80t转炉氧枪设计Word格式.docx
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2.2氧枪喷头设计-----------------------------13
2.2.1计算氧流量--------------------------14
2.2.2选择喷孔出口马赫数------------------14
2.2.3理论设计氧压------------------------14
2.2.4计算喉口直径------------------------14
2.2.5计算出口直径------------------------14
2.2.6收缩段长度-------------------------14
2.2.7计算扩张段长度---------------------14
2.2.8喷嘴喉口长度的确定-----------------14
2.3枪身各层管径尺寸的确定------------------14
2.3.1计算内层管直径---------------------14
2.3.2计算中层管内径---------------------15
2.3.3计算外层管内径---------------------15
3、参考文献----------------------------------16
附录:
设计绘图
二、设计计算
1.转炉炼钢物料平衡计算
1.1计算原始数据
基本原始数据:
冶炼钢种及其成分、铁水和废钢成分、终点钢水成分(表1);
造渣用溶剂及炉衬等原材料的成分(表2);
脱氧和合金化用铁合金的成分及其回收率(表3);
其他工艺参数(表4)。
表1钢水、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值
成分含量/%
类别
C
Si
Mn
P
S
钢种Q235设定值
0.18
0.25
0.55
≤0.045
≤0.050
铁水设定值
4.02
0.84
0.60
0.150
0.040
废钢设定值
0.030
终点钢水设定值
0.10
痕迹
0.020
0.021
本计算设定钢种为Q235A。
[C]和[Si]按实际产生情况选取;
[Mn]、[P]和[S]分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在刚水中设定。
表2原材料成分
成分/%
CaO
SiO2
MnO
Al2O3
Fe2O3
CaF2
P2O5
CO2
H2O
灰分
挥发分
石灰
88.00
2.50
2.60
1.50
0.50
0.06
4.64
萤石
0.30
5.00
2.10
0.90
生白云石
36.00
0.80
25.60
1.40
36.2
炉衬
1.20
3.00
78.80
16.60
14.0
焦炭
0.58
81.5
12.40
5.52
表3铁合金成分(分子)及其回收率(分母)
成分含量/回收率/%
类别
Al
Fe
硅铁
—
73.00/75
0.50/
80
2.50/
0.05/
100
0.03/
23.92/100
锰铁
6.60/
90
75
67.8/
0.23/
0.13/
24.74/100
10%与氧生成CO2。
表4其他工艺参数设定值
名称
参数
终渣碱度
萤石加入量
生白云石加入量
炉衬蚀损量
终渣∑ω(FeO)含量(按向钢中传氧量ω(Fe2O3)
=1.35ω(FeO)折算)
烟尘量
喷吹铁损
W(CaO)/W(SiO2)=3.5
为铁水量得0.5%
为铁水量得2.5%
为铁水量得0.3%
15%,而W(Fe2O3)/∑w(FeO)=1/3,即W(Fe2O3)=5%W(FeO)=
8.25%
为铁水量得1.5%(其中W(FeO)75%,
W(Fe2O3)为20%)
为铁水量得1%
渣中铁损(铁珠)
氧气纯度
炉气中自由氧含量
气化去硫量
金属中[C]的氧化产物
废钢量
为渣量的6%
99%,余者为N2
0.5%(体积比)
占总去硫量得1/3
90%C氧化成CO,10%C氧化成CO2
由热平衡计算确定,本计算结果为铁水量得12.36%,即废钢比为11.00%
1.2物料平衡基本项目
收入项有:
铁水、废钢、溶剂、氧气、炉衬损失、铁合金。
支出项有:
钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。
1.3计算步骤
以100kg铁水为基础进行计算。
1.3.1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,炉衬蚀损和加入溶剂的成渣量。
其各项成渣量分别列于表5-表7。
总渣量及其成分如表8所示。
表5铁水中元素的氧化产物及其成渣量
元素
反应产物
元素氧化量/kg
耗氧量/kg
产物量/kg
备注
[C]→{CO}
[C]→{CO2}
[Si]→(SiO2)
[Mn]→(MnO)
[P]→(P2O5)
[S]→{SO2}
[S]+(CaO)→(CaS)+(O)
[Fe]→(FeO)
[Fe]→(Fe2O3)
3.92×
90%=3.528
10%=0.392
0.840
0.420
0.130
0.019×
1/3=0.006
2/3=0.013
1.0821×
56/72=0.842
0.607×
112/160=0.424
4.704
1.046
0.960
0.120
0.168
0.006
-0.006①
0.241
0.182
8.232
0.915
1.800
0.540
0.298
0.010
0.023(CaS)
1.082
0.607
入渣
入渣(见表8)
合计
6.595
7.421
成渣量
4.347
入渣组分
之和
由CaO还原出的氧量;
消耗的CaO量=0.013×
56/32=0.023kg。
表6炉衬蚀损的成渣量
炉衬蚀损量/kg
成渣组分/kg
气态产物/kg
MgO
Al2O
Fe2O
C→CO
C→CO2
C→CO,CO2
0.3
(据表4)
0.004
0.009
0.236
0.005
0.3×
14%×
90%×
28/12=0.088
10%×
44/12=0.015
14%(90%×
16/12+10%×
32/12)=0.062
0.258
0.103
0.062
表7加入溶剂的成渣量
类别
加入量/kg
CsS
O2
萤石
0.5(表4)
0.002
0.003
0.011
0.008
0.001
0.440
生白
云石
2.5(表4)
0.900
0.640
0.035
0.905
石灰
7.38
6.863
0.173
0.167
0.033
0.007
0.309
6.765
0.816
0.212
0.146
0.041
0.012
1.214
9.442
石灰加入量计算如下:
由表5—表7可知,渣中已含(CaO)=–0.023+0.004+0.002+0.910=0.900kg;
渣中已含(SiO2)=1.820+0.009+0.028+0.020=1.877kg。
因设定的终渣碱度R=3.5,故石灰加入量为:
[R∑ω(SiO2)-∑ω(CaO)]/[ω(CaO石灰)-R×
ω(SiO2石灰)]=5.285/(88.0%-3.5×
2.3%)=6.67kg。
(石灰中CaO含量)—(石灰中S—CaS自耗的CaO量)
由CaO还原出来的氧量,计算方法同表5的注。
表8总渣量及其成分
炉渣成分
FeO
合计
元素氧化成渣量/kg
石灰成渣量/kg
炉衬蚀损成渣量/kg
生白云石成渣量/kg
萤石成渣量/kg
5.86300.004
0.025
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