180t頂吹氧轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、第一章 緒論1.1 煉鋼技術(shù)的簡(jiǎn)史從人類社會(huì)步入工業(yè)時(shí)代開(kāi)始，鋼鐵材料一直是人類社會(huì)最主要使用的結(jié)構(gòu)材料,也是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的功能材料，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用，被稱為“工業(yè)之脊梁”。盡管近年來(lái)鋼鐵面臨著陶瓷材料、高分子材料、有色金屬材料（如鋁）等的競(jìng)爭(zhēng)，但由于其在礦石儲(chǔ)量、生產(chǎn)成本、回收再利用率、綜合性能等方面所具有的明顯優(yōu)勢(shì)，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，鋼鐵在工業(yè)生產(chǎn)中相比其他各類材料所具備的優(yōu)越性和重要地位仍不會(huì)改變。煉鋼學(xué)是一門研究如何將高爐鐵水（生鐵）、直接還原鐵（DRI、HBI）或廢鋼（鐵）加熱、融化，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除鐵液中的有害雜質(zhì)元素，配加合金并澆鑄成半成品鑄坯并不斷優(yōu)化和

2、創(chuàng)新的工程科學(xué)。煉鋼包括以下主要過(guò)程：（a） 去除鋼中的氮、磷、硫、氧、氫等雜質(zhì)組分以及由廢鋼帶入的混雜元素銅、錫、鉛、鉍等；（b） 為了保證冶煉和澆鑄的順利進(jìn)行，需將鋼水加熱升溫至16001700度；（c） 普通碳素鋼通常需含錳、硅，低合金鋼和合金鋼則需含有鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鋁等，為此在煉鋼過(guò)程中需向鋼液配加有關(guān)合金以使之合金化；（c） 去除鋼液中內(nèi)生和外來(lái)的各類非金屬夾雜物；（d） 將合格鋼水澆鑄成方坯、小方坯、圓坯、板坯等；（e） 節(jié)能和減少排放，包括回收轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣、煉鋼煙氣余熱利用、減少煙塵和爐渣排放以及煉鋼煙塵污泥、爐渣、耐火材料等的返回再利用。早在1856年英國(guó)人貝斯麥

3、就發(fā)明了底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，這種方法是近代煉鋼法的開(kāi)端，它為人類生產(chǎn)了大量廉價(jià)鋼，促進(jìn)了歐洲的工業(yè)革命。但由于此法采用酸性爐襯，故不能去除硫和磷兩種元素，因而其發(fā)展受到了限制。 1879 年出現(xiàn)了托馬斯底吹堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法，它使用帶有堿性爐襯的轉(zhuǎn)爐來(lái)處理高磷生鐵。雖然轉(zhuǎn)爐法可以大量生產(chǎn)鋼，但它對(duì)生鐵成分有著較嚴(yán)格的要求，而且一般不能多用廢鋼 。隨著工業(yè) 的進(jìn)一步發(fā)展，廢鋼越來(lái)越多。在酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法發(fā)明不到十年，法國(guó)人馬丁利用蓄熱原理，在1864年創(chuàng)立了平爐煉鋼法，1888年出現(xiàn)了堿性平爐。平爐煉鋼法對(duì)原料的要求不那么嚴(yán)格，容量大，生產(chǎn)的品種多，所以不到20年它就成為世界上主要的煉鋼方法，直到20

4、世紀(jì)50年代，在世界鋼產(chǎn)量中，約85%是平爐煉出來(lái)的。1952年在奧地利出現(xiàn)純氧頂吹轉(zhuǎn)爐，它解決了鋼中氮和其他有害雜質(zhì)的含量問(wèn)題，使質(zhì)量接近平爐鋼，同時(shí)減少了隨廢氣（當(dāng)用普通空氣吹煉時(shí)，空氣含79 %無(wú)用的氮）損失的熱量，可以吹煉溫度較低的平爐生鐵，因而節(jié)省了高爐的焦炭耗量，且能使用更多的廢鋼 。由于轉(zhuǎn)爐煉鋼速度快（煉一爐鋼約10min，而平爐則需7h），負(fù)能煉鋼，節(jié)約能源，故轉(zhuǎn)爐煉鋼成為當(dāng)代煉鋼的主流。在20世紀(jì)80年代中后期，西歐、日本、美等又相繼開(kāi)發(fā)成功了頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，在此法中，氧氣由頂部氧槍供入，同時(shí)由爐底噴口吹入氬，氮等氣體對(duì)熔池進(jìn)行攪拌（也可吹入少部分氧氣）。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐

5、煉鋼既具備頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼化渣好、廢鋼用量多的長(zhǎng)處，同時(shí)又兼?zhèn)溲鯕獾状缔D(zhuǎn)爐煉鋼熔池?cái)嚢韬?、鐵和錳氧化損失少、金屬噴濺少等優(yōu)點(diǎn)，因而目前世界上較大容量的轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)都采用了頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在國(guó)外一般被稱為L(zhǎng)D轉(zhuǎn)爐（Linz-Donawit工廠的縮寫），或稱為BOF轉(zhuǎn)爐（Basic Oxygen furnace的縮寫）。此煉鋼方法繼承了過(guò)去的空氣吹煉轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，又克服了其缺點(diǎn)。與電爐煉鋼相比，該方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.生產(chǎn)率高；2.對(duì)鐵水成分的適應(yīng)性強(qiáng)；3.廢鋼使用量高；4.可生產(chǎn)低硫、低磷、低氮及低雜質(zhì)鋼；5.可生產(chǎn)幾乎所有主要鋼品種。正因?yàn)橛羞@些長(zhǎng)處，氧氣頂吹煉鋼法在1950年后迅

