年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺的设计论文

1、 . . 66/76建筑科技大学本科毕业设计（论文）任务书题 目：年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计院（系）：冶金工程学院专 业：冶金工程学生：XXX学 号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时 间：2012 年 2月 26 日 一、毕业设计（论文）的主要容（含主要技术参数）设计题目：年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计钢种： 普碳钢、低合金钢规格： 方坯 板坯包括转炉容量和座数的选择确定；转炉炉型设计；氧枪设计；炉外处理、连铸机以与除尘系统的设计与选择；炼钢过程物料平衡和热量平衡计算；转炉车间生产工艺设计和布置；车间主要设备选择和车间平面设计以与总图运输方案的确定。进

2、行毕业实习，收集有关资料；编制设计说明书一份，完成专题部分，翻译冶金专业相关外文文献一篇，绘制转炉炉型图、车间平面图和剖面图各一，使学生能够理论联系实际，掌握转炉炼钢车间设计的基本原理，为今后从事相关的技术工作奠定基础。二、毕业设计（论文）题目应完成的工作（含图纸数量）1.根据设计题目完成毕业实习并收集有关资料，进行技术准备；2. 炼钢厂车间总体设计；3. 转炉炉型设计；4.物料平衡与热平衡计算；5. 生产工艺设计；6.车间工艺布置；7. 车间主要设备选择；8.生产组织与人员编制；9.主要技术经济指标；10.绘制设计图纸三（其中至少手绘一）：转炉炉型图、车间平面图、剖面图各一； 11.翻译与冶

3、金工程专业有关的外文文献一篇（不少于4000字）；12.完成专题：钢中非金属夹杂物与其危害（不少于5000字）；13. 完成设计说明书一本。三、毕业设计（论文）进程的安排序号设计（论文）各阶段任务日期备注1毕业实习、收集资料2012.2.27-3.232设计相关计算3.244.63炉型、工艺、主设备设计和选择4.75.94车间布置5.105.165制图与翻译5.175.306编制设计说明书5.316.77准备答辩6.86.14四、主要参考资料与文献阅读任务（含外文阅读翻译任务）1钢铁生产工艺概述 建筑科技大学2钢铁冶金学（炼钢部分） 家祥编 冶金工业 19903炼钢工艺学 高泽平编 冶金工业

4、20064钢铁厂设计原理（下册） 传薪编 冶金工业 19955普通冶金 建筑科技大学 20026炼钢设计原理 聚和编 化学工业 2005 7毕业设计参考资料 钢铁冶金专业 建筑科技大学 8金属提取冶金学 王成刚，王齐铭主编 地图 20009现代转炉炼钢 戴云阁等编 东北大学 199810 与专题有关的最新文献(2002年以后的文献，不少于10篇且至少有2篇外文文献)五、审核批准意见 教研室主任签（章）设计总说明当前的炼钢工艺中，较为普遍的是以高炉铁水为原料的转炉炼钢工艺和以预还原球团矿或高质量的工业废钢为原料的电弧（炉）工艺。本设计为具有代表性的氧气顶底复吹工艺，预计年生产能力为370万吨良坯

5、钢。车间设有公称容量为150吨的转炉两座，LF精炼炉2座、板坯连铸机2台和方坯连铸机1台。转炉的冶炼周期38分钟，吹氧时间16分钟。根据国外转炉炼钢技术的发展趋势，结合设计任务书中碳素钢和压力容器用钢的品种需要，选择了LF炉外精炼设备，进行全连铸生产。最终确定如下的的工艺流程：铁水预处理转炉炼钢LF精炼连铸。本次设计在对转炉物料平衡和热平衡计算的基础上，对炼钢车间的主要设备参数进行了设计、选型，完成了主体设备选择、炼钢工艺设计、主厂房工艺布置和设备布置。编制说明书一份，绘制转炉炉型图、车间平面图、剖面图各一，并完成题目为钢中非金属夹杂与其危害的专题。关键词：炼钢，顶底复吹，工艺流程，精炼，连铸

6、，设计Design DescriptionAt present, there are two main steel-making processes: converter steelmaking process with blast furnace hot metal and steel scrap as the raw materials and the arc (furnace) process with pre-reduction pellets or high-quality industrial steel scrap as raw materials. In this paper,

