年產(chǎn)720萬(wàn)噸煉鋼廠(chǎng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、第 1 頁(yè)西安建筑科技大學(xué)西安建筑科技大學(xué) 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文）題 目學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)院（系）專(zhuān) 業(yè)指導(dǎo)教師時(shí) 間年 月 日第 I 頁(yè)年產(chǎn)年產(chǎn) 720720 萬(wàn)噸連鑄坯的轉(zhuǎn)爐萬(wàn)噸連鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)： 冶金工程姓 名： 焦光普指導(dǎo)老師： 巨建濤設(shè)計(jì)總說(shuō)明為了將更深入的熟悉煉鋼廠(chǎng)，熟練掌握煉鋼工藝流程，并明確煉鋼過(guò)程的原料、設(shè)備、操作及物料的運(yùn)輸，在此做了年產(chǎn) 720 萬(wàn)噸連鑄坯煉鋼廠(chǎng)設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)是在在轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡和熱平衡及各種消耗指標(biāo)計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)煉鋼車(chē)間的主要設(shè)備參數(shù)包括 300t 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐和氧槍、連鑄機(jī)和精煉設(shè)備等進(jìn)行了計(jì)算和選擇，進(jìn)行

2、了復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間工藝布置和生產(chǎn)組織及人員初步編制。根據(jù)國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中鋼種要求，以 Q235A 作為代表進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇 LF 作為爐外精煉設(shè)備，進(jìn)行全連鑄生產(chǎn)。最終確定如下的的工藝流程：鐵水預(yù)脫硫處理轉(zhuǎn)爐煉鋼LF 精煉連鑄.編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，并繪制出轉(zhuǎn)爐爐型圖、車(chē)間平面布置圖和車(chē)間剖面圖各一張，并完成專(zhuān)題論文研究一篇。關(guān)鍵詞：復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，煉鋼，連鑄，工藝設(shè)計(jì)，物料平衡與熱平衡第 II 頁(yè)A Process Design of BOF Steelmaking Plant with An Annual Productivity of 7.2 mt Continuous

3、Casting BilletSpeciality： Metallurgical Engineering Name： Jiao GuangpuInstrctor： Ju Jiantao Design DescriptionTo know The steel mill better and have a good command of steel making process,A design for a steel mill which has a production of 7,200,000 ton continuously cast product is worked out.That a

4、lso helps a better understanding of the materials，equipment，operation in steel making process。Based on calculation of material balance in the converter steelmaking and thermal balance and a variety of consumption indicators, main equipments including 300t converter and its auxiliary equipments are d

5、esigned. Casters and refining equipments were planned. Also converter workshop process layout were given，and the organization of production and personnel scheduling are roughly arranged. With the development trend of converter steelmaking technology at home and abroad, combination with the requireme

6、nts of introduction. As representatives in the design of Q235A, LF refining is selected to fulfill continuous casting. Finally ,the following process flow chooses as：Pretreatment BOFLFCC. Finally, a design instruction, a furnace drawing, a workshop section drawing and a workshop layout drawing are s

7、ubmitted. And a research paper is completed too.Key Words: Combined-Blown Converter，Steelmaking，continuous casting ，Mass Balance and Thermal Equilibrium，Process Design第 III 頁(yè)目錄目錄1 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì).11.1 煉鋼車(chē)間生產(chǎn)工藝流程.11.2 煉鋼車(chē)間產(chǎn)品規(guī)劃（產(chǎn)品大綱）.21.3 煉鋼車(chē)間組成.22 煉鋼廠(chǎng)總體工藝規(guī)劃煉鋼廠(chǎng)總體工藝規(guī)劃.42.1 車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量與座數(shù)的確定.42.2 主

8、廠(chǎng)房工藝布置.42.2.1 原料跨間布置.42.2.2 爐子跨間布置.52.2.3 澆注跨設(shè)計(jì).52.2.4 切割出坯跨.62.3 原材料的供應(yīng)與設(shè)備.62.3.1 鐵水供應(yīng)系統(tǒng).62.3.2 散裝料、合金、廢鋼供應(yīng)系統(tǒng).72.3.3 氧氣的供應(yīng)及設(shè)備.92.3.4 底吹氬氣的供應(yīng)及設(shè)備.93 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡與熱平衡頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡與熱平衡.103.1 物料平衡計(jì)算.103.1.1 原始數(shù)據(jù).103.1.2 物料平衡基本項(xiàng)目.123.1.3 計(jì)算步驟.123.2 熱平衡計(jì)算.203.2.1 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù).203.2.2 計(jì)算步驟.214 轉(zhuǎn)爐爐型及氧槍設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐爐型及氧槍設(shè)

9、計(jì).244.1 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì).24第 IV 頁(yè)4.1.1 轉(zhuǎn)爐爐型選擇.244.1.2 爐型主要參數(shù)的確定.244.1.3 轉(zhuǎn)爐爐襯的設(shè)計(jì).284.1.4 爐體支撐結(jié)構(gòu).294.1.5 傾動(dòng)機(jī)構(gòu).304.2 氧槍設(shè)計(jì).304.2.1 噴頭設(shè)計(jì).304.2.2 槍身設(shè)計(jì).314.2.3 底部供氣元件的選取與設(shè)計(jì).355 轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉工藝設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煉鋼冶煉工藝設(shè)計(jì).365.1 主要原材料的技術(shù)要求.365.1.1 金屬爐料.365.1.2 造渣材料.365.1.3 氣源.375.2 轉(zhuǎn)爐工藝制度.375.2.1 裝料制度.375.2.2 供氧制度.375.2.3 造渣制度.385.2.4 溫度控制.

10、405.2.5 終控制和出鋼.415.3 脫氧合金化.415.4 連鑄.426 車(chē)間主體設(shè)備選型車(chē)間主體設(shè)備選型.436.1 鐵水供應(yīng)設(shè)備.436.1.1 混鐵車(chē).43考慮定期檢修的因素，取混鐵車(chē)數(shù)量為考慮定期檢修的因素，取混鐵車(chē)數(shù)量為 2020 臺(tái)。臺(tái)。.446.2 廢鋼工段.446.3 鋼包及鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái).456.3.1 鋼包容量的計(jì)算.456.3.2 鋼包的數(shù)量.47第 V 頁(yè)6.4 渣罐與渣罐車(chē).476.4.1 渣罐的選擇.476.4.2 渣罐數(shù)量的確定.486.4.3 渣罐車(chē)的選擇.486.5 起重機(jī)選型.486.6 連鑄機(jī)設(shè)備與選型.496.6.1 連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù).496.6.

