設計一座公稱容量為3×200t的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間畢業(yè)設計(論文)說明書

1、<p>　　河北聯(lián)合大學輕工學院</p><p>　　QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY</p><p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　設計（論文）題目：設計一座公稱容量為3×200t的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間，生產(chǎn)板坯</p><p>

2、;<b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計為3座200噸氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間。車間的各主要系統(tǒng)為：鐵水供應系統(tǒng)、散狀料供應系統(tǒng)、廢鋼供應系統(tǒng)、鐵合金供應系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)、澆注系統(tǒng)、爐外精煉系統(tǒng)等。這些方案都是經(jīng)過比較而確定的比較合理的適合本設計的方案，并且采用了國內(nèi)外的先進技術。本設計主要包括轉(zhuǎn)爐爐型計算、氧槍計算、煙氣凈化系統(tǒng)計算、車間設備的計算以及各跨間的布置。另外本設計還

3、采用了許多新技術如：濺渣護爐技術、連鑄連軋技術，這些技術均已達到國際先進水平。</p><p>　　通過本次設計，整體掌握了煉鋼工藝流程和車間工藝布置，進一步了解世界鋼鐵動態(tài)。</p><p>　　關鍵字：煉鋼；爐外精煉；板坯；先進</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　A steel

4、-making workshop which has 3sets of300 tons oxygen top-blowing converter was designed in this paper. The workshop could produce eight million tons of good casting slab in one year. The main systems of the workshop includ

5、e: hot-metal supplying system, scattered material supplying system, scrap supplying system, ferro-alloy supplying system, flue gas cleaning system, casting system and refining system. These subsystem are selected in thi

6、s designment through compariment. And which are advan</p><p>　　Through this design, the overall grasp of the steelmaking process and layout of the workshop process, a better understanding of World Steel Dyna

7、mics.</p><p>　　Keywords: steel-making, secondary refining,slab, advanced</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　引 言7</b></p><p>　　1 設計方案的選擇確定9<

8、/p><p>　　1.1車間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)、產(chǎn)品方案的確定9</p><p>　　1.1.1車間生產(chǎn)規(guī)模及座數(shù)的確定：9</p><p>　　1.1.2產(chǎn)品方案的確定：9</p><p>　　1.2車間各主要系統(tǒng)所用方案的比較及確定9</p><p>　　1.2.1 鐵水供應系統(tǒng)9</p>

9、<p>　　1.2.2廢鋼供應系統(tǒng)10</p><p>　　1.2.3 散狀料供應系統(tǒng)10</p><p>　　1.2.4 煙氣凈化系統(tǒng)13</p><p>　　1.2.5 爐外精煉系統(tǒng)15</p><p>　　1.2.6澆注系統(tǒng)15</p><p>　　1.2.7 出渣系統(tǒng)17</p&g

10、t;<p>　　1.3 煉鋼車間工藝布置18</p><p>　　1.3.1 車間跨數(shù)的確定18</p><p>　　1.3.2 各跨的工藝布置18</p><p>　　1.4 車間工藝流程簡介19</p><p>　　1.4.1 工藝流程框圖19</p><p>　　1.4.2 工藝流程說明

11、19</p><p>　　1.5 轉(zhuǎn)爐冶煉指標及原材料消耗20</p><p>　　1.5.1 轉(zhuǎn)爐冶煉作業(yè)指標20</p><p><b>　　2 設備計算21</b></p><p>　　2.1轉(zhuǎn)爐設計21</p><p>　　2.1.1爐型設計21</p><p

12、>　　2.1.2 轉(zhuǎn)爐傾動力矩計算及電機功率確定24</p><p>　　2.2 氧槍設計26</p><p>　　2.2.1氧槍噴頭設計26</p><p>　　2.2.2氧槍槍身設計27</p><p>　　2.3 煙氣凈化系統(tǒng)設備設計與計算32</p><p>　　2.3.1 吹煉條件32<

13、;/p><p>　　2.3.2 煙氣及煙塵有關參數(shù)32</p><p>　　2.3.3供水強度32</p><p>　　2.3.4煙氣濃度修正33</p><p>　　2.3.5回收煤氣量的計算33</p><p>　　2.3.6煙氣的物理數(shù)據(jù)的計算33</p><p>　　2.3.7流程

14、簡介如下：34</p><p>　　2.3.8主要設備的設計和選擇如下。34</p><p>　　2.4 爐外精煉設備設計與計算46</p><p>　　2.4.1主要設計及其特點46</p><p>　　2.4.2 主要工藝設備技術性能47</p><p>　　3車間尺寸的計算55</p>

15、<p>　　3.1 原料供應系統(tǒng)55</p><p>　　3.1.1鐵水供應系統(tǒng)55</p><p>　　3.1.2廢鋼坑廢鋼斗的計算55</p><p>　　3.1.3 散裝料供應系統(tǒng)的計算56</p><p>　　3.1.4合金料供應系統(tǒng)57</p><p>　　3.2澆注系統(tǒng)設備計算57&l

16、t;/p><p>　　3.2.1 鋼包和鋼包車57</p><p>　　3.2.2連鑄機58</p><p>　　3.2.3連鑄機總體尺寸及工藝布置63</p><p>　　3.3渣罐的確定64</p><p>　　3.4車間尺寸計算65</p><p>　　3.4.1主廠房主要尺寸的確定

17、65</p><p>　　3.4.2 爐子跨主要尺寸的確定65</p><p>　　3.4.3 轉(zhuǎn)爐在車間縱向位置和爐間距67</p><p>　　3.4.4 轉(zhuǎn)爐跨的標高 跨度和長度確定68</p><p>　　3.4.5加料跨主要尺寸的確定69</p><p>　　3.4.6各跨的跨度確定69</

18、p><p>　　3.5天車計算69</p><p>　　4 新技術和先進工藝、設備的應用71</p><p>　　4.1 鐵水預處理脫磷、硫。71</p><p>　　4.2 濺渣護爐技術71</p><p><b>　　4.3連鑄71</b></p><p>　　4

19、.3.1提高連鑄坯表面和內(nèi)部的質(zhì)量。71</p><p>　　4.3.2 提高連鑄生產(chǎn)率的技術72</p><p><b>　　結 論72</b></p><p><b>　　參考文獻73</b></p><p><b>　　謝 辭75</b></p

20、><p><b>　　引 言</b></p><p>　　鋼鐵是人類社會最主要的結構材料和功能材料材料,它以其諸多的性能優(yōu)點,至今仍有其不可代替的戰(zhàn)略地位。</p><p>　　1997年日本住友公司完成和歌山煉鋼廠技術改造，新建2座210t轉(zhuǎn)爐和一座鐵水三脫預處理爐代替原有的6座160t轉(zhuǎn)爐，實現(xiàn)了‘采用最新工藝和裝備技術，高效率，高質(zhì)量和高穩(wěn)

