生產(chǎn)500萬(wàn)噸連鑄坯的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)工藝設(shè)計(jì)

年產(chǎn)500萬(wàn)噸合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)目錄目錄 31緒言 61.1國(guó)外煉鋼技術(shù)的發(fā)展 61.2鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用 61.3現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程 71.4現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問(wèn)題 72轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間生產(chǎn)概述 71.1主要鋼種及產(chǎn)品方案 81.2工藝流程 83轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 81轉(zhuǎn)爐車(chē)間組成及生產(chǎn)能力的確定 81.1車(chē)間組成 81.2轉(zhuǎn)爐車(chē)間生產(chǎn)能力的確定 92主廠(chǎng)房工藝布置 92.1原料跨間布置 92.2爐子跨的布置 102.3精煉跨的布置 102.4澆注跨的布置 104.轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 101爐型設(shè)計(jì) 111.1爐型選擇 111.2主要參數(shù)的確定。 112爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計(jì) 133轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì) 135轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)設(shè)計(jì) 141供氧制度 141.1氧槍 141.2供氧操作 152氧槍設(shè)計(jì) 163氧槍裝置與副槍 186轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 191煉鋼用原材料 191.1金屬料 191.2非金屬料 202裝料制度 222.1裝料次序 222.2裝入量 222.3裝入量方法 222.4裝料操作 223造渣制度 233.1爐渣堿度的控制與石灰加入量的確定 233.2爐渣粘度的控制 233.3爐渣氧化性的控制 243.4泡沫渣及其控制 243.5放渣及留渣操作 244溫度制度 254.1出鋼溫度的確定 254.2冷卻劑及其加入量的確定 255終點(diǎn)控制和出鋼 266精煉工藝 267連鑄工藝 277.1鋼水準(zhǔn)備 277.2連鑄工藝 277煉鋼主廠(chǎng)房各車(chē)間主要設(shè)備的選擇與布置 281原料跨 281.1金屬料供應(yīng)及設(shè)備 281.2散裝料供應(yīng)及設(shè)備 292轉(zhuǎn)爐跨 312.1鋼包需要量以及容量計(jì)算 312.2渣罐和渣罐車(chē)數(shù)量的確定 313精煉設(shè)備 324連鑄跨 324.1板坯的生產(chǎn) 334.2方坯的生產(chǎn) 344.3其他工藝參數(shù)及設(shè)備的確定 365制氧機(jī)的選擇 386主廠(chǎng)房工藝布置 401原料跨跨間布置 402轉(zhuǎn)爐跨間的布置 413精煉設(shè)備的布置 444連鑄設(shè)備的布置 448轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)車(chē)間煙氣凈化系統(tǒng)與回收系統(tǒng)設(shè)計(jì) 471煙氣量的計(jì)算 471.1最大爐氣量qv0 471.2煙氣量qv 471.3煙氣成分 471.4煤氣濃度修正 481.5回收煤氣量的計(jì)算 481.6煙氣凈化系統(tǒng)類(lèi)型的選擇 482煙氣凈化系統(tǒng)主要設(shè)備的選擇 492.1煙氣收集設(shè)備-煙罩 492.2煙氣冷卻設(shè)備 492.3除塵設(shè)備 492.4脫水設(shè)備 492.5抽氣設(shè)備 493含塵污水處理 499轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及生產(chǎn)組織 501．生產(chǎn)組織 502煉鋼車(chē)間經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 541緒言1.1國(guó)外煉鋼技術(shù)的發(fā)展世界近代煉鋼工業(yè)首先誕生于歐洲，機(jī)器的大量發(fā)明和廣泛應(yīng)用，是煉鋼成為最基本的工業(yè)材料，對(duì)鋼鐵的數(shù)量和質(zhì)量的需求越來(lái)越高。首先公布轉(zhuǎn)爐煉鋼法的是英國(guó)發(fā)明家亨利·貝塞麥，1965年，亨利·貝塞麥在英國(guó)科學(xué)協(xié)會(huì)發(fā)表演講，宣布其發(fā)明了底吹酸性空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，也因此此法生產(chǎn)率高、成本低的煉鋼方法，成為冶金史上的一大創(chuàng)舉，從此開(kāi)創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼的新時(shí)代?；仡櫻鯕廪D(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展，可分為以下三個(gè)時(shí)期。轉(zhuǎn)爐大型化時(shí)期（1950~1970）：以轉(zhuǎn)爐大型化技術(shù)為核心，逐步完善了轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝和設(shè)備。先后開(kāi)發(fā)出大型化轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)技術(shù)、OG法除塵與煤氣回收技術(shù)、計(jì)算機(jī)靜態(tài)與副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù)、鎂碳磚綜合砌筑與噴補(bǔ)掛渣等護(hù)爐工藝技術(shù)。轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉時(shí)期（1970~1990）：這一時(shí)期，由于連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄的煉鋼車(chē)間。對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的穩(wěn)定性和終點(diǎn)控制的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。為了改善轉(zhuǎn)爐吹煉后期鋼-渣反應(yīng)遠(yuǎn)離平衡，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定吹煉的目標(biāo)，綜合頂吹、底吹轉(zhuǎn)爐的優(yōu)點(diǎn)，研究開(kāi)發(fā)出各種頂?shù)蛷?fù)合吹煉工藝技術(shù)，在世界上迅速推廣。轉(zhuǎn)爐綜合優(yōu)化時(shí)期（1990年以后）：在這一時(shí)期，由于社會(huì)對(duì)純凈鋼的生產(chǎn)需求日益增加。迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體制。圍繞純凈鋼生產(chǎn)，研究開(kāi)發(fā)出鐵水“三脫”預(yù)處理、高效轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)、全自動(dòng)吹煉控制與濺渣護(hù)爐等重大新工藝技術(shù)。降低了生產(chǎn)成本、大幅提高了生產(chǎn)效率。1.2鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用鋼鐵工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。而鋼鐵材料是用途最廣泛的金屬材料，人類(lèi)使用的金屬中，鋼鐵占90%以上。人們生活離不開(kāi)鋼鐵，人們從事生產(chǎn)或其他活動(dòng)所用的工具和設(shè)施也都要使用鋼鐵材料。鋼鐵產(chǎn)量往往是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其他工業(yè)部門(mén)產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展到今天，鋼鐵作為最重要的基礎(chǔ)材料之一的地位依然未受到根本性的影響，而且，在可預(yù)見(jiàn)的范圍內(nèi)，這個(gè)地位也不會(huì)因世界新技術(shù)和新材料的進(jìn)步而消弱?？v觀(guān)世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展史，不難看出鋼鐵材料工業(yè)的發(fā)展在美國(guó)、前蘇聯(lián)、日本、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中都起到了決定性作用。這些國(guó)家和地區(qū)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展和壯大對(duì)于推動(dòng)其汽車(chē)、造船、機(jī)械、電器等工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)的騰飛都發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。