年產(chǎn)750萬噸全連鑄轉(zhuǎn)爐車間物料、熱平衡計(jì)算

1、西安建筑科技大學(xué)冶金工程課程設(shè)計(jì)說明書240t 氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)學(xué)生姓名錢復(fù)友班級(jí)冶 金 0801學(xué)號(hào)080840119指導(dǎo)老師馬杰冶金工程學(xué)院年月日西安建筑科技大學(xué)目錄1轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計(jì)算 11.1 原始數(shù)據(jù)選取 11.2 未加廢鋼和合金的物料平衡計(jì)算 31.3 熱平衡計(jì)算 91.4 加廢鋼和合金的物料平計(jì)算 122轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 152.1 轉(zhuǎn)爐爐型選擇 152.2 轉(zhuǎn)爐爐容比與高寬比 152.3 轉(zhuǎn)爐主要尺寸確定 152.4 轉(zhuǎn)爐爐體結(jié)構(gòu)圖 18參考文獻(xiàn) 211 轉(zhuǎn)爐物料平衡與熱平衡計(jì)算物料平衡是計(jì)算轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中加入爐內(nèi)與參與煉鋼的全部物料（如鐵水、 廢鋼、氧氣、冷卻劑、渣料、合金添加

2、劑、被侵蝕的爐襯等）和煉鋼過程的產(chǎn)物 （如鋼水、爐渣、爐氣、煙塵等）之間的平衡關(guān)系。熱平衡是計(jì)算轉(zhuǎn)爐煉鋼過程的熱量收入 （如鐵水物理熱、 化學(xué)熱） 和熱量支 出（如鋼水、爐渣、爐氣的物理熱、冷卻劑溶化和分解熱）之間的平衡關(guān)系。1.1 原始數(shù)據(jù)的選取原材料成分 （表 1-1表 1-5）表 1-1 鐵水、廢鋼成分（ %）原料CSiMnPS鐵水4.80.70.20.10.044廢鋼0.180.250.550.030.03終點(diǎn)鋼水0.15痕跡0.10.010.0264表 1-2 渣料和爐襯材料成分（ %）種類CaOSO2MgOAl 2O3SPCaF2Fe OFe2O3燒減H2OC石灰91.02.02.

3、01.50.053.45焦炭29.461.80.6081.5螢石6.00.581.780.090.5589.02.00白云石55.03.033.03.01.05.0爐襯54.02.038.01.05.0表 1-3 各材料的熱容（ kJ/kg.K ）項(xiàng)目固態(tài)平均熱容熔化潛熱液（氣）態(tài)平均熱容生鐵0.745217.5680.8368鋼0.699271.960.8368爐渣209.201.247爐氣1.136煙塵1.000209.20礦石1.046209.20表 1-4 反應(yīng)熱效應(yīng)（ 25）元素反應(yīng)反應(yīng)熱 /kJ · kg-1 元素CC+1/2O 2=CO10950CC+O 2=CO234

4、520SiSi+O 2=SiO228314P2P+5/2O 2=P2O518923MnMn+1/2O 2=MnO7020FeFe+1/2O 2=FeO5020FeFe+3/2O 2=Fe2O36670SiO2SiO2+2CaO=2CaOSi2O2070P205P2O5+4CaO=4CaO P2O55020表 1-5 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）項(xiàng)目CSiMnAlPSFe硅鐵-73.00/750.50/802.50/00.05/1000.03/10023.92/100錳鐵6.60/900.50/7567.8/80-0.23/1000.13/10024.74/1001.1.2 假設(shè)條件名稱

5、參數(shù)名稱參數(shù)終渣堿度%CaO/%SiO 2=3.5渣中鐵損為渣量的 6%螢石加入量為鐵水量的 0.5%煙塵量為 鐵 水 量 的 1.5%白云石加入量為鐵水量的 2.5%(FeO75%,Fe 2O 320% )噴濺鐵損鐵水量的 1%41.1.3 冶煉鋼種及規(guī)格成分要求冶煉低碳鋼，以 Q235 鋼為例，其規(guī)格成分為（ %）：C 0.140.22，Si 0.120.30，Mn 0.400.65， P0.045,S 0.0501.2 未加廢鋼和合金的物料平衡計(jì)算物料平衡基本項(xiàng)目：（ 1） 收入項(xiàng)：鐵水、廢鋼、溶劑（石灰、螢石、白云石） 、氧氣、爐襯蝕損、 鐵合金。（ 2） 支出項(xiàng)：鋼水、爐渣、煙塵、渣

