【正文】 爐氣中含有 CO、 CO N SO2和 H2O?，F(xiàn)計(jì)算如下。 V∑=（ 99+） /= m3。 N2體積 系爐氣總體積與其它成分的體積之差；重量為 28/=。 鋼水量 Qg=鐵水量 鐵水中元素的氧化量 煙塵、噴濺和渣中的鐵損 =[（ 75%56/72+20%112/160） +1+6%] = 據(jù)此，可以編制脫氧和合金化前的物料平衡表 111。 第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡。 由后面的熱平衡計(jì)算，可得出加入廢鋼量為鐵水量的 %，即廢鋼比為 %。 表 112 廢鋼中元素的氧化產(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 進(jìn)入鋼中量 /kg C [C]→{CO} %90%= （入氣） [C]→{CO 2} %10%= （入氣） 8 Si [Si]→ {SiO2} %= Mn [Mn]→ {MnO} %= P [P]→ （ P2O5） %= S [S]→{SO 2} %1/3=5 （入氣） [S]+（ CaO） →（ CaS） +[O] %2/3= （ CaS） 合計(jì) = 成渣量 /kg 表 113 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg鐵水為基礎(chǔ)） 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 鋼水 += 廢鋼 爐渣 += 石灰 爐氣 += 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵 珠 氧氣 += 合計(jì) 合計(jì) 上表中，由表 19 得 實(shí)際耗氧量 =， 所以 , 氧氣量 =+=。 其他數(shù)據(jù)均由前面列出的表中取得。 在列表 114 時(shí)，由后面熱平衡計(jì)算所得，可知廢鋼比 =%；按鐵水量 100kg進(jìn)行計(jì)算，則可得 廢鋼量 =；再按照 100kg（鐵水 +廢鋼）為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，其中比例皆出自表 113，則可得 合計(jì)總量 =247。 根據(jù)誤差 =%，進(jìn)行計(jì)算，可得 支出總量 =+%=； 按照表 113 中的比例進(jìn)行計(jì)算支出表中其他項(xiàng)，計(jì)算過(guò)程同上計(jì)算收入項(xiàng)過(guò)程。 表 114 加入廢鋼的物料平衡表（以 100kg（鐵水 +廢鋼）為基礎(chǔ)） 收入 支出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 石灰 爐氣 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 合計(jì) 合計(jì) 第六步：計(jì)算脫氧和合金化后的物料平衡。將所有結(jié)果與表 114 歸類(lèi)合并，即得冶煉一爐鋼的總物料平衡表。（錳鐵中 Mn 含量 Mn 回收率） 鋼水量 查表 1表 13 和表 114 可得 WMn=（ %%） 247。（硅鐵中的 Si 含量 Si回收率） 10 查表 1表 13，并根據(jù)下表 115，進(jìn)行計(jì)算，可 得 WSi=[（ %0） （ +） ] 247。為此需在鋼包內(nèi)加焦粉增碳。 在下表中，氣體量為 CO H2O 和揮發(fā)分的總和（未計(jì)算揮發(fā)分燃燒的影響）。 表 117 總物料平衡表 收 入 支 出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 （ ++） 石灰 爐氣 （ ++） 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 (++) 錳鐵 硅鐵 焦粉 合計(jì) 合計(jì) 100 上表中數(shù)據(jù)均由前面表中數(shù)據(jù)取得或計(jì)算所得，計(jì)算方法同表 11表 114 計(jì)算方法，不再贅述。100%=% 誤差 在允許范圍內(nèi)，說(shuō)明所得物料平衡數(shù)據(jù)可取。 12 2 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度；物料平均熱容；反應(yīng)熱效應(yīng)；熔入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響。 各種入爐料及產(chǎn)物的溫度見(jiàn)表 21，如下。 