美國(guó)鋼鐵工業(yè)曾在20世紀(jì)70-80年代遭到來(lái)自日本為主的國(guó)外進(jìn)口材料的沖擊而受到重創(chuàng)，鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)能力急劇下降，但經(jīng)過(guò)十幾年的改造和重建，終于在20世紀(jì)90年代中期恢復(fù)到其原有的鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模，為其維持世界強(qiáng)國(guó)地位繼續(xù)發(fā)揮著重要作用。由此可見(jiàn)鋼鐵工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要作用，并且鋼鐵工業(yè)在整個(gè)國(guó)家的發(fā)展中都起著舉足輕重的作用。1.3現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝流程現(xiàn)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的綜合生產(chǎn)部門(mén)。在這個(gè)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，鋼鐵材料的生產(chǎn)包括采礦、選礦、燒結(jié)（球團(tuán)）、焦化、煉鐵、煉鋼和各種軋鋼等過(guò)程。由于各種鋼材質(zhì)量主要決定于煉鋼工藝過(guò)程和設(shè)備，所以煉鋼成為鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程中的中心環(huán)節(jié)。目前主要的煉鋼方式是轉(zhuǎn)爐煉鋼，我國(guó)現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐鋼占總鋼產(chǎn)量的比例已經(jīng)超過(guò)80%，并接近90%。過(guò)去鋼鐵冶煉的工藝流程基本是鐵水→煉鋼爐（轉(zhuǎn)爐、電爐、平爐）→澆鑄（模鑄、連鑄）→軋鋼的模式，這樣的模式由于缺少鐵水的預(yù)處理、爐外精煉工藝，只能冶煉普通鋼種，難以冶煉優(yōu)質(zhì)特種高性能鋼材，平爐由于其爐渣堿度低，脫磷、脫硫效果差，限制了鋼材質(zhì)量的提高，隨著工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鋼材質(zhì)量和性能提出了更高的要求，迫使人們開(kāi)發(fā)冶煉更多品種的鋼材，從而推動(dòng)了煉鋼技術(shù)的不斷發(fā)展。轉(zhuǎn)爐冶煉采用鐵水預(yù)處理、爐外精煉工藝后，鋼的質(zhì)量大大提高，轉(zhuǎn)爐鋼品種增加，轉(zhuǎn)爐不僅能冶煉普通鋼種，而且能冶煉高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼種，甚至能冶煉包括不銹鋼在內(nèi)的特種鋼，這為轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展提供了廣闊的空間。傳統(tǒng)的鋼水澆鑄一直以模鑄為主，不僅生產(chǎn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、車(chē)間環(huán)境惡劣，而且金屬損失大、回收率低、難以澆鑄大型鋼錠。采用連鑄后，情況大為改觀(guān)，生產(chǎn)效率和金屬回收率大為提高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度降低，實(shí)現(xiàn)了澆鑄過(guò)程的完全自動(dòng)化，近十年中煉鋼連鑄比不斷提高，許多大型鋼鐵企業(yè)均已實(shí)現(xiàn)了全連鑄。高爐→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉→爐外精煉→連鑄連軋，已成為大型現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)鋼鐵生產(chǎn)模式。而高爐→鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐頂?shù)蛷?fù)合吹煉→RH真空精煉→連鑄連軋→鑄坯熱送→直接軋制，則是現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)的最佳工藝流程。1.4現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問(wèn)題現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)普遍存在的問(wèn)題主要是隨著社會(huì)對(duì)潔凈鋼的生產(chǎn)需求日益提高，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系。因此，如何降低生產(chǎn)成本、能耗，生產(chǎn)出大量的純凈鋼以達(dá)到社會(huì)的需求是當(dāng)前必須解決的問(wèn)題。2轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間生產(chǎn)概述根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求及各種設(shè)計(jì)條件提出初步設(shè)計(jì)思路，這是對(duì)設(shè)計(jì)工作一個(gè)框架式的設(shè)定。方案的確定要求設(shè)計(jì)合理，能順利生產(chǎn)。1.1主要鋼種及產(chǎn)品方案本設(shè)計(jì)主要生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，彈簧鋼，也可根據(jù)市場(chǎng)的要求進(jìn)行靈活調(diào)整。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中年產(chǎn)320萬(wàn)噸鑄坯的要求，確定其產(chǎn)品大綱。見(jiàn)表1-1。表1-1產(chǎn)品大綱鋼種代表型號(hào)年產(chǎn)鋼量所占比例鑄坯斷面長(zhǎng)×寬定長(zhǎng)尺寸普碳鋼Q235A60萬(wàn)噸18.7%150×150mm9000mm低合金鋼Q29560萬(wàn)噸18.7%150×150mm9000mm優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼20Mn100萬(wàn)噸31.25%180×109000mm彈簧鋼65Mn100萬(wàn)噸31.25%220×220mm9000mm1.2工藝流程根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求以及現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展趨勢(shì)，確定本設(shè)計(jì)方案其基本的工藝流程（圖1-1）。圖1-1煉鋼車(chē)間工藝流程3轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)1轉(zhuǎn)爐車(chē)間組成及生產(chǎn)能力的確定1.1車(chē)間組成現(xiàn)代氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間由以下各部分組成：鐵水預(yù)處理站及鐵水倒罐站；廢鋼堆場(chǎng)與配料間；主廠(chǎng)房（包括爐子跨、原料跨、爐外精煉及鋼包裝運(yùn)跨、澆注系統(tǒng)各跨間）；鐵合金倉(cāng)庫(kù)及散狀原料儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施；渣場(chǎng)；耐火材料倉(cāng)庫(kù)；煙氣凈化設(shè)施及煤氣回收設(shè)施；水處理設(shè)施；分析、檢測(cè)及計(jì)算機(jī)監(jiān)控設(shè)施；備品備件庫(kù)、機(jī)修間、生產(chǎn)必需的生活福利設(shè)施；水、電、氣（氧、氬、氮、壓縮空氣）等的供應(yīng)設(shè)施。1.2轉(zhuǎn)爐車(chē)間生產(chǎn)能力的確定（1）轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)。根據(jù)年產(chǎn)320萬(wàn)噸生產(chǎn)能力的要求，冶煉周期取40min，供氧時(shí)間為16min。采用2吹2制度，故轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量G=3200000/[365×(1440/40)×2]=122t，因此采取2座150t轉(zhuǎn)爐。表1-2平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐容量（t）<3030～100>100備注冶煉時(shí)間28～3232～3838～45結(jié)合供氧強(qiáng)度，鐵水成分和所煉鋼種具體確定吹氧時(shí)間12～1614～1816～20（2）計(jì)算年出鋼爐數(shù)。每一轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù)N為：N=QUOTE1440×365ηT1=QUOTE1440×365×92%45=11169爐/年式中：T1——每爐鋼的平均冶煉時(shí)間，40min/爐；1440——一天的時(shí)間，min/d；365——一年的日歷天數(shù)，d/a；η——轉(zhuǎn)爐作業(yè)率，取85%。車(chē)間年產(chǎn)鋼水量=nNq=2×11169×150=3350700(t)爐外精煉收得率?。?9%連鑄收得率：98%所以年產(chǎn)鑄坯量=3350700×99%×98%=3250849t>3200000t，則該車(chē)間年產(chǎn)合格鋼坯量可以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求。2主廠(chǎng)房工藝布置氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間的主體部分是主廠(chǎng)房，包括原料跨、爐子跨和澆注跨三大跨間。