炼钢转炉设计
120T炼钢转炉设计 (2)
5.造渣制度
石灰加入量的计算公式 : Q=2.2([Si%]铁水+[P%])×R/（CaO%）有效 ×W铁水×1000 式中：Q—石灰加入量（㎏/炉）；[Si%]铁水—为铁水硅成分；R—炉渣 碱度； W—铁水量（t）；（CaO%）有效—石灰有效CaO含量；（CaO%）有 效=石灰CaO%-R×石灰SiO2%。 终渣碱度要求控制在2.6～3.5，具体数值取决于钢种对终点P、S含量的 要求、入炉铁水处理工艺、装入制度和操作工艺。碱度要求按照《钢种 生产技术操作标准》。 采用分批加入的操作工艺，一般第一批渣料在开吹的同时加入，加入量 为总量的2/3，第二批料在前期渣化好后分批加入，视化渣情况，在4～7 分钟内加完。
钢水
倒炉出钢 前
测温管
插入钢水 400～ 500mm,时 间 5s 均匀
MgO、P2O5、 FeO、TFe等
根据需要
渣
第一次倒 炉出钢前
样勺
CaO、SiO2、 根据需要
钢水
第一次倒 炉出钢前
样勺
稳、准、 快、满、 盖
C、S、P、 Mn
所有非用 副枪取样 的炉次
10.溅渣护炉示意图
溅渣护炉
吹炼前期随第一批料加入轻烧白云石
根据供氧压力、供氧流量、纯吹时间，
8.脱氧合金化
合金加入量（kg）=目
标成分%—钢水残余成 分%/合金成分%×合金 收得率% ×钢水量（㎏/ 炉） 出钢到1/4时开始陆续加 入合金，3/4时应加完 合金应加在钢流上。
脱氧合金示意图
9.测温取样
取样类型 取样时间 取样、测 温方式 取样、测 温要求 分析元素 取样频率
6.温度制度
① ②
年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间工艺设计毕业设计论文
年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间⼯艺设计毕业设计论⽂西安建筑科技⼤学本科毕业设计（论⽂）任务书题⽬：年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间⼯艺设计院（系）：专业：学⽣姓名：学号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时间：年产320万吨合格铸坯的转炉炼钢车间⼯艺设计设计总说明本设计根据设计任务书的要求，结合所学专业理论知识，对炼钢⼚从原料供给到炼钢过程，最后到连铸出坯等流程进⾏了全⾯的设计。
根据⽣产钢种及车间规模，选择的⼯艺流程是：BOF-LF-CC。
设计以炼钢车间为主体，并重点针对顶底复吹转炉。
在转炉物料平衡和热平衡计算的基础上，对炼钢车间的主要设备型号及参数进⾏了选择和设计，对车间⼈员编制及技术经济指标进⾏了计算，并且完成了主体设备选择、炼钢⼯艺设计、主⼚房⼯艺布置和设备布置⼯作。
编写说明书⼀份，绘制转炉炉型图、车间平⾯图和剖⾯图各⼀张，完成专题写作及外⽂翻译。
关键词：转炉炼钢车间；⼯艺设计；物料平衡及热平衡计算；炉外精炼；连铸Designing of the BOF Steelmaking Processing for the Annual Output of 3.2Million-ton SlabAccording to the design requirements of the mission statement，combined with the theoretical knowledge，from raw material supply to the steel making process，a slab continuous casting processing was designed. The processing is BOF-LF-CC. The steel-making plant is the main design project，the top and bottom blowing converter was selected. Based on the converter material balance and heat balance calculation，we completed the main equipment for steel-making plant selection and design parameters，and the completion of the main equipment selection，the