毕业设计 设计一个年产380万吨合格铸坯的转炉炼钢车间

1、 辽宁科技学院本科生毕业设计（论文） 第- 89 -页毕业设计说明书题目：设计一个年产380万吨合格铸坯的转炉炼钢车间0.设计任务书61.前言62. 转炉炼钢厂生产工艺流程设计63.转炉炼钢厂的主要技术经济指标73.1炼钢厂生产规模与产品大纲生产规模74.物料平衡与热量平衡74.1物料平衡计算84.1.1计算所需原始数据84.1.2物料平衡基本项目84.1.3计算步骤94.2热平衡计算174.2.1计算所需原始数据174.2.2计算步骤185.转炉炉型设计及计算215.1氧气转炉炉型设计215.1.1转炉容量和座数的确定215.1.2炉型选择235.1.3炉型设计235.1.4顶底复吹转炉底部

2、供气构件的设计255.2氧气顶底复吹转炉炉衬设计275.2.1炉衬材质的选择275.2.2炉衬的组成和厚度的确定275.2.3砖型选择295.3氧气顶底复吹转炉炉体金属构件设计295.3.1炉壳295.3.2炉壳钢板材质与厚度的确定305.3.3支承装置305.4氧枪设计325.4.1需要氧量计算325.4.2氧机能力的选择：335.4.3氧枪设计336.盛钢桶416.1盛钢桶的尺寸及计算416.2盛钢桶质量426.3重心计算437.车间设计447.1原料系统部分447.1.1辅助料的供应447.1.2铁水预处理447.1.3鱼雷罐车的选择与计算457.1.4铁水罐467.1.5倒罐站铁路线条

3、数467.1.6兑铁水吊车台数及吨位467.1.7废钢坑容积V467.1.8废钢槽数量及容量477.1.9磁盘吊车台数477.1.10加废钢吊车477.2冶炼系统487.2.1钢水包（盛钢桶）个数的确定487.2.2钢水包台车487.2.3炉渣罐487.2.4渣罐台车497.3炉外精练497.3.1 RH-OB精练炉497.3.2 L F炉精炼527.4连续铸钢系统537.4.1连铸机型的选择537.4.2主要工艺参数547.4.3中间包及其运载设备577.4.3.1中间包内型主要尺寸的确定587.4.3.2水口与塞棒597.4.4结晶器及其振动装置607.4.4.1结晶器的构造607.4.4

4、.2结晶器的重要参数617.4.4.3结晶器的振动方式627.4.4.4结晶器振动机构627.4.5钢包回转台637.4.6二冷区水量计算637.4.6.1二冷装置结构形式637.4.6.2铸机二冷装置637.4.6.3二冷喷嘴647.4.6.4二冷水量计算647.4.6.5矫直方式657.4.6.6引锭装置657.4.6.7铸坯切割装置657.4.7连铸平台657.4.8 切割机657.5转炉跨设计667.5.1转炉位置确定667.5.2转炉跨操作平台高度的确定667.5.3转炉跨厂房尺寸的确定677.6加料跨的设计与计算677.6.1加料跨的长度L677.6.2加料跨的跨度677.6.3加

5、料跨的轨面标高687.7连铸跨的跨度和长度687.8精练跨687.9切割、二次清理跨687.10横移跨687.11综合车间的所有设计与计算得出698.炼钢车间烟气净化系统的设计698.1 烟气特征698.1.1 烟气成分698.1.2 烟气温度698.1.3 烟气量698.2 烟尘性质708.3 烟气净化方法的选择708.4 烟气净化系统708.5 烟气净化系统的主要设备718.5.1 烟气收集设备烟罩718.5.2 烟气冷却设备718.5.3 除尘设备718.5.4 脱水设备718.5.5 抽气设备（抽烟机）718.6 含尘污水处理728.6.1 含尘污水处理工艺728.6.2 污水的回收利

