【正文】 0382 0141 0523 爐頂 0078 0001 0005 略 0071 0001 0078 爐襯 0200 0008 0007 0179 0002 0004 0200 焦炭 0131 0001 0008 0004 0003 0016 電極 0300 略 0002 略 0001 0003 礦石 1000 0013 0058 0003 0015 0898 0002 0002 0093 石灰 2000 1758 0050 0052 0030 0010 0002 0002 1904 合計(jì) 1781 0586 0234 0123 0462 0382 0159 0035 0004 3766 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 4726 1556 621 327 1227 1014 422 093 011 10000 4確定金屬量金屬量Qi＝金屬爐料重礦石帶入的鐵量爐料中的CSiMnP和Fe的燒損量焦炭配入的碳量＝100089775625621632642008 98066kg5確定爐氣量爐氣來(lái)源于爐料以及焦炭和電極中碳的氧化產(chǎn)物CO和CO2氧氣和空氣帶入的N2物料中的H2O及其反應(yīng)產(chǎn)物游離O2及其反應(yīng)產(chǎn)物石灰的燒減CO2焦炭的揮發(fā)分結(jié)果列于表39表39 爐氣量的計(jì)算項(xiàng)目 氣態(tài)產(chǎn)物kg CO CO2 N2 H2O H2 揮發(fā)物 合計(jì) 爐料中碳的氧化 0127 0086 0213 焦炭 帶入 0087 0057 0002 0014 0160 電極帶入 0485 0327 0812 礦石帶入 0012 0012 石灰?guī)? 0093 0002 0095 氧氣帶入 0011 0011 空氣帶入 3750 0047 3797 游離氧氣參與反應(yīng) 0196 0308 0504 H2O參與反應(yīng) 0098 10154 0063 0007 0 合計(jì) 0797 1025 3761 0 0007 0014 5604 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 1422 1829 6711 012 025 10000 6確定鐵的揮發(fā)量由表36的設(shè)定鐵的揮發(fā)量為9896280＝1583Kg34＋5＋6便是熔化期的物料支出量并由此列出熔化期物料平衡總表310表310熔化期物料平衡總表收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量Kg 項(xiàng)目 質(zhì)量Kg 廢鋼 100 9137 金屬 98066 8995 電極 0300 012 爐渣 3766 345 礦石 1000 091 爐氣 3207 491 焦炭 0131 012 鐵的揮發(fā) 1583 145 石灰 2000 183 爐頂 0078 007 爐襯 0200 018 氧氣 1131 103 空氣 4600 420 生鐵 10 229 合計(jì) 109440 10000 合計(jì) 109019 10000 注計(jì)算誤差＝10944010901910944100＝039312 氧化期的物料平衡引起氧化期物料波動(dòng)的因素有扒除熔化渣造新渣金屬中元素進(jìn)一步氧化爐頂爐襯的損蝕和電極的燒損1確定渣量1留渣量為了有效的去磷要進(jìn)行換渣通常除去70的熔化渣而進(jìn)入氧化期只留下30的渣其組成見(jiàn)表3112金屬中元素得氧化產(chǎn)物根據(jù)表33給出的值可計(jì)算產(chǎn)物量詳見(jiàn)表3113爐頂爐襯的損蝕和電極的燒損量根據(jù)表35得假定其結(jié)果一并列入表3114造渣時(shí)加入石灰礦石和帶入的渣量見(jiàn)表3112確定金屬量根據(jù)熔化期的金屬量及表312得元素?zé)龘p量和礦石還原出的鐵量即可求得氧化末期得金屬量為97842㎏3確定爐氣量計(jì)算方法如同熔化期先求靜耗氧量表313再確定氧氣與空氣得消耗量表314最后將各種物料或化學(xué)反應(yīng)帶入的氣態(tài)產(chǎn)物規(guī)類結(jié)果列表315熔化期和氧化期的綜合物料平衡表列于表316表311 氧化期渣量的確定名稱 消耗量kg 成渣組分kg CaO Si O2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2 