年產(chǎn)60萬(wàn)噸不銹鋼的煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、西安建筑科技大學(xué)西安建筑科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)題 目：年產(chǎn)60萬(wàn)噸不銹鋼的煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)院（系）：冶金工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：冶金工程學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師（簽名）：主管院長(zhǎng)（主任）（簽名）：時(shí) 間：2011 年 6 月 1 日 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容（含主要技術(shù)參數(shù)）1.進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，完成實(shí)習(xí)任務(wù)要求的實(shí)習(xí)內(nèi)容；2.選擇適宜的冶煉設(shè)備，并綜述其基本特點(diǎn)；3.產(chǎn)品方案的確定；物料平衡及各種消耗指標(biāo)的計(jì)算；熱平衡及各種消耗指標(biāo)的計(jì)算；冶金工藝指標(biāo)的可行性分析；編制配料計(jì)算、熱平衡計(jì)算相應(yīng)的說(shuō)明書(shū)；4.煉鋼生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)及爐型設(shè)計(jì)；5.煉鋼車(chē)間生產(chǎn)工藝布置

2、；6.主要設(shè)備選擇（型號(hào)規(guī)格、數(shù)量）；7.生產(chǎn)組織編制及各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定；8.繪制出三張?jiān)O(shè)計(jì)圖（車(chē)間工藝平面布置圖；車(chē)間工藝布置剖面圖；煉鋼爐型圖）；9.完成專(zhuān)題研究：中國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 10. 翻譯冶金工程專(zhuān)業(yè)有關(guān)英文12篇。二二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目應(yīng)完成的工作（含圖紙數(shù)量）1.認(rèn)真進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，寫(xiě)出實(shí)習(xí)報(bào)告；2.完成設(shè)計(jì)任務(wù)，寫(xiě)出畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；3.繪制設(shè)計(jì)圖3張；4.翻譯與本專(zhuān)業(yè)有關(guān)的外文譯文12篇，達(dá)到要求的工作量；5.完成專(zhuān)題研究，參照科技論文的格式寫(xiě)出研究報(bào)告。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程的安排三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程的安排序號(hào)設(shè)計(jì)（論文）各階段任務(wù)日 期備 注1進(jìn)行

3、畢業(yè)實(shí)習(xí), 撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告2.20-3.62完成外文譯文及專(zhuān)題研究3.7-3.253完成物料平衡和熱平衡計(jì)算3.26-4.54完成爐型設(shè)計(jì)和煉鋼工藝設(shè)計(jì)4.6-4.235完成車(chē)間生產(chǎn)工藝布置及主體設(shè)備選型4.24-4.306生產(chǎn)組織編制及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)確5.8-5.227繪制設(shè)計(jì)圖5.23-5.318打印畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，進(jìn)行畢業(yè)答辯6.1-6.10四、主要參考資料及文獻(xiàn)閱讀任務(wù)（含外文閱讀翻譯任務(wù)）1 鋼冶教研室編. 畢業(yè)設(shè)計(jì)參考資料(鋼鐵冶金專(zhuān)業(yè)). 西安建筑科技大學(xué)2 時(shí)彥林主編.冶煉機(jī)械.化學(xué)工業(yè)出版社,20043 李傳薪主編.鋼鐵廠(chǎng)設(shè)計(jì)原理（下冊(cè)）.冶金工業(yè)出版社，19944 馮聚和編.煉

4、鋼設(shè)計(jì)原理.化工出版社出版，20045 王令福主編.煉鋼設(shè)備及車(chē)間設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版社，20076 王成剛,王齊銘主編.金屬提取冶金學(xué).西安地圖出版社,20007 戴云閣等編. 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼.東北大學(xué)出版社，19998 王雅貞等編. 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備（第 2 版）.冶金工業(yè)出版社，20049 王雅貞等編. 新編連續(xù)鑄鋼工藝及設(shè)備.冶金工業(yè)出版社，200310 金鐵城等編.電爐煉鋼新工藝、新技術(shù)與質(zhì)量控制實(shí)用手冊(cè). 當(dāng)代中國(guó)音像出版社,200511 與專(zhuān)題有關(guān)的最新文獻(xiàn)五、審核批準(zhǔn)意見(jiàn) 教研室主任簽（章） 設(shè)計(jì)總說(shuō)明本文設(shè)計(jì)了一個(gè)年產(chǎn) 60 萬(wàn)噸合格不銹鋼的電弧爐煉鋼車(chē)間，通過(guò)產(chǎn)品大綱

5、的確定、電弧爐煉鋼的物料平衡與熱平衡計(jì)算、超高功率電弧爐的爐型設(shè)計(jì)、連鑄設(shè)備選擇、車(chē)間工藝設(shè)計(jì)及車(chē)間總體布置，確定了一座 80 噸超高功率電弧爐、一臺(tái) AOD 精練爐、一臺(tái)連鑄機(jī)為主要生產(chǎn)設(shè)備。并根據(jù)國(guó)內(nèi)外煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、鋼鐵產(chǎn)品的發(fā)展方向，選擇了先進(jìn)且有較大發(fā)展余地的短流程工藝：廢鋼超高功率電弧爐AOD 爐精煉連鑄。設(shè)計(jì)方案以技術(shù)新、效益高為原則，充分體現(xiàn)了先進(jìn)、靈活、多功能的特點(diǎn)，具備可持續(xù)發(fā)展性。關(guān)鍵詞：超高功率電弧爐，AOD 精煉爐，煉鋼Design DescriptionIn this paper, we have designed a electric arc furnace

6、workshop which can produce 600,000 tons of qualified stainless steel a year.Through the ascertained of the products outline, eaf material balance, thermal equilibrium calculation, ultra-high power electric arc furnaces type design ,the workshop process design and workshop layout, we finaly identifie

7、d a 600,000 tons of qualified stainless steel smelting plant with which a 600,000 tons of ultra-high power electric arc furnace, a chastening AOD furnace and a caster is as the main production equipment.And according to the domestic and foreign steelmaking technology trends, the development directio

8、n of the steel product,we finally selected the short flow process，scrap steel ultra-high power electric arc furnaceAOD furnace refineingcontinuous casting, which is advanced and has a bigger development room.The Design scheme based new technology and high efficienc as the principle, fully embodies t

