度減少。這些先進(jìn)設(shè)備連成一排，前 后有序，不強(qiáng)求傳統(tǒng)式排列，只要求最佳的物料流程。 其布置原則是最緊湊的將煉鋼生產(chǎn)的各種工藝設(shè)備布置在最少跨間內(nèi)，盡量壓縮各跨間的距離，最大限度的削減運(yùn)輸環(huán)節(jié)，只使用少量的提升和運(yùn)輸設(shè)備達(dá)到占地面積小，節(jié)省投資，降低經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，獲得更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的。這種布置方式可容納多臺(tái)電爐和連鑄機(jī)，車間生產(chǎn)能力大。 3） 澆鑄跨 本設(shè)計(jì)中連鑄機(jī)采用橫向布置 。大型電爐和新建電爐采用較多。 優(yōu)點(diǎn)是爐前勞動(dòng)條件好，可采用爐下渣車出渣，改善除渣條件，爐下檢修設(shè)備也比較方便， 不必做防水坑工程 ，電氣室可分為二層布置。這種布置是較早的小型電爐的布置形式，新建鋼廠極少采用。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，廠房標(biāo)高低。 ②立面布置如下。當(dāng)冶煉和澆鑄分別在兩個(gè)跨間進(jìn)行時(shí)，宜采用橫向布置。這種布置一般是把冶煉和澆鑄布置 在同一個(gè)跨間。 ①電爐在車間的平面布置如下。各種原料應(yīng)分類放置。通常單獨(dú)布置在一個(gè)跨間內(nèi)，與爐子跨毗連，平行布置或垂直布置。一般設(shè)原料跨、爐子跨、精煉跨、澆鑄跨、出坯精整跨。耐火材料間、爐襯修砌間，鋼渣處理間以及其他輔助設(shè)施。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 16 頁(yè) （ 1）車間的組成 一個(gè)電爐煉鋼車間要具備如下功能：原料的存儲(chǔ)及爐前的準(zhǔn)備，冶煉，澆鑄，鋼錠（坯）的冷卻和處理，耐火材料的存儲(chǔ)和準(zhǔn)備，爐襯和爐蓋的修砌以及其他輔助生產(chǎn)準(zhǔn)備。 電爐車間的生產(chǎn)能力 : Q = 1440 ? n ? a? K? G?η ? N/T () 式中 Q—— 車間電爐的年產(chǎn)鋼水量， t/a； 1440—— 每天日歷時(shí)間， min/d； n—— 電爐 一 全年工作天數(shù)， d/a，本設(shè)計(jì)取 320 天； a—— 金屬收得率，取 95%； K—— 過裝系數(shù)，本設(shè)計(jì)取 ； T—— 每爐鋼平均冶煉時(shí) 間， min/爐； G—— 每爐平均出鋼量， t/爐； η —— 鑄坯的收得率，本設(shè)計(jì)取 96%； N—— 車間內(nèi)電爐座數(shù)； 則 Q = 618014t/a 主要原材料消耗如下： ①金屬料 724kg/t 廢鋼 +310kg/t 鐵水； ②石灰 ③電極 ④爐襯耐火材料 ⑤氧氣 ⑥冶煉電耗 kW 車間生產(chǎn)能力核算及主要原材料的消耗 車間生產(chǎn)能力是衡量電爐煉鋼廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。 ，鑄坯在凝固過程中承受的鋼水靜壓力相對(duì)較小，可減小坯殼因鼓肚變形而產(chǎn)生的內(nèi)裂和偏析，有利于改善鑄坯質(zhì)量和提高拉速。這種連鑄機(jī)的主要特點(diǎn)如下。它的出現(xiàn)從根本上改變了一個(gè)世紀(jì)的鋼錠 初軋工藝。 連鑄 是 將高溫鋼水連續(xù)不斷地澆鑄到一個(gè)或一 組水冷銅制結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿結(jié)晶器周邊逐漸凝固成坯殼，待鋼液面上升到一定高度，坯殼凝固到一定厚度后由拉矯機(jī)將鑄坯拉出，并經(jīng)二冷區(qū)噴水冷卻使鑄坯完全凝固，由切割裝置根據(jù)軋鋼要求切成定尺。 ④ 功能齊全，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便。 ③ 去除夾雜物。 ② 脫氧和脫碳。 由 于氫在鋼水中的活性很高，擴(kuò)散系數(shù)很大 (DH= (～ )103cm/s)，所以抽真空時(shí)大部分氫能迅速逸出。鋼中的氣體含量與熔池溫度和氣相中該氣體分壓有關(guān)。 2） 脫氣裝置選擇 VD 精煉工藝： 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 14 頁(yè) VD 法是在伴有底吹 Ar 的情況下，通過抽真空 (67pa)降低鋼水上部的氣壓實(shí)現(xiàn)精煉的，并完成以脫氣為主要目的的功能，通常與 LF 爐相配合使用。 ⑤ 合金化后的鋼水，在 LF 吹氬精煉過程中，鋼液中的氮可以不斷地向氬氣泡中擴(kuò)散，并由氬氣泡帶出鋼液；但是因?yàn)槌跏嫉坎桓咔倚纬煞€(wěn)定的氮化物，故 LF 吹氬精煉時(shí)，不會(huì)有明顯的 脫氮效果。但是，由于電極的作用和微合金化時(shí)加入的爐料帶入的碳量，所以 LF 精煉中，極有可能增碳。所以，當(dāng)鋼液中的（ FeO）的含量小于 10%時(shí)，鋼液處于還原性氣氛，極易去除硫，這時(shí)可以使得脫硫率達(dá)到 50%以上。 圖 LF爐精煉時(shí)間 與硫在渣鋼間的分配系數(shù)之間的關(guān)系 脫硫反應(yīng)：如前所述，目 前精煉渣基礎(chǔ)渣系仍以 CaOAl203 (SiO2)和 CaOCaF2 (SiO2)為主，屬高堿度還原渣。通過批量取樣分析，可得出精煉時(shí)間和硫的分配系數(shù)之間的關(guān)系。 ② 脫硫。 圖 精煉時(shí)間與鋼中全氧含量的關(guān)系 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 第 13 頁(yè) 由上圖可知 ,精煉時(shí)間的延長(zhǎng)鋼中氧含量降低 ,但精煉時(shí)間大 于 40min 鋼中氧含量的降低趨勢(shì)趨緩。使用強(qiáng)脫氧化劑的鋁粒作為終脫氧劑，當(dāng)酸溶鋁達(dá)到 %～ %時(shí)鋼 中的 [O]幾乎全部轉(zhuǎn)變成 Al2O3。 LF 爐內(nèi)處理時(shí)，鋼水的化學(xué)成分的變化： ① 脫氧。 其工藝的優(yōu)點(diǎn)是： ① 電弧加熱熱效率高，升溫幅度大，控制準(zhǔn)確 度可達(dá) 177。 ④ 儲(chǔ)存鋼水的調(diào)節(jié)作用。 LF 爐底吹氬氣，攪拌鋼渣，均勻鋼水成分和溫度加快鋼渣界面的脫硫脫氧反應(yīng)，促進(jìn)夾雜物上浮，脫除氣體，凈化鋼液，提高鋼的純凈度； ② 加熱作用。 LF 爐是鋼水在電弧爐出鋼后在鋼包內(nèi)精煉 的 設(shè)備， LF 爐是由鋼包、爐蓋、電 極加