為了使各種物流運(yùn)行順向，將原料跨和澆注跨布置在爐子跨的兩側(cè)。2.1原料跨間布置原料跨內(nèi)主要完成兌鐵水、加廢鋼和轉(zhuǎn)爐爐前的工藝操作。其兩端分別布置鐵水和廢鋼工段，采用混鐵車(chē)運(yùn)輸鐵水。其中布置鐵水預(yù)處理站、鐵水倒罐站。鐵水預(yù)處理采取三站工作制，脫硫預(yù)處理站→脫硅預(yù)處理站→脫磷預(yù)處理站。由于脫硫的條件和脫硅脫磷不一樣，考慮到工藝的順暢，故將脫硫處理布置在鐵水預(yù)處理第一站，由于脫磷要求硅含量低于0.15%，因此將脫硅預(yù)處理置于脫磷之前。鐵水預(yù)處理站內(nèi)設(shè)置兩條運(yùn)輸線(xiàn)和與其垂直的受鐵坑（鐵水坑位于鐵水線(xiàn)下面），一個(gè)受鐵坑有兩個(gè)鐵水轉(zhuǎn)注位置。鐵水預(yù)處理采用噴粉處理工藝，噴吹石灰粉配加石灰石粉及石灰系脫磷劑，預(yù)處理后采用機(jī)械扒渣。在原料跨的一端設(shè)廢鋼工段供應(yīng)廢鋼，用電磁吊車(chē)裝入廢鋼料斗，稱(chēng)量后待用。2.2爐子跨的布置爐子跨是車(chē)間中廠(chǎng)房最高，建筑結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和單位投資最多的跨間。很多重要的生產(chǎn)設(shè)備與輔助設(shè)備都布置在這里，其中包括轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)系統(tǒng)，散裝料供應(yīng)系統(tǒng)和加料、供氧系統(tǒng)，底吹氣系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)，出渣、出鋼設(shè)施，拆修爐設(shè)備。爐子跨采用橫向布置。煙道和煙罩皆沿跨間朝爐后彎曲，一是便于氧槍和副槍穿過(guò)煙罩插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，二是有一個(gè)連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便。散裝料的各個(gè)高位料倉(cāng)沿爐子跨縱向布置，在其頂部有分配皮帶機(jī)通過(guò)，高位料倉(cāng)布置在緊靠煙道的后面，這樣煙道傾角較大，不易積灰。轉(zhuǎn)爐煙氣凈化采用濕法文氏管洗滌器，布置在爐子跨內(nèi)。轉(zhuǎn)爐修爐方法采用上修法，煙罩下部可側(cè)向移動(dòng)。2.3精煉跨的布置由于產(chǎn)品大綱要求，本設(shè)計(jì)的精煉工藝流程為：轉(zhuǎn)爐—LF爐。LF主要起脫氧、脫硫及調(diào)溫調(diào)整成份作用，提高連鑄率和鋼水收得率。2.4澆注跨的布置本設(shè)計(jì)采取全連鑄工藝，在連鑄跨內(nèi)安放中間包、結(jié)晶器、二冷段、拉矯機(jī)。在出坯跨中設(shè)置毛刺噴印設(shè)備、在線(xiàn)監(jiān)控和檢測(cè)設(shè)備、廢坯清除、精整設(shè)備和鑄坯熱運(yùn)輸設(shè)備。這種布置簡(jiǎn)化了工藝流程和運(yùn)輸組織，占地少，機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，有利于實(shí)現(xiàn)鑄坯直接熱送、熱裝及連鑄連軋。連鑄設(shè)備采用橫向布置，鋼水運(yùn)送距離短、物料流程合理，便于增加和擴(kuò)大連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，把不同的作業(yè)分開(kāi)，各項(xiàng)操作互不干擾，適于全連鑄車(chē)間。連鑄車(chē)間工藝布置的原則是：鋼水供應(yīng)方便，重視中間包拆卸、修砌和烘烤，以及對(duì)結(jié)晶器和二冷扇形段的更換、對(duì)弧等設(shè)備設(shè)置專(zhuān)門(mén)工作區(qū)，留有適當(dāng)?shù)蔫T坯精整區(qū)域，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)等。4.轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)氧氣轉(zhuǎn)爐是轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間的主體設(shè)備。本章以頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐為重點(diǎn)，對(duì)其爐型、爐襯、爐體金屬結(jié)構(gòu)和傾動(dòng)機(jī)構(gòu)以及底部供氣構(gòu)件進(jìn)行選型和設(shè)計(jì)。頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是繼氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐之后，于70年代中期出現(xiàn)的一種新型轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)備。頂?shù)讖?fù)吹兼有頂吹易于控制成渣過(guò)程和底吹可以增大熔池?cái)嚢杵鲝?qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，是節(jié)能降耗、擴(kuò)大品種、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑；特別對(duì)于容量較大的轉(zhuǎn)爐，更具有其優(yōu)越性。因此，近幾年來(lái)獲得迅速發(fā)展。據(jù)報(bào)道，日本基本淘汰了單純頂吹法，國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展方向也是積極采用復(fù)吹。1爐型設(shè)計(jì)1.1爐型選擇本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量為150噸，屬于大中型轉(zhuǎn)爐，采用筒球形爐型。1.2主要參數(shù)的確定。（1）爐容比：由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程比單純頂吹平穩(wěn)，其鋼渣噴濺高度相應(yīng)低于后，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐容比可略小于頂吹轉(zhuǎn)爐。從目前實(shí)際情況來(lái)看，二者爐容比基本相同，即復(fù)吹轉(zhuǎn)爐一般也取0.85～0.95m3/t爐容比取0.92m3（2）熔池尺寸：1）熔池直徑=4.90m式中D——熔池直徑，mG——新?tīng)t金屬裝入量，t，可取公稱(chēng)容量150t——吹氧時(shí)間，min，取16K——比例系數(shù)，取1.62）熔池深度計(jì)算：由于選用轉(zhuǎn)爐類(lèi)型為頂?shù)讖?fù)吹型轉(zhuǎn)爐，故本設(shè)計(jì)使用截錐型爐底。根據(jù)公式：Vc=G/式中：Vc—熔池體積，m3G—新?tīng)t金屬裝入量，t，可近似的取其公稱(chēng)容量150t；—鋼水密度，=6.8t/m3則Vc=G/=150/6.8=22.06m3又有通常倒截錐體頂面直徑b=0.7D故存在如下關(guān)系式：Vc=0.574hD2式中：—熔池深度，m則可以求出h=Vc/0.574D2h=1.600m=1600mm（3）爐帽尺寸的確定：設(shè)計(jì)時(shí)考慮以下因素：穩(wěn)定性，便于兌鐵水和加廢鋼，減少熱損失，避免出鋼時(shí)鋼渣混出或從爐口流渣，減少?lài)姙R。主要確定爐帽傾角θ、爐口直徑d口和爐帽高度H帽。1）爐帽傾角θ：對(duì)于150t的轉(zhuǎn)爐，選取62°。2）爐口直徑d口：考慮到滿(mǎn)足兌鐵水和加廢鋼的要求，減少熱損失，減少?lài)姙R，減少空氣進(jìn)入爐內(nèi)和改善爐前操作條件等因素，爐口直徑d口=0.45D=2.02m。3）爐帽高度H帽：為了維護(hù)爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴(kuò)大，在路口上部設(shè)有高度為H口=400mm的直線(xiàn)段。因此爐帽高度為H帽=1/2（D-d口）tgθ+H口=1/2×(4.90-2.02)×tg62o+0.40=2.52m爐帽總?cè)莘eV帽V帽==22.35m3（4）出鋼口尺寸計(jì)算：出鋼口中心線(xiàn)水平傾角取18°出鋼口尺寸=180mm出鋼口外徑一般為出鋼口內(nèi)徑的6倍左右，即d外=6d出=1080mm出鋼口長(zhǎng)度LT出鋼口長(zhǎng)度一般為出鋼口內(nèi)徑的7～8倍，即LT＝（7～8）d出本設(shè)計(jì)取為7，則LT=1260mm（5）爐子內(nèi)型高度：本設(shè)計(jì)中爐容比選0.92轉(zhuǎn)爐有效容積Vt=150×0.92=138.0m式中：V帽、V身、V池——分別為爐帽、爐身和熔池的容積；Vt——轉(zhuǎn)入有效容積=爐容比×公稱(chēng)容量。H內(nèi)=H帽+H身+h=2520+4960+1600=9080mm=9080m（6）轉(zhuǎn)爐爐襯的設(shè)計(jì)：爐襯一般由永久層、填允層和工作層三層組成。1)永久層：緊貼爐殼鋼板，通常是用一層鎂磚或高鋁磚側(cè)砌而成，厚度113～115，其作用是保護(hù)爐殼鋼板，修爐時(shí)不拆除。2)填允層：介于永久層和工作層之間，一般是用焦油鎂砂搗打而成。厚度80～100。填允層的作用是減輕工作層受熱膨脹時(shí)對(duì)爐殼鋼板的擠壓作用，便于修爐時(shí)迅速拆除工作層和砌爐操作。也有的爐不設(shè)填允層。3)工作層一般用鎂碳磚砌成。所謂爐襯壽命即工作層的壽命，當(dāng)工作層被侵蝕損壞后（殘余厚度10mm工作層厚度為400～800mm，爐底工作層比爐身略薄一些，約350～600mm，填允層80～100mm，爐身永久層113～200mm，爐底永久層300～500。