6、中鐵珠、爐氣、噴濺。根據(jù)鐵水、 渣料質(zhì)量及其冶煉鋼種的要求， 采用單渣法操作。 為了簡(jiǎn)化運(yùn)算， 以 100 kg 鐵水為計(jì)算基礎(chǔ)。1.2.1 渣量及其成分計(jì)算元素在鋼水中的含量（1）鐵水中元素氧化量（表 1-6 ） 氧化量 =元素在鐵水中的含量表 1-6 鐵水中的元素氧化量元素 /%項(xiàng)目CSiMnPS鐵水4.80.700.200.100.044鋼水0.1000.100.010.0264氧化量4.70.700.100.090.0176由表 1-6知：脫磷率 = 0.09 / 0.10×100% =90%；脫硫率 =0.0176/0.044*100%=36% ； 鋼中殘錳量 =0.1/0

7、.2 ×100% =34%.（2）各元素耗氧量及氧化產(chǎn)物量（表 1-7 ）表 1-7 鐵水中元素氧化量、氧化產(chǎn)物量元素反應(yīng)元素氧化量 /kg耗氧量 /kg氧化產(chǎn)物量 /kgCC+1/2O 2=CO4.70 × 90%=4.234.23 × 16/12=5.644.23 × 28/12=9.87CC+O 2=CO24.7 × 10%=0.470.47 × 32/12=1.2530.47 × 44/12=1.723SiSi+O 2=SiO20.70.7 × 32/28=0.80.7 × 60/28=1.5Mn

8、Mn+1/2O 2=MnO0.10.1 × 16/55=0.0290.1 × 71/55=0.129P2P+5/2O 2=P2O50.090.009 × 80/62=0.1160.09 × 142/62=0.206SS+O 2=SO20.0176 × 1/3=0.005870.00587 ×0.00587 ×32/32=0.0058764/32=0.0117SS+(CaO)=(CaS)+O0.0176 × 2/3=0.01170.0117 ×(-16 )0.0117 × 72/32=0.0263

9、/32=-0.00585FeFe+1/2O 2=FeO0.31 ×56/72=0.2410.31 × 16/72= 0.0690.31FeFe+3/2O 2=Fe2O30.166 ×0.166 ×48/160= 0.04980.16656/160=0.0406總計(jì)5.88967.957：假定爐內(nèi)氣化脫硫 1/3；鐵的氧化由表 1-13 得出（3）渣料的加入量1）螢石加入量 ：根據(jù)冶金局（部）轉(zhuǎn)爐操作規(guī)程，并參考煉鋼工藝學(xué) ， 取螢石加入量 4 kg/t ，在本設(shè)計(jì)中，即為： 0.1 × 4=0.4 kg ，其成分質(zhì)量計(jì)算見 表 1-9. （質(zhì)量

10、計(jì)算中各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)見表 1-2）表 1-9 螢石加入量及成分成分質(zhì)量 /kg成分質(zhì)量 /kg6CaF20.4 × 89.0% = 0.356MgO0.4 ×0.58% = 0.002SiO20.4 × 6% = 0.024P0.4 ×0.55% = 0.002Al 2O30.4 × 1.78% = 0.007S0.4 ×0.09%0.000( 忽略 )H2O0.4 × 2% = 0.008其中： 2P+5/2O 2=P2O5( P2O5)生成量 = 0.002 ×142/62 = 0.005 kg3）白云石加入

11、量 ：為了提高轉(zhuǎn)爐壽命，采用白云石造渣，控制渣中（ MgO）含 量在 6% 8%范圍內(nèi)。根據(jù)已投產(chǎn)轉(zhuǎn)爐的經(jīng)驗(yàn)，取生白云石 30 kg/t ，在本設(shè)計(jì) 中即為： 30×0.1 = 3 kg ，其成分質(zhì)量計(jì)算見表 1-10 。（質(zhì)量計(jì)算中各成分質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)見表 1-2）表 1-10 生白云石加入量及成分成分質(zhì)量 /kg成分質(zhì)量 /kgCaO3×55% = 1.65MgO3×33% = 0.99SiO23×3% = 0.09Fe2O33×1% = 0.03Al 2O33×3% = 0.09燒減3×5% = 0.15其中：燒減是白云

