年產(chǎn)50萬t鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工藝設計本科設計

1、fTY*即 QTO加第HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY（2013 屆）本科畢業(yè)設計（論文）資料題目名 稱： 年產(chǎn)510萬t鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工藝設計學 院（部）：冶金工程學院專業(yè)：冶金工程學生姓名：王盼班級：冶金工程092學號：09495200127指導教師姓名：高澤平職稱：教授最終評定成績：湖南工業(yè)大學教務處2013屆本科畢業(yè)設計資料第一部分 畢業(yè)設計說明書HUNAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY（2013 屆）本科畢業(yè)設計（論文）題目名 稱： 年產(chǎn)510萬t鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼廠工藝設計學 院（部）：冶金工程學院專業(yè)：冶金工程學生姓名：王盼班級：冶金工程09

2、2學號：09495200127指導教師姓名：高澤平職稱：教授最終評定成績：2013年 6月湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計，題目年產(chǎn) 510萬t鋼轉(zhuǎn)爐 煉鋼廠工藝設計 是本人在指導教師的指導下， 進行研究工作所取得 的成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體， 均已在文章以明 確方式注明。 除此之外， 本設計不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明應承擔的責任。作者簽名：日期： 年 月 日本設計簡要敘述了轉(zhuǎn)爐煉鋼技術的發(fā)展趨勢。 根據(jù)設計說明書要求，結合本 專業(yè)所學理論知識設計一座年產(chǎn) 510萬t合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間。選取了兩

3、座 250t頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐。采用了先進且具有較大發(fā)展余地的工藝流程：鐵水預處理 轉(zhuǎn)爐 精煉連鑄。為提高鋼材質(zhì)量并符合高效連鑄的要求， 車間配備LF、VD和RH精煉設 備。本設計整個生產(chǎn)過程由計算機自動進行動態(tài)和靜態(tài)控制。主要設計內(nèi)容包括：物料平衡與熱平衡計算；轉(zhuǎn)爐爐型及氧槍設計； 主要技術經(jīng)濟指標的確定；廠房 布置。為了更加詳細說明轉(zhuǎn)爐車間設計中的一些工藝及設備結構，本設計穿插了圖形，為能夠明確、直觀的介紹了轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的工藝布置。設計方案以技術新，效益高為原則，并充分體現(xiàn)了其可持續(xù)發(fā)展性。關鍵詞：轉(zhuǎn)爐煉鋼；物料平衡；熱平衡；工藝流程ABSTRACTThe design briefly desc

4、ribed the development trends of converter steelmaking tech no logy. Accord ing to the dema nd of the desig n expla nati on comb ined the knowledge of metallurgy subject learned before to design an annual output of 5.1million tons of converter steel mill slab qualified. Two BOF blowing converters wit

5、h the capacity of 250t have bee n selected.It choosed the process flow which is advaneed and possessgreater space for development: Molten iron pretreatment Converter r Refining Continuous casting. In order to improve the quality of steel and keep with the needs of high-efficiency continuous casting,

6、 workshops are provided with LF, VD and RH refining device. Computer being operated automatically con trol the tech no logical process of whole pla nt dyn amically and satirically. The desig n in cludes: the bala nee of material and qua ntity of heat; the desig n of furn ace shape and oxyge n Ian ce

7、; the settleme nt of major tech no logical and econo mic quota; layout of the workshopFor more detailed description of some of the converter workshop design tech no logy and equipme nt structure, the desig n with graphics, which can clear, in tuitive in troduces conv erter steelmak ing pla nt proces

8、s arran geme nt.Design program is based on new technique and high profit, it presents susta in able developme nt either.Keywords: Con verter steel mak ing; Material bala nee; Heat bala nee; Process flow目錄第1章緒論.11.1選題背景 11.2 我國鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 11.3 國外鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 11.4現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工工藝流程與新技術 11.4.1 鐵水預處理 11.4.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼 11.4.3 爐

