转炉炼钢课程设计

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1、目目 录录 1 转炉物料平衡与热平衡计算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. 2 1.3 热平衡的计算. 6 1.4 吨钢物料平衡. 9 2 转炉炉型设计转炉炉型设计 . 10 2.1 炉型的选择 10 2.2 几个重要参数. 10 2.3 转炉主要尺寸的确定 10 3 氧枪喷头设计氧枪喷头设计 . 13 3.1 原始条件 13 3.2 计算氧气流量. 13 3.3 计算设计工况氧压和喉口直径 13 3.4 确定喷孔出口直径 14 3.5 确定喷孔其它几何尺寸. 14 3.6 确定喷头五喷口中心分布圆直径. 14 3.7 枪身各层钢管计算 1

2、4 3.8 喷头简图 15 参考文献参考文献 16 结结 束束 语语 17 1 1 转炉物料平衡与热平衡计算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 原始数据的选取原始数据的选取 1.1.1 原材成分（表 1-11-4） 表表 1-1 铁水、废钢的成分（铁水、废钢的成分（%）

3、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 表表 1-2 渣料和炉衬材料成分（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

4、 5.0 炉衬 54.0 2.0 38.0 1.0 5.0 表表 1-3 各材料的热容各材料的热容 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 表表 1-4 反应的热效应（反应的热效应（25） 元素 反应 反应热/ kJ.kg-1 C C+1/2CO 10950 C C+O2CO2 34520 Si Si+O2SiO2 283

5、14 P 2P+5/2O2 P2O5 18923 Mn Mn+1/2O2MnO 7020 2 Fe Fe+1/2O2MnO 5020 Fe Fe+3/2O2Fe2O3 6670 SiO2 Si O2+2CaO2CaO SiO2 2070 P2O5 P2O5+4CaO4CaO P2O5 5020 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、（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%。 3 （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