12、石中 CaCO3 MgCO3分解產(chǎn)生的 CO2 氣體。4）爐襯侵蝕量：轉(zhuǎn)爐爐襯在爐渣作用下，將被侵蝕和沖刷進(jìn)入渣中，本設(shè)計(jì) 中取鐵水量的 0.5%，即 100×0.5% = 0.5 kg , 其成分質(zhì)量計(jì)算見表 1-11. （質(zhì)量 計(jì)算中各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)見表 1-2）表 1-11 爐襯侵蝕量及成分成分質(zhì)量 /kg成分質(zhì)量 /kgCaO0.5 ×54% = 0.27SiO20.5 × 2% = 0.01MgO0.5 ×38% = 0.19C0.5 ×5% = 0.025Al 2O30.5 ×1% = 0.005其中： 爐襯中碳的氧化與金

13、屬中氧化生成的 CO和 CO2 比例相同。即：C+1/2O 2=CO：氧化產(chǎn)物 CO量為：0.025×90%×28/12 = 0.053 kg 耗氧量為： 0.025×90%×16/12 = 0.03 kgC+O2=CO2：氧化產(chǎn)物 CO2量為： 0.025 ×10%× 44/12 = 0.009 kg 耗氧量為： 0.009 ×32/44 = 0.007 kg 共消耗氧量 =0.03+0.007 = 0.037 kg5）石灰加入量：根據(jù)鐵水成分，取終渣堿度 R=3.5，石灰加入量計(jì)算如下：（SiO2）=鐵水Si 生成（ S

14、iO2）+ 爐襯、礦石、白云石、螢石帶入的（ SiO2）=1.5 + 0.01 + 0.0561 + 0.09 + 0.024 =1.68 kg （CaO）=白云石、礦石、爐襯帶入（ CaO） 鐵水、礦石中 S 消耗 CaO量=1.65 + 0.01 + 0.27 0.0117 × 56/32 0.001 × 56/32 = 1.908 kg石灰加入量 = （SiO2）×R - （CaO）/%CaO有效× 100%=（1.68 × 3.5 1.908 ）/（91 3.5 ×2） ×100%=4.73 kg其成分質(zhì)量計(jì)算見表

15、1-12. （ 質(zhì)量計(jì)算中各成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)見表 1-2）表 1-12 石灰加入量及成分成分質(zhì)量 /kg成分質(zhì)量 /kgCaO4.73 × 91% = 4.3SiO24.73 ×2% = 0.0946MgO4.73 ×2% = 0.0946S4.73 ×0.05% = 0.0024Al 2O34.73 × 1.5% = 0.071燒減4.73 × 3.45% = 0.16其中：S+（CaO）=（CaS）+O生成的（CaS） = 0.0024 ×72/32 = 0.005 kg6）渣中的鐵氧化物： 對(duì)于冶煉 Q235鋼，根據(jù)已投

16、產(chǎn)轉(zhuǎn)爐渣中含 （ FeO）量， 取（ FeO）= 5.2%，（Fe2O3）= 7%。7）終渣總量及成分：根據(jù)表 1-7 表 1-12 中的數(shù)據(jù)，確定終渣總量及成分， 見表 1-13 ，若不計(jì)（ FeO）、（Fe2O3），由表 1-13 中可得： CaO+MgO+S2i+OP2O5+MgO+A2lO3+CaF2+CaS= 6.23 + 1.282 + 1.775 + 0.211 + 0.129 + 0.189 + 0.356 + 0.033 = 10.205 kg已知（ FeO）= 5.2% ,（Fe 2O3）= 7% ，則其余渣應(yīng)占渣量總數(shù)的 87.8%。 故總渣量為 10.205/87.8%

