轉(zhuǎn)爐物料平衡計算

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼課程設計題目轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計算及轉(zhuǎn)爐爐型設計計算姓名何一依學號1076803438班級10 冶金 4 班指導教師 王海鷗學院國際學院、轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計算1. 物料平衡計算1.1計算原始數(shù)據(jù)基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及成分、鐵水和廢鋼的成分、終點鋼水成分（:1-1）;造渣用溶劑及爐襯等原材料成分（表1-2）；脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率（表1-3）；其他工藝參數(shù)（表1-4 ）。表1-1鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設定值7 分含量 /%類別 CSiMnPS鋼種Q235設定值0.180.25.0.55 0.045 0.050鐵水設定值4.250.600.400.070.0

2、35廢鋼設定值0.180.250.550.0300.030終點鋼水設定值0.10痕跡0.180.0200.021表1-2原材料成分成分含量/%CaOSiO2MgOAl 2O3FeQ3CaF2P2O5SCO2H2OC灰分揮發(fā)分石灰91.002.601.741.340.093.23螢石5.490.603.5087.300.9940.0512.065白云石53.400.5029.602.140.2130.01414.133爐襯1.6151.7080.580.510.59515焦炭0.5881.512.45.52表1-3鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）成分回收率/% 類別CSiMnAlPSFe硅鐵

3、73.00/750.50/802.50/00.05/1000.03/10023.92/100錳鐵6.60/900.50/7567.8/800.23/1000.13/10024.74/100表1-4其他工藝參數(shù)設定值名稱參數(shù)終渣堿度w(CaO)/w(SiO 2)=3.5螢石加入量為鐵水量的0.3 %生白云石加入量為鐵水量的2.5 %爐襯侵蝕量為鐵水量的0.3 %終渣Dw（FeO）含量（按向鋼中傳氧量 w（Fe2O3）= 1.35w（FeO）折算）15%而 3 (FeO3)/ 刀3 (FeO)=1即金屬中C的氧 化產(chǎn)物 w(Fe2O3)= 5 %, w(FeO)=8.25 %煙塵量為鐵量的1.5%

4、 (其中w(FeO)為75% ,w(Fe2O3)的20% )噴濺鐵損為鐵水量的1 %渣中鐵損（鐵珠）為渣量的6 %氧氣純度99.6% ,含氮 0.4%爐氣中自由氧含量0.5% （百分比）氣化去硫量占總?cè)チ蛄康?/3金屬中C的氧化物90% C氧化成CO,10 % C氧化成CO2廢鋼量由熱平衡計算確定，本計算結(jié)果為鐵水量的13.38%，即廢鋼比為11.8%1.2物料平衡的基本項目收入項有：鐵水、廢鋼、溶劑（石灰、螢石、輕燒白云石）、氧氣、爐襯蝕 損、鐵合金。支出項有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。1.3計算步驟以100 kg鐵水為基礎(chǔ)進行計算。第一步：計算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。

5、總渣量包括鐵水中元素氧化，爐襯腐蝕和加入溶劑的成渣量。其各項成渣量 分別列于表1-5到表1-7。總渣量及成分如表1-8所示：表1-5鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量丿元素反應產(chǎn)物元素氧化量/ kk耗氧量/ kk氧化產(chǎn)物 量/ k備注CC+1/2O 2 CO4.15 X 90%=3.7353.735*16/12=4.988.715C + O 2T CO24.15 X 10%=0.4150.415*32/12=1.1071.522SiSi+O 2T (SiO 2)0.6000.60*32/28=0.6861.286入渣MnMn+1/2O 2T (MnO)0.2200.22*16/55=0.0640.

6、284入渣P2P+5/2O 2 (P2C5)0.0500.05*80/62=0.0650.115入渣sS + O 2T SO20.014 X 1/3=0.0050.005*32/32=0.0050.010S+CaO t(CaS)+(O)0.014 X 2/3=0.0090.009*(-16)/32=-0.0050.021入渣FeFe +1/2O 2T (FeO)0.8 X 56/72=0.6220.622*16/46=0.2160.8入渣（表1-8）2Fe+3/2O 2T(FezQ)0.483 X 112/160=0.3380.338*48/112=0.1450.483入渣（表1-8）合計5.

