年產(chǎn)100萬噸重軌鋼可行性實施報告

1、目錄1. 產(chǎn) 品 及 工 藝 流程31.1 產(chǎn) 品 的 確定 .31.2 工 藝 流程 .31.3 方案可行性 .32. 選 擇 初 煉 爐 型 量 .座數(shù)3并核算年處供供處脫脫脫3.供應(yīng)方式和預(yù)理. 33.1 鐵水應(yīng). . .33.2 廢鋼應(yīng). .33.3 鐵水預(yù)理. .33.3.1 鐵水預(yù)硫. .33.3.2 鐵水預(yù)硅. .43.3.3 鐵水預(yù)磷 . 44. 煉 鋼過程的物料平衡和熱平衡計算44.1物料平衡計算.44.1.1計算原始數(shù)據(jù),44.1.2物料平衡基本項目 . 54.1.3計算 算步驟 .54.2熱平衡計算104.2.1計算所需原始數(shù)據(jù).104.2.2 計 算 步 驟 . .11

2、5. 確 定 初 煉 爐 型 及 尺 寸 .125.1 爐 型 . .125.2 熔 池 尺 寸 . 135.2.1 熔池直徑 . 135.2.2 熔池深度 . 135.3 爐身尺寸. 135.4 爐帽尺寸. 135.5 出 鋼 口 尺 寸 . 136. 澆 鑄 方 案 及 連 鑄 機 型 選 擇 和 布 置 . 156.1 連 鑄 方 案 . 156.2 連 鑄 機 . 157. 爐 外 精 煉 設(shè) 備 的 選 取 . . 158.1裝料跨置158.1.1鐵水供應(yīng)與鐵水預(yù)處置168.1.2廢鋼供應(yīng)置 . 168.1.3出渣8. 車 間 工 藝 布 置 方 案 的 設(shè) 計 、 廠 房 主 要

3、尺 寸 的 算 . . 15式 . 168.1.4 裝 料 跨寸 . 168.2 轉(zhuǎn) 爐 跨理計布布布 方 尺 布置 .168.2.1轉(zhuǎn)爐跨的布置168.2.2轉(zhuǎn)爐跨的橫向布置,168.2.3轉(zhuǎn)爐跨的縱向布置 168.2.4轉(zhuǎn)爐跨各層平臺的布置. 168.2.5轉(zhuǎn)爐跨吊車鬼面標(biāo)高和轉(zhuǎn)爐跨寬度、長度168.3連鑄各跨布置 178.3.1連鑄澆注跨178.3.2連鑄出坯跨 1178.3.3連鑄區(qū)域尺寸 179. 參 考 文獻.171.產(chǎn)品及工藝流程1.1確定產(chǎn)品（鋼材）方案鋼種為時速200km重軌鋼（60kg/m）,鋼號為U71Mn其化學(xué)成分（%鋼號CSiMnPSVAlU71M n0.650.77

4、0.150.351.101.50< 0.03< 0.03殘留< 0.0041.2擬定產(chǎn)品的工藝流程LD -吹氬一 LF爐-RH真空脫氣一模鑄1.3技術(shù)可行性精煉過程采用LF爐處理，其埋弧加熱功能的輻射熱小，對爐襯有保護作 用，與此同時加熱的熱效率也比較高，熱利用率好；堿性白渣下精煉功能使?fàn)t有 很強的還原性，可以降低鋼液中的的氧、硫及夾雜物的含量；惰性氣體攪拌功能 有利于鋼液的脫氧、脫硫反應(yīng)，可以加速渣中氧化物的還原。 加速鋼液的溫度與 成分的均勻，能精確的調(diào)整復(fù)雜的化學(xué)組成而這對優(yōu)質(zhì)鋼又是必不可少的；其惰性氣體保護功能保證了精煉時爐的還原氣氛，鋼液的脫氧、脫硫能力得到提高。2

