年产100万吨重轨钢可行性研究

1、目录1.产品品及工艺艺流程.3 1.1产品品的确定定.3 1.2工艺艺流程.3 1.3方案案可行性性.32.选择择初炼炉炉型、座座数并核核算年产产量.33.供应应方式和和预处理理.3 3.11铁水供供应.3 3.2废钢钢供应.3 3.3铁水水预处理理.33.3.1铁水水预脱硫硫.33.3.2铁水水预脱硅硅.43.3.3铁水水预脱磷磷.444.炼钢钢过程的的物料平平衡和热热平衡计计算44.1物物料平衡衡计算.444.1.1计算算原始数数据.44.1.2物料料平衡基基本项目目.54.1.3计算算步骤.55 4.2热平平衡计算算1104.2.1计算算所需原原始数据据.1004.2.2计算算步骤.11

2、5.确定定初炼炉炉型及尺尺寸.122 5.11炉型.12 5.22熔池尺尺寸.135.2.1熔池池直径.135.2.2熔池池深度.13 5.33炉身尺尺寸.13 5.44炉帽尺尺寸.13 5.55出钢口口尺寸.136.浇铸铸方案及及连铸机机型选择择和布置置.15 6.11连铸方方案.156.2连连铸机.1157.炉外外精炼设设备的选选取.1558.车间间工艺布布置方案案的设计计、厂房房主要尺尺寸的计计算.1558.1装装料跨布布置.158.1.1铁水水供应与与铁水预预处理布布置.168.1.2废钢钢供应布布置.168.1.3出渣渣方式.168.1.4装料料跨尺寸寸.116 8.22转炉跨跨布置

3、.168.2.1转炉炉跨的布布置.168.2.2转炉炉跨的横横向布置置.168.2.3转炉炉跨的纵纵向布置置.168.2.4转炉炉跨各层层平台的的布置.168.2.5转炉炉跨吊车车鬼面标标高和转转炉跨宽宽度、长长度16 8.33连铸各各跨布置置.1778.3.1连铸铸浇注跨跨.178.3.2连铸铸出坯跨跨.178.3.3连铸铸区域尺尺寸.179.参考考文献.171.产品品及工艺艺流程1.1确确定产品品（钢材材）方案案 钢种种为时速速2000km重重轨钢（60kkg/mm），钢钢号为UU71MMn 其化化学成分分（%）钢号CSiMnPSVAlU71MMn0.6550.770.1550.351.1

4、001.500.0030.003残留0.00041.2拟拟定产品品的工艺艺流程 LLD吹氩LF炉炉RH真真空脱气气模铸1.3技技术可行行性精炼过程程采用LLF炉处处理，其其埋弧加加热功能能的辐射射热小，对炉衬衬有保护护作用，与此同同时加热热的热效效率也比比较高，热利用用率好；碱性白白渣下精精炼功能能使炉内内有很强强的还原原性，可可以降低低钢液中中的的氧氧、硫及及夹杂物物的含量量；惰性性气体搅搅拌功能能有利于于钢液的的脱氧、脱硫反反应，可可以加速速渣中氧氧化物的的还原。加速钢钢液的温温度与成成分的均均匀，能能精确的的调整复复杂的化化学组成成而这对对优质钢钢又是必必不可少少的；其其惰性气气体保护护

5、功能保保证了精精炼时炉炉内的还还原气氛氛，钢液液的脱氧氧、脱硫硫能力得得到提高高。2.选择择初炼炉炉型，炉炉子座数数，并核核算年产产量。有课程题题目为年年产1000万吨吨铁路用用重轨钢钢可知，初步选选定炉子子公称容容量为880吨的的转炉，采用“三吹二二”制，所所以选着着2座转炉炉。 年产量核核算：设设转炉作作业率为为85%，平均均冶炼时时间为333分钟钟。则该车间间的年产产钢水量量：W=nNNq =114400365585%80/334=105512000（tt）3.选定定铁水（废钢）供应方方式和预预处理方方案3.1铁铁水供应应混铁炉：混铁炉炉有炉体体、炉盖盖开闭机机构和炉炉体倾动动机构三三部

