【正文】 13t 轉(zhuǎn)爐、 邯鄲 鋼廠 15t 轉(zhuǎn)爐、太原鋼鐵公司引進(jìn) 的 50t 轉(zhuǎn)爐、包頭鋼鐵公司 50t 轉(zhuǎn)爐、武鋼 50t 轉(zhuǎn)爐、 馬鞍山 鋼廠 50t轉(zhuǎn)爐等；中型的有鞍鋼 150t和 180t 轉(zhuǎn)爐、 攀枝花 鋼鐵公司 120t 轉(zhuǎn)爐、 本溪 鋼鐵公司 120t 轉(zhuǎn)爐等； 20 世紀(jì) 80 年代寶鋼從日本引進(jìn)建成具 70 年代末技術(shù)水平的 300t 大型轉(zhuǎn)爐 3 座、首鋼購入二手設(shè)備建成 210t 轉(zhuǎn)爐車間； 90 年代寶鋼又建成 250t 轉(zhuǎn)爐車間，武鋼引進(jìn) 250 轉(zhuǎn)爐，唐鋼建成 150 轉(zhuǎn)爐車間，重鋼和首鋼又建成 80t 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間；許多平爐車間改建成氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間等。頂吹轉(zhuǎn)爐鋼占年總鋼產(chǎn)量的 %。 鋼中氣體和夾雜物是評(píng)價(jià)鋼的冶金質(zhì)量的主要指標(biāo)。夾雜物和脫氧及凝固操作有關(guān)。所以用于轉(zhuǎn)爐煉鋼的氧氣應(yīng)該是 99％以上的純氧。由于轉(zhuǎn)爐脫碳快，鋼中氣體含量低，所以鋼的 塑性和低溫塑性好，有良好的深沖性和焊接性能。 轉(zhuǎn)爐冶煉中、高碳鋼雖然有一些困難，但也能保證鋼的質(zhì)量。冶煉高碳鋼的困難是拉碳和脫磷。高碳鋼終點(diǎn) (FeO)低，脫磷時(shí)間短，因此需要采用雙渣操作，即在脫碳期開始時(shí)放掉初期渣，把前期進(jìn)入渣中的磷放走，然而雙渣操作損失大量熱量和渣中的鐵，沒有特殊必要不宜采用。增碳劑為焦炭，石油焦等。高碳鋼增碳要很好控制，但軌鋼、硬線等用增碳法冶煉可以保證質(zhì)量合乎要求。冶煉合金鋼時(shí)，因?yàn)楹辖鸹枰尤脘摪蔫F合金數(shù)量大。所以冶煉合金鋼應(yīng)與爐外精煉相結(jié)合．用鋼包爐完成合金化。這也需要在鋼包精煉時(shí)進(jìn)行合金成分微調(diào)的操作。首先因?yàn)樵谂R界含碳量以下，脫碳速率下降，熔池?cái)嚢铚p弱，加強(qiáng)供氧只能促使鐵氧化而不能使碳去除。如果要 進(jìn)一步脫碳，必須降低氣相的 CO 分壓，這需要采用爐外精煉的方法來完成 。方案的確定要求設(shè)計(jì)合理，能順利生產(chǎn)。42＝ 11075 爐 /年 式中； 1T —每爐鋼的平均冶煉時(shí)間，取 42min/爐 1440—一天的時(shí)間， min/d 365—一年的日歷天數(shù)， d/a ?—轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，取 ％ 計(jì)算年車間產(chǎn)鋼量 車間年產(chǎn)鋼量＝ nNQ? 1η2＝ 21107525099％ 97%＝ 5317661t 式中； n—車間吹煉爐座數(shù)，采用二吹二制 Q—轉(zhuǎn)爐公稱容量，取 250t ?1—連鑄坯收得率， 99％ ?2—爐外精煉收得率， 97% 則該車間合格鋼錠坯量近 500 萬噸 主要鋼種的選擇 本設(shè)計(jì)主要生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼、鍋爐用鋼等，也可根據(jù)市場的要求進(jìn)行靈活調(diào)整。 車間組成 轉(zhuǎn)爐車間由以下各部分組成：主廠房（包括原料跨、爐子跨、精煉跨、澆注跨），鐵水預(yù)處理站及鐵水倒灌間，廢鋼堆間及配料間，鐵合金倉庫及散裝原料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施，中間渣場，耐火材料倉庫，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、檢測及計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)施，備用備件庫，機(jī)修間，生活福利設(shè)施，水、電、氣供應(yīng)設(shè)施。 鐵水供應(yīng)方式采用 500 t 混鐵車，并進(jìn)行鐵水預(yù)處理。鐵水預(yù)處理間和倒渣站位于煉鐵車間與鐵水倒灌站之間，且彼此平行布置。鐵水倒灌站設(shè)有兩條運(yùn)輸線和與其垂直布置的受鐵坑，受鐵坑位于鐵水線下面。鐵水預(yù)處理的方法式混鐵車噴吹法，同時(shí)脫硫、脫磷。轉(zhuǎn)爐渣罐的轉(zhuǎn)運(yùn)方式為將渣罐車橫穿過原料跨，在主廠房之外的中間渣場處理。