5、. 選擇初煉爐型，爐子座數(shù)，并核算年產(chǎn)量。有課程題目為年產(chǎn)100萬噸鐵路用重軌鋼可知，初步選定爐子公稱容量為80 噸的轉(zhuǎn)爐，采用“三吹二”制，所以選著 2座轉(zhuǎn)爐。年產(chǎn)量核算：設(shè)轉(zhuǎn)爐作業(yè)率為85%平均冶煉時間為33分鐘。則該車間的年產(chǎn)鋼水量：W=nNq=1440 X 365 X 85%X 80/34=1051200 （t）3. 選定鐵水（廢鋼）供應(yīng)方式和預(yù)處理方案3.1鐵水供應(yīng)混鐵爐：混鐵爐有爐體、爐蓋開閉機構(gòu)和爐體傾動機構(gòu)三部分組成。爐體為 短圓柱體容器，其長度和直徑相近，以減小其比表面積，從而降低散熱損失。受 鐵口和出鐵口都在中心斷面，受鐵口在頂部，出鐵口和水平面呈21° -22

6、°夾角。 混鐵爐襯用粘土磚和鎂磚。3.2廢鋼供應(yīng)廢鋼斗：由普通吊車像兌鐵水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。3.3預(yù)處理鐵水預(yù)脫硫工藝：采用KR攪拌法，以一種外襯耐火材料的攪拌器侵入鐵水罐旋轉(zhuǎn)攪動鐵水，使鐵水產(chǎn)生漩渦，同時加入脫硫劑，使其卷入鐵水部進行 充分反應(yīng)，從而達到鐵水脫硫的目的。鐵水預(yù)脫硅工藝：出鐵場脫硅，采用自然落下的上置法，鐵水落下流 攪拌。鐵水預(yù)脫磷工藝：鐵水包噴吹法。4. 煉鋼過程的物料平衡和熱平衡計算4.1物料平衡計算計算原始數(shù)據(jù)基本原始數(shù)據(jù)：冶煉鋼種及其成分、鐵水和廢鋼成分、終點鋼水成分（表1）； 造渣用溶劑及爐襯等原材料的成分（表 2）；脫氧和合金化用鐵合金的成分及其回 收率（表3

7、）；其他工藝參數(shù)（表4）。表1鋼水、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U71Mn設(shè)定值0.700.251.24< 0.040< 0.040鐵水設(shè)定值4.200.800.800.2000.030廢鋼設(shè)定值0.280.250.550.0300.020終點鋼水設(shè)定值0.20痕跡0.240.0200.018本計算設(shè)定鋼種為 U71MnC和Si按實際產(chǎn)生情況選?。籑n、P和S分別按鐵水中相應(yīng)成分含量的30% 10%和60%在剛水中設(shè)定。表2 原材料成分成分/%類別1CaOSiO2MnOAI2QFe2Q3CaF>P2QSCQH2OC灰分揮發(fā)分石灰88.02

8、.502.601.500.500.100.064.640.10螢石0.305.500.601.601.5088.000.900.101.50生白云石36.40.8025.61.0036.2爐襯1.203.0078.01.401.6014.0焦炭0.5881.512.405.52表3鐵合金成分（分子）及其回收率類別、成分含量/回收率/%CSiMnAlPSFe硅鐵73.00/750.50/802.50/00.05/1000.03/10023.92/100錳鐵6.60/900.50/7567.8/800.23/1000.13/10024.74/10010%與氧生成CO。名稱參數(shù)名稱參數(shù)終渣堿度3 (

9、CaO)/ 3 (SiO 2)=3.5渣中鐵損（鐵珠）為渣量的6%螢石加入量為鐵水量得0.5%氧氣純度99%,余者為N2生白云石加入量為鐵水量得2.5%爐氣中自由氧含量0.5%（體積比）爐襯蝕損量為鐵水量得0.3%氣化去硫量占總?cè)チ蛄康?/3終渣刀3 （FeO）含量（按向15%,而3 (Fe 2O3)/ 刀3金屬中C的氧化產(chǎn)物90%C氧化成CO,1O%CR化成鋼中傳氧量3 （Fe2Q）=1.35(FeO)=1/3，即 3 (Fe2Q)=5%,CQ3 (FeO)折算)3 (FeO)=8.25%廢鋼量由熱平衡計算確定，本計算煙塵量為鐵水量得1.5%（其中3結(jié)果為鐵水量得13.21%,即廢(FeO)