本例設(shè)計(jì)取爐身工作層為750mm，永久層150mm，填允層100mm，則總厚度為750+150+100=1000mm，D殼內(nèi)=4.90+1.0×2=6.90m爐帽和爐底工作層均選為600mm，爐帽永久層為150mm，填充層為100mm；爐底永久層用標(biāo)準(zhǔn)鎂磚立砌一層230mm，黏土磚平砌三層65×3=195mm，填充層100mm，則爐底磚襯總厚度為600+230+100+195=1125mm。（7）爐殼厚度的確定爐身部分選78mm厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用65mm厚的鋼板，則H總=9.080+1.125+0.065=10.250mD殼=6.90+20.078=7.056m=10250/7056=1.44≥1.3，符合要求，所以認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2爐底供氣構(gòu)件的設(shè)計(jì)底部供氣作用為加強(qiáng)攪拌型，實(shí)行頂部吹氧和底部吹N2、Ar，先吹氧后吹氬。采用類(lèi)環(huán)縫管式噴嘴，可以噴吹各種氣體和粉劑。八個(gè)噴嘴非均勻布置于爐底。3轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件由爐殼、爐體支承裝置及傾動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。（1）爐殼：爐殼由爐帽、爐身和爐底組成。爐帽制成圓椎型。采用水冷爐口，使用蛇形鋼管鑄在鑄鐵的爐口圈內(nèi)制成，用卡板焊在爐帽上。爐身呈圓柱形，爐底采用截錐型。爐帽可以移動(dòng)，爐身和爐底進(jìn)行焊接。在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，爐殼承受多種負(fù)荷的作用，是爐殼產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力，以致引起不同程度的變形。因此必須選用抗蠕變強(qiáng)度高、焊接性能好的材料。本設(shè)計(jì)選用16Mn。爐殼尺寸如下：爐帽鋼板厚度65mm，爐身鋼板厚度78mm，爐底鋼板厚度65mm，爐殼高度10250mm，爐殼外徑7056mm。（2）支承裝置：支承裝置主要由托圈、爐體與托圈的連接裝置、耳軸及其軸承組成。托圈采用鋼板焊成呈箱形斷面的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其尺寸如下：斷面高度2100mm，斷面寬度700mm，蓋板厚度120mm，腹板厚度70mm。托圈與爐殼之間間隙參照爐殼直徑的3%確定，以改善爐身的通風(fēng)條件和適當(dāng)留有擴(kuò)容潛力。爐殼與托圈采用自調(diào)螺栓連接裝置。爐殼上部焊有兩個(gè)加強(qiáng)圈，爐殼通過(guò)他們和三個(gè)帶球面墊圈的自調(diào)螺栓與托圈連接在一起，三個(gè)螺栓在圓周上呈120度布置，且與焊在托圈蓋板上的支座鉸接。該結(jié)構(gòu)能適應(yīng)爐殼和托圈的不等量變形，載荷分布均勻，制作方便，工作性能好。耳軸及其軸承：爐體和托圈的全部載荷都通過(guò)耳軸，經(jīng)軸承座傳給地基；同時(shí)傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的傾動(dòng)力矩又通過(guò)耳軸傳給托圈和爐體。因此耳軸應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度以適應(yīng)以上多種載荷的要求。采用合金鋼材質(zhì)，其直徑取1150mm，其軸承采用重型雙列向心球面滾子軸承，與托圈的連接方式采用法蘭螺栓連接。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)：保證轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)角度達(dá)到±360°，實(shí)現(xiàn)與氧槍和煙罩機(jī)構(gòu)連鎖，能適應(yīng)載荷的變化和結(jié)構(gòu)的變形。采用兩級(jí)調(diào)速，低速為0.1r/min，高速為1.0r/min。傾動(dòng)力矩選取應(yīng)確保操作的安全性，而軸位置的確定應(yīng)兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性。其具體參數(shù)如下：最大傾動(dòng)力矩為2000KN/m，耳軸中心到爐底的距離為5200mm。傾動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電動(dòng)機(jī)—齒輪傳動(dòng)方式，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全性和實(shí)現(xiàn)設(shè)備輕、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少的目的，本設(shè)計(jì)采用全懸掛式傾動(dòng)機(jī)構(gòu)。5轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)1供氧制度供氧制度的主要內(nèi)容包括確定合理的噴頭結(jié)構(gòu)、供氧強(qiáng)度、氧壓和槍位控制。供氧是保證雜質(zhì)去除速度、熔池升溫速度、造渣制度、控制噴濺去除鋼中氣體與夾雜物的關(guān)鍵操作，關(guān)系到終點(diǎn)的控制和爐襯的壽命，對(duì)一爐鋼冶煉的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。1.1氧槍氧槍是轉(zhuǎn)爐供氧的主要設(shè)備，它是由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)組成。噴頭是用導(dǎo)熱性良好的紫銅經(jīng)鍛造和切割加工而成，也有用壓力澆鑄而成的。噴頭的形狀有拉瓦爾型、直筒型和螺旋型等。目前應(yīng)用最多的是多孔的拉瓦爾型噴頭。拉瓦爾型噴頭是收縮—擴(kuò)張收縮型噴孔，當(dāng)出口氧壓與進(jìn)口氧壓之比p出/p0<0.528時(shí)形成超音速射流。槍身：它由三層同心套管構(gòu)成，中心管道氧氣，中間管是冷卻水的進(jìn)水通道，外層管是出水通道。噴頭與中心套管焊接在一起。槍尾部：槍尾部接供氧管，進(jìn)水管和出水管。（1）在頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，特別是吹煉過(guò)程劇化的開(kāi)始階段，有時(shí)爐渣會(huì)起泡并從爐口溢出，這就是吹煉過(guò)程中發(fā)生的典型的乳化和泡沫現(xiàn)象。（2）由于氧射流對(duì)熔池的強(qiáng)烈沖擊和CO氣泡的沸騰作用，使熔池上部金屬、熔渣和氣體三相劇烈混合，形成了轉(zhuǎn)爐內(nèi)發(fā)達(dá)的乳化和泡沫狀態(tài)。1.2供氧操作供氧操作是指調(diào)節(jié)氧壓或槍位，達(dá)到調(diào)節(jié)氧氣流量、噴頭出口氣流壓力及射流與熔池的相互作用程度，以控制化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的操作。供氧操作分為恒壓變槍、恒槍變壓和分階段恒壓變槍幾種方法。國(guó)內(nèi)多采用第三種操作法。槍位及其控制：目前，一爐鋼吹煉中的氧槍操作有兩種類(lèi)型，一種是恒壓變槍操作，一種是恒槍變壓操作。比較而言，恒壓變槍操作更為方便、準(zhǔn)確、安全，因而國(guó)內(nèi)鋼廠(chǎng)普遍采用。具體操作中，槍位控制通常遵循“高－低－高－低”的原則：（1）前期高槍位化渣但應(yīng)防噴濺。吹煉前期，鐵水中的硅迅速氧化，渣中的（SiO2）較高而熔池的溫度尚低，為了加速頭批渣料的熔化（盡早去P并減輕爐襯侵蝕），除加適量螢石或氧化鐵皮助熔外應(yīng)采用較高的槍位，保證渣中的（FeO）達(dá)到并維持在25～30%的水平；否則，石灰表面生成C2S外殼，阻礙石灰溶解。當(dāng)然，槍位亦不可過(guò)高，以防發(fā)生噴濺，合適的槍位是使液面到達(dá)爐口而又不溢出。（2）中期低槍位脫碳但應(yīng)防返干。吹煉中期，主要是脫碳，槍位應(yīng)低些。但此時(shí)不僅吹入的氧幾乎全部用于碳的氧化，而且渣中的（FeO）也被大量消耗，易出現(xiàn)“返干”現(xiàn)象而影響S、P的去除，故不應(yīng)太低，使渣中的（FeO）保持在10～15%以上。（3）后期提槍調(diào)渣控終點(diǎn)。吹煉后期，C-O反應(yīng)已弱，產(chǎn)生噴濺的可能性不大，此時(shí)的基本任務(wù)是調(diào)好爐渣的氧化性和流動(dòng)性繼續(xù)去除硫磷，并準(zhǔn)確控制終點(diǎn)碳（較低），因此槍位應(yīng)適當(dāng)高些。（4）終點(diǎn)前點(diǎn)吹破壞泡沫渣。接近終點(diǎn)時(shí)，降槍點(diǎn)吹一下，均勻鋼液的成分和溫度，同時(shí)降低爐渣的氧化鐵含量并破壞泡沫渣，以提高金屬和合金的收得率。生產(chǎn)條件千變?nèi)f化，因此具體操作中還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)槍位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)：（1）鐵水溫度：若遇鐵水溫度偏低，應(yīng)先壓槍提溫，而后再提槍化渣，以防渣中的（FeO）積聚引發(fā)大噴，即采用低-高-低槍位操作。（2）鐵水成分：鐵水硅、磷高時(shí)，若采用雙渣操作，可先低槍位脫硅、磷，倒掉酸性渣；若單渣操作，由于石灰加入量大，應(yīng)較高槍位化渣。鐵水含錳高時(shí)，有利于化渣，槍位則可適當(dāng)?shù)托?。?）裝入量變化：爐內(nèi)超裝時(shí)，熔池液面高，槍位應(yīng)相應(yīng)提高，否則，不僅化渣困難而且易燒壞氧槍。（4）爐內(nèi)留渣：采用雙渣留渣法時(shí)，由于渣中（FeO）高，有利于石灰熔化，因此吹煉前期的槍位適當(dāng)?shù)托?，以防渣中（FeO）過(guò)高引發(fā)泡沫噴濺。（5）供氧壓力：高氧壓與低槍位的作用相同，故氧壓高時(shí)，槍位應(yīng)高些。（6）復(fù)吹制度：根據(jù)所煉鋼種的要求，采用不同的吹煉工藝。