毕业论文--年产350万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计

毕业论文--年产350万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计内容摘要：

渣 场 扒渣 转炉渣 钢液 钢液 钢包回转台 L F 炉 转炉 钢液 连铸坯 连铸机 ... ... 废钢及其它辅料 图 1— 1 工艺流程图 主 要冶炼钢种及产品方案 本设计主要生产普碳钢、低合金钢，也可根据市场的要求进行灵活调整。 根据毕业设计任务书中年产 370 万吨铸坯的要求，可确定其产品大纲。 详见于表 11： 表 11 产品大纲 钢种 代表型号 年产钢量 所占比例 铸坯断面 长宽 定长尺寸 成品形式 普碳钢 Q235B 200 万吨 54% 180 700mm 9000mm 钢板 低合金钢 Q345 170 万吨 46% 150 150mm 9000mm 钢板 转炉车间组成 现代氧气转炉炼钢车间一般由以下各部分组成：铁水预处理站及铁 水倒罐站；废钢堆场与配料间；主厂房（包括炉子跨、原料跨、炉外精炼跨、浇 铸 系统各跨间）；铁合金仓库及散状原料储运设施；中间渣场；耐火材料仓库；一、二次烟气净化设施及煤气回收设施；水处理设施；分析、检测及计算机监控设施；备品备件库、机修间、生产必需的生活福利设施；水、电、气（氧、氩、氮、压缩空气）等的供应设施。 转炉车间生产能力计算 转炉容量及座数 的确定 综合考虑当前转炉炼钢车间的生产情况，本设计采 “二 吹 二 ”制，每炉钢的平均冶炼周期取 38min，平均供氧时间为 16min。 转炉作业率：取 η=%；炉外精炼收得率：取 99%；连铸收得率：取 98%，以提高转炉的利用效率，减少资金的投入。 计算年出钢炉数 转炉的年出钢炉数 N 按下式计算： 136514402 TN  38 .5%9436514402  = 年炉26142 式中： T1——每炉钢的平均冶炼时间， 38min/炉； 1440——一天的时间， min/d； 345——一年的工作天数， d/a； η——转炉作业率， %1003652  T（ T2 一年的工作天数） =% 根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量 每炉钢的平均冶炼周期取 38min。  年 需 良 坯 量年 需 合 格 钢 水 量 良 坯 收 得 率 炉 外 精 炼 回 收 率 炉外精炼收得率：取 99%； 连铸收得率：取 98%； 代入数据得： 万吨年需合格钢水量 %99%98 370 ；  年 需 钢 水 量平 均 炉 产 钢 水 量 年 出 钢 炉 数 代入数据得： 15 t26 14238 1360 0 平均炉产钢水量。 按标准系列确定炉子的容量 故取公称容量为： 150吨。 核算车间年产量 本设计中选定 150 吨转炉 两 座，按照 二 吹 二 生产方式。 车间年产量 =1502614298%99%= 万吨﹥ 370 万吨，故设计选取合格。 2 转炉炼钢物料平衡和热平衡计算 物料平衡计算 计算所需原始数据。 基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表 2—1）；金属料 ——铁水成分和废钢的成分（表 2—1）；终点钢水成分（表 2—1）；造渣用熔剂及炉衬等原材料的成分（表 2—2）；脱氧和合金化用铁合金的成分及回收率（表 2—3）；其他工艺参数（表 2—4）。 表 2— 1 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值 *[C]和 [Si]按实际生产情况选取； [Mn]、 [P]和 [S]分别按铁水中相应成分含量的 30%、 10%和 60%留在钢水中设定。 