21、定性生產(chǎn)各種高品質(zhì)鋼材’的技術理念，被譽為“21世紀世界最先進的鋼鐵廠”。21世紀初先進煉鋼廠是在20世紀現(xiàn)代化煉鋼廠基礎上，為滿足市場對超純凈鋼生產(chǎn)的需求及鋼鐵企業(yè)與社會和諧發(fā)展的要求建設的新型鋼鐵廠。其技術特點是：高效、環(huán)保和大批量生產(chǎn)超純純凈鋼、進入21世紀初，為保證鋼鐵工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，必須采用全新的理念研究解決超純凈鋼高效化生產(chǎn)工藝、資源能源可循環(huán)利用及大幅度減少環(huán)境污染等重大技術問題，建立21世紀初先進鋼鐵廠。其發(fā)展目標是：滿

22、足超純凈鋼的市場需求；進一步提高企業(yè)的核心競爭力；實現(xiàn)與環(huán)境和諧發(fā)展。</p><p>　　轉(zhuǎn)爐直接生產(chǎn)超純金鋼市21史濟春先進煉鋼廠的基本特點。提高轉(zhuǎn)爐鋼水純凈度的技術關鍵是鐵水預處理工藝，主要包括鐵水脫硫和轉(zhuǎn)爐鐵水“三脫”預處理。21世紀初先進鋼鐵廠采用的新流程具有以下特點：</p><p>　　1.鐵水提純以鐵水預處理為主，實現(xiàn)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)超純凈鋼；</p><p&g

23、t;　　2.在鋼水提純過程中不斷稀釋爐渣中有害元素，避免爐渣污染；</p><p>　　3.注重提高生產(chǎn)效率，加快生產(chǎn)節(jié)奏；</p><p>　　4.大幅度減少渣量，有利于環(huán)保。</p><p>　　21世紀初時我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略機遇期，20世紀現(xiàn)代化鋼鐵廠向21世紀初先進鋼鐵廠的轉(zhuǎn)變是社會發(fā)展的需求，也是歷史的必然。21世紀初先進煉鋼廠的基本理念是：實現(xiàn)全

24、部鋼材超純進化，建立大批量、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)超純凈鋼的生產(chǎn)體系，實現(xiàn)超純凈鋼的高效化和建立起可循環(huán)的鋼鐵生產(chǎn)流程。為了實現(xiàn)21世紀初先進煉鋼廠的技術理21世紀的鋼鐵業(yè)要走“科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗地、環(huán)境污染小、人力資源得到充分發(fā)揮”的新型工業(yè)化道路，走可持續(xù)發(fā)展、和諧發(fā)展的科學發(fā)展道路，其科技發(fā)展方向應該是采用新流程、新技術、新裝備代替?zhèn)鹘y(tǒng)的流程生產(chǎn)方式，實現(xiàn)高效率運行和生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特殊鋼是鋼鐵工業(yè)的一個重要領域，特殊鋼應用范圍廣

25、，從經(jīng)濟建設、國防建設到日常生活用品都與特殊鋼有密切的關系。因而通常把特殊鋼品種、質(zhì)量、產(chǎn)量作為衡量一個國家鋼鐵工業(yè)科學技術和工業(yè)化水平的重要標志。</p><p>　　1 設計方案的選擇確定</p><p>　　1.1車間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)、產(chǎn)品方案的確定</p><p>　　1.1.1車間生產(chǎn)規(guī)模及座數(shù)的確定：</p><p>　

26、　3×200噸的轉(zhuǎn)爐車間，三吹三，爐齡為12000爐</p><p>　　轉(zhuǎn)爐年作業(yè)天數(shù)取290天，則</p><p>　　確定轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期：</p><p>　　年產(chǎn)良坯=200×34821×95%=6615990（噸)=661.6(萬噸)</p><p>　　1.1.2產(chǎn)品方案的確定：</p>

27、<p>　　主要生產(chǎn)低碳鎮(zhèn)靜鋼，全部為板坯(連鑄連軋)。</p><p>　　1.2車間各主要系統(tǒng)所用方案的比較及確定</p><p>　　1.2.1 鐵水供應系統(tǒng)</p><p>　　1、鐵水罐車供應鐵水，其工藝流程為：高爐—鐵水罐車—鐵水罐—稱量—轉(zhuǎn)爐</p><p>　　此種方法的優(yōu)點：供應鐵水與混鐵車相比投資省。<

28、;/p><p>　　缺點：鐵水罐散熱損失要更嚴重，倒灌時溫降很大，且因罐的容積小，隨高爐出鐵成分的變化而變化，從而使轉(zhuǎn)爐的操作難于穩(wěn)定，不利于組織生產(chǎn)，易粘包不易處理，車間污染也非常嚴重。</p><p>　　2、 混鐵爐供應鐵水，其工藝流程如下：</p><p>　　高爐鐵水—鐵水罐車—混鐵爐—鐵水包—稱量—轉(zhuǎn)爐</p><p>　　優(yōu)點：此

29、種方式鐵水成分和溫度都均勻，尤其對于高爐與轉(zhuǎn)爐之間調(diào)節(jié)和均衡鐵水有利。供應的鐵水其成分和溫度比較均勻，有利于組織生產(chǎn)。</p><p>　　缺點：其設備體積大，并需要增設鐵水吊車，占地大，投資大。但多倒一次鐵水，溫度損失比較大，因此要設加熱系統(tǒng)。</p><p>　　3、 混鐵車供應鐵水，其工藝流程如下：</p><p>　　高爐—混鐵車—鐵水罐—稱量—轉(zhuǎn)爐<

30、/p><p>　　優(yōu)點：兼有儲存和運輸雙重作用，熱損失小，尤其適用于高爐與煉鋼車間距離遠時，切實用與高爐大型化發(fā)展的要求。基礎建設投資省，便于操作，維修費用低！</p><p>　　缺點：仍受高爐鐵水成分和溫度的影響，要求高爐生產(chǎn)穩(wěn)定。因受軌距和彎曲軌道曲率半徑的因素而使擴容受到限制。</p><p>　　鑒于此，作為一個鋼鐵聯(lián)合企業(yè)本設計采用鐵水罐供應鐵水。</

31、p><p><b>　　其容量的計算如下：</b></p><p>　　按慣例鐵水罐的容量應滿足兌一爐或兩爐考慮，采用取210噸鐵水罐。</p><p>　　1.2.2廢鋼供應系統(tǒng)</p><p>　　廢鋼作為轉(zhuǎn)爐吹煉過程中的冷卻劑加入爐內(nèi)。目前國內(nèi)各轉(zhuǎn)爐廠廢鋼間的布置的方式有：</p><p>　　

32、1、 設置單獨的廢鋼間;其流程為：火車車皮汽車→料坑→磁盤吊車或大鉗→廢鋼料斗→專門料斗平車以電力或熱力運送→裝料跨→轉(zhuǎn)爐。</p><p>　　2、 和裝料跨相端在其一端設廢鋼間：其流程為：火車或汽車→料坑→鍵盤或大鉗吊車→廢鋼槽→稱量→廢鋼加料天車→轉(zhuǎn)爐。</p><p>　　本設計采用第二種廢鋼間布置方式，以降低廠房投資，但由于采用了脫硫轉(zhuǎn)爐，所以廢鋼間垂直于加料跨，以方便廢鋼的運輸