9、he advanced, flexible, multi-function characteristic and has the characteristics of sustainable development.Key Words：ultra-high power electric arc furnace，AOD refineing furnace, Steelmaking目錄設(shè)計(jì)總說(shuō)明設(shè)計(jì)總說(shuō)明.3緒論緒論.11 不銹鋼基本信息.12 不銹鋼歷史.13 不銹鋼作用.14 不銹鋼為什么耐腐蝕？.25 未來(lái)展望.26 不銹鋼的標(biāo)識(shí)方法.27 不銹鋼價(jià)格.31 1 電弧爐煉鋼車(chē)間的設(shè)計(jì)方案電弧

10、爐煉鋼車(chē)間的設(shè)計(jì)方案1212.41.1 電爐車(chē)間生產(chǎn)能力計(jì)算.41.1.1 電爐容量和臺(tái)數(shù)的確定 .41.1.2 電爐車(chē)間生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) .41.2 電爐車(chē)間設(shè)計(jì)方案.51.2.1 電爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)與建設(shè)的基礎(chǔ)材料 .51.2.2 電爐煉鋼車(chē)間的組成 .51.2.3 電爐各車(chē)間的布置情況 .52 2 電弧爐爐型設(shè)計(jì)電弧爐爐型設(shè)計(jì)33.72.1 電弧爐爐型設(shè)計(jì).72.1.1 電弧爐爐型 .72.1.2 熔池的形狀和尺寸 .72.1.3 熔化室的尺寸 .82.1.4 爐襯厚度 的確定 .92.1.5 爐殼及厚度 z的確定 .92.1.6 工作門(mén)和出鋼口 .102.2 偏心底出鋼箱的設(shè)計(jì) .102.3

11、 電弧爐變壓器功率和電參數(shù)的確定.122.3.1 確定變壓器的功率 .122.3.2 電極直徑的確定 .122.3.3 電極心圓的尺寸 .122.4 水冷掛渣爐壁設(shè)計(jì).133 3 電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡.163.1 物料平衡計(jì)算.163.1.1 熔化期的物料平衡 .163.1.2 氧化期的物料平衡 .223.2 熱平衡計(jì)算.263.2.1 計(jì)算熱收入 QS.263.2.2 計(jì)算熱支出 QZ.264 4 電弧爐煉鋼車(chē)間工藝布置電弧爐煉鋼車(chē)間工藝布置.304.1 原料跨.304.1.1 原料跨的跨度 .314.1.2 原料跨總長(zhǎng)度確定 .314.2 爐子跨整體布置.3

12、14.2.1 爐子跨工作平臺(tái)高度 .324.2.2 爐子的變壓器室和控制室 .324.2.3 電弧爐出渣和爐渣處理 .324.2.4 爐子跨的長(zhǎng)度、跨度、高度 .324.2.5 其他布置 .334.3 精煉跨.334.3.1 整體布置 .334.3.2 AOD 精煉爐的工藝布置 .334.4 連鑄跨.334.4.1 總體布置 .334.4.2 連鑄機(jī)操作平臺(tái)的高度、長(zhǎng)度、寬度 .334.4.3 連鑄機(jī)總高和本跨吊車(chē)軌面標(biāo)高 .344.4.4 連鑄機(jī)總長(zhǎng)度 .344.4.5 連鑄跨跨度 .354.5 出坯跨.354.6 備注.355 5 電弧爐煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)電弧爐煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì).375.1

13、廢鋼.375.2 輔助料.375.2.1 對(duì)輔助料的要求 .375.2.2 供應(yīng)方案 .385.2.3 配料 .395.2.4 裝料和補(bǔ)料 .395.2.5 電弧爐冶金工藝3.405.2.6 精煉工藝4.425.2.7 連鑄操作工藝 .426 6 車(chē)間主要設(shè)備的選擇車(chē)間主要設(shè)備的選擇.446.1 電弧爐主要設(shè)備選擇.446.1.1 校核年產(chǎn)量 .446.1.2 電極 .446.2 精煉爐設(shè)備選擇.456.3 連鑄設(shè)備選型5.466.3.1 鋼包允許的最大澆注時(shí)間 .466.3.2 拉坯速度 .466.3.3 連鑄機(jī)的流數(shù) .476.3.4 弧型半徑 .486.4 連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力的確定.486

14、.4.1 連鑄澆注周期的計(jì)算 .486.4.2 連鑄機(jī)作業(yè)率 .486.4.3 連鑄坯收得率 .496.4.4 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 .496.5 中間包及其運(yùn)載設(shè)備.506.5.1 中間包的形狀和構(gòu)造 .506.5.2 中間包的主要工藝參數(shù) .506.5.3 中間包運(yùn)載裝置 .516.6 結(jié)晶器及其振動(dòng)裝置.516.6.1 結(jié)晶器的性能要求及其結(jié)構(gòu)要求 .516.6.2 結(jié)晶器主要參數(shù)選擇 .516.6.3 結(jié)晶器的振動(dòng)裝置 .526.7 二次冷卻裝置.526.7.1 二次冷卻裝置的基本結(jié)構(gòu) .526.7.2 二次冷卻水冷噴嘴的布置 .526.7.3 二次冷卻水量的計(jì)算 .526.8 拉矯裝

15、置及引錠裝置.526.8.1 拉矯裝置 .526.8.2 引錠裝置 .536.9 鑄坯切割裝置.536.10 盛鋼桶的選擇.536.11 渣罐及渣罐車(chē)的選擇.556.11.1 車(chē)間所需的渣罐數(shù)量 .556.11.2 車(chē)間所需渣罐車(chē)數(shù)量 .556.12 起重機(jī)的選擇.556.13 其它輔助設(shè)備的選擇.557 7 車(chē)間人員編制及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)車(chē)間人員編制及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo).567.1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).567.1.1 產(chǎn)量指標(biāo) .567.1.2 質(zhì)量指標(biāo) .567.1.3 作業(yè)效率指標(biāo) .567.1.4 連鑄生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) .567.2 車(chē)間人員編制.56參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).59專(zhuān)題專(zhuān)題.60參考文獻(xiàn)參

16、考文獻(xiàn).68致謝致謝.70緒論1 不銹鋼基本信息所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)保護(hù)碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開(kāi)始銹蝕 鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到 12%左右時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（自鈍化膜） ，可阻止鋼的基體進(jìn)一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿(mǎn)足各種用途對(duì)不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼的耐蝕