表 21 入爐料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值 名稱 入爐物料 產(chǎn)物 鐵水 廢鋼 其他原料 爐渣 爐氣 煙塵 溫度 /℃ 1370 25 25 與鋼 水相同 1450 1450 純鐵熔點(diǎn)為 1536℃ 。 表 22物料平均熱容 物料名稱 生鐵 鋼 爐渣 礦石 煙塵 爐氣 固態(tài)平均熱容 /kJK） 1 熔化潛熱 /kJ（ kg 表 23 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 組元 化學(xué)反應(yīng) ` ΔH/kJkg1 C [C]+1/2{O2}={CO} 氧化反應(yīng) 139420 11639 C [C]+{O2}={CO2} 氧化反應(yīng) 418072 34834 Si [Si]+{O2}=（ SiO2） 氧化反應(yīng) 817682 29202 Mn [Mn]+1/2{O2}=（ MnO） 氧化反應(yīng) 361740 6594 P 2[P]+5/2{O2}=（ P2O5） 氧化反應(yīng) 1176563 18980 Fe [Fe]+1/2{O2}=（ FeO） 氧化反應(yīng) 238229 4250 Fe 2[Fe]+3/2{O2}=（ Fe2O3） 氧化反應(yīng) 722432 6460 SiO2 （ SiO2） +2（ CaO） =（ 2CaOP2O5） 成渣反應(yīng) 693054 4880 CaCO3 CaCO3=（ CaO） +{CO2} 分解反應(yīng) 169050 1690 MgCO3 MgCO3=（ MgO） +{CO2} 分解反應(yīng) 118020 1405 13 熔入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響見(jiàn)表 24，如下。 第一步：計(jì)算熱收入 Qs。 （ 1）鐵水物理熱 Qw：先根據(jù)純鐵熔點(diǎn)、鐵水成分以及熔入元 素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值計(jì)算鐵水的熔點(diǎn) Tt，其根據(jù)是表 2表 11 和表 24。 鐵水熔點(diǎn) Tt=1536（ 100+8+5+30+25） 6 =1084℃ 鐵水物理熱 Qw=100[（ 108425） +218+（ 13701084） ] = （ 2）元素氧化熱及成渣熱 Qy：根據(jù)表 23 中的數(shù)據(jù)，由鐵水中的元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)可以算 出，其結(jié)果列于表 25，如下。P2O5 4880= Mn→ MnO 6594= SiO2→ 2CaO Qc=（ 75%56/724250+20%112/1606460） = （ 4）爐襯中石灰的氧化熱 Ql：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳量確定。 熱支出項(xiàng)包括：鋼水物理熱；爐渣物理熱；煙塵物理熱；爐氣物理熱；渣中鐵珠物理熱；噴濺物（金屬）物理熱；輕燒白云石分解熱；熱損失；廢鋼吸熱。 鋼水熔點(diǎn) Tg=1536（ 65+5+30+25） 6 =1520℃ 式中， 、 、 、 分別是終點(diǎn)鋼水中 C、 Mn、 P 和 S 的含量。 鋼水物理熱 Qg=[（ 152125） +272+（ 16901520） ] = （ 2）爐渣物理熱 Qr：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得： 爐渣物理熱 Qr=[（ 169025） +209] = （ 3）爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx。具體情況見(jiàn)表 26，如下。 生白云石分解熱 Qb=（ %1690+1405） = 15 （ 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%。{1[（ 152025） +272+（ 16901520） ]} = 即廢鋼比為： 247。 由此可計(jì)算熱效率。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(lèi)有限，數(shù)量也不多。 17 3 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)及計(jì)算 轉(zhuǎn)爐爐型及其選擇 轉(zhuǎn)爐由爐帽、爐身、爐底三部分組成，轉(zhuǎn)爐爐型是指由上述三部分組成的爐襯內(nèi)部空間的幾何形狀。爐型的選擇往往與轉(zhuǎn)爐的容量有關(guān)。熔池由球缺體和圓柱體兩部分組成。 （ 2）錐球型。與相同容量的筒球型比較，錐球型熔池較深，有利于保護(hù)爐底。我國(guó)中小型轉(zhuǎn)爐 普遍采用這種爐型。