炼钢设计原理思考题答案2016给学生资料

炼钢设计原理课程思考题2015

氧气顶吹转炉设计

转炉公称容量一般用炉役期的平均出钢量表示。

转炉炉型：指转炉炉膛的几何形状，亦指由耐火材料砌成的炉衬内形。氧气顶吹氧气转炉炉型有三种炉型：筒球型，锥球型和截锥型。

转炉的帽锥角：指炉帽锥与炉身交接处，炉帽与炉子水平线之间的夹角。

转炉三种炉型及特点？

1）筒球形炉型：形状简单，砌砖简便，炉壳易制造，在相同熔池直径D和熔池深度h下，与其他两种炉型笔，此炉型熔池的容积大，金属装入量大，形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。

2）锥球形炉型（橄榄型）：与同容量的其他炉型比，在相同熔池深度h下，反映面积大，有利于钢、渣间反应，适用于吹炼高磷铁水。熔池形状比较符合钢、渣环流的要求，熔池侵蚀均匀，熔池深度变化小，新炉炉型接近于停炉后残余炉衬的轮廓，炉型上下对称，空炉重心接近于炉体的几何重心位置，使得转炉的倾动力矩小。

3）截锥形炉型：形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上满足炼钢反映的要求，与同容量的其他炉型比，在熔池直径相同情况下，熔池最深，适用于小型转炉。

转炉熔池直径：熔池处于平静状态时金属液面的直径。

转炉熔池深度：熔池处于平静状态时金属液面到炉底的深度。

均衡炉衬砌筑：根据不同部位的侵蚀情况，使用不同材质的耐火材料和砌成不同厚度的炉衬，使之各部位的砌蚀基本均匀，又叫均衡砌炉或平衡炉衬。铁水比：指铁水占钢铁料的比例 7、废钢比：指废钢占钢铁料的比例。

炉型主要参数包括：炉容比（V/T）,高宽比（H/D）,熔池深度直径比（h/D）,炉口直径比（d0/D）,帽锥角（θ）,出钢口参数（dT,β,LT）

转炉炉容比V/T：指新炉时转炉的炉膛有效容积（V）与公称容积（T）的比值（m3/T）

转炉炉容比过小和过大有什么危害？

炉容比过小（即反应空间小）：

A 因为反应空间过小，满足不了冶炼反应所需要的空间，容易喷溅和溢渣，金属收得率η金降低，操作困难，工人劳动强度增加。

B 加剧钢，渣对炉衬的冲刷侵蚀，使得炉龄降低。

C 不利于提高供氧强度（B），强化冶炼，限制了生产率的提高，因为供氧强度大，炉容比小，易喷溅。

炉容比过大：

炉容比过大势必增加炉子高度H(H还受H/D的影响)，增加厂房高度和倾动力矩。实践证明，炉子高度增加1米，厂房高度增加2米，将导致投资增大，设备庞大和电耗增加。

影响转炉炉容比大小的因素？一般炉容比的大小？

（1）炉子吨位本身的影响；小炉子因炉膛小，操作困难，炉容比应适当小些；大炉子因炉膛大，容易控制，炉容比适当小些。（2）铁水成分的影响：如果铁水中Si，P，S高，产生的渣量大，炉容比就应大些，反应炉容比小些。（3）铁水比的影响：铁水比大，则铁水多废钢少，渣量大，炉容比应大些。（4）供氧强度大，反应激烈，单位时间内从熔池排除的CO 气体量大，炉容比应大些；否则，产生大量的喷溅，金属收得率η金低；供氧强度小,反应缓和,炉容比可小些。（5）冷却剂的影响：用矿石冷却，渣量大，高宽比大些；用废钢冷却，渣量小，炉容比就小些。

转炉高宽比过大过小的危害？正常取值范围？

BOF的高宽比，正常的范围是1.35～1.65。高宽比过小，喷溅严重，为避免喷溅，需要把氧压降低，会使吹氧时间延长。高宽比过大：①炉膛体积V由高宽比确定，炉膛体积V一定，H大则D小，反应面积小→氧气流股冲刷炉墙→炉龄低；②高宽比大，厂房高度大，基建投资大；③倾动力矩大→倾动电机功率大→投资、电耗大。

顶吹转炉炉容应该比顶底复吹转炉的炉容比大，主要原因是后者喷溅倾向小。

熔池直径和熔池深度的概念？

熔池直径D：熔池处于平静状态时金属液面的直径。

熔池深度h：熔池处于平静状态时金属液面到炉底的深度。

为什么要选择合适的炉口直径比？合适的炉口直径比为多少？

炉口直径比过小，则d0太小，兑铁水加废钢困难，所以从快速装料考虑，希望d0大些，炉口直径比不小于0.4；但是炉口直径比太大，即炉口直径太大，热损失大，从炉口吸入的冷空气多，喷溅严重，金属收得率低。特别是出钢困难，容易造成钢渣混出，这是转炉出钢最忌讳的一个问题，其危害是钢水回磷和钢流夹渣。