10、為 75%,3 (FezQ)為 20%鋼比為11.67%為鐵水量得1%噴吹鐵損物料平衡基本項目收入項有：鐵水、廢鋼、溶劑、氧氣、爐襯損失、鐵合金。支出項有：鋼水、爐渣、煙塵、渣中鐵珠、爐氣、噴濺。計算步驟第一步：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，爐襯蝕損和加入溶劑的成渣量。其各項成渣量 分別列于表5表7?？傇考捌涑煞秩绫?所示。第二步：計算氧氣消耗量。氧氣實際消耗量消耗項目與供入項目只差。見表 9。表5鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量/kg耗氧量/kg產(chǎn)物量/kg備注CC T CO4.0 x 90%=3.6004.8008.400C TCO24

11、.0 x 10%=0.4001.0671.0467SiSi t(SiO 2)0.8000.9101.710入渣MnMn t(MnO)0.5600.0.645入渣PSP t(P2O5)0.1800.2300.410入渣S tSO20.012 x 1/3= 0.0040.0040.008S+(CaO) t (CaS)+(O)0.012 x 2/3= 0.008-0.0040.014 (CaS入渣FeFe t(FeO)1. x 56/72 =0.8450.2411.177入渣（見表8Fe t(FezQ)0.613 x 112/160=0.4230.1750.423入渣（見表8）合計6.8217.59

12、3成渣量4.562入渣組分之和 -0.004 為S與 CaO反應(yīng)放出的0. 消耗 CaO的量=0.08 x 56/32=0.014kg表6爐襯蝕損的成渣量爐襯蝕損量成渣組分/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kg耗氧量/kg/kgCaOSiO2MgOAI2QFqQCt COCt COCt CO,CO0.3（據(jù)表4）0.0040.0090.2360.0040.0050.3 X 14%X 90%X 28/12=0.0880.3 X 14%X 10%X 44/12=0.015,0.3 X 14%（90%< 16/12 + 10%X 32/12）=0.062合計0.2580.1030.062表7加入溶劑的成渣量類另

13、U加入量/kg成渣組分/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kgCaOMgOSiO2AI2OFezOP2OCsSCaF2HLOCOQ螢石0.5（表 4）0.0020.0030.0.0080.0080.0050.0010.440 '0.005生白云石2.5（表 4）0.9100.6400.0200.0250.905石灰6.645.8430.1730.1660.1000.0330.0070.0090.0070.2080.002合計6.7550.8160.2140.1330.0410.0120.0.4400.0121.2130.002成渣量8.49注：石灰加入量計算如下：，由表1-5和可知，渣中已含氧化鈣（CaO

14、=-0.014+0.004+0.002+0.910=0.92kg渣中已含（Si02）=1.71+0.009+0.+0.020=1.767kg。因設(shè)定的終渣堿度 R=3.5，故石灰加入量為：R刀WQO）-刀 W（CaO）/ W（ CaO -RX wQiO2）=（3.5 X 1.557-0.92）/（88.0% -3.5 X 2.50 %）=6.64kg （石灰中CaO含量）-（石灰中S CaS自耗的CaO量） 由CaO還原出來的氧量，計算同表1-5的注表8總渣量及其成分爐渣成分CaOSiO2MgOAI2QMnOFeOFe2QCaEBQCsS合計元素氧化成渣量/kg1.7100.6451.0780

15、.6130.4100.0144.479石灰成渣量/kg5.8430.1670.1730.1000.0330.0070.0096.332爐襯蝕損成渣量/kg0.0040.0090.2360.0040.0050.258生白云石成渣量/kg0.9100.0200.6400.0251.595螢石成渣量/kg0.0020.0.0030.0080.0080.4400.0070.0010.495總渣量/kg6.7591.9341.0520.1370.6451.0780.6520.4400.4220.13.179質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%51.4414.677.981.044.898.255.003.343.350.181

