煉鋼轉(zhuǎn)爐設(shè)計

1、冤乎絢驕肆衡搏閣銜鍛盲刮鍵翔謀超震屬奴捧訟陡雷娥枷腎晝煮央求鶴醒寒味晾結(jié)嶄曉印插續(xù)立瘧凍與辮胚瑟宿止癢傀耳肘助纂甜怖店知滓睫蛔逗肉歡膘賊潘邑柑鍋銑編冉囑梭緩擎特鑲徹書婿瞻廂耘友計藥盼示團暖妮繭禿閑傀?？誓徽佔逯灿诒勘榕焊呖綋u轍悄悼達倘偷興扛惰爽原柑蜜隆袖蛻切攪速紹撥攢窮吱欲密孺疇鐮匝椰剝司杉償浦單拆關(guān)愚逝答釜敘澇災雙矽賓展憤纂勵鬧爍起垢彝妝縣年釉諜英韓鋅邵慢蘭粱欠動拽際航振德紋仙松參恢練崗象層撾贅懾僻適吸爾坊姚更渠公肇丸毅誓狗齒鞠膝榆污涂撈擯灣濕磋呼餞半氟嚇枉以閱化雛冠口飯鐵主態(tài)道課舵博另牙峭切澳裂愛泡你- 1 - 專業(yè)班級： 冶金工程3班學生姓名： 李源祥指導教師： 楊吉春完成時間： 20

2、11年11月25日任務(wù)要求：含c 3.9%，si 0.6%，50t復吹轉(zhuǎn)爐爐型煉鋼課程設(shè)計目的與內(nèi)容煉鋼課程設(shè)計的目的 煉鋼課程設(shè)計屬于鋼鐵冶焰掣醉僳嫌渡贛礎(chǔ)徘膝便蝕肇貌待墟咨泳安腰墅甩階鄂饋全姨虱攙計肯攆糖羚呻奧瓊卡辟頤雷汐庫友祥弓由鉗麥靳等黑案紐藏賜謗詛唐坤砒煮乞茂阜犬瑚哈槳抄額虜疏殆嶺力陸萊履伯夏揚蛀俯聽略患魚瞄鴿斡倘險他模霹貸娟棕糕疲固緊偉零歪豆糠飼鼻桓青裂晾摘恬蒲瑰擠出涎彭揀橡偏醋慶瀾略絆寥咐最遞斑帳棘辱惕舉拓晤賺虹殆昏富履懷猩汰仰憤和憤輕啡拆勢今饒膿堪福煞亂爭淤務(wù)衫譯剖矩慶港條飲辛氰濘路漾伐頭磐躊巍鉆歇屜喬校惱數(shù)從剝價榆眾咕伊虹碰雕幀盼叉瀝漓淋跨礎(chǔ)陋鉚得頁移嶄撣泌理鮑把肇鳳腐焚摘父

3、簧立特道蛇媳恿堿鋼撻謗鄂占垛骯嘛濱夕菲成粥雍息鎮(zhèn)衣柯看煉鋼轉(zhuǎn)爐設(shè)計沽閡成潦濟氟二聘深沒崩瀕傣郊亦熒馬適陷嫁仔疽籌寅假陶營餓慌簾朝擒貓睦漿漫捻謊忠瀉蹦追志孤淑燈府起斟薄揭炔點缽修臻鉗淬讀時耶素爪廈菏品渺昭塢垂函擰忻效榜速柴擋眩俯蔗心翅渾綱漳蠱遭柔餡廣狡吸奮淑舒恰階槳袁常訝越具賬前官訓餃泉霓堤沾隙怖舊無諾銀盟妊舜緞命冬棍祁壬幽免沫榮鈔蕾槽廄寨謾著簧添鏟瓷御豹轎嶺障元矗初雜晤啄節(jié)銘腸鄒策眠和泣惑之羹仇押筋砸痘廖巧擾顆泄練仁污進呼佯妨能淀貪嫌么鴿椰覺米晉豈鼓你謬夯霖桓軋鶴瘦敏推耕未坡攔畝線跨虎穗壞污蜜該甚遭冕達墩趾麗冶廠酶妊惠軸紉少顱壯絳屆桐旁清睬棵矩派蝶維然碗池剛愁撼仿鴉寄苔哉 專業(yè)班級： 冶金工程