6、用729.专题研究7210.外文资料翻译83致谢95参考文献95摘要：设计年产380万吨合格钢坯的氧气顶底复吹转炉炼钢车间，使用2座容量为180t的顶底复吹转炉，主要冶炼钢种为16Mn。设计的主要内容是进行产品大纲的制定，根据所冶炼的钢种制定生产工艺，进行物料平衡热平衡计算，转炉炼钢主体设备选型，选择各种辅助设备，设计车间的工艺布置，选择合适的废气废渣处理系统等工作；并且进行专题研究和外文资料的翻译工作。目前，世界上比较先进的转炉炼钢工艺为“铁水铁水预处理顶底复吹转炉炉外精炼连续铸钢”，并且采用先进的转炉生产技术，包括：转炉直接出钢控制技术；全自动吹炼控制技术等。最大程度的采用这些技术，对扩大

7、产品种类、冶炼精细品种钢，提高产品质量有着重要的意义。关键词：顶底复吹转炉，物料平衡，热量平衡，炉外精炼，连铸Abstract：Th The design yearl produces 3.8million ton qualified billet the oxygengas cap bottom duplicate to blow the converter steel-making workshop,uses two capacities is 180 tons duplicate goes against the bottom to blow the converter,mainly s

8、melts the aluminum is the steel16Mn.The design main content is carries on the product program the formulation,according to aluminum formulation production craft which smelts,converter steel-making main body equipmentshaping,design the workshop the craft arrangement,choose work ang so on appropriate

9、waste gas waste residue processing system;and conducts the special study and the foreign language materialtranslation work.At present , in the world the quite advanced converter steel-makingcraft is “the molten iron molten iron pretreatmentduplic ate goes against the bottom to blow outside the conve

10、rterstove the finingcontinual cast steel”,and uses the advanced converter production technology. clude: direct-tapping control technology;fully automatically blowing control technology，etc.The application of the advanced technologies will play an important role in expanding the steel grades, especia

11、lly hegh quality steels, as well as in inproving steel product quality.Keyword: combined top-bottom-blown converter;materials balance;heat balance;refining steel out of furnace;continuous casting bay.0.设计任务书设计一个年产量为380万吨合格连铸坯的转炉炼钢车间。主要设计原则：（1）以高产、节能、环保,低成本,高回报为本次设计的基本原则。（2）总结以前国内外钢铁厂设计的成功经验，采用先进的工艺，

12、使本车间达到国内先进水平。（3）优化设计。采取有效措施，控制投资，降低成本。（4）生产合格板坯，以满足高质量高强钢的质量要求。1.前言 为了适应国民经济发展的需要，贯彻国家经济政策和技术政策，需要设计出可提高产品质量、增加优良产品种类，并且环保节能的绿色钢厂。而炼钢厂工艺设计是钢厂设计的基础，是决定一个钢厂基本面貌的关键。合理的选择工艺流程是设计工作的基本环节。本设计采用了国际上流行的工艺流程，即“高炉铁水铁水预处理转炉冶炼炉外精炼连续铸钢”的流程，钢水采用全精炼、全连铸。 2. 转炉炼钢厂生产工艺流程设计现代炼钢生产中，氧气转炉炼钢占有重要地位，氧气转炉炼钢的主要特点是，转炉的冶炼

13、周期短，日产炉数多，产量大，生产频率高。因此，在设计确定氧气转炉炼钢车间的总体布置和工艺流程时，必须处理好车间内外部各工序环节的衔接关系，以及与炼铁、轧钢的协调，保证各个流程顺利，互不交叉干扰，各工序作业顺畅，以充分满足生产需要，采用机械化、自动化的操作和管理，且要保证工程项目在建设与通入生产后技术先进、经济合理、安全运行和具有良好的劳动生产条件。所以，合理的选择工艺流程是设计工作的重要环节。本设计采用了国际上流行的工艺流程，即“高炉铁水铁水预处理转炉冶炼炉外精炼连续铸钢”的流程，钢水采用全精炼、全连铸。主要跨间包括原料跨、炼钢跨、精炼跨、浇注跨四个主体跨，辅助跨间有切割跨、去毛刺打号跨、铸坯

14、横移存放区等。3.转炉炼钢厂的主要技术经济指标3.1炼钢厂生产规模与产品大纲生产规模本设计设计的是生产规模为年产380万吨合格连铸坯的炼钢厂。表3-1所列为本设计可以生产的产品大纲：3-1 产品大纲钢种代表钢号CSiMnPSCrNiV碳素结构钢16Mn 0.120.20 0.200.60 1.201.60 0.0400.040  Q215A0.090.150.300.250.550.0450.0500.300.30 10CrV0.060.140.170.370.400.70  0.300.500.250.

