設(shè)計一座年產(chǎn)350萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間

1、. . . . 江 西 理 工 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）題 目：設(shè)計一座年產(chǎn)350萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間學(xué) 院：材料與化學(xué)工程學(xué)院專 業(yè)：冶金工程班 級：學(xué) 生：學(xué) 號：31指導(dǎo)教師：佟志芳 職稱：教授江 西 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）任 務(wù) 書 冶金工程 專業(yè) 06 級（10屆）3 班 學(xué)生 肖山題 目：設(shè)計一座年產(chǎn)350萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間原始依據(jù)(包括設(shè)計（論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等)：本設(shè)計是在學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)鋼鐵冶金專業(yè)知識的基礎(chǔ)上，以與認(rèn)真仔細(xì)地鋼鐵廠實(shí)地實(shí)習(xí)考察的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過課程學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)考察使得學(xué)生掌握了大量的設(shè)計資料，具有良好

2、的工作基礎(chǔ)和設(shè)計條件。近年來，我國鋼鐵行業(yè)得到迅猛發(fā)展，急需該方面專業(yè)的技術(shù)人才。通過該設(shè)計使學(xué)生對鋼鐵廠生產(chǎn)工藝流程、主要技術(shù)條件、冶金計算、冶金設(shè)備等實(shí)際生產(chǎn)情況有比較全面的了解和掌握，使學(xué)生成為符合需要的合格專業(yè)技術(shù)人才。主要容和要求：（包括設(shè)計（研究）容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對學(xué)生提出具體要求）：1、廠址與生產(chǎn)能力的選擇2、物料平衡與熱平衡計算：平衡計算以100Kg鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。3、氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計4、氧槍設(shè)計5、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計6、車間生產(chǎn)概述7、轉(zhuǎn)爐車間人員編制8、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析圖紙：轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備圖一；轉(zhuǎn)爐車間平面、剖面示意圖各一。其中剖面示意圖要求用計算機(jī)CAD

3、軟件繪圖。日程安排：第4周第6周 收集原始資料并進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，撰寫開題報告。第7周第10周 冶金計算、設(shè)備選擇計算第11周第13周圖紙繪制與論文編寫第14周 畢業(yè)答辯主要參考文獻(xiàn)和書目：1、 傳薪主編，鋼鐵廠設(shè)計原理，冶金工業(yè)，2005.2、 戴云閣等，現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼東北大學(xué)，1998.3、 王德全主編，冶金工廠設(shè)計基礎(chǔ)東北大學(xué)，1998.4、 杜挺等編，鋼鐵冶煉新工藝，大學(xué)，19945、 旒淳主編，煉鋼設(shè)備，冶金工業(yè)，1992。6、 家祥主編，鋼鐵冶金學(xué)（煉鋼部分），冶金工業(yè)，1990。7、 其它相關(guān)科技期刊文章指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室主任簽字： 年 月 日教學(xué)院長簽字： 年 月 日注

4、：1、本表可自主延伸 2、本表一式兩份，一份下達(dá)給學(xué)生，一份裝訂在指導(dǎo)教師日志中。理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告(綜述)材料與化學(xué)工程學(xué)院冶金工程專業(yè)06級 3 班 學(xué)生:肖山 指導(dǎo)教師:佟志芳題目：設(shè)計一座年產(chǎn)350萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一、本課題來源，意義與國外研究現(xiàn)狀：1.本課題來源，意義：頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)在我國各轉(zhuǎn)爐鋼廠開發(fā)應(yīng)用了已近二十年，除小容量轉(zhuǎn)爐外，各轉(zhuǎn)爐鋼廠均采用了復(fù)吹技術(shù)，且在開發(fā)和引進(jìn)過程中，不斷優(yōu)化工藝方案.改進(jìn)生產(chǎn)操作，使得轉(zhuǎn)爐冶煉品種得以擴(kuò)大、生產(chǎn)效率得以提高、質(zhì)量進(jìn)一步提高、降低了生產(chǎn)成本，取得了一定的效果。展望未來，中國煉鋼要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，必須堅(jiān)持走煉鋼生產(chǎn)流程