7、 the representative process combined-blowing oxygen converter process with a scale of 3.7106 continuous casting billet annual is designed. In the workshop, main equipments including 2150t converters and its auxiliary equipments with 2 LF refining furnaces, 2 sets of slab continuous casting machines

8、and a set of billet continuous casting machine are designed. The Smelting period is set for 38 minutesin which the actual oxygen blowing time is only 16 minutes. Depending on the development trend of steel-making process and the quality requirement of carbon steel and pressure vessel steel, LF refin

9、ing is selected to fufill continuous casting. Finally,thefollowing process flow is choosed: PretreatmentConverterLFCC. On the base of the material and heat equilibrim caculation,the size of steel-making plant workshop span and device assign, personnel placement is made .A project instruction is reda

10、cted ,funace size graphic, a ground plane and a sectional view of the workshop are also submitted. And finally, the monograph which is about non-metallic inclusions in steel and its damagement is also finished.Key words:steel making,combined-blown, process, refining, continuous casting ，design目录 TOC

11、 o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc3271270791 转炉炼钢车间设计方案 PAGEREF _Toc327127079 h 1HYPERLINK l _Toc3271270801. 1 工艺流程 PAGEREF _Toc327127080 h 1HYPERLINK l _Toc3271270811.2 主要冶炼钢种与产品方案 PAGEREF _Toc327127081 h 2HYPERLINK l _Toc3271270821.3转炉车间组成 PAGEREF _Toc327127082 h 2HYPERLINK l _Toc3271270831.4转炉车间生产能力计算

12、 PAGEREF _Toc327127083 h 2HYPERLINK l _Toc3271270841.4.1 转炉容量与座数的确定 PAGEREF _Toc327127084 h 2HYPERLINK l _Toc3271270851.4.2 计算年出钢炉数 PAGEREF _Toc327127085 h 2HYPERLINK l _Toc3271270861.4.3 根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量 PAGEREF _Toc327127086 h 3HYPERLINK l _Toc3271270871.4.4 按标准系列确定炉子的容量 PAGEREF _Toc327127087 h

13、 3HYPERLINK l _Toc3271270881.4.5 核算车间年产量 PAGEREF _Toc327127088 h 3HYPERLINK l _Toc3271270892 转炉炼钢物料平衡和热平衡计算 PAGEREF _Toc327127089 h 4HYPERLINK l _Toc3271270902.1 物料平衡计算 PAGEREF _Toc327127090 h 4HYPERLINK l _Toc3271270912.1.1计算所需原始数据。 PAGEREF _Toc327127091 h 4HYPERLINK l _Toc3271270922.1.2 物料平衡基本项目 P

14、AGEREF _Toc327127092 h 4HYPERLINK l _Toc3271270932.1.3 计算步骤 PAGEREF _Toc327127093 h 6HYPERLINK l _Toc3271270942.2 热平衡计算 PAGEREF _Toc327127094 h 14HYPERLINK l _Toc3271270952.2.1计算所需原始数据 PAGEREF _Toc327127095 h 14HYPERLINK l _Toc3271270962.2.2 计算步骤 PAGEREF _Toc327127096 h 16HYPERLINK l _Toc3271270973

15、氧气转炉与相关设备设计 PAGEREF _Toc327127097 h 19HYPERLINK l _Toc3271270983.1 炉型设计 PAGEREF _Toc327127098 h19HYPERLINK l _Toc3271270993.1.1炉型选择 PAGEREF _Toc327127099 h 19HYPERLINK l _Toc3271271003.1.2 主要参数的确定 PAGEREF _Toc327127100 h 19HYPERLINK l _Toc3271271013.2 炉衬设计 PAGEREF _Toc327127101 h 21HYPERLINK l _Toc3

16、271271023.2.1炉衬材质的选择 PAGEREF _Toc327127102 h 21HYPERLINK l _Toc3271271033.2.2炉衬厚度的确定 PAGEREF _Toc327127103 h 21HYPERLINK l _Toc3271271043.3 炉底供气构件的设计 PAGEREF _Toc327127104 h 22HYPERLINK l _Toc3271271053.4 转炉炉体金属构件设计 PAGEREF _Toc327127105 h 22HYPERLINK l _Toc3271271063.4.1炉壳 PAGEREF _Toc327127106 h 2