15、200.35 不锈 钢 1Cr18Ni19  0.15 1.00 2.00 0.035 0.030 17.0019.00 8.0010.00  1Cr17Ni7 0.151.002.000.035 0.030    2Cr13 0.160.251.001.000.035 0.030 12.0014.00   4.物料平衡与热量平衡 炼钢过程的物料平衡和热平衡计算是建立

16、在物质与能量守恒的基础上的。其主要目的是比较整个冶炼过程中的物料、能量、的收入项和支出项，为改进操作工艺制度，确定合理的设计参数和提高炼钢技术经济指标提供某些定量数据。应当指出，由于炼钢是复杂的高温物理化学过程，加上测试手段有限，目前尚难以做到精确取值和计算。尽管如此，它对炼钢生产和设计仍有重要意义。4.1物料平衡计算4.1.1计算所需原始数据计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表4-1）；金属料铁水和废钢的成分（表4-1）；终点钢水成分（表4-1）；造渣用熔剂及炉衬等原材料的成分（表4-2）；脱氧和合金化用铁合金的成分极其回收率（表4-3）；其他工艺参数（表4-4）。表4-1

17、钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设顶值成分（%）类别CSiMnPS钢种16Mn设定值0.180.601.400.0400.040铁水设定值4.200.800.600.2000.035废钢设定值0.180.601.400.0300.030终点钢水设定值*0.10痕迹0.18 0.0200.021*C和Si按生产实际情况选取；Mn、P和S分别按铁水中的相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中。本计算设定冶炼钢种16Mn。4.1.2物料平衡基本项目收入项 支出项铁水 钢水废钢 炉渣熔剂（石灰、萤石、轻烧白云石） 烟尘炉衬蚀损 炉气铁合金 喷溅表4-2 原材料成分CaOSiO2MgOAl2O3F

18、e2O3CaF2P2O5SCO2H2OC灰分挥发分石 灰88.002.502.601.500.500.100.064.640.10萤 石0.305.500.601.601.5088.000.900.101.50生白云石36.400.8025.601.0036.20炉 衬1.203.0078.801.401.6014.00焦 碳0.5881.5012.405.52表4-3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）成分（%）/回收率（%） 类别CSiMnAlPSFe锰铁6.60/90*050/7567.80/800.23/1000.13/10024.74/100硅铁73.00/750.50/802.5

19、0/00.05/1000.03/10023.92/100*10%与氧生成CO2表4-4 其他工艺参数设定值名称参数名称参数终渣碱度萤石加入量生白云石加入量炉衬蚀损量终渣（FeO）含量（按（FeO）=1.35(Fe2O3)折算）烟尘量喷溅铁损%CaO/%SiO2=3.5为铁水量的0.5%为铁水量的2.5%为铁水量的0.3%15%，而(Fe2O3)/（FeO）=1/3 即(Fe2O3)=5%，（FeO）=8.25%为铁水量的1.5%(其中FeO为75%，Fe2O3为20%)为铁水量的1%渣中铁损（铁珠）氧气纯度炉气中自由氧含量气化去硫量金属中C的氧化产物废钢量为渣量的6%99%，余者为N20.5%

20、(体积比)占总去硫量的1/390%C氧化成CO，10%C氧化成CO2由热平衡计算确定。本计算结果为铁水量的13.39%，即废钢比为11.81%。4.1.3计算步骤以100kg铁水为基础进行计算。第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。 总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入熔剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表4-5、4-6、4-7。总渣量及其成分如表4-8所示。第二步：计算氧气消耗量。氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表4-9。第三步：计算炉气量及其成分。表4-5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量元素反应产物元素氧化量(kg)耗氧量(kg)产物量(kg)备注CSiMnPSFeCC