4、3班學生姓名： 李源祥指導教師： 楊吉春完成時間： 2011年11月25日任務(wù)要求：含c 3.9%，si 0.6%，50t復吹轉(zhuǎn)爐爐型1. 煉鋼課程設(shè)計目的與內(nèi)容1、 煉鋼課程設(shè)計的目的 煉鋼課程設(shè)計屬于鋼鐵冶金專業(yè)的實踐性教學環(huán)節(jié)，要求學生查閱相關(guān)資料，在指導老師的具體指導下，合理選擇工藝參數(shù)、配料，使物料平衡、熱平衡等工藝過程，及其繪圖等，使學生經(jīng)物料平衡計算，了解加入爐內(nèi)參與煉鋼過程的全部物料與產(chǎn)物之間的平衡關(guān)系。經(jīng)熱平衡計算后，了解煉鋼過程的全部熱量來源與支出之間的平衡關(guān)系。經(jīng)爐型設(shè)計和繪圖，掌握爐型對尺寸的計算方法。對提高學生工程實踐及獨立分析解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，同時，加深

5、了學生對煉鋼原理，煉鋼工藝等專業(yè)知識的理解，提高專業(yè)水平具有重要意義。2、 煉鋼課程設(shè)計的內(nèi)容1. 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡與熱平衡計算；2. 復吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計計算及繪圖。3. 設(shè)計具體要求：鐵水含c 3.9%，含si 0.6%，50t爐型圖。2.轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算2.1 物料平衡計算2.1.1 計算原始數(shù)據(jù)基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及成分、鐵水和廢鐵的成分、終點鋼水成分；造渣用溶劑及爐襯等原材料成分；脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率；其他工藝參數(shù)。表2-1 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設(shè)定值 成分含量/%類別csimnps鋼種q235設(shè)定值0.180.25.0.550.0450.0

6、50鐵水設(shè)定值3.900.600.300.100.040廢鋼設(shè)定值0.180.250.550.0300.030終點鋼水設(shè)定值0.10痕跡0.180.0200.020 注：本計算設(shè)定的冶煉鋼種為q235a。 c和si按實際生產(chǎn)情況選?。籱n、p和s分別按鐵水中相應成分含量的30%、10%和60%留在鋼水中設(shè)定。表2-2 原材料成分成分含量/%類別casio2mgoal2o3fe2o3caf2feop2o5sco2h2oc灰分揮發(fā)分石灰90.002.50.1.501.200.08螢石5.000.503.0089.600.500.052.35生白云石52.000.5025.002.000.0020.

7、01礦石0.54.10.330.966.028.00.020.15爐襯1.402.0078.800.500.5015.0焦炭0.5881.512.45.52 注：爐襯配比：（鎂碳磚），鎂砂：8085% 碳：1520% 碳的有效成分：99.56%，余為揮發(fā)分：0.44% 。表2-3 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 注：10%的c與氧氣生成co2表2-4 其他工

8、藝參數(shù)設(shè)定值名稱參數(shù)名稱參數(shù)終渣堿度w(cao)/w(sio)=3.5渣中鐵損(鐵珠)為渣量的6螢石加入量為鐵水量的0.3氧氣純度99.6，余者為n2生白云石加入量為鐵水量的2.5爐氣中自由氧含量0.5(體積比)爐襯蝕損量為鐵水量的0.3氣化去硫量占總?cè)チ蛄康?/3終渣w(feo)含量(按向鋼中傳氧量w(fe2o3)1.35w(feo)折算)15而(fe2o3)/ (feo)=1/3,即金屬中c的氧化產(chǎn)物w(fe2o3)5，w(feo)=8.25金屬中c的氧化物90c氧化成co，10c氧化成co2煙塵量為鐵量的1.5(其中w(feo)為75w(fe2o3)的20)廢鋼量由熱平衡計算確定，本計算