很多重要的生產(chǎn)設(shè)備與輔助設(shè)備都布置在這里，其中包括轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)，散裝料供應(yīng)系統(tǒng)和加料、供氧系統(tǒng)，底吹氣系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)，出渣、出鋼設(shè)施，拆修爐設(shè)備。煙道和煙罩皆沿跨間朝爐后彎曲，一是便于氧槍和副槍穿過煙罩插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，二是有一個(gè)連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便。 散裝料的各個(gè)高位料倉沿爐子跨縱向布置，在其頂部有分配皮帶機(jī)通過，高位料倉布置在緊靠煙道的后面，這樣煙道傾角較大，不易積灰。 轉(zhuǎn)爐修爐方法采用上修法，煙罩下部可側(cè)向移動(dòng)。 澆 注跨與出坯跨 本設(shè)計(jì)中，全連鑄氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主體部分依然是主廠房部分，是以加料跨、爐子跨和澆鑄跨三個(gè)主體跨間為核心部分。即，爐子跨布置在主廠房的中間部位， 第 7 頁 爐子跨的一側(cè)為原料跨，另一側(cè)為澆注跨，可實(shí)行兩面操作，一側(cè)兌鐵水和加廢鋼，另一側(cè)出鋼。 原材料的供應(yīng)及設(shè)備 鐵水的供應(yīng)和預(yù)處理 鐵水室轉(zhuǎn)爐煉鋼的 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。 對(duì)廢鋼有如下要求 ： （ 1） 表面清潔少銹，無油污，無泥沙。 （ 3） 廢鋼中硫、磷的含量要低。 （ 5） 廢鋼中不得有密封容器，易燃易爆物品和毒品。 （ 2） 對(duì)廢鋼進(jìn)行清除處理，以清楚油污、泥沙等雜質(zhì)和有色金屬、毒品 等，使外形尺寸合格。廢鋼一次一斗裝入。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場，地下料倉，由地下料倉送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施，轉(zhuǎn)爐上方高位料倉，稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。各種散狀材料的儲(chǔ)存量按 20 天考慮。地下料倉為地下式，便于火車或汽車或運(yùn) 輸帶自動(dòng)卸料。從地下料倉向高位料倉供料采用全膠帶運(yùn)輸。 設(shè)置高位料倉在于起到臨時(shí)儲(chǔ)料的作用，并利用重力方式向轉(zhuǎn)爐及時(shí)可靠的供料，保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。 散狀料的用途如下： （ 1） 石灰：主要的造渣材料。 （ 2） 螢石 ：用于稀釋爐渣，提高爐渣的活性。 （ 4） 鐵礦石：用作冷卻劑。 鐵合金主要用來調(diào)整鋼液的成分、溫度并進(jìn)行合金化處理。 （ 2） 錳鐵：用于合金化，也作脫氧劑。 （ 3） 鋁鐵：合金化材料，也作脫氧劑。鐵合金由鐵合金間運(yùn)入轉(zhuǎn)爐車間的方式為全膠帶供料系統(tǒng)，這種系統(tǒng)工作可靠，運(yùn)輸量大，機(jī)械化程度高。氧槍升降裝置布置于轉(zhuǎn)爐的上方，這樣其結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，換槍迅速。副槍和氧槍平行插入爐內(nèi)。終點(diǎn)鋼水成分（表 21）造渣用溶劑及爐襯等原材料的成分（表 22），脫氧和合金化用鐵合金的成分及其回收率（表 23）其它工藝參數(shù)（表 24） 表 21 鋼種、鐵水、廢鋼、和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定值 C Si Mn P S 鋼種 Q235A 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)情況選取 ［ Mn］、［ P］、［ 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。 2% 噴濺鐵損 為鐵水量的 1% 物料平衡基本項(xiàng)目 收入項(xiàng)：鐵水、廢鋼、熔劑（石灰、螢石、輕燒白云石）、氧氣、爐襯蝕損、鐵合金。總渣量包括鐵水中元素 第 13 頁 的氧化、爐襯蝕損和加入熔劑的成渣量。 第二步：計(jì)算氧氣消耗量。 爐氣含有爐氣中含有 CO、 2CO 、 2O 、 2N 、 2SO 和 2HO， 其中 CO、 2CO 、 2SO和 2HO可由表 25～表 27 查得， 2O 和 2N 則由爐氣總體積確定 .現(xiàn)計(jì)算如下。 根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表 21）和鐵合金成分及其燒損率（表 23）算出錳鐵和硅鐵的加入量及其元素的燒損量，將所得結(jié)果與表 214 合并，得到冶煉一爐鋼 的總物料平衡表。