33、。</p><p>　　1.2.3 散狀料供應系統(tǒng)</p><p>　　散狀料主要包括：煉鋼過程中使用的造渣材料和冷卻劑如活性石灰、礦石、螢石、鐵皮、輕燒白云石及烘爐用焦炭。</p><p>　　供應特點：要求迅速、準確、連續(xù)及時。</p><p>　　其系統(tǒng)包括：高位料倉、插板閥、電振斗、稱量斗、扇形閥、匯總斗、下料管、氮封</p&g

34、t;<p>　　運送路線：從主廠房外邊的貯料倉提升到爐頂料倉</p><p><b>　　其工藝流程如下：</b></p><p>　　地下料倉→固定膠帶運輸機→轉(zhuǎn)運漏斗→可逆膠帶運輸機→高位料倉→分散稱量漏斗→電磁震動給料器→匯總漏斗→轉(zhuǎn)爐</p><p>　　散裝料供應系統(tǒng)包括散裝料堆場、地面（或地下）料倉，由地面料倉向主廠房

35、的運料設施、爐上料倉及其稱量和加料設備。散裝料的供應要求迅速、準確、連續(xù)、及時。</p><p><b>　　1、散裝料堆場</b></p><p>　　根據(jù)外部供料條件及企業(yè)的總圖布置通常有三種布置方式：</p><p>　　1） 轉(zhuǎn)爐車間自設單獨的散裝料堆場</p><p>　　一般要求盡量靠近轉(zhuǎn)爐，以實現(xiàn)“貯用合一

36、”，從而減少原料的倒運和損耗，同時還可以減少地面料倉的容積，甚至將料場與料倉合并從而降低投資和成本。適用于大型轉(zhuǎn)爐車間。</p><p>　　2） 轉(zhuǎn)爐車間的原料場與煉鐵車間的原料場合并</p><p>　　與煉鐵車間的原料場相比，轉(zhuǎn)爐車間的原料場小的多，二者合并可利用煉鐵原料場的卸車、貯存及加工設施，而不過分增加負擔，此種方式比較經(jīng)濟。</p><p>　　3）

37、轉(zhuǎn)爐車間與石灰窯合用料場</p><p>　　石灰窯通?？拷D(zhuǎn)爐車間，石灰用量大而礦石、螢石等用量少，合用料場可統(tǒng)一解決各種原料的裝卸、貯存和加工問題。</p><p>　　鑒于本廠距高爐車間較遠，且與石灰窯合用料場不方便，故采用第一種方式以便簡單調(diào)度原料供應設施。</p><p>　　2、地面料倉：其作用為貯存和轉(zhuǎn)運散裝料，以消除來料時間的波動對轉(zhuǎn)爐的影響。一般貯

38、存3~10天的散裝料。地面料倉分地下式、地上式、半地上半地下式。由于地下式可采用底開車或翻斗汽車直接把料卸入料倉，卸車較方便，故本廠采用地下式。</p><p>　　3、從地面料倉向爐上料倉供料方式有四種：</p><p>　　1）全皮帶運輸：運輸量大，安全可靠，可連續(xù)供料，使用較多。適用于大中型轉(zhuǎn)爐車間及總圖布置不受限制的情況。</p><p>　　2）斜橋料車—

39、皮帶運輸：其特點是將垂直提升方式與皮帶運輸結合起來，從而減少了占地面積及投資，但供料不連續(xù)，且易粉碎、可靠性差。一般只適用于總圖布置受限制的情況。</p><p>　　3）翻斗提升機—皮帶運輸：以翻斗提升機代替斜橋料車與皮帶運輸結合起來，其缺點與斜橋料車—皮帶運輸方式類似。</p><p>　　4）皮帶(或垂直提升機)—振動管運輸方式：其優(yōu)點是占空間小，運輸可靠，密封性好，灰塵少。缺點是振

40、動管維修量大，石灰粉較多，且要考慮震動對廠房結構的影響。</p><p>　　鑒于全皮帶運輸方式結構簡單，有利于自動化控制且原料破損少等優(yōu)點，本廠采用全皮帶運輸方式。</p><p>　　4、高位料倉：又稱爐上料倉，其作用為臨時貯料，保證轉(zhuǎn)爐重力給料，既及時又可靠的滿足轉(zhuǎn)爐正常冶煉，按其布置形式分有三種：</p><p>　　1）共用料倉：優(yōu)點是料倉數(shù)目少，停爐后能

41、處理料倉中剩余的石灰;缺點是稱量及下部給料器的作業(yè)率太高，出現(xiàn)臨時故障會使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)受影響。</p><p>　　2）部分共用料倉：料倉數(shù)目增加基本可消除下部給料器作業(yè)負荷過高的缺點，且轉(zhuǎn)爐兩側(cè)加料能保證成渣快，改善對爐襯侵蝕的不均勻性，但設計時應力求做到爐料應落在中心部位上。</p><p>　　3）獨用料倉:優(yōu)點是使用的可靠性較大，缺點是停爐后料倉剩余石灰不好處理且料倉數(shù)目太多。<

42、/p><p>　　本設計為200噸轉(zhuǎn)爐車間，實行三吹三操作，為保證轉(zhuǎn)爐正常冶煉采用獨用料倉以保證及時保質(zhì)保量的上料。</p><p><b>　　5、稱量及加料設備</b></p><p>　　保證散狀料分批定量且按順序向轉(zhuǎn)爐加料有兩種稱量方式：</p><p>　　1）集中稱量：其特點是設備少，布置緊湊，適用于中小型轉(zhuǎn)爐。

43、</p><p>　　2）分散稱量：其特點是稱量準確，便于操作和控制，臨時補加方便，適用于大中型轉(zhuǎn)爐。</p><p>　　本設計為200噸轉(zhuǎn)爐，采用電磁振動給料器向稱量漏斗給料，利用分散稱量方式把料加入到匯總漏斗，再由旋轉(zhuǎn)溜槽從轉(zhuǎn)爐兩側(cè)加入。因為匯總漏斗可縮短加料時間并適應轉(zhuǎn)爐吹煉時間短和批料加入的間隔時間短的特點，且電磁振動給料器可比較準確的給料。</p><p&g

44、t;　　1.2.4 煙氣凈化系統(tǒng)</p><p>　　1、轉(zhuǎn)爐煙氣凈化處理方法主要有：未燃法和燃燒法</p><p><b>　　1） 燃燒法</b></p><p>　　將含有大量CO的爐氣在出爐口進入除塵系統(tǒng)時與大量空氣混合使之充分燃燒，燃燒后的煙氣經(jīng)冷卻和除塵后排放到大氣中去。</p><p>　　缺點：由于不回收