17、 = 11.623 kg由此可知：（FeO）= 11.623 × 5.2% = 0.604 kg, （Fe2O3）= 11.623 × 7% = 0.814 kg 。由于礦石和白云石中帶入部分（ FeO）和（ Fe2O3），其含量參見表 1-8 和 1-10 ，實(shí)際鐵氧化物為：（FeO）= 0.604 0.31 = 0.166 kg；其值列入表 1-7.Fe2O3)= 0.814 0.618 0.03 = 0.166 kg . 其值列入表 1-7 表 1-13 終渣總量及成分成分氧化產(chǎn)物/kg石灰 /kg礦石 /kg白云石 /kg爐襯 /kg螢石 /kg總計(jì) /kg%CaO

18、4.30.011.650.276.2353.6MgO0.0950.0050.990.190.0021.28211.03SiO21.50.0950.0560.090.010.0241.77515.27P2O50.2060.0050.2111.82MnO0.1290.1291.11Al 2O30.0710.0110090.010.0070.1891.63CaF20.3560.3563.50CaS0.02630.0050.0020.0330.28FeO0.310.2940.6045.2Fe2O30.1660.6180.030.8147總計(jì)11.6231001.2.2 冶煉中的吹損計(jì)算根據(jù)假設(shè)條件，渣

19、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 = 11.623 × 8% = 0.93 kg噴濺損失量 = 100 × 0.1% = 0.1 kg煙塵鐵損失量 = 100 × 1.6%×（77%×56/72 + 20%×112/160）= 1.182 kg 元素氧化損失 = 5.89 kg （見表 1-7 ）吹損總量 = 0.93 + 0.1 + 1.182 + 5.9 = 8.102 kg 鋼水量 = 100 8.102 = 91.898 kg .1.2.3 氧氣消耗量計(jì)算1

20、）元素氧化耗氧 =7.957 kg （見表 1-7 ）；2）煙塵鐵氧化耗氧 =100×1.6%（77%×16/72 + 20%×48/160）= 0.37 kg ；3) 爐襯中碳氧化耗氧 = 0.037 kg (見表 1-10 下)。故總耗氧量 = 7.957 + 0.37 + 0.037 = 8.364 kg.換算為標(biāo)準(zhǔn)體積為：38.364 ×22.4/32 = 5.85 m 3即冶煉 100 kg 鐵水需要 5.85 m3氧氣。取氧氣利用率為 80%，則冶煉 1 t 鐵水 的實(shí)際供氧量為： 5.85 /80% ×10 = 73.125 m

21、3 /t由于氧氣不純，含有 1.5%的氮?dú)猓使┭鯐r(shí)帶入的氮?dú)鉃椋?.364× 1.5% = 0.125 kg其體積量為： 0.125 ×22.4/28 = 0.1 m 3，則冶煉 1 t 鐵水將會(huì)帶入 1 m3 的氮 氣。1.2.4 爐 氣量及成分計(jì)算爐內(nèi)產(chǎn)生的爐氣由 CO、CO2、SO2、H2O、N2和自由 O2 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(shí)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

22、99.5%，則爐氣總量為：3 (7.938 + 1.014 + 0.004 + 0.016 + 0.1)/99.5% = 9.118 m 33自由 O2量為 9.118 ×0.5% = 0.046 m 3，其質(zhì)量為 0.046 ×32/22.4 = 0.065 kg表 1-14 爐氣量及成分成分質(zhì)量 /kg體積 / m 3體積 /%CO9.87 + 0.053 = 9.9239.923 × 22.4/28 = 7.93887.06CO21.723 + 0.009 +0.11+0.15= 1.9921.992 × 22.4/44 = 1.01411.12S

23、O20.01170.0117 × 22.4/64 = 0.0040.04H2O0.005 + 0.008 = 0.0130.013 × 22.4/18 = 0.0160.17N20.1250.11.1O20.0650.0460.5總計(jì)12.139.1181001.2.5 未加廢鋼和合金時(shí)的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(shí)的物料平衡表1-15.10表 1-15 未加廢鋼和合金時(shí)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10086.67鋼水91.14779.11石灰2.932.54爐渣10.1638.82白云石3.02.60爐