本计算设定的冶炼钢种为 Q235B 物料平衡基本项目 收入项 支出项 铁水 钢水 废钢 炉渣 熔剂（石灰、萤石、轻烧白云石） 烟尘 氧气 渣中铁珠 炉衬蚀损 炉气 铁合金 喷溅 表 2— 2 原材料成分 成分 （ %） 类别 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 挥发分 成分（ %） 类别 C Si Mn P S 钢种 Q235B 设定值 ≤ ≤ 铁水设定值 废钢设定值 终点钢水 设定值 * 石 灰 88.00 0 0 0 0 0 6 4 0 萤 石 0 0 0 0 0 88.00 0 0 0 生白云石 36.40 0 25.60 0 36.20 炉 衬 0 0 78.80 0 0 14.00 焦 炭 8 81.50 12.40 2 （续）表 2— 2 原材料成分 名 称 C Si Mn P S Fe 碳素废钢 余量 炼钢生铁 余量 表 2— 3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母） 成分（ %） /回收 率（ %） 类别 C Si Mn Al P S Fe 硅 铁 — 5 0 0 00 锰 铁 * 0 — 0 0 00 *10%C 与氧生成 CO2 表 2— 4 其他工艺参数设定值 名 称 参 数 名 称 参 数 终渣碱度 %CaO/%SiO2= 渣中铁损（铁珠） 为渣量的 6% 萤石加入量 为铁水量的 % 氧气纯度 99%,余 者为 N2 生白云石加入量 为铁水量的 % 炉气中自由氧含量 %(体积比 ) 炉衬蚀损量 为铁水量的 % 气化去硫量 占总去硫量的 1/3 终渣 ∑（ FeO）含量（按（ FeO）=(Fe3O3)折算） 15% ， 而（ Fe2O3 ）/∑(FeO)=1/3 即（ Fe2O3 ） =5% ，(FeO)=% 金属中 [C]的 氧化产物 90%C 氧化成 CO，10%C 氧化成 CO2 为铁水量的 %（其 由热平衡计算确定，本计算结果为铁水量 烟尘量 中 FeO 为 75%， Fe2O3为 20%） 废 钢 的 %，即废钢比为 % 喷溅铁损 为铁水量的 1% 计算步骤 以 100Kg 铁水为基础进行计算。 第一步：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、炉衬蚀损和加入熔剂的成渣量。 其各项成渣量分别列于表 2— 2—6 和 2—7。 总渣量及其成分如表 2—8 所示。 第二步：计算氧气消耗量。 氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表 2—9。 第三步：计算炉气量及其成分。 表 2— 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 [C] {CO} 90%= [C] {CO2} 10%= Si [Si] (SiO2) 入 渣 Mn [Mn] （ MnO） 入 渣 P [P] (P2O5) 入 渣 S [S] {SO2} 40%1/3 = [S]+(CaO)= (CaS)+(O) 40%2/3 = * (CaS) 入 渣 Fe [Fe] (FeO) 56/72 = 入渣 ( 见表2—8) [Fe] (Fe2O3) 112/160 = 入渣 ( 见表2—8) 合计 成渣量 入渣组分之和 *由 CaO 还原出的氧量；消耗的 CaO 量 =56/32= 表 2— 6 炉衬蚀损的成渣量 炉衬蚀损量 成渣组分（ kg） 气态产物（ kg） 耗氧量（ kg） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C CO C CO2 C CO， CO2 （ kg） （据表 2—4） 4 14%90% 28/12= 14%10% 28/12= 14%（ 90%16/12+10%32/12）= 合计 表 2— 7 加入熔剂的成渣量 类别 加入量（ kg） 成渣组分（ Kg） 气态产物（ Kg） CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 萤石 （据 表2—4） 2 3 8 8 8 5 1 0 5 生白云石 （据 表2—4） 0 0 0 5 5 石灰 *1 3*3 3 7 0 3 7 9 7 9 2*3 合计 5 1 5 3 1 2 0 0 2 4 2 成渣量 *1 石灰加入量计算如下：由表 2— 5~2— 7 可知，渣中已含的（ CaO） =++ +=；渣中已含（ SiO2） =+++=。 因设定的终渣碱度 R=；故石灰加入量为 [R∑ (SiO2)∑ (CaO)]/(%CaO 石灰 R %SiO2 石灰 ) =(% %)=。 *2 为（石灰中 CaO 含量 ） （石灰中 S CaS 自耗的 CaO 量 ）。 *3 由 CaO 还原出的氧量，计算方法同表 2— 5 之注。 表 2— 8 总渣量及其成分 炉渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O。