6、分组组成。炉体为为短圆柱柱体容器器，其长长度和直直径相近近，以减减小其比比表面积积，从而而降低散散热损失失。受铁铁口和出出铁口都都在中心心断面，受铁口口在顶部部，出铁铁口和水水平面呈呈21-222夹角。混铁炉炉内衬用用粘土砖砖和镁砖砖。 3.22废钢供供应废钢斗：由普通通吊车像像兑铁水水那样装装入转炉炉。 3.33预处理理3.3.1铁水水预脱硫硫工艺：采用KKR搅拌拌法，以以一种外外衬耐火火材料的的搅拌器器侵入铁铁水罐内内旋转搅搅动铁水水，使铁铁水产生生漩涡，同时加加入脱硫硫剂，使使其卷入入铁水内内部进行行充分反反应，从从而达到到铁水脱脱硫的目目的。3.3.2铁水水预脱硅硅工艺：出铁场场脱硅，

7、采用自自然落下下的上置置法，铁铁水落下下流搅拌拌。3.3.3铁水水预脱磷磷工艺：铁水包包喷吹法法。4.炼钢钢过程的的物料平平衡和热热平衡计计算 4.11物料平平衡计算算4.1.1计算算原始数数据基本原始始数据：冶炼钢钢种及其其成分、铁水和和废钢成成分、终终点钢水水成分（表1）；造渣渣用溶剂剂及炉衬衬等原材材料的成成分（表表2）；脱氧和和合金化化用铁合合金的成成分及其其回收率率（表33）；其其他工艺艺参数（表4）。表1 钢水、铁水、废钢和和终点钢钢水的成成分设定定值 成分含含量/%类别CSiMnPS钢种U771Mnn设定值值0.7000.2551.2440.00400.0040铁水设定定值4.2

8、000.8000.8000.20000.0330废钢设定定值0.2880.2550.5550.03300.0220终点钢水水设定值值0.200痕迹0.2440.02200.0118本计算设设定钢种种为U771Mnn。C和和Sii按实实际产生生情况选选取；Mn、PP和S分分别按铁铁水中相相应成分分含量的的30%、100%和660%留留在刚水水中设定定。表2 原材材料成分分成分/%类别CaOSiO22MnOAl2OO3Fe2OO3CaF22P2O55SCO2H2OC灰分挥发分石灰88.002.5002.6001.5000.5000.1000.0664.6440.100萤石0.3005.5000.6

9、001.6001.50088.0000.9000.1001.500生白云石石36.440.80025.661.00036.22炉衬1.2003.00078.001.4001.60014.00焦炭0.58881.5512.4405.522表3 铁合金金成分（分子）及其回回收率成分含量量/回收收率/%类别CSiMnAlPSFe硅铁73.000/7750.500/8002.500/00.055/10000.033/100023.992/1100锰铁6.600/9000.500/75567.88/8000.233/10000.133/100024.774/110010%与与氧生成成CO22。表4 其他

10、他工艺参参数设定定值名称参数名称参数终渣碱度度萤石加入入量生白云石石加入量量炉衬蚀损损量终渣(FeeO)含含量(按按向钢中中传氧量量(Fee2O3)=11.355(FeeO)折折算)烟尘量喷吹铁损损(CaaO)/(SiiO2)=33.5 为铁铁水量得得0.55% 为铁铁水量得得2.55% 为铁铁水量得得0.33% 155%,而而(Fee2O3)/(FeeO)=1/33，即(Fee2O3)=55%，(FeeO)=8.225% 为铁铁水量得得1.55%(其其中(FeeO)为为75%,(Fee2O3)为220%) 为铁铁水量得得1%渣中铁损损（铁珠珠）氧气纯度度炉气中自自由氧含含量气化去硫硫量金属中

11、C的的氧化产产物废钢量 为渣渣量的66% 999%,余余者为NN2 0.5%(体积比比) 占总总去硫量量得1/3 900%C氧氧化成CCO,110%CC氧化成成CO22 由热热平衡计计算确定定，本计计算结果果为铁水水量得113.221%，即废钢钢比为111.667%4.1.2物料料平衡基基本项目目收入项有有：铁水水、废钢钢、溶剂剂、氧气气、炉衬衬损失、铁合金金。 支出项项有：钢钢水、炉炉渣、烟烟尘、渣渣中铁珠珠、炉气气、喷溅溅。4.1.3计算算步骤第一步：计算脱脱氧和合合金化前前的总渣渣量及其其成分。总渣量包包括铁水水中元素素氧化，炉衬蚀蚀损和加加入溶剂剂的成渣渣量。其其各项成成渣量分分别列于