45、煤氣，吸入大量空氣后使煙氣量增大了幾倍，從而使凈化系統(tǒng)龐大基建投資大，運轉(zhuǎn)費用大，而且煙塵粒度細小，煙氣凈化效率低</p><p>　　優(yōu)點：操作簡便，系統(tǒng)運行安全，適用于小型轉(zhuǎn)爐。</p><p><b>　　2）未燃法</b></p><p>　　定義：爐氣出爐后絕大部分不燃燒，煙氣主要成分為經(jīng)冷卻和除塵后將煙氣回收利用或點燃放散到大氣中去

46、。</p><p>　　缺點：整個系統(tǒng)需要嚴密，對防爆和防漏要求高，以防引起煤氣中毒，另外需要增設升降煙罩機構和控制空氣吸入量裝置。</p><p>　　優(yōu)點：能回收煤氣，煙氣量小，煙塵粒度大，除塵效率高。</p><p>　　2、控制爐口與煙罩間隙吸入空氣量的方法有三種形式：</p><p><b>　　1）I—C法</b&

47、gt;</p><p>　　此法的煙罩大約為爐口的直徑的二倍，罩內(nèi)形成一個較大的空間，對爐口煙氣量的波動起著較大的緩沖作用，集煙效果好。但實際運行中，回收煤氣的質(zhì)量較差，同時結構龐大，因此，本設計不采用。</p><p><b>　　2）氮幕法：</b></p><p>　　此法的基本原理是在活動煙罩與爐口之間設置氮氣密封圈向外吹氮，將空氣與煙

48、氣隔絕，此法在活動基本上不吸入外界空氣，所以煙氣量少，回收系統(tǒng)容量小，設備費用低，但要消耗大量氮氣。</p><p>　　3）爐口微壓差控制法：</p><p>　　此法是通過爐口微壓差裝置控制在未燃狀態(tài)下進行處理，以最大限度地回收煤氣，并提高煤氣質(zhì)量。此法技術安全可靠，自動化程度高，綜合利用好，因此本設計采用此法。</p><p>　　3、根據(jù)從煙氣中分離出來的煙

49、塵的干濕狀態(tài)，將煙氣凈化設備分為全干法和全濕法及干濕結合法。</p><p><b>　　1）全濕法</b></p><p>　　定義：煙氣進入第一級凈化設備立即與水相遇，叫全濕法除塵</p><p>　　優(yōu)點：未燃的全濕法可回收煤氣和煙氣余熱，除塵效率高。</p><p>　　缺點：回收煤氣僅能在吹煉中進行，回收時要求

50、控制爐口壓力(調(diào)二文喉口直徑)防爆防毒，要有較完善的控制系統(tǒng)和較好的操作管理水平，同時兩個文氏管串聯(lián)使用阻力損失大，需高功率風機，電耗高，葉輪磨損也較快。</p><p><b>　　2）全干法</b></p><p>　　定義：凈化過程煙氣完全不與水相遇。</p><p><b>　　3）干濕結合法</b></p&

51、gt;<p>　　定義：煙氣進入次凈化設備才與水相遇，叫干濕結合法。</p><p>　　優(yōu)點：污泥處理較少，車間可不建污泥處理系統(tǒng)，阻力損失少，可用低壓風機，磨損小。</p><p>　　缺點：效果不如全濕法，對環(huán)境有一定影響，車間需設兩套除灰系統(tǒng)(干法和濕法)。</p><p>　　本設計采用全濕法，對于一個現(xiàn)代的轉(zhuǎn)爐車間，完善的控制和高的管理水平

52、都是必備的，所以本設計思想符合全濕法操作的要求。</p><p>　　4、煙罩的類型和結構</p><p>　　未燃法煙氣凈化系統(tǒng)中，煙罩由固定煙罩和活動煙罩兩部分組成水平連接。固定煙罩與煙道連接，而活動煙罩可以上下升降?；顒訜熣职唇Y構的不同可分為單煙罩和雙煙罩，單煙罩又有閉環(huán)式和敞口式兩種。</p><p>　　1）閉環(huán)式活動煙罩：</p><

53、p>　　煙罩下部裙罩口內(nèi)徑略大于水冷口爐口外沿，縫隙的最小尺寸約為50mm左右，此類煙罩回收的煤氣CO的含量高，并對連續(xù)實現(xiàn)自動定碳創(chuàng)造了條件。</p><p>　　2）敞口式活動煙罩：</p><p>　　下口為喇叭形狀，特點是能容納瞬時變化較大的爐氣量，使之不至于外逸。</p><p>　　雙煙罩法：爐口不用密封由主副煙罩組成，兩煙罩同步升降，自成一個較小

54、的排氣系統(tǒng)。</p><p>　　優(yōu)點：煙罩煙氣中CO含量大，對爐口壓差自動調(diào)節(jié)，不像單煙罩要求過高，可改善車間環(huán)境，但設備耗電量大，維護工作大，且顯著增加車間廠房高度，使基建投資很大。</p><p><b>　　5、煙氣的冷卻：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐的爐氣溫度在1500℃左右，爐氣離開爐口進入煙罩時，由于吸收空氣使爐氣中的CO部

55、分燃燒，煙氣溫度可能更高，高溫煙氣體積大，如在高溫凈化，使凈化系統(tǒng)的設備體積龐大，此外單位體積含塵量低，不利于提高凈化效率，所以在凈化前和凈化過程中都要對煙氣進行冷卻，有兩種方式；</p><p>　　水冷煙道：耗水量大，熱量無法回收，易漏水壽命低。</p><p>　　汽化冷卻煙道：它設有對流段，只有輻射段煙道出口的煙氣溫度在800-1000℃左右，故回收熱量較少，煙道結構簡單，適于未燃

56、法回收煤氣系統(tǒng)。</p><p>　　1.2.5 爐外精煉系統(tǒng)</p><p>　　本設計采用RH、LF兩種處理方式。RH在設備費用，經(jīng)濟費用方面優(yōu)于RH-OB，但降碳速度要低，處理周期長，其顯著優(yōu)點是能提高鋼水溫度，還可以提高鋼水循環(huán)和氬氣量來彌補，由于真空泵抽氣能力限制，有一定局限。經(jīng)</p><p>　　LF處理后的鋼液中氧和硫含量大幅降低，可達到1×

57、;10-5；夾雜物按ASTMA評級，能達到0~0.1級。</p><p><b>　　1.2.6澆注系統(tǒng)</b></p><p>　　1、一般煉鋼車間的澆鑄系統(tǒng)分三種：</p><p>　　1）縱向車鑄煉鋼車間</p><p>　　2）橫向車鑄煉鋼車間</p><p><b>　　3）全

58、連鑄煉鋼車間</b></p><p>　　目前世界都已實現(xiàn)了全連鑄與氧氣轉(zhuǎn)爐配合。對于一個3×200噸轉(zhuǎn)爐車間，為了適應鋼材市場和自身競爭能力的要求，使連鑄和煉鋼切實的配合起來，行之有效的生產(chǎn)，本設計采用3臺連鑄機，均為厚板坯連鑄機。</p><p>　　連鑄比傳統(tǒng)的鋼錠模鑄相比具有很大的技術優(yōu)越性，主要表現(xiàn)在：</p><p>　　a 提高金