9、外精煉 21.4.4 連續(xù)鑄鋼 21.5 節(jié)能環(huán)保技術 21.6 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術發(fā)展趨勢 2第2章設計概述32.1 廠址選擇論證 32.2 產(chǎn)品方案 32.3 金屬平衡 42.4 轉(zhuǎn)爐車間作業(yè)指標 52.4.1 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 52.4.2 鑄坯收得率 52.5 轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 5第3章物料平衡與熱平衡計算 63.1原始數(shù)據(jù)的選取63.1.1 原材料成分 63.1.2 假設條件 73.2物料平衡計算 73.2.1 渣料及其成分計算 73.2.2 冶煉中吹損計算 113.2.3氧氣消耗量計算 113.2.4爐氣量及成分計算 123.2.5 物料平衡表 123.3 熱平衡計算 133.3.1 熱收

10、入 133.3.2 熱支出 143.3.3熱平衡表 153.4 噸鋼物料平衡 15第4章轉(zhuǎn)爐爐型設計 174.1 轉(zhuǎn)爐爐型的選擇 174.2 轉(zhuǎn)爐爐容比比高寬比 174.2.1 爐容比 174.2.2 高寬比 174.3 轉(zhuǎn)爐主要尺寸確定 174.3.1 熔池尺寸 17432爐帽尺寸 174.3.3 爐身尺寸 184.3.4 出鋼口尺寸 184.3.5 爐襯 184.3.6 爐殼 194.3.7 高徑比確定 194.4 爐殼設計 204.5 爐襯各層填充材料的選擇 20第5章氧槍及底部供氣構件設計 215.1 氧槍設計 215.1.1 氧氣流量 215.1.2 工況氧壓和喉口直徑 215.1.

11、3 噴孔出口直徑 215.1.4 噴孔其他幾何尺寸 225.1.5槍身各層鋼管225.1.6氧槍長度的確定 235.2 轉(zhuǎn)爐底部供氣構件設計 235.2.1 底氣種類 235.2.2底氣用量 235.2.3供氣構件 235.2.4底吹元件布置23第6章生產(chǎn)工藝設計246.1 裝料制度 246.2 供養(yǎng)制度 246.3 造渣制度 256.3.1 爐渣堿度的控制與石灰加入量的確定 256.3.2 爐渣黏度的控制 256.3.3 爐渣氧化性的控制 256.3.4 泡沫渣及其控制 266.3.5放渣及留渣操作 266.4 溫度制度 266.5 終點控制和出鋼 266.6 脫氧制度及合金化 27第7章

12、車間主要設備的設計 287.1 原料跨主體設備 287.1.1 混鐵車的設計287.1.2廢鋼料斗的計算 287.2 轉(zhuǎn)爐跨主體設備 297.2.1 鋼包的計算 297.2.2渣罐數(shù)量的確定 297.3 精煉跨主體設備 307.3.1 鋼包吹氬設備布置 307.3.2 LF爐設備與工藝布置 30733 RH真空循環(huán)脫氣裝置工藝布置 317.4 連鑄機參數(shù)的確定 317.5 車間起重機的選擇 33第8章主廠房工藝布置348.1 原料跨間布置 348.2 轉(zhuǎn)爐跨間布置 358.2.1 橫向布置 368.2.2轉(zhuǎn)爐跨各層平臺的確定 378.3 轉(zhuǎn)爐跨起重機軌面標高 398.4 連鑄機設備的布置 40

13、第9章轉(zhuǎn)爐車間煙氣凈化與回收 439.1 轉(zhuǎn)爐煙氣與煙塵 439.1.1 轉(zhuǎn)爐煙氣 439.1.2 煙塵的特征 439.2 煙氣凈化方案的選擇 439.2.1 爐口附近煙氣處理方法 449.2.2 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化方法 449.3 煙氣凈化系統(tǒng) 449.4 煙氣凈化回收系統(tǒng)主備 449.4.1 煙罩 449.4.2靜電除塵器 459.4.3 煤氣柜 45結論 46參考文獻 47致謝 48第 1章 緒 論1.1 選題背景本設計題目根據(jù)目前國內(nèi)外轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)車間的生產(chǎn)狀況， 意在將學生四年 的學習的基礎和專業(yè)知識加以綜合運用， 并結合現(xiàn)有先進技術， 對鋼鐵企業(yè)煉鋼 生產(chǎn)車間和連鑄車間的工藝布置及主體設