5、連續(xù)化、緊湊化、高效化、職能化的發(fā)展道路，堅(jiān)持高效連鑄和近終形連鑄連軋的發(fā)展方向，提高連鑄比，加速發(fā)展轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù)。我在新鋼實(shí)習(xí)期間，深入煉鋼車間同現(xiàn)場技術(shù)人員的交流，掌握了大量的現(xiàn)場第一手?jǐn)?shù)據(jù)，了解到許多現(xiàn)場技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)的實(shí)際生產(chǎn)中的問題，我決定設(shè)計一座年產(chǎn)350萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間，希望可以在設(shè)計的過程中，吸取國外的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合實(shí)際和我在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的知識，彌補(bǔ)我國轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展的一些不足，為我國煉鋼事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。同時希望在這個過程中更好的總結(jié)大學(xué)中學(xué)習(xí)的知識，積極思考，將專業(yè)基礎(chǔ)提高成專業(yè)思維，更好的為以后工作中的專業(yè)實(shí)踐服務(wù)。2.國外研究現(xiàn)狀:2.1 國外現(xiàn)狀全球

6、轉(zhuǎn)爐鋼占總產(chǎn)量70%以上；煉鋼裝備技術(shù)已完成新的解析重組，形成了工序配套的鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐冶煉一爐外精煉一連鑄技術(shù)體系；煉鋼技術(shù)的成就體現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐長壽高效、計算機(jī)全自動煉鋼與高潔凈鋼系統(tǒng)技術(shù)、高效連鑄和高品質(zhì)鑄坯生產(chǎn)技術(shù)以與綜合節(jié)能、環(huán)保技術(shù)方面。(1)鋼鐵制造流程向連續(xù)化、短流程方向發(fā)展連鑄的發(fā)展促進(jìn)了鋼鐵制造流程向連續(xù)化方向發(fā)展，并最終形成了煉鋼短流程生產(chǎn)線。煉鋼短流程生產(chǎn)線的基本特點(diǎn)是：圍繞相對單一的產(chǎn)品形成配置最佳的生產(chǎn)線進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。主要生產(chǎn)設(shè)備采用單機(jī)匹配原則，即一一對應(yīng)。主體生產(chǎn)單元間物流配合依靠輥道或管線輸送。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)節(jié)奏快，生產(chǎn)周期短。但因在生產(chǎn)線上

7、的緩沖能力小，必須依靠生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行十分可靠，生產(chǎn)秩序穩(wěn)定而有節(jié)奏。(2)形成高效化生產(chǎn)技術(shù)為了降低生產(chǎn)成本，近20年國際鋼鐵企業(yè)一直在致力于高效生產(chǎn)工藝的研究開發(fā)和推廣工作。特別是最近10年，鋼鐵生產(chǎn)高效化技術(shù)突飛猛進(jìn)，取得了重大的進(jìn)展。高效化生產(chǎn)，通常包括以下三方面的容。提高冶煉強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)周期。轉(zhuǎn)爐冶煉周期可小于25min，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)超過100t/t·d；延長爐體壽命，提高設(shè)備作業(yè)率。濺渣護(hù)爐技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，使?fàn)t齡可以提高到1.2萬爐以上，最高3.7萬爐，提高了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率。加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高生產(chǎn)作業(yè)率。如國外高效連鑄工藝，使連鑄機(jī)作業(yè)率高達(dá)98%，轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率達(dá)到97%。(

8、3)完善的潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的目標(biāo)是能大批量、廉價地生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材，使?jié)崈翡摰纳a(chǎn)成本能低于傳統(tǒng)流程普通鋼的生產(chǎn)成本。采用的主要技術(shù)如下：高爐鐵水全量“三脫”預(yù)處理工藝。脫S，鐵水S最低可達(dá)15ppm；脫硅，脫Si率可達(dá)80%以上；脫P(yáng)，可滿足生產(chǎn)超低磷鋼(P15ppm)的要求。實(shí)現(xiàn)全量鐵水“三脫”預(yù)處理、鐵水s0.01%，P0.01%后，才能大幅度降低潔凈鋼的生產(chǎn)成本。高效吹煉，低O冶煉。轉(zhuǎn)爐的任務(wù)簡化為脫碳升溫，使?fàn)t渣量下降50%，石灰、合金消耗減少60%，氧氣利用率提高10%，鐵損減少30kg/t，縮短冶煉時間40%，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。采用出鋼擋渣，使下渣量3kg/t；