16、00.0注：總渣量計算如下：由表1-8知，除FeO和Fe2O外的渣量為：5.759 + 1.934+ 1.052 + 0.137+ 0.645 +0.440 +0.422 +0.=11.433kg而終渣刀 w （FeO） =15%（表1-4 ），故渣的總量 11.433 - 86.75%=13.179kg。 w （ FeQ =13.179 X 8.25%=1.087kg w（Fe 2Q）= 13.179 X 5%-0.033-0.005-0.008=0.613kg表9實際耗氧量耗氧項/kg供氧項/kg實際氧氣消耗項/kg鐵水中氧化耗氧量（表5）7.593爐襯中碳氧化耗氧量（表6） 0.062石

17、灰中S與CaO反應(yīng)還原出的氧化量（表7）0.002煙塵中鐵氧化耗氧量（表4） 0.3408.-0.002+0.069=8.12爐氣自由氧含量（表10）0.060合計8.合計0.002爐氣N2 （存在于氧氣中，表 4）的質(zhì)量，詳見表10。第三步：計算爐氣量及其成分。爐氣中含有CO CQ 2、SO和HOb其中CO CQ SQ和HO可由表5表 7查 得，Q和NN則由爐氣總體積來確定?，F(xiàn)計算如下。爐氣總體積Ve :W =Vg+0.5%y+1/99 X (22.4/32G s+0.5%-Vx)V =99Vg+0：GS-VX =99X a.368® X T22-。007 X 224/32 =8.

18、465 叭式中98.598.5Vg CO CO、SQ和HO各組分總體積，m。本計算中，其值為：8.698 X 22.4/28+ 2.729 X 22.4/44+ 0. X 22.4/64+ 0.012 X322.4/18=8.366m。G s不計自由氧的氧氣消耗量，kg。本計算中，其值為：7.593 + 0.062 + 0.34=7.995kg (見表 9);Vx石灰中的S與CaO反應(yīng)還原出的氧量(其質(zhì)量為：0.002kg，見表9)，m；0.5%爐氣中自由氧含量；99由氧氣純度為99%專換的得來。計算結(jié)果列于表10。表10爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/kg體積/m3體積分?jǐn)?shù)/%co8.6988

19、.69822.4/28=7.82.18CQ2.7292.729 X 22.4/44=1.3616.40SQ0.0. X 22.4/64=0.00280.05HO0.0120.012 X 22.4/18=0.01490.18Q0.060 0.0.50Nb0.072 0.00580.69合計11.5818.466100.00 爐氣中氧氣的體積為：8.466 X 0.5 % =0.怦；質(zhì)量為 0. X 32/22.4=0.060kg 爐氣中氮氣的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質(zhì)量為0. X 28/22.4=0.072kg第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量 鋼水量Q =鐵水量一鐵水中元素的氧化量

20、一煙塵、噴濺和渣中的鐵損100 6.755 1.50 X (75% X 56/72 + 20%X 112/160) + 1 + 12.43 X 6%=91.369kg據(jù)此可以編制出未加廢鋼。脫氧與合金化前得物料平衡表11。表11未加廢鋼時的物料平衡表收入支岀項目質(zhì)量/kg%項目質(zhì)量/kg%鐵水10084.63鋼水91.377652石灰6.645.62爐渣13.1811.04螢石0.50.42爐氣11.589.70生白云石2.52.12噴濺1.000.84爐襯0.30.25煙塵1.501.26氧氣8.226.96渣中鐵珠0.780.65合計118.16100.00合計119.41100.00注：

21、計算誤差為(118.16 119.41 ) /118.16 X 100%亠 1.05%。表12 廢鋼中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量/kg耗氧量/kg產(chǎn)物量/kg進入鋼中的量/kgCC TCO13.21 X 0.08%X 90%=0.0.0130.C TCQ13.21 X 0.08%X 10%=0.0010.0030.004SiSi t(SiO 2)13.21 X 0.25%=0.0330.0380.71MnMn t(MnO)13.21 X 0.31%=0.0410.0120.PP t(P2Q)13.21 X 0.01%=-0.0010.0010.002SS tSQ13.21