6、速發(fā)展成為世界上主要的煉鋼方法。1.3 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的世界發(fā)展歷程空氣底吹轉(zhuǎn)爐和平爐是氧氣轉(zhuǎn)爐出現(xiàn)以前的主要煉鋼設(shè)備。煉鋼是氧化熔煉過(guò)程，空氣是自然界氧的主要來(lái)源。然而空氣中45的氣體是氮?dú)?，空氣吹煉時(shí)，這樣多的氮?dú)庠跔t內(nèi)穿行而過(guò)，白白帶走大量的熱,且有部分氮溶解在鐵液中，成為惡化低碳鋼品質(zhì)的重要原因。氧在用于燃燒之后，過(guò)剩的氧要通過(guò)渣層傳入鋼水，所以反應(yīng)速率極慢，這也就增加了熱損失。因此，直接把氧氣吹入熔池?zé)掍摚蔀樵S多冶金學(xué)家向往的目標(biāo)。早在19世紀(jì)，現(xiàn)代煉鋼法的創(chuàng)始人貝塞麥(HBessemer)就有了純氧煉鋼的設(shè)想，但因沒(méi)有大量氧氣而未進(jìn)行試驗(yàn)?？删驮?0世紀(jì)20年代后期，以空氣液化和分

7、餾為基礎(chǔ)的林德一弗蘭克(LindeFrankel)制氧技術(shù)開(kāi)發(fā)成功，大量的廉價(jià)氧氣能夠生產(chǎn)，供工業(yè)使用，氧氣煉鋼又為冶金界所注意。此后有諸多科學(xué)家在氧氣煉鋼上進(jìn)行不斷地實(shí)驗(yàn)，但都以這樣或那樣的失敗告終。1948年丟勒爾(RDurrer)等在馮羅爾(VonRoll)公司建成25t的焦油白云石襯的試驗(yàn)轉(zhuǎn)爐，以450的斜度將水冷噴嘴插入鐵水吹氧煉鋼，無(wú)論貝塞麥生鐵或托馬斯生鐵都能成功煉成優(yōu)質(zhì)鋼水，而且認(rèn)識(shí)到噴嘴垂直向下時(shí)，最有利于噴嘴和爐襯的壽命，這樣轉(zhuǎn)爐吹氧煉鋼的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)宣告完成。從實(shí)驗(yàn)室研究向工業(yè)化試驗(yàn)的進(jìn)一步發(fā)展是由奧地利的沃埃施特公司完成的。第二次世界大戰(zhàn)后奧地利面臨重建鋼鐵工業(yè)的需要，該

8、國(guó)缺少?gòu)U鋼使得平爐或電爐煉鋼法缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。沃埃施特公司注意到了丟勒爾的試驗(yàn)，決心開(kāi)發(fā)一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的新的煉鋼方法。1949年5月在奧地利累歐本(Leoben)開(kāi)了一次氧氣煉鋼的討論會(huì)，決定馮羅爾、曼內(nèi)斯曼(Mannesmann)、阿爾派(ALPINE)和沃埃施特4個(gè)公司協(xié)作，在沃埃施特的林茨(Linz)鋼廠作進(jìn)一步的試驗(yàn)。1949年6月在林茨建成2t頂吹氧試驗(yàn)轉(zhuǎn)爐，由蘇埃斯(TSuess)和豪特(HHauttmann)負(fù)責(zé)，在丟勒爾參與下，成功地解決了合適的氧氣壓力、流量和噴嘴與熔池面距離等工藝操作問(wèn)題。之后迅速建立15t試驗(yàn)轉(zhuǎn)爐，廣泛研究新方法所冶煉鋼的品質(zhì)。由于鋼的質(zhì)量很好而且煉鋼工藝的效

9、率很高，1949年末該公司決定在林茨投資建設(shè)世界第一個(gè)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐工廠。并命名該煉鋼法為L(zhǎng)D法。林茨的30tLD轉(zhuǎn)爐工廠于1952年11月投產(chǎn)。翌年春季第2個(gè)30tLD轉(zhuǎn)爐工廠在奧地利多納維茲()onawitz)建成投產(chǎn)。1950年由蘇埃斯申請(qǐng)得到專利權(quán)。推動(dòng)煉鋼工業(yè)再次大變革的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法登上了歷史舞臺(tái)。該法問(wèn)世后，數(shù)十年內(nèi)迅速取代了平爐煉鋼而成為世界上最主要的煉鋼方法。美國(guó)是平爐煉鋼大國(guó)，有平爐熔池吹氧的經(jīng)驗(yàn)。美國(guó)同時(shí)又是第二次世界大戰(zhàn)的最大戰(zhàn)勝國(guó)，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚。在得知轉(zhuǎn)爐氧氣煉鋼的信息后，美國(guó)麥克勞斯(McLouth)公司和加拿大多法斯柯(DOFASCO)公司于1954年各迅速建成

10、一個(gè)35t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間并投產(chǎn)。隨后1957年瓊斯一拉弗林(JonesLaughlin)公司阿里奎帕(Aliquippa)廠建成當(dāng)時(shí)世界最大的(80t級(jí))頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐。美國(guó)人沒(méi)有購(gòu)買奧地利的專利，由此發(fā)生了關(guān)于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼專利權(quán)的糾紛，最終美國(guó)方面勝訴。BOF法(Basic oxygen Furnace的第一個(gè)字母構(gòu)成)成為北美對(duì)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的習(xí)慣稱呼。但美國(guó)礦冶工程師協(xié)會(huì)(AIME)主持編寫的權(quán)威著作BOFSteelmaking中明確承認(rèn)丟勒爾(Durrer)在開(kāi)發(fā)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼上的貢獻(xiàn)。日本對(duì)于發(fā)展氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼非常關(guān)注，先經(jīng)過(guò)多次考察，在1951年用5t鋼包改造的試驗(yàn)裝置進(jìn)行試驗(yàn)(

11、包括空氣側(cè)吹的試驗(yàn))后，決心向沃埃施特和阿爾派(現(xiàn)已合并為奧鋼聯(lián)VAI)購(gòu)買專利特許權(quán)，于1957年在八幡建設(shè)第一個(gè)LD車間，到1963年其LD鋼產(chǎn)量662t超過(guò)平爐鋼。1978年關(guān)閉所有的平爐，前后僅歷20年。日本對(duì)頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼理論研究、擴(kuò)大煉鋼品種、改進(jìn)爐襯耐火材料和提高爐齡、爐氣回收技術(shù)、用副槍測(cè)取冶煉信息和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制、分解煉鋼操作功能使轉(zhuǎn)爐冶煉更加簡(jiǎn)化、配合連鑄機(jī)實(shí)現(xiàn)全連鑄煉鋼生產(chǎn)等方面，均進(jìn)行了深入研究和技術(shù)創(chuàng)新。日本已成為氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)最發(fā)達(dá)的國(guó)家。20世紀(jì)50年代中期，中國(guó)有科學(xué)家大力提倡發(fā)展氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼，北京鋼鐵研究總院、中國(guó)科學(xué)院化工冶金研究所、北京鋼鐵學(xué)院(北京科技大

