【精品】年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间工艺设计

1、年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间工艺设计资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除西安建筑科技大学本科毕业设计（论文）任务书题目：院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时间：年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间工艺设计2012年2月28日资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除一、毕业设计（论文）的主要内容（含主要技术参数）设计题目：年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间工艺设计钢种：普碳钢、低合金钢、优质碳素结构钢、弹簧钢规格：方坯板坯包括转炉容量和座数的选择确定；

2、转炉炉型设计；氧枪设计；炉外处理、连铸机以及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及总图运输方案的确定。进行毕业实习，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张，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。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除二、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

3、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.绘制设计图纸三张（其中至少手绘一张）：转炉炉型图、车间平面图、剖面图各一张；11.翻译与冶金工程专业有关的外文文献一篇（不少于4000字）；12.完成专题：含钛高炉渣的利用（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1234567设计（论文）各阶段任务毕业实习、收集资料设计相关计算炉型、工艺、主设备设计和选择车间布置制图与翻译编制设计说明书准备答辩日期20

4、12.2.27-3.233.244.64.75.95.105.165.175.305.316.76.86.14备注资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除2资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除四、主要参考资料及文献阅读任务（含外文阅读翻译任务）1钢铁生产工艺概述西安建筑科技大学2钢铁冶金学（炼钢部分）陈家祥编冶金工业出版社19903炼钢工艺学高泽平编冶金工业出版社20064钢铁厂设计原理（下册）李传薪编冶金工业出版社19955普通冶金西安建筑科技大学20026炼钢设计原理冯聚和编化学工业出版社20057毕业设计参考资料钢铁冶金专业西安建筑科技大学8金属提取冶

5、金学王成刚，王齐铭主编西安地图出版社20009现代转炉炼钢戴云阁等编东北大学出版社199810与专题有关的最新文献五、审核批准意见教研室主任签（章）资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除3资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间工艺设计设计总说明本设计根据设计任务书的要求，结合所学专业理论知识，对炼钢厂从原料供给到炼钢过程，最后到连铸出坯等流程进行了全面的设计。根据生产钢种及车间规模，选择的工艺流程是：BOF-LF-CC。设计以炼钢车间为主体，并重点针对顶底复吹转炉。在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型

6、号及参数进行了选择和设计，对车间人员编制及技术经济指标进行了计算，并且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工作。编写说明书一份，绘制转炉炉型图、车间平面图和剖面图各一张，完成专题写作及外文翻译。关键词：转炉炼钢车间；工艺设计；物料平衡及热平衡计算；炉外精炼；连铸资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除DesigningoftheBOFSteelmakingProcessingfortheAnnualOutputof3.2Million-tonSlabAccordingtothedesignrequi

7、rementsofthemissionstatement，combinedwiththetheoreticalknowledge，fromrawmaterialsupplytothesteelmakingprocess，aslabcontinuouscastingprocessingwasdesigned.TheprocessingisBOF-LF-CC.Thesteel-makingplantisthemaindesignproject，thetopandbottomblowingconverterwasselected.Basedontheconvertermaterialbalancea

8、ndheatbalancecalculation，wecompletedthemainequipmentforsteel-makingplantselectionanddesignparameters，andthecompletionofthemainequipmentselection，thedesignofsteel-makingprocess.Furthermore，thetechnicaleconomyparameterswascalculated，themainprocessplantlayoutandequipmentlayoutweredesigned.Preparedamanu

9、al，drawingaconverterfurnacemap，arealworkshopandsectionplaneblueprint.TranslatedaEnglishpaperintoChinese.Keywords:BOFsteel-makingworkshop；processingdesigning；convertermaterialbalanceandheatbalancecalculation；Secondaryrefining；casting资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除2资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除目录西安建筑科技大学.

10、1目录.31炼钢车间设计方案.11.1主要钢种及产品方案.11.2工艺流程.11.3转炉车间组成及生产能力的确定.21.3.1车间组成.21.3.2转炉车间生产能力的确定.21.4主厂房工艺布置.31.4.1原料跨间布置.41.4.2炉子跨的布置.41.4.3精炼跨的布置.51.4.4浇注跨的布置.51.5原材料方案设计.61.5.1金属料.61.5.2散状材料.72物料平衡与热平衡.82.1物料平衡.82.1.1计算原始数据.82.1.2物料平衡基本项目.92.1.3计算步骤.102.2热平衡计算.182.2.1计算原始数据.182.2.2计算步骤.193顶底复吹转炉设计.243.1炉型设计