59、屬的收得率。</p><p>　　b節(jié)省能量消耗，節(jié)省627-1046kJ/t(鋼)。</p><p>　　c 簡化生產(chǎn)工藝，省去初軋開坯工序，不僅節(jié)約均熱爐加熱的能耗，而且也縮短了從鋼水成坯的周期時間，趨向接近成品斷面尺寸。</p><p>　　d 改善勞動條件，易于實現(xiàn)自動化。</p><p>　　e 鑄坯質(zhì)量好。連續(xù)冷卻速度快，連續(xù)拉坯

60、，澆鑄條件可控，穩(wěn)定。內(nèi)部組織均勻致密，偏析少。</p><p><b>　　2、連鑄機的分類：</b></p><p><b>　　1）按結構可為：</b></p><p>　　立式連鑄機，立彎式連鑄機，帶多點彎曲式連鑄機，帶直線段式連鑄機，弧形連鑄機，多半徑橢圓形連鑄機，水平連鑄機，輪式連鑄機，薄板連鑄機。</p

61、><p><b>　　2）按斷面可分為：</b></p><p>　　板坯連鑄機，小方坯連鑄機，大方坯連鑄機，圓坯連鑄機，異形斷面連鑄機，薄板連鑄機。</p><p>　　3）按一個鋼包下所能澆鑄的鑄坯流數(shù)可分為：</p><p>　　單流連鑄機，雙流連鑄機，多流連鑄機</p><p><b&g

62、t;　　4）按拉速可分為：</b></p><p>　　高速連鑄機，低速連鑄機。</p><p>　　5）按可澆鑄的種類可分為：</p><p>　　復合式連鑄機，特殊方坯連鑄機，不銹鋼板坯連鑄機。</p><p>　　立式連鑄機的特點：鑄機主設備布置在垂直中心線上，從鋼水澆注，到鑄坯切割定長，整個工序是在垂直位置完成的。從工藝上

63、，鋼水在起立結晶器和二冷段逐漸結晶，有利于鋼水中非金屬夾雜的上浮，坯殼冷卻均勻。在凝固過程中不受任何彎曲矯直的作用，更適合對裂紋敏感性高的鋼種的澆鑄。但其有如下缺點：設備高，建設費用大，維護和鑄坯的運輸困難倒，鋼水靜壓力大，鼓肚變形較突出。</p><p>　　立彎式連鑄機的特點：它是連鑄機中的過渡式，上半部和立式相同，不同的是在鑄坯完全凝固后，把坯頂彎90°使出坯在水平方向?？煽s小高度，鑄坯定尺不受限

64、，水平出坯運送也不成問題。但只適于澆鑄斷面小于100×100mm的。厚度增加相應的冶金的長度也增加，高度也就和立式相差不多了，設備也很龐大，且易產(chǎn)生裂紋。</p><p>　　帶直線段的弧形連鑄機：主要用于澆鑄板坯，采用直結晶器，有2-5mm直線段夾輥，帶有液芯的鑄坯經(jīng)直線段后，被連續(xù)彎曲成弧形鑄坯矯直，再切成定尺。特點：a.在工藝上保留有立式連鑄機特點，鋼水在垂直結晶器和二冷的直線段凝固，而非金屬夾雜

65、有充分上浮的時間有利于特殊鋼的澆鑄。b.帶液芯彎曲成弧形，又具有弧形連鑄機設備低建設費用低的特點。c.采用連續(xù)彎曲和多點矯直右保證鑄坯在兩相不產(chǎn)生裂紋，是這種型的技術關鍵。d.此種機型比弧形連鑄機要高，設備重量大，設備的安裝，調(diào)整難度大，是此類連鑄機的主要缺點。</p><p>　　弧形連鑄機(低頭連鑄機)：此結晶器為弧形，二泠區(qū)夾錕安裝在四分之一圓弧內(nèi)，鑄坯在垂直中心線切點位置被矯直，后割成定尺，從水平方向上出

66、鋼，因此其高度基本上等于圓弧半徑。特點：由于1/4圓弧內(nèi)，高度比立式，立彎式低，因而其設備重量輕，投資少，安裝與維修方便。高度低，重壓小，降低了鼓肚變形而產(chǎn)生的內(nèi)裂和偏析，有利于提高質(zhì)量，和提高拉速。此和方法的特點是：非金屬夾雜有向內(nèi)弧聚集的傾向，易造成鑄坯內(nèi)部夾雜分布不均，另外內(nèi)外冷卻不均易造成中心偏析降低鑄坯的質(zhì)量。</p><p>　　水平連鑄機：優(yōu)點：高度低，投資省，速度快，適合中小企業(yè)。無二次氧化，質(zhì)量

67、好，無須鋼液檢測和控制，不受彎曲矯直的影響，適用于特殊鋼種如高合金鋼。維護和處理事故方便。缺點：受拉坯時慣性力的限制，適于斷面在200mm以下的鑄坯，分離環(huán)的價格昂貴。</p><p>　　本設計采用板坯連鑄機</p><p>　　1.2.7 出渣系統(tǒng)</p><p>　　轉(zhuǎn)爐冶煉的渣量大，占生產(chǎn)鋼量的10%以上，主廠房內(nèi)不允許出現(xiàn)爐渣堆積現(xiàn)象。</p>

68、<p>　　1、運出方式：在出渣跨用吊車更換渣罐，再用載重汽車將渣罐運出主廠房?？拷鼱t子垮單獨平行設一出渣跨，在出渣跨設置專門的換渣罐吊車，用載重汽車運出主廠房。</p><p><b>　　2、爐渣處理方法：</b></p><p><b>　　1）固體渣破碎法：</b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐渣罐車運往

69、中場，泠凝后吊車將其翻出落于破碎法坑內(nèi)，用吸盤吸錘頭將渣坨砸碎選出廢鋼，其余碎渣拋棄或待用。</p><p><b>　　2）熱潑法：</b></p><p>　　將轉(zhuǎn)爐渣運往熱潑間，熱潑在平地或預留坑內(nèi)，然后噴水冷卻，待熔渣凝固龜裂后，用推土機堆積運出，經(jīng)破碎篩分磁選后即可利用。其優(yōu)點是工藝和設備簡單，安全，但占地面積大，作業(yè)周期長，勞動條件差。</p>

70、<p>　　3）水淬法：是利用壓力水將鋼渣流擊散?；目焖倮鋮s方法，也叫水利沖渣。其特點是工藝流程簡單，占地面積小，能快速排渣，且運輸方便，但耗水量大，如果渣水比控制不當，容易引起爆炸事故。</p><p>　　4）淺盤水淬法(即ISC法)：是一種新的處理渣的方法，他采用多次噴水快速的工藝過程。本法克服了水淬渣法容易引起爆炸和干法處理作業(yè)時間長，占地面積大的缺點。此法的工藝流程如下：根據(jù)流動行不同，