14、備進行設計和計算， 從而對鋼鐵生產(chǎn)過 程具有更加深刻的理解。1.2 我國鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀長期以來， 我國鋼鐵工業(yè)進行結構調(diào)整，以完成鋼鐵工業(yè)的合理布局，提高 工藝裝備水平，淘汰落后的工藝裝備 , 采用高新技術改革傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提高質(zhì)量，增 強企業(yè)的整體競爭能力， 而不是以盲目的規(guī)模擴張為主旨。 由于激烈的市場競爭 和日益嚴格的環(huán)保要求， 要求企業(yè)必須在充分保護環(huán)境的同時， 不斷降低生產(chǎn)成 本，以提高競爭力 1。鋼鐵企業(yè)都以增強市場競爭能力為核心， 圍繞著優(yōu)化物流、 優(yōu)化工藝、減少消耗、降低成本、生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品來進行。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展， 煉鋼模型的開發(fā)和利用也不斷進步。目前，中 國大部分轉(zhuǎn)爐實現(xiàn)了

15、模型控制，這有利于轉(zhuǎn)爐高效化與鋼水潔凈化。1.3 國外鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 經(jīng)過幾年的結構調(diào)整、專業(yè)分工、技術升級、企業(yè)購并、資源整合，國外的 大型鋼鐵企業(yè)通過加大對科學技術的投入和開發(fā)， 實施產(chǎn)權戰(zhàn)略等方式， 不斷鞏 固自身的國際競爭地位，并從中獲得高額利潤。美國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術特點是普遍采用鐵水脫硫、濺渣護爐、鋼包爐精煉，并開 發(fā)新的終點控制方法等。 轉(zhuǎn)爐大型化復合吹煉是日本的主要技術特征。 日本轉(zhuǎn)爐 技術的進步突出在以下兩個方面：一是分階段精煉，二是智能控制。國外在轉(zhuǎn)爐煉鋼中研究出了許多新的加強熔池攪拌的方法以提高熔池攪拌 強度。如比利時冶金研究開發(fā)中心開發(fā)的 LD-HC 、新日鐵開發(fā)的 LD-OB

16、 、川崎 開發(fā)的 K-BOP 法等 2。1.4 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程與新技術1.4.1 鐵水預處理近年來，鐵水爐外脫硫技術在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用。在處理方法上， KR 機 械攪拌法和噴吹法是最基本的兩種方法； 在脫硫劑的選擇上， 鎂基脫硫劑是最佳 的鐵水脫硫劑之一。1.4.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼（1）長壽轉(zhuǎn)爐技術。國內(nèi)大力開展濺渣護爐技術的研究開發(fā)和推廣應用工 作，使轉(zhuǎn)爐爐齡逐步提高到 30000 爐以上。（2）副槍法動態(tài)控制。采用副槍能再不倒爐的情況下，快速檢測轉(zhuǎn)爐熔池 鋼水溫度、碳含量、氧含量以及取鋼樣渣樣等。（3）復吹轉(zhuǎn)爐強化冶煉技術 。1.4.3 爐外精煉 爐外精煉方法都是一種或幾種精煉手段的綜合

17、利用。 目前與轉(zhuǎn)爐配合常用的 精煉方法有 LF 、RH、CAS-OB 等，這些工藝促進了純凈鋼生產(chǎn)技術的發(fā)展。1.4.4 連續(xù)鑄鋼（1）近終型連鑄。它是對傳統(tǒng)連鑄工藝的一次重大改革，主要分為薄板坯連鑄、帶鋼連鑄、薄帶連鑄、異型坯連鑄和中空原坯連鑄。中國寶鋼等大型鋼廠 從德國引進的 CSP、ISP 工藝流程逐漸走向成熟。（2）高效連鑄。近年來，采用高效連鑄技術對傳統(tǒng)連鑄機的改造取得了長 足的進步，特別是高拉速技術已經(jīng)引起了人們的高度重視。1.5 節(jié)能環(huán)保技術（1）減少水的用量和廢水的排放，串級供水技術進行水的循環(huán)利用等。（2）鋼渣水淬工藝、鋼渣 “悶渣 ”處理、鋼渣用于燒結及其生產(chǎn)水泥等方面都有

