《300T转炉课程设计说明书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《300T转炉课程设计说明书（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1西安建筑科技大学冶金工程课程设 计 说 明 书240t 氧气转炉设计学 生 姓 名班 级学 号指 导 老 师冶金工程学院年 月 日2目 录1 转炉物料平衡与热平衡计算-11.1 原始数据选取-11.2 未加废钢和合金的物料平衡计算-31.3 热平衡计算-91.4 加废钢和合金的物料平计算-122 转炉炉型设计-152.1 转炉炉型选择-152.2 转炉炉容比与高宽比-152.3 转炉主要尺寸确定-152.4 转炉炉体结构图-18参考文献-2131 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与参与炼钢的全部物料（如铁水、废钢、氧气、冷却剂、渣料、合金添加剂、被侵蚀的炉衬等）和
2、炼钢过程的产物（如钢水、炉渣、炉气、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（如铁水物理热、化学热）和热量支出（如钢水、炉渣、炉气的物理热、冷却剂溶化和分解热）之间的平衡关系。1.1 原始数据的选取 1.1.1 原材料成分（表 1-1表 1-5）表 1-1 铁水、废钢成分（%）原料 C Si Mn P S铁水 4.2 0.5 0.5 0.15 0.025废钢 0.16 0.15 0.48 0.022 0.015终点钢水 0.15 痕迹 0.20 0.020 0.020表 1-2 渣料和炉衬材料成分（%）种类 CaO SO2 MgO Al2O3 S P CaF2FeOFe2O3
3、 烧减 H2O C石灰 91.0 2.0 2.0 1.50.053.45焦炭29.461.8 0.6081.5萤石 6.0 0.58 1.780.090.5589.0 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 5.04表 1-3 各材料的热容（kJ/kg.K）项目 固态平均热容 熔化潜热 液（气）态平均热容生铁 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 反应热效应（25）元
4、素 反 应 反应热/kJkg -1元素C C+1/2O2=CO 10950C C+O2=CO2 34520Si Si+O2=SiO2 28314P 2P+5/2O2=P2O5 18923Mn Mn+1/2O2=MnO 7020Fe Fe+1/2O2=FeO 5020Fe Fe+3/2O2=Fe2O3 6670SiO2 SiO2+2CaO=2CaOSiO2 2070P205 P2O5+4CaO=4CaO P2O5 5020表 1-5 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）项目 C Si Mn Al P S Fe硅铁 - 73.00/75 0.50/80 2.50/0 0.05/100 0.03/1
5、00 23.92/100锰铁 6.60/90 0.50/75 67.8/80 - 0.23/100 0.13/100 24.74/1001.1.2 假设条件名称 参数 名称 参数中渣碱度萤石加入量白云石加入量%CaO/%SiO2=3.5为铁水量的 0.5%为铁水量的 2.5%渣中铁损烟尘量为渣量的 6%为铁水量的1.5%（FeO75%,Fe 2O325喷溅铁损 铁水量的 1% 0%）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 0.140.22，Si 0.120.30，Mn 0.400.65，P0.045,S0.0501.2 未加废钢和合金的物料
6、平衡计算物料平衡基本项目：（1） 收入项：铁水、废钢、溶剂（石灰、萤石、白云石） 、氧气、炉衬蚀损、铁合金。（2） 支出项：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。根据铁水、渣料质量及其冶炼钢种的要求，采用单渣法操作。为了简化运算，以 100 kg 铁水为计算基础。1.2.1 渣量及其成分计算（1） 铁水中元素氧化量（表 1-6）氧化量=元素在铁水中的含量 元素在钢水中的含量表 1-6 铁水中的元素氧化量元素/%项目 C Si Mn P S铁水 4.20 0.50 0.50 0.15 0.025钢水 0.15 0 0.17 0.015 0.016氧化量 4.05 0.50 0.33 0.135
7、 0.009由表 1-6 知：脱磷率 = 0.135 / 0.15 100% =90%；脱硫率 =0.009 /0.025 100% =36%；钢中残锰量 =0.17 /0.5 100% =34%.(2) 各元素耗氧量及氧化产物量（表 1-7）6表 1-7 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/kgC C+1/2O2=CO 4.0590%=3.645 3.64516/12=4.860 3.64528/12=8.505C C+O2=CO2 4.0510%=0.405 0.40532/12=1.080 0.40544/12=1.485Si Si+O2=S
8、iO2 0.5 0.532/28=0.571 0.560/28=1.071Mn Mn+1/2O2=MnO 0.33 0.3316/55=0.096 0.3371/55=0.426P 2P+5/2O2=P2O5 0.135 0.13580/62=0.174 0.135142/62=0.309S S+O2=SO2 0.0091/3=0.003 0.00332/32=0.003 0.00364/32=0.006S S+(CaO)=(CaS)+O0.0092/3=0.006 0.006(-16)/32=-0.0030.00672/32=0.0135*Fe Fe+1/2O2=FeO 1.01656/72
9、= 0.790 1.01616/72= 0.226 1.016Fe Fe+3/2O2=Fe2O3 0063112/16= 0.044 0.06348/160= 0.019 0.063总计 5.858 7.026*：假定炉内气化脱硫 1/3；铁的氧化由表 1-13 得出。(3) 渣料的加入量1) 萤石加入量 ：根据冶金局（部）转炉操作规程，并参考炼钢工艺学 ，取萤石加入量 4 kg/t，在本设计中，即为：0.14=0.4 kg，其成分质量计算见表 1-9. (质量计算中各成分质量百分数见表 1-2)表 1-9 萤石加入量及成分成分 质量/kg 成分 质量/kgCaF2 0.489.0% = 0.