21、OCCO2Si(SiO2)Mn(MnO)P(P2O5)SSO2S+(CaO)=(CaS)+(O)Fe(FeO)Fe(Fe2O3)4.10×90%=3.6904.10×10%=0.4100.8000.4200.1800.014×1/3=0.0050.014×2/3=0.0091.076×56/72=08370.606×112/160=0.4244.9201.0900.9100.1200.2300.005-0.005*0.2390.1828.6101.5001.7100.5200.4100.0100.021(CaS)1.0760.606入

22、渣入渣入渣入渣入渣(见表4-8)入渣(见表4-9)合计6.7757.691成渣量4.343入渣组分之和*由CaO还原出来的氧量；消耗的CaO量=0.009×56/32=0.016kg表4-6 炉衬蚀损的成渣量炉衬蚀损量kg成渣组分(kg)气态产物（kg）耗氧量（kg）CaoSiO2MgOAl2O3Fe2O3CCOCCO2CCO,CO20.3（据表4-4）0.0040.0090.2360.0040.005o.3×14%×90%×28/12=0.0880.3×14%×10%×44/12=0.0150.3×14%(90%

23、×16/12+10%×32/12) =0.062合计0.2580.103表4-7 加入溶剂的成渣量类别加入量(kg)成渣组分（kg）气态产物（kg）CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H2OCO2O2萤石0.5（据表4-4）0.0020.0030.0280.0080.0080.0050.0010.4400.005生白云石2.5（据表4-4）0.9100.6400.0200.0250.905石灰6.67*15.863*20.1730.1660.1000.0330.0070.0090.0070.3090.002*3合计6.7750.8160.2150.

24、1330.0410.0120.0100.4400.0121.2140.002成渣量8.442*1石灰加入量如下：由表4-5表4-7可知，渣中已含（CaO）=-0.0160.0040.0020.910=0.900kg;渣中已含(SiO2)=1.7100.0090.0280.020=1.767kg。因设定的终渣碱度R=3.5;故石灰加入量为R(SiO2) -(CaO)/(%CaO石灰-R×%SiO2石灰)=5.285/(88.00%-3.5×2.50%)=6.67kg。*2为（石灰中的CaO含量）-（石灰中SCaS自耗的CaO量）；既6.6788%-6.670.06%56/32

25、=5.8696-0.007=5.86265.863。*3由CaO还原出的氧量，计算方法同表4-5之注。既6.670.06%16/32=0.002。表4-8 总渣量及其成分炉渣成分CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合计元素氧化成渣量(kg)石灰成渣量(kg)炉衬蚀损成渣量(kg)生白云石成渣量(kg)萤石成渣量(kg)总渣量(kg)%5.8630.0040.9100.0026.77950.671.7100.1670.0090.0200.0281.93414.460.1730.2360.6400.0031.0527.860.1000.0040.0250.00

26、80.1371.020.8100.8106.061.1041.1048.250.6230.0330.0050.0080.6695.000.4400.4403.300.4100.0070.0050.4223.150.0210.0090.0010.0310.234.6786.3520.2581.5950.49513.378100.00*总渣量计算如下：因为表4- 8(FeO) 和（Fe2O3）以外的渣量为：6.779+1.934+1.052+0.137+0.520+0.440+0.420+0.031=11.315kg，而终渣（FeO）=15%(表4-4)，故总渣量为11.315/86.75%=13

27、.043kg (FeO)量=13.043×8.25%=1.076kg (Fe2O3)量=13.043×5%0.0330.0050.008=0.606kg表4-9实际耗氧量耗氧项(kg)供氧项(kg)实际氧气消耗量(kg)铁水中元素氧化耗氧量 （表5） 7.691炉衬中碳氧化耗氧量（表6） 0.062烟尘中铁氧化耗氧量（表4） 0.340炉气中自由氧含量（表10） 0.060铁水中S与CaO反应还原出的氧量（表4-5） 0.005 石灰中S与Cao反应还原出的氧量（表4-7） 0.0028.1530.007+0.069*合计 8.153合计 0.0078.215*为炉气中N之