12、學(xué)前身)等也進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼試驗(yàn)。然而對(duì)于中國(guó)發(fā)展氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的可行性，冶金界沒(méi)有統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。當(dāng)時(shí)西方國(guó)家對(duì)中國(guó)實(shí)行經(jīng)濟(jì)封鎖，只有前蘇聯(lián)可以提供平爐煉鋼成套設(shè)備，中國(guó)的制氧機(jī)制造工業(yè)也還十分薄弱，由于這些客觀情況，加上一些主觀上的原因，中國(guó)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展比較緩慢。1964年中國(guó)的第一座30t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間才在石景山鋼鐵廠(首都鋼鐵公司前身)建成投產(chǎn)。1979年全國(guó)氧氣轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量超過(guò)平爐鋼，19781985年建設(shè)了寶山鋼鐵總廠300t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)方達(dá)到國(guó)際水平。1986年氧氣轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量超過(guò)總產(chǎn)鋼量的50。中國(guó)在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的基本操作制度、可壓縮性氧氣射流結(jié)構(gòu)和多孔噴

13、槍的設(shè)計(jì)、含釩生鐵吹煉工藝、創(chuàng)造不烘爐煉鋼操作、改進(jìn)白云石爐襯質(zhì)量和研究白云石造渣工藝以提高轉(zhuǎn)爐爐齡等方面，也進(jìn)行了許多研究和開(kāi)發(fā)工作。而現(xiàn)如今作為轉(zhuǎn)爐煉鋼主要爐料的生鐵逐年增長(zhǎng), 為轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼產(chǎn)量的大幅度增長(zhǎng)提供了良好而充裕的原料條件, 平爐被淘汰, 充裕的生鐵資源， 給轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)提供了良好條件, 因此轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來(lái)獲得了快速增長(zhǎng)。其次，由于新建一批大、中型轉(zhuǎn)爐以及原有小型轉(zhuǎn)爐的擴(kuò)容改造， 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠生產(chǎn)規(guī)模均有所擴(kuò)大, 因此大、中型轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量大幅度提高，再加上轉(zhuǎn)爐冶煉新鋼種的開(kāi)發(fā)與高附加值鋼種的大幅度增長(zhǎng)，轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)工藝進(jìn)一步優(yōu)化，轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化水平不斷提高，轉(zhuǎn)爐消耗指標(biāo)逐步降低和市場(chǎng)的

14、強(qiáng)勁需求，在將來(lái)轉(zhuǎn)爐煉鋼仍然具有相當(dāng)可觀的前景和工業(yè)生產(chǎn)地位。1.4 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的未來(lái)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質(zhì)量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優(yōu)點(diǎn)。但在冶煉過(guò)程中都是氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質(zhì)量就受到一定的限制1。由參考文獻(xiàn)1得知轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝各項(xiàng)指標(biāo)取決于鐵水的化學(xué)成分，所以提高鐵水成分質(zhì)量對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的優(yōu)化有著重要意義。而對(duì)鐵水的主要要求是含硫量低（低于0.03%），相應(yīng)要求較高含硅（0.7%-0.9%）及具有優(yōu)化造渣所需的錳量（0.8%-1.0%）。所以其趨勢(shì)主要是：（1） 提高鋼水潔凈度鐵水預(yù)處理有助于改進(jìn)

15、轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)及提高鋼的質(zhì)量。美國(guó)及西歐各國(guó)鐵水預(yù)處理只限于脫硫，而日本鐵水預(yù)處理則包括脫硫、脫硅及脫磷。例如1989年日本經(jīng)預(yù)處理的鐵水比例為：NKK公司京濱廠為55%，新日鐵君津廠為74%，神戶廠為85%，川崎千葉廠為90%。（2） 優(yōu)化轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝煉鐵煉鋼各階段脫硫過(guò)程規(guī)律表明，在鐵水中比在鋼水中更容易保證脫硫反應(yīng)，因?yàn)樵诤剂枯^高及氧化度較低條件下硫具有更高的活性。然而在高爐煉鐵當(dāng)中很難脫硫，因?yàn)樵诟郀t一系列復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)中，深脫硫的各種熱動(dòng)力條件的能量不可避免地會(huì)增高硅含量并因此導(dǎo)致石灰及焦炭消耗的增加及產(chǎn)量的下降。在轉(zhuǎn)爐吹煉中脫硫也無(wú)效果，因?yàn)殇撛抵羞_(dá)不到平衡狀態(tài)，渣與鋼間的硫

16、分配系數(shù)因熔池氧化度高及碳含量低僅為2-7。如此低的硫分配系數(shù)使得在轉(zhuǎn)爐冶煉中難以實(shí)現(xiàn)深脫硫，并導(dǎo)致煉鋼生產(chǎn)在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的巨大消耗。 無(wú)論是在高爐煉鐵，還是在轉(zhuǎn)爐煉鋼當(dāng)中都保證不了金屬有效脫硫所需的熱動(dòng)力條件，因此進(jìn)行高爐煉鐵及轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中的深脫硫研究，在技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上都是不可取的。而合理的作法是將脫硫過(guò)程從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來(lái)。將脫硫從高爐及轉(zhuǎn)爐中分離出來(lái)，在冶煉低硅鐵的同時(shí)不必再為保證轉(zhuǎn)爐中的精煉進(jìn)行代價(jià)很高的高爐爐外脫硅。鐵水原始硅含量低還可降低錳含量。在氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼中錳的作用非常重要，它決定著及造渣所需的條件并對(duì)出鋼前終點(diǎn)鋼水氧化度起調(diào)節(jié)作用，長(zhǎng)期實(shí)踐證明，需設(shè)法使鐵水中錳保持0.8