design of steel-making process. Furthermore，the technical economy parameters was calculated，the main process plant layout and equipment layout were designed. Prepared a manual，drawing a converter furnace map，areal workshop and section plane blueprint .Translated a English paper into Chinese.Key words: BOF steel-making workshop；processing designing；converter material balance and heat balance calculation；Secondary refining；casting⽬录1炼钢车间设计⽅案 (1)1.1主要钢种及产品⽅案 (1)1.2⼯艺流程 (1)1.3转炉车间组成及⽣产能⼒的确定 (2) 1.3.1车间组成 (2)1.3.2转炉车间⽣产能⼒的确定 (2)1.4主⼚房⼯艺布置 (3)1.4.1原料跨间布置 (3)1.4.2炉⼦跨的布置 (3)1.4.3精炼跨的布置 (3)1.4.4浇注跨的布置 (3)1.5原材料⽅案设计 (4)1.5.1⾦属料 (4)1.5.2散状材料 (5)2物料平衡与热平衡 (5)2.1物料平衡 (5)2.1.1计算原始数据 (5)2.1.2物料平衡基本项⽬ (7)2.1.3计算步骤 (7)2.2热平衡计算 (15)2.2.1计算原始数据 (15)2.2.2计算步骤 (16)3顶底复吹转炉设计 (20)3.1炉型设计 (20)3.1.1炉型选择 (20)3.1.2主要参数的确定。
100t顶底复吹转炉炉型设计说明书
目录前言 (1)一、转炉炉型及其选择 (1)二、炉容比的确定 (3)三、熔池尺寸的确定 (3)四、炉帽尺寸的确定 (5)五、炉身尺寸的确定 (6)六、出钢口尺寸的确定 (6)七、炉底喷嘴数量及布置 (7)八、高径比 (9)九、炉衬材质选择 (9)十、炉衬组成及厚度确定 (9)十一、砖型选择 (12)十二、炉壳钢板材质与厚度的确定 (14)十三、校核 (15)参考文献 (16)专业班级学号姓名成绩前言：转炉是转炉炼钢车间的核心设备。
转炉炉型及其主要参数对转炉炼钢的生产率、金属收的率、炉龄等经济指标都有直接的影响，其设计是否合理也关系到冶炼工艺能否顺利进行，车间主厂房高度和与转炉配套的其他相关设备的选型。
所以，设计一座炉型结构合理，满足工艺要求的转炉是保证车间正常生产的前提，而炉型设计又是整个转炉车间设计的关键。
设计内容：100吨顶底复吹转炉炉型的选择与计算；耐火材料的选择；相关参数的选择与计算。
一、转炉炉型及其选择转炉有炉帽、炉身、炉底三部分组成。
转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。
由于炉帽和炉身的形状没有变化，所以通常按熔池形状将转炉炉型分为筒球形、锥球型和截锥形等三种。
炉型的选择往往与转炉的容量有关。
（1）筒球形。
熔池由球缺体和圆柱体两部分组成。
炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，被国内外大、中型转炉普遍采用。
（2）锥球型。
熔池由球缺体和倒截锥体两部分组成。
与相同容量的筒球型比较，锥球型熔池较深，有利于保护炉底。
在同样熔池深度的情况下，熔池直径可以比筒球型大，增加了熔池反应面积，有利于去磷、硫。
我国中小型转炉普遍采用这种炉型，也用于大型炉。
（3）截锥形。
熔池为一个倒截锥体。
炉型构造较为简单，平的熔池底较球型底容易砌筑。
在装入量和熔池直径相同的情况下，其熔池最深，因此一般不适用于大容量炉，我国30t以下的转炉采用较多。
不过由于炉底是平的，便于安装底吹系统，往往被顶底复吹转炉所采用。
转炉炼钢车间布置
转炉炼钢车间布置1、转炉应采用高架式布置。
转炉主操作平台面标高，应按低于转炉耳轴标高的1／2炉口内直径再减去150mm～300mm设计。
转炉耳轴标高应按炉体转动最大半径圆高出出钢钢包最高点200mm～300mm确定。
转炉采用下修方式时，应校核炉底车、修炉车的进出条件，在采用转炉炉内铁水预脱磷处理时，还应适应接受半钢水的转炉兑铁水包的布置高度。