18、所發(fā)展 3 。（3）采用干法除塵、濕法除塵、重力除塵技術對煙塵進行回收利用。（4）尾氣的回收利用。1.6 轉(zhuǎn)爐煉鋼技術發(fā)展趨勢展望 21 世紀，轉(zhuǎn)爐煉鋼會出現(xiàn)以下發(fā)展趨勢 ：以產(chǎn)品為核心，將鐵水預處 理轉(zhuǎn)爐煉鋼爐外精煉 高效連鑄熱送連軋有機的結合起來， 形成緊湊式連 續(xù)化生產(chǎn)的專業(yè)生產(chǎn)線 4 。此外，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 5 。因此，如何降低生產(chǎn)成本、能耗，生產(chǎn) 出大量的純凈鋼以達到社會的需求是轉(zhuǎn)爐煉鋼的大致發(fā)展趨勢。第2章設計概述2.1 廠址選擇論證本設計廠址選擇在四川攀枝花市郊，隨著四川省經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各行業(yè)對

19、鋼材的需求也在不斷上升。為了充分利用當?shù)刭Y源條件促進其他部門的發(fā)展，在攀枝花附近建立一個鋼廠是很迫切的。同時，優(yōu)越的地理位置更提供給我們在攀枝花市郊建設鋼廠的條件：(1) 目前，攀枝花市的公路建設與鐵路建設齊頭并進，以高速公路為重點的公路建設加速發(fā)展，2015年間將形成濱江大道一機場路一炳仁大道一渡仁西 線內(nèi)環(huán)線和麗攀咼速一京昆咼速一西區(qū)仁和快速通道外環(huán)線兩條環(huán)形線路； 鐵路 建設將以 二縱一橫”(南北向的成昆鐵路和成昆鐵路二線和東西向昭攀麗鐵路) 主干鐵路為主通道，區(qū)域性綜合交通樞紐的發(fā)展態(tài)勢開始顯現(xiàn)。(2) 攀枝花市水能資源理論蘊藏量達 492.9萬kw-h，全市可開發(fā)量占理論 蘊藏量的8

20、3.2%,可開發(fā)量達到410.1萬kw，年發(fā)電量可達271.5億kwh,每平 方千米占有年均發(fā)電量365.19萬kw-h，為全國的17.7倍，四川省的4倍，攀西 地區(qū)的1.27倍。(3) 攀枝花鐵礦資源豐富，地質(zhì)勘測表明，釩鈦磁鐵礦儲量達100億t,占 全國鐵礦儲量的20%。很好的原料供應為新廠的落建奠定了基礎。(4) 目前正處于西部大開發(fā)時期。攀枝花市作為全國城鄉(xiāng)統(tǒng)籌綜合配套改 革試驗區(qū)，這為攀枝花市的發(fā)展提供了新的歷史機遇。大量優(yōu)質(zhì)鋼材將被需要， 用于西部開發(fā)的橋梁、建筑建設以及當?shù)仄?、輪船等行業(yè)。綜上所述，新廠落 建是非常必要的，也是可行的。2.2 產(chǎn)品方案本設計的產(chǎn)品方案見表2.1所

21、示。表2.1產(chǎn)品方案鋼種連鑄坯產(chǎn)量/(萬t a-1)生產(chǎn)比例/%精煉方式普碳鋼20039.22吹氬或LF低合金鋼17033.33LF 或 LF+VD機械制造結構鋼14027.45RH總計510100本設計冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學成分見表2.2所示表2.2冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學成分鋼種鋼號化學成分w/%CSiMnPSCuAl普碳鋼Q2350.140.220.120.300.350.550.0450.050.30一Q2750.280.380.150.350.50.80.0450.050.30一低合金鋼16Mn0.120.200.200.601.0 1.60.0500.050.30一20M