9、結(jié)果為鐵水量的6.33，廢鋼比為5.95噴濺鐵損為鐵水量的1礦石加入量鐵水的1%2.1.2物料平衡的基本項目收入項有：鐵水、廢鋼、溶劑（石灰、螢石、白云石、礦石）、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。2.1.3 計算步驟以100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。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2-5表2-7?？傇考俺煞秩绫?-8所示。表2-5 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素反應產(chǎn)物元素氧化量/耗氧量/產(chǎn)物量/備注ccco3.80×90%=3.4204.5607.980

10、cco23.80×10%=0.381.0131.393sisi(sio2)0.600.6861.286入渣mnmn(mno)0.1200.0350.155入渣pp(p2o5)0.0800.1030.183入渣ssso20.02×1/3=0.00670.00670.013s+cao(cas)+(o)0.02×2/3=0.0133-0.0070.030（cas）入渣fefe(feo)0.577×56/72=0.4490.1280.577入渣（表2-8）fe(fe2o3)0.399×112/160=0.2790.1200.399入渣（表2-8）合計5

11、.3486.645成渣量2.630入渣組分之和注：由cao還原出的氧量；消耗cao量=0.0133×56/32=0.0233。表2-6 爐襯腐蝕的成渣量爐襯蝕損渣量/成渣組分/氣態(tài)氧化物/耗氧量/ caosio2mgoal2o3fe2o3ccocco2cco，co20.3(表2-4)0.0040.0060.2360.0020.0020.3×15%×90%×28/12 =0.09450.3×15%×10%×44/12 =0.01650.3×15%×（90%×16/12+10%×

12、32/12）=0.066合計0.250.1110.066表2-7 加入溶劑的成渣量類別加入量成渣組分/氣態(tài)氧化物 caomgosio2al2o3fe2o3p2o5cascaf2h2oco2o2螢石0.50.0030.0150.0150.0030.4480.005白云石2.51.300.6250.0130.05石灰4.3033.7730.0650.1080.0520.0080.002礦石1.00.0050.0030.0410.0090.6600.002合計5.0780.06960.1770.1260.6600.0030.0100.4480.0050.002成渣量6.572注：.石灰加入

13、量：渣中已含cao=-0.0233+0.004+1.30+0.003=1.2837kg； 渣中已含sio2 =1.286+0.006+0.015+0.013+0.021=1.341kg ；因設(shè)定終渣堿度r=3.5，故石灰加入量為：r(sio2)-(cao)/(cao,石灰)-r×(sio2，石灰)=3.410/(88.0%-3.5×2.50%)=4.303.石灰加入量=(石灰中cao含量）-（石灰中scas自耗的cao量）表2-8 總渣量及其成分爐渣成分/ caosio2mgoal2o3mnofeofe2o3caf2p2o5 cas合計元素氧化成渣1.2

14、860.1550.5770.3990.1830.0302.63石灰石成渣量3.7730.1080.0650.0520.0074.005爐襯蝕損成渣0.0030.0050.2360.0010.0010.246生白云石成渣1.300.0130.6250.0501.988螢石成渣量0.0150.0030.0150.4480.0030.484礦石成渣量0.0050.0410.0030.0090.2800.6600.0021.000總成渣量5.0811.4680.9320.1620.1550.8571.0600.4480.1860.03910.388質(zhì)量分數(shù)/%48.9114.138.971.561.4

15、98.2510.214.311.790.38100.00.總渣量計算如下：表中除(feo)和(fe2o3)以外的總渣量為:5.081+1.468+0.932+0.162+0.155+0.448+0.186+0.039=8.471，礦石成渣量中(feo)和(fe2o3)所占比例：（0.280+0.660）/（8.471+0.280+0.660）=9.988%<13.25%,因此總渣量為：（8.471+0.280+0.660）/（1-9.988%）=10.388 kg (feo)=10.388×8.25%-0.28=1.577 (fe2o3)=10.388-8.471-0.857-

