【正文】 石灰加入量主要根據(jù)鐵水中硅磷含量和爐渣堿度確定 在鐵含磷量較低，采用單渣法和廢鋼做冷卻劑時，石灰加入量可安下式計算： 石灰加入量 = ? ?? ?2 .1 4 % 1 0 0 0% S i RC a O??有 效 kg/t 金屬料 式中 R=(%CaO)/(% 2SiO )— 堿度 ? ?%CaO有 效— 石灰中的 有效 CaO 含量＝ ? ? ? ?2%%Ca O R S iO?? 石灰 當鐵水中含磷較高并假定金屬料中含磷量的 90％氧化進入爐渣，則石灰加入量按下式計算： 石灰加入量＝ ? ? ? ?? ?? ?1 0 0 0 2 . 1 4 % 1 . 3 1 %%R S i PCaO??有 效 式中 R＝ ? ?? ? ? ?2 2 5%% 0 .6 3 4 %C a OS iO P O? 。由于液滴的表面積很大，卷入射流的金屬滴中的任何元素在強氧化性氣氛下氧化都極迅速，因而液滴是將氧傳給熔池的基本載體，載氧液滴隨射流急速前進，參與熔池的循環(huán)運動，并在熔池中進行二次氧化，將氧傳給金屬，射流被熔池的反作用擊散產(chǎn)生的氧氣氣泡同樣參與熔池的循環(huán)，并在循環(huán)過程中進行金屬的氧化。在通常的吹煉條件下，氧氣射流的能量約有 20%消耗于熔池的攪拌， 5%～ 10%消耗于克服阿基米德力， 70%～ 80%消耗于非彈性碰撞的能量損失，射流與熔池之間的相互破碎和乳化，在氧氣射流及因射流而產(chǎn)生的 CO 氣體的共同作用下，引起射流與金屬、爐渣之間的相互破碎，并形成金屬 — 爐渣乳濁液，使它們相互之間的接觸面積劇烈增大，而使吹煉過程加速進行。 ○ 5 氧槍出口處的氧氣射流，其密度顯著大于周圍氣相介質的密度，這有利于射程增大。 ○ 3 氧氣射流在轉爐爐膛內(nèi)向下流動的過程中，將從周圍抽吸煙塵、金屬滴和渣滴等比重很大的質點，使射流的速度降低，擴張角減小。 三、 供氧制度 第 37 頁 轉爐爐膛內(nèi)氧氣射流的特性 ○ 1 氧槍經(jīng)常在出口馬赫數(shù)遠大于 1 的條件下工作。 ○ 3 應與鋼包容量、澆鑄吊車起重能力、轉爐傾動力矩大小、鑄機拉速等相適應。 二、 裝料制度 對于轉爐煉鋼，裝入量過大，會使噴濺增加，熔池攪拌不好，造渣困難，爐襯特別是爐帽壽命縮短，供氧強度也因噴濺大而被被迫降低，裝入量過小，則會使爐產(chǎn)量減少，所以確定裝入量時應考慮以下因素： ○ 1 保證合適的爐容比：通常波動在 ～ ，一般大于 。其塊度一般為 5～ 40mm為宜。 螢石 螢石能使 CaO 和阻礙石灰熔解的 SiOCaO 外殼的熔點顯著降低，加速石灰熔解，迅速改善爐渣流動性。熔點高和不易氧化的合金應在高溫（＞ 800℃）下烘烤并要保證足夠的時間。對輕薄料應打包或壓塊，以縮短裝料時間，塊度最長≤ ，最大重量≤150kg,最大面積≤ 2m 。 廢鋼 氧氣轉爐用鐵水煉鋼因熱量富裕故可加入 10%～ 30%的廢鋼，作為調正吹煉溫度的冷卻劑，采用廢鋼冷卻可降低轉爐的鋼鐵料、造渣料和氧氣的消耗。磷是高爐中 不能去除的元素，各種堿性煉鋼法都能脫磷，但轉爐的冶煉要求盡量有穩(wěn)定的含磷量，以穩(wěn)定轉爐的吹煉制度。轉爐鐵水含硅量以在 %～ %為宜，前后波動應為 ? %。噴嘴數(shù)量為 4 個，如圖所示為環(huán)縫管式供氣構件， 環(huán)縫噴嘴直徑的確定： 經(jīng)驗公式： 1 2 1 5 ( ) ( )xf D D D D? ? ? 1 / 212123 ( ) 5DDDD???? 1D =70mm 2D =40mm 第 35 頁 第五章 車間生產(chǎn)工藝 一、 煉鋼原料 鐵水 鐵水是轉爐的主要金屬原料，占金屬料裝入量的 70%～ 100%，為了保證冶煉過程順利，鐵水必須滿足要求。