合适的炉口直径比d0/D＝0.43－0.53，小炉子取上限，大炉子取下限。

转炉出钢口设置在转炉什么部位？为什么？

出钢口位置通常设在炉身与炉帽耐火材料的交界处，这样出钢时钢水能集中到帽锥处，保证了出钢时出钢口上方的钢水始终处于最深状态，钢水能在一定压力下以较快的流速流出流净，若出钢口设在炉帽或炉身段部位则：①出钢时在出钢口见渣时，炉内还有部分钢水没有流净；②钢水夹渣。

为什么炉口过大会出钢困难？

钢水尚未集中到帽锥处以前，渣面就已达到炉口，无法再往前摇炉，再摇，则渣子从炉口流入钢包沾污钢水、只好边出钢边进炉，出钢过程中不能保持出钢口上方的钢水始终处于最深，必然增加了钢渣混出的程度。

转炉炉口直径过大有什么弊病？

炉口直径过大，热损失大，从炉口吸入的冷空气多，喷溅严重，金属收得率低，最不利的还是出钢困难，容易造成钢渣混出，这是转炉出钢最忌讳的一个问题，其危害是钢水回磷和钢流夹渣。

减小出钢口角度有什么好处？

（1）可以缩短出钢口长度，便于维护；（2）可以缩短钢流长度，减少钢流的的吸气和散热损失；（3）出钢时炉内钢水不发生漩涡运动，避免钢流夹渣；（4）出钢时钢包车行走距离短，出钢口倾角大，则行车距离长。

BOF炉型参数，①炉容比V/T；②高宽比H/D；③炉口直径比d0/D均会涉及到转炉炉渣喷溅。

炼钢过程的物料平衡与热平衡计算

物料平衡：在炼钢过程中加入炉内并参与炼钢过程的全部物料和炼钢过程产生物之间的平衡关系。

热平衡：在炼钢过程中热量的收入与支出之间的平衡关系。

吹损由哪几部分组成(1)化学损失量(2)烟尘中铁损失量(3)渣中铁珠损失量(4)喷溅铁损失量。

进行转炉物料平衡和热平衡计算有什么意义？

设计转炉烟气净化系统时需要知道单位时间内产生的炉气量是多少，设计转炉车间时需要知道一炉钢产生的渣量是多少。在组织炼钢生产时，为了制定合理的工艺制度和进行计算机自动控制，要知道各种物料的加入量是多少和产生的产物量是多少。为了制定合理的热工制度，确定合适的废钢加入量，需要知道炉子有多少富余的热量。因为转炉的热量除能满足出钢要求外还有富余，这部分富余热量可以用来多吃废钢，以降低炼钢成本。总之，不论从设计方面，还是从工艺方面都需要知道一些定量的数据。这些数据都是通过转炉物料平衡和热平衡计算得来的。因此，做好物料平衡和热平衡计算，对于设计转炉炼钢车间及其主要设备（转炉，氧枪和除尘设备等），指导和组织炼钢生产，分析、研究和改进冶炼工艺，实现计算机自动控制等都有着极其重要的意义。

转炉炼钢石灰加入量的计算（不加废钢的条件下，以100kg铁水为基础）？炉渣量的计算？

转炉炼钢热平衡计算的热收入项包括哪几项？其中哪些占主要部分，约占热收入的比例，影响其大小的主要参数？

答：转炉炼钢热平衡计算的热收入项包括:（1）铁水物理热；（2）元素氧化热及成渣热；（3）烟尘氧化热；（4）炉衬中碳的氧化热。

其中铁水物理热和元素氧化热及成渣热占主要部分，约各占热收入的50%。铁水物理热的大小主要由铁水的温度所决定。元素氧化热及成渣热的大小主要由铁水和废钢的成分和终点成分（碳、Si、Mn含量）所决定。

3转炉炼钢的热支出包括：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(金属)物理热；轻烧白云石分解热；热损失；废钢吸热。

4 转炉炼钢常用的冷却剂为哪几种？各在什么情况下使用？

转炉炼钢常用的冷却剂为废钢和矿石，有时采用石灰和白云石。

转炉氧枪设计

供氧强度：单位时间转炉公称吨位的供氧量，Nm3/(t.min)。

氧流量：单位时间通过氧枪的氧量，一般以体积流量表示，Nm3/h。

转炉炼钢对喷头性能有哪些要求？

(1) 提供冶炼工艺所需的供氧量(2) 在一定的操作氧压和枪位下，流股对溶池有足够的冲击能力,保证冶炼效果所需要的冲击深度，使溶池得到激烈而又均匀的搅拌。(3) 多孔喷头的流股以多个中心射向熔池，在金属熔池面上形成多个反应中心，使得反应面积大，且又不冲刷炉墙。(4) 在保证有一定冲击深度的前提下，尽可能采用高枪位操作,以便改善喷头的工作环境，增加喷头寿命。(5) 化渣块，尽早去除P、S (6) 喷溅少，增加金属收得率η金