有兩種方法：冶煉低碳鋼時(shí)，待碳降至0.035%—0.040%時(shí)，切斷頂槍的氧氣，改為底吹N2，吹煉約5—10min；另一種是底部全程供氣，前期吹N2，末期吹O2。2氧槍設(shè)計(jì)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是在氧氣射流對(duì)熔池的沖擊作用下進(jìn)行的，依靠氧氣射流向熔池供氧并攪動(dòng)熔池，以保證轉(zhuǎn)爐煉鋼的高速度。因此氧氣射流的特性及其對(duì)熔池作用對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程產(chǎn)生重大影響，氧槍設(shè)計(jì)就是要保證提供適合于轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程得氧氣射流。轉(zhuǎn)爐氧槍由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成，噴頭一般由鍛造紫銅加工而成，也可用鑄造方法制造，槍身由無(wú)縫鋼管制作得三層套管組成。尾部結(jié)構(gòu)是保證氧氣管路、進(jìn)水和出水軟管便于同氧槍相連接，同時(shí)保證三層管之間密封。需要特別指出的是當(dāng)外層管受熱膨脹時(shí)，尾部結(jié)構(gòu)必須保證氧管能隨外層管伸縮移動(dòng)，氧管和外層管之間的中層管時(shí)冷卻水進(jìn)出的隔水套管，隔水套管必須保證在噴頭冷卻水拐彎處有適當(dāng)間隙，當(dāng)外層管受熱膨脹向下延伸時(shí)，為保證這一間隙大小不變，隔水套管也應(yīng)隨外層管向下移動(dòng)。（1）噴頭設(shè)計(jì)：噴頭是氧槍的核心部分，其基本功能可以說(shuō)是個(gè)能量轉(zhuǎn)換器，將氧管中氧氣的高壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，并通過(guò)氧氣射流完成對(duì)熔池的作用。A原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量為150t，低磷鐵水，冶煉鋼種以超低碳鋼為主。轉(zhuǎn)爐參數(shù)：爐容比V/T=0.92，熔池直徑D=4900，有效高度H內(nèi)=9080，熔池深度h=1600。B計(jì)算氧流量每噸鋼耗氧量取61.8m3，吹氧時(shí)間取C選用噴孔出口馬赫數(shù)為2.0、采用5孔噴頭，噴頭夾角為15°噴孔為拉瓦爾型。D設(shè)計(jì)工況氧壓和喉口直徑查等熵流表，當(dāng)M＝2.0時(shí)，p/p0＝0.1278，取p膛=1.01×105Pa，則設(shè)計(jì)工況氧壓為：每孔流量：q=qv/5=116m3取CD=0.96，T0=290，po=0.790MP代入下式：則d喉＝0.048mE確定噴孔出口直徑根據(jù)M=2.0查等熵流表得：A出/A喉＝1.688，即則d出＝62mmF確定噴孔其他幾何尺寸：取噴孔喉口的直線(xiàn)長(zhǎng)度為3mm，擴(kuò)散段的半錐角取3.5°，則擴(kuò)散段長(zhǎng)度L為：G收縮段根據(jù)噴頭實(shí)際尺寸確定。（2）氧槍槍身及水冷系統(tǒng)1）原始數(shù)據(jù)冷卻水流量，冷卻水進(jìn)水速度，冷卻水回水速度，冷卻水噴頭處流速，中心氧管內(nèi)氧氣流速。2）中心氧管管徑確定中心氧管管徑公式為管內(nèi)氧氣的工況體積流量中心氧管的內(nèi)截面積中心氧管內(nèi)徑根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品的規(guī)格為168mm×5mm的鋼管，驗(yàn)算氧氣在鋼管內(nèi)的實(shí)際流速，符合要求3）中層套管管徑的確定環(huán)縫間隙流通面積中層管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為203mm×4mm的鋼管。驗(yàn)算實(shí)際水速，符合要求。4）外層套管管徑的確定出水通道面積為外觀(guān)內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為245mm×16mm的鋼管。驗(yàn)算實(shí)際水速，符合要求。5）中層套管下沿至噴頭面間隙h的計(jì)算該處間隙面積為又知所以3氧槍裝置與副槍為了滿(mǎn)足工藝過(guò)程中升降槍位和更換氧槍的要求，設(shè)置有一套升降裝置和橫移裝置，為了在吹煉過(guò)程中取得中間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，布置一套與氧槍平行副槍裝置。

6轉(zhuǎn)爐煉鋼的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)1煉鋼用原材料原材料是煉鋼的基礎(chǔ)，原材料的質(zhì)量和供應(yīng)條件對(duì)煉鋼生產(chǎn)的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。對(duì)煉鋼原料的基本要求：既要保證原料具有一定的質(zhì)量和相對(duì)穩(wěn)定的成分，又要因地制宜充分利用本地區(qū)的原料資源，不宜苛求。煉鋼原料分為金屬料，非金屬料和氣體。金屬料：鐵水、廢鋼、鐵合金。非金屬料：造渣劑（石灰、螢石、鐵礦石）、冷卻劑（廢鋼、鐵礦石、氧化鐵、燒結(jié)礦、球團(tuán)礦）、增碳劑和燃料（焦炭、石墨籽、煤塊、重油）氧化劑：氧氣、鐵礦石、氧化鐵皮入爐原料結(jié)構(gòu)對(duì)煉鋼進(jìn)程及各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要影響：鋼鐵料結(jié)構(gòu)，即鐵水和廢鋼及廢鋼種類(lèi)的合理分配；造渣料結(jié)構(gòu)，即石灰、白云石、螢石、鐵礦石等的配比制度；充分發(fā)揮各種煉鋼原料的功能使用效果，即鋼鐵料和選渣料的合理利用。1.1金屬料（1）鐵水鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原材料，一般占裝入量的70%-100%，是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要熱源。對(duì)鐵水要求有：1）成分A硅（Si）是重要的發(fā)熱元素，鐵水中含Si量高，爐內(nèi)的化學(xué)熱增加，鐵水中Si量增加0.10%，廢鋼的加入量可提高1.3%-1.5%。鐵水含Si量高，渣量增加，有利于脫磷、脫硫。硅含量過(guò)高會(huì)使渣料和消耗增加，易引起噴濺，金屬收得率降低，同時(shí)渣中過(guò)量的SiO2，也會(huì)加劇對(duì)爐襯的侵蝕，影響石灰渣化速度，延長(zhǎng)吹煉時(shí)間。通常鐵水中的硅含量為0.30%-0.60%為宜。B錳（Mn）錳是發(fā)熱元素，鐵水中Mn氧化后形成的MnO能有效促進(jìn)石灰溶解，加快成渣，減少助熔劑的用量和爐襯侵蝕。同時(shí)鐵水含Mn高，終點(diǎn)鋼中余錳高，從而可以減少合金化時(shí)所需的錳鐵合金，有利提高鋼水純凈度。轉(zhuǎn)爐用鐵水對(duì)錳與硅比值要求為0.8-1.0，目前使用較多的為低錳鐵水，錳的含量為0.20%-0.80%。C磷（P）磷是高發(fā)熱元素，對(duì)一般鋼種來(lái)說(shuō)是有害元素，因此要求鐵水磷含量越低越好，一般要求鐵水[P]≤0.20%。D硫（S）除了含硫易切削以外，絕大多數(shù)鋼種要求去除硫這一有害元素。氧氣轉(zhuǎn)爐單渣操作的脫硫效率只有30%-40%。我國(guó)煉鋼技術(shù)規(guī)程要求入爐鐵水的硫含量不超過(guò)0.05%。2）帶渣量對(duì)鐵水帶渣量的要求：高爐渣中含硫、SiO2、和Al2O3量較高，過(guò)多的高爐渣進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)爐鋼渣量大，石灰消耗增加，造成噴濺，降低爐襯壽命，因此，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐的鐵水要求帶渣量不得超過(guò)0.5%。3）溫度對(duì)鐵水溫度的要求：鐵水溫度是鐵水含物理量多少的標(biāo)志，鐵水物理熱得占轉(zhuǎn)爐熱收入的50%。應(yīng)努力保證入爐鐵水的溫度，保證爐內(nèi)熱源充足和成渣迅速。我國(guó)煉鋼規(guī)定入爐鐵水溫度應(yīng)大于1250℃，并且要相對(duì)穩(wěn)定。（2）廢鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼對(duì)廢鋼的要求：1)廢鋼的外形尺寸和塊度應(yīng)保證能從爐口順利加入轉(zhuǎn)爐。廢鋼的長(zhǎng)度應(yīng)小于轉(zhuǎn)爐口直徑的1/2，廢鋼單重一般不應(yīng)超過(guò)300kg。國(guó)標(biāo)要求廢鋼的長(zhǎng)度不大于1000mm，最大單件重量不大于800kg。2）廢鋼中不得混有鐵合金，嚴(yán)禁混入銅、鋅、鉛、錫等有色金屬和橡膠，不得混有封閉器皿、爆炸物和易燃易爆品以及有毒物品。廢鋼的硫、磷含量均不大于0.050%。3）廢鋼應(yīng)清潔干燥不得混有泥沙，水泥，耐火材料，油物等。4）不同性質(zhì)的廢鋼分類(lèi)存放。非合金鋼、低合金鋼廢鋼可混放在一起，不得混有合金廢鋼和生鐵。合金廢鋼要單獨(dú)存放，以免造成冶煉困難，產(chǎn)生熔煉廢品或造成貴重合金元素的浪費(fèi)。（3）精煉爐煉鋼對(duì)鐵合金的要求：常用的鐵合金種類(lèi)：簡(jiǎn)單合金：Fe-Mn，F(xiàn)e-Si，F(xiàn)e-Cr，F(xiàn)e-V，F(xiàn)e-Ti，F(xiàn)e-Mo，F(xiàn)e-W等復(fù)合脫氧劑：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金，Mn-Si合金，Cr-Si合金，Ba-Ca-Si合金，Ba-Al-Si合金等純金屬：Ti（海綿Ti）、Ni、Al。1）對(duì)塊度要求加入鋼包中的尺寸為5-50mm，加入爐中的尺寸為30-200mm。