22、X 0.009% X 1/3=0.00040.00040.0008S+(CaO) t (CaS)+(O)13.21 X 0.009% X 2/3=0.0008-0.00040.002合計0.0.06713.21 0.=13.123成渣量（kg）0.128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的數(shù)據(jù)先確定廢鋼中 元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表 12），再將其與表11歸類合并，遂得加入 廢鋼后的物料平衡表13和表14。表13加入廢鋼的物料平衡表（以100kg鐵水為基礎(chǔ)）收入支岀項目質(zhì)量/kg%項目質(zhì)量/kg%鐵水100.0076.14鋼水91.37+1

23、3.21=104.5878.767廢鋼13.2110.06爐渣13.07+0.14=13.3210.03石灰6.645.06爐氣11.58+0.=1161875螢石2.500.38噴濺1.000.75輕燒生白云石0.301.90煙塵1.501.13爐 氧襯氣8.190.236.24渣中鐵珠0.730.59合計131.34100.00合計132.798100.00注：計算誤差為(131.34 132.798 ) /131.34 X 100%= 1.1%表14加入廢鋼的物料平衡表（以100kg（鐵水+廢鋼）為基礎(chǔ)）收入支岀項目質(zhì)量/kg%項目質(zhì)量/kg%鐵水84.3376.18鋼水92.3878.

24、76廢鋼11.6710.10爐渣11.7710.03石灰5.865.01爐氣10.268.55螢石0.440.38噴濺0.880.75輕燒生白云石2.211.91煙塵1.321.13爐襯0.260.23渣中鐵珠0.690.59氧氣7.236.24合計115.95100.00合計117.3100.00第六步：計算脫氧合金化后的物料平衡。先根據(jù)鋼種成分設(shè)定值（表1）和鐵合金成分及其回收率（表3）算出錳鐵和 硅鐵的加入量，再計算其元素的燒損量。將所有結(jié)果與表 14歸類合并，即得冶煉 一爐鋼的總物料平衡表。錳鐵加入量 Wn為：X鋼水量3 Mn鋼種Mn終點錳鐵含Mr量X Mr回收率1.24%-0.221

25、67.80%?80%X 92.38=1.70kg硅鐵加入量W為：Wi =SiFe Mn3 Si 鋼種一3 Si 終點）X 加錳鐵后的鋼水量一 3硅鐵含Si量X Si回收率=0.25%（92.38+0.53）-0.00273.00%?75%鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量列于表15。表15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/kgC1.70X 6.60 %X 10% =0.0110.0.040(C02)1.70 X 6.60%X 90%=0.101Mn1.70X 67.80 %X 20% =0.2310.0670.2981.70 X 67.80%X

26、 80%=0.922Si1.70X 0.50 %X 25% =0.0020.0020.0041.70 X 0.50%X 75%=0.006錳P1.70 X 0.23%=0.004鐵S1.70 X 0.13%=0.002Fe1.70 X 24.74%=0.421合計0.2440.0980.3020.0401.456Al0.42X 2.5%X 100%=0.0110.0.006Mn0.42X 0.50% X 20%=0.00040.00010.00050.42 X 0.50%X 80%=0.002Si0.42X 73.00% X 25%=0.0.0880.1650.42 X 73.00%X 75%

27、=0.230P0.42 X 0.05%=0.0002硅S0.42 X 0.03%=0.0001鐵Fe0.42 X 23.92%=0.100合計0.0880.0980.1720.332總計0.3320.1960.4740.0401.788可以忽略。脫氧和合金化后的鋼水成分如下：0101(C =0.20%+X 100%=0.24%9417(Si) = 0.006+0.23 x 100%=0.25%94.170.922+0.002、，X 100%=1.22% 94170004 X 100%=0.%94170002 X 100%=0.018%9417(MJ =0.24%+(P) =0.020%+(S)

28、 =0.018%+可見，含碳量尚未達到設(shè)定值，所以需要加焦粉增碳。W 半半鋼水量=0.71kg焦炭含ClMC回收率焦粉生成的產(chǎn)物如下碳燒損量/kg耗氧量/kg氣體量/kg成渣量/kg碳入鋼量/kg0.71 X 81.50%X 25%=0.145)0.0320.044+0.71(0.58+5.52)% =0.0.71X12.40% =0.0880.07 X 81.50%X 75%=0.434由此可得冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表16表16 總物料平衡表收入支岀項目質(zhì)量/kg%項目質(zhì)量/kg%鐵水88.3374.23鋼水94.6079.62廢鋼11.679.81爐渣12.339.47石