7、9947.263成渣量2.989入渣組分之和由CaO還原出的氧量；消耗 CaO量=0.009 X 56/32=0.016 kgo表1-6爐襯蝕損的成渣量爐襯蝕損渣量/ k成渣組分/ kk氣態(tài)氧化物/ kk耗氧量/ kkCaOSiO2MgOAl 2QFezQCt coCt COCt CO CQ0.3(表 1-4)0.0050.0050.2420.0020.0020.0950.0170.066合計0.2560.1120.066表1-7加入溶劑的成渣量類別加入量k成渣組分/ kk氣態(tài)氧化物/KgCaOMgOSiO2Al 2C3FezQP2Q5CaSCaFH2OCQQ螢石0.30.0020.0160.

8、0110.0030.00030.2620.006生白云石2.51.3350.740.0130.0540.0050.00080.353石灰4.163.770.0720.1080.0560.0080.1340.002合計5.1050.8140.1370.1210.0080.0090.2620.0060.4870.002成渣量6.456石灰加入量：渣中已含(CaO =-0.016+0.006+1.335=1.325kg；渣中已含(SiO 2)=1.286+0.006+0.016+0.013=1.321kg；因設定終渣堿度R=3.5，故石灰加入量為:3.299/(88.0%-3.5 X 2.50%)=

9、4.16 kg.石灰加入量=（石灰中CaO含量）-（石灰中St CaS自耗的CaO量）表1-8總渣量及其成分爐渣成分/ kkCaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合計兀素氧化成渣0.48量1.2860.2840.830.1150.0212.989石灰成渣量3.7700.1080.072 ().0560.0084.014爐襯蝕損成渣0.0050.0050.2420.0020.0020.256生白云石成渣1.3350.0130.740.0540.0050.00082.148螢石成渣量0.0160.0020.0110.2620.0030.00030.294總成渣量

10、5.111.4281.0560.1230.2840.80.4850.2620.1230.039.70110.9質(zhì)量分數(shù)/%52.5814.7271.272.938.255.002.71.270.31100表中除(FeO)和(Fe2O3)以外的總渣量為 5.11+1.428+1.056+0.123+0.284+0.262+0.123+0.03=8.416 kg,而終渣(FeO)=15%(表 1-4)，故總渣量為 8.416/86.75%=9.701 kgo.3 (FeO)=9.701 X 8.25%=0.8 kg3 (Fe2O3)=9.701 X 5%-0.002=0.483 kg第二步：計算氧

11、氣消耗量。氧氣的實際消耗量系消耗項目與供入項目之差。見表1-9表1-9實際耗氧量耗氧項/ k供氧項/ kk實際耗氧量/ k鐵水中兀素氧化耗氧量（表1-5 ） 7.263爐襯中碳氧化消耗氧量（表1-6 ） 0.066石灰中S與CaC反應還原出的氧化量（表1-7） 0.002煙塵中鐵氧化消耗氧量（表1-4 ） 0.347.728-0.002+0.026=7.752爐氣自由氧含量（表 1-10 ）0.059合計7.728合計0.002第三步：計算爐氣量及其成分。爐氣中含有 CO CO、N2、SO和H2O.其中CO CO、SO和H2O可由表1-5表1-7查得，Q和N2則由爐氣總體積來確定?，F(xiàn)計算如下:

12、爐氣總體積VE1/ 22.4V =Vg+0.5%Vz +(Gs+0.5%y-Vx )g99.632_99.6Vg+0.7Gs-Vx995=8.152 m3式中Vg CO CO、SO和H2O各組分總體積，n。本計算中其值為:8.81 22.4/28+2.026 2X4/44+0.01 2X4/64+0.006 2&4/18=8.09m3Gs不計自由氧的氧氣消耗量，kg。本計算中其值為：7.263+0.066+0.34=7.669 kg（見表 1-9）Vx 石灰中的S和CaC反應還原出的氧量（其質(zhì)量為：0.002 kg,見表1-9）, m3。0.5%爐氣中自由氧含量。99.6 自由氧純度為99.6