17、性隨含碳量的增加而降低，因此，大多數(shù)不銹鋼的含碳量均較低，有些鋼的含碳量甚至低于 0.03%(如 00Cr12)。不銹鋼中的主要合金元素 是 Cr，只有當(dāng) Cr 含量達(dá)到一定值時(shí)，鋼才有耐蝕性。因此，不銹鋼一般 wCr均在 13%以上。不銹鋼中還含有 Ni、Ti、Mn、N、Nb 等元素。2 不銹鋼歷史畢業(yè)于英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的著名冶金科學(xué)家亨利布雷爾利（Harry Brearley）于 20 世紀(jì)初期發(fā)明了不銹鋼。 不銹鋼的發(fā)明和使用，要追溯到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期。英國(guó)科學(xué)家布享利布雷爾利受英國(guó)政府軍部兵工廠(chǎng)委托，研究武器的改進(jìn)工作。那時(shí)，士兵用的步槍槍膛極易磨損，布雷爾利想發(fā)明一種不易磨損的合金

18、鋼。布雷爾利發(fā)明的不銹鋼于 1916 年取得英國(guó)專(zhuān)利權(quán)并開(kāi)始大量生產(chǎn)，至此，從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風(fēng)靡全球，亨利布雷爾利也被譽(yù)為“不銹鋼之父” 。3 不銹鋼作用不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計(jì)的完整性。含鉻不銹鋼還集機(jī)械強(qiáng)度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿(mǎn)足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的需要4 不銹鋼為什么耐腐蝕？所有金屬都和大氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞?？梢岳糜推?或耐氧化的金屬

19、（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開(kāi)始銹 蝕。不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻，但是因?yàn)殂t是鋼的組成部分之一，所以保護(hù)方法不盡相同。 在鉻的添加量達(dá)到 11.7%以上時(shí)，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時(shí)，盡管仍可提 高耐腐蝕性，但不明顯。原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類(lèi)型改變成了類(lèi)似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表 面，防止進(jìn)一步地氧化。這種氧化層極薄，透過(guò)它可以看到鋼表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨(dú)特的表面。而且，如果損壞了表層，所暴露出的鋼表面會(huì)和大氣反應(yīng) 進(jìn)

20、行自我修理，重新形成這種氧化物鈍化膜，繼續(xù)起保護(hù)作用。 因此，所有的不銹鋼元素都具有一種共同的特性，即鉻含量均在 105%以上。5 未來(lái)展望由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說(shuō)是獨(dú)一無(wú)二的，而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中性能更好，一直在改進(jìn)現(xiàn)有 的類(lèi)型，而且，為了滿(mǎn)足高級(jí)建筑應(yīng)用的嚴(yán)格要求，正在開(kāi)發(fā)新的不銹鋼。由于生產(chǎn)效率不斷提高，質(zhì)量不斷改進(jìn)，不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的 材料之一。 不銹鋼集性能、外觀(guān)和使用特性于一身，所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。中國(guó)不銹鋼營(yíng)銷(xiāo)網(wǎng)整 合了不銹鋼及不銹鋼供應(yīng)鏈信息的服務(wù)平臺(tái)，通過(guò)設(shè)立不銹鋼行業(yè)資

21、訊、行業(yè)觀(guān)察、企業(yè)管理、不銹鋼設(shè)計(jì)、不銹鋼論壇、設(shè)備材料、展會(huì)信息、不銹鋼知識(shí)、人才 招聘等各種欄目，通過(guò)最新信息、資料庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、分析預(yù)測(cè)、交流平臺(tái)等為會(huì)員單位和世界各國(guó)用戶(hù)，提供中國(guó)不銹鋼業(yè)以的信息和咨詢(xún)服務(wù)；為不銹鋼業(yè)和相關(guān) 產(chǎn)業(yè)提供貿(mào)易信息，尋找商業(yè)機(jī)會(huì)；傳播不銹鋼文化和家居生活藝術(shù)，提供不銹鋼消費(fèi)知識(shí)。6 不銹鋼的標(biāo)識(shí)方法 （1）用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)和本國(guó)的符號(hào)來(lái)表示化學(xué)成份，用阿拉伯字母來(lái)表示成份含量： 如：中國(guó)、俄國(guó) 12CrNi3A （2）用固定位數(shù)數(shù)字來(lái)表示鋼類(lèi)系列或數(shù)字；如：美國(guó)、日本、300 系、400 系、200 系； （3）用拉丁字母和順序組成序號(hào)，只表示用途。 7 不

22、銹鋼價(jià)格對(duì)于鐵素體不銹鋼來(lái)說(shuō)，由于其鎳含量很少甚至沒(méi)有，所以?xún)r(jià)格比較低廉。而奧氏體不銹鋼由于鎳含量較高，價(jià)格也相對(duì)較高。所以?shī)W氏體不銹鋼特別是304 不 銹鋼的價(jià)格一般跟 LME 鎳價(jià)正相關(guān)。市場(chǎng)上最常見(jiàn)的幾種不銹鋼按價(jià)格高低依次 為:201202304j1304321316L309310S。 由于受 LME 鎳價(jià)的波動(dòng)影響，不銹鋼價(jià)格波動(dòng)也比較大（隨 LME 鎳價(jià)反應(yīng)最快的是 304 不銹鋼） 。不銹網(wǎng)提供了 201、202、304、316L、310S、430 等常用不銹鋼的每日?qǐng)?bào)價(jià)服務(wù)以及銷(xiāo)售服務(wù)。網(wǎng)站報(bào)價(jià)在每次市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)的時(shí)候都會(huì)及時(shí)更新。1 電弧爐煉鋼車(chē)間的設(shè)計(jì)方案121.1 電爐車(chē)

23、間生產(chǎn)能力計(jì)算1.1.1 電爐容量和臺(tái)數(shù)的確定電爐車(chē)間產(chǎn)量系指一定的生產(chǎn)期內(nèi)合格產(chǎn)品的產(chǎn)量。合格率是反映生產(chǎn)技術(shù)水平的重要指標(biāo)之一，它既與操作水平能夠有關(guān)，也與鋼種有關(guān)。本設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)量 60 萬(wàn)噸不銹鋼的煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)。首先估算每次出剛量Q=Ga 8760 y式中：Ga車(chē)間產(chǎn)品方案中確定的年產(chǎn)量，t； 冶煉周期， 取 600min； 作業(yè)率 =100%，一般 =90%94%，取 90%；年作業(yè)天數(shù)年日歷天數(shù) y良坯收得率，連鑄一般 95%96%。Q=78tGa 8760 y60 104 18760 90% 98%所以選 80t 超高功率電弧爐一座。1.1.2 電爐車(chē)間生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)（1）產(chǎn)