它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu) 第 34 頁 點，適用于噴吹各種氣體，還簡化了細金屬管磚的 制作工藝，是很有發(fā)展前途的一種供氣構件。這樣可消除噴嘴結瘤，后應力也大大減小，氣量調節(jié)范圍大，約達 10，但不易于噴粉。內(nèi)外管壓差越大，氣體方向沖擊次數(shù)就越小，這樣又提高噴嘴壽命和減輕爐底耐火材料的損毀是有利的。通過調整內(nèi)外管中氣流的壓力和面積，可以 改善氣流的性能。套管式噴嘴的內(nèi)管和環(huán)縫均供氣，所供氣體的壓力和流量各異。 ○ 2 噴嘴：爐底噴嘴有單管式、套管式和實心環(huán)縫式三種。其主要缺點是磚的致密性差，壽命底，氣流通過阻力大。若 δ 為間隙高度， A 為外冷卻水層環(huán)縫厚度，應使 A＞ δ，或端頭處的流速取為 7～ 8m/s 三 、底部供氣構件的設計 底氣種類 采用惰性氣體和中性氣體 底氣用量 常用的有兩種：一種是當冶煉含碳低于 ％的鋼時，待碳降至 ～％左右時，切斷頂槍的氧氣，改為底吹 2N ，吹煉時間約為 5～10min， 另一種是在底部全程供氣，只是前期吹 2N ，末期 Ar，本設計采用后者。 根據(jù)生產(chǎn)實踐統(tǒng)計，冷卻水在氧槍中的溫升控制＜ 20℃，出水溫度＜ 50℃，氧槍受熱表面所受的平均最大負荷值 大約為（ ～ ） 6210 /kJ h m 左右，大型轉爐可略高一些，可據(jù)此計算中、外層鋼管直徑。冷卻水從中心鋼管和中層鋼管之間形成的環(huán)縫進入，經(jīng)過噴頭端部，由外層和中層鋼管之間形成的環(huán)縫流出。 氧氣流在中心管內(nèi)的流速按 40～60m/s 考慮，因為流速過高會增加氧氣在管內(nèi)的阻力，對鋼管來說也部安全，過低則會增加槍身直徑，使得熱損失及耗水量增大。則擴散段長度 L為： 0 6 . 4 4 . 9 1 0 . 7 32 4 2 0 . 0 6 9 9 3ddL c mtg? ?? ? ??出喉 收縮段根據(jù)噴頭實際尺寸確定。噴孔為拉瓦爾型。 鐵水成分（％） C Si Mn P S ～ ～ ～ ～ ～ 冶煉鋼種以碳素鋼為主，外加一些低合金鋼?！?17176?！?15176?！?13176?！?11176。 一、 氧槍噴頭設計 原始條件： 氧 流量計算式： ?每噸鋼耗氧量 出鋼量氧流量＝吹氧時間 每噸鋼耗氧量，若用低磷鐵水約為 45～ 55 3/Nm t 左右，采用高磷鐵水約為60～ 69 3/Nm t 左右。尾部結構是保證氧氣管路、進水和出水軟管便于同氧槍相連接，同時保證三層管之間密封。因此氧氣射流的特性及其對熔池作用對轉爐煉鋼過程產(chǎn)生重大影響，氧槍設計就是要保證提供適合于轉爐煉鋼過程得氧氣射流 。 有效容積 V 2253m 爐帽厚 775mm 爐容比 VT 3mt 爐身厚 845mm 熔池直徑 H池 出鋼口直徑 d出 225mm 熔池面積 S池 2m 出鋼口傾角 ? 15176。 表 33 國外部分大型轉爐爐容比 公稱容量 100～ 150 150～ 200 200～ 250 250～ 300 300 噸以上 爐容比3mt ～ （ ～）居多 ～ （ ～）居多 ～ （ ～）居多 ～（ ～）居多 ～ （ 居多） 取爐容比為 3mt 則 tV = 250=225 3m 爐身尺寸的確定 ? ? ? ?2 2 244 4 2 2 5 8 . 0 8 9 3 2 . 8 9 53 . 1 4 5 . 7 7 6tV V VVH DD?? ?? ??? ? ? ?池帽身身 = 出鋼 口的尺寸設計 出鋼口一般都設在爐帽與爐身交界處 （ 1） 出鋼口中心線水平傾角 1? ，為了縮短出鋼口長度，為了維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，取 1? =15176。 