12、于表5表7。总渣渣量及其其成分如如表8所示。第二步：计算氧氧气消耗耗量。氧气实际际消耗量量消耗项项目与供供入项目目只差。见表99。表5 铁水中中元素的的氧化产产物及其其成渣量量元素反应产物物元素氧化化量/kkg耗氧量/kg产物量/kg备注CCCOO4.090%=3.6004.80008.4000CCOO24.010%=0.4001.06671.04467SiSi(SiiO2)0.80000.91101.7110入渣MnMn(MnnO)0.56600.16630.6445入渣PSP(P2O5)0.18800.23300.4110入渣SSOO20.01121/33=0.00440.00040.00

13、08S+(CaaO)(CaaS)+(O) 0.00122/33=0.008-0.00040.0114（CCaS）入渣FeFe(FeeO)1.088756/72 =0.84550.24411.1777入渣（见见表8Fe(Fee2O3)0.61131122/1660=00.42230.17750.4223入渣（见见表8）合 计计6.82217.5993成渣量4.5662入渣组分分之和-0.0044为SS与CCaO反反应放出出的OO. 消耗耗CaOO的量=0.008 56/32=0.0014kkg。表6 炉衬蚀蚀损的成成渣量炉衬蚀损损量/kkg成渣组分分/kgg气态产物物/kgg耗氧量/kgCaOS

14、iO22MgOAl2OO3Fe2OO3CCOOCCOO2CCOO,COO20.3（据表44）0.00040.00090.23360.00040.00050.314%90%28/12=0.00880.314%10%44/12=0.00150.314%(900%16/1210%32/12)=0.0622合 计计0.25580.10030.0662表7 加入溶溶剂的成成渣量类 别别加入量/kg成渣组分分/kgg气态产物物/kggCaOMgOSiO22Al2OO3Fe2OO3P2O55CsSCaF22H2OCO2O2萤 石石0.5(表4)0.00020.00030.02280.00080.00080.

15、00050.00010.44400.0005生白云石石2.5(表4)0.91100.64400.02200.02250.9005石 灰灰6.6445.84430.17730.16660.10000.03330.00070.00090.00070.20080.0002合 计计6.75550.81160.21140.13330.04410.01120.01100.44400.01121.21130.0002成渣量8.499注：石石灰加入入量计算算如下：，由表表1-55和可知知，渣中中已含氧氧化钙（CaOO）=-0.0014+0.0004+0.0002+0.9910=0.992kgg；渣中中已含(S

16、iOO2)=1.771+00.0009+00.0228+00.0220=11.7667kgg。因设设定的终终渣碱度度R=33.5，故石灰灰加入量量为：RW(SiiO2)-W(CCaO)/W（CCaO）-RW(SiiO2)=(3.551.5557-0.992)/(888.0-3.52.550)=6.64kkg（石灰灰中CaaO含量量）-（石灰中中SCaSS自耗的的 CaaO量）由CaaO还原原出来的的氧量，计算同同表1-5的注注表8 总渣量量及其成成分炉渣成分分CaOSiO22MgOAl2OO3MnOFeOFe2OO3CaF22P2O55CsS合计元素氧化化成渣量量/kgg石灰成渣渣量/kkg炉

17、衬蚀损损成渣量量/kgg生白云石石成渣量量/kgg萤石成渣渣量/kkg5.84430.00040.91100.00021.71100.16670.00090.02200.02280.17730.23360.64400.00030.10000.00040.02250.00080.64451.07780.61130.03330.00050.00080.44400.41100.00070.00070.01140.00090.00014.47796.33320.25581.59950.4995总渣量/kg6.75591.93341.05520.13370.64451.07780.65520.44400

18、.42220.022413.1179质量分数数/%51.44414.6677.9881.0444.8998.2555.0003.3443.3550.188100.0注： 总 渣 量量 计 算 如如 下：由 表表1-88知，除除 FeeO 和和 Fee2O3外 的的 渣 量 为为 ：55.7559 + 1.9344+ 11.0552 + 0.1377+ 00.6445 +0.4440 +0.4422 +0.0211=111.4333kgg而终渣渣w（FeeO）=15%（表11-4），故渣渣的总量量11.433386.75%=133.1779kgg。 w（FeOO）=133.17798.225%=