1氧枪由哪三部分组成？

氧枪由喷头、枪身、和尾部结构三部分组成。

氧枪喷头内孔为何种形状？主要功能是什么？

氧枪喷头内孔为拉瓦尔型喷管。它是一个能量转换器，其功能是输氧管内氧气的高压力能转换成动能来冲击熔池，满足炼钢工艺所要求的供氧强度、熔池搅拌、造渣等要求。

氧枪喷孔尺寸主要包括哪些参数？

喷孔形状和尺寸包括：喷孔出口马赫数M、喷孔夹角α、喉口直径dt等。

喷孔夹角：喷孔中心线和碰头几何中心线之间的夹角。

喷孔间距:（A）是指喷头断面上喷孔出口处喷孔中心线与碰头轴线之间的距离。

根据氧枪喷孔出口马赫数M与滞止氧压、出口流速之间的关系，说明如何确定合适的喷孔出口马赫数M。

马赫数的大小决定了氧气流股的出口速度的大小，也就是说决定了氧气流股对熔池的冲击能力的大小。随着出口马赫数的增大，氧气出口速度相应增大，即氧气射流所具有的冲击力相应增大。同时较大的马赫数也对应着较大的滞止氧压P0。从提高熔池的搅拌能力考虑，希望氧气射流具有较大的冲击力，这就需要选用更高的出口马赫数，与此同时，滞止氧压也必须相应提高。但是，在M>2.0以后随着马赫数增加，出口速度增加并不太多，而相应的滞止氧压P0却要求很高，使得氧气的输送压力太大，在经济上很不合算。因此应选用合适的喷头出口马赫数，选在2.0左右，出口速度一般达到450~500m/s左右，可以满足冶炼的需要。如总管氧压允许，可选用2.0以上，但是最大不应大于2.5。

氧枪结构尺寸一定情况下，说明使用的氧压偏离设计氧压时对出口的氧气射流的影响？

氧枪喷头喉口直径计算需要确定哪些参数？

当喷头的出口马赫数M和设计工况氧压P设确定之后，喷孔的喉口面积主要取决于通过喷孔的氧气流量。因此喉口直径应该根据氧流量确定；反之，确定了喉口直径也就相当于确定了氧流量。

为什么喷孔的扩张角不宜太大？

如果扩过小，出口直径d出一定，则扩张段过长，使得该段的附面层增加，相当于减小了出口直径。压力损失也增加；如果α扩过大，则会使扩张段过短；气流在某一截面处实际截面膨胀不到该处的喷孔截面积，可能出现流股与管壁脱离的现象，即A气

或因吸进质量比氧气大的物质而损失能量。

多孔喷头有什么特点？

变单孔喷头的集中供氧为多孔的分散供氧，在熔池面上形成多个反应区，增大了氧气射流对熔池的冲击面积R冲，有利于加快炉内的物理化学反应，促使熔池内钢液的成分和温度更加均匀。

确定喉口直径有什么意义？

确定了喉口直径也就相当于确定了氧流量。如果喉口直径设计的太大，氧流量超过了冶炼工艺所需要的供氧强度就会使炉内反应失去平衡；喉口直径d T小，氧流量太小，满足不了冶炼要求的供氧强度，导致吹氧时间增长，转炉的生产率降低。所以说喉口直径是喷孔尺寸中最重要的尺寸参数。

