【正文】 氣流出爐口進(jìn)入煙罩的同時(shí)，吸入空氣 CO部分燃燒 ，其后的氣體。爐氣中還不可避免地夾帶著大量氧化鐵，金屬鐵，和其他細(xì)小顆粒的固體煙塵。從防止噴濺掛渣方面考慮，垂直段欲高，煙罩傾斜角度越大越好，但這樣會(huì)增加氧槍長(zhǎng)度，還會(huì)增加廠房高度，因此必須綜合考慮。h1:氧槍在最低位置時(shí)噴頭端部至爐口的距離；h2:爐口至煙罩夏下沿的距離；h3:3000─4000mm；h4：煙道拐點(diǎn)至噴槍口的距離；h5:500─800mm；h6：根據(jù)把持器設(shè)備下端要求決定；h7氧槍把持器中心線距離；h8根據(jù)設(shè)備上端要求決定。故的尺寸取決于布置上述裝置所需要的尺寸。 氧槍長(zhǎng)度的確定氧槍全長(zhǎng)包括下部槍身長(zhǎng)度和尾部長(zhǎng)度。 選取外層鋼管為。 選取中心管為。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取氧槍冷卻水耗量 ；冷卻水進(jìn)水速度出水速度。 根據(jù)無(wú)縫鋼管直徑規(guī)格。 （1）中心氧管直徑。 槍身尺寸確定 氧槍槍身由三層無(wú)縫鋼管套裝而成，內(nèi)層管是氧氣通道，內(nèi)層管和中層管之間是冷卻水進(jìn)水通道，中層管和外層管之間是冷卻水出水通道。 （8）噴頭五噴孔中心分布圓直徑。 （6）計(jì)算噴孔擴(kuò)張段長(zhǎng)度： 。（5）求噴孔直徑： 。 （4）計(jì)算喉口直徑。當(dāng)時(shí),。 參照同類氧氣轉(zhuǎn)爐使用情況，對(duì)于270T的轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)取5孔，能保證氧氣流股有一定的沖擊面積和沖擊深度，熔池內(nèi)快形成乳化區(qū)，減少噴濺，提高成渣速度和改善熱效率。取每噸剛耗氧量為60（標(biāo)態(tài)），每次吹氧時(shí)間為18，出鋼量按公稱容量270計(jì)算，則通過(guò)氧槍的流量： （2） 多用噴孔出口馬赫數(shù)與噴孔數(shù)。國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼所用的噴頭類型很多，早期有單孔拉瓦爾型，此外還有三孔直通型噴頭，為處理高磷鐵水而采用的長(zhǎng)喉氧氣噴頭等。 氧槍噴頭設(shè)計(jì) 噴頭是一個(gè)重要的構(gòu)件。噴頭常用紫銅制成，強(qiáng)身由三層無(wú)縫鋼套裝而成。 第四章 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計(jì) 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的最大特點(diǎn)是爐內(nèi)反應(yīng)激烈，吹煉速度快，時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，在生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)置洋槍可以達(dá)到這一目的。 轉(zhuǎn)爐高寬比高寬比系指轉(zhuǎn)爐爐殼總高H總與爐殼外徑D殼之比值,實(shí)際上它只是作為爐型設(shè)計(jì)的校核數(shù)據(jù)。砌筑轉(zhuǎn)爐爐襯選擇磚型時(shí)應(yīng)該考慮以下原則：（1）在可能條件下，盡量選用大磚，以減少磚縫，還可提高筑爐速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；（2）力爭(zhēng)砌筑過(guò)程中不打或少打磚，以提高磚的利用率和保證磚的砌筑質(zhì)量；（3）出鋼口用高壓整體成型專用磚，更換方便、快捷；爐底用帶弧形的異形磚；（4） 盡量減少磚型種類。永久層選用鎂磚砌筑，填充層選用焦油鎂砂搗打而成，工作層選用鎂碳磚和焦油白云石磚綜合砌筑。爐帽可用二步煅燒鎂磚，也可根據(jù)具體條件選用其他材質(zhì)。工作層系指與金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件極其苛刻。填充層介于永久層與工作層之間，一般用焦油鎂砂搗打而成。永久層緊貼爐殼，修爐時(shí)一般不予拆除。根據(jù)爐襯的工作特點(diǎn)，其材質(zhì)選擇應(yīng)遵循以下原則：（1） 耐火度（即在高溫條件下不熔化的性能）高；（2） 高溫下機(jī)械強(qiáng)度高，耐急冷急熱性能好；（3） 化學(xué)性能穩(wěn)定；（4） 資源廣泛，價(jià)格便宜。 出鋼口外徑一般為出鋼口的六倍左右：dst=6dt==1380mm 出鋼口長(zhǎng)度一般為出鋼口的7到8 倍左右：lt=8dt==1840mm 轉(zhuǎn)爐爐襯壽命是一個(gè)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，受許多因素的影響，特別是受冶煉操作工藝水平的影響比較大。