19、1.0087kkg w(Fe2O3)= 13.17995%-0.0033-00.0005-00.0008=00.6113kgg表9 实际耗耗氧量耗氧项/kg供氧项/kg实际氧气气消耗项项/kgg铁水中氧氧化耗氧氧量(表表5) 7.5993炉衬中碳碳氧化耗耗氧量(表6) 0.0662石灰中SS与CaaO反应应还原出出的氧化化量(表表7)0.0002烟尘中铁铁氧化耗耗氧量(表4) 0.34408.0555-00.0002+00.0669=8.112炉气自由由氧含量量(表110) 0.0660合 计计 8.0555合 计计0.0002炉气N22（存在在于氧气气中，表表4）的的质量，详见表表10。.第

20、三步：计算炉炉气量及及其成分分。 炉炉气中含含有COO、COO2、N2、SOO2和H2O。其其中COO、COO2、SOO2和H2O可由由表5表7查查得，OO2和N2则由炉炉气总体体积来确确定。现现计算如如下。炉气总体体积V:V=VVg+0.5%VV+1/99(222.4/32GGs+0.5%VV-Vx)V=EQ F(99Vg+0.7Gs-Vx,98.5)= EQ F(998.368+0.78.322-0.00722.4/32,98.5)=8.4655，式式中 VgCO、CO22、SOO2和H2O各组组分总体体积，mm3。本计计算中，其值为为：8.699822.4/22822.722922.4/

21、44400.011022.4/66400.011222.4/118=88.3666m3。 GGs不计自自由氧的的氧气消消耗量，kg。本计算算中，其其值为：7.599300.066200.344=7.9955kg（见见表9）； Vx石灰中中的S与与CaOO反应还还原出的的氧量（其质量量为：00.0002kgg，见表表9），m3； 0.55%炉气中中自由氧氧含量； 99由氧气气纯度为为99%转换的的得来。计算结果果列于表表10。表10 炉气气量及其其成分炉气成分分炉气量/kg体积/mm3体积分数数/%CO8.69988.6998222.4/28=7.112682.118CO22.72292.722

22、922.4/444=11.36616.440SO20.01100.011022.4/664=00.000280.055H2O0.01120.011222.4/118=00.011490.188O20.06600.04420.500N20.07720.000580.699合 计计11.55818.4666100.00炉气中中氧气的的体积为为：8.46660.55=0.0422；质质量为00.044232/22.4=00.0660kg炉气中中氮气的的体积系系炉气总总体积与与其他成成分体积积之差；质量为为0.005828/22.4=00.0772kgg。第四步：计算脱脱氧和合合金化前前的钢水水量钢水

23、量QQg =铁铁水量铁水中中元素的的氧化量量烟尘尘、喷溅溅和渣中中的铁损损1006.77551.50(755%56/7220%1122/1660)1112.4436%=911.3669kgg据此可以以编制出出未加废废钢。脱脱氧与合合金化前前得物料料平衡表表11。表11 未加加废钢时时的物料料平衡表表收 入入支 出出项 目目质量/kkg%项 目目质量/kkg%铁 水水石 灰灰萤 石石生白云石石炉 衬衬氧 气气1006.6440.52.50.38.22284.6635.622 0.4422.1220.2556.966钢 水水炉 渣渣炉 气气喷 溅溅烟 尘尘渣中铁珠珠91.33713.11811.5

24、581.0001.5000.7887652211.0049.7000.8441.2660.655合 计计118.16100.00合 计计119.41100.00注：计算算误差为为（1118.1161199.411）/1118.1161000%=1.005%。表12 废钢钢中元素素的氧化化产物及及其成渣渣量元素反应产物物元素氧化化量/kkg耗氧量/kg产物量/kg进入钢中中的量/kgCSiMnPSCCOOCCOO2Si(SiiO2)Mn(MnnO)P(P2O5)SSOO2S+(CaaO)(CaaS)+(O)13.2210.008%90%=0.010013.2210.008%10%=0.00111

25、3.2210.255%=00.033313.2210.331%=0.004113.2210.001%=-0.001113.2210.0009%1/33=0.0000413.2210.0009%2/33=0.000080.01130.00030.03380.01120.00010.00004-0.0000440.02230.00040.7110.05530.00020.000080.0002合 计计0.08870.066713.22100.0881=13.1233成渣量(kg)0.1228第五步：计算加加入废钢钢的物料料平衡如同“第第一步”计算铁铁水中元元素氧化化量一样样，利用用表1的的数据先先