24、量指標(biāo) 合格鋼產(chǎn)量 60 萬(wàn)噸/年 冶煉時(shí)間 60min 熔化時(shí)間 40min （2）質(zhì)量指標(biāo) 鋼壞合格率 98% （3）作業(yè)率指標(biāo) 連鑄機(jī)作業(yè)率： 80%（4）材料消耗指標(biāo)1） 金屬材料消耗一般為廢鋼、返回廢鋼、合金料與脫氧合金。2） 煉鋼輔助材料消耗石灰、螢石以及其他造渣材料和脫氧粉劑。3） 耐火材料消耗 主要用于爐襯的各種耐火磚以及鋼包的耐火材料。4） 其它原材料消耗電極和工具材料。5） 動(dòng)力熱力消耗指標(biāo)主要為電能和各種氣體和燃油等。(5)連鑄生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)連鑄比 100%鑄坯合格率 98%連鑄收得率 98%1.2 電爐車(chē)間設(shè)計(jì)方案1.2.1 電爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)與建設(shè)的基礎(chǔ)材料（1）建廠(chǎng)條件

25、 1）各種原料的供應(yīng)條件，特別是鋼鐵材料來(lái)源； 2）產(chǎn)品銷(xiāo)售對(duì)象及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求； 3）水電資源情況，所在地區(qū)的產(chǎn)品加工，配件制作的協(xié)作條件；（2）工藝制度確定工藝制度是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的基本方案，是設(shè)備選擇，工藝布置等一系列問(wèn)題的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。1）冶煉方法：利用超高功率電弧爐進(jìn)行單渣法冶煉，然后進(jìn)行爐外精煉；2）澆注方法：采用全連鑄；3）連鑄坯的冷卻處理與精整：鑄坯在冷床上冷卻并精整；4）在技術(shù)或產(chǎn)量方面應(yīng)留有一定的余地。1.2.2 電爐煉鋼車(chē)間的組成完整的電弧爐車(chē)間應(yīng)包括：（1）煉鋼主廠(chǎng)房，包括原料跨、爐子跨、精煉跨及鋼水連鑄跨；（2）廢鋼料堆場(chǎng)及配料間包括廢鋼處理設(shè)施（預(yù)熱、烘烤等） ；（3

26、）鐵合金及散狀材料間；（4）鋼錠、坯存放場(chǎng)地；（5）中間渣場(chǎng)；（6）機(jī)電維修間及快速分析室；（7）爐襯制作與各種備件修理場(chǎng)地；（8）耐火材料庫(kù)、備件備品庫(kù)、車(chē)間變、配電室；（9）水處理、煙氣凈化設(shè)施及車(chē)間管理、生活服務(wù)設(shè)施。1.2.3 電爐各車(chē)間的布置情況由于是一臺(tái)超高功率電弧爐，且是全連鑄，考慮到物料順行、勞動(dòng)安全條件和未來(lái)發(fā)展，采用橫向高架式布置。（1）原料跨:此跨主要是為廢鋼、返回廢鋼，散狀料等提供場(chǎng)地。廢鋼坑可按其塊度的大小分幾個(gè)不同的坑。 （2）爐子跨：此跨配一臺(tái) 80 噸超高功率的偏心底出鋼電弧爐，爐體爐蓋修理區(qū)，電爐裝料配置，電爐變壓器房。（3）精煉跨：此跨配公稱(chēng)容量 80 噸的

27、精煉爐一座，耐火材料干燥室，精煉爐變壓器房，供氧系統(tǒng)，粉塵處理系統(tǒng)，高架行車(chē)進(jìn)行跨間的整體運(yùn)輸工作。（4）連鑄跨：此跨設(shè)有一機(jī)一流的弧形板坯連鑄機(jī) 1 臺(tái)、二冷裝置維修區(qū)、中間包維修及烘烤區(qū)、拉矯及切割維修區(qū)和結(jié)晶器維修區(qū)以及連鑄機(jī)設(shè)備維修區(qū)。（5）出坯跨：主要是緩冷區(qū)、良錠存放區(qū)及配電室等的布置。緩冷區(qū)用來(lái)存放良錠、坯件，其間有運(yùn)輸線(xiàn)路直接通到軋鋼車(chē)間。2 電弧爐爐型設(shè)計(jì)32.1 電弧爐爐型設(shè)計(jì)2.1.1 電弧爐爐型電弧爐爐型是指爐子內(nèi)部空間的形狀和尺寸，不同的熔煉爐因工作條件不同，供熱熱源不同而有不同的內(nèi)部空間。電弧爐近于球形體，從減少散熱面出發(fā)，以球形為最好?，F(xiàn)代電弧爐爐體中部是圓筒形，

28、爐底為弧型，爐頂為拱形。作為發(fā)熱體，電極端部的三電弧位于爐內(nèi)中心部位。電弧爐設(shè)計(jì)應(yīng)保證高的生產(chǎn)率，電能、耐火材料、電極等消耗要低，同時(shí)要滿(mǎn)足冶金反應(yīng)順利進(jìn)行，故應(yīng)考慮以下因素：（1）選用大功率變壓器；（2）保證高的熱效率和電流效率；（3）采用高質(zhì)量的耐火材料砌筑材料；（4）爐子各部分形狀和尺寸設(shè)計(jì)布局合理；（5）爐子熔煉室容積能一次裝入堆比量中等的全部爐料；（6）爐子傾斜 1020能保證鋼液順利流出。2.1.2 熔池的形狀和尺寸（1）熔池的形狀。熔池的容積應(yīng)能足夠容納適宜熔煉重量的鋼液和爐渣，并留有余地，它應(yīng)能滿(mǎn)足冶金反應(yīng)順利進(jìn)行。熔池設(shè)計(jì)為錐球形，圓錐部分對(duì)水平線(xiàn)的傾角為 45，這樣的形狀可

29、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 7%8%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=(+dD+dD+)+(3+)12222612421式中：h1球冠部分高度，m，一般取 h1=H/5; h2截錐部分高度，m，h2=H-h1=4/5H； D熔池液面直徑，m，通常采取 D/H=5，即 D=5H； d球冠直徑，m。因 d=D-2h2=5H- H=H。85175則：V池=12.1H3=0.0968D3V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3.03.