氧枪的喷孔夹角过大过小有什么害处？

喷孔夹角过小，流股容易相互吸引、干扰，损失能量。喷孔夹角增大则有降低射流中心最大流速趋势

为什么喷孔的收缩角不宜太小？

较大的收比较小的收气流的收缩品质好一些。并且较大的收缩角，可缩短收缩段长度。α收小，则收缩段长。

吹氧时间=（钢耗氧量）/（供氧强度）

氧枪有哪些操作点？

分别为：最低点、吹氧点、变速点、等候点、开氧点、停氧点、最高点和换枪点，其中开氧点和停氧点可以确定在同一位置处。

氧枪升降机构和更换装置应具有哪些特性？

氧枪升降机构设有哪些安全连锁装置？

*多孔氧枪喷头内腔尺寸的设计。

ＢＯＦ烟气净化与回收系统

炉气：指铁水中的碳与工业氧作用后的产物。转炉炉气是一种易燃、易爆、剧毒的高温气体。烟气：是炉气进入除尘系统时与进入该系统的空气作用后的产物。

燃烧法：将含有大量CO的炉气在出炉口进入除尘系统时与大量空气混合使之完全燃烧，燃烧后的烟气经过冷却和除尘后排放到大气中去。

含湿量限度：干烟气的吹湿能力，即单位体积干烟气中水蒸气达到饱和态时水蒸气的质量。烟气的含湿量：是指烟气中水汽的含量，单位为kg(水)/m3 (烟)。

空气过剩系数：=空气燃烧系数

实际吸入的空气量

炉气完全燃烧所需的理论空气量α=

影响炉气量的主要因素是什么？最大炉气量出现在何时？

BOF炉气处理的方法有未燃法和燃烧法二种；其中未燃法烟气中CO含量最高，燃烧法烟气中N2含量最高，。国内BOF炉气处理目前普遍采用未燃法。

未燃法：是指转炉炉气出炉口后，通过降下活动烟罩缩小烟罩与炉口之间的缝隙，并采取其它措施，使得仅有少量空气吸入，炉气中的CO只有约8％～10％燃烧成CO2，而绝大部分不燃烧，炉气的主要成分是CO的炉气处理方法。烟气成分主要是CO，然后经冷却和除尘后将煤气回收利用。

燃烧法除尘：将含有大量CO的炉气在出炉口进入除尘系统时与大量空气混合使之完全燃烧，燃烧后的烟气经过冷却和除尘后排放到大气中去。

BOF炉气处理采用未燃法时，空气燃烧系数α为0.08～0.10 。未燃法与燃烧法相比，烟尘中较大颗粒尺寸所占的比例大。

全湿法除尘：烟气进入第一级净化设备就立即与水相遇，称全湿法除尘。在整个除尘系统中，都是采用喷水方式来达到烟气降温和除尘的目的。

干法除尘:净化过程中烟气完全不与水相遇。

说明未燃法控制空气吸入量的措施。

燃烧法中依靠过剩空气降低烟气温度，α为多少？采用废热锅炉冷却烟气α为多少？未燃法α为多少？

转炉炉气不同处理方法产生的烟气成分中，含量最高的气体为何种气体？

转炉炉气不同处理方法产生的烟气中烟尘的性质？

比较未燃法与燃烧法的优缺点。

(1)未燃法较燃烧法所采用的空气过剩系数值小，即系统吸入的空气量少，产生的烟量少，因此未燃法除尘设备体积小，投资费用低，需要的厂房高度低。

(2)在能源利用方面，未燃法可以回收煤气节约大量能源。目前国内可回收60～70Nm3/吨钢煤气，燃烧法可用废热锅炉回收蒸汽，但设备庞大热效率低。

(3)未燃法烟尘中FeO含量高，FeO颗粒大容易捕集，因此除尘效率高。而燃烧法烟尘的主要成分是Fe203，颗粒小不容易捕集，因此除尘效率低。

(4)未燃法烟气的主要成分是CO，系统运行不安全，要求系统的密封性良好，防毒防爆。而燃烧法的烟气主要成分是CO2，系统运行安全，不容易发生爆炸故。

影响最大烟气量的因素有哪些?

1)铁水装入量的影响：在一个炉役期内，炉役前期装入量少，产生的炉气量亦少；到炉役后期随炉衬的侵蚀，炉容扩大，装入量增加，炉气量亦增加。2)最大脱碳速度的影响：脱碳速度增大，炉气量增加，所以影响最大脱碳速度的因素都将影响最大炉气量。

转炉烟气有哪些特征？

答：烟气是炉气进入除尘系统时与进入该系统的空气作用后的产物，烟气量大且波动范围大，炉气的产生是间歇式的，炉气的温度高，出炉口遇空气燃烧后温度更高，含尘浓度高且粒径

小，是一种易燃、剧毒、易爆性气体。

炉气量的计算以及不同空气燃烧系数下烟气量的计算。

烟气净化系统可概括哪几部分？

烟气净化系统可概括为烟气的收集与输导、降温与净化、抽引与放散等三部分。

文氏管的降温原理?

40～160m/s，高速紊流气流在喉口处冲击由喷嘴喷入的雾状水幕，使水滴雾化成比尘粒直径小100倍以上的液珠。气流速度越大，喷出水滴越小，雾化效果越好。在高速紊流的气流中，液滴和气体之间迅速进行传热和传质。水滴迅速吸收烟气热量蒸发使烟气冷却。

文氏管的除尘原理?