11、.243.1.1炉型选择.243.1.2主要参数的确定。.243.2炉底供气构件的设计.293.3转炉炉体金属构件设计.293.4氧枪设计.313.5氧枪装置与副枪.35资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除3资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除4烟气净化系统.364.1烟气量的计算.364.1.1最大炉气量qv0.36-4.1.2烟气量qv.374.1.3烟气成分.374.1.4煤气浓度修正.384.1.5回收煤气量的计算.384.2.6烟气净化系统类型的选择.384.3烟气净化系统主要设备的选择.394.3.1烟气收集设备烟罩.394.3.2烟气冷却设

12、备.404.3.3除尘设备.404.3.4脱水设备.404.3.5抽气设备.404.4含尘污水处理.415转炉炼钢的生产工艺设计.425.1炼钢用原材料.425.1.1金属料.425.1.2非金属料.465.2装料制度.495.2.1装料次序.495.2.2装入量.495.2.3装入量方法.505.2.4装料操作.505.3供氧制度.515.3.1氧枪.515.3.2供氧操作.525.4造渣制度.545.4.1炉渣碱度的控制与石灰加入量的确定.545.4.2炉渣粘度的控制.565.4.3炉渣氧化性的控制.565.4.4泡沫渣及其控制.575.4.5放渣及留渣操作.585.5温度制度.585.5

13、.1出钢温度的确定.585.5.2冷却剂及其加入量的确定.595.6终点控制和出钢.61资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除4资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除5.7精炼工艺.615.8连铸工艺.635.8.1钢水准备.635.8.2连铸工艺.636车间主要设备的选择.656.1原料跨.656.1.1金属料供应及设备.656.1.2散装料供应及设备.686.2转炉跨.716.2.1钢包需要量以及容量计算.726.2.2渣罐和渣罐车数量的确定.726.3精炼设备.736.4连铸跨.746.4.1板坯的生产.746.4.2方坯的生产.776.4.3其他工艺

14、参数及设备的确定.796.5制氧机的选择.857主厂房工艺布置.877.1原料跨跨间布置.877.2转炉跨间的布置.897.3精炼设备的布置.947.4连铸设备的布置.948炼钢车间人员编制.979炼钢车间经济指标.101参考文献.102致谢.103资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除5资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1炼钢车间设计方案根据设计任务书的要求及各种设计条件提出初步设计思路，这是对设计工作一个框架式的设定。方案的确定要求设计合理，能顺利生产。1.1主要钢种及产品方案本设计主要生产普碳钢、低合金钢，优质碳素结构钢，弹簧钢，也可根据市场的要求

15、进行灵活调整。根据毕业设计任务书中年产320万吨铸坯的要求，确定其产品大纲。见表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普碳钢低合金钢优质碳素结构钢弹簧钢Q235AQ29520Mn65Mn60万吨60万吨100万吨100万吨18.7%18.7%31.25%31.25%150150mm150150mm1801000mm220220mm9000mm9000mm9000mm9000mm1.2工艺流程根据设计任务书的要求以及现代转炉炼钢的发展趋势，确定本设计方案其基本的工艺流程（图1-1）。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1资料内容仅供您学习参考

16、，如有不当之处，请联系改正或者删除高炉铁水混铁车铁水预处理倒罐站铁水罐扒渣轧制连铸机连铸机钢液LF炉钢渣转炉废钢及其它废料图1-1炼钢车间工艺流程1.3转炉车间组成及生产能力的确定1.3.1车间组成现代氧气转炉炼钢车间由以下各部分组成：铁水预处理站及铁水倒罐站；废钢堆场与配料间；主厂房（包括炉子跨、原料跨、炉外精炼及钢包装运跨、浇注系统各跨间）；铁合金仓库及散状原料储运设施；渣场；耐火材料仓库；烟气净化设施及煤气回收设施；水处理设施；分析、检测及计算机监控设施；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。1.3.2转炉车间生产能力的确定（1）转炉

17、容量及座数。根据年产320万吨生产能力的要求，冶炼周期取40min，供氧时间为16min。采用2吹2制度，故转炉公称容量G=3200000/365(1440/40)2=122t，因此采取2座150t转炉。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除2资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除表1-2平均每炉钢冶炼时间推荐值转炉容量（t）冶炼时间1003845备注结合供氧强度，铁水成分和所炼吹氧时间121614181620钢种具体确定（2）计算年出钢炉数。每一转炉的年出钢炉数N为：N=1440365T1=11169炉/年式中：T1每炉钢的平均冶炼时间，40min/炉；1