30、5t/m3，取每立方米渣重 3.3t，則每噸鋼的體積為 0.3m3。則：V渣/V金=0.15 7% 0.3 0.14所以：V池=1.15V 金=1.15GV0式中：G爐子容量，t； V0噸鋼液體積，取 0.14m3/t。則對(duì)于 80 噸電弧爐：V池=1.15V金=1.15GV0=1.15800.14=12.88m3熔池深度 H=1.021m3池12.1熔池直徑 D=5.105m3池0.0968312.880.0968球冠部分高度 h1=0.204m51.0215截錐部分高度 h2= 1.021=0.817m4545球冠直徑 d=1.021=3.471m1751752.1.3 熔化室的尺寸熔煉室

31、是指熔池以上至爐頂拱基的那部分容積，其大小應(yīng)能一次裝入堆積密度中等的全部爐料。（1）熔化室直徑 D熔爐坡與爐壁交接處的直徑，為了防止鋼液沸騰時(shí)爐渣沖刷爐壁磚或爐渣到達(dá)爐坡與爐壁磚交界處，爐坡應(yīng)高于爐門(mén)檻約 100mm 左右，及當(dāng)選定爐坡角度為 45時(shí)：D熔=D+2100因 D=5.105m=5105mm，則 D熔=5305mm（2）熔化室的高度 H1金屬爐門(mén)檻至爐頂拱基的空間高度為熔煉室高度。爐襯門(mén)檻較金屬門(mén)檻高出 80100mm。熔化室的高度應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)的熱交換情況來(lái)確定。經(jīng)驗(yàn)值為：H1/D=0.50.45，40t 電爐。此處取 0.42。所以：H1=0.42D=0.425.105=2.144

32、m （3）爐頂高 h3= （因爐頂磚不同而異，取 ）3熔171918則 h3=D熔/8=5.305/8=0.663m至此，爐底至爐頂中央高度H2=H1+H+h3=2.144+1.021+0.663=3.828m（4）熔池上緣直徑 D1熔煉室一般為上大下小，爐壁上薄下厚，即 D1D熔，其爐墻內(nèi)側(cè)斜度，一般為爐坡水平面至拱基高度（H1-100）的 10%左右。所以：D1=D熔+2（H1-100）10%=5.305+2（2.144-0.1）10%=5.714m2.1.4 爐襯厚度 的確定爐襯組成：爐殼石棉（10mm）絕熱層工作層。比較經(jīng)濟(jì)的做法是選擇優(yōu)質(zhì)材料，使用較輕薄的爐襯，按經(jīng)驗(yàn)值選，爐頂爐襯厚

33、度見(jiàn)下表:表 2-1 爐頂爐襯厚度噸位/t40/mm230300350對(duì) 80t 電弧爐取 350mm。爐壁部位厚度見(jiàn)下表：表 2-2 爐壁部位厚度噸位/t40工作層/mm230345460絕熱層/mm757575爐底部位總厚度近似等于熔池深度對(duì) 80t 電弧爐爐壁厚度取工作層 460mm，絕熱層 75mm，爐底厚度 1021mm，爐壁厚度為 壁=460+75=535mm。2.1.5 爐殼及厚度 z的確定爐殼要承受爐襯和爐料的重量，抵抗部分襯磚在受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生的膨脹力，承受裝料時(shí)的撞擊力。爐殼厚度一般為爐殼直徑的 1/200，即 z=殼200爐殼厚度與爐殼直徑的關(guān)系見(jiàn)下表：表 2-3 爐殼厚度

34、與爐殼直徑的關(guān)系D殼/mz/mm12151520252830因 D=5.105m，故 D殼6m，因 z與爐殼直徑 D 殼的關(guān)系為，取1200z=30mm，則：D殼=D熔+2壁+2z=5.305+20.535+20.03=6.435m2.1.6 工作門(mén)和出鋼口 現(xiàn)代電弧爐只設(shè)一個(gè)工作門(mén)，用于加料，爐前操作和觀(guān)察情況。爐門(mén)應(yīng)該滿(mǎn)足以下的要求：(1)能清楚看見(jiàn)爐內(nèi)的爐料，爐頂中心，并便于觀(guān)察爐內(nèi)情況；(2)能方便的修補(bǔ)爐壁和爐底；(3)熔煉過(guò)程中，電極折斷時(shí)能將電極從爐門(mén)取出；(4)方便噴吹爐料和氧氣。爐門(mén)尺寸的經(jīng)驗(yàn)值： 爐門(mén)寬度 l(0.25-0.3)D熔1.326m爐門(mén)高度 b0.8l1.061

35、m為了密封，門(mén)框應(yīng)向內(nèi)傾 8 12。2.2 偏心底出鋼箱的設(shè)計(jì)（1）出鋼箱內(nèi)口與中心夾角 出鋼箱內(nèi)口與中心夾角 的大小直接影響箱體內(nèi)鋼水的流動(dòng)性，從而影響鋼水的溫度。在一定范圍內(nèi)， 越小，出鋼箱內(nèi)鋼水流動(dòng)性越差，其與爐子中心溫度差越大，一般情況下，出鋼箱溫度比爐子中心的溫度低 5080，如果過(guò)低會(huì)造成出鋼時(shí)箱體內(nèi)仍有固體冷塊料和未熔渣料，出鋼時(shí)會(huì)堵塞出鋼口造成事故。因此出鋼箱內(nèi)口和中心夾角 要確保鋼水流動(dòng)性好，鋼水溫差小。=100時(shí)鋼水在出鋼箱的流動(dòng)性最好?？紤]到弧形架對(duì)爐底的支撐，80t 超高功率電弧爐的 取 112。（2）出港口到爐子中心的距離偏心度 E出鋼口位置的確定應(yīng)該考慮填料方便，便

