年产425万吨合格铸坯炼钢厂转炉车间设计毕业设计说明书(编辑修改稿)

年产425万吨合格铸坯炼钢厂转炉车间设计毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

国吨钢能耗下降 48． 8％，节能效果显著。 据 1998 年统计，我国大中型钢铁企业吨钢的可比能耗为 901kg 标准煤，仍比日本吨钢能耗高 245kg标准煤 (为 37％ )。 炼钢节能潜力巨大。 炼钢厂节能的技术措施是： (1)降低铁钢比。 每降低 0． 1％铁钢比，可降低吨钢能耗 70～ 85kg 标准煤； (2)提高连铸比。 和模铸相比，连铸可降低能耗 50～ 80％，提高成材率 7～ 18%折合标准煤 63～ 162kg／ t； (3)回收利用转炉煤气，可降低吨钢能耗 3～ llkg标准煤； (4)提高连铸坯热送比，可降低吨钢能耗 1． 9～ 2． 1kg 标准 煤； (5)提高转炉作业率，可降低工序能耗 3kg 标准煤。 设计内容及方案 设计原则 本方案计划设计年产 425 万吨合格铸坯 炼钢厂转炉车间 ，本 转炉 炼钢 车间 设计为大型化、现代化设计，可使钢厂发挥炼钢系统的综合经济效益。 基本设计原则如下： （ 1） 本设计本着 先进、可靠、经济 、实用 的 原则 ， 技术装备水平满足产品大纲品种质量的要求 ； （ 2） 与中板、炉卷更好的结合，进行一体化布置，实现热装热送新工艺，达到降低能耗、低成本运营的经济效果； 优化工艺布置； （ 3） 认真贯彻国家有关环保、安全、卫生、防火的有关规定和 标准，采用有效的措施，同时设计，同时施工，同时投产，创最佳的经济和社会效益； （ 4） 在设备选型上遵循先进、实用的条件下，尽量减少投资； （ 5）总图和车间工艺布置要求简洁、紧凑、实用。 生产规模 年产 425 万吨合格连铸坯 产品方案 产品方案如表 1— 1 所示 ： 内蒙古科技大学毕业设计说明书 15 表 11 产品方案 钢种 代表钢号 产量（万吨） 比例 普碳钢 Q235 85 20% Q255 桥梁钢板 Q345A Q345B Q345C Q345D Q345E 255 60% 优质碳素钢 45 85 20% 40Mn 45Mn 这四种产品的精炼方法如下：桥梁钢板经过 LF 钢包精炼炉处理后需 RH 进行脱碳处理 再 进行连铸生产；优质碳素钢经过 LF 钢包精炼炉处理后进行连铸生产。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 16 转炉的物料平衡计算 内蒙古科技大学毕业设计说明书 17 第二章 转炉系统 工艺流程及特点 转炉系统主要流程 图 2—2 工艺流程图 高炉铁水 扒渣中心 铁水预处理中心 废钢 场 废钢配比 废钢槽称量 倒罐站 制氧氮氩中心 定吹阀门站 氧气阀门站 铁合金库 辅原料料仓 铁合金料仓 中心料仓 高位料仓 称量斗 称量斗 铁水罐称量运输 铁水罐扒渣站 3150 顶底复吹转炉 渣 处理间 烟气冷却 烟气处理 烟气回收 钢水罐吹、加合金、顶渣 LF 炉 RH 炉 板坯连铸机 锤渣间 粒铁回收中心 内蒙古科技大学毕业设计说明书 18 高炉铁水由 300t 混铁水车运至扒渣中心，经扒渣，然后脱磷、脱 硫，其后再扒渣，完成铁水预处理的全过程。 铁水在倒罐站倒包、称量，被吊运到 150t 转炉内进行冶炼，每炉钢经过 40 分钟冶炼后，自动测温、取样，成份分析合格后，钢水出炉进行精炼，经过 LF炉和 RH精炼后的钢水送至连铸机进行浇注。 生产工艺 流程的特 点如下： 1 铁水预处理 脱磷、 脱硫； 2 转炉终点碳控制在 %~%； 3 在出钢时使用 挡渣 球 ， 保证挡渣效果 ； 4 钢包脱氧合金化，采用 MnSi配硅，不足锰用中碳锰铁补足； 5 精炼站喂铝线，钢中酸溶铝含量稳定在 %~%；喂钙线控制在 w/w=； 6 保证弱吹氩搅拌时间，促进 非气体 夹杂物充分上浮； 7 中间包钢水过热度在 30℃ 左右为宜； 8 全程保护浇注，防止钢水二次氧化。 