11、2 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的確定.516.7 中間包及其載運(yùn)設(shè)備.536.7.1 中間包容量的確定.536.7.2 中間包參數(shù)的確定.546.7.3 中間包車(chē).546.8 結(jié)晶器的設(shè)計(jì)和選用.556.9 二次冷卻裝置.567 煙氣凈化系統(tǒng)及回收系統(tǒng)煙氣凈化系統(tǒng)及回收系統(tǒng).577.1 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì).577.1.1 煙氣特征.577.1.2 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化方法的選擇.587.1.3 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化工藝設(shè)計(jì).587.1.4 煙氣凈化系統(tǒng)的主要設(shè)備.597.2 資源綜合利用.597.2.1 是資源再利用.597.2.2 轉(zhuǎn)爐固體廢棄物的再利用.607.2.3 轉(zhuǎn)爐氣體廢棄物的再利用.608 車(chē)間工藝布置車(chē)

12、間工藝布置.618.1 主廠(chǎng)房布置.618.2 原料跨布置及主要尺寸.618.3 爐子跨布置及尺寸.628.4 出鋼精煉跨布置.678.5 澆注跨布置.679 車(chē)間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)車(chē)間主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo).70第 VI 頁(yè)10 生產(chǎn)組織與人員編制生產(chǎn)組織與人員編制.7111.專(zhuān)題論文專(zhuān)題論文.75參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).85致謝致謝.86第 VII 頁(yè)第 1 頁(yè)1 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)1.1 煉鋼車(chē)間生產(chǎn)工藝流程煉鋼車(chē)間生產(chǎn)工藝流程復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼是從轉(zhuǎn)爐爐頂吹氧的同時(shí)又向爐底吹入不同氣體進(jìn)行吹煉的轉(zhuǎn)爐煉鋼方法。這是在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法和氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法兩種方法(簡(jiǎn)稱(chēng)頂吹法和底吹法)的

13、基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種方法。它發(fā)揮了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和氧氣底吹轉(zhuǎn)爐兩種煉鋼方法的優(yōu)點(diǎn)，從而在一定程度上彌補(bǔ)了這兩種方法的不足之處。復(fù)吹方法的吹煉特點(diǎn)是：從煉鋼熔池上部通過(guò)頂吹氧槍供應(yīng)煉鋼主要用氧，同時(shí)從埋入爐底的噴嘴將氧或惰性氣體，有時(shí)伴之必要的粉劑吹入熔池，以增強(qiáng)熔池的攪拌和相應(yīng)的冶金反應(yīng)。 頂吹和底吹方法可作互相補(bǔ)充的主要冶金特點(diǎn)分別是：頂吹法熔池上下溫差大，渣中 FeO 高，易于發(fā)生噴濺；脫碳反應(yīng)在泡沫渣內(nèi)進(jìn)行；通過(guò)調(diào)節(jié)氧槍位置，能將爐內(nèi)部 CO 燃燒成 CO2，可適當(dāng)提高廢鋼比；頂吹法冶煉超低碳鋼困難，過(guò)氧化現(xiàn)象嚴(yán)重。底吹法則具有攪拌力遠(yuǎn)大于頂吹法，熔池內(nèi)溫差小；CO 燃燒率小，不生成泡沫渣

14、，前期脫磷較困難；熔池接近平衡狀態(tài)，過(guò)氧化程度低等特點(diǎn)。因此，近年來(lái)獲得迅速的發(fā)展，我國(guó)目前轉(zhuǎn)爐大多數(shù)采用頂?shù)讖?fù)吹。爐外精煉設(shè)備與工藝能完成的冶金功能如下：脫氣、脫氧、脫硫、清洗鋼液、脫碳、真空碳脫氧、調(diào)整鋼液溫度及成份。在各種爐外精煉技術(shù)中，RH 更適合低碳鋼種的精煉，能適應(yīng)于精煉低碳鋼種時(shí)鋼水的劇烈噴濺。采用何種生產(chǎn)設(shè)備因生產(chǎn)需要而定。在爐外精煉技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，防止鋼液二次氧化的技術(shù)也日益的以重視。20 世紀(jì) 50 年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)開(kāi)始用于工業(yè)，從 60 年代起連續(xù)鑄鋼得到普遍應(yīng)用和發(fā)展。世界各國(guó)連鑄的發(fā)展非常迅速，它是銜接煉鋼與軋鋼的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是鑄鋼技術(shù)的重大突破。連鑄技術(shù)的應(yīng)用，節(jié)

15、省了建廠(chǎng)投資、提高了鋼的成材率，從而降低了鋼材的成本；同時(shí)改善了勞動(dòng)條件，節(jié)省了能耗。本設(shè)計(jì)采用的工藝流程如下：高爐鐵水鐵水預(yù)脫硫處理轉(zhuǎn)爐爐外精煉LF連鑄第 2 頁(yè)1.2 煉鋼車(chē)間產(chǎn)品規(guī)劃（產(chǎn)品大綱）煉鋼車(chē)間產(chǎn)品規(guī)劃（產(chǎn)品大綱）車(chē)間年生產(chǎn)合格連鑄坯 720 萬(wàn)噸，生產(chǎn)鋼種及產(chǎn)量分配和代表鋼號(hào)的化學(xué)成分見(jiàn)下表：表 1-1 車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案鋼種代表鋼號(hào)年產(chǎn)量/萬(wàn)噸澆注方式比例/%碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A30低合金鋼16Mn720全連鑄70表 1-2 代表鋼號(hào)化學(xué)成分化學(xué)成分/%鋼號(hào)CSiMnPS碳素結(jié)構(gòu)鋼0.14-0.220.300.3-0.650.0450.050低合金鋼0.12-0.200.