36、于檢修。如果出鋼口到爐子中心距離偏心度 E 過(guò)大，則出鋼口到爐子中心的距離越遠(yuǎn)，箱內(nèi)鋼液的溫度與爐內(nèi)的鋼液的溫度差越大。因此，在填料、維修方便的前提下，偏心度越小越好?？紤]到出鋼口填料方便，出鋼口到爐體中心的距離為：E=D殼/2+（350400）=3573mm（3）出鋼箱遠(yuǎn)離中心內(nèi)測(cè)距離爐子中心的距離 L當(dāng)爐壁厚度 S 為 535mm 時(shí)有 L=E+S=3573+535+600=4708mm。（4）出鋼傾翻角 和出鋼箱高度取出鋼最大傾角為 14，則：=14=arcos(7174-h4-1000)/(7174-1021),所以 h4=204 mm。這是新砌爐的最大傾翻角，由于爐內(nèi)溫度與出鋼箱溫度

37、不等，爐子后期，爐底耐火材料的侵蝕會(huì)比出鋼箱嚴(yán)重，后期爐子的最大傾角壁 初期要大，但不會(huì)大于 =arcos(7174-204)/7174=14。即爐體最大傾角為 14。出鋼箱的高度為箱底爐襯厚度及箱底鋼板厚度（38mm）共 1000mm，鋼液高度 838mm，安全高度 1400mm，三者之和為 3238mm。（5）出鋼口直徑出鋼口為一個(gè)圓形孔洞，其直徑一半為 120150mm，為縮短出鋼時(shí)間，取出鋼口直徑為 200mm。80t 超高功率電弧爐各部分尺寸列于表 3-4，設(shè)定值見(jiàn)表 3-5。表 2-4 80t 超高功率電弧爐各部分尺寸項(xiàng)目尺寸/mm項(xiàng)目尺寸/mm熔池容積 V池12.88 m3爐襯工

38、作層厚度460熔池直徑 D5105爐襯絕熱層厚度75熔池深度 H1021爐底厚度1021球冠部分高度 h1204爐殼厚度 z30截錐部分高度 h2817爐殼直徑 D殼6435球冠直徑 d3471爐門(mén)寬度 L1326熔煉室直徑 D熔5305爐門(mén)高度 b1061熔煉室高度 H12144出鋼口直徑200爐頂高 h3663出鋼箱內(nèi)口與中心夾角112熔煉室上緣直徑 D15714偏心度 E3573爐壁襯磚厚度 350出鋼傾翻角 14表 2-5 80t 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12.88 m3爐襯工作層厚度460熔池直徑 D5100爐襯絕熱層厚度75熔池深度

39、H1020爐底厚度1020球冠部分高度 h1210爐殼厚度 z30截錐部分高度 h2820爐殼直徑 D殼6440球冠直徑 d3470爐門(mén)寬度 L1330熔煉室直徑 D熔5300爐門(mén)高度 b1060熔煉室高度 H12150出鋼口直徑200爐頂高 h3660出鋼箱內(nèi)口與中心夾角112熔煉室上緣直徑 D15720偏心度 E3580爐壁襯磚厚度 350出鋼傾翻角 142.3 電弧爐變壓器功率和電參數(shù)的確定2.3.1 確定變壓器的功率由熔化時(shí)間來(lái)計(jì)算變壓器功率；熔化期長(zhǎng)短主要是由供電功率來(lái)確定。變壓器的功率由以計(jì)算式來(lái)求：P視=110 3.32殼式中：P視變壓器視在功率，KVA；D殼爐殼直徑，m； 額定

40、裝入量的熔化時(shí)間，h，取 40min，即 0.683h。則 P視=77867KVA，取變壓器視在功率為 80000KVA，即 80MVA。2.3.2 電極直徑的確定d電極=式中：I電極上的電流強(qiáng)度，A；石墨電極 500時(shí)的電阻系數(shù)，1010-4/cm；k系數(shù)，石墨電極取 2.1w/cm。其中 I=41026A1000視31000 800003 650最高二次電壓 U=1515=646V650V3視380000計(jì)算地 d電極=688mm700mm由所得的電極上的電流強(qiáng)度 I 可得出電流密度I/S=41026/（/45050）=21A/cm2。故選取的電極直徑是合理的。不同尺寸的電極 I/S 值見(jiàn)

41、表：表 2-6 電極 I/S 值d電極/mm450500550600700I/S（A/cm2）192718271726172517252.3.3 電極心圓的尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)：若三個(gè)電極靠的很近，則電弧爐墻較遠(yuǎn)，對(duì)爐墻壽命有利，但爐坡上爐料熔化困難，熔池加熱不均勻，且爐頂中心的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很難保證，此時(shí)電極把持器上下移動(dòng)也困難，當(dāng)電極心圓較大時(shí)，電弧靠近爐墻，爐墻的損耗要加劇，因此電極直徑與熔池溶液面直徑有關(guān)。電極心圓直徑的經(jīng)驗(yàn)值為：d三極心=（0.250.3）D所以 d 三極心=0.3D=0.35105=1531mm表 2-7 變壓器功率及電參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)P視80MVAd直700mmU650VI

42、/S21A/cm2I41026Ad三極心1531mm2.4 水冷掛渣爐壁設(shè)計(jì)由于電弧爐的高功率化，使?fàn)t內(nèi)熱負(fù)荷急劇增加，爐內(nèi)熱量分布不均勻加劇，從而使?fàn)t壁壽命大大降低，利用水冷掛渣爐壁來(lái)解決上述問(wèn)題，對(duì)于超高功率電弧爐爐壁熱量很高，故選用管式水冷掛渣爐壁，其特點(diǎn)如下：1）一定厚度的此爐壁可以抗擊爐料撞擊或者爐料搭接打弧，以及吹氧不當(dāng)造成的過(guò)熱；2）具有很好的掛渣能力；3）采用分離式爐殼，易于拆卸更換。水冷掛渣爐壁各基本參數(shù)確定的主要依據(jù)是爐子工作條件下通過(guò)爐壁所傳出的熱量大小。水冷爐壁應(yīng)確定幾個(gè)參數(shù)：水冷壁的熱流，水冷爐壁的面積，冷卻水流量，流速，冷卻水通道的尺寸（冷卻水管直徑） ；還有計(jì)算過(guò)