17、2HYPERLINK l _Toc3271271073.4.2支承装置 PAGEREF _Toc327127107 h 22HYPERLINK l _Toc3271271083.5 倾动机构 PAGEREF _Toc327127108 h 23HYPERLINK l _Toc3271271093.6 氧枪设计 PAGEREF _Toc327127109 h 23HYPERLINK l _Toc3271271103.6.1喷头设计 PAGEREF _Toc327127110 h 23HYPERLINK l _Toc3271271113.6.2氧枪水冷系统 PAGEREF _Toc32712711

18、1 h 25HYPERLINK l _Toc3271271124 连铸车间的设计 PAGEREF _Toc327127112 h 28HYPERLINK l _Toc3271271134.1 连铸机机型的选择 PAGEREF _Toc327127113 h 28HYPERLINK l _Toc3271271144.2 连铸机的主要工艺参数 PAGEREF _Toc327127114 h 28HYPERLINK l _Toc3271271154.2.1 钢包允许的最大浇注时间 PAGEREF _Toc327127115 h 28HYPERLINK l _Toc3271271164.2.2 铸坯断

19、面 PAGEREF _Toc327127116 h 28HYPERLINK l _Toc3271271174.2.3 拉坯速度 PAGEREF _Toc327127117 h 28HYPERLINK l _Toc3271271184.2.4 连铸机的流数 PAGEREF _Toc327127118 h 30HYPERLINK l _Toc3271271194.2.5 铸坯的液相深度和冶金长度 PAGEREF _Toc327127119 h 30HYPERLINK l _Toc3271271204.2.6 弧形半径 PAGEREF _Toc327127120 h 30HYPERLINK l _T

20、oc3271271214.3 连铸机生产能力的确定 PAGEREF _Toc327127121 h 31HYPERLINK l _Toc3271271224.3.1 理论小时产量 PAGEREF _Toc327127122 h 31HYPERLINK l _Toc3271271234.3.2 连铸机的平均年产量 PAGEREF _Toc327127123 h 31HYPERLINK l _Toc3271271244.3.3 连铸机台数的确定PAGEREF _Toc327127124 h 31HYPERLINK l _Toc3271271254.4 结晶器的设计 PAGEREF _Toc3271

21、27125 h 31HYPERLINK l _Toc3271271264.4.1 结晶器的长度 PAGEREF _Toc327127126 h 32HYPERLINK l _Toc3271271274.4.2 结晶器断面尺寸 PAGEREF _Toc327127127 h 32HYPERLINK l _Toc3271271284.4.3 结晶器铜壁厚度 PAGEREF _Toc327127128 h 32HYPERLINK l _Toc3271271294.4.4 结晶器锥度 PAGEREF _Toc327127129 h 32HYPERLINK l _Toc3271271304.4.5 结晶

22、器拉坯阻力 PAGEREF _Toc327127130 h 32HYPERLINK l _Toc3271271314.5 二次冷却装置 PAGEREF _Toc327127131 h 33HYPERLINK l _Toc3271271324.6 拉坯矫直装置与引锭装置 PAGEREF _Toc327127132 h 33HYPERLINK l _Toc3271271334.7 钢包回转台 PAGEREF _Toc327127133 h 33HYPERLINK l _Toc3271271344.8 中间包 PAGEREF _Toc327127134 h 34HYPERLINK l _Toc327

23、1271355 转炉车间烟气净化和回收 PAGEREF _Toc327127135 h 35HYPERLINK l _Toc3271271365.1 烟气量的计算 PAGEREF _Toc327127136 h 35HYPERLINK l _Toc3271271375.1.1 最大炉气量qv0 PAGEREF _Toc327127137 h 35HYPERLINK l _Toc3271271385.1.2 烟气量qv PAGEREF _Toc327127138 h 35HYPERLINK l _Toc3271271395.1.3 烟气成分 PAGEREF _Toc327127139 h 36H

24、YPERLINK l _Toc3271271405.1.4 煤气浓度修正 PAGEREF _Toc327127140 h 36HYPERLINK l _Toc3271271415.1.5 回收煤气量的计算 PAGEREF _Toc327127141 h 36HYPERLINK l _Toc3271271425.2 烟气净化系统类型的选择 PAGEREF _Toc327127142 h 36HYPERLINK l _Toc3271271435.3 烟气净化系统主要设备的选择 PAGEREF _Toc327127143 h 37HYPERLINK l _Toc3271271445.3.1 烟气收集