16、2-0.61.2-1.60.0450.051.3 煉鋼車(chē)間組成煉鋼車(chē)間組成轉(zhuǎn)爐車(chē)間主要由以下幾部分組成，主廠(chǎng)房（包括原料跨，爐子跨，出鋼精煉跨，澆注垮，切割出坯跨）；廢鋼堆間及配料間，渣場(chǎng)，耐火材料倉(cāng)庫(kù)設(shè)備修葺場(chǎng)所，鐵合金倉(cāng)庫(kù)及散裝原料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施。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，監(jiān)測(cè)及計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫(kù)，機(jī)修間；水電氣供應(yīng)設(shè)施。通過(guò)在山西翼城鋼鐵公司的畢業(yè)實(shí)習(xí)考察學(xué)習(xí)，加上查找一些資料，主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)：1、煉鋼廠(chǎng)總體工藝規(guī)劃；2、轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計(jì)算；3、車(chē)間主體設(shè)備選型；4、車(chē)間工藝設(shè)計(jì)。5、車(chē)間人員組織和編制。本設(shè)計(jì)在做到設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的共同原則基礎(chǔ)上

17、，參考現(xiàn)行的國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)例，權(quán)衡各種有利于不利的因素，經(jīng)過(guò)計(jì)算、比較、借鑒，選擇而完成的。由于課本介紹較少，可供參考資料極缺，所做設(shè)計(jì)必有大量不足之處，請(qǐng)老第 3 頁(yè)師給與指正。第 4 頁(yè)2 煉鋼廠(chǎng)總體工藝規(guī)劃煉鋼廠(chǎng)總體工藝規(guī)劃2.1 車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量與座數(shù)的確定車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量與座數(shù)的確定生產(chǎn)規(guī)模：（由任務(wù)書(shū)給定）年產(chǎn) 720 萬(wàn)噸連鑄坯的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間。轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)確定：1）轉(zhuǎn)爐作業(yè)天數(shù)：94 % 。鋼水收得率：96% 。良坯收得率：99%。轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量用平均出鋼量表示，煉一爐鋼的平均時(shí)間為 37 分鐘。供氧時(shí)間：14min 二吹二2）年需鋼水量=720 99%=727

18、.7 萬(wàn)噸年出鋼爐數(shù)=236594%246037=26706（爐）3）每天最高出鋼爐數(shù)=年出鋼爐數(shù) 年作業(yè)時(shí)間=26706343=78（爐）平均爐產(chǎn)鋼水量=年產(chǎn)鋼水量 年出鋼爐數(shù)=767700026706=287.5 噸選定公稱(chēng)容量為 300T 轉(zhuǎn)爐 2 座，4）核算車(chē)間產(chǎn)量：3002670699%=793 萬(wàn)噸2.2 主廠(chǎng)房工藝布置主廠(chǎng)房工藝布置主廠(chǎng)房的設(shè)置包括原料跨、爐子跨、出鋼精煉跨、澆注跨、切割出坯跨。2.2.1 原料跨間布置原料跨間布置在原料跨內(nèi)主要完成兌鐵水、加廢鋼和轉(zhuǎn)爐爐前的工藝操作，在原料跨兩端布置鐵水和廢鋼工段。 高爐鐵水由混鐵車(chē)運(yùn)輸，采用 400 噸混鐵車(chē)，中途設(shè)鐵水預(yù)處理

19、站、倒灌站及倒渣間，鐵水經(jīng)處理后送至鐵水倒灌站，經(jīng)受鐵坑進(jìn)入鐵水包，經(jīng)鐵第 5 頁(yè)水包車(chē)送至原料跨待用，鐵水預(yù)處理站與倒渣間平行布置，鐵水預(yù)處理間設(shè)計(jì)在輔助跨。廢鋼由火車(chē)或汽車(chē)運(yùn)到主廠(chǎng)房外的廢鋼處理存放間，再由火車(chē)運(yùn)到廢鋼坑，用電磁盤(pán)吊車(chē)轉(zhuǎn)入廢鋼料斗，稱(chēng)量后待用。轉(zhuǎn)爐渣罐的轉(zhuǎn)運(yùn)方法：將渣罐車(chē)橫穿車(chē)間，到鋼渣跨進(jìn)行處理。2.2.2 爐子跨間布置爐子跨間布置爐子跨是氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間中廠(chǎng)房最高，結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和單位投資最多的跨間。設(shè)置轉(zhuǎn)爐、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)、散狀料供應(yīng)系統(tǒng)、加料系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、底吹氣系、煙氣凈化系統(tǒng)。 爐子跨設(shè)置平臺(tái)有：轉(zhuǎn)爐操作平臺(tái)、氧槍孔及料倉(cāng)溜槽平臺(tái)、高位料倉(cāng)平臺(tái)、稱(chēng)重料斗平臺(tái)和匯總料斗

20、平臺(tái)。轉(zhuǎn)爐操作平臺(tái)設(shè)在爐子跨中部。（1）橫向布置橫向布置是指跨間橫向柱列中心線(xiàn)之間的布置。應(yīng)使各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)置及其操作互不干擾；生產(chǎn)暢通。轉(zhuǎn)爐在橫向上的布置，應(yīng)靠近原料跨，轉(zhuǎn)爐中心線(xiàn)和靠近原料跨的廠(chǎng)房縱向柱列中心線(xiàn)的距離，既要保證原料跨的吊車(chē)順利的向轉(zhuǎn)爐兌鐵水和加廢鋼，又要在可能的條件下。盡量保持足夠大的距離，以便較好的布置氧槍升降機(jī)構(gòu)，保證氧槍的正常工作。煙罩和煙道皆沿跨間橫向朝爐后彎曲，一是便于氧槍和副槍穿過(guò)煙罩插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，而是有一個(gè)連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便，氧槍通道寬 1 米左右。 高位料倉(cāng)沿爐子跨縱向布置，在其頂部分配皮帶機(jī)或震動(dòng)管通道，布置在緊靠煙道后面，這樣煙道傾角較大，不易積

21、灰。 轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)在一個(gè)跨間，變壓器設(shè)置在轉(zhuǎn)爐之間，爐子跨兩側(cè)設(shè)置有合金料坑。2.2.3 澆注跨設(shè)計(jì)澆注跨設(shè)計(jì)澆注方式采用全連鑄，在連鑄跨內(nèi)安放中間包、結(jié)晶器、二冷段、拉矯機(jī)、切割機(jī)。在出坯跨中設(shè)置毛刺噴印設(shè)備、在線(xiàn)監(jiān)控和檢測(cè)設(shè)備、廢坯清除、精整設(shè)備和方坯熱運(yùn)輸設(shè)備。連鑄設(shè)備采用橫向布置，鋼水運(yùn)送距離短、物料流程合理，便于增加和第 6 頁(yè)擴(kuò)大連鑄機(jī)生產(chǎn)能力，把不同的作業(yè)分開(kāi)，各項(xiàng)操作互不干擾，適用于全連鑄車(chē)間。連鑄車(chē)間工藝布置的原則是：鋼水供應(yīng)方便、重視中間包的拆卸、修砌和烘烤以及對(duì)結(jié)晶器和二冷區(qū)扇形段的更換，對(duì)弧形設(shè)備設(shè)置專(zhuān)門(mén)作業(yè)區(qū)，留有適當(dāng)?shù)蔫T坯精煉區(qū)域，采用計(jì)算機(jī)控制。2.2.4 切割出坯跨