O5 CaS 合計(jì) 留渣1130 0534 0176 0070 0037 0139 0115 0048 0011 0001 1130 金屬中元素的氧化或燒損 Si 0038 0081 0081 Mn 0039 0050 0050 P 0001 0002 0002 Fe 0163 0173 0040 0213 S 0008 0014 0018 0004 爐頂蝕損量 0052 0001 0003 略 0048 略 0052 爐襯蝕損量 0150 0006 0006 0135 0001 0003 0151 電極燒損量 0100 略 0001 略 略 0001 石灰?guī)?2089 1838 0052 0054 0031 0010 0002 0001 1988 礦石帶入 1000 0013 0898 0002 0002 0093 火磚塊帶入 0500 0003 0304 0003 0184 0006 0500 合計(jì) 2381 0681 0265 0316 0189 0288 0107 0017 0022 4266 5581 1596 621 741 443 675 251 040 052 100 表312 凈耗氧量的計(jì)算名稱 元素 燒損量 反應(yīng)產(chǎn)物 耗氧量kg 供氧量kg 金屬中元素的氧化 C 0084 C→ CO 0078 C → CO2 0067 Si 0083 Si →SiO2 0051 Mn 0039 Mn → MnO 0011 P 0001 P →P2O5 0001 Fe 0163 Fe → FeO 0038 Fe → Fe2O3 0012 電極中碳的氧化 C 0099 0092 0079 合計(jì) 0418 礦石供氧 Fe2O3 0898 Fe → Fe2O3 0269 石灰中S還原CaO S 0002 CaOS CaSO 0001 金屬中S還原CaO供氧 S 0008 CaOS CaSO 0004 合計(jì) 0274 凈供氧量 0144 表313 氧氣與空氣的實(shí)際消耗量氧氣kg 空氣kg 帶入O2 帶入N2 帶入O2 帶入N2 0144氧利用率90 01600005m3 0160991 00020002m3 ε 01600002 0162 0 注氧氣供氧50即041850 0209kg空氣供氧為02090274 0065kg所以不需要空氣供氧只需要氧氣供氧0144kg即可表314 爐氣量項(xiàng)目 氣態(tài)氧化產(chǎn)物kg CO CO2 N2 H2O H2 合計(jì) 金屬中碳的氧化 0137 0092 0229 電極帶入 0161 0109 0270 礦石帶入 0012 0012 石灰?guī)? 0097 0002 0099 氧氣帶入 0002 0002 游離氧氣參與反應(yīng) 0040 0063 0023 H2O參與反應(yīng) 0022 0034 0014 0002 0 合計(jì) 0236 0395 0002 0 0002 0635 質(zhì)量分?jǐn)?shù) 3717 6220 031 0 031 10000 表315熔化期和氧化期綜合物料平衡表收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量Kg 項(xiàng)目 質(zhì)量Kg 廢鋼 100 8806 金屬 98066 8608 焦炭 0131 012 爐渣 8032 705 電極 0400 035 爐氣 6239 548 礦石 2000 176 鐵的揮發(fā) 1583 139 火磚塊 4089 360 石灰 0500 044 爐頂 0130 011 爐襯 0350 031 氧氣 1365 120 空氣 4600 405 合計(jì) 113565 100 注計(jì)算誤差 113565113920113565100＝031氧化期末金屬成分如下ωC 100 0100ωSi 0ωMn 100 0156ωP 100 0015ωS 100 002232 熱平衡計(jì)算以100Kg金屬料進(jìn)行計(jì)算321 計(jì)算熱收入QS1爐料的物理熱計(jì)算結(jié)果列于表3－162元素氧化熱及成渣熱計(jì)算結(jié)果列表3173消耗的電能根據(jù)消耗的熱量確定詳見(jiàn)下面計(jì)算表3－16物料帶入的物理熱名稱 熱容KJ kg℃ 1 溫度℃ 消耗量Kg 物理熱KJ 廢鋼 0699 25 100 17475 石灰 0728 25 4089 744198 火磚塊 0858 25 0500 10725 礦石 1047 25 