主要设备及新技术 1） 3179。 150 吨顶底复吹转炉 采用的新技术有：弱搅拌复吹技术、加强炉腹空冷技术、气动挡渣技术、副枪钢水自动检测、负能炼钢技术等。 2） 3179。 150 吨 LF 精炼炉 （需改正） 采用的新技术是：泡沫渣埋弧加热技术、惰性气体炉盖、自动测温取样装置、计算机冶金模型控制、全程底吹氩搅拌和喂丝等清洁炼钢技术等。 3） 2179。 150 吨 RH 精炼炉 主要的新技 术有：大容量蒸汽喷射泵；多功能顶枪装置；尾气分析系统等。 4） 2179。 （ 300179。 2200）板坯连铸机， 连铸新技术有：自动开浇技术；结晶器液面自动控制；全程无氧化保护浇注；成品坯自动跟踪和计算机管理等。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 19 第三章 转炉 车间设备计算与设计 转炉 车间组成 及生产能力的 计算 转炉车间组成 一般情况下，完整的氧气转炉车间应包括： (1)主要跨间。 主要跨间由转炉跨、浇铸跨、加料跨组成，又称为车间主厂房。 在此要完成加料、吹炼、出钢、出渣、精炼、浇铸、烟气的净化与回收等任务，因此，是车间的主体和核 心部分。 (2)辅助跨间。 辅助跨间包括原料的准备、浇铸前的准备、铸坯或钢锭的精整等跨间。 (3)附属跨间。 包括炼钢所需的石灰、白云石等原料的焙烧；机修、制氧、供水等系统，以及炉渣的处理、烟尘的处理等系统 转炉容量和座数的确定 转炉容量 转炉在一个炉役期内，由于受到侵蚀而逐渐减薄，炉容量随之增大，因此需要一个统一的衡量标准，叫做公称容量。 我国转炉公称容量一般用一个炉役期内的平均炉产钢水量来表示。 本设计选择的转炉容量为 150t。 转炉座数 转炉座数的确定与采用的吹 炼制度有关，即采用“三吹二”制或“二吹一”制， 为了有效地提高转炉利用率及提高平均日作业率， 同时由于炉衬材质的改进和溅渣护炉技术的采用，炉龄大幅度提高， 借鉴同类型厂家经验，本设计采用 “三吹 三 ”制度。 车间生产能力的确定 选取转炉作业率和冶炼一炉钢平均时间 本设计为转炉与全连铸配合， 转炉作业率 取 80% 参考表 可取 冶炼一炉钢的 冶炼时间 取 40min，吹氧时间 16min。 表 平均每炉钢冶炼时间推荐表 转炉容量 ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 备注 冶金时间 28～ 32 32～ 38 38～ 45 结合具体条件确定 内蒙古科技大学毕业设计说明书 20 计算出年出钢炉数（ N） 转炉数取 3 台 （炉）冶炼平均时间 转炉冶炼作业率年日历时间 0 5 1 2140 0%860243 6 53 N 1 5 3 630 5 1 213 N （炉） （ 31） 计算年产 钢水量 在选定转炉公称容量和转炉工作制后，即可计算出车间的年产钢水量： 年 产钢水量 W=n Nq= 4 7 3 0 4 0 015040 80%3651 4 4 03  （ 吨） （ 32） 本设计中取转炉公称容量为 150 吨。 转炉炉型选择及计算 转炉由炉帽、炉身、炉底三部分组成。 转炉炉型是指由上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形状。 由于炉帽和炉身的形状没有变化，所以通常按熔池形状将转炉分为筒球型、锥球型和截锥型等三种。 炉型的选择往往与转炉的容量 【 4】 有关。 本设计转炉为 中 型转炉， 由于筒球型炉型形状简单，砌砖方便，炉壳容易制造，故我们选择筒球型。 ，通常球缺体半径 R 为熔池直径 D 的 ~ 倍。 