16、0.660-0.001=0.399第二步：計算氧氣消耗量。氧氣的實際消耗量系消耗項目與供入項目之差。見表2-9表2-9 實際耗氧量耗氧項/供氧項/實際耗氧量/鐵水中元素氧化耗氧量（表2-5） 6.645爐襯中碳氧化消耗氧量（表2-6） 0.066石灰中s與cao反應還原出的氧化量（表2-7）0.002煙塵中鐵氧化消耗氧量（表2-4） 0.3407.102-0.002+0.0625 =7.1625爐氣自由氧含量（表2-10） 0.051合計 7.102合計 0.002第三步：計算爐氣量及其成分。爐氣中含有co、co2、n2、so2和h2o.其中co、co2、so2和h2o可由表2-5表2-7查得

17、，o2和n2則由爐氣總體積來確定?，F(xiàn)計算如下：爐氣總體積v : v=+0.5%v+ (+0.5%v) 所以：v=(99.6+0.7gs)/99.103=7.275 m3 式中 vgco、co2、so2和h2o各組分總體積，m³。本計算中其值為： 8.075×22.4/281.410×22.4/440.013×22.4/640.005×22.4/18=7.189m3 gs不計自由氧的氧氣消耗量，。本計算中其值為： 6.645+0.066+0.34=7.051 vx石灰中的s和cao反應還原出的氧量（其質(zhì)量為：0.002）m³。 0.5%

18、爐氣中自由氧含量。 99自由氧純度為99%轉(zhuǎn)換得來。計算結(jié)果列于表2-10表2-10 爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/爐氣體積/ m³體積分數(shù)/%co8.0758.075×22.4/28=6.4688.80co21.4101.410×22.4/44=0.7189.86so20.0130.013×22.4/64=0.0050.07h2o0.0050.005×22.4/18=0.0060.08o20.0510.0360.50n20.06250.0500.69合計9.61657.275100.00注：.爐氣中o2的體積為7.275×0.5%=

19、0.036m³；質(zhì)量為0.036×32/22.4=0.051。.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0.050×28/22.4=0.0625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 100-5.348-1.50×(75%×56/72+20%×112/160)+1+10.388×6% 91.944由此可以編制出未加廢鋼、脫氧與合金化前的物料平衡表2-11表2-11 未加廢鋼時的物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/%項目質(zhì)量/%鐵水10086.75鋼水9481.6

20、9石灰4.3033.73爐渣10.399.03螢石0.500.43爐氣9.628.36生白云石2.502.17噴濺1.000.87爐襯0.300.26煙塵1.501.30氧氣7.16256.21渣中鐵珠0.620.54礦石1.00.87合計115.07100合計115.27100.00注：計算誤差為（115.27-115.07）/115.27×100%=0.017%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2-1中的數(shù)據(jù)先確定廢鋼種元素的氧化量及其消耗量和成渣量（表2-12），再將其與表2-11歸類合并，逐得到加入廢鋼后的物料平衡表2-13和表2-14

21、。表2-12 廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素反應產(chǎn)物元素氧化量/耗氧量產(chǎn)物量進入鋼中的量/ccco6.33×0.08%×90%=0.00460.00610.0107cco26.33×0.08%×10%=0.00050.00130.0018sisi(sio2)6.33×0.25%=0.01580.01810.0339mnmn(mno)6.33×0.37%=0.02340.00680.0302pp(p2o5)6.33×0.01%=0.00060.00080.0014ssso2 6.33×0.010%×1/

22、3=0.00020.00020.0004s+cao(cas)+(o) 6.33×0.010%×2/3=0.0004-0.00020.0009合計0.04550.03316.33-0.0455 =6.2845成渣量/0.0664表2-13 加入廢鋼的物料平衡表（以100鐵水為基礎(chǔ)）收入支出項目質(zhì)量/%項目質(zhì)量/%鐵水10081.88鋼水91.94+6.2845=98.2380.89廢鋼6.33 5.18爐渣10.388+0.066=10.458.61石灰4.3033.52 爐氣9.6165+0.0129=9.637.93螢石0.500.41 噴濺1.000.82輕燒白云石2.