25、设备-烟罩 PAGEREF _Toc327127144 h 37HYPERLINK l _Toc3271271455.3.2 烟气冷却设备 PAGEREF _Toc327127145 h 37HYPERLINK l _Toc3271271465.3.3 除尘设备 PAGEREF _Toc327127146 h 37HYPERLINK l _Toc3271271475.3.4 脱水设备 PAGEREF _Toc327127147 h 38HYPERLINK l _Toc3271271485.3.5 抽气设备（抽烟机） PAGEREF _Toc327127148 h 38HYPERLINK l _

26、Toc3271271495.4 含尘污水处理 PAGEREF _Toc327127149 h 38HYPERLINK l _Toc3271271506 转炉炼钢的生产工艺设计 PAGEREF _Toc327127150 h 39HYPERLINK l _Toc3271271516.1 炼钢的主要原材料 PAGEREF _Toc327127151 h 39HYPERLINK l _Toc3271271526.1.1金属料 PAGEREF _Toc327127152 h 39HYPERLINK l _Toc3271271536.1.2 造渣材料 PAGEREF _Toc327127153 h 39

27、HYPERLINK l _Toc3271271546.1.3 其他 PAGEREF _Toc327127154 h 40HYPERLINK l _Toc3271271556.2 装料制度 PAGEREF _Toc327127155 h 40HYPERLINK l _Toc3271271566.3 供氧制度 PAGEREF _Toc327127156 h 41HYPERLINK l _Toc3271271576.3.1 供氧制度主要工艺参 PAGEREF _Toc327127157 h 41HYPERLINK l _Toc3271271586.3.2 氧枪操作 PAGEREF _Toc32712

28、7158 h 41HYPERLINK l _Toc3271271596.4造渣制度 PAGEREF _Toc327127159 h 42HYPERLINK l _Toc3271271606.4.1 单双渣操作 PAGEREF _Toc327127160 h 42HYPERLINK l _Toc3271271616.4.2 各种渣料用量计算与加入 PAGEREF _Toc327127161 h 42HYPERLINK l _Toc3271271626.4.3 炉渣调整 PAGEREF _Toc327127162 h 43HYPERLINK l _Toc3271271636.5 温度制度 PAGE

29、REF _Toc327127163 h 43HYPERLINK l _Toc3271271646.5.1 温度控制原则 PAGEREF _Toc327127164 h 43HYPERLINK l _Toc3271271656.5.2 出钢温度的确定 PAGEREF _Toc327127165 h 44HYPERLINK l _Toc3271271666.5.3 过程控制温度要求 PAGEREF _Toc327127166 h 44HYPERLINK l _Toc3271271676.6 终点控制与出钢 PAGEREF _Toc327127167 h 44HYPERLINK l _Toc3271

30、271686.7 脱氧合金化 PAGEREF _Toc327127168 h 45HYPERLINK l _Toc3271271696.7.1 脱氧合金化操作 PAGEREF _Toc327127169 h 45HYPERLINK l _Toc3271271706.7.2 影响合金元素吸收率的因素 PAGEREF _Toc327127170 h 45HYPERLINK l _Toc3271271717 转炉车间的组成、类型和主厂房尺寸 PAGEREF _Toc327127171 h 47HYPERLINK l _Toc3271271727.1 车间组成 PAGEREF _Toc32712717

31、2 h 47HYPERLINK l _Toc3271271737.2主厂房主要尺寸的确定 PAGEREF _Toc327127173 h 47HYPERLINK l _Toc3271271747.2.1加料跨 PAGEREF _Toc327127174 h 47HYPERLINK l _Toc3271271757.2.2炉子跨 PAGEREF _Toc327127175 h 49HYPERLINK l _Toc3271271767.2.3 浇铸跨 PAGEREF _Toc327127176 h 53HYPERLINK l _Toc3271271778 炼钢车间其它设备的选择与计算 PAGERE

32、F _Toc327127177 h 56HYPERLINK l _Toc3271271788.1渣罐车 PAGEREF _Toc327127178 h 56HYPERLINK l _Toc3271271798.1.1渣罐车型号的选取 PAGEREF _Toc327127179 h 56HYPERLINK l _Toc3271271808.1.2渣罐车数量的确定 PAGEREF _Toc327127180 h 56HYPERLINK l _Toc3271271818.2 混铁车 PAGEREF _Toc327127181 h 56HYPERLINK l _Toc3271271828.3 铁水罐