本设计中取 R= 转炉主要尺 寸参数的确定和计算 （ 1）熔池尺寸计算 ○ 1 熔池直径 D 确定初期金属装入量 G：取 B=15%则 G= tBT 15 1%152 15 0212 2  金 52 mGV 金金  确定吹氧时间： 根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为 50～ 57 )(/3 钢tm ，取吨钢耗氧量为57 )(/3 钢tm。 并取吹氧时间为 16min，则 供氧强度 = m in ) ]/([ 3  tm吹氧时间吨钢耗氧量 内蒙古科技大学毕业设计说明书 21 取 K = D= tGK = 61152 = （ 33） 式 中 D—— 熔池直径， m； G—— 新炉金属装入量， t，此处取公称容量 150t； K—— 系数，转炉为大容量转炉， K 取 ； 参见表 t—— 平均每炉钢纯吹氧时间， min， 表 系数 K 的推荐值 转炉容量 ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 备注 K ～ ～ ～ 大容量取下限，小容量取上限 ○ 2 熔池深度 h 熔池深度是指转炉熔池在平静状态时金属液面到炉底的深度。 对于 熔池体积 V 池和熔池直径 D 及熔池深度 h有如下关系： 池V = h=23池V=234 . 9 4 . 9 2 . 4 0   = （ 34） 池V =金G = =（ 金 =） （ 35） （ 2）炉帽尺寸计算 ○ 1 炉帽倾角 θ: 炉帽内墙与水平线的夹角 θ， θ 过大炉帽高出钢时炉口流渣， θ 过小炉衬易倒塌，由实践和计算 θ 一般 60— 68176。 本设计中 θ可 取 64176。 ○ 2 炉 口直径 口d : 口d 设计时应保证兑铁水和加废钢条件下，尽量减少炉口直径 口d =（ ～ ） D，本设计取 口d =  （ 36） 内蒙古科技大学毕业设计说明书 22 ○ 3 炉帽高度 帽H ： 口H =300～ 400mm，本设计中取 350mm 则整个炉帽高度为： 帽H =（ D 口d ） tanθ/2+ 口H = （ 37） ○ 4 炉帽 部分 容积 帽V ： 在炉口处设置水箱式水冷炉口 帽V = 帽H （ 2D + 口dD + 2d口 ） π/12+ 2d口 口H π/4 （ 38） =   222   = （ 3）炉身尺寸计算 身H =4 身V /π 2D =4( tV 帽V 池V )/π 2D = （ 39） 本设计中，炉容比 tV /G取 ，因而 tV =G= 身V = tV 帽V 池V =3 （ 310） （ 4） 出钢口尺寸计算 出钢口位于炉帽和炉身交接处，便于修砌、维护，出钢时处于钢液最深处，出钢口角度α =0— 45176。 ，新设计的转炉炉容大，高架式车间α 减小 0— 15176。 ,大型转炉普遍采用 0176。 出钢口 ，其优点 a)出钢口短 ,减少散热和二次氧化 ,便于维护。 b)不发生涡流，避免钢液夹渣。 ○ 1 出钢口中心线水平倾角 θ1： θ1取 20176。 ○ 2 出钢口直径 出d ： 出d =  =18cm= （ 311） ○ 3 出钢口衬砖外径 STd ： STd =6 出d =6179。 = （ 312） ○ 4 出钢口长度 出L ： 出L =7 出d =7179。 = （ 5） 炉衬厚度确定及计算 炉衬由工作层、填充层、永久层和绝热层构成。 工作层：材质采用镁碳砖，其具有良好的耐火度、高温强度、耐蚀性和抗热震性。 内蒙古科技大学毕业设计说明书 23 根据预定的炉龄，参照已投资的转炉，即每冶炼一炉钢炉衬被侵蚀的厚度计算。 转炉设计炉龄取 1500— 3000 炉，每冶炼一炉钢炉衬侵蚀厚度 —。 拆炉时，工作层应有 80— 100mm残留层。 工作层厚度为 350— 800 mm。 填充层：工作层和永久层之间，由镁 砂和焦油捣打成，厚度在 80— 150 mm。 永久层：保护炉壳，在靠近炉壳内壁砌上一层或多层标准砖，修炉时一般不拆除。 一般用标准镁砖修砌，其厚度 65— 345mm，炉底永久层要厚些。 所以 炉身工作层选 750mm，永久层选 150mm， 填充层 100mm ； 总厚。