同时烟尘被水雾捕捉并润湿。水雾被气流破碎的越均匀，粒径越小，水的比表面积就越大，烟尘被捕捉的越多，润湿效果越好。润湿的烟尘在紊流的烟气中互相碰撞凝聚长大成较大的颗粒。碰撞的几率越大，烟尘凝聚长大的就越多越快，凝聚成大颗粒的含尘液滴，经扩张段降速后为水、气两相分离创造了条件，最后经脱水器利用重力、惯性力或离心力的沉淀作用使含尘液滴与气体分离，而达到净化烟气的目的。

文氏管除尘器由哪几部分组成？工作原理？

文氏管除尘器由雾化器(碗形喷嘴)、文氏管本体及脱水器三部分组成(见图13—14)。文氏管本体由收缩段、喉口段、扩张段三部分组成。

文氏管是当前效率较高的湿法除尘设备。文氏管除尘器由雾化器(碗形喷嘴)、文氏管本体及脱水器三部分组成。文氏管本体由收缩段、喉口段、扩张段三部分组成。

转炉烟气流经文氏管收缩段到达喉口时被加速，高速的烟气冲击用喷嘴喷入的水幕，使水二次雾化成小于或等于烟尘粒径100倍以下的细小水滴。喷水量一般为0.5～1.5L／m3(液气比)。气流速度(60～120m／s)越大，喷入的水滴越细，在喉口分布越均匀，二次雾化效果越好，越有利于捕集微小的烟尘。细小的水滴在高速紊流气流中迅速吸收烟气的热量而汽化，很快使烟气温度从1000℃左右冷却到70～80℃。同时，被水滴捕集和润湿的烟尘互相碰撞而凝聚成较大的颗粒，经过与文氏管串联的汽水分离装置(脱水器)，使含尘水滴与气体分离，即烟气得到净化。

为什么把一文叫做降温文氏管，二文叫做除尘文氏管：

溢流文氏管的主要作用是降温和粗除尘，可使温度为800～1000℃的烟气到达出口处时很快冷却到70～80℃，除尘效率为95％左右。可调喉口文氏管的除尘效率为99～99.9％，所以溢流文氏管亦叫降温文氏管，可调喉口文氏管又叫除尘文氏管。

为什么二文要采用调径文氏管？

调径文氏管一般用于除尘系统的第二级除尘，其作用主要是进一步净化烟气中粒度较细的烟尘(又叫精除尘)，也可起到一些降温作用。

在双文氏管串联的湿法净化系统中，说明两级文氏管的作用。

在转炉烟气全湿法除尘净化净化系统中，采用双文氏管串联，通常以定径文氏管作为第一级，并加溢流水封，因此，又称溢流文氏管。以调径文氏管作为第二级除尘装置。喉口直径一定的溢流文氏管（第一级）主要起降温和粗除尘的作用，经汽化冷却烟道冷却至800～

1000℃的烟气，通过溢流文氏管时能迅速冷却到70～80℃，同时使烟尘凝聚，再通过扩张段和脱水器将烟气中的粗粒烟尘除去，除尘效率为90％～95％。采用溢流水封主要是为了保持收缩段的管壁上有一层流动的水膜，以隔离高温烟气对管壁的冲刷并防止在干湿交界面上产生积灰结瘤而堵塞。同时，溢流水封为开口式结构，有防爆泄压和调节汽化冷却器因热胀冷缩引起的位移的作用。

第二级调径文氏管的设置，主要是考虑炼钢过程中烟气量变化很大的特点，使其喉口尺寸根据烟气量变化通过电动执行机构自动改变，保持喉口烟气速度不变，以稳定除尘效率，并且还可以调节风机的抽气量，以控制炉口微压差，确保回收煤气质量。因此它主要用于精除尘，除尘效率可达98％以上。这种文氏管的阻力损失较大。

采用溢流水箱的作用？

1)由于溢流水在入口管道壁上形成水膜，从而防止烟尘在管壁上的干湿交界处结垢造成堵塞；2)溢流水箱为开口式，一旦发生爆炸时可以泄压；3)调节汽化冷却烟道因热胀冷缩而引起的设备位移，溢流水量为每米周边500～1000kg/h。

调节二文喉口流通面积的作用？

1）稳定烟气通过喉口的气流速度基本上不变，从而保证文氏管的除尘效率。烟气通过喉口的速度越大，含尘水滴互相碰撞的几率越大。在一炉钢吹炼过程中烟气量是变化的，当烟气量发生波动时，随着烟气量的变化调节喉口流通面积，稳定烟气通过文氏管喉口的速度基本上不变化，从而稳定文氏管的除尘效率。

2）调节炉口的微压差，从而控制空气燃烧系数α值。在湿法双文氏管除尘系统中，—般都将第二级文氏管的喉口调节与炉口微压差的调节机构进行联锁，由可调喉口文氏管直接控制炉口的微压差。通过调节文氏管喉口流通面积来调节系统阻力，保持烟罩内处于微正压状态，从而减少系统吸入的空气量。