18、440一天的时间，min/d；365一年的日历天数，d/a；转炉作业率，取85%。车间年产钢水量=nNq=211169150=3350700(t)炉外精炼收得率取：99%连铸收得率：98%所以年产铸坯量=335070099%98%=3250849t3200000t，则该车间年产合格钢坯量可以满足设计需求。1.4主厂房工艺布置氧气转炉炼钢车间的主体部分是主厂房，包括原料跨、炉子跨和浇注跨三大跨间。为了使各种物流运行顺向，将原料跨和浇注跨布置在炉子跨的两侧。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除3资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1.4.1原料跨间布置原料跨

19、内主要完成兑铁水、加废钢和转炉炉前的工艺操作。其两端分别布置铁水和废钢工段，采用混铁车运输铁水。其中布置铁水预处理站、铁水倒罐站。铁水预处理采取三站工作制，脱硫预处理站脱硅预处理站脱磷预处理站。由于脱硫的条件和脱硅脱磷不一样，考虑到工艺的顺畅，故将脱硫处理布置在铁水预处理第一站，由于脱磷要求硅含量低于0.15%，因此将脱硅预处理置于脱磷之前。铁水预处理站内设置两条运输线和与其垂直的受铁坑（铁水坑位于铁水线下面），一个受铁坑有两个铁水转注位置。铁水预处理采用喷粉处理工艺，喷吹石灰粉配加石灰石粉及石灰系脱磷剂，预处理后采用机械扒渣。在原料跨的一端设废钢工段供应废钢，用电磁吊车装入废钢料斗，称量后待

20、用。1.4.2炉子跨的布置炉子跨是车间中厂房最高，建筑结构最复杂和单位投资最多的跨间。很多重要的生产设备与辅助设备都布置在这里，其中包括转炉，转炉倾动系统，散装料供应系统和加料、供氧系统，底吹气系统，烟气净化系统，出渣、出钢设施，拆修炉设备。炉子跨采用横向布置。烟道和烟罩皆沿跨间朝炉后弯曲，一是便于氧枪和副枪穿过烟罩插入转炉内，二是有一个连续的更换氧枪的通道，换枪方便。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除4资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除散装料的各个高位料仓沿炉子跨纵向布置，在其顶部有分配皮带机通过，高位料仓布置在紧靠烟道的后面，这样烟道倾角较大，不

21、易积灰。转炉烟气净化采用湿法文氏管洗涤器，布置在炉子跨内。转炉修炉方法采用上修法，烟罩下部可侧向移动。1.4.3精炼跨的布置由于产品大纲要求，本设计的精炼工艺流程为：转炉LF炉。LF主要起脱氧、脱硫及调温调整成份作用，提高连铸率和钢水收得率。1.4.4浇注跨的布置本设计采取全连铸工艺，在连铸跨内安放中间包、结晶器、二冷段、拉矫机。在出坯跨中设置毛刺喷印设备、在线监控和检测设备、废坯清除、精整设备和铸坯热运输设备。这种布置简化了工艺流程和运输组织，占地少，机械化和自动化程度高，有利于实现铸坯直接热送、热装及连铸连轧。连铸设备采用横向布置，钢水运送距离短、物料流程合理，便于增加和扩大连铸机的生产能

22、力，把不同的作业分开，各项操作互不干扰，适于全连铸车间。连铸车间工艺布置的原则是：钢水供应方便，重视中间包拆卸、修砌和烘烤，以及对结晶器和二冷扇形段的更换、对弧等设备设置专门工作区，留有适当的铸坯精整区域，采用计算机技术等。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除5资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除1.5原材料方案设计1.5.1金属料（1）铁水铁水是转炉的主要金属原料，占金属料装入量的70%100%，为了保证冶炼过程顺利，铁水必须满足要求。转炉通常要求铁水温度必须大于1350，硅是铁水中主要发热元素之一，生成的SiO2是渣中的酸性成分。转炉铁水含硅量以在0