71、爐渣分為A、B、C、D四級渣，A、B、C、渣采用淺盤水淬法處理，D渣為流動性差的塊渣，不經(jīng)淺渣盤水淬處理，而在塊渣處理場進行噴水冷卻，粗破碎，磁選等工藝進行處理。</p><p>　　爐渣間與主廠房平面布置，跨度為30米，廠房面積為5040平方米，吊車軌面標高15米，設三條渣罐線，爐渣內(nèi)設有7組淺軋盤臺架，每組臺架上設有淺渣盤3個，共21個淺渣盤。爐渣間的一端為淺盤修理區(qū)，另一端為快渣處理場。</p>

72、<p>　　渣盤的主要參數(shù)：面積25.4平方米 組數(shù)：2組/爐，3個每組 自重：24t/個</p><p>　　各部位厚度：地板80mm,側(cè)面板mm，后側(cè)板50mm</p><p>　　1.3 煉鋼車間工藝布置</p><p>　　1.3.1 車間跨數(shù)的確定</p><p>　　采用多跨式車間，布置為加料出鋼同側(cè)，共有：

73、渣跨、爐子跨、加料跨、精煉跨、澆鑄跨、出坯跨。</p><p>　　1.3.2 各跨的工藝布置</p><p>　　渣跨布置渣盤；爐子跨包括轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐耐材，氧槍維修區(qū)和鐵水接收間；加料跨包括轉(zhuǎn)爐操作室，化驗室，廢鋼間；精煉跨包括LF、RH設備，冷熱鋼包維修、存放區(qū)；澆鑄跨包括中間包存放維修區(qū)，結晶器維修存放區(qū)。</p><p>　　1.4 車間工藝流程簡介</

74、p><p>　　1.4.1 工藝流程框圖</p><p>　　1.4.2 工藝流程說明</p><p>　　對于轉(zhuǎn)爐車間的整個工藝流程，依照不同的轉(zhuǎn)爐車間的轉(zhuǎn)爐車間設計模式而形成自己獨特的工藝流程。為了減輕煉鋼車間轉(zhuǎn)爐的冶煉任務，達到提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低成本，開發(fā)新產(chǎn)品的目的，于是對鐵水進行鐵水預處理。為了減少煉鋼車間的污染，在車間外單獨設脫硫間，在鐵

75、水罐車中噴吹脫硫劑，以降低[S]的含量，并預留鐵水三脫。降低硫、磷、硅的含量。</p><p>　　主要由以下過程：高爐鐵水用鐵水罐車運至鋼廠的鐵水接收間，并兌入鐵水罐中，然后由轉(zhuǎn)爐加料跨的起重機兌入轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐吹煉完畢，出鋼至鋼水包中并經(jīng)合金化后，由鋼包車運至鋼水接收跨，根據(jù)冶煉鋼種及鐵水成分和鋼水溫度測量結果決定鋼水的精煉程序。合格鋼水由鋼水跨起重機送至連鑄回轉(zhuǎn)臺上待用。</p><p>

76、;　　1.5 轉(zhuǎn)爐冶煉指標及原材料消耗</p><p>　　1.5.1 轉(zhuǎn)爐冶煉作業(yè)指標</p><p>　　轉(zhuǎn)爐作業(yè)率：79.5%爐齡：12000</p><p>　　爐鑄坯合格率：95%鋼鐵料消耗：223噸/爐</p><p><b>　　2 設備計算</b></p><p><

77、b>　　2.1轉(zhuǎn)爐設計</b></p><p><b>　　2.1.1爐型設計</b></p><p><b>　　1、原始條件</b></p><p>　　爐子平均出鋼量為200噸鋼水，鋼水收得率取92%，最大廢鋼比取20%，采用廢鋼礦石法冷卻。</p><p>　　鐵水采用P0

78、8低磷生鐵 (ω(Si)≤0.85%，ω(P)≤0.2%，ω(S)≤0.05%)。</p><p>　　氧槍采用4孔拉瓦爾型噴頭，設計氧壓為1.0MPa</p><p>　　2、爐型選擇：根據(jù)原始條件采用筒球形爐型作為本設計爐型。</p><p>　　3、爐容比 取V/T=1.05</p><p><b>　　4、熔池尺寸的計算&l

79、t;/b></p><p><b>　　A.熔池直徑的計算</b></p><p>　　確定初期金屬裝入量G：取B=15%則</p><p>　　確定吹氧時間：根據(jù)生產(chǎn)實踐，噸鋼耗氧量，一般低磷鐵水約為50~57m3/t(鋼)，高磷鐵水約為62~69m3/t(鋼)，本設計采用低磷鐵水，故取噸鋼耗氧量為57m3/t(鋼)，并取吹氧時間為14

80、min。則</p><p><b>　　取K=1.57則</b></p><p><b>　　B.熔池深度的計算</b></p><p>　　筒球型熔池深度的計算公式為：</p><p>　　確定D=5.96m,h=1.405m。</p><p>　　C.熔池其他尺寸確定&l

81、t;/p><p><b>　　球冠的弓形高度</b></p><p>　　h1=0.15D=0.15×5.96=0.894(m)</p><p><b>　　爐底球冠曲率半徑</b></p><p>　　R=0.91D=0.91×5.96=5.414(m)</p>&l

82、t;p><b>　　5、爐帽尺寸的確定</b></p><p>　　A.爐口直徑d0：取d0=0.48D=0.48×5.96=2.86(m)</p><p>　　B.爐帽傾角θ：取θ=64°</p><p><b>　　C.爐帽高度H帽：</b></p><p>　　取H口

83、=400mm,則整個爐帽高度為：</p><p>　　在爐口處設置水箱式水冷爐口</p><p><b>　　爐帽部分容積為：</b></p><p><b>　　6、爐身尺寸確定</b></p><p>　　A.爐膛直徑D膛=D(無加厚段)</p><p>　　B.根據(jù)選定

84、的爐容比為0.95，可求出爐子總?cè)莘e為V總=1.05×200=210(m3)</p><p><b>　　C.爐身高度</b></p><p><b>　　則爐型內(nèi)高</b></p><p>　　7、出鋼口尺寸的確定</p><p><b>　　A.出鋼口直徑</b>

85、</p><p><b>　　B.出鋼口襯磚外徑</b></p><p><b>　　C.出鋼口長度</b></p><p>　　D.出鋼口傾角β：取β=18°</p><p><b>　　8、爐襯厚度的確定</b></p><p>　　爐身工

86、作層選700mm,永久層115mm,填充層100mm,總厚度為700+115+100=915(mm)。</p><p>　　爐殼內(nèi)徑為：D殼內(nèi)=5.96+0.915×2=7.79(m)</p><p>　　爐帽和爐底工作層均選600mm,爐帽永久層為150mm，爐底永久層用標準鎂磚立砌一層230mm，黏土磚平砌三層65×3=195(mm)，則爐底磚襯總厚度為600+23

