【正文】 焦粉 合計(jì) 合計(jì) 100 ① .計(jì)算誤差為 ()/ 100%=% 熱平衡計(jì)算 16 ② .可以近似的認(rèn)為 (+)的氧量系出鋼水二次氧化帶入。為此需在鋼包內(nèi)加焦炭增碳。 錳鐵加入量 WMn 為 ： ? ? ? ? 鋼水量回收率量錳鐵含 終點(diǎn)鋼種 ???? MnMn wMnW Mn Mnw ㎏%80% %% ????? 硅鐵加入量 WSi 為： ? ? ? ? ? ?回收率量錳鐵含 加錳鐵后的鋼水量終點(diǎn)鋼種 SiSi Si)SiwSi(W FeSi ? ???? Mnww %75% )(% ?? ???? 鐵合金中元素?zé)龘p量和產(chǎn)物量列于表 515。 現(xiàn)根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表 51）和鐵合金成分及其回收率（表 53）算出錳鐵和硅鐵的加入量，在計(jì)算其元素的燒損量。 如同第一步計(jì)算鐵水中元素氧化量一樣，利用表 51 中的數(shù)據(jù)先確定廢鋼種元素的氧化量及其消耗量和成渣量（表 512），再將其與表 511 歸類合并，逐得到加入廢鋼后的物料平衡表 513 和表 514。 ② .爐氣中 N2的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質(zhì)量為 *28/=㎏ 第四步：計(jì)算脫氧和合金化前的鋼水量。 體積分?jǐn)?shù) /% CO CO2 SO2 H2O O2 N2 合計(jì) ① .爐氣中 O2的體積為 *%=179。 99—— 自由氧 純度為 99%轉(zhuǎn)換得來。本計(jì)算中其值為： ++=㎏（見表 59） Vx—— 石灰中的 S和 CaO反應(yīng)還原出的氧量（其質(zhì)量為： ㎏，見表 59）， m179。 本計(jì)算中其值為： 18 ??????? =179。現(xiàn)計(jì)算如下： 爐氣總體積 VΣ V∑= gV +%V∑+991 ( % ?sGV∑－ xV ) = 32/ ???????? VxGsVg = m179。 見表 59 表 59 實(shí)際耗氧量 耗氧項(xiàng) /㎏ 供氧項(xiàng) /㎏ 實(shí)際耗氧量 /㎏ 鐵水中元素氧化耗氧量（表 55） 爐襯中碳氧化消耗氧量（表 56） 石灰中 S與 CaO反應(yīng)還原出的氧化量（表 57） 煙塵中鐵氧化消耗氧量（表 54） += 爐氣自由氧含量（表 710） 合計(jì) 合計(jì) 物料平衡計(jì)算 12 第三步：計(jì)算爐氣量及其成分 。 ② .ω (FeO)= %=㎏ ω (Fe2O3)= 5%=㎏ 第二步：計(jì)算氧氣消耗量 。 表 55 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 /㎏ 耗氧量 /㎏ 產(chǎn)物量 /㎏ 備注 C [C]→ {CO} 90%= [C]→ {CO2} 10%= Si [Si]→ (SiO2) 入渣 Mn [Mn]→ (MnO) 入渣 P [P]→ (P2O5) 入渣 S [S]→ {SO2} 1/3= [S]+[CaO]→(CaS)+(O) 2/3= 入渣 Fe [Fe]→ (FeO) 56/72= 入渣 （表 58） [Fe]→ (Fe2O3) 112/160= 入渣 （表 58） 合計(jì) 成渣量 入渣組分之和 ① 由 CaO還原出的氧量；消耗 CaO量 = 56/32=㎏ 。 其各項(xiàng)成渣量分別列于表 55~表 57。 第一步：計(jì)算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。 支出項(xiàng)有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。 4 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 9 4 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計(jì)算 物料平衡計(jì)算 計(jì)算原始數(shù)據(jù) 基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及成分、鐵水和廢鐵的成分、終點(diǎn)鋼水成分；造渣用溶劑及爐襯等原材料成分； 脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率；其他工藝參數(shù)。 薄板坯連鑄連軋技術(shù)已受到了世界各國的普遍重視 ， 它的推廣應(yīng)用改變了鋼鐵工業(yè)的面貌 ，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 連鑄連軋 連鑄可以簡化工序，縮短流程，提高金屬收得率，降低能耗，生產(chǎn)過程采用機(jī)械化，自動(dòng)化程度高，提高產(chǎn)量，擴(kuò)大了品種。這樣 ,泡沫渣的形成就有了充足的氣泡源 ,有利于實(shí)行埋弧精煉 ， 減少了電弧的裸露 ； 有利于提高加熱效率 ， 縮短供電時(shí)間 ， 節(jié)約能源 ， 而且使精煉時(shí)間縮短 ， 提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率 ， 同時(shí)對延 長爐蓋和包襯的壽命具有重要意義 。出鋼過程加精煉渣渣洗有利于快速成渣 ， 縮短 LF精煉造渣時(shí)間 。