【正文】 總渣量及其成分爐渣成分（kg）CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合計元素氧化成渣、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 總渣量計算如下：因為表29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 爐襯蝕損的成渣量 加入溶劑的成渣量加入量/kgCaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H2OCO2O2螢石白云石石灰②合 計成渣量注: ①石灰加入量計算如下：由表25～27可知，渣中已含(CaO)=+++=㎏；渣中已含(SiO2)=+++=㎏。其各項成渣量分別見表25～.第二步：計算氧氣消耗量。 第一步：計算脫氧和合金化錢的總渣量及其成分。支出項有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。 表24列出了轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中其它參數(shù)，有助于在設(shè)計過程中進(jìn)行選擇和參考以達(dá)到快速準(zhǔn)確的計算和設(shè)計目的。 表23 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）成分（kg）CSiMnAlPSFe硅鐵—錳鐵— 注：上表中的C中10%于氧生成CO2。② [C]和[Si]按實際生產(chǎn)情況選?。籟Mn]、[P]、[S]分別按鐵水中相應(yīng)成分含量的30%、10%、60%留在鋼水中設(shè)定。（1）鐵水成分及溫度 鐵水成分及溫度見表21 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設(shè)定值成分含量(kg)CSiMnPSCrNi鋼種1Cr18Ni9鋼設(shè)定值≤≤≤≤17 ～188 ～10鐵水設(shè)定值廢鋼設(shè)定值終點鋼水設(shè)定值痕跡1710注：① 本計算設(shè)定的鋼種為1Cr18Ni9鋼。結(jié)合實例闡述了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐氧化法煉鋼過程的物料平衡的基本計算步驟和方法，同時列出了一些計算用的原始數(shù)據(jù)?？偟膩碚f，對物料平衡和熱平衡的計算一方面可以指導(dǎo)對車間的設(shè)計，另一方面也可以改進(jìn)和校核已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐的冶煉工藝參數(shù)以及設(shè)備適應(yīng)性能，例如可以確定加入能卻劑的量和時間，或者采用新技術(shù)等根據(jù)實測數(shù)據(jù)來進(jìn)行計算，例如設(shè)計一些自動控制模型時的計算。例如轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中遵循物質(zhì)不滅何能量守恒定率，在這個基礎(chǔ)上可建立轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中的物料平衡和熱平衡計算，以此來研究轉(zhuǎn)爐收入、支出的物質(zhì)和能量在數(shù)量上的平衡關(guān)系，并可用平衡方程式、平衡表或者物流及熱流圖將其表示出來。盡管如此，它對煉鋼生產(chǎn)和設(shè)計仍有重要的意義。其主要目的是比較整個冶煉過程中物料、能量的收入項和支出項，為改進(jìn)操作工藝制度，確定合理的設(shè)計參數(shù)和提高煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供定量依據(jù)。含水30%的污泥經(jīng)晾干、破碎后回?zé)Y(jié)，或加入粘結(jié)劑成球團(tuán)經(jīng)烘干后回轉(zhuǎn)爐。池底的泥漿含水70%，用泥漿泵將其打入脫水設(shè)備進(jìn)行脫水，脫水后污泥含水30%，可被裝車運走繼續(xù)進(jìn)行處理。粗塵含水量30%，可將其撞車運走，剩余的含細(xì)塵進(jìn)入濃縮池。去污處理后的水還會有細(xì)小的懸浮物，需經(jīng)澄清后再循環(huán)使用。污泥的成分主要是氧化鐵、氧化鈣、二氧化硅和氧化鎂等，它是轉(zhuǎn)爐造渣的原料，經(jīng)造球后可返回使用。生產(chǎn)合成氮時要求煤氣渣中的（CO+H2)/，CO含量要大于60%，%，煤氣含量小于10mg/m3。