87、0+195=1025(mm)。</p><p>　　則爐殼內(nèi)型高度為H殼內(nèi)=9.715＋1.025=10.740(m)</p><p>　　工作層材質(zhì)全部采用鎂碳磚。</p><p><b>　　9、爐殼厚度確定</b></p><p>　　爐身部分選75毫米厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用65毫米厚的鋼板。則</p&

88、gt;<p>　　爐殼轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR2=900(mm)</p><p>　　SR3=0.5δ底=0.5×1025=510(mm)</p><p><b>　　10、驗算高寬比</b></p><p>　　可見≥1.3，符合高寬比的推薦值。因此可以認為所設計的爐子尺寸基本上是合理的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉進行。根據(jù)上

89、述計算的爐型尺寸繪圖得：</p><p>　　2.1.2 轉(zhuǎn)爐傾動力矩計算及電機功率確定</p><p>　　1、最佳耳軸位置定為4.4412m</p><p>　　2、空爐重心位置和傾動力矩</p><p>　　注：以爐底外殼為原點，向上為y軸正向，由以上計算結果得， </p><p><b>　　2.2

90、氧槍設計</b></p><p>　　2.2.1氧槍噴頭設計</p><p><b>　　1、原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐公稱容量200t，低磷鐵水，冶煉鋼種以低碳鋼為主；</p><p>　　轉(zhuǎn)爐參數(shù)：爐容比V/t=1.05，熔池直徑D=5960mm，有效高度H內(nèi)=9715mm，熔池深度h=1

91、405mm。</p><p><b>　　2、計算氧流量</b></p><p>　　取噸鋼耗氧量57m3，吹氧時間14min，則氧流量</p><p>　　qV=57×200/14=814(m3/min)</p><p><b>　　3、選用噴孔</b></p><p

92、>　　出口馬赫數(shù)為M=2.0，采用四孔噴頭，噴孔夾角為12°。</p><p><b>　　4、設計工況氧壓</b></p><p>　　查等熵流表，當M=2.0時，p/p0=0.1278，定p膛=1.3×105Pa，則</p><p><b>　　5、計算喉口直徑</b></p>

93、<p>　　每孔氧流量　　　q=qV/4=814/4=203.5(m3/min)</p><p>　　利用公式，令CD=0.90，T0=290K，p設=10.17×105Pa，則</p><p>　　求得dT=0.052m=52mm。</p><p>　　取喉口長度LT=20mm。</p><p><b>　　6

94、、計算d出</b></p><p>　　依據(jù)M=2.0，查等熵流表A出/A喉=1.688</p><p><b>　　7、計算擴張段長度</b></p><p>　　取半錐角為5°，則擴張段長度</p><p><b>　　8、收縮段長度</b></p><

95、p>　　取收縮α收=50°，則收縮半角為25°，收縮段的長度由作圖法確定，L1=91mm。</p><p>　　2.2.2氧槍槍身設計</p><p><b>　　1、原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　冷卻水流量qmw=200t/h，冷卻水進水速度υj=6m/s，冷卻水回水速度υp=7m/s，冷卻水噴頭處流速υh=

96、8m/s，中心氧管內(nèi)氧氣流速υ0=50m/s，吹煉過程中水升溫Δt=20℃，其中回水溫度t2=45℃，進水溫度t1=25℃；槍身外管長Lp=18.40m，槍身中層管長Lj=19.50m，中心氧管長L0=21.90m，180°局部阻損系數(shù)ξ=1.5。</p><p>　　2、中心氧管管徑的確定</p><p>　　中心氧管管徑的公式為</p><p>　　管

97、內(nèi)氧氣的工況體積流量</p><p>　　中心氧管的內(nèi)截面積　　　</p><p>　　中心氧管的內(nèi)徑　　　</p><p>　　根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標準系列產(chǎn)品規(guī)格為φ203×8mm的鋼管</p><p>　　驗算氧氣在鋼管內(nèi)的實際流速</p><p><b>　　符合要求。</b

98、></p><p>　　3、中層套管管徑的確定</p><p>　　環(huán)縫間隙的流通面積　　　</p><p><b>　　中層管的內(nèi)徑為</b></p><p>　　根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標準系列產(chǎn)品規(guī)格為φ245×7mm的鋼管</p><p><b>　　驗算實

99、際水速</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　4、外層套管管徑的確定</p><p><b>　　出水通道的面積為</b></p><p><b>　　外管內(nèi)徑為</b></p><p>　　根據(jù)熱軋無縫

100、鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標準系列產(chǎn)品規(guī)格為φ299×16mm的鋼管</p><p><b>　　驗算實際水速</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p>　　5、中層套管下沿至噴頭面間隙h(見下圖)的計算</p><p><b>　　該處的間隙面積為<

101、/b></p><p><b>　　又知　　　，</b></p><p><b>　　故　　　</b></p><p>　　6、氧槍總長度和行程確定(見下圖)</p><p><b>　　根據(jù)公式氧槍總長為</b></p><p>　　式中　h1—

102、氧槍最低位置至路口距離，m；</p><p>　　h2—爐口至下沿的距離，取1.212m；</p><p>　　h3—爐口下沿至煙道拐點的距離，取4.403m；</p><p>　　h4—煙道拐點至氧槍空的距離，m；</p><p>　　h5—為清理結渣和換槍需要的距離，取0.800m；</p><p>　　h6—根據(jù)

103、把持器下段要求決定的距離，m；</p><p>　　h7—把持器的兩個卡座中心線間的距離，m；</p><p>　　h8—根據(jù)把持器上段要求決定的距離，m。</p><p><b>　　氧槍行程為</b></p><p><b>　　7、氧槍熱平衡計算</b></p><p>

104、;<b>　　冷卻水消耗量計算</b></p><p>　　qV<qmw，證明前面設計中選擇的耗水量是足夠的，且也是合適的。</p><p>　　8、氧槍冷卻水阻力計算</p><p>　　氧槍冷卻水系統(tǒng)是由輸水管路、軟管和氧槍三部分串聯(lián)而成的。冷卻水系統(tǒng)最大阻力損失部分是氧槍，大約占阻力損失的80%以上。利用氧槍進水管入口和回水管出口兩

105、個平面的實際氣體柏努力方程式，及其能量平衡關系來確定氧槍冷卻水的進水壓力。</p><p>　　設進水管入口為Ⅰ面，回水管出口為Ⅱ面，則</p><p>　　式中　　pⅠ，pⅡ—進、出口壓力，Pa；</p><p>　　ZⅠ，ZⅡ—面高度，m；</p><p>　　υj，υp—進回水速度，m/s；</p><p>　　

106、ρ—水的密度，1000kg/m3；</p><p>　　g—重力加速度，m/s2。</p><p>　　因為ZⅠ≈ZⅡ，υj≈υp，pⅡ≈0，所以pⅠ≈h失1-2，即氧槍冷卻水的進水壓力近似等于氧槍冷卻水的阻力損失。</p><p><b>　　其阻力損失為</b></p><p>　　式中　　lj、lp—進、回水管的長

