【正文】 (加料側(cè))7809019055爐身(出鋼側(cè))7009019055爐底6209036045(8) 高徑比確定爐殼內(nèi)型總高H內(nèi) 則高徑比為，~表44 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型參數(shù)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值公稱容量G300t爐殼外徑D轉(zhuǎn)爐全高H爐口直徑D出爐型內(nèi)高H內(nèi)爐帽傾角Q60186。一般H穿=，取H穿=。當(dāng)球缺體半徑R=()時(shí)，球缺體高h(yuǎn)1=()的設(shè)計(jì)較多。~30186。表41 系數(shù)K的推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t3030~100100備注K~~~大容量取下限，小容量取上限表42 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t3030~100100備注冶煉時(shí)間/min28~32(12~16)32~38(14~18)38~45(16~20)結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定注，括號(hào)內(nèi)數(shù)系吹氧時(shí)間參考值設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)爐的公稱容量為300t，t取17min。(1) 熔池直徑D。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的高徑比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐，~。對(duì)于容量較小的爐子，鐵水比大且Si、P、S含量高，以及供氧強(qiáng)度增加和底部噴口直徑大者取上限。由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程比單純頂吹平穩(wěn)，且鋼渣噴濺高度也較低，所以復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐容比可略小于頂吹轉(zhuǎn)爐。在同樣熔池深度的情況下，熔池直徑可以比筒球型大，增加了熔池反應(yīng)面積，有利于去磷、硫。圖41 常見轉(zhuǎn)爐爐型(a)筒球型 (b)錐球型 (c)截錐形 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇錐球型。在我國(guó)從1962年起在首都鋼鐵公司采用這種方法進(jìn)行試驗(yàn)以后，全國(guó)各地相繼建造了大、中、小型頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐，發(fā)展速度很快。 熱效率 若不計(jì)算爐渣帶走的熱量時(shí) 熱效率 4 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的出現(xiàn)，對(duì)大幅提高鋼的產(chǎn)量有著重要的意義。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，數(shù)據(jù)也不多。表322 某些物料的物理熱項(xiàng)目參數(shù)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*6%*[*(152025)+272+*(16901520)]=1520℃系鋼水熔點(diǎn)噴濺金屬物理熱1*[*(152025)+272+*(16901520)]=合計(jì)Qx=(4) 生白云石分解熱Qb：根據(jù)其用量、成分和表319所示的熱效應(yīng)計(jì)算(5) 熱損失Qq：其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的3%~8%。根據(jù)其數(shù)量，相應(yīng)的溫度和熱容確定。℃式中，50、50和70分別為出鋼過(guò)程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過(guò)程中的溫降和過(guò)熱度。(1) 鋼水物理熱Qg：先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn)Tg；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時(shí)的實(shí)際溫度降(通常前者為40~60℃，后者約為3~5℃/min，具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān))以及要求的過(guò)熱度(一般為50~90℃)確定出鋼溫度T2；最后由鋼水量和熱容計(jì)算出物理熱。