1.供氧強度
單位時(shí)間內噸鋼消耗氧氣量,一般取值3.2m3/(t·min)~4.5m3/(t·min),100t以下轉爐取中下限,100t轉爐以上取上限。供氧強度代表轉爐冶煉效率的單位,目前小轉爐國內冶煉速度最好的是無(wú)錫新三洲和陽(yáng)春新鋼鐵,純供氧時(shí)間10min左右,大轉爐國內做得最好的敬業(yè)集團,純供氧時(shí)間12min~13min。代表公式:I=Q(氧氣流量)/[T(出鋼量)·t(純供氧時(shí)間)]。
2.轉爐裝入量
鐵水+廢鋼(生鐵),爐容比0.65t/m3~0.90t/m3,100t以下轉爐爐容比取中下限,100t以上轉爐爐容比取中上限,是轉爐出鋼負荷的一個(gè)名詞。
3.沖擊面積
氧氣流股與平靜金屬液面接觸時(shí)的面積。沖擊面積的大小與轉爐氧槍槍位和氧槍工藝參數有關(guān)(氧槍吼口直徑和擴張角),一般沖擊面積占據整個(gè)上表面積的60%-80%,過(guò)大侵蝕爐襯,100t以下轉爐取下限,100t以上轉爐取上限。沖擊面積對轉爐冶煉速度也有影響,但設計時(shí),必須考慮爐襯安全。
4.石灰加入量
噸鋼消耗的石灰量,也是影響轉爐冶煉成本最關(guān)鍵的一個(gè)名詞,計算公式(如下),保證爐襯安全和鋼水質(zhì)量的前提下,目前國內鋼廠(chǎng)都在追求最佳的少渣冶煉模式,部分鋼廠(chǎng)以建立以副槍或少渣冶煉模型,以模型設計來(lái)控制石灰和渣料加入,副槍做的做好的Danieli和武漢創(chuàng )特,數據模型做的最好的安徽工業(yè)大學(xué)和北京科技大學(xué)。加入轉爐鐵水硅在0.20%~0.40%,通過(guò)少渣模型數據計算,石灰在20Kg/t-40Kg/t,為鋼廠(chǎng)解決了很多成本。
2.14×[Si%]×R
Q=————————×W鐵水
?。–aO%)有效
式中Q:石灰加入量(噸/爐); R:堿度;[Si%]:鐵水硅成份; (CaO%)有效:石灰有效CaO含量;(CaO%)有效=石灰CaO%-R×石灰SiO2% 備注:冶金石灰(CaO%)有效按75%計算,活性石灰(CaO%)有效按90%計算。
5.合金消耗、噸鋼消耗量
主要與鋼種、爐中成分和出鋼過(guò)程鋼水氧化性有關(guān)。合金化方式有兩種,一種先弱后強,一種先強后弱。消耗控制,主要是合金品位、鋼水氧化性。成本控制需要制定定額,一般合金吸收率參考硅85%、錳95%、釩96%。合金加入量計算方法:
[成份中限%]鋼種-[殘余含量%]終點(diǎn)合金加入量(kg/爐)=—————-----------———————— ×鋼水量(kg/爐)合金成份%×合金收得率%
6.氧槍音速
氧槍在爐內開(kāi)氧運行過(guò)程中,氧氣的穿過(guò)基本介質(zhì)的速度,氧槍音速對轉爐供氧時(shí)間也有影響。超音速氧槍能夠提高轉爐冶煉速度,各個(gè)鋼廠(chǎng)都用,但氧氣射流在泡沫渣內埋弧時(shí),對外界干擾影響小。計算:α=(κgRT)1/2m/sα—當地條件下的音速,m/s;κ—氣體的熱容比,對于空氣和氧氣,κ=1.4;g—重力加速度,9.81m/s2;R—氣體常數,26.49m/κ。