26、确定废废钢中元元素的氧氧化量及及其耗氧氧量和成成渣量（表122），再再将其与与表111归类合合并，遂遂得加入入废钢后后的物料料平衡表表13和和表144。表13 加入入废钢的的物料平平衡表(以1000kgg铁水为为基础)收 入入支 出出项 目目质量/kkg%项 目目质量/kkg%铁 水水废 钢钢石 灰灰萤 石石轻烧生白白云石炉 衬衬氧 气气100.0013.2216.6442.5000.3008.19976.11410.0065.0660.3881.9000.2336.244钢 水水炉 渣渣炉 气气喷 溅溅烟 尘尘渣中铁珠珠91.337+13.21=1044.58813.007+00.144=1

27、3.3211.558+00.0228=1116111.0001.5000.73378.776710.0038750.7551.1330.599合 计计131.34100.00合 计计132.7988100.00注：计算算误差为为（1331.3341132.7988）/1131.341000%=1.11%表14 加入废废钢的物物料平衡衡表(以以1000kg(铁水+废钢)为基础础)收 入入支 出出项 目目质量/kkg%项 目目质量/kkg%铁 水水废 钢钢石 灰灰萤 石石轻烧生白白云石炉 衬衬氧 气气84.33311.6675.8660.4442.2110.2667.23376.11810.110

28、5.0110.3881.9110.2336.244钢 水水炉 渣渣炉 气气喷 溅溅烟 尘尘渣中铁珠珠92.33811.77710.2260.8881.3220.69978.77610.0038.5550.7551.1330.599合 计计115.95100.00合 计计117.3100.00第六步：计算脱脱氧合金金化后的的物料平平衡。先根据钢钢种成分分设定值值（表11）和铁铁合金成成分及其其回收率率（表33）算出出锰铁和和硅铁的的加入量量，再计计算其元元素的烧烧损量。将所有有结果与与表144归类合合并，即即得冶炼炼一炉钢钢的总物物料平衡衡表。锰锰铁加入入量WMMn为： WWMn=EQ F(Mn

29、钢种Mn终点,锰铁含Mn量Mn回收率)钢水量量=922.388 =1.70kkg硅铁加入入量WSSi为： WWSi=EQ F(（Si钢种Si终点）加锰铁后的钢水量SiFeMn,硅铁含Si量Si回收率) =0.42kgg铁合金中中元素的的烧损量量和产物物量列于于表155。表15 铁合合金中元元素烧损损量及产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CMnSiPSFe合计1.7006.66010=0.01111.70067.80200=0.23111.7000.55025=0.00220.24440.02290.06670.00020.09980.29980.0

30、0040.30020.0440(CCO2)0.04401.7006.660%90%=0.10111.70067.80%80%=0.92221.7000.550%75%=0.00661.7000.223%=0.00041.7000.113%=0.00021.70024.74%=0.42111.4556硅铁AlMnSiPSFe合计0.4222.55%1000%=00.01110.4220.550%20%=0.000040.42273.00%25%=0.07770.08880.01100.000010.08880.09980.00060.000050.16650.17720.4220.550%80%

31、=0.00220.42273.00%75%=0.23000.4220.005%=0.0000220.4220.003%=0.0000110.42223.92%=0.10000.3332总 计计0.33320.19960.47740.04401.7888可以忽忽略。脱氧和合合金化后后的钢水水成分如如下：（C）=0.20%1000%=00.244% （Sii）=1000%=00.255%（Mnn）=00.244%1000%=11.222%（P）=0.020%1000%=00.0224%（S）=0.0188%1000%=00.0118%可见，含含碳量尚尚未达到到设定值值，所以以需要加加焦粉增增碳。W

32、 =0.771kgg焦粉生成成的产物物如下碳烧损量量/kgg耗氧量/kg气体量/kg成渣量/kg碳入钢量量/kgg0.71181.50%25%=0.14550.03320.0444+00.711(0.58+5.552)%=0.00870.71112.40%=0.00880.07781.50%75%=0.4344 由此可可得冶炼炼过程（即脱氧氧和合金金化后）的总物物料平衡衡表166表16 总物物料平衡衡表收 入入支 出出项 目目质量/kkg%项 目目质量/kkg%铁 水水88.33374.223钢 水水94.66079.662废 钢钢11.6679.811炉 渣渣12.3339.477石 灰灰5

33、.8664.922炉 气气10.2268.533萤 石石0.4440.400喷 溅溅0.8880.722轻烧生白白云石2.2111.866烟 尘尘1.3221.111炉 衬衬0.2660.222渣中铁珠珠0.6990.566氧 气气7.4006.222锰 铁铁1.7001.433硅 铁铁0.4220.400焦 粉粉0.7110.600合 计计11900100.00合 计计119.12100.00注：计算算表误差差为（1119.00-1199.122）/1119.0001000%=-0.11%可近似似认为（0.1133+0.0032）的氧量量系出钢钢水二次次氧化所所带入。4.2热热平衡计计算4.

