轉炉炼钢课程设计.docVIP

目 录 1 转炉物料平衡与热平衡计算 1 1.1 原始数据的选取 1 1.2 物料平衡计算 3 1.3 热平衡的计算 9 1.4 吨钢物料平衡 13 2 转炉炉型设计 14 2.1 炉型的选择 14 2.2 几个重要参数 14 2.3 转炉主要尺寸的确定 14 3 氧枪喷头设计 18 3.1 原始条件 18 3.2 计算氧气流量 18 3.3 计算设计工况氧压和喉口直径 19 3.4 确定喷孔出口直径 19 3.5 确定喷孔其它几何尺寸 19 3.6 确定喷头五喷口中心分布圆直径 19 3.7 枪身各层钢管计算 20 3.8 喷头简图 21 参考文献 22 结 束 语 23 1 转炉物料平衡与热平衡计算 物料平衡是计算转炉炼钢过程中加入炉内和参与炼钢的全部物料（如铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料、被侵蚀的炉衬等）和炼钢过程中的产物（如废钢、炉渣、烟尘等）之间的平衡关系。 热平衡是计算转炉炼钢过程的热量收入（如铁水的物理热、化学热）和热量支出计算（如钢水、炉渣、炉气的物理热、冷却剂融化和分解热）之间的平衡关系。 1.1 原始数据的选取 1.1.1 原材成分（表1-1~1-4） 表1-1 铁水、废钢的成分（%） 原料 C Si Mn P S 温度/℃ 铁水 4.20 0.50 0.34 0.13 0.025 1255 废钢 0.18 0.20 0.52 0.022 0.025 25 表 1-2 渣料和炉衬材料成分（%） 种类 CaO SiO2 MgO Al2O3 S P CaF2 FeO Fe2O3 烧碱 H2O C 石灰 91.0 2.0 2.0 1.5 0.05 3.45 矿石 1.0 5.61 0.52 1.10 0.07 29.4 61.8 0.05 萤石 6.0 0.58 1.78 0.09 0.55 89.0 2.00 白云石 55.0 3.0 33.0 3.0 1.0 5.0 炉衬 54.0 2.0 38.0 1.0 5.0 表 1-3 各材料的热容 项目 固态平均热容/kJ·kg-1k-1 溶化潜热/kJ·kg-1 液（气）态平均热容/kJ·kg-1k-1 生铁 0.745 217.568 0.8368 钢 0.699 271.96 0.8368 炉渣 209.20 1.247 炉气 1.136 烟尘 1.000 209.20 矿石 1.046 209.20 表 1-4 反应的热效应（25℃） 元素 反应 反应热/ kJ.kg-1 C [C]+1/2＝CO10950 C [C]+O2＝CO234520 Si [Si]+O2＝SiO228314 P 2[P]+5/2O2＝ P2O518923 Mn [Mn]+1/2O2＝MnO7020 Fe Fe+1/2O2＝MnO5020 Fe Fe+3/2O2＝Fe2O36670 SiO2 Si O2+2CaO＝2CaO·SiO22070 P2O5 P2O5+4CaO＝4CaO·P2O55020 1.1.2 假设条件 根据各类转炉生产实践过程假设： （1）渣中铁珠量为渣量的8%； （2）喷溅损失为铁水量的1%； （3）熔池中碳的氧气化生成90%CO，10%CO2; （4）烟尘量为铁水量的1.6%，其中FeO为77%，Fe2O3为20%; （5）炉衬的侵蚀量为铁水量的0.5%； （6）炉气温度取1450℃，炉气中自由氧含量为总炉气量的0.5%； （7）氧气成分：98.5%O2,1.5%N2。 1.1.3 冶炼钢种及规格成分 要求冶炼低碳钢；以Q235钢为例，其规格成分为（%）： C 0.15， Si 0.12， Mn 0.10， P 0.02， S 0.02 1.2 物料平衡计算 根据铁水、渣料质量以及冶炼钢种要求，采用单渣法操作。为了简化计算，以100kg铁水为计算基础。 1.2.1 渣量及成分计算 （1）铁水中元素氧化量（表1-6） 表 1-5 铁水中元素氧化值 元素/% 项目 C Si Mn P S 铁水 4.2 0.5 0.34 0.13 0.025 钢水 0.16 0 0.102 0.020 0.016 氧化量 4.040 0.500 0.238 0.111 0.009 说明：本说明书取脱磷率85%，脱硫率35%；钢水中残余锰量取30%。 （2）各元素耗氧量及氧化产物量（表1-6） 表 1-6 铁水中元素氧化量、氧化产物量 元素 反应 元素氧化量/kg 耗氧量/kg 氧化产物量/kg C [C]+1/2O2＝CO4.