22、切割出坯跨采用火焰切割。進(jìn)行二次切割冷卻，火焰清理器，清理頭次清理后的殘余缺陷及切割后余渣等。2.3 原材料的供應(yīng)與設(shè)備原材料的供應(yīng)與設(shè)備2.3.1 鐵水供應(yīng)系統(tǒng)鐵水供應(yīng)系統(tǒng)1混鐵車(chē)供應(yīng)鐵水工藝流程：高爐混鐵車(chē)鐵水預(yù)處理站鐵水罐稱(chēng)量轉(zhuǎn)爐混鐵車(chē)兼有運(yùn)送和貯存鐵水的作用優(yōu)點(diǎn)：工藝上比混鐵爐少倒一次鐵水，熱損失少，運(yùn)輸過(guò)程比鐵水罐散熱少，保溫性能好。缺點(diǎn)：混鐵車(chē)容量因受到鐵路軌距和彎道曲率半徑的影響不能太大，因此存和混勻鐵水的作用不如混鐵爐。鐵水成分和溫度不像混鐵爐那樣均勻穩(wěn)定。2混鐵爐供應(yīng)鐵水工藝流程：高爐鐵水罐混鐵爐鐵水罐稱(chēng)量轉(zhuǎn)爐優(yōu)點(diǎn)：鐵水成分和溫度都較均勻，有利于組織生產(chǎn)，穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐操作。一般適

23、用于中小型車(chē)間。缺點(diǎn)：比混鐵車(chē)多倒一次鐵水，熱損失大，耗能，石墨析出污染環(huán)境。投資大。因所設(shè)計(jì)車(chē)間為年產(chǎn) 720 萬(wàn)噸大型車(chē)間，高爐離煉鋼車(chē)間較遠(yuǎn)，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，高爐鐵水成分和溫度較均勻，且設(shè)計(jì)有鐵水預(yù)處理系統(tǒng)，用混鐵車(chē)已經(jīng)能夠達(dá)到轉(zhuǎn)爐對(duì)鐵水溫度與成分的要求。而且用混鐵車(chē)可節(jié)省空間以便于鐵水預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)置，適用于大轉(zhuǎn)爐快節(jié)奏生產(chǎn)。經(jīng)比較本車(chē)間采用混鐵車(chē)供應(yīng)鐵水第 7 頁(yè)2.3.2 散裝料、合金、廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)散裝料、合金、廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)散狀料供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場(chǎng)，地面料場(chǎng)，由地面料倉(cāng)往主廠(chǎng)房的運(yùn)輸設(shè)備，高位料倉(cāng)及稱(chēng)量和加料設(shè)施。1 散狀料堆場(chǎng)（）車(chē)間自設(shè)單獨(dú)的散狀料堆場(chǎng)一般要求盡量靠近轉(zhuǎn)

24、爐，從而減少原料的倒運(yùn)和損耗，同時(shí)可以減少地面料倉(cāng)的容積。（）轉(zhuǎn)爐車(chē)間的原料場(chǎng)與煉鐵車(chē)間的原料場(chǎng)合并轉(zhuǎn)爐車(chē)間的原料場(chǎng)比煉鐵車(chē)間的小的多，兩者合并，可以充分利用煉鐵原料車(chē)間的卸車(chē)貯存設(shè)施。（）轉(zhuǎn)爐車(chē)間與石灰窖合用料場(chǎng)石灰窖一般靠近轉(zhuǎn)爐車(chē)間，石灰用量大，而礦石，螢石用量少，合用料場(chǎng)可以解決好多問(wèn)題。因?yàn)檐?chē)間距煉鐵車(chē)間和石灰窖均較遠(yuǎn)，本方案采用車(chē)間自設(shè)單獨(dú)的散狀料堆場(chǎng)。2 地面料倉(cāng)地面料倉(cāng)有地下式、地上式和半地下式三種。本方案采用地下式料倉(cāng)，可以節(jié)省空間有利于其他設(shè)備的配備安裝。從地面料倉(cāng)向高位料倉(cāng)供料從地面料倉(cāng)向高位料倉(cāng)供料方式有全膠帶運(yùn)輸和斗式提升機(jī)膠帶運(yùn)輸（1）全膠帶運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，運(yùn)輸量

25、大，安全可靠，連續(xù)供料，上料速度快。一般適用于大中型轉(zhuǎn)爐車(chē)間和總體布置不受限制的車(chē)間。 。缺點(diǎn)：占地面積大，投資大（2）斗式提升機(jī)膠帶運(yùn)輸優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，投資省缺點(diǎn)：供料能力小，供料不連續(xù)，適用于小型車(chē)間。本方案采用全膠帶運(yùn)輸。3 高位料倉(cāng)：因大型轉(zhuǎn)爐車(chē)間所需原料量大，需連續(xù)不間斷供料，所以用高位料倉(cāng) 高位料倉(cāng)臨時(shí)貯料，保證重力布料，向轉(zhuǎn)爐及時(shí)可靠的供料，保證轉(zhuǎn)爐第 8 頁(yè)正常生產(chǎn)，使之不因加料而影響正常冶煉。高位料倉(cāng)的布置分：共用料倉(cāng)，部分共用料倉(cāng)和獨(dú)用料倉(cāng)（1）共用料倉(cāng)優(yōu)點(diǎn)：料倉(cāng)數(shù)目少，停爐后能處理料倉(cāng)中剩余的石灰。缺點(diǎn)：稱(chēng)量及下部給料器的作業(yè)率太高（2）部分共用料倉(cāng)優(yōu)點(diǎn)：消除了料倉(cāng)下面