7.馬赫數
是轉爐氧槍沖擊熔池深度的一個(gè)名詞,一般設計參數1.6~1.8,100t以下轉爐取中下限,100t以上轉爐取中上限,當馬赫數一定時(shí),氧槍沖擊深度與氧槍的壓力和槍位有關(guān),沖擊深度數值在600mm-800mm,熔池高度一般在900mm-1200mm,熔池底部留出一定的安全距離,以保護爐底不出現大的波動(dòng),實(shí)現安全冶煉。計算公式:M=ν/αM—馬赫數;ν—氣體流速,m/s;α—音速,m/s。
8.氧槍高度
指氧槍冶煉過(guò)程中距熔池液面的距離,包括基本高度、過(guò)程高度、終點(diǎn)高度。100t以下轉爐基本高度700mm-1000mm,過(guò)程高度1000mm-1600mm,終點(diǎn)高度700mm-900mm;100t以上轉爐基本高度1000mm-1200mm,過(guò)程高度1200mm-1800mm,終點(diǎn)高度800mm-900mm,各槍位的高度保證,轉爐快速起溫、起渣,過(guò)程化渣埋弧,終渣做粘,氧化性弱。計算公式:H=bPDeH—氧槍噴頭端面距熔池液面的高度,㎜;b—系數,隨噴孔數而變化,四孔噴頭b=45~60;P—供氧壓力,MPa;De—噴頭出口直徑,㎜。
9.碳氧濃度積
即在一定溫度和壓力下,鋼液中碳與氧的質(zhì)量百分濃度之積是一個(gè)常數,而與反應物和生成物的濃度無(wú)關(guān)。鋼水在1600℃下,碳氧濃度積計算公式:[%C]×[%O]=0.0016%-0.0028%,為降低鋼水氧含量,各鋼廠(chǎng)追求最佳碳氧濃度積,首鋼京誠200t轉爐生產(chǎn)品種鋼碳氧濃度積在0.0020%,實(shí)現了初始鋼水較低氧含量。
10.熔渣堿度
爐渣中堿性氧化物濃度的總和與酸性氧化物濃度總和之比稱(chēng)為爐渣堿度。分二元堿度和四元堿度,代表公式:二元堿度CaO%/SiO2%,四元堿度(CaO%+MgO%)/(SiO2%+Al2O3%)。初煉爐(轉爐或電爐)熔渣堿度一般在2.5-3.5,精煉爐(LF鋼包精煉爐)熔渣堿度根據鋼種特性確定,有的鋼種需要控制高堿度高鋁白渣(比如軸承鋼);有的鋼種需要控制低鋁酸性灰白渣(比如鋼簾線(xiàn));有的鋼種需要控制灰渣,保證鋼水中有一定氧含量(比如易切屑鋼)。
11.熔池升溫度數
單位時(shí)間內熔池升溫量,與鐵水條件、廢鋼搭配和氧槍工藝參數以及工藝控制有關(guān),計算公式:Q=Σ(m·c)·ΔtΔt= Q/Σ(m·c)Δt—熔池升溫度數,℃;Q—1㎏元素氧化后放出的熱量,kJ;m—受熱物體(金屬、爐渣、爐襯)的量,㎏;c—受熱物體(金屬、爐渣、爐襯)的比熱容,kJ/(㎏·℃)c金屬=1.05 kJ/(㎏·℃),c爐渣=1.235 kJ/(㎏·℃),c爐襯=1.235 kJ/(㎏·℃)
12.鋼鐵料消耗(Kg/t)
是衡量轉爐生產(chǎn)成本的一個(gè)重要指標,消耗大小與鋼種、鐵水條件、渣料消耗(石灰)、含鐵原料和工藝操作以及鋼水氧化性有關(guān),目前各個(gè)鋼廠(chǎng)都在研究轉爐最佳操作模式,統一方式,加大含鐵原料回收,鋼鐵料消耗已經(jīng)突破了原理計算,以HRB400E、HRB500E為例,轉爐鋼鐵料達到1040kg/t以下,甚至更低,為鋼廠(chǎng)節約成本打下良好基礎,計算公式:(鐵水+廢鋼+生鐵塊)/轉爐合格產(chǎn)出量*1000。