合成氮是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍需要的一種化肥料。合成甲酸鈉時，要求煤氣中的CO含量至少要達(dá)到60%，含氮量小于20%。1）制甲酸辣。轉(zhuǎn)爐煤氣的含氫量少，燃燒時不產(chǎn)生水汽，而且煤氣中不含硫，它可用于加熱混鐵爐、烘烤鋼包及鐵合金以及用作均勻爐的燃料等，同時也可將其送入廠區(qū)的煤氣管作為生活煤氣使用。與濕法除塵系統(tǒng)相比，干式除塵系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：含塵量低；風(fēng)機(jī)壽命長；節(jié)電；節(jié)水；煤氣回收量大；粉塵利用率高；占地少的優(yōu)點。轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒后會產(chǎn)生大量的CO2,它屬于無污染的燃料，這有利于環(huán)保。目前這種方法因其具有節(jié)能節(jié)水的優(yōu)點而被認(rèn)為會逐步取代濕法出塵。LT法收集到的粉塵分為粗粒塵和細(xì)塵兩種，粗粒塵在蒸發(fā)冷卻塔中被吸收，細(xì)塵則由除塵其回收。設(shè)計二級文氏管的目的是把氣體中的細(xì)塵除掉已達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)，按結(jié)構(gòu)可分為翼板式調(diào)徑文氏管、米粒型閥板調(diào)徑文氏管和錐形重鉈調(diào)徑文氏管。二文喉口調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一級文氏管和二級文氏管。當(dāng)調(diào)整好噴水量和噴水壓力后，文氏管的壓力損失吼口氣流有關(guān)，即除塵效率只與喉速有關(guān)。 2 煙氣的凈化 煙氣凈化系統(tǒng)主要有三種：采用未然法回收煤氣的文氏管法凈化系統(tǒng)、采用燃燒法的文氏管濕法凈化系統(tǒng)以及采用靜電除塵的干式凈化系統(tǒng)。然燒法通常用固定煙罩，而未燃法使用的是活動煙罩，由于煙氣溫度很高，收集完后要進(jìn)行冷卻處理。轉(zhuǎn)爐煤氣正是煙氣中的氣體成分，因此要回收煤氣，必須首先對煙氣進(jìn)行凈化除塵。煙氣的溫度很高，含有大量CO、少量CO2，及微量的其他氣體成分，另外還 夾雜著大量氧化鐵，金屬鐵粒和其他細(xì)小顆粒的塵埃。有人總結(jié)，對包括連鑄或鑄錠在內(nèi)的轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)來講，主要的節(jié)能技術(shù)應(yīng)包括以下內(nèi)容：?提高轉(zhuǎn)爐的材料和質(zhì)量；?提高轉(zhuǎn)爐的廢鋼比；?提高轉(zhuǎn)爐的鋼水連鑄比；④采用轉(zhuǎn)爐全工序負(fù)能煉鋼技術(shù)：轉(zhuǎn)爐煉鋼是一個能量有富余的煉鋼方法，衡量轉(zhuǎn)爐煉鋼的重要指標(biāo)是轉(zhuǎn)爐工序能耗和煉鋼廠能耗，當(dāng)爐氣回收的總能量轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時，就實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐工序的“負(fù)能煉鋼”，當(dāng)爐氣回收的總熱量煉鋼廠生產(chǎn)小號的總熱量時，就實現(xiàn)了鋼廠的“負(fù)能煉鋼”；⑤采用轉(zhuǎn)爐煤氣的高效率回收技術(shù)；⑥提高主坯的一火成材率，提高連鑄坯的熱送溫度；⑦采用煉鋼系統(tǒng)損失熱量和物質(zhì)的回收利用技術(shù)；⑧開發(fā)煉鋼系統(tǒng)的新型節(jié)能技術(shù)；⑨采用轉(zhuǎn)爐的廢渣的回收和綜合利用技術(shù)等。回收這部分能量不僅能節(jié)能，而且還起到了保護(hù)環(huán)境的作用。具體方法有：解決鐵、鋼、材不配套的問題，合理布局，降低運輸燃耗，提高原燃料的質(zhì)量，提高轉(zhuǎn)爐鋼和連鑄鋼比例，合理檢修，提高作業(yè)率，提高成品率、合格率、收得率，均衡各種產(chǎn)品比率等。從大的方面考慮，節(jié)能可以從下面3個方面入手： （1）降低原材料和動力的單耗和載能量這是節(jié)能的前提，具體的方法有：降低供電消耗，保證鐵水條件和減少鐵水損失，提高轉(zhuǎn)爐廢鋼比，提高連鑄比，提高連軋的收得率，引入新設(shè)備和節(jié)能型設(shè)備，輔助設(shè)備應(yīng)該注意節(jié)電，合理化工藝操作和流程，注意延長轉(zhuǎn)爐壽命，降低耐火材料及部件的消耗等。