2、转炉所在处的厂房柱间距，除应能布置包括倾动机构在内的全部转炉设备外，还应满足两相邻转炉的操作条件，可按表5.4.2选用。
表5.4.2 转炉所在处的厂房柱间距3、转炉炼钢车间主厂房宜采用多跨毗连的布置形式，应依次由加料跨、炉子跨、(精炼跨)和钢水接受跨组成。
炉子跨应设在加料跨与钢水接受跨之间，当转炉数量大于2时，宜在转炉跨与钢水接受跨之间设置独立的精炼跨。
浇注系统以后各跨的数量与参数，应根据连铸系统布置方案确定。
4、转炉炼钢车间主厂房各跨参数应符合下列规定：（1）加料跨：跨度宜为21m～30m，应根据转炉容量大小和废钢区、铁水区的工艺布置确定。
根据转炉兑铁水的关系确定起重机轨面标高，当轨面标高太高不便于废钢料槽配料作业时，废钢区可设置低轨起重机。
（2）炉子跨：跨度宜为12m～27m，应根据转炉容量大小和该跨内转炉散状料加料系统、修炉系统、烟气净化系统、汽化冷却烟道的汽包等设备的布置要求确定。
该跨的高度应根据汽包、氧枪与副枪升降装置的高度要求确定。
该跨间为多层平台结构时，应设置去各层平台的电梯与楼梯。
（3）精炼跨：跨度应为21m～30m，应根据总体工艺布置情况确定。
起重机轨面标高应按炉外精炼设备高度确定。
（4）钢水接受跨：跨度应为21m～33m，应根据总体工艺布置情况确定。
起重机轨面标高应按炉外精炼设备高度和连铸大包回转台的高度确定，并应保证钢包放入回转台后包括钢包加盖机构的最高点至起重机梁底防护结构下缘之间净空不小于0.5m。
5、转炉炼钢车间主厂房的工艺布置，应根据工艺流程按分区作业的原则确定，做到工艺顺行、物料流向和各工序作业互不干扰。
转炉炼钢的总体工艺设计
转炉炼钢的总体工艺设计1、转炉炼钢车间设计应根据产品大纲，确定转炉公称容量、转炉座数和炉外精炼的配置。
2、转炉炼钢车间内转炉座数宜配置2座或3座，不宜大于4座，不应设置备用炉座。
多于3座转炉的车间，转炉宜分组分开布置。
3、转炉的公称容量应为炉役期的平均出钢量，最大出钢量应为公称容量的1.05倍～1.10倍，转炉生产宜采用分阶段定量法操作。
4、转炉吹炼炉座的年生产能力应按下列公式计算：式中：Q——每一吹炼炉座年产合格钢水量(t／a)；G——转炉炉役期内每炉平均出钢量(t／炉)；T——每炉钢平均冶炼周期(min／炉)；N——转炉的年有效作业天数(d／a)；n1——年修炉天数(d／a)；n2——年日常计划检修天数(d／a)；n3——年车间集中检修天数(d／a)；n4——年生产耽误天数(d／a)。
5、转炉炼钢车间的组成宜符合下列规定：（1）主要生产系统宜包括主厂房、铁水预处理站、废钢配料间、炉渣间、烟气净化及煤气回收设施、余热蒸汽回收设施；（2）辅助生产系统宜包括铁合金贮运设施、散状原料贮运设施、快速分析室、空压站、车间变配电所、水处理设施、除尘设施、生活福利设施；（3）设计可根据生产规模、原材料供应情况等具体条件确定车间实际组成。
6、铁水中含有可利用的铌、钒、钛等合金元素时，应采用合理的冶炼工艺予以回收。
7、新建转炉的冶炼控制，宜采用以副枪检测系统和(或)炉气成分连续分析系统作为实时信号反馈的动态闭环过程控制。
8、转炉的各种工艺过程和能源介质的工作参数，均应配置检测仪表，所有被检测参数应输入到基础自动化控制系统。
冶炼试样应采用快速分析系统，数据应传输到过程控制计算机系统。
9、转炉炼钢使用的气体介质、燃料、冷却水及其管道，应符合下列规定：（1）氧气、氩气、氮气、蒸汽、压缩空气和燃料的供应能力应按设计规定的工作制度配备，并应按吨钢耗量和转炉车间的小时生产率计算；（2）贮气罐容积应满足车间高峰用量，同时能适应用量的波动和当供应源因事故停供时，贮气罐的贮备量至少应能满足一炉钢冶炼的需要；（3）车间分期建设时，各种介质的主管道宜按最终规模一次建成，而相关公用设施可视具体条件，或在总图上预留发展面积，也可在厂房内预留增建机组的条件。
年产钢_120吨转炉_炼钢车间设计
摘要重庆科技学院专科生毕业设计 - I -摘要2004年重庆政府在重庆西永划定并力争打造重庆西部教育基地，至今已修建了高新技术产业园西永微电园、10余所高校、房地产富力城及熙街生活娱乐圈。
大体上满足人们的日常生活需求。
但这只是重庆西部大开发的一部分，更多的建设项目也已经或者即将上马。
这些项目更重要的一方面是拉动当地一代的经济发展，并与主城区的发展相补充。
最终达到重庆人均GDP 的提升，让重庆人民生活更加富裕。
2009年，国家财政为了应对金融危机扩大内需，更是投入4万亿专项资金在全国进行基础设施建设。