22、n Si0.170.230.40.701.31.60.045 0.0450.30一機械制造 結構鋼40Cr0.380.430.150.350.751.00.0350.04一一38CrSi0.350.431.001.300.30.60.035R -白云石帶入CaO量)/%CaO有效X100=(2.14 0.5 3.5 -1.65) /(88 -3.5 25) 100= 2.64kg/100kg鐵水表3.11石灰加入量及成分成分質(zhì)量/kg成分質(zhì)量/kgCaO2.64 88% = 2.32SiO22.64 2.5% = 0.07MgO2.64 2.6% = 0.07S2.64 0.06% = 0.0

23、02Al 2O32.64 1.5% = 0.04燒減2.5 5.34% = 0.14其中：S+(CaO)=(CaS)+O生成的(CaS) = 0.002 72/32 = 0.004kg6) 渣中的鐵氧化物：對于冶煉 Q235鋼，根據(jù)已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐渣中含 E(FeO)量,取 w(FeO)= 10%, w(Fe2O3)= 5%。7) 終渣總量及成分：根據(jù)表3.6表 3.11中的數(shù)據(jù)，確定終渣總量及成分， 見表3.12,若不計(FeO)、(Fe2O3)，由表3.12中可得：CaO+MgO+SiO2+P2O5+MgO+AI 2O3+CaF2+CaS=8.086 kg已知w (FeO) = 10%，w(Fe

24、2O3) = 5%，則其余渣應占渣量總數(shù)的 85%。故總渣量為 8.086/85% = 9.51 kg由此可知：(FeO) =9.51 0% =0.951 kg,(Fe2O3)=9.51 X% = 0.476 kg。由于礦石和白云石中帶入部分（FeO）和（Fe2O3），其含量參見表3.7和3.10,實際鐵氧化物為：（FeO）= 0.951 - 0.462 = 0.489kg ;其值列入表 3.6。（F62O3）=0.476- 0.450 = 0.026kg 其值列入表 3.6。故 Fe氧化量=0.489 56/72+ 0.026 XI2/160 = 0.3985kg表3.12終渣總量及成分成分

25、氧化產(chǎn)物石灰/kg礦石/kg白云石爐襯/kg螢石/kg總計/kg%CaO2.320.011.650.264.2440.14MgO0.070.0050.990.200.0021.26711.99SiO21.0710.070.0560.090.010.0241.32112.51P2O50.2340.0050.2392.59MnO0.4780.47812.83Al 2O30.040.0110. 090.0050.0080.1541.46CaF20.3520.3523.33CaS0.0290.0040.0020.0350.15FeO0.4890.4620.95110.00Fe2O30.0260.450

26、0.030.5065.00總計9.511003.2.2冶煉中的吹損計算根據(jù)假設條件，渣中鐵珠量為渣量的8%,噴濺損失為鐵水量的1%,煙塵損失為鐵水量的1.6%。故可得到：渣中鐵珠量 =9.518% = 0.761 kg；噴濺損失量 =100 X% = 1.0 kg；煙塵鐵損失量 =100 1.6% X（ 77% 56/72 + 20% 112/160） = 1.182 kg；元素氧化損失=5.410 kg；（見表3-6）吹損總量 =0.761 + 1.0 + 1.182 + 5.410= 8.353 kg鋼水量=100 -8.353 = 91.647 kg3.2.3氧氣消耗量計算1）元素氧化耗

27、氧=6.818 kg；（見表3.6）；2） 煙塵鐵氧化耗氧 =100 1.6% （77%x 16/72 + 20% 48/160） = 0.37 kg；3）爐襯中碳氧化耗氧 =0.037 kg；（見表3.10下）。故總耗氧量=6.818+ 0.37 + 0.037 = 7.225 kg換算為標準體積為：37.225 送2.4/32 = 5.06 m3即冶煉100 kg鐵水需要5.06m3氧氣。由于氧氣不純，含有1.5%的氮氣，故供氧時帶入的氮氣為：7.225 1.5% =0.108 kg,其體積量為：0.108 .4/28 = 0.086 m3/100kg。3.2.4爐氣量及成分計算爐內(nèi)產(chǎn)生的