它可以提高煉鋼設(shè)備的 生產(chǎn)能力，改善鋼材質(zhì)量，降低能耗，減少耐材、能源和鐵合金消耗，從而提高企業(yè)的競爭力。 采用上述濺渣工藝技術(shù)后 ,不僅爐齡大幅度提高 ,而且底吹元件得到良好的維護(hù)。 為了大幅度提高轉(zhuǎn)爐爐齡 ,采用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐濺渣護(hù)爐工藝技術(shù) ： (1) 采用高 (FeO)爐渣濺渣工藝 ,注重對終渣 (MgO)含量的調(diào)整 ； (2) 前期用輕燒白云石造渣 , 控制過程渣 (MgO)在 6%～ 8%范圍內(nèi) (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )； (3) 后期加入終渣改質(zhì)劑采用高 (MgO)爐渣操作工藝 ,爐渣改質(zhì)后進(jìn)行濺渣操作 ； (4) 濺渣注重對爐形和爐底的控制 ,保持良好的爐膛內(nèi)型形狀。 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐有良好的冶金效果，碳氧反應(yīng)接近平衡，冶煉低碳鋼時(shí)避免了鋼水的過氧化，有良好的脫磷、脫硫能力，提高了終點(diǎn)殘錳量。 本設(shè)計(jì)中鐵水含 S 量在正常范圍內(nèi)，對于普通鋼種對 S 要 求不高可以免除鐵水預(yù)處理脫 S。 鐵水 磷含量偏高 ，可以 在混鐵車內(nèi)噴吹生石灰類熔劑，進(jìn)行脫磷反應(yīng)。 但鐵水中的硅是煉鋼中的一種很重要的熱源， 對 增加廢鋼比 很有利 ， 充分利用其熱能可以 提高噸鐵的鋼產(chǎn)量。 圖 41 混鐵車 鐵水預(yù)處理初脫 Si、 P、 S 爐外精煉 連鑄連軋 高爐 混鐵 車 鐵水預(yù)處理 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 3 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)工藝流程 7 分析本設(shè)計(jì)中鐵水成分 發(fā)現(xiàn)， 鐵水成分中 Si、 P 含量較高， S 含量較低。混鐵車裝有傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，可使?fàn)t身轉(zhuǎn)動(dòng)向外倒鐵，因此，不需建設(shè)專門的廠房，只需在主廠房內(nèi)留出必要的倒鐵水位置。因?yàn)槠涫荑F口有蓋，在運(yùn)輸過程中熱損失較小。 6 3 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)工藝流程 設(shè)計(jì)原始條件 表 41 原始鐵水成分 元素 C Si Mn P S 鐵水成分 /% ～ ～ ～ ～ ～ 鐵水溫度： 1285℃ 生產(chǎn)工藝流程圖 本設(shè)計(jì)采用的基本工藝流程為： 混鐵車 高爐鐵水直接熱裝入轉(zhuǎn)爐時(shí)有混鐵爐和混鐵車兩種方式。 經(jīng)有關(guān)人士考查研究，以上技術(shù)在國內(nèi)外煉鋼廠廣 泛投于使用，已屬于成熟技術(shù)。 技術(shù)可行性 本設(shè)計(jì)最終是為了生產(chǎn)高附加值的鋼材，那么就要對工藝技術(shù)采取優(yōu)化，在每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)格管理，把好最重要的一關(guān)。所以，返回廢鋼的合理利用是鋼廠配料的重要環(huán)節(jié)之一。 表 31 本設(shè)計(jì)鋼廠生產(chǎn)鋼種 鋼 種 鋼號 年產(chǎn)量 /萬 t 斷面形狀 斷面尺寸 /mmmm 比例 /% 碳素工具鋼 T10 10 矩形 400400 T8Mn 10 矩形 400400 碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235 40 矩形 400400 Q275 20 方形 2001500 軸承鋼 GCr15 20 方形 2001500 GCr18Mo 20 方形 2001500 全廠金屬料平衡估算 估算示意圖： 技術(shù)可行性 4 圖 31 全廠金屬平衡 示意圖 (單位：萬 t) 該圖為本設(shè)計(jì)年產(chǎn)鋼 120 萬 t 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的模型，由于在冶煉過程中的生產(chǎn)工藝的不同，在各生產(chǎn)階段的金屬收得率不相同，同時(shí)還有一定量的金屬流失而不可回收。主要有碳素工具鋼、碳素結(jié)構(gòu)鋼、軸承鋼 三 大鋼系。做到科學(xué)合理布局，轉(zhuǎn)爐煉鋼，精練，連鑄一體化，提高原材料使用率，降低能耗，減少污染，高效生 產(chǎn)高質(zhì)量鋼材。我國現(xiàn)在雖然的年產(chǎn)量為 5 億多噸，世界排名第一位 。 鋼鐵廠設(shè)計(jì)的 目的及意義 目前我國正處在發(fā)展中的關(guān)鍵階段，國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力需要大力提升，各個(gè)方面的硬件設(shè)施都需要大力完善，而鋼鐵行業(yè)在其中起著舉足輕重的作用，例如在國民生產(chǎn)中就會(huì)大量 的需要建筑材料，特種鋼材等等。