34、2.1计算算所需原原始数据据计算所需需基本原原始数据据有：各各种入炉炉料及产产物的温温度（表表17）；物料料平均热热容（表表18）；反应应热效应应（表119）；溶入铁铁水中的的元素对对铁熔点点的影响响（表220）。其他数数据参照照物料平平衡选取取。表17 入炉炉物料及及产物的的温度设设定值名称入炉物料料产 物物铁水废钢其他原料料炉渣炉气烟尘温度/125002525与钢水相相同1450014500纯铁熔熔点为115366。表18 物料料平均热热容物料名称称生铁钢炉渣矿石烟尘炉气固态平均均热容/kJ(kggK)-110.74450.69991.04470.9996熔化潜热热/kJJkg-11218

35、272209209209液态或气气态平均均热容/kJ(kgK)-110.83370.83371.28841.1337表19 炼钢钢温度下下的反应应热效应应组元化学反应应H/kkJkmool-11H/kkJkg-11CC+1/22O22=CCO氧化反应应-13994200-116639CC+O22=CO22氧化反应应-41880722-348834SiSi+OO2=(SiOO2)氧化反应应-81776822-292202MnMn+1/2OO2=(MnOO)氧化反应应-36117400-65994P2P+5/2OO2=(P2O5)氧化反应应-117765663-189980FeFe+1/2OO2=

36、(FeOO)氧化反应应-23882299-42550Fe2Fee+33/2O2=(Fe22O3)氧化反应应-72224322-64660SiO22(SiOO2)+22(CaaO)=(2CCaOSiOO2)成渣反应应-971133-16220P2O55(P2OO5)+44(CaaO)=(4CCaOP2O5)成渣反应应-69330544-48880CaCOO3CaCOO3=(CCaO)+CCO2分解反应应169005016900MgCOO3MgCOO3=(MMgO)+CCO2分解反应应118002014055表20 溶入入铁水中中的元素素对铁熔熔点的降降低值元 素素CSiMnPSAlCrN、H、O

37、在铁水中中的极限限溶解度度/%5.41118.55无限2.80.18835无限溶入1%元素使使铁熔点点降低值值/65707580859010085302531.5氦、氢、氧溶入入使铁熔熔点的降降低值/=6适用含量量范围/%11.02.02.53.03.54.03150.770.0081184.2.2计算算步骤以1000kg铁铁水为基基础。第一步：计算热热收入QQs。热收入项项包括：铁水物物理热；元素氧氧化热及及成渣热热；烟尘尘氧化热热；炉衬衬中碳的的氧化热热。（1）铁铁水物理理热Qww：先根根据纯铁铁熔点、铁水成成分以及及溶入元元素对铁铁熔点的的降低值值（表117、表表1、表表20）计算铁铁水

38、熔点点Tl，然后由由铁水温温度和生生铁热容容（表117和表表18）确定QQw。Tl=115366（44.210000.8800.5500.2300.00325）6=10944Qw=11000.7455（10094225）21880.8377（12550110944）=11445000kJ（2）元元素氧化化热及成成渣热QQy：由由铁水中中元素氧氧化量和和反应热热效应（表199）可以以算出，其结果果列于表表21。表21 元素素氧化热热和成渣渣热反应产物物氧化热或或成渣热热/kgg反应产物物氧化热或或成渣热热/kggCCOO3.6116639=419900.40FeFFe2O30.422464660

39、=227399.044CCOO20.400348834=139933.60PP22O50.188189980=34116.440SiSSiO2208000292202=233351.60P2O554CaaOP2O50.422248880=220599.366MnMMnO0.55565994=336922.644SiO222CaaOSiOO21.933416220=331333.088FeFFeO0.844542550=335911.255合计Qyy978227.337KJJ（3）烟烟尘氧化化热Qcc：由表表4中给给出的烟烟尘量参参数和反反应热效效应计算算可得。 Qc=1.55（755%56/7