2）烘烤溫度錳鐵、鉻鐵、硅鐵應(yīng)≥800℃，烘烤時(shí)間應(yīng)＞2小時(shí)；鈦鐵、釩鐵、鎢鐵加熱近200℃，時(shí)間大于1小時(shí)。1.2非金屬料（1）造渣劑1）石灰堿性煉鋼方法的造渣料，主要成分為CaO，由石灰石煅燒而成，是脫P(yáng)、脫S不可缺少的材料，用量比較大。其質(zhì)量好壞對(duì)吹煉工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等產(chǎn)生主要影響。因此，石灰CaO含量高，SiO2和S含量低，生過(guò)燒率低，活性高，塊度適中，此外，石灰還應(yīng)保持清潔、干燥和新鮮。對(duì)轉(zhuǎn)爐石灰塊度為20-50mm。石灰的活度也稱(chēng)水活度是石灰反應(yīng)能力的標(biāo)志，也是衡量石灰質(zhì)量的重要參數(shù)。常用鹽酸滴定法來(lái)測(cè)量水活性，當(dāng)鹽酸消耗大于300ml時(shí)才屬優(yōu)質(zhì)活性石灰。通常把在1050-1150℃溫度下焙燒的石灰，具有高反應(yīng)能力的體積密度小，氣孔率高，比表面積大，晶粒細(xì)小的優(yōu)質(zhì)石灰叫活性石灰，也稱(chēng)軟性石灰?；钚允业乃钚远却笥?10ml，體積密度1.7-2.0g/㎝3，氣孔率高達(dá)40%，比表面積為0.5-1.3cm2/g?；钚允夷軠p少石灰、螢石消耗量和轉(zhuǎn)爐渣量，有利于提高脫S，脫P(yáng)效果，減少轉(zhuǎn)爐熱損失和對(duì)爐襯的侵蝕。2）螢石螢石的主要成分是CaF2，焙燒約930℃。螢石能使CaO和阻礙石灰溶解的2CaO·SiO2外殼的熔點(diǎn)顯著降低，生成低熔點(diǎn)3CaO·CaF2·2SiO2（熔點(diǎn)1362℃），加速石灰溶解，迅速改善爐渣動(dòng)性。螢石助熔的特點(diǎn)是作用快，時(shí)間短。但大量使用螢石會(huì)增加噴濺，加劇爐襯侵蝕，污染環(huán)境。塊度在5-50mm，且要干燥，清潔。近年來(lái)，螢石供應(yīng)不足，各鋼廠(chǎng)從環(huán)保角度考慮，使用多種螢石代用品，如鐵錳礦石，氧化鐵皮，轉(zhuǎn)爐煙塵，鐵礬土等。3）白云石白云石的主要成分CaCO3·MgCO3。經(jīng)焙燒可成為輕燒白云石，其主要成分為CaO·MgO。轉(zhuǎn)爐采用生白云石或輕燒白云石代替部分石灰造渣。可減輕爐渣對(duì)爐襯的侵蝕，提高爐襯壽命具有明顯效果。濺渣護(hù)爐操作時(shí)，通過(guò)加入適量的生白云石或輕燒白云石保持渣中的MgO含量達(dá)到飽和或過(guò)飽和，使終渣能夠做黏，出鋼后達(dá)到濺渣的要求。4）火磚塊火磚塊是澆鑄系統(tǒng)的廢棄品，它的作用是改善熔渣的流動(dòng)性，特別是對(duì)含MgO高的熔渣，稀釋作用優(yōu)于螢石?；鸫u塊中含有約30%的Al2O3，易使熔渣起泡并具有良好的透氣性。但火磚塊中還含有55%—70%的SiO2，能大大降低熔渣的堿度及氧化能力，對(duì)脫磷、脫硫極為不利。5）合成造渣劑合成造渣劑是用石灰加入適量的氧化鐵皮、螢石、氧化錳或其他氧化物等熔劑，在低溫下預(yù)制成型。合成渣劑熔點(diǎn)低、堿度高、成分均勻、粒度小，且在高溫下易碎裂，成渣速度快，因而改善了冶金效果，減輕了轉(zhuǎn)爐造渣負(fù)荷。高堿度燒結(jié)礦或球團(tuán)礦也可做合成造渣劑使用，其化學(xué)成分和物理性能穩(wěn)定，造渣效果良好。（2）增碳劑在冶煉過(guò)程中，由于配料或裝料不當(dāng)以及脫碳過(guò)量等原因，有時(shí)造成鋼中碳含量沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的要求，這時(shí)要向鋼液中增碳。常用的增碳劑有增碳生鐵、電極粉、石油焦粉、木炭粉和焦炭粉。轉(zhuǎn)爐冶煉中，高碳鋼種時(shí)，使用含雜質(zhì)很少的石油焦作為增碳劑。對(duì)頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼用增碳劑的要求是固定碳要高，灰分，揮發(fā)分和硫，磷，氮等雜質(zhì)含量要低，且干燥，干凈，粒度適中。其固定碳C≥96%，揮發(fā)分≤1.0%，S≤0.5%，水分≤0.5%，粒度在1-5mm。（3）氧化劑氧氣是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要氧化劑，其純度達(dá)到或超過(guò)99.5%，氧氣壓力要穩(wěn)定，并脫除水分。鐵礦石中鐵的氧化物存在形式是Fe2O3、Fe3O4和FeO其氧含量分別是30.06%，27.64%和22.28%。在煉鋼溫度下，F(xiàn)e2O3不穩(wěn)定，在轉(zhuǎn)爐中較少使用。鐵礦石作為氧化劑使用要求高（全鐵>56%），雜質(zhì)量少，塊度合適。氧化鐵亦稱(chēng)鐵磷，是鋼坯加熱，軋制和連鑄過(guò)程中產(chǎn)生的氧化殼層，鐵量約占70%-75%。氧化鐵皮還有助于化渣和冷卻作用，使用時(shí)應(yīng)加熱烘烤，保持干燥。2裝料制度2.1裝料次序?qū)κ褂脧U鋼的轉(zhuǎn)爐，一般先裝廢鋼后裝鐵水。先加潔凈的輕廢鋼，再加入中型和重型廢鋼，以保護(hù)爐襯不被大塊廢鋼撞傷，而且過(guò)重的廢鋼最好在兌鐵水后裝入。為了防止?fàn)t襯過(guò)分急冷，裝完廢鋼后，應(yīng)立即兌入鐵水。爐役末期，以及廢鋼裝入量比較多的轉(zhuǎn)爐也可以先兌鐵水，后加廢鋼。2.2裝入量裝入量指煉一爐鋼時(shí)鐵水和廢鋼的裝入數(shù)量，它是決定轉(zhuǎn)爐產(chǎn)量、爐齡及其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素之一。裝入量中鐵水和廢鋼配比是根據(jù)熱平衡計(jì)算確定。通常，鐵水配比為70%-90%，其值取決于鐵水溫度和成分，爐容比、冶煉鋼種、原材料質(zhì)量和操作水平等。確定裝入量時(shí)，考慮的因素：（1）爐容比：它是指轉(zhuǎn)爐內(nèi)自由空間的容積與金屬裝入量之比(m3/t)，通常在0.7-1.0波動(dòng)。（2）熔池深度：合適的熔池深度應(yīng)大于頂槍氧氣射流對(duì)熔池的最大穿透深度，以保證生產(chǎn)安全，爐底壽命和冶煉效果。（3）爐子附屬設(shè)備：應(yīng)與鋼包容量、澆注吊車(chē)起重能力、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)力矩大小、連鑄機(jī)的操作等相適應(yīng)。2.3裝入量方法目前國(guó)內(nèi)采用三種即定量裝入、定深裝入和分階段定量裝入法。（1）定量裝入指整個(gè)爐役期間，保證金屬料裝入量不變；（2）定深裝入指整個(gè)爐役期間，隨著爐子容積的增大依次逐漸增大裝入量，保證每爐的金屬熔池深度不變；（3）分階段定量裝入法指將整個(gè)爐按爐膛的擴(kuò)大程度劃分為若干階段，每個(gè)階段實(shí)行定量裝入法。分階段定量裝入法兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的裝入制度。本設(shè)計(jì)采用此種方法。2.4裝料操作目前，本設(shè)計(jì)采用混鐵車(chē)供應(yīng)鐵水，即高爐來(lái)的鐵水儲(chǔ)存在混鐵車(chē)中，用時(shí)倒入鐵水罐天車(chē)兌入（解決高爐出鐵與轉(zhuǎn)爐用鐵不一致的矛盾，同時(shí)保證鐵水的溫度穩(wěn)定，成分波動(dòng)?。?；廢鋼則是事先按計(jì)算值裝入料斗，用時(shí)天車(chē)加入。為減輕廢鋼對(duì)爐襯的沖擊，裝料順序一般是先兌鐵水后加廢鋼，爐役后期尤其如此。兌鐵水時(shí)，應(yīng)爐內(nèi)無(wú)渣（否則加石灰）且先慢后快，以防引起劇烈的碳氧反應(yīng)，將鐵水濺出爐外而釀成事故。目前國(guó)內(nèi)各廠(chǎng)普遍采用濺渣護(hù)爐技術(shù)，因而多為先加廢鋼后兌鐵水，可避免兌鐵噴濺。3造渣制度3.1爐渣堿度的控制與石灰加入量的確定爐渣堿度是脫硫、脫磷能力的基本標(biāo)志，早期爐渣的堿度一般控制在2.4～2.8之內(nèi)，在冶煉含磷硫較高的原料和低磷硫的鋼種時(shí)，要提高堿度，一般控制在2.8～3.2。石灰加入量主要根據(jù)鐵水中硅磷含量和爐渣堿度確定在鐵含磷量較低，采用單渣法和廢鋼做冷卻劑時(shí)，石灰加入量可安下式計(jì)算：式中R=(%CaO)/(%SiO2)—堿度當(dāng)鐵水中含磷較高并假定金屬料中含磷量的90％氧化進(jìn)入爐渣，則石灰加入量按下式計(jì)算：；＝0.634×0.90×142/62＝1.31；142/62為P2O5相對(duì)分子質(zhì)量與P2相對(duì)分子質(zhì)量之比影響石灰溶解速度的因素(1）FeO是石灰的基本熔劑，有利于時(shí)會(huì)的溶解，F(xiàn)eO能降低爐渣的粘度，加速石灰塊外部的傳質(zhì)，并改善爐渣對(duì)石灰的潤(rùn)濕和爐渣向石灰孔隙中的滲透，F(xiàn)eO和CaO同是立方晶系，有利于氧化鐵向石灰晶格中遷移和擴(kuò)散。(2）中期爐渣“返干”使石灰溶解緩慢?！胺蹈伞敝饕固嫉募ち已趸乖醒趸F濃度降低較多，致使?fàn)t渣的熔點(diǎn)顯著升高，爐渣變稠而不活躍，成為半固體狀態(tài)而失去精練能力。(3）溫度對(duì)石灰的熔解速度也有影響，高溫使外部和內(nèi)部的傳質(zhì)加速，使生成的渣殼和硅酸二鈣迅速熔解。兌鐵水前，預(yù)熱石灰，能顯著增加成渣過(guò)程。(4）螢石能降低CaO以及2CaO-SiO2熔點(diǎn)，吹煉中期加入螢石可以防止?fàn)t渣“返干”。3.2爐渣粘度的控制過(guò)粘的爐渣去除磷、硫緩慢，含有大量的金屬珠，降低鋼水的收得率；過(guò)稀得爐渣則強(qiáng)烈侵蝕爐襯。渣粘得原因通常是爐渣得熔點(diǎn)與當(dāng)時(shí)的熔池溫度接近，熔池的溫度低于爐渣的液相線(xiàn)時(shí)，爐渣特別粘稠。此時(shí)，提高渣中CaF2、∑（FeO）、MnO、MgO等含量都能使?fàn)t渣熔點(diǎn)降低，流動(dòng)性改善。在確保去硫、磷的條件下，加入白云石等含MgO的材料，適當(dāng)提高終渣的粘度，可以在終渣停吹時(shí)，部分粘附在爐襯內(nèi)表面，使?fàn)t齡延長(zhǎng)。