17、%-1.0%的水平，因而在燒結(jié)混合料中必需補(bǔ)充錳，而這就提高了成本。錳在高爐里還原、然后在轉(zhuǎn)爐里氧化導(dǎo)致錳原料及錳本身不可彌補(bǔ)的巨大損失，而且還給各生產(chǎn)流程操作增加很多麻煩。在碳含量很低（0.05%-0.07%）條件下停止吹煉時(shí)，氧化度的影響如此之大，以致會(huì)把錳的最終含量定在極窄范圍內(nèi)，實(shí)際上已很少再與鐵水原始錳含量相關(guān)。在這種條件下，盡管鐵水原始錳含量達(dá)0.5%-1.2%，但鋼的最終錳含量實(shí)際上都一樣（0.07%-0.11%）。因此在當(dāng)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝條件下（各爐次都有過(guò)吹操作），沒(méi)必要在燒結(jié)混合料中使用含錳原料來(lái)提高鐵水原始錳含量，更合理的作法是冶煉低錳鐵。同時(shí)為節(jié)約低錳鐵在轉(zhuǎn)爐煉鋼中脫氧的

18、用量，研究直接采用錳礦石的效果具有重要意義。冶煉鐵水不添加錳礦石，而在轉(zhuǎn)爐煉鋼中添加錳礦石，與用含錳1.13%的鐵水煉鋼，這兩種煉鋼法相比，前者每噸生鐵可節(jié)省錳礦石和其他諸多原料，如：錳鐵、石灰、氧氣等，并可大大縮短吹煉時(shí)間。鐵水中硅、錳含量低及無(wú)需脫硫，這些條件會(huì)改變?cè)煸鼨C(jī)理及動(dòng)力特性，因?yàn)檫@時(shí)石灰消耗下降，渣量減少，渣堿度及氧化度增高。在這樣的條件下，渣的精煉功能只限于鐵水脫磷。這樣就能在轉(zhuǎn)爐冶煉本身中多次利用渣，使渣具有很高的精煉能力。根據(jù)這些原則開(kāi)發(fā)出轉(zhuǎn)爐煉鋼新工藝，即在轉(zhuǎn)爐煉鋼本身中多次（3-5次）利用后期渣（循環(huán)造渣），可降低石灰消耗及渣中鐵損，也可及早造就高堿度氧化渣，即使硅、錳

19、含量低仍可提供鋼水深脫磷所需的強(qiáng)勁動(dòng)力。（3） 采用復(fù)合吹煉的吹煉方法因?yàn)閺?fù)合吹煉能促進(jìn)各項(xiàng)冶煉參數(shù)穩(wěn)定，對(duì)熔池能進(jìn)行高水平攪拌，還能進(jìn)行檢測(cè)，并在預(yù)定的吹煉時(shí)間結(jié)束前的幾分鐘內(nèi)，正確使用此槍可保證極高的含碳量及鋼水溫度命中率，使90%-95%的爐次都能在停吹后立即出鋼，無(wú)需再檢驗(yàn)化學(xué)成分，也無(wú)需補(bǔ)吹，產(chǎn)量提高，補(bǔ)襯磨損也大大減少。所以綜合多項(xiàng)復(fù)合吹煉具有的優(yōu)點(diǎn)，復(fù)合吹煉在許多國(guó)家推廣，并成為當(dāng)下吹煉發(fā)展的主要方向2由參考文獻(xiàn)2得知從轉(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

20、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。3由參考文獻(xiàn)3可得知。（1） 復(fù)吹方法的吹煉特點(diǎn)頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和頂吹轉(zhuǎn)爐類似，不同處是爐底裝設(shè)供氣系統(tǒng)以吹入不同的氣體。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)。由于頂吹法熔池上下溫差大，渣中FeO高，易于發(fā)生噴濺，使得脫碳反應(yīng)在泡沫渣內(nèi)進(jìn)行，盡管通過(guò)調(diào)節(jié)氧槍位置，能將爐內(nèi)部CO燃燒成CO2，適當(dāng)提高廢鋼比但頂吹法冶煉超低碳鋼困難，過(guò)氧化現(xiàn)象嚴(yán)重。 而因?yàn)榈状捣▌t具有的攪拌力遠(yuǎn)大于頂吹法，所以熔池

21、內(nèi)溫差小，CO燃燒率小，不生成泡沫渣，過(guò)氧化程度低。所以頂?shù)讖?fù)吹的相互彌補(bǔ)可以有效的改善純粹頂吹氧時(shí)所遇到的不良現(xiàn)象。而且盡管熔池?cái)嚢柙趶?fù)吹轉(zhuǎn)爐中，其動(dòng)力來(lái)源有頂吹氧、底吹氣體和碳氧反應(yīng)沸騰三者。除碳氧反應(yīng)的攪拌力決定于脫碳速率外，但是頂吹和底吹的攪拌力都能根據(jù)要求靈活調(diào)節(jié)。（2） 頂吹和底吹方法可作互相補(bǔ)充的主要冶金特點(diǎn)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??；CO燃燒率小，不生成泡沫渣，前期脫磷較困難；熔池接近

22、平衡狀態(tài)，過(guò)氧化程度低等特點(diǎn)。頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)和頂吹轉(zhuǎn)爐類似，不同處是爐底裝設(shè)供氣系統(tǒng)以吹入不同的氣體。調(diào)節(jié)底吹氣體流量可以按照冶金要求來(lái)改變?nèi)鄢財(cái)嚢枨闆r。所以要從熔池?cái)嚢璩霭l(fā)，了解復(fù)合吹煉的工藝原理和設(shè)備配置。熔池?cái)嚢?#160;在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中，攪拌熔池的動(dòng)力來(lái)源有頂吹氧、底吹氣體和碳氧反應(yīng)沸騰三者。除碳氧反應(yīng)的攪拌力決定于脫碳速率外，頂吹和底吹的攪拌力都能根據(jù)要求靈活調(diào)節(jié)。改變頂吹射流攪拌功率的主要因素是氧槍高度(或氧壓)，影響底吹氣體攪拌功率的主要因素是底吹氣體流量。（3） 底吹所用氣體有氬、氮、氧、二氧化碳、一氧化碳以及天然氣等。由于各種氣體的性質(zhì)及價(jià)格不同，在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐上大多