(1) 鐵水物理熱Qw：先根據(jù)純鐵熔點(diǎn)，鐵水成分以及溶入元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值(表317，表31，表320)計(jì)算鐵水熔點(diǎn)Tt，然后由鐵水溫度和生鐵熱容(見表317和表318)確定Qw。其他數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。為此需要在鋼包內(nèi)加入焦粉增碳。將所有結(jié)果與表314歸類合并，即得出冶煉一爐鋼的總物料平衡表。本計(jì)算中，其值為(見表39) Vx—鐵水與石灰中的S與CaO反應(yīng)還原出的氧量，(見表39),m3 %—爐氣中自由氧含量 99—由氧氣純度為99%轉(zhuǎn)換得來(lái)計(jì)算結(jié)果見列于表310表310 爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/kg體積/m3體積分?jǐn)?shù)/%CO*CO2*SO2*H2O*O2??N2②②合計(jì)100注：?*%=；*32/=②爐氣中N2的體積系爐氣總體積與其他成分的體積之差，(++++)=。計(jì)算如下：爐氣總體積：化得式中，Vg—CO、COSO2和H2O各組分總體積，m3。其中CO、COSO和H2O可由表35—表37差得。因設(shè)定的終渣堿度R=；故石灰加入量為設(shè)A=石灰加入量，由 得上式②為(石灰中CaO含量)(石灰中S生成CaS自耗的CaO量)③為CaO還原出的氧量，計(jì)算同表35的注表38 總渣量及其成分(未注明單位/kg)爐渣成分CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合計(jì)元素氧化成渣量/kg②③石灰成渣量爐襯蝕損成渣量生白云石成渣量螢石成渣量總渣量?質(zhì)量分?jǐn)?shù)%5100注：?總渣量計(jì)算如下：因?yàn)楸碇谐鼺eO和Fe2O3以外的渣量為+++++++= kg，而終渣，(表34)，故總渣量②③表39 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鐵水中元素氧化耗氧量(表35)鐵水中S與CaO反應(yīng)還原出的氧化量(表35)爐襯中碳氧化耗氧量(表36)石灰中S與CaO反應(yīng)還原出的氧化量(表37)煙塵中鐵氧化耗氧量(表34)煙氣自由氧含量(表310)+?=合計(jì)合計(jì)?爐氣N2(存在于氧氣中，見表34)的質(zhì)量，詳見表310。表35 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量/kg耗氧量/kg產(chǎn)物量/kg備注C[C]→{CO}%=[C]→{CO2}%=Si[Si]→{SiO2}入渣Mn[Mn]→(MnO)入渣P[P]→(P2O5)入渣S[S]→{SO2}[s]+(CaO)→(CaS)+(O)?(CaS)入渣Fe[Fe]→(FeO)入渣（見表38）[Fe]→(Fe2O3)入渣（見表38）合計(jì)成渣量入渣組分之和?由CaO還原出的氧量；消耗的CaO的量=表36 爐襯蝕損的成渣量爐襯蝕損量成渣組成/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kg耗氧量/kgCaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3C→COC→CO2C→CO,CO2(據(jù)表34)%90%28/12=%10%44/12=%(90%16/12+10%32/12)=合計(jì)表37 加入溶劑的成渣量類別加入量/kg成渣組分/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kgCaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H2OCO2O2螢石生白云石石灰?②③合計(jì)成渣量注：?石灰加入量計(jì)算如下：有表35——表37知，渣中已含(CaO)=+++=。第二步：計(jì)算氧氣消耗量。其各項(xiàng)成渣量分別列于表35——表37。第一步：計(jì)算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。即W(Fe2O3)=5%,W(FeO)=%金屬中[C]的氧化物90% C氧化成CO，10% C氧化成CO2煙塵量%（其中W(FeO)為75%，W(Fe2O3)為20%）廢鋼量由熱平衡計(jì)算確定。