3.3爐渣氧化性的控制用渣中氧化鐵的活度表示爐渣的氧化性使最合理的，因?yàn)樵械难趸F不會(huì)呈自由狀態(tài)存在，但是，由于確定氧化鐵的活度QUOTEαFeO相當(dāng)復(fù)雜，因此一般只用于研究工作，生產(chǎn)中普遍用氧化鐵的濃度表示爐渣的氧化性，影響爐渣氧化性的主要因素:（1）槍位和氧壓：在一定的供氧強(qiáng)度下，槍位提高或氧壓降低時(shí)，爐渣的氧化性增強(qiáng)。（2）脫碳速度：脫碳速度越大，碳奪取爐渣中的氧越強(qiáng)烈，而且熔池?cái)嚢柙接辛?，促進(jìn)爐渣中的氧化鐵向金屬中傳遞，爐渣氧化性大大減弱。（3）溫度對(duì)爐渣的氧化性是間接的，熔池溫度低而使金屬和爐渣粘度增大，爐渣向金屬傳遞氧和金屬吸收射流的氧減慢，爐渣的氧化性增強(qiáng)。對(duì)鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼的終渣氧化性，有不同的要求。鎮(zhèn)靜鋼要求盡可能完全脫氧，因此，在保證去除磷，硫的條件下，應(yīng)將渣中∑（FeO）控制在盡可能低的限度內(nèi)。沸騰鋼要求有適當(dāng)?shù)暮趿浚禑捄迹?.2%的沸騰鋼時(shí)，往往需要增強(qiáng)爐渣的氧化性以提高鋼水的含氧量，吹煉含碳＜0.08%沸騰鋼時(shí)，應(yīng)避免終渣氧化性過(guò)強(qiáng)。3.4泡沫渣及其控制在頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐吹煉的前、中期，提高爐渣中∑（FeO）的含量以加入石灰的熔化和促進(jìn)去磷，產(chǎn)生泡沫渣是不可避免的，往往是在爐渣∑（FeO）高和熔池溫度較低時(shí)產(chǎn)生的。目前對(duì)泡沫渣還不能完全控制，通常在吹煉中期或稍微偏前一些，泡沫化程度達(dá)到最大值，熔池面上漲出現(xiàn)在堿度1.5～1.7和脫碳速度最大的時(shí)候。在開(kāi)吹的初期，由于渣量很少和脫碳速度不大，熔池面上漲很少，爐渣的泡沫化不致造成溢渣和噴濺。隨著吹煉的進(jìn)行，渣量迅速增大，在采用高∑（FeO）化渣時(shí)，爐渣的泡沫化程度迅速增大。如果熔池溫度較低，爐渣較粘，一旦碳開(kāi)始劇烈氧化，泡沫渣將大量從爐口溢出，并產(chǎn)生強(qiáng)烈噴濺。吹煉末期，脫碳速度下降，熔池溫度升高，爐渣的泡沫化程度隨之減小。為了避免爐渣的過(guò)分泡沫化，還應(yīng)盡可能保持吹煉初期的熱行。在鐵水溫度較低時(shí)，應(yīng)先提溫，待溫度上升后，再提槍化渣。鐵礦石或其他固體氧化劑不應(yīng)一次加入過(guò)多，以免使熔池溫度劇烈下降，渣中∑（FeO）急劇增多。采用軟燒石灰，可降低化渣所需要的∑（FeO）含量，爐渣流動(dòng)性也好，可使?fàn)t渣泡沫化程度減小，鐵水含硅量降低可以減少渣量，減輕泡沫渣危害。3.5放渣及留渣操作目前，轉(zhuǎn)爐的造渣操作有吹煉中途不放渣的“單渣法”，中途放出部分爐渣的“雙渣法”，以及將上爐的部分或全部終渣留在爐內(nèi)作為下一爐渣料的“雙渣留渣法”，。單渣法：用含硅量＜1.0%和含磷量≤0.3％～0.4％的鐵水吹煉低碳鋼，在去硫率達(dá)40％即可滿(mǎn)足所煉鋼種要求時(shí)，通常采用單渣法。雙渣法：當(dāng)鐵水含硅量＞1.0％，產(chǎn)去硫率＞40％的鋼種，水含磷量達(dá)0.5％～1.5％；或原料含磷量雖＜0.5％，但要求生產(chǎn)低磷的高、中碳鋼；以及要在爐內(nèi)加入大量含有易氧化元素的合金廢鋼時(shí)，應(yīng)用雙渣法。雙渣留渣法：雙渣法的終渣，一般有高的堿度和比較高的∑（FeO）含量，它對(duì)鐵水具有一定的去磷和去硫能力，熔點(diǎn)不高，本身含有大量的物理熱。將這種爐渣部分地、甚至全部留在爐內(nèi)，可以顯著加速下一爐初期渣的成渣過(guò)程，提高吹煉前期的去磷和去硫率，節(jié)省石灰用量和提高爐子的熱效率，4溫度制度4.1出鋼溫度的確定出鋼溫度可按下式確定：t液=t1+t2+t3式中t1—所澆鋼種的液相線(xiàn)溫度t2—澆注過(guò)程種鋼水的溫降t3—從出鋼、鋼水精煉到開(kāi)澆時(shí)鋼水的溫降，（1）：t液決定于鋼液成分，鋼種不同或者同一鋼種成分有差異時(shí)，其液相線(xiàn)溫度液不同，t液可按下列推薦公式計(jì)算t液=1537℃—[88%C+8%Si+5%Mn+30%P+25%S+5%Cu+4%Ni+2%Mo+2%V+1.5%Cr]（2）t1它是鋼水澆注過(guò)程中的溫降，即鋼水開(kāi)澆時(shí)必須保持的過(guò)熱溫度。合適的開(kāi)澆溫度主要由生產(chǎn)條件和澆注質(zhì)量所決定，連鑄過(guò)熱度通常為5～30℃，內(nèi)部質(zhì)量要求嚴(yán)格的鋼以過(guò)熱度偏低為好。（3）t2其值隨生產(chǎn)條件不同而異，它與出鋼時(shí)間、鋼流狀態(tài)、盛鋼桶大小、桶襯溫度、加入鐵合金狀況、鎮(zhèn)靜時(shí)間等有關(guān)，一般為30～80℃。對(duì)于連鑄，由于增加了中間包熱損失，中間包水口小，澆注時(shí)間長(zhǎng)，因此鋼水溫度要比模鑄高20～50℃，對(duì)于有精煉工序的車(chē)間，還必須考慮精煉過(guò)程中鋼水溫度的升降。4.2冷卻劑及其加入量的確定冷卻劑的冷卻效果q冷為加熱冷卻劑到一定的熔池溫度時(shí)消耗的物理熱（Q熱）和冷卻劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗的化學(xué)熱（Q化）之和，即q冷＝Q熱+Q化頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼所用的冷卻劑一般有廢鋼、鐵礦石、氧化鐵皮，廢鋼作為冷卻劑的優(yōu)點(diǎn)是雜質(zhì)少，可減少成渣量。鐵礦石用作冷卻劑的優(yōu)點(diǎn)是加料時(shí)不占用吹煉時(shí)間，有利于快速成渣和去磷，并能降低氧耗和鋼鐵料消耗，吹煉過(guò)程中調(diào)節(jié)溫度比較方便，氧化鐵皮是軋鋼的鐵屑，其冷卻效果比礦石穩(wěn)定，含雜質(zhì)少，生成渣量也少。廢鋼加入量的計(jì)算假設(shè)需要廢鋼進(jìn)行冷卻的富余熱量為Q余，廢鋼的冷卻效果為q廢鋼，則應(yīng)加入的廢鋼量G廢鋼為：鐵礦石加入量的計(jì)算。由于鐵礦石含SiO2，故用鐵礦石作冷卻劑時(shí)，為了保持爐渣的規(guī)定堿度R，需要補(bǔ)加石灰。因此在計(jì)算鐵礦石加入量時(shí)，應(yīng)考慮補(bǔ)加石灰的冷卻作用。如果G礦表示礦石的加入量，G石灰表示補(bǔ)加石灰量，q礦表示鐵礦石的冷卻效果，q石灰表示石灰的冷卻效果，Q余為富余熱量，則Q余＝G礦×q礦+G石灰×q石灰為了保持規(guī)定的爐渣堿度R，需補(bǔ)加的石灰量可根據(jù)礦石中SiO2的含量（SiO2）礦和石灰中自由CaO的CaO自由求出。由上面式子得出鐵礦石的加入量5終點(diǎn)控制和出鋼終點(diǎn)控制是轉(zhuǎn)爐吹煉末期的重要操作。有于脫磷比脫碳操作復(fù)雜，因此總是盡可能提前讓磷、硫去除到終點(diǎn)要求的范圍內(nèi)。這樣，終點(diǎn)控制便簡(jiǎn)化為脫碳和鋼水溫度控制，所以把停止吹氧又稱(chēng)為“拉碳”，從廣義上講，終點(diǎn)控制應(yīng)包括所有影響鋼質(zhì)量的終點(diǎn)操作和工藝因素控制。轉(zhuǎn)爐的自動(dòng)控制可以達(dá)到準(zhǔn)確控制吹煉過(guò)程和終點(diǎn)的目的，具有較高的命中率，經(jīng)驗(yàn)控制經(jīng)常采用“增碳法”和“拉碳法”。增碳法省去倒?fàn)t、取樣及隨后的補(bǔ)吹時(shí)間，因而生產(chǎn)率高，終渣（FeO）高，化渣耗，去磷率高，熱量收入較多，有利于增加廢鋼用量。拉碳法具有終點(diǎn)鋼水氧含量和終渣（FeO）較低，終點(diǎn)鋼水含錳量較高、氧氣消耗較少等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)間約2～6min，應(yīng)采用紅包出鋼和擋渣出鋼法。6精煉工藝出鋼后，鋼包車(chē)運(yùn)載鋼包至精煉跨進(jìn)行精煉，本設(shè)計(jì)采用LF爐設(shè)備進(jìn)行精煉，精煉后的鋼水運(yùn)往連鑄跨進(jìn)行澆注。（1）加熱與溫度控制LF爐采用電弧加熱，加熱效率一般360％，高于電爐升溫?zé)嵝省嶄撍骄郎?℃耗電0.5～0.8kWh。升溫速度決定于供電比功率（kVA/t），供電比功率的大小又決定于鋼包耐材的熔損指數(shù)。通常LF爐的供電比功率為150～200kVA/t，升溫速度可達(dá)3～5℃/min，采用埋弧泡沫技術(shù)可提高加熱效率10％～15％。采用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制終點(diǎn)溫度可保證控制精度±￡5℃。（2）白渣精煉工藝?yán)冒自M(jìn)行精煉，實(shí)現(xiàn)脫硫、脫氧、生產(chǎn)超低硫和低氧鋼。白渣精煉是LF爐工藝操作的核心：出鋼擋渣，控制下渣量￡5kg/t鋼包渣改質(zhì)，控制R32.5，渣中w(TFe+MnO)￡3.0％白渣精煉，一般采用Al2O3-CaO-SiO2系爐渣，控制R34，渣中w(TFe+MnO)￡1.0％控制爐內(nèi)氣氛為弱氧化性，避免爐渣再氧化適當(dāng)攪拌，避免鋼液面裸露，并保證熔池內(nèi)具有較高的傳質(zhì)速度。（3）合金微調(diào)于窄成分控制在線(xiàn)建立快速分析設(shè)施，保證分析相應(yīng)時(shí)間￡3min精確估算鋼水重量和合金收得率鋼水脫氧良好，實(shí)現(xiàn)白渣精煉計(jì)算機(jī)在線(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)算各種合金加入量，保證鋼水成分的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。7連鑄工藝7.1鋼水準(zhǔn)備（1）出鋼溫度的確定：T出鋼＝TC+T總（2）調(diào)整鋼水溫度的措施：1）鋼包：鋼包內(nèi)吹氬攪拌；加廢鋼降溫；爐外精煉加熱；2）中間包：中間包加熱；（3）鋼水成分的控制1）碳是對(duì)組織性能影響最大的元素，在符合鋼種標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，避開(kāi)裂紋敏感區(qū)。2）硅錳是對(duì)組織影響的另外兩個(gè)元素，澆注的前后期硅錳含量應(yīng)不變，多爐連澆時(shí)、盡量穩(wěn)定。3）其它雜質(zhì)元素（O、S、N、H）7.2連鑄工藝（1）澆注操作大包開(kāi)澆；加入中間包覆蓋劑（液面200mm)；中間包開(kāi)澆(300mm)；移開(kāi)擺動(dòng)流槽；起步(結(jié)晶器液面距上口80～100mm)自動(dòng)拉坯；加保護(hù)渣、撈渣圈；換包以防大包下渣（2）澆注溫度控制控制大包到平臺(tái)溫度，以盡量減少中間包溫度的波動(dòng)（3）拉坯速度控制按結(jié)晶器出口處坯殼厚度計(jì)算按鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度計(jì)算（4）影響拉速的因素鋼種；斷面形狀和尺寸；注溫（5）拉坯速度控制塞棒；滑動(dòng)水口；定徑水口（6）冷卻控制（二冷）二冷強(qiáng)度確定原則：1）自上到下冷卻強(qiáng)度由強(qiáng)到弱2）最大冷速：200℃/m，鑄坯表面溫度回升應(yīng)小于100℃/m3）矯直避開(kāi)脆性區(qū)