23、將不同氣體結(jié)合使用。4由參考文獻(xiàn)4可得知（4） 頂?shù)讖?fù)吹的類型復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法名稱極多，大同小異，也各有特點(diǎn)。一般可分為4種：a)頂吹氧占l00，底吹惰性氣體攪拌，頂部加石灰塊造渣；b)頂吹氧占9095，底吹氧占510，頂部加石灰塊造渣；c)頂吹氧占7080，底吹氧占2030，底吹石灰粉造渣；d)頂吹氧占2040，底吹氧占6080，附加噴吹燃料以預(yù)熱廢鋼。基于以上分類，各種復(fù)吹法可作如下歸納： (a) LDKG，LBE，LDOTB，NKCB，LDAB諸法?？康状刀栊詺怏w以攪拌熔池，所用氣體主要為Ar、N2及CO2。N2便宜，使用較多。不過(guò)使用N2使鋼液增氮。為避免鋼液增氮，有時(shí)可使用Ar和CO2

24、作為攪拌氣體，或在吹煉全程使用，或于吹煉后期使用。(b) BSCBAP，LDOB，LDHC，STB及STBP和STBS諸法。從爐底吹入O2或其他氧化性氣體攪拌熔池。使用上述氣體時(shí)，采用雙套管噴嘴，屏蔽氧，以免氧氣等與爐底耐火材料直接接觸。 (c) KBOP法。與OBM法相似，底部吹氧量控制在40以下，其余氧氣由頂吹供給熔池。KBOP法通過(guò)使用頂槍，可減少底部供氧量簡(jiǎn)化了爐底結(jié)構(gòu)。(d) OBMS，KMS，KS，：HoogovensBSC，ALCI等法。都為克服OBM法渣中FeO含量少和CO燃燒量少帶來(lái)的爐料中廢鋼比小的缺點(diǎn)。主要措施是增加爐氣在爐內(nèi)的二次燃燒。（5） 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果復(fù)吹方法集合了

25、頂吹方法和底吹方法之長(zhǎng)處，從而獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。主要有：（a）渣中含鐵降低約2.55.0；（b）金屬收得率提高約0.51.5；石灰消耗減少約310kgt；（c）終點(diǎn)碳可降至0.010.03；（d）殘Mn提高約0.020.06；（e）磷含量降低約0002；（f）減少或消除鋼液噴濺；（g）降低氧耗約8，并縮短了吹煉時(shí)間。1.5 本文研究的目的與意義在礦產(chǎn)資源有限，國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)屢屢因?yàn)楦咂肺昏F礦受制于巴西，澳大利亞等原材料出產(chǎn)國(guó)，而產(chǎn)出鋼則因諸多不利技術(shù)因素，不能暢銷于國(guó)際市場(chǎng)的背景下，去潛心認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究煉鋼方面的諸項(xiàng)知識(shí)，找尋具有更高利用率和經(jīng)濟(jì)效益的新技術(shù)，是作為一個(gè)冶金行業(yè)的后輩應(yīng)該有

26、的覺(jué)悟和使命感。本文所提及的觀點(diǎn)和技術(shù)都是前輩們?cè)谛量鄬?shí)踐和不斷實(shí)驗(yàn)中總結(jié)反思所得，而我只能算是拾人牙慧，站在前輩們的肩膀上。本文沒(méi)有什么創(chuàng)新之處，只是在前輩們的理論和知識(shí)的指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)，旨在通過(guò)這次設(shè)計(jì)的過(guò)程對(duì)大學(xué)過(guò)程中諸項(xiàng)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行重新的回顧，和對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的新知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)而達(dá)到補(bǔ)充自己的目的。而在設(shè)計(jì)過(guò)程中的不斷思考和對(duì)于各項(xiàng)具體數(shù)據(jù)的處理，記憶，選擇等，相信也會(huì)讓我在以后的職業(yè)生涯中大獲裨益。第二章 轉(zhuǎn)爐物料平衡和熱平衡計(jì)算原始數(shù)據(jù)（1） 鐵水成分和溫度；表2-1 鐵水和終點(diǎn)鋼水成分原料CSiMnPS溫度/鐵水1250（以1240為準(zhǔn)）終點(diǎn)鋼水實(shí)測(cè)鋼中、影響渣質(zhì),噴濺和爐容

27、比,Si影響煉鐵焦比和轉(zhuǎn)爐廢鋼加入(目前要求Si<0.80%)。（2） 渣料和爐襯成分；表2-2 渣料和爐襯成分種類CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2FeOFe2O3燒堿H2OC 石 灰礦石螢石生白云石爐襯（3） 冶煉鋼種和廢鋼成分；表2-3 目標(biāo)冶煉鋼種和廢鋼成分%CSiMnPS鋼種Q-234廢鋼002成品鋼和廢鋼溫度以室溫為準(zhǔn)。（4） 各材料的比熱容；表2-4 各材料的比熱容項(xiàng)目固態(tài)平均比熱/KJ·kg-1·k-1溶化潛/KJ·kg-1液（氣）態(tài)平均比熱容/ KJ·kg-1·k-1生鐵鋼爐渣爐氣煙塵礦石（5） 各反應(yīng)熱效應(yīng)（認(rèn)

28、為25與煉鐵溫度下兩者數(shù)值近似）；表2-5 反應(yīng)熱效應(yīng)元素反應(yīng)反應(yīng)熱/KJ·kg-1C10940C34420Si28314P18923Mn7020Fe4020Fe6670SiO22070P2O54020根據(jù)各類轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)實(shí)際工程假設(shè)：（1）爐渣中鐵珠量為渣量的8%；（2）噴濺損失為鐵水量的0.85%；（3）熔池中碳的氧化生成90%CO，10%；（4）煙塵量為鐵水量的1.6%，其中煙塵中，；（5）爐襯侵蝕量為鐵水量的0.4%；（6）爐氣溫度取，爐氣中自由氧含量為總爐氣量的0.5%；（7）氧氣成分：98.4%氧氣，1.4%氮?dú)?。由鐵水成分冶煉鋼種可選用單渣發(fā)不留渣的操作。為簡(jiǎn)化計(jì)算，物料平