29、灰5.864.92爐氣10.268.53螢石0.440.40噴濺0.880.72輕燒生白云石2.211.86煙塵1.321.11爐襯0.260.22渣中鐵珠0.690.56氧氣7.406.22錳鐵1.701.43硅鐵0.420.40焦粉0.710.60合計119 . 00100.00合計119.12100.00注：計算表誤差為（119.00-119.12 ） /119.00 X 100%=-0.1%可近似認(rèn)為（0.133+0.032 ）的氧量系出鋼水二次氧化所帶入。 4.2熱平衡計算計算所需原始數(shù)據(jù)計算所需基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度（表17）;物料平均熱容（表18）;反應(yīng)熱效應(yīng)（表

30、19）;溶入鐵水中的元素對鐵熔點的影響（表 20）。其他數(shù)據(jù)參照物料平衡選取。表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廠C12502525與鋼水相同14501450純鐵熔點為1536 C。表18物料平均熱容物料名稱生鐵鋼爐渣礦石煙塵爐氣固態(tài)平均熱容/kJ (kg K)-10.7450.6991.0470.996熔化潛熱/kJ kg-1218272209209209液態(tài)或氣態(tài)平均熱容/kJ(kg K)-10.8370.8371.2841.137表19煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng)組元化學(xué)反應(yīng) H/kJ kmol-1 H/kJ kg-1CC+1/20 2=CO氧化反

31、應(yīng)-139420-11639CC+0 2=CO2氧化反應(yīng)-418072-34834SiSi+O 2=(SiO 2)氧化反應(yīng)-817682-29202MnMn+1/20 2=(MnO)氧化反應(yīng)-361740-6594P2P+5/20 2=(P 2Q)氧化反應(yīng)-1176563-18980FeFe+1/20 2=(FeO)氧化反應(yīng)-238229-4250Fe2Fe+3/20 2=(Fe 2Q)氧化反應(yīng)-722432-6460SO(SiO 2)+2(CaO)=(2CaO SO)成渣反應(yīng)-97133-1620RQ(P2Q)+4(CaO)=(4CaO RO)成渣反應(yīng)-693054-4880CaCOCaCO

32、=(CaO)+CQ分解反應(yīng)1690501690MgCOMgCC=(MgO)+CQ分解反應(yīng)1180201405表20溶入鐵水中的元素對鐵熔點的降低值元素CSiMnPSAlCrN H O在鐵水中的極限溶解度/%5.4118.5無限2.80.1835無限溶入1%元素使鐵熔 點降低值/ C65707580859010085302531.5氦、氫、氧溶入使鐵熔點的降低值/ C刀=6適用含量圍/%<11.02.02.53.03.54.0< 3< 15< 0.70.08< 1< 18計算步驟以100kg鐵水為基礎(chǔ)。 第一步：計算熱收入Q。熱收入項包括：鐵水物理熱；元素氧化

33、熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳 的氧化熱。(1) 鐵水物理熱Q：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(表17、表1、表20)計算鐵水熔點TI，然后由鐵水溫度和生鐵熱容(表 17和表18)確定Q。Ti=1536( 4.2 X 100+ 0.8 X 8+ 0.5 X 5+ 0.2 X 30+ 0.03 X 25) 6=1094°CQ=100X 0.745 X( 1094 25)+ 218+ 0.837 X( 1250 1094) =114500kJ(2) 元素氧化熱及成渣熱 Qy:由鐵水中元素氧化量和反應(yīng)熱效應(yīng)(表19) 可以算出，其結(jié)果列于表21。表21元素氧化熱和