28、重量，详见表4-10。炉气中含有CO、CO2、O2、N2、SO2和H2O。其中CO、CO2、SO2、H2O可由表4-54-7查得，、O2和N2则由炉气总体积来确定。现计算如下。炉气总体积V：V=Vg+0.5% V+(Gs+0.5% V-Vx)V=8.463 m3式中 VgCO、CO2、SO2和H2O等诸组分之总体积，m3。本计算中，其值为8.6×22.4/28+2.729×22.4/44+0.010×22.4/64+0.012×22.4/18=8.366m3Gs不计自由氧的氧气消耗量，kg。本计算中，其值为8.093kg。（见表4-9）；Vx铁水与石灰中

29、的S与CaO反应放出的氧量，m。本计算中，其值0.007kg（见表4-9）；5%炉气中自由氧含量，m3。99由氧气纯度为99%转换得来。计算结果列于表4-10。表4-10 炉气量及其成分炉气成分炉气量 （kg） 体 积（m3）体积 %COCO2SO2H2OO2N2合计8.6982.7290.0100.0120.060*0.069*11.5788.698×22.4/28=6.9582.729×22.4/44=1.3890.010×22.4/64=0.0040.012×22.4/18=0.0150.042*0.055*8.46382.2216.400.050

30、.180.500.65*炉气中O2的体积为8.463×0.5%=0.042 m3;重量为0.042×32/22.4=0.060kg（m=n）*炉气中N2的体积系炉气总体积与其他成分的体积之差；既6.463-6.958-1.389-0.004-0.015-0.042=0.055 m3；重量为0.055×28/22.4=0.069kg。第四步：计算脱氧合金和氧化前的钢水量。钢水量Qg=铁水量铁水中元素的氧化量烟尘、喷溅和渣中的铁损=1006.775-1.50(75%×56/72+20%×112/160)+1+13.043×6%=90.37

31、7kg据此可以编制脱氧合金化前的物料平衡表（表4-11）表4-11 未加废钢时的物料平衡表收入支出项目质量（kg）%项目质量（kg）%铁水石灰萤石生白云石炉衬氧气合计100.006.670.502.500.308.22118.1984.61 5.64 0.422.120.256.96100.00铁水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠合计90.3813.0411.581.001.500.78118.2876.4111.029.790.851.270.66100.00注:计算误差为(118.19-118.28)/118.19×100%=-0.08%第五步：计算加入废钢的物料平衡。如同“第一步”计算

32、铁水中元素氧化量一样，利用表4-1的数据先确定废钢中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表4-12），再将其与表4-11归类合并，遂得加入废钢后的物料平衡表4-13和4-14。表4-12废钢中元素的氧化产物及其成渣量元素反应产物元素氧化量(kg)耗氧量(kg)产物量(kg)进入钢中的量(kg)CSiMnPSCCOCCO2SiSiO2MnMnOP(P2O5)SSO2S+(CaO)=(CaS)+O13.39×0.08%×90%=0.010 13.39×0.08%×10%=0.00113.39×0.60%=0.80013.39×0.40%=0.

33、05413.39×0.010%=0.00113.39×0.009%×1/3=0.000413.39×0.009%×2/3=0.00080.0130.0030.9140.0160.0010.0004-0.00040.023(入气)0.004(入气)1.7140.0700.0020.0008(入气)0.002(CaS)合计 0.8670.947113.39-0.867=12.523成渣量（kg）1.788表4-13 加入废钢的物料平衡表（ 以100kg铁水为基础）收入支出项目重量(kg)%项目重量(kg)%铁水废钢石灰萤石轻烧白云石炉衬氧气100.

34、0013.396.670.502.500.308.22+0.947=9.16775.4610.105.030.381.890.236.92钢水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠90.38+12.523=102.9013.04+1.788=14.8311.58+0.028=11.611.001.500.7877.5911.188.750.751.130.59合计 132.53100.00合计 132.62100.00表4-14 加入废钢的物料平衡表（以100kg(铁水+废钢)为基础 支出项目重量(kg)%项目重量(kg)%铁水废钢石灰萤石轻烧白云石炉衬氧气88.1911.815.870.442.200.2