23、.3%0.8%为宜，前后波动应为0.15%。锰是钢中有益元素，锰可加速石灰熔化，提高终点钢水残锰量和提高脱硫效果，通常含量在0.5%左右。磷是高炉中不能去除的元素，各种碱性炼钢法都能脱磷，但转炉的冶炼要求尽量有稳定的含磷量，以稳定转炉的吹炼制度。硫在大多数钢种是有害元素，在氧化性气氛下，采用双渣、换渣或大渣量，可以脱除较多的硫，硫含量通常小于0.5%。（2）废钢氧气转炉用铁水炼钢因热量富余故可加入10%30%的废钢，作为调正吹炼温度的冷却剂，采用废钢冷却可降低转炉的钢铁料、造渣料和氧气的消耗。对外形尺寸和单重过大的废钢，应预先进行解体和切割、不装伤炉衬和加速熔化。对轻薄料应打包或压块，以缩短装

24、料时间，块度最长0.5m，最大重量100kg，最大面积0.15m2。（3）铁合金资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除6资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除炼钢生产中广泛使用各种脱氧合金化元素与铁的合金，铁合金必须加工成一定块度使用，并要数量准，成分明，干燥纯净，不混料，在保证钢质量的前提下，选用适当牌号铁合金，对熔点较低和易氧化的合金，可在低温（200）下烘烤。熔点高和不易氧化的合金应在高温（800）下烘烤并要保证足够的时间。1.5.2散状材料（1）石灰石灰是碱性炼钢法的基本造渣材料，对石灰化学成分的要求是CaO含量应高而SiO2和S的含量应尽可能低，把

25、灼减控制在4%70%，块度一般以540mm为宜石灰质量要求：CaO90%，SiO23%，S0.1%，过烧率14%。（2）萤石萤石能使CaO和阻碍石灰熔解的2CaOSiO2外壳的熔点显著降低，加速石灰熔解，迅速改善炉渣流动性。对萤石的成分要求CaF2高，硫成分和水分要低。其块度一般为540mm。（3）生白云石其主要成分是CaCO3MgCO3，用白云石造渣可使渣中保持一定量的MgO以减少炉渣对炉衬的倾蚀，对白云石的要求，一般为MgO20%，块度为540mm（4）其他资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除7资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除合成渣料采用FexO

26、y或CaF2或MgO作熔剂与石灰制成的复合渣料，氧气要求纯度大于99.5%，铁矿石要求是Fe2O3或Fe3O4含量高的富矿，增碳剂含量应大95%，粒度适中。2物料平衡与热平衡2.1物料平衡2.1.1计算原始数据基本数据有冶炼钢种及其成分，金属料铁水和废钢的成分。终点钢水成分（表2-1）造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分（表2-2），脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率（表2-3）其它工艺参数（表2-4）。表2-1钢种、铁水、废钢、和终点钢水的成分设定值（质量百分数）成CSiMnPS类别20Mn分0.200.300.800.0350.035铁水设定值废钢设定值终点钢水设定值(1)4.200.200.

27、100.800.30痕迹0.600.800.180.2000.0300.0200.0350.0300.021(1)C和Si按实际生产情况选取Mn、P、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。注：本计算设定的冶炼钢种为20Mn表2-2原材料成分（质量百分数）CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5SCO2H2OC灰成分类别石灰88.02.502.601.500.500.100.064.640.10分挥发分萤石0.305.500.601.601.5088.00.900.101.50资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除8白云石炉衬资料内

28、容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除36.400.8025.601.0036.21.203.0078.801.401.6014焦炭0.5881.512.45.52表2-3铁合金成分（分子）及其回收率（分母）成CSiMnAlPSFe类分别硅铁锰铁6.60/90(1)73.00/750.50/750.50/8067.80/802.50/00.05/1000.23/1000.03/1000.13/10023.92/10024.74/100(1)10%C与氧生成CO2表2-4其它工艺参数设定值名称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

29、)折算烟尘量喷溅铁损参数%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%，为20%）为铁水量的1%名称渣中铁损（铁珠）氧气纯度炉气中的自由氧量气化去硫量金属中C的氧化产物废钢量参数为渣量的6%99%，余者为N20.5%（体积比）占总去硫量的1/390%C氧化成CO，10%氧化成CO2由热平衡计算确定2.1.2物料平衡基本项目收入项支出项铁水钢水废钢炉渣资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除9资料内容仅供您学习参考，