按照規(guī)定，計算時只考慮焦化、燒結(jié)、煉鐵、煉鋼、開坯、軋材等配套生產(chǎn)所必需的能耗，還有內(nèi)部運輸和煤氣、燃料油等加工輸送的能耗及分?jǐn)偟钠髽I(yè)能源污染，其他如耐火材料、鐵合金、石灰等生產(chǎn)工序不考慮在內(nèi)。對于一個企業(yè)，只有在近幾年內(nèi)產(chǎn)品構(gòu)成無顯著變化時，才能進(jìn)行相互比較。由于我國鋼鐵企業(yè)的發(fā)展水平不一樣，七其節(jié)能手段也不一樣。 轉(zhuǎn)爐的節(jié)能手段 在我國，每生產(chǎn)一噸鋼需要20～30T原材料，同時還要消耗大量的能源。 轉(zhuǎn)爐節(jié)能環(huán)保和資源綜合利用 作為重工業(yè)之首等鋼鐵工業(yè)在生產(chǎn)過程中會消耗掉大量的資源，并且會給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。當(dāng)采用人工經(jīng)驗判斷出鋼終點時，把爐體傾向爐料側(cè)，從爐口進(jìn)行測溫和進(jìn)行取樣，并確認(rèn)含碳量和溫度是否合適，再將爐體倒向出鋼才出鋼。吹煉時高亮度的濃煙火焰從爐口排除，吹煉中期脫碳反應(yīng)最強(qiáng)烈的時期，氧的脫碳效率接近100%。吹煉開始后，一遍吹氧一邊投入氧化鐵皮、礦石、石灰等輔助材料。吹來年時間與爐容量沒有直接關(guān)系，氧槍的吹煉時間通常為11～20分鐘，冶煉周期為25～40分鐘。一般轉(zhuǎn)爐終點含氮量可達(dá)到20。⑧ 吹煉過程中金屬熔池含碳量的變化規(guī)律與脫碳反應(yīng)有密切的關(guān)系。吹煉末期，由于鋼中含碳量降低，鋼種含氧量顯著增加。⑦ 吹煉初期，隨著鋼液中含硅量的降低，含氧量升高。⑥ 渣中MgO含量的變化與是否采用白云石或磷鎂礦造渣工藝有關(guān)，另外還受到加入量的影響。⑤ 由于堿性氧化性爐渣的迅速形成，大約在吹煉的前一半時間內(nèi)，%，脫磷反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 ④ 渣中的FeO含量在開吹后不久就可以達(dá)到20%～30%。當(dāng)Si的氧化基本結(jié)束后，渣中SiO2的含量又有所下降。當(dāng)Si、Mn的氧化基本結(jié)束后，爐溫達(dá)到14500C以上，C的氧化速率又有所降低。錘煉近終點時，Mn的含量出現(xiàn)回升。在未采用濺渣護(hù)爐工藝時，一爐鋼在吹煉過程中金屬成分、熔渣成分及熔池溫度的變化情況如下： ? 吹煉初期，F(xiàn)e、Si、Mn的含量下降到很低，幾乎為痕跡量。正因為有這些長處，氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法在1950以后迅速的發(fā)展成為世界上的主要煉鋼方法。次煉鋼方法繼承了過去的空氣吹煉轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點，有客服了其缺點。 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的冶金特征 轉(zhuǎn)爐煉鋼是以鐵水作為主要原料，氧氣作為氧化劑，依靠鐵水中元素的氧化熱提高鋼水的溫度，在30min左右完成一個冶煉周期的快速煉鋼方法。中國鋼鐵工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展起到了重要的支持作用，但目前在整體生產(chǎn)效率、能耗、高級產(chǎn)品性能、環(huán)境保護(hù)、重要技術(shù)研發(fā)能力等方面與發(fā)達(dá)國家相比還存在差距。近20年來，中國鋼鐵工業(yè)取得了令人矚目的發(fā)展，1996年中國鋼鐵產(chǎn)量超過了1億噸，成為世界第一的產(chǎn)鋼國，產(chǎn)量超過居世界第二和第三的日本和美國鋼產(chǎn)量的總和。這就要求盡量減少廢棄爐渣、煙塵、NOx， SOX，CO2 的排放，并利用冶金工業(yè)過程處理廢棄鋼鐵、塑料、城市垃圾等。進(jìn)一步提高鋼鐵性能的重點是要提高剛才的強(qiáng)韌性以及提高疲勞破壞和抗腐蝕性能。? 要求產(chǎn)品具有高性能。但是，鋼鐵工業(yè)在科技進(jìn)步方面仍然面臨者很大的壓力，這主要表現(xiàn)在：? 要求有更高的生產(chǎn)效率。而煉鋼科學(xué)最重要的發(fā)展將會在液態(tài)鋼的凝固加工、減少排放、排放物和廢氣物的再回收利用以及與信息、材料、環(huán)境等科學(xué)交叉、融合和應(yīng)用方面。