40、242550220%1122/166064660）=50775.335kJJ（4）炉炉衬中碳碳的氧化化热Q11：根据据炉衬蚀蚀损量及及其碳量量确定。 Q1=0.314%90%1166390.3314%10%348834=5866.255kJ故热收入入总值为为： Qs=Qw+Qy+Qc+Q1=217798888.662kJJ 第二步步：计算算热支出出Qz。热支出项项包括：钢水物物理热；炉渣物物理热；烟尘物物理热；炉气物物理热；渣中铁铁珠物理理热；喷喷溅物（金属）物理热热；轻烧烧白云石石分解热热；热损损失；废废钢吸热热。（1）钢钢水物理理热Qgg：先按按求铁水水熔点的的方法确确定钢水水熔点TTg；

41、再根根据出钢钢和镇静静时的实实际温降降（通常常前者为为4060，后者者约为335/miin，具具体时间间与钢包包大小和和浇筑条条件有关关）以及及要求的的过热度度（一般般为500900）确定定出钢温温度Tzz；最后后由钢水水量和热热容算出出物理热热。Tg=115366（00.200650.224500.022300.001825）6=15115式中，00.111、0.21、0.0030和和0.0018分分别为终终点钢水水C、MMn、PP和S的的含量。Tz=115200+500+500+700=16685式中，550、550和770分别别为出钢钢过程中中的温降降、镇静静及炉后后处理过过程中的的温降

42、和和过热度度。Qg900.27780.6999（15515-225）+2722+0.8377（16685-115155）=13115700.844kJ（2）炉炉渣物理理热Qrr：令终终渣温度度与钢水水温度相相同，则则得：Qr=113.00661.248816855-255)+2209=2998800.900kJ（3）炉炉气、烟烟尘、铁铁珠和喷喷溅金属属的物理理热Qxx。根据据其数量量、相应应的温度度和热容容确定。详见表表22。表22 某些些物料的的物理热热项 目目参数/kkJ备 注注炉气物理理热11.77791.1377(14450-25)=1187662.22114500系炉气气和烟尘尘的温

43、度度烟尘物理理热1.50.9966(14450-25)+2009=24442.445渣中铁珠珠物理热热0.7880.6999(15115-225)+2722+0.8377(16885-115155)=11335.55215155系钢水水熔点喷溅金属属物理热热100.6999(15515-255)+2272+0.8837(16685.2-15115)=14455.71合 计计Qx=2237995.889（4）生生白云石石分解热热Qb：根据据其用量量、成分分和表119所示示的热效效应计算算。Qb=22.5（366.400%16886255.600%14005）=24337.110kJJ（5）热热损

44、失QQq：其他他热损失失带走的的热量一一般约占占总收入入的3%8%。本计计算取55%，则则得：Qq=22179988.625%=108899.43kkJ（6）废废钢吸热热Qf：用于于加热废废钢的热热量系剩剩余热量量，即：Qf=QQsQgQrQxQbQq=192228.28kkJ故废钢加加入量WWf为：Wf =192228.2810.6999(15515-225)+2722+0.8377（16685-115155） =13.21kkg即废钢比比为：1000%=111.667%热效率=EQ EQ F(钢水物理热+炉渣物理热+废钢物理热,热收入总量) 1000%=882.997%若不计算算炉渣带带走

45、的热热量时：热效率率=EQ F(钢水物理热+废钢吸热,热收入总量)1000%=669.118%第三步：列出热热平衡表表（表223）表23 热平平衡表收 入入支 出出项 目目热量/kkJ%项 目目热量/kkJ%铁水物理理热元素氧化化热和成成渣热其中C氧氧化Si氧化化Mn氧化化P氧化Fe氧化化SiO22成渣P2O55成渣烟尘氧化化热炉衬中碳碳的氧化化热1145500.00978227.337558334.000233661.66036922.04434166.40063300.29931333.08820599.36650755.366586.2552.55344.88825.66110.7721

46、.6992.9002.7881.4440.9442.3330.277钢水物理理热炉渣物理理热废钢吸热热炉气物理理热烟尘物理理热渣中铁珠珠物理热热喷溅金属属物理热热轻烧白云云石分解解热热损失1315570.84300557.008192228.228187662.22124422.455113555214555.71124377.100108999.44360.33613.7798.8228.6111.1220.5220.6771.1225.000合 计计2179988.62100.00合 计计2179988.62100.00应当指出出，加入入铁合金金进行脱脱氧和合合金化，会对热热平衡数数据产生