33、PAGEREF _Toc327127182 h 57HYPERLINK l _Toc3271271838.4 废钢供应系统 PAGEREF _Toc327127183 h 57HYPERLINK l _Toc3271271848.4.1转炉车间昼夜所需废钢量 PAGEREF _Toc327127184 h 57HYPERLINK l _Toc3271271858.4.2废钢贮仓容积或堆放场地所需面积计算 PAGEREF _Toc327127185 h 57HYPERLINK l _Toc3271271868.4.3废钢料斗容量与数量 PAGEREF _Toc327127186 h 58HYPE

34、RLINK l _Toc3271271878.5 散装材料供应系统 PAGEREF _Toc327127187 h 58HYPERLINK l _Toc3271271888.5.1 地面料仓容积和数量的确定 PAGEREF _Toc327127188 h 58HYPERLINK l _Toc3271271898.5.2 上料方式的选择 PAGEREF _Toc327127189 h 59HYPERLINK l _Toc3271271908.5.3 高位料仓容积和数量的确定 PAGEREF _Toc327127190 h 59HYPERLINK l _Toc3271271918.5.4 PAGE

35、REF _Toc327127191 h 60HYPERLINK l _Toc3271271928.6 钢包的工艺参数 PAGEREF _Toc327127192 h 60HYPERLINK l _Toc3271271938.7起重机的选用 PAGEREF _Toc327127193 h 61HYPERLINK l _Toc3271271979 炼钢车间人员编制 PAGEREF _Toc327127197 h 62HYPERLINK l _Toc32712719810 炼钢车间经济指标 PAGEREF _Toc327127198 h 66HYPERLINK l _Toc327127199参考文献

36、 PAGEREF _Toc327127199 h 67HYPERLINK l _Toc327127200致 PAGEREF _Toc327127200 h 68HYPERLINK l _Toc327127201专题 PAGEREF _Toc327127201 h 691 转炉炼钢车间设计方案1. 1 工艺流程高炉铁水用混铁车运到倒罐站后，转移到铁水罐中（鉴于铁水罐比混铁车操作方便且易于扒渣），为了优化工艺，进行一系列的铁水预处理。由于脱硫需要氧化性条件，和脱硅、脱磷的气氛条件不一样，且采取的渣处理工艺也不一样，所以从工艺上考虑将其放到其它两个预处理工艺之前；脱硫渣送到渣场处理，经过磨碎提取其中

37、的铁粉后，剩余脱硫渣送到厂外用于建材生产、建筑填料等工业。脱硫后铁水必须保证硅含量低于0.15%才能实现脱磷处理，因此将脱硅处理置于脱磷之前；脱硅渣属于酸性渣且硫含量较低，可以将其送到高炉或烧结车间，进行返回利用。脱硅达到要求后，可以进行脱磷操作；脱磷渣送到脱磷渣再生器中，此过程产生的炉渣考虑到整个流程的最优化，分别取50%返回脱磷和脱硅程序；当高磷铁水达到一定量时，将其转移到一个脱磷包中进行深脱磷，产生的磷含量10%的炉渣可以送到化肥厂生产磷肥，剩余的高磷铁水送到其他小型的铸造厂用于铸造。经过铁水预处理后的铁水兑到转炉进行脱碳处理，此时硅、硫、磷的含量都比较低，其产生的转炉渣可以继续返回到脱

38、硅程序，工艺流程如图11。 高炉铁水 混铁车 铁水预处理 倒罐站 铁水罐 预处理渣 渣 场 扒渣 转炉渣 钢液 钢液 钢包回转台 L F 炉 转炉 钢液 连铸坯 连铸机 . . 废钢与其它辅料 图11 工艺流程图1.2 主要冶炼钢种与产品方案本设计主要生产普碳钢、低合金钢，也可根据市场的要求进行灵活调整。根据毕业设计任务书中年产370万吨铸坯的要求，可确定其产品大纲。详见于表1-1：表1-1 产品大纲钢种代表型号年产钢量所占比例铸坯断面长宽定长尺寸成品形式普碳钢Q235B200万吨54%180700mm9000mm钢板低合金钢Q345170万吨46%150150mm9000mm钢板1.3转炉车