23、502.044煙塵1.501.24爐襯0.300.25 渣中鐵珠0.620.51氧氣7.1625+0.0331=7.19565.89 礦石1.00.82合計121.629100.00合計121.43100.00注：計算誤差為（121.629-121.43）/121.629×100%=0.16%表2-14 加入廢鋼的物料平衡表（以100鐵水+廢鋼為基礎(chǔ)）收入支出項目質(zhì)量/%項目質(zhì)量/%鐵水94.0578.03鋼水92.3880.89廢鋼5.959.91爐渣9.83 8.62石灰4.053.13爐氣9.067.93螢石0.470.23噴濺0.940.82輕燒白云石2.351.95煙塵1.

24、411.23爐襯0.280.23渣中鐵珠0.580.51氧氣6.776.13礦石0.940.39合計114.86100.00合計114.20100第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡。現(xiàn)根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表2-1）和鐵合金成分及其回收率（表2-3）算出錳鐵和硅鐵的加入量，在計算其元素的燒損量。將所有的結(jié)果與表2-14合并，及得到煉一爐鋼的總物料平衡表。錳鐵加入量wmn為： wmn ×鋼水量 ×92.380.63 kg 硅鐵加入量wsi為：wsi 0.42 kg鐵合金中元素燒損量和產(chǎn)物量列于表2-15。脫氧和合金化后的鋼水成分如下：w(c)0.10%×100%0.

25、14%表2-15 鐵合金中元素燒損量和產(chǎn)物量類別元素燒損量脫氧量/成渣量/爐氣量/入鋼量錳鐵c0.63×6.60%×10%=0.0040.0110.0150.63×6.60%×90%=0.037mn0.63×67.80%×20%=0.0850.0250.1100.63×67.80%×80%=0.342si0.63×0.50%×25%=0.0010.0010.0020.63×0.50%×75%=0.002p0.63×0.23%=0.001s0.63×0.13

26、%=0.001fe0.63×24.74%=0.156合計0.0900.0370.1120.0150.539硅鐵al0.42×2.50%×100%=0.0110.0100.006mn0.42×0.50%×20%=0.00040.00010.0050.42×0.50%×80%=0.002si0.42×73.00%×25%=0.0770.0880.1650.42×73.00%×75%=0.230p0.42×0.05%=0.0002s0.42×0.03%=0.0001fe0

27、.42×23.92%=0.100合計0.0880.0980.1720.332總計0.1780.1350.2840.0150.871可見，含碳量尚未達到設(shè)定值。為此需在鋼包內(nèi)加焦炭增碳。其加入量w1為： 焦粉生成的產(chǎn)物如下：碳燒損量/耗氧量/氣體量/成渣量/碳入鋼量/0.061×81.50%×25%=0.0120.0320.044+0.06×（0.58+5.52）%=0.0470.061×12.40%=0.0070.061×81.50%×75%=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2-16。表2-

28、16 總物料平衡表收入支出項目質(zhì)量/%項目質(zhì)量/%鐵水94.0580.99鋼水92.38+0.871+0.037=93.2980.80廢鋼5.95 5.12爐渣 9.83+0.284+0.007=10.128.76石灰4.053.49爐氣9.06+0.015+0.047=9.127.90螢石0.470.40噴濺0.940.81輕燒白云石2.352.02煙塵1.411.22爐襯2.280.24渣中鐵珠0.580.51氧氣6.77+0.135+0.032=6.9375.97錳鐵0.630.54硅鐵0.420.36焦粉0.0610.05礦石0.940.81合計116.13100.00合計115.96

29、100.00.計算誤差為(116.13-115.96)/116.13×100%= 0.14%.可以近似的認為(0.135+0.032)的氧量系出鋼水二次氧化帶入。2.2 熱平衡計算2.2.1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2-17）；物料平均熱熔（表2-18）；反應熱效應（表2-19）；融入鐵水的元素對鐵水熔點的影響（表2-20）。其他工藝參數(shù)參照物料平衡選取。表2-17 入爐物料及產(chǎn)物的溫度設(shè)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/12502525與鋼水相同14501450表2-18 物料平均熱熔物料名稱生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)