13、%轉(zhuǎn)換得來。計算結(jié)果列于表1-10表1-10爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/ kg爐氣體積/m3體積分數(shù)/%CO8.810P 8.810 X 22.4/28=7.04886.47CO22.0262.026 X 22.4/44=1.03112.64SO20.0100.010 X 22.4/64=0.0040.05H2O0.0060.006 X 22.4/18=0.0070.08O20.0590.0410.50N20.0260.0210.26合計10.9378.152100.00 .爐氣中 02 的體積為 8.152*0.5%=0.041 n3;質(zhì)量為 0.041*32/22.4=0.059kg。

14、.爐氣中N2的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質(zhì)量為0.021*28/22.4=0.026k第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量。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=100-5.994-1.50X （75% X 56/72+20%X 112/160）+1+9.7012 6% =91.701 k由此可以編制出未加廢鋼、脫氧與合金化前的物料平衡表1-11表1-11未加廢鋼時的物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/k%項目質(zhì)量/k%鐵水10086.95鋼水91.7079.45石灰4.163.62爐渣9.708.40螢石0.300.26爐氣10.949.48生白云石2.502.1

15、7噴濺1.000.87爐襯0.300.26煙塵1.501.30氧氣7.7526.74渣中鐵珠0.580.50合計115.01100.00合計115.36100注：計算誤差為(115.01-115.36) /115.01 X 100%=-0.3%第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。如同第一步計算鐵水中元素氧化量一樣， 利用表1-1中的數(shù)據(jù)先確定廢鋼中 元素的氧化量及其消耗量和成渣量（表 1-12），再將其與表1-11歸類合并，遂得 到加入廢鋼后的物料平衡表1-13和表1-14。表1-12廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量丿元素反應產(chǎn)物兀素氧化量/ kk耗氧量kg產(chǎn)物量kk進入鋼中的量/ kCC T CO

16、13.38 X 0.08%X90%=0.0100.0130.023C TCO213.38 X 0.08%X10%=0.0010.0030.004SiSi t (SiO 2)13.38 X 0.25%=0.0330.0380.071MnMn t (MnO)13.38 X 0.37%=0.0500.0150.065PP t (P2C5)13.38 X 0.01%=0.0010.0010.002SS tSO213.38 X 0.009%X1/3=0.00040.00040.0008S+CaO t(CaS)+(O)13.38 X 0.009%X2/3=0.0008-0.00040.002合計0.096

17、0.0713.38-0.096=13.284成渣量/ kg0.140表1-13加入廢鋼的物料平衡表（以 100 kg鐵水為基礎(chǔ)）收入支出項目質(zhì)量/ k%項目質(zhì)量/k%鐵水10077.85鋼水91.7+13.284=104.9581.48廢鋼13.3810.41爐渣9.70+0.14=9.847.64石灰4.163.24爐氣10.94+0.028=10.938.49螢石0.30.23噴濺1.000.78輕燒白云石2.51.95煙塵1.501.16爐襯0.30.23渣中鐵珠0.580.45氧氣7.8226.090合計128.46100.00合計128.80100.00注：計算誤差為(128.46-

18、128.80) /128.46 X 100%= 0.3%表1-14加入廢鋼的物料平衡表（以100 kg鐵水+廢鋼為基礎(chǔ)）收入支出項目質(zhì)量/k%項目質(zhì)量/k%鐵水88.2077.85鋼水92.5781.49廢鋼11.8010.41爐渣8.687.64石灰3.673.24爐氣9.648.49螢石0.260.23噴濺0.880.77輕燒生白云石2.211.95煙塵1.321.16爐襯0.260.23渣中鐵珠0.510.45氧氣6.906.09合計113.30100合計113.60100第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。先根據(jù)鋼種成分設定值（表 1-1）和鐵合金成分及其回收率（表 1-3）算出錳鐵

19、 和硅鐵的加入量，再計算其元素的燒損量。將所有的結(jié)果與表 1-14合并，即得 到煉一爐鋼的總物料平衡表。錳鐵加入量WMn為：WMn鋼水量w Mn鋼種 w Mn終點錳鐵含Mn量Mn回收率=0.63kg硅鐵加入量 Wsi為:Wsi（w Si鋼種w Si終點）加錳鐵后的鋼水量w Si FeMn錳鐵含Si量Si回收率=0.42kg鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量列于表1-15。脫氧和合金化后的鋼水成分如下：wc 0.10% 0.037 100%0.14%93.440.002 0.230 100%0.25%w siw Mn93.440.18% 0.341 0.002 100% 0.55%93.440.020