29、衡以100kg鐵水為計(jì)算基礎(chǔ)。爐渣來(lái)自元素的氧化，造渣材料和爐襯侵蝕等。2.2.1.1鐵水中各元素的氧化量（%）表2-6 鐵水中各元素的氧化量%原料CSiMnPS溫度/鐵水1250（以1240為準(zhǔn)）終點(diǎn)鋼水實(shí)測(cè)氧化量轉(zhuǎn)入表2-7說(shuō)明：Si堿性渣操作時(shí)終點(diǎn)Si量為痕跡；P單渣法去磷約90%（±5%）；Mn終點(diǎn)余錳量約3040%，這里實(shí)測(cè)為30%；S轉(zhuǎn)爐去硫約3050%；C終點(diǎn)碳與鋼種及磷量有關(guān)，要求出鋼后加鐵合金增碳的量能滿足鋼的規(guī)格中限，即：C終點(diǎn)=C中限C增碳； 這里取C終=0.15%,可滿足去磷保碳與增碳兩個(gè)條件。鐵水中各元素的氧化量，耗氧量和氧化產(chǎn)物量的計(jì)算。表2-7 鐵水中各

30、元素的氧化量，耗氧量和氧化產(chǎn)物量數(shù)據(jù)元素反應(yīng)式元素氧化（kg）消耗 （kg）氧化產(chǎn)物（kg）備注CC +O2=CO3.83×0.9=3.4473.447×1612=4.596CC +O2=CO23.83×0.1=0.3830.383×3212=1.02SiSi+O2=(SiO2)0.65×3228=0.743MnMn+ O2=（MnO）0.31×1655=0.09P2P+O2=（P2O5）0.107×8062=0.138SS+O2=SO20.01×12=0.0050.005×3232=0.005設(shè)12為氣

31、化去硫FeFe+O2=(FeO)見(jiàn)表2-13及說(shuō)明SS+(CaO)=(CaS)+O0.01×12=0.0050.005×-1632=-0.0025產(chǎn)生的CaS有：0.005×7232=0.011此處剩下1/2S元素由CaO除去并生成O；S消耗CaO的量為：0.005×5632=0.00875Fe2Fe+O2=(Fe2O3)見(jiàn)表2-13及說(shuō)明共計(jì) 造渣劑成分及數(shù)量：（選自國(guó)內(nèi)有關(guān)生產(chǎn)爐和取用生產(chǎn)最常用Fe鐵礦石）（1） 礦石成分及重量的計(jì)算（礦石/100kg鐵水）；表2-8礦石各成分?jǐn)?shù)據(jù)礦石成分重量（kg）礦石成分重量(kg)Fe2O31×61.

32、5%=0.615MgO1×0.44%=0.0044FeO1×29.4%=0.294S1×0.07%=0.0007（取0.001）SiO21×4.61%=0.0461H2O1×0.4%=0.004CaO1×1%=0.01共計(jì)Al2O31×1.10%=0.011說(shuō)明：S*: 反應(yīng)式為S+( CaO)= (CaS)+O 其中：(CaS)重為0.001×=0.002S消耗（CaO) 重為0.001×=0.002O微量，可不計(jì)。（2） 螢石成分及重量的計(jì)算（0.5螢石100鐵水）；表2-9 螢石各成分?jǐn)?shù)據(jù)螢石成分重

33、量（）螢石成分重量（）CaF2P*SiO2S*Al2O3H2OMgO共計(jì)說(shuō)明：P*反應(yīng)式為 2P+5/2O2=(P2O5)其中：(P2O5)重為0.0022×=0.005(P)消耗O重為0.0022×=0.003O微量，可不計(jì)。（3） 爐襯侵蝕成分及重量的計(jì)算（0.5爐襯100鐵水）；表 2-10 爐襯各侵蝕成分?jǐn)?shù)據(jù)爐襯成分重量（）爐襯成分重量（）CaOAl2O3×MgOC*SiO2共計(jì)C*微量，C*消耗的氧也為微量，可忽略不計(jì)。（4） 生白云石成分及重量的計(jì)算（3.0生白云石100鐵水）；表2-11生白云石的各成分?jǐn)?shù)據(jù)成分重量（）成分重量（）CaOSiO2MgO

34、燒堿*Al2O3共計(jì)加入生白云石后經(jīng)經(jīng)爐渣成分計(jì)算，應(yīng)滿足MgO=68%范圍（見(jiàn)表2-13），目的是可以提高爐襯抗熔渣的侵蝕能力，提高爐齡。燒堿是指生白云石或石灰中未分解的CO2及其重量。（5） 石灰成分及重量的計(jì)算（6.25石灰/100鐵水）；表2-12 石灰成分各數(shù)據(jù)石灰成分重量（）石灰成分重量（）CaOAl2O3SiO2S*MgO燒堿共計(jì)6.250說(shuō)明：石灰加入量計(jì)算如下：取終渣堿度R=% CaO/%SiO2=5 。由參考文獻(xiàn)5可得知 （2-1）式中 (SiO2) = (鐵水+爐襯+礦石+螢石+生白云石)中帶入=（1.39+0.0125+0.0461+0.03+0.06）=1.539 參

35、考表2-7、2-8、2-9、2-10、2-11、2-12；(CaO ) = (生白云石+爐襯+礦石鐵水S消耗礦石S消耗) =（1.32+0.27+0.010.008750.002） =1.5kg參考表2-7、2-8、2-9、2-10、2-11； Q【石灰】=3.5×1.54-1.590.5%-3.5×2%=4.66S*:反應(yīng)式為S+( CaO)= (CaS)+O 其中：生成(CaS)重:0.0625×=0.141 ；還原O:0.0625×=0.031 ；消耗（CaO）量：0.0625×=0.109；（6） 終渣(FeO)的確定；取R=3.5及(

36、FeO)=15%時(shí)可滿足終點(diǎn)鋼水中P=0.013%的要求這里取(FeO)= (%FeO) +0.9（%FeO) =15%取（Fe2O3）/(FeO)= 。故（Fe2O3）=5%，(FeO) 10%。5由參考文獻(xiàn)5可得知（7） 終渣成分及重量的計(jì)算；表2-13 終渣各成分?jǐn)?shù)據(jù)（kg）終渣成分氧化產(chǎn)物石灰礦石生白云石爐襯螢石總重CaOMgOSiO2P2O5MnOAl2O3CaF2CaSFeOFe2O3共計(jì)說(shuō)明（a） 總渣量的計(jì)算如下：表中CaO+MgO +SiO2+ P2O5 +MnO+ Al2O3 +CaF2 +CaS = 11.168，總渣量 (FeO)=100%15%=85%因此總渣量=11