研究開發(fā)長壽命水冷煙罩、煙道等附屬設(shè)備，實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)爐整體設(shè)備長壽化； （ 4）全自動(dòng)轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)。減少煉鋼全過程的爐渣量 50%～ 60%，全部煙塵回收利用。轉(zhuǎn)爐冶煉周期縮短 到 20～ 25min,年產(chǎn)爐數(shù)≥ 15000 爐，轉(zhuǎn)爐爐齡≥ 15000 爐。 最近日本住友和歌山鋼廠按上述原則建立起面向 21 世紀(jì)新型鋼廠：實(shí)現(xiàn)了 100%鐵水“三脫”預(yù)處理； 100%鋼水真空精煉； 100%連鑄坯熱送和冶煉周期 20min 等先進(jìn)工藝措施。 合理優(yōu)化工藝流程，形成緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線 發(fā)展目標(biāo) ：以產(chǎn)品為核心，將鐵水預(yù)處理 — 轉(zhuǎn)爐煉鋼 — 爐外精煉 — 高效連鑄 — 熱送和熱扎有機(jī)的結(jié)合起來，形成緊湊式的專業(yè)生產(chǎn)線。 由此可見鋼鐵工業(yè)在公民經(jīng)濟(jì)的重要作用，并且鋼鐵工業(yè)在整個(gè)國家的發(fā)展中都起著舉足輕重的作用。這些國家和地區(qū)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展和壯大對于推動(dòng)其汽車、造船、機(jī)械、電器等工業(yè) 的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的騰飛都 發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。 世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展到今天，鋼鐵作為最重要的基礎(chǔ)材料之一的地位依然未受到根本性影響，而且，在可預(yù)見的范圍內(nèi)，這個(gè)地位也不會(huì)因世界新技術(shù)和新材料的進(jìn)步而削弱。人們生活離不開鋼鐵，人們從事生產(chǎn)或其他活動(dòng)所用的工具和設(shè)施也都要使用鋼鐵材料。 II 目錄 摘要 .................................................................................................................. I 1 煉鋼廠設(shè)計(jì)概論 ........................................................................................ 1 鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 ..................................................................... 1 煉鋼工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀 ............................................................................................. 1 鋼鐵廠設(shè)計(jì)的目的及意義 ......................................................................................... 2 2 產(chǎn)品方案及金屬料平衡估算 .................................................................... 3 產(chǎn)品大綱 ................................................................................................................... 3 全廠金屬料平衡估算 ............................................................................................... 3 技術(shù)可行性 ............................................................................................................... 4 3 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)工藝流程 ............................................................................ 6 設(shè)計(jì)原始條件 ........................................................................................................... 6 生產(chǎn)工藝流程圖 ...........................................