20、% 0001 100% 0.021%93.44表1-15鐵合金中元素燒損量和產(chǎn)物量類別元素燒損量kg脫氧量/ kg成渣量/ k爐氣量/ k入鋼量kgC0.63 X 6.60% X 10%=0.0040.0100.0150.63 X 6.60%X 90%=0.037Mn0.63 X 67.80% X 20%=0.0850.0250.110.63 X 67.80%X 80%=0.341Si0.63 X 0.50% X 25%=0.0010.0010.0020.63 X 0.50%X 75%=0.002錳鐵P0.63 X 0.23%=0.001S0.63 X 0.13%=0.001Fe0.63 X

21、24.74%=0.156合計0.0900.0360.1120.0150.538Al0.42 X 2.50% X 100%=0.0110.0100.0060.000Mn0.42 X 0.50% X 20%=0.00040.000150.42 X 0.50%X 80%=0.002Si0.42 X 73.00% X 25%=0.0770.0880.1650.42 X 73.00%X 75%=0.230硅鐵P0.42 X 0.05%=0.0002S0.42 X 0.03%=0.0001Fe0.42 X 23.92%=0.100合計0.0880.0980.1720.332總計0.1780.1340.28

22、40.0150.870w s 0.021%0.00193.44100% 0.022%可見，含碳量尚未達到設定值。為此需在鋼包內(nèi)加焦炭增碳。其加入量W1為：0.18-0.14 % 鋼水量 W1焦炭含c量c回收率沁旨0.06Kg81.50% 75%焦粉生成的產(chǎn)物如下:碳燒損量/ kk耗氧量/k氣體量/ kk成渣量/kg碳入鋼量/k0.06 X 81.50% X0.044+0.06 X (0.58+5.52)%0.06 X0.06 X 81.50% X25%=0.0120.032=0.04712.40%75%=0.007=0.037由此可得整個冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表1-16表1-

23、16總物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/ k%項目質(zhì)量/kg%鐵水88.2074.47鋼水92.57+0.870+0.037=93.4877.24廢鋼11.809.94爐渣8.68+0.284+0.007=8.9712.11石灰3.674.97爐氣9.64+0.015+0.047=9.708.24螢石0.260.37噴濺0.880.74輕燒白云石2.211.87煙塵1.321.10爐襯0.261.91渣中鐵珠0.510.57氧氣7.0665.57錳鐵0.630.50硅鐵0.420.35焦粉0.060.05合計114.58100.00合計114.86100 計算誤差為(114.58-114.86)/1

24、14.58 X 100%= 0.20% 可以近似的認為(0.133+0.032)的氧量系出鋼水二次氧化所帶入。2. 熱平衡計算2.1計算所需的原始數(shù)據(jù)計算所需的基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度(表1-17);物料平均熱熔(表1-18)；反應熱效應(表1-19)；融入鐵水的元素對鐵水熔點的影響 (表1-20)。其他工藝參數(shù)參照物料平衡選取。表1-17入爐物料及產(chǎn)物的溫度設定值名稱入爐物料產(chǎn)物鐵水廢鋼其他原料爐渣爐氣煙塵溫度/C12852525與鋼水相同14501450表1-18物料平均熱熔物料名稱生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)平均熱熔kJ/ (kgK)0.7450.699-1.0470.996

25、-熔化潛熱kJ/ kg218272209209209-液態(tài)或氣態(tài)平均熱熔 kJ/ (k K)0.8370.8371.248-1.137表1-19煉鋼溫度下的反應熱效應組元化學反應/kJ k mol-1/kJ kg-1CC+1/2 O 2=CO氧化反C+ O 2=CO 2氧化反應41807234834SiSi + O 2= (SiO 2氧化反應81768229202MnMn +1/2 O 2= (MnO)氧化反應3617406594P2P+5/2 O 2= (P 2O5)氧化反應117656318980FeFe +1/2 O 2= (FeO)氧化反應2382294250