出鋼口直徑?jīng)Q定著出鋼時(shí)間，因此隨著爐子容量而異。取θ1=15176。出鋼口中心線水平傾角和直徑θ1。出鋼口內(nèi)口一般都設(shè)計(jì)在爐帽與交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)其位置最低，便于鋼水全部出凈。4. 爐身尺寸的確定 轉(zhuǎn)爐爐帽以下，熔池面以上的圓柱體部分稱為爐身，其直徑與熔池直徑是一致的故需確定的尺寸是爐身高度H身。=179。﹚＋π247。12﹙﹚﹙ 178。﹢＝。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H口=300mm的直線段。取d===。爐口直徑一般為熔池直徑的43%～53%。（2） 爐口直徑d。（1） 轉(zhuǎn)爐一般都用正口爐帽，其主要尺寸有爐帽傾角，爐口直徑和爐帽高度。熔池深度是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面到爐底的深度。 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦表轉(zhuǎn)爐容量＜3030～100＞100備注冶金時(shí)間28～3232～3838～45結(jié)合具體條件確定吹氧時(shí)間12～1614～1816～20結(jié)合爐子公稱容量的大小,取t=18，K===。熔池直徑是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)金屬液面的直徑。 轉(zhuǎn)爐爐型各部分尺寸，主要是通過(guò)總結(jié)現(xiàn)有轉(zhuǎn)爐的實(shí)際情況，結(jié)合一些經(jīng)驗(yàn)公式并通過(guò)模型試驗(yàn)來(lái)確定。爐型的選擇往往與轉(zhuǎn)爐的容量【4】有關(guān)。轉(zhuǎn)爐爐型是指由上述三部分組成的爐襯內(nèi)部空間的幾何形狀。因此對(duì)于本設(shè)計(jì)中的兩種鋼種的熱平衡計(jì)算步驟和結(jié)果是基本相同的，即為上表所示。對(duì)轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來(lái)說(shuō)，所用鐵合金種類有限，加入數(shù)量也不多。{1[（）+272+（）]} = kg 即廢鋼比為： % 第三步：列出熱平衡表（表223）。 某些物料的物理熱項(xiàng) 目參數(shù)/kJ備 注爐氣物理熱[(145025)]= 1450℃系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱[(145025)+209]=渣中鐵珠物理熱[(152425)+272+(16941520)]= 1524℃系鋼水熔點(diǎn)噴濺金屬物理熱1[(152425)+272+(16941524)]= 合 計(jì)Qx= （4）生白云石分解熱Qb：根據(jù)其用量、成分和表219所示的熱效應(yīng)計(jì)算。根據(jù)其數(shù)量、相應(yīng)的溫度和熱熔確定。 Tz=+50+50+70= 0C 式中，50、50和70分別為出鋼過(guò)程中的溫降、鎮(zhèn)靜和爐后處理過(guò)程中的溫降和過(guò)熱度。最后由鋼水量和熱熔算出物理熱。熱支出項(xiàng)包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；煙塵物理熱；爐氣物理熱；渣中鐵珠物理熱；噴濺物理熱；輕燒白云石分解熱；熱損失；廢鋼吸熱。SiO2 1620= Fe→FeO 4250= 合 計(jì)Qy （3） 煙塵氧化熱Qc：由表24中給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算可得。 元素氧化熱和成渣熱反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kJ反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kJC→CO 11639= Fe→Fe2O3 6460= C→CO2 34834=P→P2O5 18980= Si→SiO2 29202=P2O5→4CaO（1） 鐵水物理熱QW：現(xiàn)根據(jù)純鐵熔點(diǎn)、鐵水成分以及融入元素對(duì)鐵熔點(diǎn)降低值表（212和表220）計(jì)算鐵水熔點(diǎn)Tt，然后鐵水溫度和生鐵熱容（表217和表218）確定Qw。第一步：計(jì)算熱收入Qg。