107、度，m；</p><p>　　λj、λp—進、回水管的摩擦阻力系數(shù)，λj =0.036，λp =0.038</p><p>　　υj、υp、υh—進、回水管和底部的水速，m/s；</p><p>　　ξ—180°局部阻力系數(shù)，ξ=1.5；</p><p>　　ρ—水的密度，1000kg/m3；</p><p>

108、;　　dej，dep—進、回水管的有效直徑，也叫當量直徑。dej=d2-d′1，dep=d3-d′2</p><p>　　冷卻水進水壓力p1=1099326.8Pa≈11×105Pa。</p><p>　　2.3 煙氣凈化系統(tǒng)設備設計與計算</p><p>　　2.3.1 吹煉條件</p><p>　　轉(zhuǎn)爐公稱容量為200t，3吹3

109、，金屬最大裝入量G=233t，鐵水含碳量ω1(C)=4%，鋼水含碳量ω2(C)=0.1%，冶煉周期為36min，吹煉時間為 14min。</p><p>　　2.3.2 煙氣及煙塵有關參數(shù)</p><p>　　爐氣成分：φ(CO)=86%，φ(C

110、O2)=10%，φ(N2)=3.5%，φ(O2)=0.5%</p><p>　　煙氣進口塵濃度為：c0=0.109kg/m3</p><p>　　供氧強度B=4.07m3/(t·min)</p><p>　　空氣燃燒系數(shù)α=0.08</p><p>　　進入凈化系統(tǒng)的煙氣溫度tgj=900℃</p><p>

111、<b>　　2.3.3供水強度</b></p><p>　　一級文氏管用不經(jīng)冷卻循環(huán)水為40℃，二級文氏管用循環(huán)水經(jīng)冷卻為30℃，供水壓力為pw=0.3MPa(送至用戶最高點)。</p><p><b>　　參數(shù)計算如下：</b></p><p><b>　　1、爐氣量計算。</b></p>

112、;<p><b>　　故</b></p><p><b>　　2、煙氣量計算</b></p><p>　　采用未燃法，空氣燃燒系數(shù)α=0.08，燃燒后的干煙氣量</p><p>　　假定燃燒后煙氣仍殘留有氧氣，則煙氣成分為：</p><p>　　2.3.4煙氣濃度修正</p>

113、;<p>　　根據(jù)回收中期，煙氣量為爐氣量的102770/91000=1.1293倍，故進口煙塵濃度應做修正，即</p><p>　　cD=0.109/1.293=0.0965(kg/m3)</p><p>　　2.3.5回收煤氣量的計算</p><p>　　每1t鋼產(chǎn)生的爐氣量等于</p><p>　　1000×(4

114、%-0.1%)×22.4÷12×1÷(0.86+0.1)=75.8(m3)</p><p>　　按煙氣生成倍率為1.1293倍，則每1t鋼產(chǎn)生的煤氣爐等于1.1293×75.8=85.6(m3)，考慮到前后期不回收煤氣，定回收率為70%，即每1t鋼可以回收的煤氣量為0.70×85.6=59.92(m3)。</p><p>　　2.

115、3.6煙氣的物理數(shù)據(jù)的計算</p><p>　　1、密度ρ0。先求煙氣相對分子質(zhì)量M</p><p>　　ρ0=M/22.4=30.4096/22.4=1.358(kg/m3)</p><p>　　2、定壓比熱容cp。</p><p><b>　　氣溫為900℃時，</b></p><p>　　氣

116、溫小于100℃時，</p><p>　　2.3.7流程簡介如下：</p><p>　　采用全濕法未燃法凈化回收系統(tǒng)，在抽風機上裝備液力耦合器，以降低非吹煉期的電耗，并使抽風機在底轉(zhuǎn)速下得以進行沖水。調(diào)速比為2900/750=3.87。</p><p>　　流程：氧氣轉(zhuǎn)爐→活動煙罩→固定煙罩→汽化冷卻煙道→連接管→溢流定徑文氏管→重力脫水器→矩形滑板調(diào)徑文氏管→180

117、°彎頭脫水器→復擋脫水器→流量孔板→風機前切斷閥→抽風機(配備液力耦合器)→三通切換閥→①水封逆止閥→煤氣主管道→煤氣貯氣柜?、诜派焽琛c火器</p><p>　　按照流程順序，對一級文氏管，重力脫水器，二級文氏管，彎頭脫水器，復擋脫水器五個設備的設計計算分列于后，并作貯氣柜和抽風機的選擇。</p><p>　　2.3.8主要設備的設計和選擇如下。</p><

118、;p>　　1、溢流定徑文氏管(一級文氏管)</p><p>　　一級文氏管主要設計參數(shù)定為：</p><p>　　喉口氣速vT=65m/s，水氣比LT=0.55L/m3(按進口氣溫900℃時的煙氣量)，收縮角α1=24°，擴散角α2=7°，喉口長度LT=DT，溢流水量qT=5000kg/(喉口延米長·h)，排水溫度twp=排氣溫度tgp-5℃</p

119、><p><b>　　進口氣溫下煙氣量</b></p><p>　　供水量，一級文氏管用水不經(jīng)冷卻，進水水溫tw1=40℃，取一級文氏管前管道阻力損失為196Pa，一級文氏管出口負壓Δp=-2940Pa。</p><p>　　1）熱平衡計算。進口一級文氏管的總熱量為：</p><p>　?。?）試用出口溫度tgp=70℃，做

120、熱平衡計算：</p><p>　　tgp=70℃時，水汽分壓pH=31.13Pa，twp=70-5=65℃，</p><p><b>　　含濕量限度</b></p><p><b>　　蒸發(fā)水量</b></p><p><b>　　排水量</b></p><

121、p><b>　　水汽熱焓</b></p><p>　　則出一級文氏管總熱量為：</p><p><b>　　即小于進口熱量。</b></p><p>　?。?）試用75℃為排氣溫度，做計算：</p><p>　　出一級文氏管的總熱量為：</p><p>　　根據(jù)以上兩次

122、計算，用插入法求tgp：</p><p><b>　　求得：</b></p><p>　　tgp=71.8℃，取72℃。相應pH=33.99(kPa)。</p><p>　　出一級文氏管的飽和煙氣量qV為：</p><p><b>　　飽和煙氣密度</b></p><p>&

123、lt;b>　　2、結構尺寸。</b></p><p>　　（1）收縮管入口管徑：一級文氏管入口前負壓為0.196kPa</p><p><b>　　入口處工況煙氣量</b></p><p>　　入口氣速取25m/s，則入口直徑</p><p>　?。?）喉口直徑DT及喉口長度LT。一級文氏管出口負壓Δp

124、=-2.94kPa</p><p>　　在喉口的氣量取飽和至72℃是的氣量即</p><p>　　設υT=65(m/s)；</p><p>　　喉口直徑，取DT=1.300m</p><p><b>　　喉口實際氣速</b></p><p>　　喉口長度LT=1.300m</p>&