26、Fe2Fe +3/2 O 2= (Fe 2O3)氧化反應7224326460SiO2(SiO2)+2(CaO)=(2CaO SQ2)成渣反應971331620P2O5(P2O5)+4(CaO)=(4 CaO P2O5)成渣反應6930544880CaCO3CaCO3=(CaO)+ CO 2分解反應1690501690MgCO3MgCO 3=MgO+ CO 2分解反應1180201405表1-20融入鐵水的元素對鐵熔點的降低值 =.丿元素CSiMnPSAlCrN、H、O在鐵中極限溶解度/%5.4118.5無限2.80.1835.0無限溶入1%元素使鐵熔點降低值/C6570758085901008

27、5302531.5N、H、0融入使鐵熔點降低值/C刀=6適用含量范圍/%V 11.02.02.53.03.54.03150.70.08O30.338 6460=2183.48S CO 20.415 34834=14456.11PtP 2050.05 18980=949.00Si t SiQ0.60 29202=17521.20P2O5T 4CaOPO50.422 4880=2059.36Mn MnO0.220 6594=1450.68SiO2T 2CaO- SiO1.934 1620=3133.08Fe FeO0.622 4250=2643.50合計Qy87868.08(3) 煙塵氧化熱Qc由

28、表1-4中給出的煙塵量參數(shù)和反應熱效應計算可得。QC = 1.5 (75% 856/72 4250+20%8112/160 6460)=5075.35kJ(4) 爐襯中碳的氧化熱Q1 = 0.3 X5% X90% X11639+ 0.3 X5% X10% X34834= 628.13kJ故熱收入總量為Qs = QW + Qy + QC + Q1 = 117418+87868.08+5075.35+628.13=210989.56kJ第二步：計算熱支出QZ。熱支出項包括：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。(

29、1) 鋼水物理熱Qg先按求鐵水熔點的方法確定鋼水熔點Tg ;再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時的實際溫降(通常前者為4060C,后者約為35C/min，具體時間與盛鋼桶大小和澆注條 件有關(guān))以及要求的過熱度(一般為5090C)確定出鋼溫度Tz ；最后由鋼水熱容 算出物理熱。Tg= 1536- (0.10 65+ 0.18 3+ 0.020 30 + 0.021 送5) 6= 1520C式中，0.10、0.15、0.020和0.021分別為終點鋼水中 C、Mn、P、S的含量。 Tz = 1520+ 50+ 50 + 70= 1690C式中，50、50、70分別為出鋼過程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過程中的溫降 和過

30、熱度。Qg = 91.70 X 0.699 (1520-25)+ 272+ 0.837 (1690-1520) =133817.35kJ(2) 爐渣物理熱Qr令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得：Qr= 9.701 X 1.248 (1690-25) + 209= 22185.41kJ(3) 爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱Qx。根據(jù)其數(shù)量、相應的溫度和熱容確定。詳見表2-2。表2-2 某些物料的物理熱項目參數(shù)/kJ備注爐氣物理熱10.941.137 3(1450 25)=17725.261450C系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱1.5 和.996 3(1450 25)+209=2442.45渣中鐵珠

31、物理熱9.701 6% 0.699 3(1520-25)+272+0.837 1690-1520)=849.311520C系鋼水熔占八、噴濺金屬物理熱1 30.699 魁520 25)+272+0.837 3(1690 1520)=1459.30合計Qx = 22476.32(4) 生白云石分解熱Qb根據(jù)其用量、成分和表1-19所示的熱效應計算的Qb= 2.5 &6.40% X1690+ 25.60% X14O5)= 2437.10kJ熱損失Qq其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的3%8%。本計算取5%,則得Qq = 210989.56 5%= 10549.48kJ廢鋼吸熱Qf用于加熱廢鋼的

32、熱量系剩余熱量，即Qf Qs Qg Qr Qx Qb Qq=210989.56- 133817.35- 22185.41-22476.32- 2437.10- 10549.48 =19523.90kJ熱效率100%故廢鋼加入量Wf為：19523.9010.6991520-25272 0.8271690-152013.38Kg即廢鋼比為：13 38100% 11.8%100 13.38Wf=熱平衡計算結(jié)果列于表2-3鋼水物理熱+爐渣物理 熱+廢鋼吸熱 熱收入總量133817.35 22185.41 19523.90“ “心=83.19%210989.56100% =72.68%熱效率若不計算爐渣