而重庆市是西部大开发的中心城市，因而对建筑用材特别是钢铁的需求量大幅增加。
氧气顶底复吹转炉是20世纪70年代中、后期，开始研究的一项新炼钢工艺。
其优越性在于炉子的高宽比略小于顶吹转炉却又大于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底一般为平底，以便设置底部喷口。
本设计在考虑到这方面的问题，拟定选址在重庆忠县修建年产钢120万吨新型钢铁厂。
本钢厂主产碳素工具钢、碳素结构钢、轴承钢及弹簧钢。
能够及时供应重庆西部开发的建材钢铁需求，此外还能满足重庆长安汽车板簧供应。
关键词：西部大开发 转炉炼钢 氧气顶底复吹转炉 新型钢铁厂重庆科技学院专科生毕业设计- II -目录 重庆科技学院专科生毕业设计- III -目录摘要 (I)1 炼钢厂设计概论 (1)1.1 钢铁工业在国民经济中的地位和作用 (2)1.2 炼钢工艺的发展及现状 (2)1.3 钢铁厂设计的目的及意义 (3)2 厂址选择论证 (4)2.1 建厂条件 (4)2.2 产品市场 (5)3 产品方案及金属料平衡估算 (7)3.1 产品大纲 (7)3.2 全厂金属料平衡估算 (7)3.3 技术可行性 (8)4 转炉车间生产工艺流程 (10)4.1 设计原始条件 (10)4.2 生产工艺流程图 (10)5 转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算 (13)5.1 物料平衡计算 (13)5.2 热平衡计算 (20)6 原料供应及铁水预处理方案 (24)6.1 原料供应 (24)6.2 铁水预处理方案 (27)7 转炉座数及其年产量核算 (29)7.1 转炉容量和座数的确定 (29)7.2 车间生产能力的确定 (29)7.3 确定转炉座数并核算年产量 (30)8 转炉炉型选型设计及相关参数计算 (31)8.1 转炉炉型设计 (31)8.2 转炉炉衬设计 (34)8.3 转炉炉体金属构件设计 (35)9 转炉氧枪设计及相关参数计算 (36)9.1 氧枪喷头尺寸计算 (36)9.2 50t 转炉氧枪枪身尺寸计算 (38)10 炉外精炼设备选型 (41)10.1 炉外精炼的功能 (41)10.2 LF 精炼炉 (41)10.3 RH 精炼炉 (42)11 钢包、起重机相关数据计算及车间经济指标 (44)11.1 钢包尺寸及数量 (44)11.2 起重机吨位及数量 (47)11.3 车间主要技术经济指标及成本核算 (48)12 连铸机设备选型及相关参数确定 (51)重庆科技学院专科生毕业设计12.1 连铸机机型选择 (51)12.2 连铸机主要参数的确定 (51)12.3 连铸机生产能力的计算 (54)12.4 连铸操作规程 (57)13 烟气净化系统的选型及相关计算 (64)13.1 转炉烟气净化与回收的意义 (64)13.2 转炉烟气净化及回收系统 (64)13.3 回收系统主要设备的设计和选择 (66)13.4 计算资料综合 (67)14 车间工艺布置方案 (68)14.1 车间工艺布置方案 (68)14.2 转炉跨布置 (68)14.3 连铸各跨布置 (74)15 主炼钢种的操作规程 (79)15.1 基本检测 (79)15.2 精料 (79)15.3 基本操作参数 (80)15.4 装入制度 (81)15.5 供氧制度 (82)15.6 造渣制度 (82)15.7 终点控制与出钢 (83)15.8 脱氧与合金化 (84)16 拟订生产组织及安全生产制度 (85)16.1 生产组织安排 (85)16.2 安全制度的制定 (86)参考文献 (87)致谢 (88)附录附图1 转炉炉衬图附图2 氧枪喷头图附图3 车间厂房平面布置图附图4 车间厂房剖面布置图- IV -1 炼钢厂设计概论重庆科技学院专科生毕业设计 - 1 -1 炼钢厂设计概论2004年重庆政府在重庆西永划定并力争打造重庆西部教育基地，至今已修建了高新技术产业园西永微电园、10余所高校、房地产富力城及熙街生活娱乐圈。
年产200万吨钢的转炉炼钢车间设计——钢包设计设计0000
年产200万吨钢的转炉炼钢车间设计——钢包设计设计0000攀枝花学院本科毕业设计（论文）年产200万吨钢的转炉炼钢车间设计——钢包设计学生姓名：蒲维学生学号： 200911103045院（系）：资源与环境工程学院年级专业： 2009级冶金工程1班指导教师：芶淑云教授二〇一三年五月攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要摘要根据年产200万吨钢转炉车间设计的要求和国家相关政策的规定，确定转炉的大小为220吨，进一步得到了符合实际生产的与之匹配的钢包容量大小为250吨，通过计算确定钢包上部内径和高度均为4289mm，生产过程中所需要的钢包的数量为11个。