7煉鋼主廠(chǎng)房各車(chē)間主要設(shè)備的選擇與布置煉鋼車(chē)間的主要設(shè)備的選擇和計(jì)算，主要指煉鋼車(chē)間中各跨中設(shè)備的選擇和計(jì)算。計(jì)算的目的是設(shè)備的選型（確定其容量和規(guī)格、型號(hào)和尺寸）與確定必要的數(shù)量。并為所需工作場(chǎng)地和存放場(chǎng)地的工藝布置提供依據(jù)。下面是對(duì)各跨間主要設(shè)備的選擇和計(jì)算。1原料跨1.1金屬料供應(yīng)及設(shè)備（1）混鐵車(chē)本設(shè)計(jì)采用全連續(xù)鑄鋼，而不設(shè)模鑄車(chē)間，由于轉(zhuǎn)爐容量為150t，故采用混鐵車(chē)（魚(yú)雷罐車(chē)）運(yùn)送鐵水?；扈F車(chē)的結(jié)構(gòu)如圖6-1所示，其形狀可保證有較小的熱損失圖6-1混鐵車(chē)結(jié)構(gòu)圖混鐵車(chē)的容量根據(jù)轉(zhuǎn)爐容量而定，一般為轉(zhuǎn)爐的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相當(dāng)。轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間所需混鐵車(chē)臺(tái)數(shù)N計(jì)算如下：轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間所需魚(yú)雷罐車(chē)的臺(tái)數(shù)計(jì)算式如下：N===3.82，取4臺(tái)。N—車(chē)間一晝夜生產(chǎn)周轉(zhuǎn)的魚(yú)雷罐車(chē)數(shù)R—一晝夜出鋼爐數(shù)，34D—每爐鋼使用魚(yú)雷罐車(chē)的車(chē)次，0.45次/爐T—魚(yú)雷罐車(chē)的作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間6h由于備用的魚(yú)雷罐車(chē)為總數(shù)的15%，所以Q總=1.15×3.82=4.4取5臺(tái)。（2）鐵水罐對(duì)于150t的轉(zhuǎn)爐，選擇150t的鐵水罐，并且由于鐵水罐的使用壽命長(zhǎng)，車(chē)間共需鐵水罐5個(gè)，其中2個(gè)工作，2個(gè)烘烤，1個(gè)修理。（3）廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)1）轉(zhuǎn)爐車(chē)間晝夜所需廢鋼量Q=nTB式中： T —轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)爐容量，t； B —廢鋼比； n —車(chē)間晝夜出鋼爐數(shù)。則Q=34×150×12.27%=625.77t/d2）廢鋼料斗容量及數(shù)量廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量，廢鋼一次一斗裝入，其廢鋼料斗容積V（m3）計(jì)算式如下：式中：q—每爐加入廢鋼量，根據(jù)物料平衡計(jì)算得本設(shè)計(jì)為150×12.27%=20.97t；η—料斗裝滿(mǎn)系數(shù)，取0.8；ρ—廢鋼的堆積密度，t/m3，本設(shè)計(jì)取2.5t/m3。廢鋼料斗數(shù)量為車(chē)間周轉(zhuǎn)之料斗數(shù)，再加上備用料斗數(shù)量，設(shè)計(jì)中取5個(gè)。3）廢鋼貯倉(cāng)容積或堆放場(chǎng)地所需面積廢鋼進(jìn)行分類(lèi)存放，堆放于原料跨一端的廢鋼間中，按每爐需用量裝入廢鋼料斗運(yùn)至轉(zhuǎn)爐前。廢鋼間的面積決定于廢鋼儲(chǔ)存定額，由于本設(shè)計(jì)中設(shè)定企業(yè)有自己的廢鋼加工站，考慮儲(chǔ)存3天，廢鋼間面積可按下式計(jì)算：式中： Q —每日所需廢鋼量，t/d，根據(jù)物料平衡計(jì)算得本設(shè)計(jì)為712.98t/d x —廢鋼儲(chǔ)存天數(shù)，d，本設(shè)計(jì)為3d； H —廢鋼儲(chǔ)存允許高度，包含坑的深度，按平均取1.2m； ρ —廢鋼堆積密度，本設(shè)計(jì)取2.5t/m3; 1.2 —裝滿(mǎn)系數(shù)。1.2散裝料供應(yīng)及設(shè)備（1）地面料倉(cāng)容積和數(shù)量的確定地面料倉(cāng)的容積V（m3）：式中： Q —一天需要的原料量，t； t —貯存天數(shù)，取2天； 0.8 —料倉(cāng)裝滿(mǎn)系數(shù)； Y —散料堆積密度，t/m3。根據(jù)物料平衡計(jì)算可得：石灰： V=[(5.88/91.07)×150×34×2]/(0.8×1.0)=823.21螢石： V=[(0.44/91.07)×150×34×2]/(0.8×1.7)=36.24白云石： V=[(2.20/91.07)×150×34×2]/(0.8×1.7)=181.18焦炭粉： V=[(0.036/91.07)×150×34×2]/(0.8×0.6)=8.40選用標(biāo)準(zhǔn)料倉(cāng)，總?cè)萘繛椋篤總=126故料倉(cāng)需要個(gè)數(shù)：石灰料倉(cāng)個(gè)數(shù)： n=823.21/126=6.53 取7個(gè)螢石料倉(cāng)個(gè)數(shù)： n=36.24/126=0.29 取1個(gè)白云石料倉(cāng)個(gè)數(shù)： n=181.18/126=1.44 取2個(gè)焦炭粉料倉(cāng)個(gè)數(shù)： n=8.40/126=0.07 取1個(gè)（2）上料方式的選擇本設(shè)計(jì)采用全膠帶運(yùn)輸上料系統(tǒng)，其作業(yè)流程如下：地下（或地面)料倉(cāng)→固定膠帶運(yùn)輸機(jī)→轉(zhuǎn)運(yùn)漏斗→可逆式膠帶運(yùn)輸機(jī)→高位料倉(cāng)→分散稱(chēng)量漏斗→電磁振動(dòng)給料器→匯集膠帶運(yùn)輸機(jī)→匯集料斗→轉(zhuǎn)爐這種上料系統(tǒng)的特點(diǎn)是運(yùn)輸能力大，上料速度快而且可靠，能夠進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，有利于自動(dòng)化；但它的占地面積大，投資多，上料和配料時(shí)有粉塵外逸現(xiàn)象。（3）高位料倉(cāng)容積和數(shù)量的確定高位料倉(cāng)的作用在于臨時(shí)儲(chǔ)料，并利用重力向轉(zhuǎn)爐及時(shí)和可靠地供料保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。高位料倉(cāng)的橫截面一般為矩形，上部為長(zhǎng)方體，下部為四角錐形。椎體部分的傾角不小于45°～50°，放料口尺寸為標(biāo)準(zhǔn)散狀料尺寸的3～6倍以上，一般大致為150～300mm，以保證料倉(cāng)內(nèi)的散狀料能自由下落，避免堆積成拱和卡料。高位料倉(cāng)沿爐子跨縱向布置有三種方案，分別為共用高位料倉(cāng)、部分共用高位料倉(cāng)、單獨(dú)高位料倉(cāng)。本設(shè)計(jì)選用單獨(dú)高位料倉(cāng)。高位料倉(cāng)容積計(jì)算：式中： V —料倉(cāng)容積； q —一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量，t； 0.8—料倉(cāng)裝滿(mǎn)系數(shù)； t —原料貯存時(shí)間，取h； Y—散料堆積密度，t/m3；石灰按6～8小時(shí)備料，其它24h，白班上料。石灰： V=[(5.88/91.07)×150×34×(1/3)]/(0.8×1.0)=137.02螢石： V=[(0.44/91.07)×150×34×1]/(0.8×1.7)=18.12白云石： V=[(2.20/91.07)×150×34×1]/(0.8×1.7)=90.59焦炭粉： V=[(0.036/91.07)×150×34×1]/(0.8×0.6)=4.20各散料標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)計(jì)算和數(shù)量的確定：鐵礦石、石灰、螢石、白云石、焦粉用料倉(cāng)容量選25m3石灰料倉(cāng)個(gè)數(shù)： 137.02/25=5.50 取6個(gè)螢石料倉(cāng)個(gè)數(shù)： 18.12/25=0.73 取1個(gè)白云石料倉(cāng)個(gè)數(shù)： 90.59/25=3.62 取4個(gè)焦炭粉料倉(cāng)個(gè)數(shù)： 4.20/25=0.17 取1個(gè)采用共用料倉(cāng)，其優(yōu)點(diǎn)是料倉(cāng)數(shù)目少，停爐后料倉(cāng)中剩余石灰處理方便。缺點(diǎn)是稱(chēng)量及下部給料器的作業(yè)頻率太高，出現(xiàn)臨時(shí)故障時(shí)會(huì)影響生產(chǎn)。（4）鐵合金的供應(yīng)鐵合金料倉(cāng)容積