39、间组成现代氧气转炉炼钢车间一般由以下各部分组成：铁水预处理站与铁水倒罐站；废钢堆场与配料间；主厂房（包括炉子跨、原料跨、炉外精炼跨、浇铸系统各跨间）；铁合金仓库与散状原料储运设施；中间渣场；耐火材料仓库；一、二次烟气净化设施与煤气回收设施；水处理设施；分析、检测与计算机监控设施；备品备件库、机修间、生产必需的生活福利设施；水、电、气（氧、氩、氮、压缩空气）等的供应设施。1.4转炉车间生产能力计算1.4.1转炉容量与座数的确定综合考虑当前转炉炼钢车间的生产情况，本设计采“二吹二”制，每炉钢的平均冶炼周期取38min，平均供氧时间为16min。转炉作业率：取=94.5%；炉外精炼收得率：取99%；

40、连铸收得率：取98%，以提高转炉的利用效率，减少资金的投入。1.4.2 计算年出钢炉数转炉的年出钢炉数N按下式计算：=式中： T1每炉钢的平均冶炼时间，38min/炉； 1440一天的时间，min/d； 345一年的工作天数，d/a； 转炉作业率，（T2 一年的工作天数） =94.5%1.4.3 根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量每炉钢的平均冶炼周期取38min。炉外精炼收得率：取99%；连铸收得率：取98%；代入数据得：；代入数据得：。1.4.4按标准系列确定炉子的容量 故取公称容量为：150吨。1.4.5核算车间年产量本设计中选定150吨转炉两座，按照二吹二生产方式。车间年产量=150

41、2614298%99%=380.44万吨370万吨，故设计选取合格。2 转炉炼钢物料平衡和热平衡计算2.1 物料平衡计算2.1.1计算所需原始数据。基本原始数据有：冶炼钢种与其成分（表21）；金属料铁水成分和废钢的成分（表21）；终点钢水成分（表21）；造渣用熔剂与炉衬等原材料的成分（表22）；脱氧和合金化用铁合金的成分与回收率（表23）；其他工艺参数（表24）。表21 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值 成分（%）类别 C Si Mn P S 钢种Q235B 设定值 0.16 0.25 0.50 0.045 0.045 铁水设定值 4.20 0.80 0.60 0.200 0.035 废

42、钢设定值 0.16 0.25 0.50 0.030 0.030终点钢水 设定值* 0.090.002 0.18 0.020 0.021*C和Si按实际生产情况选取；Mn、P和S分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。 本计算设定的冶炼钢种为Q235B2.1.2 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 氧气 渣中铁珠 炉衬蚀损 炉气 铁合金 喷溅表22 原材料成分 成分 （%）类别CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5 SCO2H2O C灰分挥发分 石 灰88.002.502.601.500.500

43、.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 炭0.5881.5012.405.52（续）表22 原材料成分 名 称CSiMnPSFe碳素废钢0.160.250.500.0300.030余量炼钢生铁4.200.800.600.2000.035余量 表23 铁合金成分（分子）与其回收率（分母） 成分（%）/回收 率（%）类别 C Si Mn Al P S Fe 硅 铁 73.00/750.50/802.50/00

44、.05/1000.03/10023.92/100 锰 铁6.60/90*0.50/7567.80/80 0.23/1000.13/10024.74/100 *10%C与氧生成CO2表24 其他工艺参数设定值 名 称 参 数 名 称 参 数终渣碱度%CaO/%SiO2=3.5渣中铁损（铁珠）为渣量的6%萤石加入量为铁水量的0.5%氧气纯度 99%,余者为N2生白云石加入量为铁水量的2.5%炉气中自由氧含量0.5%(体积比)炉衬蚀损量为铁水量的0.3%气化去硫量占总去硫量的1/3终渣（FeO）含量（按（FeO）=1.35(Fe3O3)折算）15%，而（Fe2O3）/(FeO)=1/3 即（Fe2O

45、3）=5%，(FeO)=8.25%金属中C的氧化产物90%C氧化成CO，10%C氧化成CO2烟尘量为铁水量的1.5%（其中FeO为75%，Fe2O3为20%）废 钢由热平衡计算确定，本计算结果为铁水量的13.39%，即废钢比为11.81%喷溅铁损为铁水量的1%2.1.3 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与其成分。 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 25、26和 27。总渣量与其成分如表 28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 29。 第三步：计算炉气量与其成分。