对钢包用耐火材料进行了设计，分为2套钢包即浇注钢包和砌筑钢包。
分别对其进行分析确定了他们的绝热层和工作层的设计方法，对于浇注钢包采用整体浇注和或剥皮浇注，对砌筑钢包采用综合砌筑的方案；通过对钢包透气砖和滑动水口系统耐火材料的外形设计，确定了透气砖系统耐火材料的尺寸和滑动水口系统耐火材料的尺寸；最后根据钢包用耐火材料的使用要求，针对不同钢种和不同部位的不同要求以及耐火材料的理化性能指标，对钢包所用的耐火材料进行了优化选择。
关键词炼钢，钢包，砌筑，浇注，耐火材料ABSTRACTAccording to the annual output of 2 million tons of steel converter workshop design requirements and relevant national policies and regulations, determine the size of the converter is 220 tons, has been further conform to the actual production of matching the ladle size capacity of 250 tons, through the calculate and determine the ladle upper inner diameter and height is 4289 mm, the production process required the number of ladles for 11. Ladle refractory materials used for the design, divided into 2 sets of ladle pouring ladle and laying the ladle. Respectively to analyze it to determine their thermal barrier and layer, the design method of the work for adopts the integral casting and or peeling pouring ladle cover in casting, for the composite masonry methods in laying the ladle; Through the vent brick of ladle refractory and slide gate system design, determine the size of the system of gas supply brick and refractory materials and refractory materials the size of the slide gate system; Finally according to the requirements of the ladle refractory material used, according to different steel grade and the different requirements of different parts and the rational index of the refractory, the ladle refractory material used in the optimized choice.Key words steelmaking, ladle, laying, casting, refractory material目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)2 转炉的座数、公称容量及生产能力的确定 (3)2.1 转炉的容量和座数的确定 (3)2.2 计算年出钢炉数 (3)2.3 车间的年产钢量的计算 (4)3 钢包尺寸及数量的确定 (5)3.1 钢包尺寸的计算 (5)3.2 钢包质量的计算 (8)3.3 钢包重心计算 (9)3.4钢包数量的计算 (11)4 钢包用耐火材料的设计 (12)4.1浇注钢包的设计方法 (12)4.1.1包壁绝热层的设计方法 (12)4.1.2钢包工作层的设计方法 (12)4.1.2.1普通不精炼钢包 (12)4.1.2.2简单炉后处理的精炼钢包144.1.3钢包浇注的工作方案 (16)4.1.3.1整体浇注钢包的方法 (16)4.1.3.2采用剥皮套浇的浇注钢包施工方法 (16)4.2砖砌钢包的设计 (17)4.2.1砖砌钢包的结构设计 (17)4.2.1.1绝热层的设计 (17)4.2.1.2永久层的设计 (17)4.2.1.3工作层的设计 (17)4.3钢包透气砖和滑动水口系统耐火材料的外形设计 (18)4.3.1透气砖系统耐火材料的尺寸设计184.3.2滑动水口系统耐火材料的尺寸设计 (19)5 钢包用耐火材料的选择 (23)5.1钢包用耐火材料的要求 (23)5.2钢包耐火材料的选用 (25)5.2.1钢包隔热层和永久层 (25)5.2.2钢包工作层 (25)5.2.3滑动水口用耐火材料 (26)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)1 绪论钢包是连接转炉和连铸中间的容器,而且几乎所有钢水的炉外精炼过程都是在钢包中进行；钢包的工作状态好坏不仅影响炼钢过程钢液质量、生产节奏、炉衬寿命；也会影响后序精炼和连铸过程中的包衬寿命、钢水质量和生产节奏,特别是影响最终的钢铁产品的制造成本和内在质量。
炼钢厂150t转炉炉体支承系统的优化设计
经历 以下几 个 阶段 ：０世 纪 ６ ２ ０年 代 初 期 小 转 炉 多 采用 大法 兰连 接 式 ；０世 纪 ７ ２ ０年 代 中型 转 炉 多 采
用斜 面卡板 把 持 器 式 ；０世 纪 ８ ２ Ｏ年 代 以来 多 采 用 以新 日铁 ３ ０ ｔ 炉 为 代 表 的三 点 球 铰 悬 挂 式 … ； ０ 转 近年来 ， 中大型转 炉 炉 壳 与托 圈连 接 装 置 多 采用 奥 钢联 Ｃ Ｎ ＬＮ Ｏ － Ｉ Ｋ悬 挂 系统 。Ｃ Ｎ ＬＮ Ｏ － Ｉ Ｋ悬 挂 系 统
ｗｅｅ ｅ ｐ ｎ ｄ ａ ｄ ｒ ｆｒ ｄ ｉ ｔ ｅ ｉｅｏ ｔ ｅ ｍｅｔｎｇＰｌｎｔ Ｉ ｈ ｓｐ ｐｅ ｉ ｉ ｉ ｙ ｉｔｏ ｃ ｄ ｔ ｅｄｅ ｉｎ ａ ｄ ｏ ｅ ｒ ｘ ａ ｄｅ ｎ ｅｏ ｍｅ ｎ ｏｈ ｒｓｔ ｆＳ ｅ ｌ— ｌｉ ａ ． ｎ ｔｉ ａ ｒ，ｔ ｓｍａｎｌ ｎ ｒｄｕ ｅ ｈ ｓｇ ｎ ｍ ｄ ｌ
转炉传动侧和非传动侧轴承选用同一型号 ， 非传动 侧轴 承强 度得 到提 高 。
耳轴 轴承 的维 护是 日常 工作 的重 点 。
况 下 ， 使位移 受 到 限制 ， 免 因静 不定 问题 的存 在 不 避 而使 支承 系统 承受 附加 载荷 ， 免造 成 炉 壳 或 托 圈 以 产生严 重 变形 和破 坏 。 包 钢一炼 钢三 种 规格 的 转 炉 采用 了 三 种 连 接
面连接 装 置允许 炉体 和 托 圈之 间发生 相对 位移 。炉
壳和托 圈热膨 胀 时 ， 炉壳 温度 较托 圈温 度 高得多 ， 因
此， 热膨 胀 时两者 在 径 向和轴 向都 会 出现相 对位 移 。 若这种 相对 位移 受 到限制 ， 会产 生 附加应 力 ， 就 严重
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——任务要求：含C 3.9%，Si 0.6%，50t复吹转炉专业班级：冶金工程3班学生姓名：李源祥指导教师：杨吉春完成时间：2011年11月25日1.炼钢课程设计目的与内容一、炼钢课程设计的目的炼钢课程设计属于钢铁冶金专业的实践性教学环节，要求学生查阅相关资料，在指导老师的具体指导下，合理选择工艺参数、配料，使物料平衡、热平衡等工艺过程，及其绘图等，使学生经物料平衡计算，了解加入炉内参与炼钢过程的全部物料与产物之间的平衡关系。
经热平衡计算后，了解炼钢过程的全部热量来源与支出之间的平衡关系。
经炉型设计和绘图，掌握炉型对尺寸的计算方法。
对提高学生工程实践及独立分析解决问题的能力，培养创新意识，同时，加深了学生对炼钢原理，炼钢工艺等专业知识的理解，提高专业水平具有重要意义。
二、炼钢课程设计的内容1.转炉炼钢的物料平衡与热平衡计算；2.复吹转炉炉型设计计算及绘图。
3.设计具体要求：铁水含C 3.9%，含Si 0.6%，50t炉型图。
2.转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算2.1 物料平衡计算2.1.1 计算原始数据基本原始数据有：冶炼钢种及成分、铁水和废铁的成分、终点钢水成分；造渣用溶剂及炉衬等原材料成分；脱氧和合金化用铁合金的成分及回收率；其他工艺参数。