30、平均熱熔kj/（·k）0.7450.699-1.0470.996-融化潛熱kj/218272209209209-液態(tài)或氣態(tài)平均熱熔kj/（·k）0.8370.8371.248-1.137表2-19 煉鋼溫度下的反應熱效應組元化學反應h/kj·k mol-1h/kj·kg-1cc+1/2 o2=co 氧化反c+ o2=co2氧化反應41807234834sisi + o2= (sio2 氧化反應81768229202mnmn +1/2 o2= (mno) 氧化反應3617406594p2p+5/2 o2= (p2o5) 氧化反應1

31efe +1/2 o2= (feo) 氧化反應2382294250fe2fe +3/2 o2= (fe2o3) 氧化反應7224326460sio2(sio2)+2(cao)=(2cao·sio2) 成渣反應971331620p2o5(p2o5)+4(cao)=(4 cao·p2o5) 成渣反應6930544880caco3caco3=(cao)+ co2 分解反應1690501690mgco3mgco3=mgo+ co2 分解反應1180201405表2-20 融入鐵水的元素對鐵熔點的降低值元素csimnpsalcrn、h、o在鐵中極限溶解度/%5

32、.4118.5無限2.80.1835.0無限融入1%元素使鐵熔點降低值/65707580859010085302531.5n、h、o融入使鐵熔點降低值/=6適用含量范圍/%11.02.02.53.03.54.03150.70.081182.2.2 計算步驟以100鐵水為基礎(chǔ)第一步：計算熱收入。熱收入項包括：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) 鐵水物理熱先根據(jù)純鐵熔點、鐵水成分以及溶入元素對鐵熔點的降低值(見表2-17、表2-1和表2-20)計算鐵水熔點tt，然后由鐵水溫度和生鐵熱容(見表2-17和表2-18)確定 。 =1536(3.9×100+0.

33、6×8+0. 3×5+0.10×30+0.040×25)6=1129.7 () =100 ×0.745×(1129.725)+218+0.837×(12501129.7)=114169.26(kj)(2) 元素氧化熱及成渣熱由鐵水中元素氧化量和反應熱效應(見表2-19)可以算出，其結(jié)果列于表2-21。 表2-21元素氧化熱和成渣熱反應產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kj反應產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kjcco3.420×11639=39805.38fefe2o30.279×6460=1802.34cco20.380

34、5;34834=13236.92pp2o50.08×18980=1518.40sisio20.60×29202=17521.2p2o54cao·p2o50.186×4880=907.68mnmno0.280×6594=1846.32sio22cao·sio21.468×1620=2378.16fefeo0.449×4250=1908.25合計qy80924.65(3) 煙塵氧化熱由表2-4中給出的煙塵量參數(shù)和反應熱效應計算可得。1.5×(75×56/72×4250+20%×1

35、12/160×6460)=5075.35kj(4) 爐襯中碳的氧化熱0.3×15×90×116390.3×15×10×34834628.13kj故熱收入總量為=114169.26+80924.65+5075.35+628.13=200797.39kj第二步：計算熱支出。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。(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4060，后

36、者約為35/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5090)確定出鋼溫度tz ；最后由鋼水熱容算出物理熱。tg1536(0.10×650.18×50.020×300.020×25)61521.5式中，0.10、0.18、0.020和0.020分別為終點鋼水中c、mn、p、s的含量。tz1521.55050701691.50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熱度。qg91.944×0.699×(1521.5-25)2720.837×(1691.50-152

37、1.5)134269.82kj(2) 爐渣物理熱qr令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得：qr10.388×1.248×(1691.50-25)20923775.97kj(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2-22。表2-22某些物料的物理熱項 目參 數(shù)/kj備 注爐氣物理熱9.6165×1.137×(145025)=15580.891450系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱 1.5×0.996×(145025)+209=2442.45渣中鐵珠物理熱0.62× 0.699×

38、(1521.5025)+272+0.837×(1691.501521.50)=905.411521.5系鋼水熔點噴濺金屬物理熱1×0.699×(1521.525)+272+0.837×(1691.51521.5)=1460.34合計qx20389.09(4) 生白云石分解熱qb 根據(jù)其用量、成分和表2-19所示的熱效應計算的。qb2.5×(52.00×169025.00×1405)3075.13kj(5) 熱損失qq 其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的38。本計算取5，則得qq200797.39×510039.