静电除尘器的工作原理。

静电除尘器工作原理是利用放电电极（阴极，一般采用导线或称电晕线）和集尘电极（阳极，采用金属管或金属板），在两个电极之间加数万伏直流电。由于两个电极形状不同，造成了不均匀电场，足以使气体电离，在导线附近，电力线密集，电场强度较大，在阴极周围较小的空间范围内形成电晕区，在这里的气体电离后产生大量正负离子，使正电荷(如气体正离子)束缚在导线附近，而在电晕区外的大部分空间范围存在着从电晕区出来的很多负离子或自由电子，于是在空间通过的烟尘与负离子碰撞后带上负电荷，并向正极移动，到达正极时，即失去电子而沉降到电极表面，达到烟气与烟尘分离的目的。

什么叫OG法？什么叫LT法？

OG法属于转炉烟气全湿法除尘净化与煤气回收，采用炉口微压差控制烟气量，烟罩及罩裙采用高温热水密闭循环冷却系统，烟道采用汽化冷却，在整个除尘系统中，都是采用喷水方式来达到烟气降温和除尘的目的。

LT法属于转炉烟气干法除尘净化与煤气回收，即采用干法冷却、净化、回收煤气并回收含铁粉尘的方法，在冷却烟道之后设置冷却塔，塔内喷雾化水对烟气进行冷却，要求冷却水全部蒸发，使烟气始终保持干燥状态，并使烟气中的粗尘粒沉降，蒸发冷却塔的温度控制系统可确保在炼钢各阶段喷入的水都只是冷却烟气所必需的。由蒸发冷却塔排出的烟气温度约为180℃，随后进入静电除尘系统，除尘后进行煤气回收，并得到干粉尘。它免去了湿法处理系统中的废水处理、污泥沉淀和污泥处理过程。

目前转炉烟气净化与煤气回收中应用普遍的是湿法除尘。

转炉煤气回收设备主要为哪几种设备？

第六章转炉车间原材料供应

1 转炉车间铁水供应方式有哪几种？目前新建转炉提倡采用哪种方式？

转炉炼钢铁水供应方式有混铁炉、混铁车（鱼雷罐车）和铁水罐三种方式，考虑到铁水预处理新建转炉车间提倡采用铁水罐方式。最适合铁水预处理的为：高炉→铁水罐→转炉；

2 散状料系统包括哪些设备？

散状料系统包括散状料堆场、地面料仓、由地面料仓向炉上高位料仓的运输提升设备、高位料仓、给料及称重装置和加料设备等。

从高位料仓向转炉加料包括哪几部分？

转炉车间从高位料仓向转炉加散状料系统包括高位料仓、给料、称量料斗、汇总料斗和溜

槽；它们均布置在转炉跨的高架厂房内。

4汇总料斗（中间密封料仓）作用及密封装置？

集中称量与分散称量各自的特点？

分散称量：称量准确性髙，便于操作控制，特别对临时补加料较为方便。大、中型转炉采用较多。

高位料仓的作用？

高位料仓的作用是临时贮料，保证转炉的重力供料既及时又可靠，保证转炉正常生产。使之不因加散状料而影响转炉的正常冶炼。

混铁炉供应铁水的特点？

贮存并混匀铁水成分和温度。所以采用混铁炉供应铁水，铁水成分和温度比较均匀稳定，有利于生产组织，稳定转炉操作。

混铁车供应铁水有哪些优点和缺点？

优点：工艺上比混铁炉少倒一次铁水，所以热损失少，运输过程中比铁水罐散热少，保温性能好。缺点：混铁车因受到铁路轨距和弯道曲率半径的限制不能太大，因此储存和混匀铁水的作用不如混铁炉，铁水的成分和温度不像混铁炉那样均匀稳定。

第七章连续铸钢

连铸有哪些优越性？

（1）简化生产工序；（2）提高金属的收得率；（3）节约能量消耗；（4）改善劳动条件，易于实现自动化；（5）铸坯质量好

连铸机按结构外形可分为哪几种？

按结构外形，连铸机分为：立式连铸机、立弯式连铸机、带直线段弧形连铸机、弧形连铸机，多半径椭圆形连铸机和水平连铸机。

弧形连铸机的主要特点？

①由于它布置在1/4圆弧范围内，因此，它的高度比立式、立弯式要低，这一特点使它的设备重量较轻，投资费用较低，设备的安装和维护方便，因而得到广泛应用。②由于设备高度较低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小坯壳因鼓肚变形而产生的内裂和偏析，有利于改善铸坯质量和提高拉速。③弧形连铸机构主要问题是钢水在凝固过程中非金属夹杂物有向内弧侧聚集的倾向，易造成铸坯内部夹杂物分布不均匀，另外，由于内、外弧形冷却不均匀，容易造成铸坯中心偏析而降低铸坯质量。