表31 鋼種、鐵水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定值 成分含量/%類別CSiMnPS鋼種Q235設(shè)定值≤≤鐵水設(shè)定值廢鋼設(shè)定值終點(diǎn)鋼水設(shè)定值痕跡?[C]和[Si]按實(shí)際生產(chǎn)情況選??；[P]和[S]分別按鐵水中相應(yīng)成分含量的30%，10%和60%留在鋼水中設(shè)定。終點(diǎn)鋼水成分（表31），造渣用溶劑及爐襯等原材料的成分（表32），脫氧和合金化用鐵合金的成分及其回收率（表33），其他工藝參數(shù)（表34）。氧槍和副槍平行插入爐內(nèi)。在橫移裝置上并排設(shè)有兩套氧槍升降小車。氧槍升降裝置布置于轉(zhuǎn)爐上方，這樣其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，換槍迅速。 精煉跨的布置精煉采用兩個(gè)LF精煉爐，沿精煉跨縱向布置，LF爐支持于支架上，真空室旋轉(zhuǎn)有兩個(gè)工作位置：鋼水處理位置，真空室下降進(jìn)行處理；準(zhǔn)備工位，修砌、噴補(bǔ)真空室內(nèi)襯、更換上升、下降管，預(yù)熱、氧氣供應(yīng)。轉(zhuǎn)爐煙氣凈化系統(tǒng)采用濕法文氏洗滌器，布置在爐子跨內(nèi)。副槍布置在靠近煙道的一側(cè)。爐子跨采用橫向布置。 爐子跨的布置爐子跨是車間中廠房最高、建筑結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和單位投資最多的跨間。廢鋼供應(yīng)方式是在原料跨的一端外側(cè)另建廢鋼間，廢鋼裝入料斗并稱重，然后料斗送進(jìn)原料跨待用。一個(gè)鐵水坑由兩個(gè)鐵水轉(zhuǎn)注位置。經(jīng)處理后的混鐵車，每隔三次送到倒渣站倒渣。該方案包括鐵水預(yù)處理車間，倒渣站，鐵水倒灌站。 主廠房工藝布置 原料跨的布置主要完成對(duì)鐵水，加廢鋼和轉(zhuǎn)爐爐前的工藝操作，在原料跨的兩端分別布置鐵水和廢鋼工段。在鐵合金車間內(nèi)儲(chǔ)存、烘烤及加工合格塊度，按鐵合金的品種和牌號(hào)分類存放，并相應(yīng)保存好出廠化驗(yàn)單。根據(jù)碳含量可分為中碳、低碳、高碳錳鐵，錳鐵中碳含量越低，磷含量越低，價(jià)格越昂貴。其主要作用如下：(1) 硅鐵：用于合金化，也作脫氧劑。 鐵合金的供應(yīng)鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠的鐵合金車間，鐵合金料倉(cāng)及稱量和輸送設(shè)施等幾部分組成。(3) 白云石：用于提高爐渣的堿度，減小對(duì)爐襯的侵蝕。石灰極易潮濕，故在入爐前須烘烤，以提高石灰的活性，有利于冶煉。高位料倉(cāng)沿爐子跨縱向布置，三座轉(zhuǎn)爐共用一套高位料倉(cāng)，這樣可以相互支持供料，并避免由于轉(zhuǎn)爐停爐后料倉(cāng)內(nèi)剩余石灰的粉化。運(yùn)輸能力按每日工作一個(gè)班（約7h）考慮。從地下料倉(cāng)向高位倉(cāng)供料采用全膠帶運(yùn)輸。地下料倉(cāng)為地下式，便于火車或汽車或運(yùn)輸帶自動(dòng)卸料。各種料儲(chǔ)量按20天考慮。供應(yīng)系統(tǒng)包括散裝堆場(chǎng)，地下料倉(cāng)，由地下料倉(cāng)送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施，轉(zhuǎn)爐上方高位料倉(cāng)，稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。廢鋼一次一斗裝入。生鐵本廠供給，作冷卻劑加入。圖21 煉鋼車間工藝流程圖 原料方案 鐵水的供應(yīng)鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼主要原料，高爐鐵水采用混鐵車運(yùn)輸，經(jīng)預(yù)處理后轉(zhuǎn)運(yùn)兌入轉(zhuǎn)爐。不考慮轉(zhuǎn)爐精煉收得率，驗(yàn)算連鑄鋼坯年產(chǎn)量：所以，本設(shè)計(jì)所選轉(zhuǎn)爐符合產(chǎn)量要求。因此，轉(zhuǎn)爐公稱容量為： （噸）參照表22，本設(shè)計(jì)中取轉(zhuǎn)爐公稱容量為300噸。 車間生產(chǎn)能力的確定(1) 計(jì)算年出鋼爐數(shù)每一座轉(zhuǎn)爐的年出鋼次數(shù)N為： 式中 T1——每爐鋼的平均冶煉時(shí)間，min，參照表21， 本設(shè)計(jì)中取每爐鋼平均冶煉時(shí)間為42min； 1440——一天的時(shí)間換算為分鐘，min/d； 365——一年的日歷天數(shù)，d/a； ——轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，本設(shè)計(jì)取87%。 