30、如有不当之处，请联系改正或者删除熔剂（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2.1.3计算步骤（1）计算脱氧合金化前的总渣量及其成。总渣量包括铁水中元素的氧化、炉衬蚀损和加入熔剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表2-52-7.总渣量及其成分如表2-8.表2-5铁水中元素的氧化产物及其成渣量元素CSiMnPSFe反应产物元素氧化量（kg）耗氧量（kg）产物量（kg）C-CO4.1090%=3.6904.9208.610C-CO24.1010%=0.4101.0901.500Si-(SiO2)0.8000.9101.710Mn-(MnO)0.4200.1200.540P-(P

31、2O5)0.1800.2300.410S-SO20.0141/3=0.0050.0050.010S+(CaO)=(CaS)+(O)0.0142/3=0.009-0.005(1)0.021（CaS）Fe-(FeO1.07656/72=0.8370.2391.076Fe-(Fe2O30.606112/160=0.4240.1820.6066.7757.691合计备注入渣入渣入渣入渣入渣入渣成渣量(1)CaO还原出来的氧量：消耗的CaO量为：0.00956/32=0.016kg表2-6炉衬蚀损成渣量4.343入渣组分之和炉衬蚀成渣组分（kg）气态产物耗氧量(kg)损量（kg）CaOSiO2MgOAl

32、2O3Fe2O3C-COC-CO2C-CO，CO20.3140.3140.3(据表2-4)0.0040.0090.2360.0040.0050.3149028/12=0.0881044/120.015（9016/12+1032/12）0.062资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除10资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除合计0.2580.103类加入量别（kg）CaO表2-7加入熔剂的成渣量成渣组分（kg）气态产物（kg）MgOSiO2Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H2OCO2O2萤0.50.0020.0030.0280.0080.0080.0

33、050.0010.4400.005石（据表2-4）生2.50.9100.6400.0200.0250.905白（据表云石2-4）石6.67(1)5.863(2)0.1730.1670.1000.0330.0070.0090.0070.3090.002(3)灰合6.7750.8160.2150.1330.0410.0120.0100.4400.0121.2140.002计成渣量8.442(1)石灰加入量计算如下：渣中已含（CaO）0.016+0.004+0.002+0.9100.900kg渣中已含（SiO2）1.710+0.009+0.028+0.0201.767kg。因设定的终渣碱度R=3.5

34、，故石灰加入量为R(SiO2)-(CaO)/(%CaO石灰-R%SiO2石灰)=6.67kg(2)为（石灰中CaO含量）-（石灰中SCaS自耗CaO的量）(3)为CaO还原出的氧量：6.670.0632/560.002表2-8总渣量及其成分（kg）炉渣成分CaOSiO2MgOAl2O3MnOFeOFe2O3CaF2P2O5CaS合计元素氧化成渣量kg1.7100.5401.076(2)0.606(3)0.4100.0214.343石灰成渣量kg5.8630.1670.1730.1000.0330.0070.0096.352炉衬蚀损成渣量kg0.0040.0090.2360.0040.0050.

35、258生白云石1.595成渣量kg0.9100.0200.6400.025资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除11萤石成渣量kg总渣量kg资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除0.0020.0280.0030.0080.0080.4400.0050.0010.4956.7791.9341.05251.9714.838.070.1371.050.5403.991.0768.250.6525.000.4400.4220.0313.373.230.2413.043(1)100.00(1)总渣量计算：表2-8除(FeO)和(Fe2O3)以外的渣量为：.779+1.

36、934+1.052+0.137+0.540+0.440+0.422+0.03111.335kg。由表2-4知，终渣（FeO）15，又因为（Fe2O3）/（FeO）1/3，所以（Fe2O3）5，（FeO）8.25，总渣量为11.315/86.75%=13.066kg(2)(FeO)量=13.0438.25%=1.076kg(3)(Fe2O3)量=13.0435%-0.033-0.005-0.008=0.606kg（2）计算氧气消耗量氧气实际消耗量系消耗项目与攻入项目之差，详见表2-9。表2-9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7.691铁水中S与Ca

37、O反应还原出的氧量0.005炉衬中碳氧化耗氧量0.062烟尘中铁氧化耗氧量0.034炉气中自由氧含量0.060石灰中S与CaO反应还原出的氧量0.0027.829-0.007+0.069(1)=合计8.135合计0.0077.891(1)为炉气中氮气重量（表2-10）（3）计算炉气量及其成分炉气中含有CO、CO2、O2、N2、SO2和H2O。其中CO、CO2、SO2和H2O可由表57查得，O2和N2则由炉气总体积来确定。先计算如下。炉气总体积V:9932G0.5%VVxVV0.5%V122.4gs98.51V99Vg0.7GsVx资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除12资料