熔池為一個(gè)倒截錐體。在裝入量和熔池直徑相同的情況下，其熔池最深，因此不適用于大容量轉(zhuǎn)爐，我國(guó) 30t 以下的轉(zhuǎn)爐采用較多 ，新制訂的技術(shù)規(guī)定提出“≤ 100t 轉(zhuǎn)爐一般采用截錐型活爐底”。 T1 按表 31 取 40min。 q—— 轉(zhuǎn)爐公稱容量， 則 q= nN年產(chǎn)鋼水量 = 1116924350000? = 考慮到鋼廠的發(fā)展空間，本設(shè)計(jì)中將轉(zhuǎn)爐的公稱容量去為 200t，爐型選擇上選擇 筒球型 爐型。 （ 1）熔池直徑 D。它主要與金屬裝入量和吹氧時(shí)間有關(guān)。 19 表 32 不同噸位下的 K值 轉(zhuǎn)爐噸位 /t 30 30~100 100 備注 K ~ ~ ~ 大容量取下限，小容量取上限 表 33 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值 轉(zhuǎn)爐容 量 /t 30 30~100 100 備注 冶煉時(shí)間 /min 28~32 (12~16) 32~38 (14~18) 38~45 (16~20) 結(jié)合供氧強(qiáng)度，鐵水成分和所煉鋼種等具體條件確定。 min） 6—— 氧槍噴頭孔數(shù) q 2o =m in /m 3吹氧時(shí)間噸鋼耗氧量 t=2055 = /（ t （ 3） 筒球型球缺體半徑 R的 確定 . ?? DR 4800mm 20 爐帽尺寸的確定 （ 1） 爐口直徑 dD， 在滿足順利兌鐵水和加廢鋼的前提下， 適當(dāng)減小爐口直徑， 以減少熱損失。本爐爐口直徑為： dD =48%D=48%5330=2560mm （ 2） 爐帽傾角 : 爐帽傾角θ 選取原則：便于爐氣逐漸收縮逸出，減少爐氣對(duì)爐帽襯磚的沖刷侵蝕；使帽錐各層磚逐漸收縮，縮短砌磚的錯(cuò)臺(tái)長(zhǎng)度，增加砌磚的穩(wěn)定性。 目前傾角多為 60176。 3176。本爐取 H 口 =300mm。+300=2700mm 爐帽 總?cè)莘e V 帽 為： V 帽 =（ π/12） （ H 帽 H 口 ） （ D2+D d D + dD 2） +（ π/4） d D 2H 口 （ ） =（ π/12） （ ） （ ++） +（ π/4） = 在爐口處設(shè)置水箱試水冷爐口 。 Vt 是爐帽、爐身和熔池三個(gè)內(nèi)腔容積之和。 確定爐容比應(yīng)綜合考慮。但過(guò)大的爐容比又會(huì)使基建和設(shè)備投資增加。 轉(zhuǎn)爐新砌爐襯的爐容比推 薦值為 ~，大轉(zhuǎn)爐取下限，小轉(zhuǎn)爐取上限。 () 出鋼口尺寸的確定 出鋼口尺寸一般都設(shè)在爐帽與爐身的交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)其位置最低，便于鋼水全部出凈。 （ 1）出鋼口直徑 d 出 。出鋼時(shí)間通常為 2 至 8 分鐘。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（即出鋼口過(guò)?。?，鋼液容易二次氧化和吸氣，散熱也大。 在式（ ）中代入數(shù)據(jù)計(jì)算，得 d 出 =（ 63+200） 1/2==。 為了縮短出鋼口長(zhǎng)度，以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉(zhuǎn)爐的 β趨于 減小。國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐多為 45176。從實(shí)際情況考慮，本爐傾角β取 o30 (3)出鋼口爐襯外徑 STd =6出d=1220mm (4)出鋼口長(zhǎng)度 出dLT 7? =1420mm 爐襯厚度的確 定 通常爐襯由永久層、填充層、工作層組成。 永久層緊貼爐殼（無(wú)絕熱層時(shí)），修爐時(shí)一般不予拆除。該層常用鎂磚砌筑。其主要作用是減輕爐襯受熱膨脹時(shí)對(duì)爐殼產(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層。 爐帽可用二步煅燒鎂磚，也可根據(jù)具體條件選用其它材質(zhì)。 表 34 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設(shè)計(jì)參考值 爐襯各部分名稱 轉(zhuǎn)爐容量 /t 100 100200 200 爐帽 永久層厚度 /mm 60115 115150 115150 工作層厚度 /mm 400600 500600 550650 爐身（加料側(cè)） 永久層厚度 /mm 115150 115200 115200 工作層厚度 /