為了維護爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴大，在爐口上部設有高度 300 400H m m?口 的直線段，所以爐帽高度 ? ?12H D d tg H?? ? ?口帽 ? ?1 5 . 7 7 6 2 . 8 8 8 5 72 otg H? ? ?口 = + = 爐帽總容積 V ??帽 24 ???33（D d ）t g 24 dH 口 ? ? ? ?? ? ? ?22 2 230 .2 6 20 .2 6 2 1 .1 0 0 0 .4 0 0 5 .7 7 6 5 .7 7 6 2 .8 8 8 2 .8 8 8 0 .7 8 52 .8 8 8 0 .4 0 08 .0 8 9D d d Hm? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??22口口帽 H H D 0 . 7 8 5 d 爐容比的確定 第 27 頁 爐容比系指轉爐有效容積 tV 與公稱容量 T 之比值。 （ 1）熔池直徑 GDKt? G— 新爐金屬裝入量，可近似取其公稱容量 T— 平均每爐純吹氧時間， min. 可參照表 11 K— 比例系數(shù)，可參照表 12 表 31 平均每爐鋼冶煉時間推薦值 轉爐容量（ t） 30 30～ 100 100 備 注 冶煉時間 28～ 32 32～ 38 38～ 45 結合供氧強度，鐵水成分和所煉鋼種具體確定 吹氧時間 12～ 16 14～ 18 16～ 20 表 32 系數(shù) K 的推薦值 轉爐容量 30 30～ 100 100 備注 K ～ ～ ～ 大容量取下限 第 26 頁 小容量取上限 結合爐子公稱容量 T 的大小 ,取 t=18min K= 故 GDKt?= 25018= （ 2）熔池的深度 h 對截錐型熔池 D? 其中 3250 3 2 .8 9 57 .6c GVm?? ? ? 故 23 2 .8 9 5 1 .7 1 80 .5 7 4 5 .7 7 6hm??? 爐帽尺寸的確定 頂吹轉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。 （ 2）爐外精煉 收得率 95%，連鑄坯收得率 96%。 一、 爐型設計 轉爐爐型有筒球型、錐球型、截錐型，熔池形狀選用截錐型。當前世界各國多采用和發(fā)展這種煉鋼方法。經(jīng)計算其熱收入部分占總熱收入的 ～ ％，熱支出部分約占 ～ ％，二者基本持平。 ○ 1 鋼水物理熱 gQ ：先根據(jù)鐵水熔點的方法確定鋼水熔點 gT ，再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時的實際溫降，以及要求的過熱度（一般為 50～ 90℃ ）確定出鋼溫度 zT ；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。 ○ 1 鐵水物理熱 wQ ；根據(jù)純鐵熔點，鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點的降低值（表21 21 和 221）計算鐵水熔點 tT ，由鐵水溫度和生鐵比熱（表 218 和表 219）確定 wQ tT ＝ 1536－（ 100+ 8+ 5+ 30+ 25）－ 6 ＝ 1094℃ wQ ＝ 100 [（ 1094－ 25） +218+（ 1250－ 1094） ] ＝ ○ 2 元素氧化熱及成渣量熱 yQ ：根據(jù)鐵水中元素氧化量和反應熱效應（表 220）算出，其結果列于表 222 中。 k） — — 第 20 頁 表 220 煉鋼溫度下的反應熱效應 組員 化學反