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2.3 物料平衡的计算 7
2.4电阻炉的炉体结构设计 9
2.4.1 炉衬材料及厚度的确定 9
2.5 物料与还原反应所需的热量 9
2.5.1 加热物料的有效热量 9
2.6 电炉的蓄热量 10
2.6.1 炉墙的不稳定蓄热 10
2.6.2 炉顶不稳定蓄热量 15
2.6.3 炉墙稳定散热量 18
2.6.4 炉顶稳定散热量 19
2.6.5 气体对流传热 19
2.7 额定功率的计算 20
2.8 电热元件的计算 20
2.8.1 电热元件的选用： 20
2.8.2 硅碳棒发热部分总面积 20
2.8.3 选择电热体规格型号 21
2.8.4 硅碳棒线路连接方法 22
2.9 电炉的热平衡 23
2.9.1升温阶段的热平衡 23
2.9．2 反应阶段的热平衡 24
3.经济分析 26
4.小结 27
致谢 28
参考文献 291.绪论
1.1我国第一台金属化球团转底炉
上个世纪80年代, 北京科技大学等单位先后在舞阳和鞍山建成了小型的试验置, 2000 年和山西明亮钢铁公司合作建设我国第一座金属化球团转底炉, 由于资金不足, 几年来时开时停。2005年山东瑞拓球团工程技术公司注资进行了技术改造,2006-2007年连续生产7个月, 使该工艺获得成功。该炉平均直径为13.5m, 炉宽2.8m,有效面积104m2,设计年产能力为7万t该转底炉先后投资约1750万元, 包括添置煤气发生炉在内。我国第一座金属化球团转底炉虽成功地投入生产,在布料、出料和热工制度等关键技术问题上积累了经验, 但还未经长期生产实践, 金属化率过低, 燃料消耗甚高,有待进一步改善【1】。
1.2转底炉工艺的发展前景
1. 用转底炉回收金属废弃物在技术上是成熟的,经济上是合理的, 将高炉、转炉瓦斯灰, 轧钢氧化铁皮等通过转底炉生产出直接还原铁供炼钢用, 较之作为烧结掺合料经烧结、炼铁等工序再送往炼钢, 金属回收率高, 生产流程短, 能源利用效率高, 对环境影响小。我国目前各钢铁厂还没有这种装置, 建议选择适当地点抓紧建设几座, 以更好地适应循环经济要求【2-3】。
2.以铁矿粉作原料, 用转底炉生产高质量还原铁,目前还没有商业规模工厂长期运行, 技术上还不成熟,但其优点突出。由于我国绝大多数铁矿是贫矿, 需磨细精选, 以含碳球团状态通过转底炉生产直接还原铁是很有效的途径, 虽然目前在技术上还存在一些困难, 应当努力探索研究解决。人们把Itmk3工艺称为第三代炼铁法，高炉工艺为第一代, 产品为高碳液态铁水， 把原来已有的直接还原称为第二代, 产品属低碳固态铁。第三代炼铁法的产品介于二者之间, 属中碳准熔化( 或半熔) 状态。
3.我国自主研发转底炉生产直接还原铁起步并不晚, 但未受到足够重视, 进展较慢。虽已出现第一座金属化球团转底炉, 但其主要指标差距还很大, 除了国内注入必要资金加速自主开发以外, 在可能条件下应引进一套转底炉, 以取长补短, 加速开发进程【4-6】。
1.3中国进行转底炉研发的可行性和必要性
目前, 我国已成为钢产量、能源生产和消费大国, 从1996年以来, 年产钢连续10年第1,一次性能源产量居世界第3位, 消费量居世界第2,持续增长的能源需求不仅使能源供应紧张, 而且使能源行业多年积累的矛盾和问题进一步恶化,以至危机到经济社会可持续发展。
近年来, 中国钢铁工业处于高速增长阶段, 全国钢产量年均增长均在25% 以上,冶金生产中的总能耗源耗量占全国能源消费总量的比例, 也由2000年10% 升到2005的15.18%左右。而且, 中国钢铁工业单位能耗与发达国家相比仍然高出12%~15%[7-9] 。