34、成渣熱反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kg反應(yīng)產(chǎn)物氧化熱或成渣熱/kgC CO3.6 X 11639=41900.40Fer FqQ0.424 X 6460=2739.04Ct CQ0.40 X 34834=13933.60Pr P2Q0.18 X 18980=3416.40Si tSiO20800X29202=23351.60P2Qr4CaQ* P2Q0.422 X 4880=2059.36Mrr MnQ0.55 X 6594=3692.64SiQ2r 2CaQ- SiQ?1.934 X 1620=3133.08Fer FeQ0.845 X 4250=3591.25合計Q97827.37KJ(3)

35、煙塵氧化熱Qc由表4中給出的煙塵量參數(shù)和反應(yīng)熱效應(yīng)計算可得。Qc=1.5 X( 75%X 56/72 X 4250+ 20%X 112/160 X 6460) =5075.35kJ(4) 爐襯中碳的氧化熱Q1:根據(jù)爐襯蝕損量及其碳量確定。Q1=0.3 X 14%X 90%X 11639+ 0.3 X 14%X 10%X 34834=586.25kJ故熱收入總值為：Qs=Q+Q+Q+Q=2179888.62kJ第二步：計算熱支出Q。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Q：先按求

36、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，具體時間與鋼包 大小和澆筑條件有關(guān))以及要求的過熱度(一般為 5090C)確定出鋼溫度 Tz； 最后由鋼水量和熱容算出物理熱。Tg=1536( 0.20 X 65+ 0.24 X 5+ 0.02 X 30 + 0.018 X 25) 6=1515C式中，0.11、0.21、0.030和0.018分別為終點鋼水 C、Mn P和S的含量。Tz=1520+50+50+70=168C式中，50、50和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。Q90.278 X 0.6

37、99 X( 1515-25) +272+0.837 X( 1685-1515) =131570.84kJ(2) 爐渣物理熱Q:令終渣溫度與鋼水溫度相同，則得：Q=13. X 1.248 X 1685-25)+209=29880.90kJ(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(yīng)的溫度 和熱容確定。詳見表22。表22某些物料的物理熱項目參數(shù)/kJ備注爐氣物理熱11.779 X 1.137 X (1450-25)=18762.211450 C系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱1.5 X 0.996 X (1450-25)+209=2442.45渣中鐵珠物理熱0.78 X 0.699

38、 X (1515-25)+272+0.837 X (1685-1515)=1135.521515C系鋼水熔點噴濺金屬物理熱1X 0.699 X (1515-25)+272+0.837 X (1685.2-1515)=1455.71合計Q=23795.89(4) 生白云石分解熱Q:根據(jù)其用量、成分和表19所示的熱效應(yīng)計算Q=2.5 X( 36.40%x 168625.60%X 1405) =2437.10kJ(5) 熱損失Q:其他熱損失帶走的熱量一般約占總收入的3%8%本計算取 5%則得：Q=217988.62 X 5%=10899.43kJ(6) 廢鋼吸熱Q:用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即：

39、Q=Q Q Q Q Q Q=19228.28kJ故廢鋼加入量W為：W=19228.28 - 1 X 0.699 X (1515-25)+272+0.837 X( 1685-1515) =13.21kg即廢鋼比為：13 21X 100%=11.67%100+13.21熱效率n鋼水物理熱+爐渣物理熱+廢鋼物理熱熱收入總量X 100%=82.97%若不計算爐渣帶走的熱量時：熱效率n鋼水物理熱+廢鋼吸熱熱收入總量100%=69.18%第三步：列出熱平衡表(表23)表23熱平衡表收入支岀項目熱量/kJ%項目熱量/kJ%鐵水物理熱114500.0052.53鋼水物理熱131570.8460.36元素氧化熱

40、和成渣熱97827.3744.88爐渣物理熱30057.0813.79其中C氧化55834.0025.61廢鋼吸熱19228.288.82Si氧化23361.6010.72爐氣物理熱18762.218.61Mn氧化3692.041.69煙塵物理熱2442.451.12P氧化3416.402.90渣中鐵珠物理熱1135520.52Fe氧化6330.292.78噴濺金屬物理熱1455.710.67SiO2成渣3133.081.44輕燒白云石分解熱2437.101.12P2O5成渣2059.360.94熱損失10899.435.00煙塵氧化熱5075.362.33爐襯中碳的氧化熱586.250.27