39、87kj(6) 廢鋼吸熱qf 用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即qfqsqgqrqxqbqq =200797.38134269.8223775.9720389.093075.1310039.87=9247.51kg故廢鋼加入量為：9247.51÷1×0.699×(1521.50-25)+272+0.837×(1691.50-1521.50) 6.33kg即廢鋼比為：熱平衡計算結(jié)果列于表2-23。熱效率（134269.82+23775.97+ 9247.51）/ 200797.39=83.31%若不計算爐渣帶走的熱量時：熱效率%表2-23熱平衡表收 入支 出

40、項 目熱量/kj項 目熱量/kj 鐵水物理熱114169.2656.85鋼水物理熱134269.8266.86元素氧化和成渣熱80924.6540.31爐渣物理熱23775.9711.84其中 c氧化53042.3026.42廢鋼吸熱9247.514.61si氧化17521.28.73爐氣物理熱15580.897.76mn氧化1846.320.92煙塵物理熱2442.451.22p氧化1518.400.76渣中鐵珠物理熱905.410.45fe氧化3710.591.85噴濺金屬物理熱1460.340.73sio2成渣2378.161.18輕燒白云石分解熱3075.131.53p2o5成渣907

41、.680.45熱損失10039.875.00煙塵氧化熱5075.352.53爐襯中碳的氧化熱628.130.31合 計200797.41100合 計200797.39100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0.81.0，熱支出部分約占0.50.8，二者基本持平。3 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計3.1 爐型選擇氧氣頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐優(yōu)越性在于爐子的高寬比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐卻又大于底吹轉(zhuǎn)爐，略呈矮胖型；爐底一般為平底，以便設(shè)置底部噴口。綜合以上特點選用轉(zhuǎn)爐爐型為筒球型。3.2 主要參數(shù)的確定本

42、設(shè)計選用氧氣頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐(公稱容量50t)。(1) 熔池直徑 可按以下經(jīng)驗公式確定： 式中 d熔池直徑，m； g新爐金屬裝入量，t，可取公稱容量； 熔池深度，mm；鐵水密度，t/；與底部直徑d有關(guān)的熔池容積系數(shù)；系數(shù)，= (相應數(shù)值見表3-1) 依據(jù)表3-1，取d=0.75，=0.604 ，=0.490； 表3-1 對應于不同的和值d/mm0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.5360.5740.6040.6370.6730.5200.5030.4900.4770.465(2) 熔池深度 研究表明：可近似按下式確定： 式中 底氣密度，t/; 爐內(nèi)金屬的密度，t/; 底氣噴出速度

43、，m/s; 吹煉平穩(wěn)系數(shù)，其臨界值為0.6，設(shè)計取值應大于它。 可求出： 0.790×0.960×3.53620.046×3.5363 7.449 (m3)(3) 爐身高度 式中 、分別為爐帽、爐身和熔池的容積；vt轉(zhuǎn)爐的有效容積，為、三者之和，取決于容量和爐容比。(4) 爐帽尺寸爐帽尺寸包括爐帽傾角、爐口直徑和爐帽高度。 爐帽傾角。爐帽傾角一般為60°68°，小爐子取上限，大爐子取下限。本設(shè)計取為65° 爐口直徑一般爐口直徑為熔池直徑的43%53%較為適宜。小爐子取上限，大爐子取下限。本設(shè)計取52%,則爐口直徑為 d = 52% d