表2-1 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值注：本计算设定的冶炼钢种为Q235A。
[C]和[Si]按实际生产情况选取；[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。
注：炉衬配比：（镁碳砖），镁砂：80~85% 碳：15~20%碳的有效成分：99.56%，余为挥发分：0.44% 。
表2-3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）注：①10%的C与氧气生成CO2表2-4 其他工艺参数设定值2.1.2物料平衡的基本项目收入项有：铁水、废钢、溶剂（石灰、萤石、白云石、矿石）、氧气、炉衬蚀损、铁合金。
支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。
2.1.3 计算步骤以100㎏铁水为基础进行计算。
第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。
总渣量包括铁水中元素氧化，炉衬腐蚀和加入溶剂的成渣量。
其各项成渣量分别列于表2-5~表2-7。
总渣量及成分如表2-8所示。
表2-5 铁水中元素的氧化产物及其成渣量①注：由CaO还原出的氧量；消耗CaO量=0.0133×56/32=0.0233㎏。
表2-7 加入溶剂的成渣量注：①.石灰加入量：渣中已含CaO=-0.0233+0.004+1.30+0.003=1.2837kg；渣中已含SiO2 =1.286+0.006+0.015+0.013+0.021=1.341kg ；因设定终渣碱度R=3.5，故石灰加入量为：[R∑ω(SiO2)-∑ω(CaO)]/[ω(CaO,石灰)-R×ω(SiO2，石灰)]=3.410/(88.0%-3.5×2.50%)=4.303㎏②.石灰加入量=(石灰中CaO含量）-（石灰中S→CaS自耗的CaO量）表2-8 总渣量及其成分①.总渣量计算如下：表中除(FeO)和(Fe 2O 3)以外的总渣量为: 5.081+1.468+0.932+0.162+0.155+0.448+0.186+0.039=8.471㎏， 矿石成渣量中(FeO)和(Fe 2O 3)所占比例：（0.280+0.660）/（8.471+0.280+0.660）=9.988%<13.25%, 因此总渣量为：（8.471+0.280+0.660）/（1-9.988%）=10.388 kg ② ω(FeO)=10.388×8.25%-0.28=1.577㎏③ ω(Fe 2O 3)=10.388-8.471-0.857-0.660-0.001=0.399㎏第二步：计算氧气消耗量。
氧气的实际消耗量系消耗项目与供入项目之差。
见表2-9第三步：计算炉气量及其成分。
炉气中含有CO 、CO 2、N 2、SO 2和H 2O.其中CO 、CO 2、SO 2和H 2O 可由表2-5~表2-7查得，O 2和N 2则由炉气总体积来确定。
现计算如下：炉气总体积V Σ : V ∑=g V +0.5%V ∑+6.991 (s G 324.22+0.5%V ∑－x V )所以：V ∑=(99.6g V +0.7Gs －x V )/99.103=7.275 m 3式中 Vg ——CO 、CO 2、SO 2和H 2O 各组分总体积，m ³。
本计算中其值为：8.075×22.4/28＋1.410×22.4/44＋0.013×22.4/64＋0.005×22.4/18=7.189m 3 Gs ——不计自由氧的氧气消耗量，㎏。
本计算中其值为： 6.645+0.066+0.34=7.051㎏Vx——石灰中的S和CaO反应还原出的氧量（其质量为：0.002㎏）m³。
0.5%——炉气中自由氧含量。
99——自由氧纯度为99%转换得来。
计算结果列于表2-10表2-10 炉气量及其成分注：①.炉气中O2的体积为7.275×0.5%=0.036m³；质量为0.036×32/22.4=0.051㎏。
②.炉气中N2的体积系炉气总体积与其他成分体积之差；质量为0.050×28/22.4=0.0625㎏第四步：计算脱氧和合金化前的钢水量。
