【正文】 頭引入轉(zhuǎn)爐爐底；利用聲波對爐內(nèi)成渣過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。由于 LBE 法復(fù)吹具有諸多優(yōu)點，被歐洲一些鋼廠及新日鐵室蘭廠廣泛采用。此外，新日鐵還開發(fā)了 LD—AB 復(fù)吹技術(shù)，從轉(zhuǎn)爐底部吹人惰性氣體，如君津二煉鋼 300t 轉(zhuǎn)爐、君津一煉鋼 220t 轉(zhuǎn)爐。日本新日鐵采用預(yù)脫磷硫—B0lF 精煉— CC 工藝生產(chǎn)海洋結(jié)構(gòu)用高級管線鋼，達(dá)到碳 (%)、全氧(%)、氮(%)、磷(%) 、硫(%)和氫(%)之和為 %。底部噴嘴采用雙層套管式，爐底安裝了 4 支噴嘴，轉(zhuǎn)爐采用活爐底，可進(jìn)行更換，爐底采用 Mg—C 質(zhì)磚，最初爐底壽命僅為 700～1000 次。STB 法復(fù)吹轉(zhuǎn)爐由于從底部噴入部分 CO2，因此，應(yīng)增設(shè) CO2 的制備系統(tǒng)。由于采用 STB 復(fù)合吹煉技術(shù)，擴大了轉(zhuǎn)爐冶煉超低碳鋼種的范圍，同時獲得了良好的操作指標(biāo)。 K—BOP 在底吹噴嘴噴人石灰的同時，還吹入一部分氧氣；LD—KGC 則在底吹噴嘴噴吹惰性氣體的同時，用頂槍吹氧。生產(chǎn)中，LD —KGC 法使用 CO 氣體；K—BOP 法使用 C02 氣體。從轉(zhuǎn)爐底部噴吹 CO2 氣體，冶煉極低碳鋼時吹人 N2 和Ar，底部噴入氣體量≤ 3/(t采用 NK—CB復(fù)吹技術(shù)冶煉低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼時，金屬收得率可提高 ，鐵合金消耗有所降低，其中鋁降低 (㎏)/t 鋼，F(xiàn)e—Mn 降低 (㎏)/t 鋼；石灰消耗降低 3(㎏)/t 鋼，轉(zhuǎn)爐吹煉時間可縮短 1 min。其高低取決于鐵水的硅和磷含量。在日本，鐵水脫磷后再進(jìn)行少渣吹煉比較普及。然而，在這種情況下必須注意的是，鐵水脫磷必須先脫硅，轉(zhuǎn)爐冶煉超低硅鐵水，具有少渣操作的優(yōu)越性。采用雙聯(lián)法，第一座轉(zhuǎn)爐的爐渣扒掉，第二座轉(zhuǎn)爐出鋼后爐渣返回到第一座轉(zhuǎn)爐，用于下一爐次鐵水脫磷，使轉(zhuǎn)爐吹煉終點磷含。此外，添加含磷合金元素和錳鐵，也能引起磷含量增加，最終產(chǎn)品的磷含量比轉(zhuǎn)爐吹煉終點的磷含量高出。一方面將全力推進(jìn)轉(zhuǎn)爐大型化的進(jìn)程，加快淘汰落后的小轉(zhuǎn)爐，另一方面則將更理性地研究轉(zhuǎn)爐大型化的合理爐容問題。 轉(zhuǎn)爐高效化為了提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本，如何進(jìn)一步縮短轉(zhuǎn)爐冶煉周期一直是各鋼廠研究的課題。日本住友金屬和歌山新煉鋼廠通過改造，鐵水全部采用KR攪拌法脫硫，經(jīng)過專用脫磷轉(zhuǎn)爐進(jìn)行全量鐵水脫磷處理，然后，再到脫碳轉(zhuǎn)爐進(jìn)行脫碳升溫。該模式對于新建鋼廠和老廠改造均有借鑒作用。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)過十幾年開發(fā)，目前已擁有完善的純凈鋼煉鋼技術(shù)。在2022年進(jìn)行的批量超純凈管線鋼生產(chǎn)試驗中S、P、0、N、H元素的總含量最小達(dá)到7110 6。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐可以明顯降低轉(zhuǎn)爐終點游離氧含量，減少氧化物夾雜的生成。 控制模型化中國鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性不夠，其原因有很多，但轉(zhuǎn)爐靠人工操作引起波動大是其主要原因。