转炉炼钢课程设计

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1、目录1转炉物料平衡与热平衡计算11.1原始数据的选取11.2物料平衡计算31.3热平衡的计算91.4吨钢物料平衡132转炉炉型设计142.1炉型的选择142.2几个重要参数142.3转炉主要尺寸的确定143氧枪喷头设计183.1原始条件183.2计算氧气流量183.3计算设计工况氧压和喉口直径193.4确定喷孔出口直径193.5确定喷孔其它几何尺寸193.6确定喷头五喷口中心分布圆直径193.7枪身各层钢管计算203.8喷头简图21参考文献22结束语23231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（

2、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1.1.1原材成分（表1-1~1-4）表1-1铁水、废钢的成分（%）原料CSiMnPS温度/℃铁水4.200.500.340.130.0251255废钢0.180.200.520.0220.02525表1-2渣料和炉衬材料成分（%）种类CaOSiO2MgOAl2O3SPCaF2

3、FeOFe2O3烧碱H2OC石灰91.02.02.01.50.053.45矿石1.05.610.521.100.0729.461.80.05萤石6.00.581.780.090.5589.02.00白云石55.03.033.03.01.05.0炉衬54.02.038.01.05.023表1-3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0.745217.5680.8368钢0.699271.960.8368炉渣209.201.247炉气1.136烟尘1.000209.

4、20矿石1.046209.20表1-4反应的热效应（25℃）元素反应反应热/kJ.kg-1C[C]+1/2＝CO10950C[C]+O2＝CO234520Si[Si]+O2＝SiO228314P2[P]+5/2O2＝P2O518923Mn[Mn]+1/2O2＝MnO7020FeFe+1/2O2＝MnO5020FeFe+3/2O2＝Fe2O36670SiO2SiO2+2CaO＝2CaO·SiO22070P2O5P2O5+4CaO＝4CaO·P2O550201.1.2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

5、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）炉气温度取1450℃，炉气中自由氧含量为总炉气量的0.5%；23（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（%）：C0.15，Si0.12，Mn0.10，P0.02，S0.021.2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

6、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CSiMnPS铁水4.20.50.340.130.025钢水0.1600.1020.0200.016氧化量4.0400.5000.2380.1110.009说明：本说明书取脱磷率85%，脱硫率35%；钢水中残余锰量取30%。23（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＝CO4.04×90%＝3.6363.645×16/12＝4.84

7、83.645×28/12＝8.484C[C]+O2＝CO24.04×10%＝0.4040.405×32/12＝1.0780.405×44/12＝1.481Si[Si]+O2＝SiO20.50.5×32/28＝0.5710.571×60/28＝1.071Mn[Mn]+1/2O2＝MnO0.2380.238×16/55＝0.0690.238×71/55＝0.307P2[P]+5/2O2＝(P2O5)0.1110.111×80/62＝0.1430.111×142/62＝0.252S[S]+O2＝SO20..009×1/3＝0.0030.003×3

8、2/32＝0.0030.003×64/32＝0.006S[S]+(CaO)＝(CaS)+[O]0.009×2/3＝0.0060.006×(－16)/32＝－0.0030.006×