26、給料器作業(yè)負(fù)荷過(guò)高的缺點(diǎn)，停爐后能處理料倉(cāng)中剩余的石灰。轉(zhuǎn)爐兩側(cè)加料能保證成渣快，改善了對(duì)爐襯侵蝕的不均勻性。缺點(diǎn)：料倉(cāng)數(shù)目增加。（3）獨(dú)用料倉(cāng)優(yōu)點(diǎn)：使用的可靠性大缺點(diǎn)：料倉(cāng)數(shù)目增加，停爐后料倉(cāng)中剩余的石灰難處理本方案采用獨(dú)用料倉(cāng)，能使轉(zhuǎn)爐更有效的生產(chǎn)冶煉。4給料稱(chēng)量和加料設(shè)備（1）用電磁震動(dòng)給料器供料（2）稱(chēng)量 用電子成自動(dòng)稱(chēng)量（3）稱(chēng)量方式：集中稱(chēng)量和分散稱(chēng)量集中稱(chēng)量：幾個(gè)料倉(cāng)共用一個(gè)稱(chēng)量漏斗各種料疊加稱(chēng)量。特點(diǎn)：設(shè)備少，布置緊湊，中小型轉(zhuǎn)爐使用較多分散稱(chēng)量：每個(gè)料倉(cāng)配一個(gè)稱(chēng)量漏斗各種料單獨(dú)稱(chēng)量。特點(diǎn)：稱(chēng)量準(zhǔn)確便于操作控制，臨時(shí)補(bǔ)加料方便，大中型轉(zhuǎn)爐多采用。因?yàn)樵O(shè)計(jì)大型轉(zhuǎn)爐原料較多，為準(zhǔn)確

27、稱(chēng)量和平穩(wěn)冶煉，本方案采用分散稱(chēng)量。（4）設(shè)置匯總漏斗和設(shè)計(jì)加料溜槽匯總暫存坯料，集中一起加入散料以縮短加料時(shí)間5 鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)與散狀料供應(yīng)方式相同 鐵合金主要用于鋼水的脫氧和合金化。6 廢鋼供料系統(tǒng) 廢鋼間的布置方式 設(shè)置單獨(dú)的廢鋼間 用火車(chē)或汽車(chē)向料倉(cāng)或料斗卸入本廠(chǎng)或外來(lái)的廢鋼，按車(chē)重類(lèi)型不同分類(lèi)堆放，用磁盤(pán)吊車(chē)或大鉗向廢鋼漏斗裝入廢鋼，然后一專(zhuān)門(mén)料車(chē)運(yùn)送到加料跨。第 9 頁(yè)和加料跨端相連，在其一端設(shè)立廢鋼間，廢鋼間和加料跨的起重機(jī)軌道在同一水平線(xiàn)上，用火車(chē)或汽車(chē)向料倉(cāng)或料斗卸入廢鋼，用磁盤(pán)吊車(chē)或大鉗向廢鋼漏斗裝入廢鋼，裝滿(mǎn)廢鋼的料斗運(yùn)送到專(zhuān)門(mén)地點(diǎn)存放和稱(chēng)量，用廢鋼加料起重機(jī)吊運(yùn)廢鋼料斗

28、到轉(zhuǎn)爐附近，向轉(zhuǎn)爐加入廢鋼。本方案采用設(shè)置單獨(dú)的廢鋼間2.3.3 氧氣的供應(yīng)及設(shè)備氧氣的供應(yīng)及設(shè)備氧氣轉(zhuǎn)爐需用大量純度在 99%的工業(yè)純氧。 為了適應(yīng)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的要求，煉鋼的供氧系統(tǒng)一般由制氧機(jī)、加壓機(jī)、中壓儲(chǔ)氧罐、輸氧管、控制閘閥、測(cè)量?jī)x表及噴槍等主要設(shè)備組成。2.3.4 底吹氬氣的供應(yīng)及設(shè)備底吹氬氣的供應(yīng)及設(shè)備底吹采用中壓復(fù)吹、全程供氣、在吹氮?dú)庵?2/3 時(shí)間時(shí)切換成 Ar 氣源。底吹構(gòu)件細(xì)金屬管多孔塞型供氣元件，供氣強(qiáng)度設(shè)定為 0.3Nm/t min。底吹氣源為 N2、Ar，預(yù)留噴粉可能。第 10 頁(yè)3 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡與熱平衡頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼物料平衡與熱平衡3.1 物料

29、平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算3.1.1 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)基本的原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及成份、金屬料鐵水和廢鋼的成份、終點(diǎn)鋼水成份（表 3-1） ；造渣溶劑及爐襯等原料的成份（表 3-2） ；脫氧和合金化用鐵合金的成份極其回收率（表 3-3） ；其它工藝參數(shù)（表 3-4） 。本設(shè)計(jì)以冶煉 Q235A 為例進(jìn)行平衡計(jì)算。表 3-1 鋼種、廢鋼和終點(diǎn)鐵水的成份設(shè)定值 成 分/ %類(lèi) 別CSiMnPSQ235A 鋼設(shè)定值0.190.250.550.0450.050預(yù)處理鐵水設(shè)定值4.20.700.600.200.035廢鋼設(shè)定值0.180.250.550.0300.030終點(diǎn)鋼水設(shè)定值*0.14痕跡0.180.

30、0200.021注:C、Si按實(shí)際生產(chǎn)情況去??；Mn、P、S分別按鐵水中相應(yīng)成分含量的 30%、10%、60%留在鋼水中設(shè)定。第 11 頁(yè)表 3-2 原材料的成分成分類(lèi)別CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5SCO2H2OC灰分揮發(fā)分石灰882.52.61.50.50.10.064.640.1螢石0.35.50.61.601.5088.00.90.11.5輕燒白云石36.40.825.61.0036.2爐襯1.23.078.81.41.614焦炭0.5881.512.45.52表 3-3 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）成分回收率/%CSiMn AlPSFe硅鐵-73.0

31、0/750.50/802.50/00.05/1000.03/10023.92/100錳鐵6.60/90【1】0.50/7567.80/80-0.23/1000.13/10024.74/100注：110%的 C 與氧生成 CO2。表 3-4 其它工藝參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)名稱(chēng)參數(shù)終渣堿度%CaO/%SiO2=3.2渣中鐵損為渣量的 6%螢石加入量為鐵水量的 0.5%氧氣純度99%，其余為 N2輕燒白云石加為鐵水量的 2.5%爐氣中自由氧含0.5%（體積比）第 12 頁(yè)入量量爐襯蝕損量為鐵水量的 0.3%氣化中去硫量占總?cè)チ蛄康?1/3終渣（FeO）含量， （Fe2O3）=1.35(FeO)15%，而（Fe

32、2O3）/(FeO)=1/3，即（Fe2O3）=5%，(FeO)=8.25%金屬中（C）的氧化產(chǎn)物90%C 氧化成 CO，10%C 氧化 CO2煙塵量為鐵水量的 1.5%（其中 FeO 為 75%，F(xiàn)e2O3為 20%）噴濺鐵水為鐵水量的 1.0%廢鋼量由熱平衡計(jì)算得，廢鋼比為13.47%3.1.2 物料平衡基本項(xiàng)目物料平衡基本項(xiàng)目 表 3-5 物料平衡的基本項(xiàng)目收 入 項(xiàng)支 出 項(xiàng)鐵水鋼水廢鋼爐渣熔劑（石灰，螢石，輕燒白云石）煙塵氧氣渣中鐵珠爐襯損蝕爐氣鐵合金噴濺3.1.3 計(jì)算步驟計(jì)算步驟以 100kg 鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。 第一步：計(jì)算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。總渣量包括鐵水中元素