24、氣10.4989.11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0.8130.70氧氣7.4336.44氮?dú)?.1110.10總計(jì)115.374100總計(jì)115.221100計(jì)算誤差 = (收入項(xiàng) 支出項(xiàng)) /收入項(xiàng)× 100%= (118.119 118.281 )/118.119 × 100% =-0.137%.1.3 熱平衡計(jì)算為了簡(jiǎn)化運(yùn)算，取加入爐內(nèi)的爐料溫度均為 25。1.3.1 熱收入熱收入主要是鐵水的物理熱和元素氧化的化學(xué)熱。( 1) 鐵水物理熱鐵水凝固溫度 Tf 可用表達(dá)式 Tf = (1536 %i T

25、i 6)計(jì)算，即Tf = 1536 ( 100×4.8 + 8 ×0.7 + 5 ×0.2 + 30 ×0.1 + 25 ×0.044 ) 6 = 1039.3 鐵水物理熱 Q物 = CsTf + Qf + Cl( TTf )=100×0.754 ×(1039.3 25) + 218 + 0.837 ×(1230 1039.3 )= 114239.8 kJ注：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 / 王令福煉鋼廠 設(shè)計(jì)原理表 7-20Cs 、Cl 分別為液態(tài)、固態(tài)的熱容量，

26、kJ/kg K ，參考表 1-3 ；Tf、T - 分別為冷卻劑(生鐵)的熔點(diǎn)和熔池溫度， K，Tf 見表 1-3.( 2) 鐵水中元素氧化放熱和成渣熱11根據(jù)表 1-4 、表 1-7、表 1-12 數(shù)據(jù)計(jì)算如下：C+1/2O 2=CO4.23× 10950= 46318.5 kJC+O2=CO20.47× 34520= 16224.4 kJSi+O 2=SiO20.7× 28314= 19819.8 kJMn+1/2O 2=MnO0.1× 7020 = 702 kJ2P+5/2O 2=P2O50.09× 18923= 1703.07 kJFe+

27、1/2O 2=FeO0.241× 5020 = 1209.8 kJFe+3/2O 2=Fe2O30.0406× 6670 =207.8 kJSiO2+2CaO=2CaOS2i O1.775× 2070 =3674.25 kJP2O5+4CaO=4CaO 2PO50.211× 5020 =1059.22 kJ總計(jì)90981.8 kJ3) 煙塵氧化放熱1.6×( 77%× 56/72 ×5020 + 20%×112/160×6670)= 6304.4 kJ(4) 爐襯中碳氧化放熱0.5×5%(90%

28、×10950 + 10%×34520)= 332.7 kJ因此，爐內(nèi)熱收入總量為：114239.8 + 90981.8 + 6304.4 + 332.7 = 211858.7 kJ熱支出(1) 鋼水物理熱鋼水熔點(diǎn) Tf = 1536 ( 65× 0.1 + 5 ×0.1 + 30 ×0.01 + 25 ×0.0264 ) 6 = 1522T = 1522 + 70 + 8 + 50 = 1650鋼水物理熱= 91.898 ×0.699 ×(1522 25)+ 272 + 0.837 ×(16501522)

29、 = 131004. kJ(2) 爐渣物理熱 計(jì)算時(shí)取爐渣終點(diǎn)溫度與鋼水溫度相同。爐渣物理熱 =11.623 ×1.248 ×(1650 - 25 )+ 209 = 26000.6 kJ(3) 礦石分解熱= 1×(29.4%×56/72×5020 + 61.8%×112/160×6670+209.2)=4242.5 kJ12(4) 煙塵物理熱= 1.6 ×1.0 ×(1450 25) + 209.2 = 2614.7 kJ(5) 爐氣物理熱= 12.13 ×1.137 ×(1450 -

30、 25 )= 19653.3 kJ(6) 渣中鐵珠物理熱= 0.93 ×0.699 ×(1522 - 25) + 272 + 0.837 ×( 1650 - 1522 ) = 1325.7 kJ(7) 噴濺金屬物理熱=0.1 × 0.699 ×(1522 25) + 272 + 0.837 ×(1650 - 1522)= 142.6 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(duì)流、和傳導(dǎo)傳熱、冷卻水帶 走熱等。在本設(shè)計(jì)中， 取吹煉熱損失為熱量總收入的 7.5%，所以吹煉過程熱損 失為：211858.7 ×