如在氧氣噴頭和噴粉冶金中應(yīng)用空氣動力學(xué)中可壓縮氣體和氣象輸送等知識，在煉鋼過程中廣泛采用了聲學(xué)、圖像識別、專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等方面知識，在連鑄過程中采用電磁、金屬壓力加工等知識。因此必須優(yōu)化煉鋼工序。連續(xù)鑄鋼技術(shù)的采用不僅完全改變了舊的鑄鋼工序，還帶動了整個鋼鐵廠的優(yōu)化，因此被許多的冶金學(xué)家稱之為鋼鐵工業(yè)的一次“技術(shù)革命。20世紀(jì)70年代后，西歐多國和日本的鋼鐵工業(yè)開始大規(guī)模采用連鑄，至20世紀(jì)80年代， 世界連鑄比率超過模鑄，日、德、法、意、韓等鋼鐵發(fā)達(dá)國家連鑄技術(shù)迅速發(fā)展，連鑄在產(chǎn)量、質(zhì)量、節(jié)能、降耗等方面具有明顯的優(yōu)勢，至20世紀(jì)80年代末，連鑄在日、歐、韓等鋼鐵發(fā)達(dá)國家連鑄比均超過了90%?！柏?fù)滑脫”技術(shù)，這使得拉漏率被進(jìn)一步減少，連鑄在鋼水澆注中采用。 在20世紀(jì)80年代中后期，西歐、日、美等相繼開發(fā)成功了頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，在此法中，氧氣有頂部氧槍供入，同時由爐底噴口噴入氬氣、氮廢鋼用量多的長處，同時又兼?zhèn)溲鯕獾痛罐D(zhuǎn)爐煉鋼熔池攪拌好、鐵和錳氧化損失少、金屬噴濺少等優(yōu)點，因而目前世界上交大容量的轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)都采用了頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。在20世紀(jì)70年代，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法以取代了平爐法成為主要的煉鋼方法。 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的20世紀(jì)50年代，世界鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時期，在這一時期開發(fā)成功的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)和鋼水澆注開始推廣采用的連鑄工藝對隨后的鋼鐵工業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動作用。陳平爐煉鋼工藝外，電弧爐煉鋼方法在1899年也被成功開發(fā)。最早的平爐仍為酸性爐襯，但隨后堿性平盧煉鋼法很快被開發(fā)成功。成功的解決了冶煉高磷生鐵的問題。由于空氣與鐵水直接 作用，Bessemer煉鋼法因而具有很快的冶煉速度，成為當(dāng)時的主要煉鋼方法。煉鋼法包括以下主要過程：?去除鋼中的碳、磷、硫、氧、氫等雜質(zhì)組分以及由廢鋼帶入的混雜元素銅、錫、鉛、鉍等；?為了保證冶煉和澆注的進(jìn)行，需將鋼水加熱至1600～17000C；?普通碳素鋼通常需含錳、硅、低合金鋼和合金鋼則需要含有鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮鋁等，為此在煉鋼過程中須向鋼液配加有關(guān)合金使之合金化；④去除鋼液中內(nèi)生和外來的各類非金屬夾雜物；⑤將合格鋼水澆筑成方坯、小方坯、圓坯及板坯等；⑥節(jié)能和減少排放，包括回收轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣和爐渣排放以及煉鋼煙塵污染、爐渣、耐火材料等返回再利用。270噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐及煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文目 錄摘要 IAbstract II 1 轉(zhuǎn)爐節(jié)能環(huán)保和資源綜合利用 4 轉(zhuǎn)爐的節(jié)能手段 5 7 轉(zhuǎn)爐污水及污泥處理循環(huán)利用 8 物料平衡計算 92 . 2 熱平衡計算 18 計算所需原始數(shù)據(jù) 18 計算步驟 19 轉(zhuǎn)爐爐型及各部分尺寸 22 轉(zhuǎn)爐爐型及其選擇 22 22 24 24 24 25 轉(zhuǎn)爐高寬比 25