33、氧化，爐村蝕損和加入熔劑的成渣量。其各項(xiàng)成渣量分別列于表8-5表 8-7?？傇考捌涑煞秩绫?8-8 所示。第二步：計(jì)算氧氣消耗量。氧氣實(shí)際消耗量為消耗項(xiàng)與供入項(xiàng)之差，見(jiàn)表 8-9。第 13 頁(yè)表 3-6 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量耗氧量氧化產(chǎn)物量備注CCO4.0690%=3.6544.8728.526CCCO24.0610%=0.4061.0821.488SiSi(SiO2)0.7000.8001.500入渣MnMn(MnO)0.4200.1200.540入渣PP(P2O5)0.1800.2300.410入渣SSO20.0141/3=0.0050.0050.010S

34、(S)+(CaO)=(CaS)+(0)0.0142/3=0.009-0.005 【1】0.021入渣Fe(FeO)0.91556/72=0.7110.2030.915入渣FeFe(Fe2O3)0.600112/160=0.4200.1550.517入渣合計(jì)6.4477.462成渣量3.913注：【1】由CaO還原S出的氧量，其中消耗的CaO量=0.00956/32=0.016kg。表 3-7 爐襯蝕損的成渣量成渣組分（kg）氣態(tài)產(chǎn)物（kg）耗氧量（kg）爐襯蝕損量（kg）CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CCOCCO2CCOCCO20.3（據(jù)表 3-4）0.0040.0090.2360.

35、0040.0050.0880.0150.062合計(jì)0.2580.1030.062表 3-8 加入熔劑的成渣量成渣組分（kg）氣態(tài)產(chǎn)物（kg）類(lèi)別加入量（kg）CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H20CO2O2螢石0.5（據(jù)表0.0020.003 0.0280.0080.0080.0050.0010.4400.005第 14 頁(yè)3-4）輕燒白云石2.5 據(jù)表（3-4）0.9100.64 0.0200.0250.905石灰5.10【1】2482. 40.132 0.1270.0720.0250.0050.007 0.0050.2370.002【3】合計(jì)5.3980.78

36、5 0.1850.1150.0350.0100.0080.4400.0101.1600.002成渣量7.298注：1石灰加入量計(jì)算如下：由表 3-123-14 可知，渣中已含（CaO）=-0.016+0.004+0.002+0.910=0.900kg; （SiO2）=1.500+0.009+0.028+0.020=1.557kg。因設(shè)定的終渣堿度 R=3.2；故石灰加入量R(SiO2)-(CaO)/(%CaO 石灰-R%SiO2石灰石)=（3.21.557-0.900）/(88%-3.22.5%)=5.10kg2為（石灰中 CaO 含量）-（石灰中 SCaS 自消耗的 CaO 量）=5.478

37、8%-0.006=4.482kg3由 CaO 還原 S 出的氧量，計(jì)算方法同表 3-6 之注。表 3-9 總渣量及其成分爐渣成分CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合計(jì)/%元素氧化成渣量（kg）1.5000.5402915. 03517. 00.4100.0214.337石灰成渣量（kg）4.482 0.127 0.132 0.0760.0250.0050.0075.208爐襯蝕損量（kg）0.004 0.009 0.236 0.0040.0050.258輕燒白云石成渣量（kg）0.910 0.020 0.640 0.025 1.595螢石成渣量（kg）0

38、.002 0.028 0.003 0.0080.008 0.4400.0050.0010.495總渣量 （kg）5.398 1.684 1.001 0.113 0.5400.9150.555 0.4400.4200.0291095.11%48.69 16.19 8.691.014.598.255.003.74 3.57 0.25100.00注：1總渣量計(jì)算如下；因?yàn)楸?3-9 中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣量為：5.398+1.684+1.001+0.113+0.540+0.440+0.420+0.029 =9.625kg，而終渣（FeO）=15%（表 3-9）故總渣量為 9.625/

39、86.75%=11.095kg。第 15 頁(yè)2（FeO）量=11.0958.25%=0.915kg。3（Fe2O3）量=11.0955%-0.027-0.005-0.008=0.517kg。表 3-10 實(shí)際耗氧量耗氧項(xiàng)（kg）供氧項(xiàng) （kg）實(shí)際氧氣消耗量（kg）鐵水中元素氧化耗氧量 （表 3-6） 7.462鐵水中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量（表 3-6） 0.005爐襯中碳氧化耗氧量（表 3-7） 0.062石灰中 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量 （表 3-8） 0.002煙塵中鐵氧化耗氧量（表 3-4） 0.34爐氣中自由氧耗氧量（見(jiàn)表3-11）0.067.924-0.007+

40、0.06=7.978合計(jì) 7.924合計(jì) 0.007第三步：計(jì)算爐氣量及其成分爐氣中含有 CO、CO2、N2、和 H2O。其中 CO 、CO2、SO2 和 H2O 可由表 8-68-8 查得，O2和 N2則由爐氣總體積來(lái)確定?，F(xiàn)計(jì)算如下：爐氣總體積 V： V= Vg+0.5% V+1/99.6(22.4/32Gs+0.5% V-Vx )V =50.987 . 099xsgVGV其中: VgCO、CO2、SO2、和 H2O 各組分總體積，m3。本計(jì)算中，其值為6.891+1.346+0.012+0.004=8.253m3Gs不計(jì)自由氧的氧氣消耗量，kg。本計(jì)算中其值為7.8641kg（見(jiàn)表 3-

41、10） ；Vx鐵水與石灰中的 S 與 CaO 反應(yīng)還原出的氧量，其質(zhì)量為0.007kg（見(jiàn)表 3-9） ，m3；得：V=8.350 m3計(jì)算結(jié)果列于表 3-31。表 3-11 爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量（kg）體積（m3）體積%CO8.6136.89182.53第 16 頁(yè)CO22.6441.34616.12H2O0.0100.0120.14SO20.0100.0040.05O20.060.0420.5N20.0690.0550.66合計(jì)11.418.350100注:爐氣中 O2的體積為 8.1340.5%=0.0268m，重量為 0.0268 32/22.4=0.038 kg 爐氣中 N2