31、 7.5% = 15889.4 kJ(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=211858.7- (131004.2+26000.6+4242.5+2614.7+19653.3+1325.7+142.6+15889.4 ) = 10985.7 kJ1 千克廢鋼熔化耗熱= 1 ×0.699 ×(1522 - 25) + 272 + 0.837 ×(1650 - 1522)= 1422.5 kJ 則廢鋼加入量 = 10985.7/1422.5 = 7.72 kg 廢鋼比 =7.72/ (7.72+100)=0.0721.3.3

32、熱平衡表把全部熱收入和熱支出匯總，得到熱平衡表 1-16熱平衡表 1-16熱收入熱支出項(xiàng)目熱量 /kJ%項(xiàng)目熱量 /kJ%鐵水物理熱114239.853.92鐵水物理熱131004.261.8413元素放熱和成渣熱90981.842.94爐渣物理熱26000.612.27C62542.929.52礦石分解熱4242.52Si19819.89.36煙塵物理熱2614.71.23Mn7020.33爐氣物理熱19653.39.28P1703.070.8鐵珠物理熱1325.70.63Fe1480.60.70噴濺物理熱142.60.07SiO23674.251.73吹煉熱損15889.47.5P2O51

33、059.220.5廢鋼熔化熱10985.75.19煙塵氧化放熱6304.42.98爐襯碳放熱332.70.16共計(jì)211858.7100共計(jì)211858.7100熱效率 =( 鋼水物理熱 + 礦石分解熱 + 廢鋼熔化熱 )/ 熱收入× 100%= (131004.2 + 4242.5 + 10985.7 )/211858.7 ×100%= 69.02%1.4 加廢鋼和合金化后的物料平衡 先根據(jù)鋼種成分設(shè)定值和鐵合金成分及其收得率， 計(jì)算出所加入的錳鐵和硅 鐵的加入量，在計(jì)算其元素的燒損量。再將所有結(jié)果與表 1-15 歸類合并，即可 得到總的物料平衡表。（1）加廢鋼如 計(jì)算得

34、到冶煉 100 kg 鐵水需要加廢鋼 7.72g 。（ 2） 加合金錳鐵加入量 = 鋼水量×（ WMn 鋼種 - W Mn 終點(diǎn) ）/（ 錳鐵含錳量×回收率 ） =91.898 × （0.48% - 0.17% ）/（67.8% × 80%） = 0.53 kg硅鐵加入量 = （WSi 鋼種 - WSi 終點(diǎn) ）×加錳鐵后的鋼水量 錳鐵中含硅 量 ÷ （ 硅鐵含硅量×回收率 ）= （0.15% - 0）×（ 91.898 + 0.53 ）- 0.5%×0.52 ×75%/73%×75%

35、= 0.25 kg14鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量列于表 1-17 中表 1-17 鐵合金中元素?zé)龘p量及產(chǎn)物量類別元素?zé)龘p量 /kg脫氧量/kg成渣量/kg爐氣量/kg入鋼量 /kgC0.53 ×6.6%×10% = 0.0030.0080.0110.53 ×6.6%×90% = 0.031錳Mn0.53 ×67.8%×20% = 0.0720.0210.0920.53 × 67.8%×80%=0.282Si0.53 ×0.5%×25% = 0.0010.0010.0020.53 ×0

36、.5%×75% = 0.002鐵P0.53 × 0.23% = 0.001S0.53 × 0.13% = 0.001Fe0.53 × 24.74% = 0.129合計(jì)0.0750.0300.0940.0110.446Al0.25 ×2.5%×10% = 0.0060.0050.0011硅Mn0.25 ×0.5%×20% = 0.00020.00010.00030.25 ×0.5%×80% = 0.001Si0.25 ×73%×25% =0.0440.0500.0940.25

37、× 73%× 75% = 0.131鐵P0.25 × 0.05% = 0.0001S0.25 × 0.03% =0.0001Fe0.25 × 23.92% = 0.057合計(jì)0.0500.0550.1050.189總計(jì)0.1250.0850.1990.0110.635注：表中脫氧量、成渣量、爐氣量的計(jì)算方法和前面一樣。 加合金后鋼水成分如下：W(C) = 0.15% + 0.031/(91.898 + 0.635)W(Si) = (0.002 + 0.131) /(91.898 + 0.635)W(Mn) = 0.17% + (0.282 +