9、并采用出鋼過程爐渣改質(zhì)技術(shù)，使鋼渣中(FeO%+MnO%)3%，出鋼過程脫硫率可達(dá)到30%40%。有利于提高精煉效率和降低生產(chǎn)成本。廣泛采用爐外精煉技術(shù)生產(chǎn)潔凈鋼。根據(jù)鋼材潔凈度的不同要求，選擇或組合不同的爐外精煉工藝，實(shí)現(xiàn)超潔凈鋼生產(chǎn)。目前，經(jīng)爐外精煉的鋼水潔凈度可達(dá)到：S5×10-6，P20×10-6，N25×10-6，H2×10-6，T.O6×10-6，C3×10-6。日本、歐美等先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國，爐外精煉比超過90%，其中真空精煉比超過50%，有些鋼鐵廠已達(dá)到100%。(4)無缺陷高效連鑄為了改善鋼材的表面質(zhì)量，采用結(jié)晶器電磁

10、攪拌制動技術(shù)，抑制渦流卷渣。采用立彎式連鑄機(jī)促進(jìn)夾雜物上浮，避免凝固過程中產(chǎn)生大型非金屬夾雜，以改善鋼材表面質(zhì)量。采用凝固末端連鑄坯液芯輕壓下工藝，消除凝固疏松與成分偏析，提高連鑄坯的部質(zhì)量。高效連鑄技術(shù)歸結(jié)為提高拉速、提高作業(yè)率。國外最高鑄機(jī)作業(yè)率達(dá)97%。(5)煉鋼節(jié)能負(fù)能煉鋼(煉鋼工序能耗最低-10.67kgCe/t)；降低鐵鋼比，最低0.79；回收煤氣(新日鐵141m3/t)，回收蒸氣。(6)實(shí)現(xiàn)無污染排放噸鋼SO2，排放量0.4kg/t；噸鋼煙塵排放量0.7kg/t。2.2 國現(xiàn)狀自上世紀(jì)90年代以來，我國鋼鐵工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步是迅猛的，提升了各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，大大縮短了與先進(jìn)國家的差距

11、，有些技術(shù)水平居世界領(lǐng)先位置。1、技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)爐容量增大，平均爐容55t一座，爐座產(chǎn)能提高，中小轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)居國際領(lǐng)先水平，(濟(jì)源15t轉(zhuǎn)爐最高達(dá)98.85t/t·d，作業(yè)率92%)。已有一批大型轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)超過50t/t·d。(2)鋼的精煉比增長，2003年達(dá)28%，加上60%以上的吹氬喂絲，形成了鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐復(fù)吹一爐外精外的優(yōu)化工藝路線，鋼水質(zhì)量明顯提高；(3)推廣濺渣護(hù)爐技術(shù)，轉(zhuǎn)爐爐齡迅速提高(武鋼復(fù)吹下達(dá)29942爐，萊鋼37271爐)，奠定了轉(zhuǎn)爐高效化基礎(chǔ)(平均系數(shù)36.54t/t·d，作業(yè)率80.78%、最高92.7%)；(4)全連鑄技術(shù)

12、被大多數(shù)企業(yè)選用，達(dá)國際水平主裝備率連鑄機(jī)74.8%。連鑄比迅速提高達(dá)96.43%，超過世界平均水平；高效連鑄技術(shù)取得成效，2003年與上年相比作業(yè)率提高10%，臺時產(chǎn)量提高30%；，連鑄工藝優(yōu)化進(jìn)一步深入；連鑄鋼的品種增加，質(zhì)量提高；(5)煉鋼自動化水平有所提高，多數(shù)轉(zhuǎn)爐有了靜態(tài)模型，寶鋼和武鋼有了動態(tài)模型；(6)消耗指標(biāo)有所降低，部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼。2、差距(1)爐外處理比率低。爐后精煉率不到30%，嚴(yán)重阻礙了鋼材質(zhì)量(特別是鋼純凈度)的提高；(2)小容量轉(zhuǎn)爐多，平均爐容偏小；大型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率偏低，大型轉(zhuǎn)爐作業(yè)率波動在40%65%，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)在2035t/ m3·d；(3)高