43、程中所需要的對(duì)流換熱系數(shù)，綜合傳熱系數(shù)和最大熱流等參數(shù)值.（1）電弧爐爐壁的熱流：電弧爐爐壁承受的熱流主要來(lái)自電弧輻射熱，其大小與電弧功率、電弧和爐壁間距等因素有關(guān)。冷熱點(diǎn)處單位面積上電弧輻射功率的計(jì)算式如下：q熱點(diǎn) = +0.91221(1 )22 + （1 + + 2）32q冷點(diǎn) = +0.91221(1 + )22 （1 + 2）32式中 PH平均每相電弧功率，其值為cosP/30.780000/318666.7KW R熔池面半徑，其值為 2.5525m， K三電極極心圓與熔池直徑之比，其值為 1.5315/5.1050.3經(jīng)計(jì)算得，q熱點(diǎn)381.06kW/m2，q冷點(diǎn) 206.17kW

44、/m2（2）冷卻水流量計(jì)算根據(jù)電弧爐水冷爐壁的熱流全部被冷卻水吸收的熱平衡關(guān)系得qS=G(t0-t1)2式中：q爐壁熱流，kJ/m2h S水冷爐壁的受熱面積，33m2 G冷卻水的流量，t/h 水的熱容，4190kJ/kg2 t0出水溫度 t1進(jìn)水溫度故 G =qsCPH2O(t0-t1)=381.06360033（419015）=720t/h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381.06kW/m2，可選用管式水冷爐壁，水速定為 2.0 m/s。（3）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= u360042支式中：u冷卻水速，2.0 m/s 水

45、的密度，1000kg/m3 NS 面積分為 N 塊，取 10。計(jì)算得 d支=0.113 m（4）平衡掛渣厚度平衡掛渣厚度可用下式計(jì)算：Ls=-1 01式中：水在平均溫度為 30時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)，0.598W/m，F(xiàn)e44.99 W/m，s3.48 W/m，LFe為水冷管壁厚度，取 10 mm。Re=1.02.00.113/1.4710-6153741。Fe=0.023Re0.8Pr0.4=0.0231537410.87.060.40.598/0.113=3752.36 W/m計(jì)算得 Ls=-s= 1 011250 3038106013752.360.0149.443.48=0.010m（5）綜合傳

46、熱系數(shù)水冷爐壁的綜合傳熱系數(shù) U：U = =2046.10W/m 11+ 113752.36+0.0144.99U1=381060/450846.8 W/m2 0式中：t2水冷管外表溫度，t2U1,該水冷爐壁運(yùn)行安全可靠（6）臨界熱流量與最大熱流量臨界熱流量與最大熱流量可用如下公式計(jì)算q臨Fe(tWtH2O)3752.36（100-30）262665.2 W/m2qmax=3.194106u1/34800(tWtH2O)u1/31.74107 W/m2（7）水冷爐蓋計(jì)算采用超高功率電弧爐冶煉，為了延長(zhǎng)爐蓋的使用壽命，采用水冷爐蓋，該爐蓋由上下兩層鋼板焊接而成，上薄下厚，其厚度各為 20mm，3

47、0mm，水冷層厚度為 200mm。內(nèi)襯掛渣鉚釘為 20mm。爐蓋直徑的確定：Dg=D殼+2式中：Dg水冷爐蓋直徑；D殼熔化室直徑；添加系數(shù)，其值為 200mm。Dg=6.345+20.2=6.745爐蓋上開(kāi)五個(gè)孔，其中三個(gè)為電極孔，一個(gè)為高位料倉(cāng)加料孔，另一個(gè)為排塵孔。后兩個(gè)孔的直徑為 45mm，爐蓋圈的高度為 300mm，環(huán)形凸圈的高度定為 60mm，寬度也定為 60mm，爐蓋上還焊有 6 根拉筋，起加固爐蓋作用。3 電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡3.1 物料平衡計(jì)算3.1.1 熔化期的物料平衡（1）計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù)有冶煉鋼種及其成分表(31)，原材料成分（32）爐料中元素?zé)龘p率（表 33）被

48、爐料帶入的（表 34）等其他數(shù)據(jù)表 3-1 冶煉鋼種及其成分鋼種化學(xué)成分%1Cr17Ni7C0.15Mn2.00Si1.00P0.035S0.030Ni6.008.00Cr16.0018.00注：分母系計(jì)算時(shí)的設(shè)定值，取其成分中限表 3-2 爐料中元素?zé)龘p率成分CSiMnPS熔化期2540，取 307095，取 856070，取 654050，取 45可以忽略燒損 率（%）氧化期0.06全部燒損200.0152530，取 27注： 按末期含量取 0.06%；按末期含量取 0.015%表 3-3 原材料成分%名稱(chēng)CSiMnPSCrAlFeH2O灰分揮發(fā)分碳素廢鋼0.180.250.550.030

49、.03余量FeMn6.600.5067.800.2300.13024.74FeSi73.000.500.0500.0302.5023.92Si Mn1.6520.5063.200.0650.04514.54Fe Cr4.350.400.0350.04567.3027.87Al1.50焦炭81.500.5812.405.52電極99.001.00名稱(chēng)SCaOSiO2MgOAlO3CaF2Fe2O3CO2H2OP2O5石灰0.0688.002.502.600.504.640.100.10螢石0.100.305.500.6088.01.501.500.90鐵礦石0.081.305.750.3089.

50、771.200.15火磚塊0.5560.800.601.25高鋁磚1.256.400.120.88鎂砂4.103.6589.501.90焦炭灰分4.4049.700.9518.550.15電極灰分8.91057.800.10（2）物料平衡的基本項(xiàng)目收入項(xiàng)有：廢鋼、焦炭、石灰、螢石、電極、爐襯鎂磚、爐頂高鋁磚、鐵合金、火磚塊、氧氣、空氣。支出項(xiàng)有：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵、焦炭中的揮發(fā)分。計(jì)算步驟.以 100Kg 金屬爐料為基礎(chǔ)，按工藝階段熔化期、氧化期分別進(jìn)行計(jì)算，然后匯成總物料平衡表。（3）計(jì)算步驟。以 100 Kg 金屬爐料（廢鋼）為基礎(chǔ)，按工藝階段分別進(jìn)行計(jì)算，然后會(huì)總成物料平衡表。第