37、.168÷85%=13.139；（b） (FeO)重13.557×10%=1.314;其中Fe氧化量: 1.314×5672=1.021 (轉(zhuǎn)入表2-7)（Fe2O3）重13.139×5%=0.657 ;其中Fe氧化量:0.657×=0.460 (轉(zhuǎn)入表2-7)*CaO= CaO石灰中 CaOS消耗 =5.565-0.109=5.456kg(表2-12及附注)礦石及煙塵中的鐵量和氧量的計(jì)算（1） 加入1.0礦石/100帶入的鐵量和氧量為：Fe（礦石中）=1.0×(29.40%×61.50%×)=0.659 ；（據(jù)表

38、2-2中礦石成分注：礦石中：FeO=29.40%； Fe2O3=61.50%）O2（礦石中）=1.0×(29.40%×61.50%×)=0.185；（2） 1.6煙塵/100鐵水帶入的鐵量和氧量為：Fe（煙塵中）=1.6×(77%×20%×)=1.182；（據(jù)假設(shè)條件注：煙塵中：FeO=77%； Fe2O3=20%）O2（煙塵中）=1.6×(77%×20%×)=0.37；爐氣成分及重量的計(jì)算表2-14 爐氣各成分?jǐn)?shù)據(jù)爐氣成分重量，體 積 （Nm3）CO8.043×22.428=6.434CO21

39、.798×22.444=0.915SO20.01×22.464=0.005O2N2H2O0.014×22.418=0.017共計(jì)【注：標(biāo)況下1mol氣體的體積為22.4L】說(shuō)明：CO重=（鐵水+爐襯）中C氧化生成=8.043（表7）+0（表10）=8.043 kgCO2重=（鐵水+爐襯）中C氧化生成+（生白云石+石灰）的燒堿=1.4（表2-7）+0（表10）+0.12(表11)+0.278（表12）=1.798kgSO2重=鐵水中氣化去硫重=0.01kg（表7）H2O汽重=礦石及螢石帶入=0.004（表8）+0.1（表9）=0.014kg爐氣中O2 與N2重，可由

40、爐氣總體積V(Nm3),反算求出。其中已知氧氣純度為98.4%的O2，1.4%的N2和爐氣中含自由氧的體積為0.5%，因此爐氣總體積：V=( CO +CO2 +SO2+ H2O)體積（表14）+自由氧的體積+ N2體積=（6.434+0.915+0.005+0.017）+0.5% V+ N2其中：V（N2）=22.4327.079+0.37+0.003+0.001-0.185-0.031+0.5%V×1.4%98.4%；【注：大括號(hào)內(nèi)的參數(shù)為“氧氣的消耗和帶入項(xiàng)目” （見(jiàn)表2-15）分式部分為氧氣純度98.4%時(shí)氧的體積。×1.4%。表示換算成N2體積?！恳虼丝傻肰=（7.

41、371+0.5%V）+（5.066+0.5%V）×1.4%98.4%整理后 V=7.480 Nm3；3；爐氣中自由氧重=0.037×=0.053 ；爐氣中氮體積=（0.037+5.066）×1.4%98.4%=0.071 Nm3；爐氣中氮重=0.071×=0.089 。2.未加廢鋼時(shí)氧氣的消耗量的計(jì)算表2-15 氧氣的消耗和帶入項(xiàng)目項(xiàng)目重量kg備注項(xiàng)目重量kg備注元素氧化耗氧見(jiàn)表7說(shuō)明螢石中P耗氧表2-9說(shuō)明礦石耗氧量見(jiàn)二自由氧重表2-14說(shuō)明煙塵耗氧量見(jiàn)二爐氣中氮重表2-14說(shuō)明礦石S消耗氧量取見(jiàn)表8說(shuō)明石灰中S反應(yīng)耗氧量表2-12說(shuō)明= 7.379k

42、g或?qū)嵑难躞w積=7.379×=5.165 Nm3100鐵水=51.65 Nm3T鐵水。鋼水量計(jì)算吹噴項(xiàng)目：元素氧化量：6.383 kg（見(jiàn)表2-7）煙塵中鐵損量：1.182kg（見(jiàn)二，煙塵中的Fe，O2計(jì)算）渣中鐵珠重：1.055kg(注：由假設(shè)條件和終渣總重確定，見(jiàn)表2-13)噴濺鐵損量:0.85kg（注：由假設(shè)條件確定）礦石帶入鐵重:0.659（見(jiàn)二，礦石帶入的Fe，O2計(jì)算）因此100kg鐵水可得鋼水收得率為：100-（6.383+1.182+1.055+0.85）+0.659kg=91.189 kg。未加廢鋼時(shí)的物料平衡表表2-16 未加廢鋼時(shí)的物料平衡收入項(xiàng)重量kg支出項(xiàng)重

43、量kg鐵水石灰礦石螢石生白云石爐襯氧氣鋼水爐渣爐氣煙塵鐵珠噴濺共計(jì)共計(jì)計(jì)算誤差：117.90-118.90118.90×100%=-0.84%。（誤差大時(shí)應(yīng)檢查原因或重算）2.3熱平衡計(jì)算（取冷料為25）（1） 鐵水物理熱；鐵水熔點(diǎn)=1538-（3.95×100+0.65×8+0.45×5+0.12×30+0.035×25）-7= 112425式中：1538為純鐵熔點(diǎn),100、8、5、30、25分別為C、Si、Mn、P、S每1%含量時(shí)鐵水熔點(diǎn)降低。7為氣體O、N、H對(duì)熔點(diǎn)總的影響。6由參考文獻(xiàn)6可得知 鐵水物理熱：Q鐵水=100

44、15;0.744×1124-25+217.468+0.8368×1240-1124=113219.28KJ；（2）鐵水中各元素氧化熱與成渣熱表2-17鐵水中各元素的氧化熱和成渣熱元素反應(yīng)式產(chǎn)生熱量KJCCSiMnFeFePP2O50.25×4020=1005SiO2共計(jì)（3） 煙塵氧化放熱1.6(77%××4020+20%××6670) =5346.133 KJ；熱收入總計(jì)= 113219.28 +85120.2+5346.133=203685.613 KJ?！咀ⅲ籂t襯中C和螢石中P因放熱量低未計(jì)入內(nèi)】熱支出（1） 鋼水物理