35、78.0975.4610.105.030.381.890.236.92钢水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠90.7513.0810.230.881.320.7077.5911.188.750.751.130.59合计116.87100.00合计116.96100.00第六步：计算脱氧和合金化后的物料平衡。先根据钢种成分设定值（表4-1）和铁合金成分及其烧损率（表4-3）算出锰铁和硅铁的加入量，再计算其元素的烧损量。将所得结果与表4-14归类合并，即得冶炼一炉钢的总物料平衡表。锰铁加入量WMn为WMn=×钢水量 =×90.75=0.67kg硅铁加入量Wsi为WB=1.00 kg铁合金

36、中元素的烧损量和产物量列于表4-15。表4-15 铁合金中元素烧损量类别元素烧损率（kg）脱氧量（kg）成渣量（kg）炉气量（kg）入钢量（kg）锰铁CMnSiPSFe合计0.67×6.60%×10%=0.0040.67×67.80%×20%=0.0910.670%×25%=0.0010.0960.0100.0230.0030.0340.1130.0020.1150.015O2)0.0150.67%×90%=0.0390.67×67.80%×80%=0.3630.67×0.50%×75%=0.0

37、030.67×0.23%=0.0020.67×0.13%=0.0010.67×24.74%=0.1650.573硅铁AlMnSiPSFe合计1.00×2.5%×100%=0.0251.00×0.5%×20%=0.0011.00×73.0%×25%=0.1830.2090.0280.00030.2550.2930.0470.0010.3920.4401.00×0.5%×80%=0.0041.00×73%×75%=0.5481.00×0.05%=0.0005*

38、1.00×0.03%=0.0003*1.00×23.92%=0.2390.792合计0.3050.4140.5550.0151.365*可以忽略脱氧和合金化后的钢水成分如下：C Si% 0.14 0.60 Mn P 1.40 0.022 S 0.02 可见，含碳量尚未达到设定值。为此需在钢包内加焦粉增碳。其加入量Wj为 Wj=0.06 kg 焦粉生成的产物如下碳烧损量(kg)耗氧量（kg）气体量(kg)*成渣量(kg)碳入钢量（kg）0.06×81.50%×25%=0.0120.0320.044+0.060×(0.58+5.52)%=0.047

39、0.060×12.40%=0.0070.060×81.50%×75%=0.037*系CO,HO和挥发份之总和（未计挥发份燃烧的影响）由此即可得冶炼过程（即脱氧合金化后）的总物料平衡表4-16表4-16总物料平衡表收入支出项目质量(kg)%项目质量（kg）%铁水废钢石灰萤石轻烧白云石炉衬氧气锰铁硅铁焦粉88.1911.815.880.442.200.278.27（8.10+0.133+0.032）0.671.000.06074.249.944.950.371.850.236.960.560.840.05钢水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠92.15(90.75+1.365+

40、0.037)13.64(13.08+0.555+0.007)10.29(10.23+0.015+0.047)0.881.320.7077.4511.468.650.741.110.59合计118.79100118.98100*可近似认为（0.133+0.032）之氧量系出钢时钢水二次氧化所带入计算误差:(118.79-118.98)/118.79×100%=-0.15%4.2热平衡计算4.2.1计算所需原始数据 计算所需原始数据有：各种入炉料及产物的温度（表17）；物料平均热容；（表18）；反应热效应（表19）；溶入铁水中的元素对铁熔点的影响（表20）。其他数据参照物料平衡选取。表4

41、-17 入炉物料及产物的温度设定值名称入炉物料产 物铁 水*废 钢其他原料炉 渣炉 气烟 尘温度（）12502525与钢水相同14501450*纯铁熔点为1536表4-18 物料平均热容物料名称生铁钢炉渣矿石烟尘炉气固态平均热容（kJ/kg.K）0.7450.6991.0470.996熔化潜热（kJ/kg）218272209209209液态或气态平均热容（kJ/kg.K）0.8370.8371.2481.137表4-19炼钢温度下的反应热效应组元化学反应H(kJ/k mol)H(kJ/kg) CCSiMnPFeFeSiO2P2O5CaCO3MgCO3C+1/2O2=CO 氧化反应C+O2=CO