目前，中國大部分轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)了模型控制。模型的應(yīng)用對生產(chǎn)操作的穩(wěn)定、提高勞動生產(chǎn)率、減少質(zhì)量波動等起著促進(jìn)作用。 資源綜合利用化改變原有煉鋼過程產(chǎn)生大量廢棄物的概念，將煉鋼過程產(chǎn)生的液態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)的物質(zhì)定義為煉鋼過程副產(chǎn)品加以利用。目前，寶鋼、鞍鋼、首鋼等企業(yè)均有利用。(2)鋼渣返回轉(zhuǎn)爐利用寶鋼開發(fā)利用BRP工藝技術(shù)后，由于脫磷負(fù)荷主要由脫磷爐分擔(dān)，脫碳爐的鋼渣磷含量較低，可以返回轉(zhuǎn)爐利用。結(jié)果表明，通過適當(dāng)?shù)墓に噷撛祷剞D(zhuǎn)爐利用，可以有效地促進(jìn)轉(zhuǎn)爐冶煉過程的前期化渣，降低副原料消耗，達(dá)到降本增效目的。其次，用于做鋼渣水泥以及新型建筑材料，如人行道磚、人造大理石等人造建材以及耐海水腐蝕、防海藻附著的海岸混凝土砌塊等。經(jīng)過近幾年的實踐，目前已實現(xiàn)渣鋼全量回收利用，渣鐵回收利用率也超過80%。今后仍需努力在源頭上加以控制，推廣轉(zhuǎn)爐少渣煉鋼技術(shù)，減少鋼渣產(chǎn)生量，提高鋼渣綜合利用水平。燃?xì)鉁囟燃s 1500℃，燃?xì)鉄嶂导s8790(KJ)/m 3 ，煤氣發(fā)生量波動在97～115 m 3/t之間。當(dāng)被回收的煤氣和蒸氣的總熱量大于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的各種能源總量時，便實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐工序“負(fù)能” 煉鋼。然而，目前還有相當(dāng)部分轉(zhuǎn)爐尚未做到煤氣和蒸氣的有效回收。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問題現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)普遍存在的問題主要是隨著社會對潔凈鋼的生產(chǎn)需求日益提高，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系。2 在六盤水建立鋼鐵廠可行性分析 地理條件分析六盤水市是以能源、原材料工業(yè)為支柱的重工業(yè)城市。全市轄水城縣、盤縣和六枝特區(qū)及鐘山區(qū)，介于東經(jīng) 104176。42′，北緯 25176。55′之間。烏蒙山東南支脈斜貫全境，成為長江水系與珠江水系的分水嶺。 礦產(chǎn)資源分析六盤水市經(jīng)長期地質(zhì)礦產(chǎn)勘查，尤其是通過 1964 年以來，以煤為主大量而廣泛的找礦與普查勘探，獲得了豐碩成果。發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)（含亞礦種）已達(dá) 45 種以上，其中不同程度探明資源儲量的有26 種，共有資源儲量產(chǎn)地 133 處。以豐富的資源為依托，六盤水市已建成我國南方最大的煉焦煤生產(chǎn)基地，是貴州實施“西電東送” ，加快火電發(fā)展的供煤基地，并建成為貴州重要的鋼鐵、水泥生產(chǎn)基地。全市煤炭分布廣泛，煤類較為齊全，產(chǎn)出煤層多，厚度大，地勘工作程度較高，煤質(zhì)良好，盤縣與鐘山區(qū)、水城是貴州低硫優(yōu)質(zhì)煉焦煤的集中產(chǎn)區(qū)。在全市保有資源儲量中，煉焦用煤高達(dá) 90 億噸，占全省煉焦煤總量的 85%，居江南之首，計占南方各?。▍^(qū)、市）煉焦煤總和的 76%以上。