46、表25 铁水中元素的氧化产物与其成渣量元素 反应产物元素氧化量（kg）耗氧量（kg）产物量（kg） 备注CC CO4.1190%=3.6994.9328.631C CO24.1110%=0.4111.0961.507SiSi (SiO2) 0.800 0.910 1.710 入 渣MnMn （MnO） 0.420 0.120 0.520 入 渣PP (P2O5) 0.180 0.230 0.410 入 渣SS SO20.03540%1/3=0.005 0.005 0.010S+(CaO)=(CaS)+(O)0.03540%2/3=0.009 -0.005*0.021(CaS)入 渣FeFe (

47、FeO)1.07656/72=0.837 0.239 1.076入渣(见表28)Fe (Fe2O3)0.606112/160=0.424 0.182 0.606入渣(见表28)合计 6.785 7.709成渣量 4.371入渣组分之和*由CaO还原出的氧量；消耗的CaO量=0.00956/32=0.016kg表26 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）CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3 CCOC CO2C CO，CO20.3（据表24）0.0040.0090.2360.0040.0050.314%90%28/12=0.0880.314%10%

48、28/12=0.0150.314%（90%16/12+10%32/12）=0.062 合计0.258 0.103表 27 加入熔剂的成渣量类别加入量（kg）成渣组分（Kg）气态产物（Kg）CaOMgO SiO2 Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H2OCO2O2萤石0.5（据 表24）0.0020.0030.0280.0080.0080.0050.0010.4400.005生白云石2.5（据 表24）0.9100.6400.0200.0250.905石灰6.67*15.863*30.1730.1670.1000.0330.0070.0090.0070.3090.002*3合计6.775

49、0.8610.2150.1330.0410.0120.0100.4400.0121.2140.002成渣量8.442*1石灰加入量计算如下：由表2527可知，渣中已含的（CaO）=-0.016+0.004+0.002+0.910=0.9000kg；渣中已含（SiO2）=1.710+0.009+0.028+0.020=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%-3.52.50%)=6.67kg。*2为（石灰中CaO含量）-（石灰中S CaS自耗的CaO量）。*3由CaO还原出的氧量，计算方

50、法同表25之注。表28 总渣量与其成分炉渣成分CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合计元素氧化成渣量（kg）1.7100.5201.0760.6060.4100.0214.343石灰成渣量（kg）5.8630.1670.1730.1000.0330.0070.0096.352炉衬侵蚀成渣量（kg）0.0040.0090.2360.0040.0050.258生白云石成渣量（kg）0.0910.0200.6400.0251.595萤石成渣量（kg）0.0020.0280.0030.0080.0080.4400.0050.0010.495总渣量（kg）6.799

51、1.9341.0520.1370.5201.0760.6520.4400.4220.03113.043*%51.9714.838.071.053.998.255.003.373.230.24100.00*总渣量计算如下：因为表28中除（FeO）和（Fe2O3）以外的渣为：6.799+1.934+1.052+0.137+0.520+0.440+0.422+0.031=11.315kg，而终渣（FeO）=15%，故总渣量为11.315/86.75%=13.043kg（FeO）量=13.0438.25%=1.076kg（Fe2O3）量=13.0435%-0.033-0.005-0.008=0.606

52、kg 表29 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25）7.709铁水中S与CaO反应还原出的氧量（表25）0.005炉衬中碳氧化耗氧量（表26）0.062石灰中S与CaO反应还原出的氧量（表27）0.002烟尘中铁氧化耗氧量（表24）0.340炉气中自由氧耗量（表210）0.0608.171-0.007+0.071*=8.235合计 8.171合计 0.0078.235*为炉气中N2之重量，详见表2-10炉气中含有CO、CO2、O2、N2、SO2和H2O。其中CO、CO2、SO2和H2O可由表2527查得，O2和N2则由炉气总体积来确定。现

53、计算如下。炉气总体积V ：式中： Vg CO、CO2、SO2和H2O诸组分之总体积，m3。本计算中，其值为8.71922.4/28+ 2.73622.4/44 + 0.01022.4/64+ 0.01222.4/18 =8.387 m3 ；Gs 不计自由氧的氧气消耗量，kg。本计算中，其值为8.111 m3（见表29）；Vx铁水铁水与石灰中的S与CaO反应还原出的氧量，m3 。本计算中，其值为0.007 kg（见表29）； 5% 炉气中自由氧含量； 99 由氧气纯度为99%转换得来。计算结果列于表210。表210 炉气量与其成分 炉气成分 炉气量，（kg） 体积（m3 ） 体积 % CO 8.