钢水量Qg＝铁水量-铁水中元素的氧化量-烟尘、喷溅和渣中的铁损＝100-5.348-[1.50×(75%×56/72+20%×112/160)+1+10.388×6%]＝91.944㎏由此可以编制出未加废钢、脱氧与合金化前的物料平衡表2-11表2-11 未加废钢时的物料平衡表第五步：计算加入废钢的物料平衡。
如同第一步计算铁水中元素氧化量一样，利用表2-1中的数据先确定废钢种元素的氧化量及其消耗量和成渣量（表2-12），再将其与表2-11归类合并，逐得到加入废钢后的物料平衡表2-13和表2-14。
表2-12 废钢中元素的氧化产物及其成渣量表2-13 加入废钢的物料平衡表（以100㎏铁水为基础）注：计算误差为（121.629-121.43）/121.629×100%=0.16%表2-14 加入废钢的物料平衡表（以100㎏铁水+废钢为基础）第六步：计算脱氧和合金化后的物料平衡。
现根据钢种成分设定值（表2-1）和铁合金成分及其回收率（表2-3）算出锰铁和硅铁的加入量，在计算其元素的烧损量。
将所有的结果与表2-14合并，及得到炼一炉钢的总物料平衡表。
锰铁加入量W Mn 为：W Mn ＝回收率Mn 含量Mn 锰铁中][][-×终点钢种Mn w Mn w ×钢水量＝%80%80.67%18.0-%55.0××92.38＝0.63 kg硅铁加入量W Si 为：W Si ＝回收率量锰铁含加锰铁后的钢水量终点钢种Si Si ][-)][-][(Fe ××MnSi w Si w Si w＝%75%00.73002.0-)55.038.92(%25.0 ×+× ＝0.42 kg铁合金中元素烧损量和产物量列于表2-15。
脱氧和合金化后的钢水成分如下： w(C)＝0.10%＋25.93037.0×100%＝0.14% %25.0%10025.93230.0002.0)i (w =×+=S%55.0%10025.93002.0342.0%81.0)(w =×++=Mn%021.0%10025.93001.0%020.0)(w =×+=P %021.0%10025.93001.0%02.0)(w =×+=S可见，含碳量尚未达到设定值。
为此需在钢包内加焦炭增碳。
其加入量W 1为：钢水量）（×=回收率C ×含量C 焦炭中%14.0-18.0W 1㎏）（ 0.06193.2575%81.50%14.0-18.0=××=由此可得整个冶炼过程（即脱氧和合金化后）的总物料平衡表2-16。
表2-16 总物料平衡表②.可以近似的认为(0.135+0.032)的氧量系出钢水二次氧化带入。
2.2 热平衡计算2.2.1计算所需的原始数据计算所需的基本原始数据有：各种入炉料及产物的温度（表2-17）；物料平均热熔（表2-18）；反应热效应（表2-19）；融入铁水的元素对铁水熔点的影响（表2-20）。
其他工艺参数参照物料平衡选取。
表2-17 入炉物料及产物的温度设定值表2-18 物料平均热熔表2-19 炼钢温度下的反应热效应表2-20 融入铁水的元素对铁熔点的降低值2.2.2 计算步骤以100㎏铁水为基础第一步：计算热收入S Q。
热收入项包括：铁水物理热；元素氧化热及成渣热；烟尘氧化热；炉衬中碳的氧化热。
Q(1) 铁水物理热W先根据纯铁熔点、铁水成分以及溶入元素对铁熔点的降低值(见表2-17、表2-1和表Q。
2-20)计算铁水熔点T t，然后由铁水温度和生铁热容(见表2-17和表2-18)确定W T=1536－(3.9×100+0.6×8+0. 3×5+0.10×30+0.040×25)－6=1129.7 (℃)tQ=100 ×[0.745×(1129.7－25)+218+0.837×(1250－1129.7)]=114169.26(KJ) WQ(2) 元素氧化热及成渣热y由铁水中元素氧化量和反应热效应(见表2-19)可以算出，其结果列于表2-21。
表2-21元素氧化热和成渣热(3) 烟尘氧化热C Q由表2-4中给出的烟尘量参数和反应热效应计算可得。
C Q ＝1.5×(75％×56/72×4250+20%×112/160×6460)=5075.35kJ(4) 炉衬中碳的氧化热1Q ＝0.3×15％×90％×11639＋0.3×15％×10％×34834＝628.13kJ故热收入总量为S Q =W Q ＋y Q ＋C Q ＋1Q ＝114169.26+80924.65+5075.35+628.13=200797.39kJ第二步：计算热支出Z Q 。
热支出项包括：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。