10、356 MgO 0.40.58% = 0.0027SiO2 0.46% = 0.024 P0.40.55% = 0.002Al2O3 0.41.78% = 0.007 S 0.40.09%0.000(忽略)H2O 0.42% = 0.008其中： 2P+5/2O2=P2O5(P2O5)生成量 = 0.002142/62 = 0.005 kg3) 白云石加入量 ：为了提高转炉寿命，采用白云石造渣，控制渣中（MgO）含量在 6% 8%范围内。根据已投产转炉的经验，取生白云石 30 kg/t，在本设计中即为：300.1 = 3 kg，其成分质量计算见表 1-10。(质量计算中各成分质量百分数见表 1
11、-2) 表 1-10 生白云石加入量及成分成分 质量/kg 成分 质量/kgCaO 355% = 1.65 MgO 333% = 0.99SiO2 33% = 0.09 Fe2O3 31% = 0.03Al2O3 33% = 0.09 烧减 35% = 0.15其中：烧减是白云石中 分解产生的 气体。33CaOMg2C4）炉衬侵蚀量：转炉炉衬在炉渣作用下，将被侵蚀和冲刷进入渣中，本设计中取铁水量的 0.5%，即 1000.5% = 0.5 kg ,其成分质量计算见表 1-11. (质量计算中各成分质量百分数见表 1-2)表 1-11 炉衬侵蚀量及成分成分 质量/kg 成分 质量/kgCaO 0
12、.554% = 0.27 SiO2 0.52% = 0.01MgO 0.538% = 0.19 C 0.55% = 0.025Al2O3 0.51% = 0.005其中： 炉衬中碳的氧化与金属中氧化生成的 CO 和 CO2比例相同。即：C+1/2O2=CO：氧化产物 CO 量为：0.02590%28/12 = 0.053 kg耗氧量为：0.02590%16/12 = 0.03 kgC+O2=CO2：氧化产物 CO2量为：0.02510%44/12 = 0.009 kg耗氧量为：0.00932/44 = 0.007 kg共消耗氧量=0.03+0.007 = 0.037 kg5) 石灰加入量：根据
13、铁水成分，取终渣碱度 R=3.5，石灰加入量计算如下：8(SiO 2)=铁水Si生成（SiO 2）+ 炉衬、矿石、白云石、萤石带入的（SiO 2）=1.071 + 0.01 + 0.0561 + 0.09 + 0.024 =1.251 kg(CaO)=白云石、矿石、炉衬带入（CaO） 铁水、矿石中 S 消耗 CaO 量=1.65 + 0.01 + 0.27 0.00656/32 0.00156/32 = 1.918 kg石灰加入量 = (SiO 2)R - (CaO)/%CaO 有效100%= （1.2513.5 1.918）/(91 3.52) 100%= 2.93 kg其成分质量计算见表 1-12. (质量计算中各成分质量百分数见表 1-2)表 1-12 石灰加入量及成分成分 质量/kg 成分 质量/kgCaO 2.9391% = 2.67 SiO2 2.932% = 0.06MgO 2.932% = 0.06 S 2.930.05% = 0.0015Al2O3 2.931.5% = 0