42、系爐3氣總體積與其它成分的體積之差;重量為:0.022228/22.4=0.028kg第四步: 計(jì)算鋼水量。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；=100-6.447-1.50（75%56/72+20%112/160）-1.0-11.0956%=90.802kg據(jù)此可以編制進(jìn)入脫磷爐未加廢鋼時(shí)的物料平衡表 見(jiàn)表 3-12表 3-12 未加廢鋼的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100.0085.73鋼水90.8077.95石灰5.104.69爐渣11.109.5螢石0.500.43爐氣11.419.79輕燒白云石2.50 2.14噴濺1.00 0

43、.86爐襯0.30 0.26煙塵1.501.29氧氣7.98 2.68渣中鐵珠0.670.58合計(jì)116.38100.00合計(jì)116.48100.00注：計(jì)算誤差為（116.38-116.48）/116.38100%=-0.09%第五步：計(jì)算加入廢鋼的物料平衡。如同第一步中計(jì)算鐵水中元素氧化量一樣。利用已知的數(shù)據(jù)先確定廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（3-13） ，再將其與表 3-12 歸類(lèi)合并，遂得加入廢鋼的物料平衡表 3-14 和 3-14。表 3-13 廢鋼中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量第 17 頁(yè)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)入鋼中的量（kg）CCO

44、0.0040.0050.009（入氣）C【1】 CCO2 0.00050.00060.001（入氣）SiSi(SiO2)11.740.25%=0.0290.0340.063MnMn(MnO)15.570.37%=0.0580.0140.057PP(P2O5)11.740.01%=0.00120.0020.0032S(SO2)11.740.009%1/3=0.00040.00040.0008（氣）S(S)+(CaO)(CaS)+(O)11.740.009%2/3=0.0007-0.0040.002（CaS）合計(jì)0.07880.05211.64成渣量（kg）0.136 表 3-14 加入廢鋼的物料

45、平衡表（以 100kg 鐵水為基礎(chǔ)）項(xiàng)目重量（kg）%項(xiàng)目重量（kg）%鐵水100.0078.05鋼水90.80+11.74=102.4479.86廢鋼11.749.16爐渣11.10+0.14=11.248.76石灰5.14.00爐氣11.00+0.011=11.018.90螢石0.500.39噴濺1.000.8輕燒白云石2.501.95煙塵1.501.17爐襯0.300.23渣中鐵珠0.720.52氧氣7.9766.23合計(jì)128.12100.00合計(jì)128.27100.00注：計(jì)算誤差為（132.28-132.14）/132.28100%=0.11%第 18 頁(yè)表 3-15 廢鋼的物料平

46、衡表（以 100 千克（鐵水+廢鋼）為基礎(chǔ)）收入支出項(xiàng)目重量（kg）%項(xiàng)目重量（kg）%鐵水89.4978.13鋼水91.6880.00廢鋼10.59.17爐渣10.068.77石灰4.563.98爐氣10.228.91螢石0.430.38噴濺0.870.76輕燒白云石2.161.89煙塵1.301.14爐襯0.260.23渣中鐵珠0.600.52氧氣7.146.23合計(jì)114.54100.00合計(jì)114.73100.00第六步：計(jì)算脫氧和合金化后的物料平衡根椐鋼種成分設(shè)計(jì)（表 3-1）和鐵合金成分及回收率（表 3-3）算出錳鐵和硅鐵的加入量，再計(jì)算其元素?zé)龘p量。將結(jié)果與表 3-15 合并，得

47、到冶煉一爐鋼的總物料平衡表。錳鐵加入量:WMn =（Mn鋼種% - Mn終點(diǎn)%）/（錳鐵含 Mn%Mn 回收率% ）鋼水量 =（0.55%-0.18%）/ （67.80% 80%） 91.68 =0.625kg硅鐵加入量 WSi 為：WSi=(Si鋼種%-Si終點(diǎn)%)加錳鐵后的鋼水量-SiFeMn/(硅鐵含 Si% Si 回收率) =0.25%（91.68+0.625）-0.002/（73.00%75%）=0.418kg表 3-16 鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量類(lèi)別元素?zé)龘p量脫氧量成渣量爐氣量入鋼量C0.6256.60%10%=0.0040.0100.015（CO2）0.6256.60%90%

48、=0.037錳鐵Mn0.62567.8%20%=0.08150.0260.1100.62567.80%80%=0.339第 19 頁(yè)Si0.6250.50%25%=0.0010.0010.0020.6250.50%75%=0.002P0.6250.23%=0.001S0.6250.13%=0.001Fe0.62524.74%=0.155合計(jì)0.0990.0370.1120.0150.535Al0.4182.50%100%=0.0100.0090.019Mn0.4180.50%20%=0.00040.00010.00050.4180.5%80%=0.002Si0.41873.0%25%=0.07

49、60.0870.1630.41873.0%75%=0.229P0.4180.05%=0.0002S0.4180.03%=0.0001Fe0.41823.92%=0.100硅鐵合計(jì)0.0860.0960.1830.331總計(jì)0.1850.1330.2950.0150.866脫氧和合金化后的鋼水成分如下：表 3-17 脫氧合金化后的鋼水成分成分CSiMnPS含量%0.14%+0.037/92.72100%=0.180%（0.002+0.229）/92.72100%=0.249%0.18%+(0.339+0.002)/92.72100%=0.548%0.020%+（0.001+0.0002）/92.

50、72100%=0.021%0.021%+(0.001+0.0001)/92.72100%=0.022%第 20 頁(yè)可見(jiàn)，含碳量已達(dá)設(shè)定值。由此可得冶煉過(guò)程（即脫氧和合金化后的）的總物料平衡表 3-18。表 3-18 總物料平衡表收入項(xiàng)支出項(xiàng)項(xiàng)目重量（Kg）%項(xiàng)目重量（Kg）%鐵水89.4977.34鋼水91.68+0.87=92.5579.85廢鋼10.59.07爐渣10.06+0.295=10.368.94石灰4.563.94爐氣10.22+0.015=10.2358.83螢石0.430.37噴濺0.870.75輕燒白云石2.161.87煙塵1.301.13爐襯0.260.22渣中鐵損0.6

51、00.52氧氣7.14+0.133=7.2736.29錳鐵0.620.54硅鐵0.420.36合計(jì)115.71100合計(jì)115.91100計(jì)算誤差=（115.71-115.91）/115.91100%=-0.17%3.2 熱平衡計(jì)算熱平衡計(jì)算3.2.1 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù)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(表 3-19)；物料平均熱容(表 3-20)；反應(yīng)熱效應(yīng)（表 3-21） ；融入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響（表 3-22） 。其它數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。表 3-19 物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定第 21 頁(yè)入爐物料產(chǎn)物名稱(chēng)鐵水廢鋼其它原料爐渣爐氣煙塵溫度()12502525