33、帶走的熱量時：收入支出項目熱量/kJ%項目熱量/kJ%鐵水物理熱117418.0039.29鋼水物理熱133817.3563.42兀素氧化和成渣執(zhí)八、87868.0829.4爐渣物理熱22185.4110.51其中C氧化57927.7819.38廢鋼吸熱19523.909.25Si氧化17521.205.86爐氣物理熱17725.268.4Mn氧化1450.680.49煙塵物理熱2442.451.16P氧化949.000.31渣中鐵珠物理熱849.310.40Fe氧化4826.981.61噴濺金屬物理熱1459.300.69SiO2成渣3133.081.05輕燒白云石分解執(zhí)八、2437.101

34、.16鋼水物理熱廢鋼吸熱熱收入總量表2-3熱平衡表P2O5成渣煙塵氧化熱 爐襯中碳的氧化 熱八、2059.365075.35628.130.691.700.21熱損失10549.485.00合計298857.64100合計210989.56100應當指出，加入鐵合金進行脫氧和合金化，會對熱平衡數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響。對轉(zhuǎn)爐用一般生鐵冶煉低碳鋼來說，所用鐵合金種類有限，數(shù)量也不多。經(jīng)計算,其熱收入部分約占總熱收入的 0.8%1.0%，熱支出部分約占0.5%0.8%,二者基本持平二、轉(zhuǎn)爐爐型設計計算轉(zhuǎn)爐是轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的核心設備。轉(zhuǎn)爐爐型及其主要參數(shù)對轉(zhuǎn)爐煉鋼的生 產(chǎn)率、金屬收得率、爐齡等經(jīng)濟指標都有直

35、接的影響，其設計是否合理也關(guān)系到 冶煉工藝能否順利進行，車間主廠房高度和轉(zhuǎn)爐配套的其他相關(guān)設備的選型。2.1爐型的選擇本設計為280t的大型轉(zhuǎn)爐，選用筒球型轉(zhuǎn)爐。2.2爐容比與高徑比2.2.1 爐容比(V/T ,m3/t)爐容比是轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量的比值，主要與供氧強度有關(guān)，本設計選取爐容比為0.902.2.2 高徑比高徑比是指轉(zhuǎn)爐爐殼總高度與爐殼外徑的比值，是作為爐型設計的校核數(shù)據(jù)。在1.25-1.45之間。2.3轉(zhuǎn)爐主要尺寸的確定2.3.1熔池尺寸(1)熔池直徑D熔池直徑是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時金屬液面的直徑?？筛鶕?jù)公式D求得，其中：G新爐金屬裝入量，t；(取公稱容量)t吹氧時間，mi

36、n，取16mi nK 比例系數(shù)，取1.50則熔池直徑 D kJ = 1.5xV( 280- 16)= 6275.0 mm熔池深度是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時，從金屬液面到爐底的深度。對于筒球型熔池，取球缺體半徑 R = 1.1D = 6902.5mm,此時熔池體積VC與熔池直徑存在如下關(guān)系：Vc230.790hD0.046D，即 h0Vc 0.046D30.79D2經(jīng)計算:H 內(nèi)=ho + H 身 + H 帽=10171.1mm2熔池體積VC =裝入量/比重=280/6.8 = 41.18m則熔池深度h。Vc 0.046D30.79D2( 41.18+0.046 X 6.283) / (0.790

37、 X 6.282)= 1690mm2.3.2爐帽尺寸(1)爐帽傾角傾角過小，爐帽內(nèi)襯不穩(wěn)定，容易倒塌；過大則出鋼時容易鋼渣混出和從爐口大量流渣。在本設計中取=60(2) 爐口直徑d 口本設計中取爐口直徑為熔池直徑的 43%，即卩d 口 = 6275X43% = 2698.25mm(3) 爐帽高度H帽取爐口上部直線段高度H 口 = 300 mm,則爐帽高度為：H帽 (D d0)tanH0= 1/2 (6275- 2698.25 ) tan60 +300 =3397.6 mm2.3.3 爐身尺寸(1) 爐身直徑轉(zhuǎn)爐爐帽以下，熔池面以上的圓柱體部分稱為爐身。其直徑與熔池直徑一致，即為Do(2) 爐身