13.板坯連鑄機最大拉速
板坯連鑄機最大拉速與結晶器冷卻、足輥水、每段水冷卻以及凝固末端不會(huì )出現液芯為最佳確定,但鑄坯偏析可以通過(guò)調整壓下量控制。公式:Vmax=(K/Dmin)2*LeVmax--最大拉速,m/min;K--凝固系數,mm/min1/2;Dmin--最小安全厚度mm,一般大于15mm;Le--結晶器有效長(cháng)度,m
14.鑄機流數確定
鑄機流數確定與鋼包鋼水量、澆注周期和鑄坯斷面確定,一般多流數,鋼包鋼水量要大,小流數,鋼包鋼水量要小。計算公式:n=G/tsvp
G--鋼包容量,t;
t--鋼包允許澆注時(shí)間;
s--每流鑄坯斷面面積,㎡;
v--拉速,m/min;
p--鑄坯密度,t/m3,碳素鎮靜鋼密度7.6t/m3,沸騰鋼6.8t/m3。
15.連鑄坯收得率
連鑄坯收得率與開(kāi)澆擺槽管損失、切頭切尾、異常坯甩出、中包澆余有關(guān),計算公式:(合格鑄坯產(chǎn)量/連鑄澆注鋼液總量)*100%,普鋼連鑄坯收得率99.9以上,優(yōu)特材連鑄坯收得率99.5%以上。
16.液芯長(cháng)度
包括一般液芯長(cháng)度和最大液芯長(cháng)度,一般液芯長(cháng)度從結晶器到鑄坯凝固末端的距離:最大液芯長(cháng)度,拉速最大下,從結晶器彎月面至火切機之間的距離??筛鶕T坯質(zhì)量和生產(chǎn)節奏進(jìn)行搭配,確定合適的液芯長(cháng)度。計算公式L液=V最大*D2/4K2V最大--最大拉坯速度(米/分鐘);D--鑄坯厚度(米);K--凝固系數(米/分鐘)
17.結晶器倒錐度
?。ㄉ峡趯挾?下口寬度)/(上口寬度×結晶器長(cháng)度)*100%,數值1.1%/m-1.7%/m,數值的大小和鋼種的凝固特性和鑄坯斷面有關(guān),一般大斷面,結晶器錐度取小數值,小斷面結晶器錐度取大值。
18.結晶器冷卻強度
單位時(shí)間內鋼水通過(guò)同板向水傳遞的熱量,冷卻強度的大小與結晶器銅管耐磨層厚度、冷卻水量和鋼種有關(guān):Q=0.0036F*VF:結晶器水縫總面積;V:冷卻水在水縫內的流速。
19.鑄機溢漏率計算公式
溢漏鋼流數總和/(澆注總爐數*鑄機擁有流數)*100%。衡量連鑄全流作業(yè)率的一個(gè)重要指標。小方坯國內鋼廠(chǎng)溢漏率做的最好的數據0.001%,矩形坯溢漏率做的最好的最好的數據0.002%,板坯溢漏率做的最好的數據0.005%。
20.鑄坯線(xiàn)收縮量
指鑄坯在冷卻過(guò)程中縱向收縮量。主要與冷卻、碳含量有關(guān),不同鋼種線(xiàn)收縮量不一樣,比如C0.10%,線(xiàn)收縮量10.5%;C0.40%,線(xiàn)收縮量11.3%;C0.70%,線(xiàn)收縮量12.1%;C1.00%,線(xiàn)收縮量14.0%。計算公式:Δl=βΔTΔT—彎月面到結晶器出口處坯殼的溫度變化;
β—坯殼收縮系數,鐵素體為16.5×10-6/℃;奧氏體為22.0×10-6/℃