52、與鋼水相同14501450注：純鐵熔點(diǎn)為 1536表 3-20 物料平均熱容物料名稱(chēng)生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)平均熱容（kJ/kgK）0.7450.699-1.0470.996-熔化潛熱(kJ/kg)218272209209209-液態(tài)或氣態(tài)平均熱容(kJ/kgK)0.8370.8371.2481.248-1.137表 3-21 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)組元化學(xué)反應(yīng)H（kJ/kmol）H（kJ/kmol）CC+1/2O2=CO 氧化反應(yīng)-1394020-11639CC+O2=CO2 氧化反應(yīng)-418072-34834SiSi+O2=(SiO2) 氧化反應(yīng)-817682-29202MnMn+1/2

53、O2=(MnO) 氧化反應(yīng)-361740-6594P2P+5/2O2=(P2O5) 氧化反應(yīng)-1176503-18980FeFe+1/2O2=(FeO) 氧化反應(yīng)-238229-4250Fe2Fe+3/2O2=(Fe2O3) 氧化反應(yīng)-722432-6460SiO2(SiO2)+2(CaO)=(2CaO.SiO2)成渣反應(yīng)-97133-6620P2O5(P2O5)+4(CaO)=(4CaO.P2O5) 成渣反應(yīng)-693054-4880CaCO3CaO3=(Cao)+CO2 分解反應(yīng)1090501690MgCO3MgCO3=(MgO)+ CO2 分解反應(yīng)1180201405表 3-22 溶入鐵中

54、的元素對(duì)鐵的熔點(diǎn)的降低值元素CSiMnPSAlCr N,H,O在鐵中的極限溶解度（%）5.4118.5無(wú)限2.80.18 35.0無(wú)限溶入 1%元素使鐵熔點(diǎn)的降低值（）6570 75 80 85 90 10085302531.5適用含量范圍（%）1.0 1.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 315 0.7 0.08118=6第 22 頁(yè)3.2.2 計(jì)算步驟計(jì)算步驟以 100Kg 鐵水為基礎(chǔ)。第一步：計(jì)算熱收入 Qs。熱收入項(xiàng)包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。（1）鐵水物理熱 Qw：先根據(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 3-19，3

55、-20，3-22） ，計(jì)算鐵水的熔點(diǎn) Tt。然后由鐵水溫度和生鐵比熱（表 3-19 和 3-20）確定 Qw。Tt=1536-(4.2100+0.78+0.65+0.230+O.03525)-6=1095Qw= 1000.745(1095-25)+218+0.837(1250-1095)=114488.50kJ（2) 元素氧化熱及成渣熱 Qy：由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)效應(yīng)（表 3-21）可以算出。其結(jié)果列表 3-23。表 3-23 元素氧化熱和成渣熱反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱（KJ）反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱(KJ)CCO3.65411639=42528.9FeFe2O30.3626460=2338.

56、52CCO20.40634834=14142.6PP2O50.18018980=3416.4SiSiO20.70029202=20441.4P2O54CaO.P2O50.4204880=2049.6MnMnO0.4206594=2769.5SiO22CaO.SiO21.6841620=2728.08FeFeO0.7114250=3021.75合計(jì) Qy93401.95(3)煙塵氧化熱 Qc：由表 3-中給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計(jì)算可得。 Qc=1.5(75%56/724250+20%112/1606460)=5075. 35kJ (4)爐襯中碳的氧化熱 Q1：根據(jù)爐襯蝕損量及其含碳量確定。

57、 Q1=0.314%90%11639+0.314%10%34834=586. 25kJ 故熱收入總值為 Qs=QW+Qy+Qc+Q1=213552.1kJ 第二步：計(jì)算熱支出 Qc。 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。 (1)鋼水物理熱 Qg：先按求鐵水熔點(diǎn)的方法確定鋼水熔點(diǎn) Tg；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時(shí)的實(shí)際溫降(通常前者為 4060，后者約為 35/min，具體時(shí)間與盛鋼桶大小和澆注條件有關(guān)）以及要求的過(guò)熱度(一般為 5090)確定出鋼溫度 Tx；最后由鋼水量和熱容算出物理熱。第 23 頁(yè) T

58、g= 1536-(0.1465+0.185+0.0230+0.02125)-6=1519。式中，0.15、0.18、0.020 和 0.021 分別為終點(diǎn)鋼水中 C、Mn、P 和 S 的含量。 Tx=1519+50+50+70=1689式中，50、50 和 72 分別為出鋼過(guò)程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過(guò)程中的溫降和過(guò)熱度。 Qg=90.800.699(1519-25)+272+0.837(1687-1519)=132440.5kJ (2)爐渣物理熱 Qx：令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得： Qr=11.101.248(1689-25)+209=25370.9kJ(3)爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的

59、物理熱 Qx。根據(jù)其數(shù)量、相應(yīng)的溫度和熱容確定。詳見(jiàn)表 3-24。表 3-24 某些物料的物理熱項(xiàng)目參數(shù)（kJ）備注爐氣物理熱11.411.137（1450-25）=18486.8見(jiàn)表煙塵物理熱1.50.996(1450-25)+209=2442.5見(jiàn)表 6渣中鐵珠物理熱0.67 0.699（1519-25）+272+0.837（1689-1519）=977.3見(jiàn)表噴濺金屬物理熱1.00.699(1519-25)+272+0.837(1688-1518)=1458.6見(jiàn)表 18合計(jì)Qx=23365.2(4)輕燒白云石分解熱 Qb：根據(jù)其用量表 3-5 所示。Qb=2.5(36.4%1690+2

60、5.6%1405)=2437.1kJ(5)熱損失 Qq：用與加熱廢鋼的熱量一般占總熱收入的 38%。本計(jì)算取 5%，則得：Qq=213552.16%=12813.1 KJ；(6)廢鋼吸熱 Qf：用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即：Qf= Qs -Qg- Qr- Qb- Qq -Qr-Qx=17125.3KJ ；故加入的廢鋼量 Wf 為：Wf=17839.6/0.699(1519-25)+272+0.837(1689-1519)=11.74kg 即廢鋼比：15.57/(100+15.57)100%=10.51%熱平衡表列于表 3-25。表 3-25 熱平衡表第 24 頁(yè)收入支出項(xiàng)目熱量%項(xiàng)目熱量%