13、效連鑄技術(shù)與國外仍有差距，鑄坯的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高；3、煉鋼技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)(1)轉(zhuǎn)爐長壽高效技術(shù)：轉(zhuǎn)爐復(fù)吹下的濺渣護(hù)爐技術(shù)、轉(zhuǎn)爐少渣快速吹煉技術(shù)、轉(zhuǎn)爐功能分解、冶煉周期縮短，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐“高效化”。(2)計算機(jī)全自動煉鋼技術(shù)。利用計算機(jī)和副槍監(jiān)測、爐氣分析、聲納噪音分析為工具，使冶煉過程預(yù)測優(yōu)化和實(shí)測工藝過程控制，使轉(zhuǎn)爐煉鋼實(shí)現(xiàn)全過程自動控制，終點(diǎn)碳、溫雙命中率穩(wěn)定保持在90%以上，同時能降低終點(diǎn)鋼水氧含量。(3)高潔凈度鋼生產(chǎn)技術(shù)。鐵水預(yù)處理、爐外精煉技術(shù)，形成新的、能大規(guī)模廉價生產(chǎn)潔凈鋼的生產(chǎn)體系。(4)高效連鑄工藝。無缺陷鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)；鑄軋一體化技術(shù)中連鑄的高效率。包括：高效連鑄技術(shù)的

14、應(yīng)用和開發(fā)；改善鑄坯組織均勻化技術(shù)；無缺陷鑄坯生產(chǎn)技術(shù)；連鑄坯熱送熱裝和連鑄連軋技術(shù)；薄板坯連鑄連軋技術(shù)的引進(jìn)消化和再開發(fā)技術(shù)。(5)鋼鐵生產(chǎn)過程系統(tǒng)模擬優(yōu)化技術(shù)研究。(6)煉鋼一連鑄生產(chǎn)工藝智能化控制檢驗(yàn)技術(shù)。(7)新型耐火材料、鐵合金、功能渣系的開發(fā)研究二 、課題研究目標(biāo)、容、方法和手段畢業(yè)設(shè)計是對畢業(yè)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論，基本技能和基本方法的全面檢驗(yàn)，是我們接受綜合培訓(xùn)進(jìn)而提高分析問題，解決問題能力。希望通過畢業(yè)設(shè)計可以達(dá)到如下目標(biāo)：1、進(jìn)一步鞏固，加深對所學(xué)基本理論，基本技能和專業(yè)知識的掌握，使之系統(tǒng)化，綜合化。2、初步掌握科學(xué)研究的基本方法和能力。包括調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料的

15、能力，理論分析和制定設(shè)計方案的能力，設(shè)計計算和制圖的能力等。3、樹立嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事、刻苦鉆研、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)研究精神；養(yǎng)成善于與他人合作的工作作風(fēng)；培養(yǎng)獨(dú)立思考，獨(dú)立獲取知識以與綜合運(yùn)用已學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。本設(shè)計主要容包括：物料平衡和熱平衡計算，轉(zhuǎn)爐爐型與氧槍設(shè)計；主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定和生產(chǎn)流程的確定；車間設(shè)計與車間生產(chǎn)過程概述。三、設(shè)計提綱與進(jìn)度安排1. 設(shè)計提綱第一章 廠址選擇第二章 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的物料平衡與熱平衡計算2.1 物料平衡計算2.2 熱平衡計算第三章 氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計3.1 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計3.2 爐襯設(shè)計3.3 高寬比核定第四章 氧槍設(shè)計4.1設(shè)計過程4.2