54、7198.71922.4/28=6.97582.19 CO22.7362.73622.4/44=1.39316.41 SO20.0100.01022.4/64=0.0040.05 H2O0.0120.01222.4/18=0.015 0.18 O20.060*0.042*0.50 N20.071*0.057*0.67合计11.608 8.486*炉气中O2的体积为8.4860.5%=0.042 m3 ；重量为0.04232/22.4=0.060 kg *炉气中N2的体积系炉气总体积与其它成分的体积之差；重量为0.05728/22.4 =0.071 kg第四步：计算脱氧和合金化前的钢水量。钢水量

55、Qg = 铁水量铁水中元素的氧化量烟尘、喷溅和渣中的铁损 =100-6.785-1.50（75%56/72+20%112/160)+1+13.0436% = 90.348 kg。 据此可编制脱氧和合金化前的物料平衡表（表211）表211 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100.00 84.59钢 水 90.3576.37石 灰 6.675.64炉 渣 13.04 11.03萤 石0.50 0.42炉 气11.61 9.82生白云石2.502.11喷 溅 1.000.85炉 衬 0.30 0.26烟 尘1.501.27氧 气8.24 6.97渣中

56、铁珠 0.780.66合 计 118.21 100.00合 计118.31100.00注：计算误差为（118.21-118.31）/118.21100% = -0.08%第五步：计算加入废钢的物料平衡。如同“第一部”计算铁水中元素氧化量一样，利用表21的数据先确定废钢中元素的氧化量与其耗氧量和成渣量（表212），再将其与表211归类合并，遂的加入废钢后的物料平衡表213和表214。第六步：计算脱氧和合金化后的物料平衡。现根据钢种成分设定值（表21）和铁合金成分与其烧损率（表23）算出锰铁和硅铁的加入量，再计算其元素的烧损量。将所得结果和表214归类合并，即得冶炼一炉钢的总物料平衡表。 锰铁加入

57、量WMn为硅铁加入量WSi 为 表212 废钢中元素的氧化产物与其成渣量元素 反应产物元素氧化量（kg）耗氧量（kg）产物量（kg） 备 注CC CO13.390.07%90%=0.0080.0110.019（入气）C CO213.390.07%10%=0.0010.0030.004（入气）SiSi (SiO2)13.390.25%=0.033 0.038 0.071MnMn （MnO）13.390.32%=0.043 0.0130.056P P (P2O5)13.390.010%=0.0010.0010.002S S SO213.390.009%1/3=0.0040.00040.0008（入

58、气）S+(CaO)(CaS)+O13.390.009%2/3=0.008-0.00040.002(CaS）合计 0.0880.06613.39-0.088=13.302成渣量0.131表213 加入废钢的物料平衡表（以100kg铁水为基础）收入 支出项 目 质量（kg） %项 目 质量（kg） %铁 水 100.00 75.95钢 水90.35+13.302=103.6576.37废 钢 13.39 10.17渣中铁珠 0.78 0.59石 灰 6.67 5.06炉 渣13.04+0.13=13.17 11.03萤 石 0.50 0.38炉 气 11.61+0.024=11.63 9.82生白

59、云石 2.50 1.90喷 溅 1.00 0.76炉 衬 0.30 0.23烟 尘 1.50 1.14氧 气8.24+0.066=8.31 6.31合 计 131.67100.00合 计 131.73100.00表214 加入废钢的物料平衡表（以100kg（铁水+废钢）为基础）收入 支出项 目 质量（kg） %项 目 质量（kg） %铁 水 88.19 75.95钢 水 91.4178.69废 钢 11.81 10.17渣中铁珠 0.690.59石 灰 5.885.07炉 渣 11.61 9.99萤 石 0.440.38炉 气 110.26 8.83轻烧白云石 2.201.90喷 溅 0.88

60、0.76炉 衬 0.26 0.22烟 尘 1.321.14氧 气 7.336.31合 计 116.11100.00合 计 116.17100.00铁合金中元素的烧损量和产物量列于表215。表215 铁合金中元素的烧损量和产物量类别元素 烧损量（kg）脱氧量（kg）成渣量（kg）炉气量（kg）入钢量（kg）锰 铁 C0.546.60%10%=0.004 0.0100.015（CO2）0.546.60%90%=0.032 Mn0.5467.80%20%=0.0730.0210.0940.5467.80%80%=0.293Si0.540.50%25%=0.0010.0010.0020.540.50%