38、高度H身H身=4V身 /( D2)4(Vb V帽 Vc)/( D2)式中V身、V帽、Vc 分別為爐身、爐帽、熔池的容積。其中：V帽/24(D3 d口 3)ta n/4d 口2H 口=0.262(H 帽 H 口 )(D2+Dd口 +d口 2)+0.785d口 2H 口Vb 轉(zhuǎn)爐有效容積，為V身、V帽、Vc三者之和，取決于容量和爐容 比。Vb =爐容比X G根據(jù)已得的數(shù)據(jù)，則有：3Vb =爐容比 X G = 0.90 X 280 =252 mV帽 0.262(H 帽 H口 )(D2+Dd 口 +d 口 2)+0.785d 口 2H 口3 =0.262( 3.4 -0.3 ) (6.28 2 +6.

39、28 X 2.7+2.7 2) +0.785 X 2.7 2 X 0.3 = 53.44 m由此，則有效爐身高度為：H身=4V身 /( D2) 4(Vb V帽 Vc)/( D2)=5083.5mm2.3.4 出鋼口尺寸出鋼口內(nèi)口一般設在爐帽與爐身交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全部出凈。(1) 出鋼口中心線水平傾角為了縮短出鋼口長度，以利于維修和減少鋼液二次氧化及熱損失，大型轉(zhuǎn)爐出鋼口中心線水平傾角趨于減小，本設計中取=10 .(2) 出鋼口直徑d出出鋼口直徑?jīng)Q定出鋼時間，因此隨爐子容量而定。可用如下經(jīng)驗公式確定：d出=一 63 1.75G. 63 1.75 280 =235.16m

40、m出鋼口襯磚外徑和出鋼口長度取出鋼口襯磚外徑為出鋼口直徑的6倍，即為：235.16 X 6 = 1410.96mm取出鋼口長度為其直徑的7倍，即為：235.16 X 7 =1646.12mm(4)校核高徑比H總=爐身咼H身+熔池深度h +爐帽咼度H帽+底部爐襯厚度+底部爐殼鋼板=5083.5+1690+3397.6+1020+82.4A 11339.51mmD殼二熔池直徑D +爐身加料側(cè)爐襯厚度+爐身出鋼側(cè)爐襯厚 度+爐身鋼板厚度X 2=6.28 +0.95+0.85+0.01 D 殼X 2所以 D殼=8244.9 mmH總D 殼二 11339.51/8244.9=1.37因 1.25 1.3

41、7 1.45 所以符合要求的范圍。由上述數(shù)據(jù)可畫出轉(zhuǎn)爐爐型圖。2.3.5爐襯爐襯材質(zhì)的選擇目前常用的工作層襯磚有：瀝青結(jié)合鎂磚，含碳量為56%;燒成浸漬鎂磚， 含碳量為2%左右；焦油或瀝青結(jié)合的白云石磚，含碳量約2%;瀝青或樹脂結(jié)合的白云石碳磚，含碳量為715%;瀝青或樹脂結(jié)合的鎂碳磚（加入或不加防 氧化劑），含碳量通常為1025%?，F(xiàn)在，氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯材質(zhì)普遍使用鎂碳磚，爐齡有明顯提高。但由于鎂碳磚 成本較高，因此一般只將其用在諸如耳軸區(qū)、渣線等爐襯易損部位，即爐襯工作層采用均衡爐襯，綜合砌爐。爐襯的組成和厚度的確定通常爐襯由永久層、填充層和工作層組成，也有的轉(zhuǎn)爐不設填充層。在本設 計中不設填充層。永久層緊貼爐殼，修爐時不予拆除。其主要作用是保護爐殼，用鎂磚砌筑。工作層是與金屬、熔渣和爐氣接觸的內(nèi)層爐襯，工作條件苛刻，設計中用鎂 碳磚砌筑。各層厚度參考高澤平煉鋼設備及車間設計表3-1，設計中取值見表2-1 :表2-1 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度取值爐襯各部分名稱厚度取值/mm爐帽永久層140工作層600爐身（加料側(cè)）永久層150工作層800爐身（出鋼側(cè)）永久層15