38、内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除=8.463m3式中VgCO、CO2、SO2和H2O诸组分之总体积，m3。本计算中，其值为8.69822.4/28+2.72922.4/44+0.01022.4/64+0.01222.4/18=8.366m3；Gs不计自由氧的氧气消耗量，kg。本计算中，其值为8.093kg（见表2-9）；Vx铁水与石灰中的S与CaO反应还原出的氧量。本计算中，其值为0.007kg（见表2-9）0.5%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2-10表2-10炉气量及其成分炉气成分COCO2SO2H2OO2N2合计炉气量（kg）8.

39、6982.7290.0100.0120.060*0.069*11.578体积（m3）8.69822.4/286.9582.72922.4/441.3890.01022.4/640.0040.01222.4/180.0150.042(1)0.055(2)8.463体积82.2216.400.050.180.500.65100.00(1)炉气中O2体积为8.4630.5%=0.042m3；重量为0.04232/22.4=0.060kg(2)炉气中N2的体积系炉气总体积与其它成分的体积之差（4）计算脱氧合金化前的钢水量钢水量Qy铁水量铁水中元素的氧化量烟尘喷溅渣中的铁损1006.7751.50（75

40、56/72+20112/1601+13.0666）90.377kg资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除13资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除列出脱氧合金化前的物料平衡表（表2-11）表2-11未加废钢时的物料平衡表收入支出项目铁水石灰萤石生白云石炉衬氧气合计质量(kg)100.006.670.502.500.308.22118.1984.615.650.422.120.256.95100.00项目钢水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠合计质量（kg）90.3813.0711.581.001.500.78118.3176.4011.039.790.851.270.

41、66100.00注：计算误差为（118.19118.3）/118.191000.10第五步：计算加入废钢的物料平衡，利用表2-1中的数据计算废钢中元素的氧化量及其耗氧量和成渣量（表2-12），计算过程和表2-5计算过程一样。表2-12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）进入钢中的来量（kg）CSiMnC-COC-CO2Si-SiO213.980.08900.01013.980.08100.00113.980.250.03513.980.370.0520.0130.0030.0400.0150.023（入气）0.004（入气）0.075（入渣）

42、0.067（入Mn-MnO渣）PSP-(P2O5)S-SO213.980.0100.00113.980.0091/30.000413.980.0092/30.00080.0010.00040.00040.002（入渣）0.0008（入气）0.002（CaSS+(CaO)=(CaS)+O入渣）合计0.1000.06813.980.10013.88成渣量（kg）0.146将表2-11与表2-12合并，得到加入废钢后的物料平衡。（表2-13与表2-14）表2-13加入废钢的物料平衡表（以100kg铁水为基础）资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除14收入资料内容仅供您学习参考，如有

43、不当之处，请联系改正或者删除支出项目铁水废钢石灰萤石轻烧白云重量（kg）100.0013.986.670.502.5076.589.705.110.381.91项目钢水炉渣炉气喷溅烟尘重量（kg）90.38+13.98104.3613.04+0.1513.1911.58+0.02811.611.001.5078.8010.008.770.761.13石炉衬0.300.23渣中铁珠0.780.60氧气8.215+0.078.2856.09合计132.24100.00合计132.44100.00注：计算误差为（132.24132.44）/132.241000.15表2-14加入废钢后的物料平衡表（

44、以100kg（铁水+废钢）为基础）收入支出项目铁水废钢石灰萤石轻烧白云石炉衬氧气合计重量（kg）86.0213.985.880.442.200.267.31116.0976.589.705.110.381.910.236.09100.00项目钢水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠重量（kg）89.7711.359.990.861.290.67113.9378.6010.058.850.761.140.60100.00MnMn锰铁含Mn%Mn回收率%钢水量W（5）计算脱氧合金化后的物料平衡。根据钢种成分设定值（表2-1）和铁合金成分及其烧损率（表2-3）算出锰铁和硅铁的加入量及其元素的烧损量，将所得结果与

45、表2-14合并，得到冶炼一炉钢的总物料平衡表。锰铁加入量WMn为：%Mn%钢种终点=0.80%-0.18%89.7767.80%80%=1.02kg资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除15资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除硅铁加入量WSi为：WSi=Si钢种%Si终点%加锰铁后的钢水量SiFeMn硅铁含Si%Si回收率%=25%(89.771.02)0.00273.00%75%=0.49kg铁合金中元素的损量和产物量列于表2-15表2-15铁合金中元素及产物量类别元素C烧损量1.026.6010脱氧量0.018成渣量炉气量0.026入钢量（kg）1.0