28、爐氣由CO、CO2、SO2、H20、N2和自由02組成。其中：CO來源于鐵水和爐襯中的碳氧化；CO2來源于鐵水、爐襯中碳氧化，以及白云 石和石灰石中的燒減量；SO2來源于鐵水中硫氧化；H2O來源于礦石和螢石中； N2來源于供氧時被帶入。自由O2約占爐氣總量的0.5%,即以上氣體占爐氣總量 的99.5%，則爐氣總量為：(6.80 + 0.903 + 0.005+ 0.016 + 0.086 /99.5% = 7.849 m3自由 O2量為 7.849 5% = 0.04 m3,其質(zhì)量為 0.04 2/22.4 = 0.057 kg。表3.13爐氣量及成分成分質(zhì)量/kg體積/ m3體積/%CO8.

29、442 + 0.0538.495 22.4/28 = 6.8086.65CO21.474 + 0.14 +0.009+0.151.773 22.4/44 = 0.90311.49SO20.0140.014 22.4/64 = 0.0050.01H2O0.005 + 0.0080.013 22.4/18 = 0.0160.20N20.1080.0861.14O20.0570.040.51總計10.467.8501003.2.5物料平衡表把以上各種物質(zhì)的總收入和總支出匯總起來，得到未加合金時的物料平衡表3.14。表3.14未加廢鋼和合金時的物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/kg%項目質(zhì)量/kg%鐵水10

30、086.83鋼水91.64780.16石灰2.642.29爐渣9.518.97白云石3.02.60爐氣10.468.86礦石1.00.87煙塵1.601.39螢石0.40.35噴濺1.00.87爐襯0.50.43鐵珠0.7610.74氧氣7.2256.53氮氣0.1080.10總計114.873100總計114.978100計算誤差=|收入項一支出項| /收入項X100%=| 114.873-114.9781 /114.873 W0%=0.001%.3.3 熱平衡計算為了簡化運算，取加入爐內(nèi)的爐料溫度均為 25 C。3.3.1 熱收入熱收入主要是鐵水的物理熱和元素氧化的化學熱（1 ）鐵水物理熱

31、鐵水凝固溫度Tf可用表達式Tf = 1539-E %計算，即：Tf = 1539 - （100 4.20 + 8 0.5 +5 （X55 + 30 0X12 + 25 004） - 4=1104 C 鐵水物理熱Q物=CsTf + Qf + C1（ T Tf ）計算，即：Q 物=100 X0.745 （1104-25） + 217.568 + 0.8368 （1300-1104） =118543.58 kJ式中 %i 鐵水中元素含量； Ti 1%的元素使純鐵凝固溫度的降低值，參考高澤平煉鋼工藝學表 5.9；Cs、Cl分別為固態(tài)、液態(tài)的熱容量，kJ/kgK,參考表3.3;Tf、T分別為冷卻劑（生鐵

32、）的熔點和熔池溫度，K; Tf見表3.3。（ 2）鐵水中元素氧化放熱和成渣熱根據(jù)表 3.4、表 3.7、 C+1/2O 2=CO C+O 2=CO2 Si+O 2=SiO2 Mn+1/2O 2=MnO 2P+5/2O2=P2O5 Fe+1/2O2=FeO Fe+3/2O2=Fe2O3 SiO2+2CaO=2CaOSiO2 P2O5+4CaO=4CaO P2O5 總計( 3)煙塵氧化放熱表 3.12數(shù)據(jù)計算如下：3.618 X10950 =39617.1 kJ0.402 X34520 = 13877.0 kJ0.5X28314 =14157.0kJ0.37 X7020 = 2597kJ0.102