38、0.001) /(91.898 + 0.635)W(P) = 0.015 + 0.001/(91.898 + 0.635)W(S) = 0.016 + 0.01/(91.898 + 0.635)×100% = 0.18% ；×100% = 0.14% ；×100% = 0.48% ；×100% = 0.016% ；×100% = 0.017% .對(duì)比 冶煉鋼種及規(guī)格成分， 以上結(jié)果滿足設(shè)定要求。 根據(jù)以上結(jié)果作 出冶煉 100 kg 鐵水的總物料平衡表，如表 1-18 所示表 1-18 總物料平衡表15收入支出項(xiàng)目質(zhì)量 /kg%項(xiàng)目質(zhì)量 /kg

39、%鐵水10079.16鋼水91.147+0.635+10.20=101.9880.77廢鋼10.208.07爐渣10.163+0.199 = 10.368.21石灰2.932.32爐氣10.498+0.011 = 10.518.32螢石0.40.32煙塵1.61.27白云石302.37噴濺1.00.79爐襯0.50.40鐵珠0.8130.64氧氣7.4335.88錳鐵0.520.41硅鐵0.240.19氮?dú)?.1110.09礦石100.79合計(jì)126.33100合計(jì)126.26100計(jì)算誤差 = (126.33 126.26 ) /126.33 ×100% = 0.06%2 轉(zhuǎn)爐爐型

40、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐是轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的核心設(shè)備。 轉(zhuǎn)爐爐型及其主要參數(shù)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)率、金屬收得率、 爐齡等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都有直接的影響， 其設(shè)計(jì)是否合理也關(guān)系到冶16煉工藝能否順利進(jìn)行，車間主廠房高度和轉(zhuǎn)爐配套的其他相關(guān)設(shè)備的選型。2.1 爐型的選擇本設(shè)計(jì)為 240t 的大型轉(zhuǎn)爐，選用筒球型轉(zhuǎn)爐。2.2 爐容比與高寬比爐容比（ V/T , m3 /t） 爐容比是轉(zhuǎn)爐有效容積與公容量的比值， 主要與供氧強(qiáng)度有關(guān)， 本設(shè)計(jì)選取 爐容比為 0.902.2.2 高寬比 高寬比是指轉(zhuǎn)爐爐殼總高度與爐殼外徑的比值，是作為爐型設(shè)計(jì)的校核數(shù) 據(jù)。取 1.35.2.3 轉(zhuǎn)爐主要尺寸的確定熔池尺寸（ 1）熔池直徑 D熔池直徑是指

41、 轉(zhuǎn)爐熔池 在平靜狀態(tài)時(shí) 金屬液 面的直徑?？?根據(jù)公式D K Gt 求得，其中：G 新爐金屬裝入量， t ；（取公稱容量）t 吹氧時(shí)間， min ，取 18minK比例系數(shù)，取 1.50則熔池直徑 D K G 1.5×（ 240÷ 18） 5.48m熔池深度是指轉(zhuǎn)爐熔池在平靜狀態(tài)時(shí)， 從金屬液面到爐底的深度。 對(duì)于筒球 型熔池，取球缺體半徑 R = 0,9D = 4932 mm，此時(shí)熔池體積 VC 與熔池直徑存在如2 3VC 0.046D3下關(guān)系： VC 0.790hD2 0.046D3 ，即 h0 C 2 。C 0 0.79D 217熔池體積 VC = 裝入量/比重 =

42、240/6.9 = 34.78m33則熔池深度 h0 VC 0.0462 D （ 34.78+0.046×5.483）/（0.790×5.482）1.79m00.79D 22.3.2 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(shí)容易鋼渣混出和從爐 口大量流渣。在本設(shè)計(jì)中取= 60°.（2）爐口直徑 d0本設(shè)計(jì)中取取爐口直徑為熔池直徑的 46%，即 d0 = 5.48×46% = 2.52m =2520mm（3）爐帽高度 H 帽取爐口上部直線段高度 H口 = 350 mm，則爐帽高度為：H帽 =12（D d0）tan H0= 1/2（5.48 2.52 ）tan60 °+ 0.35 = 2.91m2.3.3 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 D。（ 2） 爐身高度 H身H身