46、26.60900.007（CO2）0.061锰MnSi1.0267.80200.1381.020.50%250.0450.0010.1830.0021.0267.80800.5531.020.500.00175%=0.004铁PSFe1.020.23%=0.0021.020.13=0.0011.0224.74=0.252合计Al0.1460.492.501000.0640.0100.1850.0060.0260.8750.012硅MnSi0.490.50200.00050.4973.00250.0001（1）0.1020.00050.1910.490.50800.0020.4973.00750

47、.0890.268PS0.490.050.0002*0.490.03铁0.0001*Fe0.4923.920.117合计0.1020.1120.1980.387总计0.2480.1760.3820.0261.262（1）表示可以忽略。脱氧合金化后的钢水成分资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除160.0040.2680.5530.002100%0.79%资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除C:0.10%0.061100%0.17%91.03Si:100%0.30%91.03Mn:0.180%91.03P:0.020%S:0.021%0.002100%0.0

48、22%91.030.001100%0.022%92.25碳含量未达到设定值，则需向钢包内加焦粉增碳。设其加入量为W1，则W1(0.200.17)%钢水量焦炭含碳量（%）C回收率（%）=0.03%91.0381.50%75%=0.036kg焦粉生成的产物如表2-16表2-16焦粉生成的产物碳烧损量（kg）耗氧量（kg）气体量(1)（kg）成渣量（kg）碳入钢量（kg）0.03681.50250.0070.00732/120.0190.026+0.036（0.58+5.52）0.0250.03612.400.0040.03681.50750.022(1)CO2、H2O和挥发分之总和将表2-14、2

49、-15、2-16合并归类，得到总物料平衡表2-17表2-17总物料平衡表收入支出项目铁水废钢石灰萤石轻烧白云石炉衬质量（kg）86.0213.985.880.442.200.26%73.0011.865.000.371.900.22项目钢水炉渣炉气喷溅烟尘渣中铁珠质量（kg）89.77+1.26+0.022=91.0711.35+0.382+0.004=11.749.99+0.026+0.025=10.040.881.320.6978.6910.148.670.761.140.60氧气7.516.37资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除17资料内容仅供您学习参考，如有不当之

50、处，请联系改正或者删除锰铁硅铁焦粉合计1.020.490.036117.840.870.420.03100.00115.74100.00计算误差：（115.74-117.84）/115.741001.812.2热平衡计算2.2.1计算原始数据各种入炉料及产物的温度（表2-18）、物料平均热容（表2-19）、反应热效应（表4-20），溶入铁水中的元素对铁熔点的影响（表2-21）。其他数据参照物料平衡选取。表2-18入炉物料及产物的温度设定值名称入炉物料产物温度（）铁水(1)1250废钢25其它原料25炉渣与钢水相同炉气1450烟尘1450(1)纯铁熔点1536表2-19物料平均热容物料名称固态平

51、均热容（kJ/kgk）熔化潜热液态或气态平均热容（kJ/kgk）生铁0.7452180.837钢0.6992720.837炉渣2091.248矿石1.047209烟尘0.996209炉气1.137表2-20炼钢温度下的反应热效应组元CCSiMnPFeFeSiO2P2O5CaCO3MgCO3化学反应C+1/2O2=CO氧化反应C+O2=CO2氧化反应Si+O2=(CO2)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2Fe+3/2O2=(Fe2O3)氧化反应（SiO2)+2(CaO)=(2CaOSiO2)成渣反应（P2O5)

52、+4(CaO)=(4CaOP2O5)成渣反应CaCO3=(CaO)+CO2分解反应MgCO3=(MgO)+CO2分解反应（kJ/mol）139420418072817682361740117656323822972243297133693054169050118020（kJ/kg）1163934834292026594189804250646016204880169014052-21溶入铁中的元素对铁熔点的降低值资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除18资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除元素CSiMnPSAlCrN、H、O在铁中的极限5.4118.5无2