42、2 氧化反应Si+O2=(SiO2) 氧化反应Mn+1/2O2=(MnO) 氧化反应2P+5/2O2=(P2O5) 氧化反应Fe+1/2O2=(FeO) 氧化反应Fe+3/2 O2=(Fe2O3) 氧化反应(SiO2)+2(CaO)=(2CaO. SiO2) 成渣反应 (P2O5)+ 4(CaO)=( 4CaO. P2O5) 成渣反应CaCO3=(CaO)+ CO2 分解反应MgCO3=(MgO)+ CO2 分解反应139420418072817682361740117656323822972243297133693054169050118020116393483429202659418980

43、425064601620488016901405表4-20 溶入铁中的元素对铁熔点的降低值元素CSiMnPSAlCrN、H、O在铁中的极限溶解度（%）5.4118.5无限2.80.1835.0无限溶入1%元素使铁熔点的降低值（）65707580859010085302531.5氮、氢、氧溶入使铁熔点降低值（）=6适用含量范围（%）<1.01.02.02.53.03.54.03150.70.08 1 184.2.2计算步骤 以100kg铁水为基础。 第一步：计算热收入Qs。 热收入项包括：铁水物理热；元素氧化热及成渣热；烟尘氧化热；炉衬中碳的氧化热。 1） 铁水物理热Qw：先根据纯铁熔点、

44、铁水成分以及溶入元素对铁熔点的降低值（表17、1、20）计算铁水熔点Tt,，然后由铁水温度和生铁比热（表17、18）确定Qw。 Tt=1536（4.2×100+0.8×8+0.6×5+0.40×30+0.010×25）6=1088.35 Qw=100×0.745×(1088.3525)+218+0.837×(12501088.35)=114550.11kJ2）元素氧化热及成渣热：由铁水中元素氧化量和反应热效应（表，19）可以算出其结果列于表4-21。表4-21 元素氧化热和成渣热反应产物氧化热或成渣热（kJ）反应产

45、物氧化热或成渣热（kJ）CCO3.645×11639=42424.16FeFe2O30.440×6460=2842.40CCO20.405×34834=14107.77PP2O50.180×18980=6832.80SiSiO20.800×29202=23361.60P2O54CaO. P2O50.837×4880=3749.76MnMnO0.420×6594=2769.48SiO22CaO. SiO21.925×1620=3118.50FeFeO0.866×4250=3680.50合计 Qy102886

46、.973) 烟尘氧化热Qc：由表4-4给出的烟尘量参数和反应热效应计算可得。Qc=1.5(75%×56/72×4250+20%×112/160×6460)=5075.35kJ炉衬中碳的氧化热Ql：根据炉衬蚀损量极其含碳量确定。Ql=0.3×14%×90%×11639+0.3×14%×10%×34834=586.25kJ 故总热收入总值为 Qs=Qw+ Qy + Qc +Ql=223098.68KJ第二步：计算热支出Qz。 热支出项包括：钢水物理热；炉渣物理热；烟尘物理热；炉气物理热；渣中铁珠物理

47、热；喷溅物（金属）物理热；轻烧白云石分解热；热损失；废钢吸热。1） 钢水物理热Qg：先按求铁水熔点的方法确定钢水的熔点Tg；再根据出钢和镇静钢时的实际温降（通常前者为40-60，后者约为3-5/min，具体时间与盛钢桶大小和浇注条件有关）以及要求的过热度（一般为50-90）确定出钢温度Tz；最后由钢水量和热容算出物理热。 Tg=1536(0.15×65+0.18×5+0.04×30+0.006×25)-6=11524（式中：0.15、0.18、0.04、0.006分别为终点钢水C、Mn、S、P的含量。）Tz=1524+50+50+70=1694（式中，5

48、0、50、70分别为出钢过程中的温降、镇静及炉后处理过程中的温降和过热度）Qg=90.527×0.699×(152425)+272+0.837×(16941524)=132358.71KJ2) 炉渣物理热Qr：令终渣温度与钢水温度相同，则得：Qr=13.494×1.248×(169425)+209=30927.06kJ3）炉气、烟尘、铁珠和喷溅金属的物理热Qx。根据其数量、相应的温度和热容确定。详见表4-22。表4-22 某些物料的物理热项目 参数（kJ）备注炉气物理热11.45×1.137×(145025)=18551.581450系炉气温度烟尘物理热1.5×0.996×(145025)+209=2442.45渣中铁珠物理