什么是连铸机的台数、机数和流数？

连铸机流数：每台连铸机所能同时浇铸的铸坯总根数称为连铸机流数。

连铸机的主要设计参数包括哪些？

主要设计参数包括：钢包允许浇注时间、铸坯断面、拉坯速度、冶金长度、铸机曲率半径和流数。

连铸机圆弧半径：连铸二冷段铸坯弯曲时的外弧半径。

铸坯的液芯长度：钢水从结晶器液面开始到铸坯全部凝固所走过的路程。

连铸机冶金长度：在不带液芯矫直的条件下，连铸机的冶金长度是指结晶器钢液面至拉矫机第一对拉矫辊中心的长度；在带液芯矫直的条件下，则是指结晶器钢液面至拉矫机最后一对拉矫辊中心的长度。

冶金长度与液芯长度的关系？

铸坯在结晶器内首先凝固成一层坯壳，中心仍为液相，液相穴的深度即所谓的铸坯的液芯长度，是指钢水从结晶器液面开始到铸坯全部凝固完毕所走过的路程。铸机的冶金长度取决于铸坯的液芯长度，一般情况下冶金长度等于或大于液芯长度，为了预留铸机更大的潜力，往往使冶金长度大于液芯长度，通常在不带液芯拉矫的情况下，铸机的冶金长度是指结晶器液面到第一对拉矫辊中心线的长度；在带液芯拉矫的情况下则指结晶器液面到最后一对拉矫辊中心线的长度。因此，要决定铸机的冶金长度，首先必须确定铸坯的液芯长度。

拉坯速度：以铸机每一流每分钟拉出的铸坯长度,m/min.

最大拉坯速度：当铸坯的液心长度等于冶金长度时的拉速，即为最大拉速，一般为工作拉速的1.15~1.2倍。最大拉坯速度下，要保证铸坯出结晶器下口具有安全的坯壳厚度（8~15mm）。

工作拉速：当铸机浇注稳定以后，其拉坯速度称为工作拉速。

连铸机的总高度:连铸机总高度是指拉矫机底座基础面至中间包顶面间的距离。确定连铸机的曲率半径时应考虑哪些因素？

1)按铸坯进入拉矫机前完全凝固来计算和确定。2)按弧形铸坯在矫直时所允许的表面延伸率计算和确定。3）按经验式确定，连铸机的曲率半径还可以按铸坯厚度的若干倍来做初步计算。总之，连铸机曲率半径的最后确定，通常是根据以上几个方面的计算结果，并结合使用单位的要求和具体情况，使其大于或等于其中最大值。

连铸机的主要设备包括哪些？

中间包的作用？

结晶器为什么做成倒锥度？

结晶器为什么要振动？为什么广泛采用正弦振动方式？

结晶器按按拉坯方向内壁的线型可分为哪两类？

在连铸机生产过程，连铸机结晶器一直在上下振动，其速度大小一直变化；在其它条件一定的条件下，连铸机的工作拉速随铸坯（方坯）尺寸的增大而减小；

第八章转炉车间设计

转炉的座数与容量的确定或年产量的计算。

一个完整的转炉车间需要完成哪些主要工序？

转炉三跨式车间有哪三跨组成？各跨布置的设备系统及作业？

炉子跨：布置转炉及其倾动机构，散状料供应系统，氧枪及其升降系统和烟气净化系统等；加料跨：布置铁水及废钢的贮存供应、转炉的吹炼操作；

浇铸跨：布置连铸机及其浇注作业等；

各跨间作业的专业化程度比较高，天车作业的互相干扰大大减少，比较适应于车间操作频繁的运输量大的特点。

什么是转炉车间的标准型布置？出钢同侧型布置？

目前新建车间都把加料跨和浇铸跨分别布置在转炉跨两侧，称其为标准型布置。另外还有一种加料出钢同侧型布置，转炉跨在最外侧，依次是加料跨、浇铸跨，加料和出钢在同一侧进行，故称其为加料出钢同侧型，两种布置各有其优缺点。

转炉耳轴标高如何确定？转炉横向位置和纵向位置如何确定？

在转炉跨间内需要在不同高度设置哪些平台？

在转炉跨间内布置有转炉、氧枪、散状料及除尘系统等设备，为了布置这些设备，并行操作和检修维护，需要在不同高度设置平台。按工艺要求和设备布置需要设置的炉前操作、散状料系统、烟气净化系统和氧枪升降系统平台。