SiO2) 成渣反應(yīng)971331620P2O5(P2O5)+4(CaO)=(4CaOkmol1△H/kJ(kgK)1 熔化潛熱/ kJ 入爐料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值 名 稱入 爐 物 料產(chǎn) 物鐵水①?gòu)U鋼其他原料爐渣爐氣煙塵溫度/℃13202525與鋼水相同14501450① 純鐵熔點(diǎn)為1536℃ 物料平均熱容物料名稱生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)平均熱容/kJ 2 . 2 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表217）；物料平均熱熔（表218）；反應(yīng)熱效應(yīng)（219）；溶入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響（表220）。 總物料平衡表收 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 錳 鐵硅 鐵焦粉合計(jì)合 計(jì)注：?計(jì)算誤差為 ()/ 100%=%。其加入量W1為: 焦粉生成的產(chǎn)物如下：炭燒損量/Kg耗氧量/Kg氣體量/Kg?成渣量/Kg碳入鋼量/Kg%25%= ?COH2O和揮發(fā)分總和（未計(jì)算揮發(fā)分燃燒的影響）。 錳鐵加入量Ww為： 硅鐵加入量為： 鐵合金中元素?zé)龘p量及其產(chǎn)物量類別元素?zé)龘p量/kg脫氧量/Kg成渣量/ Kg爐氣量/ Kg入鋼量/ Kg錳鐵C%10%=(CO2)%90%=Mn%20%=%80%=Si%25%=%75%=P%=S%=Fe%=合計(jì)硅鐵Al%100%=Mn%20%=①%80%=Si%25%=%75%=P%=①S%=①Fe%=合計(jì)總 計(jì)脫氧和合金化后的鋼水成分如下： 可見，含碳量尚未達(dá)到設(shè)定值。 先根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（71）和鐵合金成分及其回收率（表73）算出錳鐵和硅鐵的加入量，再計(jì)算其元素的燒損量。確定廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表212），再將其余表211歸類合并，遂得加入廢鋼后的物料平衡表213和214。收入支出項(xiàng)目質(zhì)量/ kg%項(xiàng)目質(zhì)量/Kg%鐵水100．00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) 表211 未加廢鋼時(shí)的物料平衡表 注：計(jì)算誤差為（）/%=%。第四步：計(jì)算脫氧合金化前的鋼水質(zhì)量。 計(jì)算結(jié)果列于表210. 表210 爐氣量及成分爐氣成分爐氣量/kg體積/M3體積分?jǐn)?shù)/%COCO2SO2H2OO2N2合計(jì) ?%= ；質(zhì)量為：32/=。先計(jì)算如下：爐氣總體: 式中： Vg :CO、COSO2和H2O各組分體積，M3。爐氣中含有CO、 CO2 、N2 、SO2和 H2O 。實(shí)際氧化產(chǎn)物：（FeO)=, (Fe2O3)== 實(shí)際耗氧量耗氧項(xiàng)/Kg供氧項(xiàng)/Kg實(shí)際氧氣消耗量/Kg鐵水中元素氧化消耗量 爐襯中碳氧化消耗量 石灰中S與CaO反應(yīng)還原出的氧化量（） 煙塵中鐵氧化消耗量 爐氣自由氧含量 +=合計(jì) 合計(jì) 注：① 爐氣N2(存在于氧氣中，)的質(zhì)量。②ω(FeO)=%=。 總渣量及其成分爐渣成分（kg）CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合計(jì)元素氧化成渣、石灰成渣量kg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)/% 注：① 總渣量計(jì)算如下：因?yàn)楸?9中除(FeO)和(Fe2O3)以外總渣量為：+++++++=，而終渣Σω(FeO)=15%(表24)，247。 轉(zhuǎn)爐煉鋼用的螢石中，各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)均有的一定的要求，其中的含量應(yīng)85%，SiO2的含量應(yīng)≤%，含硫量≤%，塊度在540mm，并要干燥清潔。螢石中還有其他成分雜質(zhì)，他們的熔點(diǎn)要比螢石低，因此造渣加入螢石可以加速石灰的溶解。見表29.爐襯蝕損量/㎏成渣組分/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kg耗氧量/㎏CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3C→COC→CO2C→CO,CO2合計(jì) 爐襯蝕損的成渣量 加入溶劑的成渣量加入量/kgCaOMgOSiO