根據(jù)貴州省煤田地質(zhì)局等省內(nèi)外單位的勘查與研究，煤層中蘊藏有豐富可供開發(fā)利用的煤層氣，預(yù)測埋深 2022m 以淺的資源量 萬億 m3，占全省總量的 45%，成為貴州最大的煤層氣資源分布區(qū)。按面積、資源豐度、含氣量等多項指標(biāo)進(jìn)行定量評議排序，在全國63 個重要煤層氣目標(biāo)區(qū)中列第 12 位。以豐富資源為依托，六盤水市成為當(dāng)今全省唯一抽取利用煤層氣的地區(qū)。集中產(chǎn)于鐘山區(qū)與水城縣，六枝與盤縣亦有少量分布。經(jīng)長期開采消耗，尤其是重要的杉樹林礦區(qū)資源儲量已基本采盡，至今全市保有資源儲量僅 萬噸，其中鉛 萬噸，鋅 萬噸。全市沉積巖分布廣泛，符合水泥用的石灰?guī)r脫離其配料、冶金用石灰?guī)r與白云巖、磚瓦原料和建筑用砂石等資源豐富，遍及各縣（特區(qū)、區(qū)）。其中經(jīng)多年開采消耗，水泥用灰?guī)r保有資源儲量仍達(dá) 億噸，約占全省總量的 15%，列第三位；水泥配料（砂巖、頁巖、粘土）共 1720 萬噸；冶金用白云巖與熔劑用灰?guī)r保有資源儲量分別有 6720 萬噸與 11968 萬噸；磚瓦原料（頁巖、砂巖）共 1744 萬 m3。解放后，特別是經(jīng)過“ 三線 ”建設(shè)和改革開放二十多年的建設(shè)，六盤水已發(fā)展為一個經(jīng)濟(jì)門類較多、社會事業(yè)較全面的新興工業(yè)城市。煤炭、電力、冶金、建材成為六盤水的支柱產(chǎn)業(yè)。市中心城區(qū)建成面積 25 平方公里，人口 25 萬，規(guī)模日益擴大，功能不斷完善。 氣候條件分析六盤水市立體氣候明顯，全市大部分屬于亞熱帶高原山地季風(fēng)濕潤氣候區(qū)。冬無嚴(yán)寒、夏無酷暑，雨熱同季，雨量集中，氣候垂直分布明顯。 本課題的設(shè)計意義由于市場對鋼材的大量需求，現(xiàn)代化的鋼鐵企業(yè)都在向著大型化的方向發(fā)展，在本設(shè)計中主要是設(shè)計大型的煉鋼車間，對煉鋼過程中的鐵水的處理方面及大型轉(zhuǎn)爐的爐型進(jìn)行從新的設(shè)計，采用適當(dāng)擴大裝入量的方法，降低爐容比，提高轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)。3 物料平衡計算煉鋼過程的物料平衡計算與熱平衡計算是建立在物質(zhì)與能量守恒的基礎(chǔ)上。 原始數(shù)據(jù)以下數(shù)據(jù)皆根據(jù)國內(nèi)同類型轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)廠家實測數(shù)據(jù)選取. 鐵水成分及溫度：表 鐵水成分及溫度表 成分 C Si Mn P S 溫度 186?！?)]熔化潛熱/((KJ)/(㎏))液態(tài)或氣態(tài)平均比熱/[(KJ)/((㎏) 反應(yīng)熱效應(yīng)表 反應(yīng)熱效應(yīng)表放出熱或吸收熱元素反應(yīng)式(KJ)/kmol (KJ)/(㎏)(元素 ) 元素21C+O= C C2=Si Si5P+ P2=1MnO MnFe Fe2=3+ Fe2=2CaO+ 2SiO554P 5P 根據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐的實測參數(shù)數(shù)據(jù)選取如下：（1）渣中鐵珠量為渣量的 8% （2）金屬中碳的氧化. 其中 90%的碳氧化成 CO， 10%的碳氧化成 CO2 （3）噴濺鐵水量為鐵水量的 1% （4）爐氣和煙塵量。C. 爐氣中自由氧含量為 %（體積比） ，煙塵量為鐵水量的 %，其中 FeO=78%， Fe2O3=20%（5）爐襯浸蝕量為鐵水量的 %（6）氧氣成分：φ（O 2） =98 %；φ（N 2）= 2% 物料平衡計算：根據(jù)鐵水成分，以100(㎏ )鐵水為計算基礎(chǔ)。