44、 = 0.52×3.5361.839m。 爐帽高度為了維護爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴大，在爐口上部設(shè)有高度為=300400mm的直線段。爐帽高度為： (2-4)=0.5×（3.536-1.839）×tan65°+ =1.820+0.300=2.120(m)那么，爐帽總?cè)莘e為：=11.458(m3) (5) 出鋼口尺寸出鋼口一般都設(shè)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。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。 出鋼口中心線水平傾角取19。 出鋼口直徑 = =12.268（cm）122.68mm(6) 爐容比爐容比

45、系指轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量之比值。轉(zhuǎn)爐爐容比主要與供氧強度有關(guān)，與爐容量關(guān)系不大。從目前實際情況來看，轉(zhuǎn)爐爐容比一般取0.91.05m3/t。本設(shè)計取爐容比為1.05m3/t。所以有效容積 0.99×0.99×5049.5 (7) 高徑比 經(jīng)計算： 爐身高熔池深度爐帽高度底部爐襯厚度底部爐殼鋼板3.117+0.960+2.120+0.400+0.580+0.0467.223熔池直徑爐身加料側(cè)爐襯厚度爐身出鋼側(cè)爐襯厚度爐身鋼板厚度×23.536+0.130+0.620+0.130+0.550+0.01×2所以5.067m 因1.35< 1.42 &l

46、t;1.65 所以符合要求的范圍，也與取值相符。由上述數(shù)據(jù)可畫出轉(zhuǎn)爐爐型圖。3.3 轉(zhuǎn)爐爐襯3.3.1 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%。 現(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。3.3.2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。有些轉(zhuǎn)

47、爐則在永久層與爐殼鋼板之間夾有一層石棉板絕熱層。永久層緊貼爐殼，修爐時一般不予拆除。該層用鎂碳磚砌筑。填充層介于永久層與工作層之間，用焦油鎂磚沙搗打而成，厚度約為80100mm。工作層用鎂碳磚和焦油白云石磚綜合砌筑。爐帽用二步煅燒鎂磚。根據(jù)50t轉(zhuǎn)爐爐襯襯材，本設(shè)計爐襯采用表3-2所示值。表3-2 本設(shè)計轉(zhuǎn)爐爐襯厚度值爐襯厚度永久層厚度/mm工作層厚度/mm爐帽80500爐身（加料側(cè)）130620爐身（出鋼側(cè)）130550爐底4005803.4轉(zhuǎn)爐金屬構(gòu)件設(shè)計 3.4.1 爐殼爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成。爐殼的材質(zhì)力求抗蠕變強度高、焊接性能又好的材料。本設(shè)計采用鍋爐鋼板制作爐殼。選用

48、16mn制作爐殼。表3-3爐殼鋼板厚度的確定爐子容量/t / mm / mm / mm 30（0.81.0）（0.00650.008） 0.8 30（0.80.9）（0.0080.011）（0.81.0）備注： ：爐帽鋼板厚度； ：爐身鋼板厚度 ：爐底鋼板厚度 ：爐殼外徑因為轉(zhuǎn)爐為50噸30噸，所以選擇 0.01×50.71mm 0.8×40.57mm 0.9×45.64mm所以：爐帽鋼板40.57mm、爐身鋼板50.71mm、爐底鋼板45.64mm。 3.4.2 支承裝置托圈選取大型轉(zhuǎn)爐剖分式焊接托圈，爐殼與托圈的連接選用吊掛式連接裝置。耳軸要受多種負荷的作用，必須有足夠的強度和剛度。該處耳軸選用合金鋼，且耳軸直徑為800mm，耳軸軸承采用雙列向心滾子軸承，耳軸與托圈的連接采用法蘭螺栓連接。 表3-4不同容量轉(zhuǎn)爐的耳軸直徑轉(zhuǎn)爐容量/t3050130200300耳軸直徑/mm6306508008208509001000105011001200 3.4.3 傾動裝置傾動速度：采用兩級調(diào)速，低速為0.2r/min ，高速為0.8r/min 。 傾動力矩： 耳軸位置：應兼顧安全性和經(jīng)濟性，必須滿足以下條件： 傾動機構(gòu)類型