45、熱鋼水熔點(diǎn)=1538-(0.12×65+0. 14 ×5+0. 013×30.+0. 025× 25)-7=1521 式中: 1538為純鐵熔點(diǎn)；65、5、30、25分別為C、Mn、P、S四個(gè)元素每 1%量對(duì)鋼水量熔點(diǎn)的影響6由參考文獻(xiàn)6得知出鋼溫度=鋼水熔點(diǎn)+過(guò)熱溫度十鋼液溫降+出鋼溫降=1521 +30+21+30=1602【注：低碳鋼過(guò)熱取30；鋼液溫降按7分鐘計(jì)算，每分鐘溫降取3；出鋼溫降取30(一般為2040之間)?！夸撍锢頍幔篞鋼水=91.189×0.699×1521-25+217.69+0.8368×1602

46、-1521=121388.499 KJ；（2） 爐渣物理熱(設(shè)溫度與出鋼溫度相同)所以爐渣物理熱：Q爐渣=13.56×1.247×1622-25+209.2=29840.936KJ；（3） 礦石分解吸熱×(29.40%××4020+61.50%××6670)=3790.675KJ；（4） 煙塵物理熱Q煙塵=1.6×1×1440-25+209.2=2598.72KJ；（5） 爐氣物理熱××(1440-25)=16085.652KJ；（6）渣中鐵珠物理熱Q鐵珠=1.055×0.6

47、99×1521-25+217.69+0.8368×1602-1521=1404.389 KJ；（7） 噴濺金屬物理熱Q噴金=0.85×0.699×1521-25+217.69+0.8368×1602-1521=1144.499KJ；（8） 生白云石分解吸熱Q白云石=3.0×1422.6=4267.8KJ【注：CaCO3=CaO+CO2，反應(yīng)熱為1422.6KJ/kg】；熱支出總計(jì):Q總=121388.499+29840.936+3790.675+2598.72+16085.652+1404.389+1144.499+4267.8=18

48、0521.17KJ;（9） 剩余熱量熱收入一熱支出一熱損=203685.613-180521.17-8255.425=12872.162KJ，熱損失占熱收入的38%,這里取4%×203685.613 =8255.425KJ；（10）廢鋼加入量lkg廢鋼吸熱量為：Q廢= 1×0.699×1521-25+217.69+0.8368×1602-1521=1331.175KJ；因此可加廢鋼重=12872.1621331.175=9.67kg；得廢鋼比=9.67100+9.67×100%=8.8%；鐵水比=100100+9.67×100%=91

49、.2%；【注：水的汽化吸熱和氣化去硫，吸熱甚微未計(jì)入?！繜崞胶獗肀?-18 熱平衡表熱收入KJ熱支出KJ鐵水物理熱113219.28鋼水物理熱元素氧化和成渣熱爐渣物理熱其中：礦石物理熱C煙塵物理熱Si爐氣物理熱Mn鐵珠物理熱P噴濺金屬物理熱P2O51005其他熱損失SiO2廢鋼物理熱煙塵氧化熱共計(jì)轉(zhuǎn)爐熱效率=鋼水物理熱+礦石物理熱+廢鋼物理熱總熱收入×100%=121388.499+3790.675+12872.162203685.613×100%=67.8%。（1） 廢鋼中各元素的氧化量（%）；表2-19 廢鋼中各元素的氧化量（%）成分CSiMnPS廢鋼終點(diǎn)鋼水廢鋼元素消

50、耗量0（2） 廢鋼中各元素的氧化量、耗氧量、氧化物量和進(jìn)入鋼中量的計(jì)算；表2-20 廢鋼中各元素的氧化量、耗氧量、氧化物量項(xiàng)目廢鋼中元素化量kg耗氧量kg氧化物量kg備注CCO0.003×1612CO和CO2進(jìn)入爐氣CCO29.67×0.03%×10%SiSiO29.67×0.2%0.019×3228SiO2、Mn、P2O5進(jìn)入爐渣MnMnO9.67×0.32%0.031×1655PP2O59.67×0.007%0.001×8062共計(jì)廢鋼各元素氧化，則廢鋼進(jìn)入鋼中量9.616 kg（3） 將表2-16和

51、表2-20合成新的物料平衡表（金屬料100kg）；表2-21 100kg情況下加廢鋼的物料平衡表收入項(xiàng)目重量kg支出項(xiàng)目重量kg鋼水鋼水廢鋼爐渣石灰爐氣礦石煙塵螢石鐵珠生白云石噴濺爐襯氧氣（4） 加入廢鋼后的物料平衡表（鋼水+廢鋼=100kg）；表2-22 加入廢鋼后的物料平衡表收入項(xiàng)目重量kg支出項(xiàng)目重量kg鋼水鋼水廢鋼爐渣石灰爐氣礦石鐵珠螢石噴濺生白云石煙塵爐襯氧氣共計(jì)共計(jì)計(jì)算誤差=117.59-116.3117.6×100%=0.9%。根據(jù)低碳鋼Q-234鋼固定的成分區(qū)間，屬于半鎮(zhèn)靜鋼脫氧，即進(jìn)行錳鐵和硅鐵脫氧。78 由參考文獻(xiàn)78可得知（1） 冶煉Q-234鋼時(shí)選錳鐵和硅鐵脫

52、氧表2-23錳鐵和硅鐵各中元素成分含量（%）成分CSiMnPSFeFe-MnFe-Si70（2 ）計(jì)算鐵合金加入量根據(jù)國(guó)內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐冶煉Q-234鋼種時(shí)選取一下元素的收得率表2-24 Q-234鋼的元素收得率Fe-MnMnSiC說(shuō)明Fe-SiMnSi收得率757090其中10%CCO2收得率%8075兩種脫氧劑中的P、S、Fe則全部進(jìn)入鋼中，故:Fe-Mn加入量=0.52-0.17%75%×75%×91.914=0.572kg；【注：0.52取自目標(biāo)鋼種Q-234的Mn中限】（3） Fe-Mn中的硅進(jìn)入鋼中的重量%（見(jiàn)表2-25）表2-25 Fe-Mn合金各成分元素?fù)p耗和去向合合金成分元素?zé)龘p重kg耗氧量kg產(chǎn)物元素進(jìn)入鋼中成渣量kg爐氣kg重量kg重量百分?jǐn)?shù)%錳 鐵CCO20.004×0.03992.369×100%=0.04%SiSiO20