什么是连铸机的横向布置？

第九章电炉炼钢车间设计

电炉熔池:容纳钢液和熔渣的那部分容积。

电极心园直径:过三个电极极心的圆周直径。

电弧炉的额定容量（公称容量）？电弧炉熔池的形状？

所谓公称容量是指新设计的电炉熔池所能容纳的钢水量。

电弧炉熔池形状应有利于冶炼反应的顺利进行，砌筑容易，修补方便。目前使用的多为锥球形熔池，上部分为倒置的截锥，下部分为球冠（如图6－1所示）。球冠形电炉炉底使得熔化了的钢液能积蓄在熔池底部，迅速形成金属熔池，加快炉料的熔化并及早造渣去磷。截锥形电炉炉坡便于补炉，炉坡倾角为45°其优点如下：

①45°角叫自然锥角，沙子等松散材料堆成堆后的自然锥角正好是45°。当用镁砂补炉时利用镁砂自然滚落的特性，可以很容易地使被侵蚀后的炉坡得到修补，恢复原状；

②出钢时路子倾斜35－45能顺利出净钢水。

电炉利用系数？

电弧炉利用系数是指每1000KV A变压器功率昼夜（24h）的产钢量（合格钢坯吨数）。

按电弧炉变压器的功率水平，如何分类？

电弧炉变压器功率水平是电弧炉的主要技术特征，它通常指每吨钢占有的变压器额定容量。即

功率水平=（变压器额定容量，kV A）/公称容量或实际出钢量（吨）；（kV.A/t）

按电弧炉变压器功率水平，电弧炉可划分为普通功率电弧炉RP（小于400）、高功率电弧炉HP（400~700）、超高功率电弧炉（>700）三种。见《炼钢设备与车间设计》P52

为什么电弧炉变压器二次侧要设设置若干级二次电压？

为了满足冶炼工艺的要求，在各冶炼期采用不同的规律供电，如熔化期采用最高功率及最高二次电压供电，在精炼期使用较小功率及低电压供电。在功率要求一定时，工作电压提高，可以减小电流，因而提高功率因数cosΦ和电效率，为此变压器要设置若干级二次电压。

什么是电极心圆直径？过大和过小有什么害处？

电极极心圆直径：过三个电极极心圆的直径。

过小，三根电极彼此靠得比较近，电极距离炉壁远，对炉壁寿命有利；但是，炉坡上的炉料难熔化，熔池加热不均匀，炉顶中心结构强度差，容易损坏，并且电极把持器上下移动困难。如果电极极心圆直径太大，电弧距炉壁近，加剧炉壁的损坏。

什么是“三位一体”生产作业线？

电炉炼钢车间一般设有原料跨、炉子跨、浇铸跨、出坯精整跨。

对于电弧炉熔池一般采用锥球形，当选定炉坡倾角为45°时，D/H的合适取值为5.0。

电炉炉子跨的立面布置有哪两种？

计算例题

1 已知BOF最大铁水装入量120t，吹氧时间为15min，铁水含碳量为4.2％，终点钢水含碳量为0.15％，最大脱碳速度为0.40％／min，炉气成分（体积含量）为：CO：86％，CO2：10％，N2：3.5％，O2：0.5％。空气燃烧系数α为0.08时，假定炉气中含的O2体积燃烧前后不变，计算烟气量和烟气成分。

注：最大炉气量按最大脱碳速度计算，也可以按经验公式计算。

2兑入转炉的铁水成分和终点钢水的成分见表表1，散状料的成分见表2，其它工艺参数的设定值见表3。以100kg铁水为基础，炉衬侵蚀忽略不计，计算吹炼至终点，加入的石灰量？

注：Si、Mn、Ca、O、S、P、Fe的原子量分别为：28、55、40、16、32、31、56

表1 入炉铁水及吹炼终点钢水的成分

表3 其它参数设定值

4 已知转炉的出钢量为150t，吹氧时间为20min，吨钢耗氧量为60Nm3/t，选用三孔氧枪，氧枪出口的马赫数M=2，炉膛压力P

=1.3×105Pa，喷空流量系数

膛

C D=0.95，喉口长度为15mm，扩张半角为5°，收缩半角为25°，入口直径为喉口直径的２倍，氧气的滞止温度按18℃计算，计算转炉氧枪喷头内腔尺寸，画出内腔示意图，并标明相关尺寸。部分可压缩流函数表如表4所示。

5 已知转炉车间公称容量300吨（平均出钢量）转炉2座，按2吹2方式生产，冶炼周期为40min，良坯收得率为95％，转炉作业率为79.5％，日历时间按365天计算，计算该转炉车间的年产量。（4分）

十、炼钢电弧炉主要包括哪些设备？什么是“三位一体”生产作业流程？电弧炉公称容量为75吨，新炉超装系数20%，设计其熔池尺寸。如果该电弧炉属于超高功率电弧炉，其电炉变压器容量最小为多少？适宜的出钢方式？