53、.80.1835.0无溶解度溶入1元素657075限5808590100830253限1.5使铁熔点的降低值氮、氢、氧溶入铁熔点降低值6适用含量范围（）1.01.02.02.53.03.54.03150.70.081182.2.2计算步骤以100kg铁水为基础（1）计算热收入Qs。包括铁水物理热、元素氧化热及成渣热、炉衬中碳的氧化热、烟尘氧化热。1）铁水物理热Qw；根据纯铁熔点，铁水成分以及溶入元素对铁熔点的降低值（表2-18、2-1和2-21）计算铁水熔点Tt，由铁水温度和生铁比热（表2-18和表2-19）确定QwTt1536（4.2100+0.88+0.65+0.230+0.03525）6

54、1094Qw1000.745（109425）+218+0.837（12501094）114500.00KJ2）元素氧化热及成渣量热Qy：根据铁水中元素氧化量和反应热效应（表2-20）算出，其结果列于表2-22中。资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除19资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除表2-22元素氧化热和成渣热反应产物C-COC-CO2Si-SiO2Mn-MnOFe-FeO氧化热或成渣热（kJ）3.6901163942947.910.4103483414281.940.8002920223361.600.42065942769.480.8374250

55、3557.25反应产物Fe-Fe2O3P-P2O5P2O5-4CaOP2O5SiO2-2CaOSiO2合计Qy氧化热或成渣热（kJ）0.42464602739.040.180189803416.400.42248802059.361.93416203133.0898266.063）炉衬中碳的氧化热Ql：根据炉衬蚀损量及其含碳量确定Ql0.3149011639+0.3141034834586.25kJ4）烟尘氧化热Qc：由表2-4给出的烟尘量参数和反应热效应计算Qc1.5（7556/724250+20112/1606460）5075.36kJ故热收入总值为：QsQw+Qy+Ql+Qc218427

56、.82kJ（2）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，渣中铁珠物理热，喷溅物理（金属热），轻烧白云石分解热，热损失，废钢吸热。1）钢水物理热Qg：先根据铁水熔点的方法确定钢水熔点Tg，再根据出钢和镇静时的实际温降，以及要求的过热度（一般为5090）确定出钢温度Tg；最后由钢水量和热容算出物理热。Tg1536（0.1065+0.185+0.02030+0.02125）61520（式中:0.10，0.18，0.020，和0.021分别为终点钢水C、Mn、P和S的含量）资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除20资料内容仅供您学习参考，如有不当之

57、处，请联系改正或者删除Tz1520+50+50+601680（式中：50，50和60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）Qg90.3770.699（152025）+272+0.837（16801520）131130.20kJ2）炉渣物理热Qr：令终渣温度与钢水温度相同，则得：Qr13.0661.248（168025）+20929717.83kJ3）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（表2-23）表2-23某些物料的物理热项目炉气物理热烟尘物理热渣中铁珠物理热喷溅金属物理热合计参数（kJ）11.581.137（145025）18762

58、.211.50.996（145025）+2092442.450.780.699（152025）+272+0.887（16801520）1267.8710.699（152025）+272+0.887（16801520）1457.33Qx23929.86备注1450系炉气和烟尘的温度1520系钢水熔点4）生白云石分解热Qb：根据其用量、成分和表2-20所示的热效应计算Qb2.5（36.401690+25.601405）2437.10kJ5）热损失Qq：其它热损失带走的热量一般约占总热收入的38，在这取5，则Qq218427.67510921.38kJ6）废钢吸热Qf：用于加热废钢的热量系剩余热量，

59、即：资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除21资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除Qf=Qs-Qg-Qr-Qx-Qb-Qq=20291.29故废钢加入量Wf为：Wf20291.2910.699（152025）+272+0.837（16801520）13.98kg故废钢比为：13.98/(100+13.98)100%=12.27%热平衡表计算结果列于表2-24表2-24热平衡表收入支出项目铁水中物理热元素氧化热和热量（kJ）114500.0098266.0652.4244.99项目钢水物理热炉渣物理热热量（kJ）131130.2029717.8360.341

60、3.68成渣热其中C氧化Si氧化Mn氧化P氧化57229.8523361.602769.483416.4026.2010.701.271.57废钢吸热炉气物理热烟尘物理热渣中铁珠物理20291.2918762.212442.451267.879.298.591.120.58热Fe氧化6296.292.88喷溅金属物理1457.330.67热SiO成渣2PO成渣25烟尘氧化热3133.082059.365075.361.430.942.32轻烧白云石分解热热损失2437.1010921.381.115.00炉衬中碳的氧化热586.250.27合计218427.67100.00合计218427.6