②螢石加入量及成分 根據(jù)國內(nèi)同類型轉(zhuǎn)爐實測數(shù)據(jù)選取，螢石加入量為 (㎏)/100(㎏)量如下表所示：表 螢石成分表 成分 質(zhì)量/(㎏)2CaF%=%=%=MgO %=P %=S %=%=共計 注：P 以 2[P]＋5/2{O 2}= (P2O5)的形式進(jìn)行反應(yīng)其中生成 量為 (㎏).??消耗氧氣量為 (㎏)6S 微量，忽略之。x??? ??.%%?????? ?? ???=＋% 整理得 x= 爐氣中自由氧體積= m304.%??爐氣中自由氧質(zhì)量= (㎏)爐氣中氮氣體積= m315..81.?爐氣中氮氣質(zhì)量= (㎏)?? 氧氣消耗量計算消耗和帶入氧氣的項目：元素氧化耗氧質(zhì)量 (㎏)煙塵中鐵氧化耗氧質(zhì)量 (㎏)爐襯中碳氧化耗氧質(zhì)量 (㎏)螢石中磷氧化耗氧量 (㎏)自由氧質(zhì)量 (㎏)礦石分解帶入氧的質(zhì)量 (㎏)石灰中硫把氧化鈣還原出的氧質(zhì)量 (㎏)故氧氣實際消耗量為 ＋＋＋＋＋－－=(㎏) 鋼水量計算 吹損組成項目： 化學(xué)損失（元素氧化量） (㎏) 煙塵中鐵損失 (㎏) 渣中鐵珠損失量 8%=(㎏) 噴濺鐵損失量 (㎏)收益組成項目： 鐵水加入量 100(㎏) 礦石帶入鐵量 (㎏)故鋼水質(zhì)量（收得率）為： 100－（＋＋＋1）＋= (㎏) 物料平衡表表 物料平衡表收入項 支出項項目 質(zhì)量/（㎏） 百分比/% 項目 質(zhì)量/（㎏） 百分比/%鐵水 鋼水 石灰 爐渣 礦石 爐氣 螢石 煙塵 白云石 鐵珠 爐襯 噴濺 氧氣 總計 總計 %%10???????? ）（收 入 項支 出 項收 入 項計 算 誤 差誤差產(chǎn)生的主要原因是計算取值上的誤差。4 熱平衡計算 熱收入項 鐵水物理熱鐵水熔點=1536－(100＋8＋5 ＋30＋25)－7=1102℃式中，100℃、8℃、5℃、30℃、25℃、分別為 C、Si、Mn、P 、S 元素增加 1%含量降低鐵水熔點值；7℃為氣體 O、H、N 共降低鐵水熔點值；1536℃為純鐵熔點。P 2O5 = (KJ)SiO2→2CaO 熱支出項 鋼水物理熱鋼水熔點=1536－（65＋5＋30＋ 25）－7 =1511℃式中，65℃、8℃、5℃、30℃、25℃分別為鋼中元素 C、Si、Mn、P 、S 增加 1%時，鋼水熔點降低值。連鑄普碳鋼一般在 20～40℃， 取 30℃（2） 吹氬后到中間包開澆 5min 期間的鋼液溫降，取 50℃。（4） 出鋼后到攪拌前的溫降，取 11℃（5） 出鋼過程溫降，一般在 40～50℃，取 40℃故出鋼溫度=鋼水熔點＋過熱度＋鎮(zhèn)靜溫度＋出鋼溫度降 =1524＋30＋40＋11＋50 =1655 ℃那么鋼水物理熱=90[(1524－25)＋272＋(1655－1524)] = (KJ) 爐渣物理熱取終點爐渣溫度與鋼水溫度相同，即 1655℃故爐渣物理熱=[(1655－25)＋209] = (KJ) 礦石分解吸熱礦石分解吸熱=1（%56/72＋%112/160 ）= (KJ) 煙塵物理熱煙塵物理熱= [（1450－25）＋209] = (KJ) 爐氣物理熱 爐氣物理熱=[ （1450－25）] = (KJ) 渣中鐵珠物理熱 渣中鐵珠物理熱= [（1524－25）＋272＋ （1655－1524）] =(KJ)噴濺金屬物理熱=1[（1524－25）＋272＋（1655－1524）] = (KJ) 白云石分解熱 取生白云石中的 CaCO3 在 1183K 分解. MgCO3 在 750K ：生白云石的分解熱效應(yīng)為 (KJ)/(㎏)生白云石。一般為總收入熱量的 3~8%。故熱損失為 3%=6631(KJ)則剩余熱量為：－－6631=(KJ) 廢鋼加入量1(㎏)廢鋼吸熱量為： =1[(1524－25)＋272＋ (1655－1524)]=(KJ)那么用剩余熱量可加熱廢鋼量應(yīng)為： )k(?其廢鋼比為： %?? 熱平衡表表 熱平衡表收入項 支出項項目 熱量/(KJ) 百分比/% 項目 熱量/(KJ) 百分比/%鐵水物理熱 114424 鋼水物理熱 元素氧化放熱和成渣熱100091