設(shè)其加入量為 1W ，則 ? ?? ?1 %%% % 75%Wkg??????鋼 水 量焦 炭 含 碳 量 碳 回 收 率 ＝ ＝ 焦粉生成的產(chǎn)物如下： 表 216 焦粉生成的產(chǎn)物 碳燒損量（ kg） 耗氧量（ kg） 氣體量 *（ kg） 成渣量（ kg） 碳入鋼量（ kg） ％25％＝ 32/12＝ +（ +）％＝ ％＝ ％75％＝ * 2CO 、 2HO 和揮發(fā)分之總和 將表 21 21 216 合并歸類，得到總物料平衡表 217 第 23 頁 表 217 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 輕燒白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧氣 ++＝* 錳鐵 硅鐵 焦粉 合計(jì) *可近似認(rèn)為（ +）之氧量系 出鋼時(shí)鋼水二次氧化所帶入的 計(jì)算誤差：（ － ） /100％＝ ％ 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù)： 各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表 218）、物料平均熱容（表 219）、反應(yīng)熱效應(yīng)（表 420），溶入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響（表 221）。 表 218 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值 名稱 入爐物料 產(chǎn)物 鐵水 * 廢鋼 其它原料 爐渣 爐氣 煙塵 溫度（ ℃ ） 1250 25 25 與鋼水相同 1450 1450 *純鐵 熔點(diǎn) 1536℃ 表 219 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（ kJ/kgk） — — 第 24 頁 表 220 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 組員 化學(xué)反應(yīng) △（ kJ/mol） △（ kJ/kg） C ? ?? ? ? ?212C O CO?? 氧化反應(yīng) － 139420 － 11639 C ? ? ? ? ? ?22C O CO?? 氧化反應(yīng) － 418072 － 34834 Si ? ? ? ? ? ?22Si O SiO?? 氧化反應(yīng) － 817682 － 29202 Mn ? ?? ? ? ?212M n O M n O?? 氧化反應(yīng) － 361740 － 6594 P ? ?? ? ? ?2 2 552 2P O P O?? 氧化反應(yīng) － 1176563 － 18980 Fe ? ?? ? ? ?212F e O F e O?? 氧化反應(yīng) － 238229 － 4250 Fe ? ?? ? ? ?2 2 332 2F e O F e O?? 氧化反應(yīng) － 722432 － 6460 2SiO ? ? ? ? ? ?2222SiO Ca O Ca O SiO??成渣 反應(yīng) － 97133 － 1620 25PO ? ? ? ?2 5 2 54( ) 4P O Ca O Ca O P O??成渣 反應(yīng) － 693054 － 4880 3CaCO ? ? ? ?32Ca CO Ca O CO?? 分解反應(yīng) 169050 1690 3MgCO ? ? ? ?32M gCO M gO CO?? 分解反應(yīng) 118020 1405 第 25 頁 221 溶入鐵中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值 元素 C Si Mn P S Al Cr N、H、O 在鐵中的極限溶解度 無限 無限 溶入 1％元素使鐵熔點(diǎn)的降低值（ ℃ ） 65 70 75 80 85 90 100 8 5 30 25 3 氮、氫、氧溶入鐵熔點(diǎn)的降低值（ ℃ ） ∑＝6 適用含量范圍（％） ＜ ≤3 ≤15 ≤ ≤8 ≤1 ≤18 計(jì)算步驟： 以 100kg 鐵水為基礎(chǔ) 第一步：計(jì)算熱收入 sQ 。 ○1鐵水物理熱 wQ ；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21 21 和 221）計(jì)算鐵水熔點(diǎn) tT ，由鐵水溫度和生鐵比熱（表 218 和表 219）確定 wQ tT ＝ 1536－（ 100+8+5+30+25）－ 6 ＝ ℃ wQ ＝ 100[（ － 25） +218+（ 1250－ ） ] ＝ ○2元素氧化熱及成渣量熱 yQ ：根據(jù)鐵水中元素氧化