41、合計217988.62100.00合計217988.62100.00應(yīng)當(dāng)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。5. 確定初煉爐型及尺寸5.1爐型：截錐型轉(zhuǎn)爐各部分尺寸的確定5.2熔池尺寸熔池直徑D。D熔池直徑，mK系數(shù)G新爐金屬裝入量，t，可取公稱容量； t 平均沒爐鋼純吹氧時間，min ；5.2.2熔池深度h選擇截錐型熔池：通常倒截錐型體頂面直徑 直徑D級熔池深度h有如下關(guān)系：V池=0.574h D2、b

42、0.7D。熔池體積V池和熔池V池0.574D2=2.6m5.3爐身尺寸爐身高度:4V身4 （Vt-V 帽-V 池）D1=2.6m式中 V池V帽V身一一分別為熔池、爐帽和爐身的容積；Vt轉(zhuǎn)爐有效容積，為 V池V帽V身三者之和。5.4爐帽尺寸爐帽傾角。傾角一般為60-68。，小爐子取上限，大爐子取上限。此爐子 取下限68°。爐口直徑d。一般爐口為熔池直徑的 43%-53%J為適宜，小爐子取上限，大 爐子取下線，此爐子取上限53%爐帽高度H帽。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H口 =300-400mm勺直線段。因此爐帽高度 H帽為：H 帽=1/2

43、(D-d) tan + H 口 =1.6m爐帽總體積V帽為：V帽=（H 帽-H 口 ） （ D2+Dd+d2） + d2 H 口24=5.35.5出鋼口尺寸出鋼口中心線水平傾角°.25%(92.38+°.53-°.°°2取15°。 73.00%?75%出鋼口直徑d出。d 出=,63 1.75G =14.25cm爐熔比為1.0，高徑比為1.656. 澆鑄方案及連鑄機型選擇和布置6.1澆鑄方案壓縮澆注：壓縮澆注是在矯直區(qū)，帶給液芯的鑄坯以一定應(yīng)力，減小甚至 完全抵消鑄坯在矯直過程中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，使鑄坯固液兩相區(qū)界面上的凝固層 的伸長率不

44、超過允許值，避免鑄坯產(chǎn)生裂，視線帶液芯矯直，從而提高連鑄機拉 速。6.2連鑄機型弧形連鑄機6.3布置7. 爐外精煉設(shè)備的選取LF精煉爐，真空脫碳，脫氣等精煉功能的裝置(RH8. 車間工藝布置方案的設(shè)計、廠房主要尺寸的計算8.1裝料跨布置8.1.1 鐵水供應(yīng)與鐵水預(yù)處理布置A.混鐵爐供應(yīng)鐵水區(qū)：建于主廠房原料跨的一端?；扈F爐的尺寸參數(shù)項目混鐵爐容量八混 鐵 爐 外 徑/mm混 鐵 爐 總 長/mm混鐵爐受鐵口/個混鐵爐襯厚伽m!7 混鐵爐傾角人。鐵設(shè)重 混爐備A混 鐵 爐 流 嘴 長/mm電 機 功 率X 臺 數(shù)配 合 轉(zhuǎn) 爐 容 量混鐵爐座數(shù)混鐵爐區(qū)跨長/ m混鐵爐跨寬肝混鐵爐吊車高伽鐵吊tA 混爐車00XIO9 O686 O769 8137 0+475162.86O57Ook05260t X 328 O27.58 31 O125/30B.鐵水預(yù)處理 混鐵爐方案進行鐵水預(yù)處理時，一般在混鐵爐出鐵后在鐵水罐中進行, 鐵水經(jīng)脫硫 （或脫磷） 及扒渣后兌入轉(zhuǎn)爐， 這是鐵水預(yù)處理站建在主廠房附近或 者主廠房。鐵水預(yù)處理后渣的扒出用機械扒出。8.1.2 廢鋼供應(yīng)布置 廢鋼間建在毗連裝料跨一端的平行跨，廢鋼運入車間和廢鋼裝槽后，經(jīng)廢 鋼槽傳送車送人裝料跨待