47、生一定的的影响。对转炉炉用一般般生铁冶冶炼低碳碳钢来说说，所用用铁合金金种类有有限，数数量也不不多。经经计算，其热收收入部分分约占总总热收入入的0.8%1.00%，热热支出部部分约占占0.55%00.8%，二者者基本持持平。5.确定定初炼炉炉型及尺寸5.1炉炉型：截截锥型转炉各部部分尺寸寸的确定定 5.22熔池尺尺寸5.2.1熔池池直径DD。 DD = K=2.8mD熔池池直径，m；K系数数G新炉炉金属装装入量，t，可可取公称称容量；t平均均没炉钢钢纯吹氧氧时间，minn；5.2.2熔池池深度hh选择截锥锥型熔池池：通常常倒截锥锥型体顶顶面直径径b0.77D。熔熔池体积积和熔池池直径DD级熔池

48、池深度hh有如下下关系： = 00.5774h 、 h = =2.66m 5.33炉身尺尺寸炉身高度度： H = = = 2.6m式中 分别别为熔池池、炉帽帽和炉身身的容积积； Vtt转炉炉有效容容积，为为三者之之和。5.4炉炉帽尺寸寸炉帽倾角角。倾角角一般为为60-68，小炉炉子取上上限，大大炉子取取上限。此炉子子取下限限68。炉口直径径d。一一般炉口口为熔池池直径的的43%-533%较为为适宜，小炉子子取上限限，大炉炉子取下下线，此此炉子取取上限553%。炉帽高度度。为了了维护炉炉口的正正常形状状，防止止因砖衬衬蚀损而而使其迅迅速扩大大，在炉炉口上部部设有高高度为=3000-4000mmm

49、的直线线段。因因此炉帽帽高度为为： = 11/2（D-dd）taan+=1.6m炉帽总体体积为： = （-）（+DDd+）+ =55.35.5出出钢口尺尺寸出钢口中中心线水水平倾角角取155。出钢口直直径。 = =14.25ccm炉熔比为为1.00，高径径比为11.6556.浇铸铸方案及及连铸机机型选择择和布置置 6.1浇铸铸方案 压缩缩浇注：压缩浇浇注是在在矫直区区内，带带给液芯芯的铸坯坯以一定定应力，减小甚甚至完全全抵消铸铸坯在矫矫直过程程中所产产生的拉拉应力，使铸坯坯内固液液两相区区界面上上的凝固固层的伸伸长率不不超过允允许值，避免铸铸坯产生生内裂，视线带带液芯矫矫直，从从而提高高连铸机

50、机拉速。 6.2连铸铸机型 弧形形连铸机机 6.3布置置7.炉外外精炼设设备的选选取LF精炼炼炉，真真空脱碳碳，脱气气等精炼炼功能的的装置（RH）8.车间间工艺布布置方案案的设计计、厂房房主要尺尺寸的计计算8.1装装料跨布布置8.1.1铁水水供应与与铁水预预处理布布置A混铁铁炉供应应铁水区区：建于于主厂房房内原料料跨的一一端。混铁炉的的尺寸参参数项目混铁炉容容量/tt混铁炉外外径/mmm混铁炉总总长/mmm混铁炉受受铁口/个混铁炉内内衬厚/mm混铁炉倾倾角/()混铁炉设设备重/t混铁炉流流嘴长/mm电机功率率台数配合转炉炉容量混铁炉座座数混铁炉区区跨长/m混铁炉跨跨宽/mm混铁炉吊吊车高/m混

51、铁炉吊吊车/tt900tt9006860097688173047+55162.865700050kWW260t328027.5518.003125/30B铁水水预处理理 混铁炉炉方案进进行铁水水预处理理时，一一般在混混铁炉出出铁后在在铁水罐罐中进行行，铁水水经脱硫硫（或脱脱磷）及及扒渣后后兑入转转炉，这这是铁水水预处理理站建在在主厂房房附近或或者主厂厂房内。 铁水水预处理理后渣的的扒出用用机械扒扒出。8.1.2废钢钢供应布布置 废钢钢间建在在毗连装装料跨一一端的平平行跨内内，废钢钢运入车车间和废废钢装槽槽后，经经废钢槽槽传送车车送人装装料跨待待用。8.1.3出渣渣方式在装料跨跨渣罐吊吊放列车车上渣场8.1.4装料料跨尺寸寸 A.装装料跨厂厂房的长长度：为为铁水供供应区，废钢供供应区和和转炉加加料区三三者长度度之和，并加上上两端检检修吊车车所需长长度。 B装装料跨厂厂房的宽宽度：取取决于转转炉容量量及工艺