51、一步：熔化期計(jì)算表 3-4 其他數(shù)據(jù)名稱(chēng)參數(shù)配碳量熔化期脫碳量電極消耗量爐頂高鋁磚消耗量爐襯鎂磚消耗量熔化期和氧化期需氧量氧氣純度和利用率焦炭中碳的回收率碳氧化產(chǎn)物煙塵量比鋼種規(guī)格中限高0.16%，即達(dá)0.26%30%，即0.26%30%=0.078kg4t/kg（金屬料）：其中熔化期占75%；氧化期占25%1.3t/kg（金屬料）：其中熔化期占60%；氧化期占40%3.5t/kg（金屬料）：其中熔化期占57%；氧化期占43%50%來(lái)自O(shè)2，其余50%來(lái)自空氣和礦石99%，余者為N2，氧利用率90%75%（均指配料用碳）均按70%生成CO，30%生成CO2考慮按8.5kg/t（金屬料）考慮1）

52、確定物料消耗量：A. 金屬料配入量。以 100Kg 金屬爐料（廢鋼）為基礎(chǔ)，不足碳量用焦炭來(lái)配。結(jié)果列入表 3-5。原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表 31 和 34。B 其他原料消耗。為了提前造渣脫磷，先加入一部分石灰（20Kg/t 金屬料）和礦石（10kg/t 金屬料） 。爐頂、爐襯和電極消耗量見(jiàn)表 3表 35 爐料配入量配料成分/kg名稱(chēng)用量/kgCSiMnPSFe廢鋼1000.1800.2500.5500.0300.03098.960焦炭0.1310.080合計(jì)100.1310.2600.2500.5500.0600.03098.960碳燒損率 25%。2）確定氧氣和空氣的消耗量：耗氧項(xiàng)包括爐料中元素的氧化

53、，焦炭和電極中碳的氧化，而礦石則帶來(lái)部分氧，石灰中 CaO 被自身 S 還原出部分氧。前后二者之差為所需凈氧量 1.409Kg 見(jiàn)表 36表36凈耗氧量的計(jì)算項(xiàng)目名稱(chēng)元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量/kg耗氧量/kg供氧量/kg（C）CO0.2630%70%=0.0550.073C（C）0.2630%30%=0.0.06CO20231Si（Si）（SiO2）0.2585%=0.2130.243Mn（Mn）（MnO）0.5565%=0.3580.208P（P）（P2O5）0.0345%=0.0140.018（Fe）（FeO）98.962%15%=0.2970.085爐料中元素的氧化Fe（Fe）（Fe2O3

54、）98.962%85%=1.6820.721合計(jì)2.6421.409（C）CO0.1310.81525%70%=0.0190.025焦炭中碳的氧化C（C）CO20.1310.81525%30%=0.0080.021（C）CO475%99%70%=0.2080.277電極中碳的氧化C（C）CO2475%99%30%=0.0890.238耗氧項(xiàng)合計(jì)2.016礦石Fe2 O3Fe2O3=2Fe+ 3/2O210.897748/60=0.269供氧項(xiàng)石SCaO+S= 20.06%16/32灰CaS+O=0.0006合計(jì)0.270凈耗氧量2.016-0.270=1.746令鐵燒損 2%，其中 80%生成

55、 Fe2O3成為煙塵的一部分；20%成渣，在這20%中，按 3：1 分別生成 FeO 和 Fe2O3。根據(jù)表 3-4 的規(guī)定，應(yīng)由氧氣供給的氧為 2.01650%1.008Kg?？諝鈶?yīng)供氧 0.738Kg，由此計(jì)算氧氣和空氣的消耗量。見(jiàn)表 37。表37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N22.01650%/氧利用率=2.01650%/90%=1.12（1.12/99%）1%=0.0111.12-0.270=0.85（0.595m3）1.12（77/23）=3.750（3.000m3）=1.12+0.0113=1.131=0.85+3.750=4.600（3.

56、595m3）上述（1）（2）便是熔化期的物料收入量。3）確定爐渣量：爐渣源于爐料中的 Si，Mn，P，F(xiàn)e 等元素的氧化產(chǎn)物，爐頂和爐襯的損蝕，電極中的灰分以及加入的各種溶劑。結(jié)果見(jiàn)表 38。表38 熔化期渣量的確定成渣組分/kg名稱(chēng)消耗量/kgCaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3P2 O5CaS合計(jì)Si0.2130.4560.456Mn0.3580.4620.462P0.01350.0310.031爐料中元素的氧化Fe0.3960.3820.1410.523爐頂0.0780.0010.005略0.0710.0010.078爐襯0.2000.0080.0070.1790.002

57、0.0040.200焦炭0.1310.0010.0080.0040.0030.016電極0.30略0.0略0.00.00002013礦石1.0000.0130.0580.0030.015（0.898）0.0020.0020.093石灰2.0001.7580.0500.0520.0300.0100.0020.0021.904合計(jì)1.7810.5860.2340.1230.4620.3820.1590.0350.0043.766質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%47.2615.566.213.2712.2710.144.220.930.11100.004）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C、

58、Si、Mn、P、和 Fe 的燒損量+焦炭配入的碳量100+0.8977（562）/（562+163）-2.642+0.08=98.066kg。5）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)算氣態(tài)產(chǎn)物/kg項(xiàng)目COCO2N2H2OH2揮發(fā)物合計(jì)爐料中碳的氧化0.1270.0860.213焦炭 帶入0.0870.0570.0020.0140.160電極帶入0.4850.3270.812礦石帶入0.0120.012石灰

59、帶入0.0930.0020.095氧氣帶入0.0110.011空氣帶入3.7500.0473.797游離氧氣參與反應(yīng)0.1960.3080.504H2O參-0.09810.154-0.0630.0070與反應(yīng)合計(jì)0.7971.0253.76100.0070.0145.604質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%14.2218.2967.110.120.25100.006）確定鐵的揮發(fā)量：由表 3-6 的設(shè)定，鐵的揮發(fā)量為98.962%80%1.583Kg。3）+4）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10091.37

60、金屬98.06689.95電極0.3000.12爐渣3.7663.45礦石1.0000.91爐氣3.2074.91焦炭0.1310.12鐵的揮發(fā)1.5831.45石灰2.0001.83爐頂0.0780.07爐襯0.2000.18氧氣1.1311.03空氣4.6004.20生鐵102.29合計(jì)109.440100.00合計(jì)109.019100.00注：計(jì)算誤差（109.440-109.019）/109.44100%0.39%3.1.2 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