轉(zhuǎn)爐座數(shù)、容量和車間生產(chǎn)能力的確定 轉(zhuǎn)爐座數(shù)轉(zhuǎn)爐座數(shù)的確定與采用的吹煉制度有關(guān)，也與轉(zhuǎn)爐的壽命有關(guān)。2 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠設(shè)計(jì)方案 轉(zhuǎn)爐車間組成現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一般由以下幾個(gè)部分組成：主廠房（包括爐子跨、原料跨、爐外精煉及鋼包轉(zhuǎn)運(yùn)跨、澆鑄系統(tǒng)各跨間）；鐵水預(yù)處理站及鐵水倒罐間；廢鋼堆場(chǎng)與配料間；鐵合金倉(cāng)庫(kù)及散裝源料儲(chǔ)存運(yùn)輸設(shè)施；中間渣場(chǎng)；耐火材料倉(cāng)庫(kù)；一、二次煙氣凈化設(shè)施及煤氣回收設(shè)施；水處理設(shè)施；分析檢測(cè)及計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫(kù)、機(jī)修間；生產(chǎn)必須的生活福利設(shè)施；水、電、氣（氧氣、氬氣、氮?dú)狻嚎s空氣）等的供應(yīng)設(shè)施。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問(wèn)題現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)普遍存在的問(wèn)題主要是隨著社會(huì)對(duì)潔凈鋼的生產(chǎn)需求日益提高，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系。因此，有必要繼續(xù)優(yōu)化、完善冶金模型，進(jìn)一步提高模型控制精度，全面推進(jìn)大、中型轉(zhuǎn)爐的全自動(dòng)不倒?fàn)t煉鋼技術(shù)，進(jìn)行智能型轉(zhuǎn)爐煉鋼。轉(zhuǎn)爐模型主要有轉(zhuǎn)爐靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型、轉(zhuǎn)爐自動(dòng)吹煉模型、轉(zhuǎn)爐合金模型等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，煉鋼模型的開發(fā)和利用不斷進(jìn)步。因此，轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，對(duì)于從源頭上減少夾雜物有著重要作用。除了對(duì)鋼水雜質(zhì)元素控制外，還要對(duì)鋼水的夾雜物進(jìn)行控制，特別是氧化物夾雜。寶鋼從20世紀(jì)90年代初期就開始研究純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)十幾年開發(fā)，目前已擁有完善的純凈鋼煉鋼技術(shù)。脫磷轉(zhuǎn)爐和脫碳轉(zhuǎn)爐冶煉轉(zhuǎn)爐只有20min，其中純吹氧時(shí)間只有9min，2座公稱容量210t脫碳轉(zhuǎn)爐（2吹1）年產(chǎn)400萬(wàn)t以上，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐高效化。其中，轉(zhuǎn)爐采用“三脫”鐵水少渣冶煉，純吹煉時(shí)間可以縮短3~5min，采用直接出鋼技術(shù)可以縮短轉(zhuǎn)爐停吹到出鋼的鎮(zhèn)靜時(shí)間2~3min。段瑞鈺院士呼吁研究鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各工序的界面技術(shù)，樹立轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)有序地理順銜接匹配關(guān)系，做到全流程優(yōu)化的思路，反對(duì)各工序能力簡(jiǎn)單疊加的設(shè)計(jì)方法。 我國(guó)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)展望 轉(zhuǎn)爐大型化和流程優(yōu)化中國(guó)《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》明確規(guī)定新建轉(zhuǎn)爐必須≥120t。高爐→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉→爐外精煉→連鑄連軋