33、X18923 =1930kJ0.380 X5020 = 1907.6kJ0.018X6670 = 120.1 kJ1.321 X2070 = 2734.5 kJ0.239X5020 = 1199.8 kJ78140.1kJ1.6 X(77%X56/72 X5020 + 20% X112/160 X6670) = 6304.4 kJ(4)爐襯中碳氧化放熱0.5 g% (90% 10950 + 10% 34520) = 332.7 kJ 因此，爐內(nèi)熱收入總量為：118543.58+ 78140.1+ 6304.4 + 332.7 = 203320.78 kJ3.3.2 熱支出( 1 )鋼水物理熱鋼

34、水熔點 Tf = 1539 - (65 %.18 + 5 0.18 + 30 0.18 + 25 0.02) - 4 = 1521T取鋼水過熱度為70C，澆注過程溫降為21C，出鋼、吹氬、運輸、鎮(zhèn)靜過程溫 降為50C(取值參考見高澤平煉鋼工藝學P136),則出鋼溫度 T = 1521 + 70 + 21 + 50 = 1662C鋼水物理熱 = 90.753 0.699 (1521-25) + 271.96 + 0.8368 (1662-1521) =130289.8 kJ( 2)爐渣物理熱計算時取爐渣終點溫度與鋼水溫度相同。爐渣物理熱 = 9.51 1.247 ( 1662-25) + 209

35、.20 = 21402.6 kJ( 3)礦石分解吸熱1 (46.2% 56/72 5020 + 45% 112/160 6670 + 209.20) = 4114.1 kJ(4) 煙塵物理熱 1.61.0 (1450-25) + 209.20 = 2614.7 kJ(5) 爐氣物理熱 10.46 1 .136 (1450-25) = 16932.6 kJ( 6)渣中鐵珠物理熱0.761 0.745 (1521-25) + 217.568 + 0.8368(1662-1521) = 1103.5 kJ( 7)噴濺金屬物理熱10.745 (1521-25) + 217.568 + 0.8368 (

36、1662-1521)=1450.1 kJ( 8)吹煉熱損失 吹煉過程熱損失包括爐體和爐口的熱輻射、對流、和傳導傳熱、冷卻水帶走 熱等。在本設計中， 取吹煉熱損失為熱量總收入的 5%，所以吹煉過程熱損失為：203320.78 5% =10166.0kJ。( 9)廢鋼耗熱總的熱收入減去熱支出，得到的富余熱量用加入廢鋼來調(diào)節(jié)。富余熱量=203320.78- (1130289.8+21402.6+4114.1+2614.7+16932.6+1103.5+1450.1+10166 =15247.41kJ廢鋼熔化耗熱=10.699 1521-25) + 271.96 + 0.8368 (1662-1521

37、)=1435.7kJ則廢鋼加入量 =15247.4/1435.7 = 10.62 kg3.3.3熱平衡表把全部熱收入和熱支出匯總，得到熱平衡表3.15。表3.15 熱平衡表熱收入熱支出項目熱量/kJ%項目熱量/kJ%鐵水物理熱118543.5856.45鐵水物理熱130289.866.22兀素放熱和成渣熱78120.138.21爐渣物理熱21402.610.50C53494.124.78礦石分解熱4114.12.14Si141577.12煙塵物理熱2614.71.32Mn25973.79爐氣物理熱16932.68.12P19301.29鐵珠物理熱1103.50.54Fe2027.72.09噴濺

38、物理熱1450.10.73SiO22734.51.35吹煉熱損10166.00.73P2O51199.80.79廢鋼熔化熱15247.45.43煙塵氧化放熱6304.43.17爐襯碳放熱332.30.17共計203320.78100共計203320.78100熱效率=(鋼水物理熱+礦石分解熱+廢鋼熔化熱”熱收入100%=(130289.8 + 4114.1 +15247.4 /203320.78 0%=73.6%3.4噸鋼物料平衡廢鋼加入之后，忽略廢鋼中含硅、錳元素的氧化損失，使鋼水達到102.267 kg,(91.647+10.62),即使用100kg鐵水、10.62kg廢鋼可以生產(chǎn)出102.267kg鋼水。根據(jù)比例關系，用1000/102.267去乘以表3.14中各項，就可以得到噸鋼物料平 衡表，如表3.16所示。表