2000 5235 焦炭 0858 25 0131 280995 爐頂高鋁磚 0879 600 0130 68562 爐襯鎂磚 0996 600 0350 20916 氧氣 1318 25 1365 4497675 空氣 0963 25 4600 110745 電極 1507 450 0400 27126 合計(jì) 2592509 322 計(jì)算熱支出QZ1鋼水物理熱Qg該鋼熔點(diǎn)為 153601650801565001530＋0022256≈1522℃出鋼溫度控制在中下限本計(jì)算取1580℃按氧氣轉(zhuǎn)爐的計(jì)算方法可得Qg＝98066[0699152225272083715801522]＝13405122KJ2爐渣物理熱Qr 計(jì)算結(jié)果如表318所示表317元素氧化熱及成渣熱名稱 氧化量Kg 化學(xué)反應(yīng) HKJKg1 放熱量KJ 電極中C 0277 C12｛O2｝＝｛CO｝ 11639 3224 0119 C｛O2｝＝｛CO2｝ 34834 4145 焦炭中C 0019 C12｛O2｝＝｛CO｝ 11639 221 0008 C｛O2｝＝｛CO2｝ 34834 279 金屬中Si 0251 [Si]2 FeO ＝SiO2＋2[Fe] 11329 2844 金屬中Mn 0397 [Mn]＋2FeO＝4[MnO]＋Fe 2176 864 金屬中P 0015 2P＋5FeO＝P2O5＋5[Fe] 2419 36 Fe 1509 [Fe]12｛O2｝＝ FeO 4250 6413 0721 2[Fe]32｛O2｝＝ Fe2O3 6460 4658 SiO2成渣 1091 2CaO SiO2 ＝ 2CaO℃LFe為水冷管壁厚度取10 mmRe 10200090147106＝122449 0023 002305980090 392710 Wmh S水冷爐壁的受熱面積33m2 G－冷卻水的流量th 水的熱容4190kJkg℃ t0出水溫度℃ t1進(jìn)水溫度℃故G qs／[ t0t1 ] 23574360033／419015 450th冷卻水的實(shí)際流速與冷卻水通道結(jié)構(gòu)關(guān)系很大因?yàn)闋t壁熱流強(qiáng)度為23574kWm2可選用管式水冷爐壁水速定為20 ms3管徑的確定水速確定后根據(jù)所需水流量計(jì)算管徑d支其計(jì)算公式為式中u冷卻水速20 ms ρ水的密度1000kgm3 NS面積分為N塊取10計(jì)算得d支 0090m4平衡掛渣厚度平衡掛渣厚度可用下式計(jì)算Ls []式中λ水在平均溫度為30℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)0598Wm 熔煉室上緣直徑D1 7004 偏心度E 4213 表25 150t超高功率電弧爐各部分尺寸設(shè)定值項(xiàng)目 尺寸mm 項(xiàng)目 尺寸mm 熔池容積V池 2415 m3 爐襯工作層厚度 460 熔池直徑D 6300 爐襯絕熱層厚度 75 熔池深度H 1260 爐底厚度 1260 球冠部分高度h1 250 爐殼厚度δz 30 截錐部分高度h2 1010 爐殼直徑D殼 7630 球冠直徑d 4280 爐門寬度L 1630 熔煉室下緣直徑D熔 6500 爐門高度b 1300 熔煉室高度H1 2650 出鋼口直徑 150 爐頂高h(yuǎn)3 820 出鋼箱內(nèi)口與中心夾角α 112176。時(shí)鋼水在出鋼箱的流動(dòng)性最好考慮到弧形架對(duì)爐底的支撐150t超高功率電弧爐的α取112176。這樣的形狀可保證爐料加速熔化鋼液可積蓄在球形熔池底上且易于修爐2熔池的尺寸計(jì)算熔池的容積應(yīng)能容納全部鋼水和約為鋼水量的78的熔渣并留有適當(dāng)余量熔池體積V池m3的計(jì)算公式為V池 式中h1球冠部分高度m一般取h1 H5 h2截錐部分高度mh2 Hh1 45H D熔池液面直徑m通常采取DH 5即D 5H d球冠直徑m因d D2h2 5HH H則V池 121H3 00968D3V池 V金V渣電爐的氧化期具有最大渣量對(duì)堿性電爐G鋼G渣 7而渣的比重為3035tm3取每立方米渣重33t則每噸鋼的體積為03m3則V渣V金 015所以V池 115V金 115GV0式中G爐子容量t V0噸鋼液體積取014m3t則對(duì)于150噸電弧爐V池 115V金 115GV0 115150014 2415m3熔池深度H 1259 m熔池直徑D 6295m球冠部分高度 0252m截錐部分高度 1