16、氧槍槍身設(shè)計4.3氧槍全長與有效行程4.4氧槍熱平衡與冷卻水量的確定第五章 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計5.1 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主廠房設(shè)計5.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主要設(shè)備5.3 連鑄跨的參數(shù)設(shè)置與其設(shè)備第六章 車間生產(chǎn)過程概述6.1 車間總體布置與組成6.2 煉鋼廠生產(chǎn)過程所采用的先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)第七章 車間人員編制7.1 煉鋼車間定員表7.2 連鑄車間定員表第八章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析8.1單位產(chǎn)品的收入估算表8.2成本估算表2 . 進(jìn)度安排第4周第 6周 收集原始資料并進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，撰寫開題報告第7周第 10 周 冶金計算、設(shè)備選擇計算第11周第13周 圖紙繪制與論文編寫第14周 畢業(yè)答辯四.主要參考文獻(xiàn)和書目：

17、1 侯安貴,曉放 .寶鋼煉鋼的技術(shù)進(jìn)步與展望. J.寶鋼技術(shù). 2008,2.28（1）：7-10.2 于亦峰.世界轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)狀與科研方向. J.柳鋼科技. 2003, 17（8）：56-60.3 華.完美轉(zhuǎn)爐設(shè)計面面觀國外轉(zhuǎn)爐發(fā)展技術(shù)簡介. J.金屬世界. 2004,48（7）：5-9.4 征志.我國鋼鐵工業(yè)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與其發(fā)展. J.新材料產(chǎn)業(yè). 2008,52（17）：31-34.5 秀蘭，王艷紅，梁慧智等.日本轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝的最新進(jìn)展. J.冶金信息導(dǎo)刊.2009, 55（15）：78-81.6 禹文濤.轉(zhuǎn)爐冶煉特殊鋼的生產(chǎn)現(xiàn)狀. J.冶金信息導(dǎo)刊. 2008,44（9）：32-35.7 徐

18、漢明.寶鋼RH裝備技術(shù)集成和自主創(chuàng)新. J.寶鋼技術(shù). 2006,22（56）：1-7.8 秀蘭，王艷紅，郭艷玲等. 國外轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的新進(jìn)展. J.鞍鋼技術(shù). 2004,38（3）：66-70.9 瀏.中國氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的進(jìn)步. J.中國冶金.2005, 53（3）：33-35.10 世懷,國平. 當(dāng)前鋼鐵工業(yè)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)與趨勢. J.冶金科技職業(yè)學(xué)院學(xué)報.2004,12（6）：8-12.指導(dǎo)老師審核意見教研室主任簽字： 年 月 日 43 / 54摘 要現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼要求采用大型、連續(xù)、高效設(shè)備先進(jìn)生產(chǎn)工藝，布局合理、管理先進(jìn)、節(jié)約能耗、減少污染、降低投資成本。本設(shè)計主要任務(wù)是設(shè)計一座年產(chǎn)3

19、50萬噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間，建有三座120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，采用“三吹2.5”操作，為提高鋼材質(zhì)量和高效連鑄的要求，車間建有CAS-OB和RH真空處系統(tǒng)，本設(shè)計要求100%的連鑄比。整個生產(chǎn)過程由計算機(jī)自動進(jìn)行動態(tài)和靜態(tài)控制。本設(shè)計主要容包括：物料平衡和熱平衡計算，轉(zhuǎn)爐爐型與氧槍設(shè)計；主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定和生產(chǎn)流程的確定；車間設(shè)計與車間生產(chǎn)過程概述。關(guān)鍵詞：頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐；氧槍；車間設(shè)計；連鑄ABSTRACT With the rapid development of iron-steel industry now days, modern steel plants require adopti

20、ng long-scale, continuous and high efficient equipment, advanced management. It should save energy, and make less pollution and reduce the investment cost. This workshop is designed to produce 3500 thousand tons qualities ingots. Three BOF which are brown oxygen from their top adoption “three blowin

21、g two”. In the while, the refining equipment RH and CAS-OB are used for raising the steel quality and high efficient continuous casting. Computer being operated automatically control the technological process of whole plant dynamically and satirically .This design include: the balance of material an

22、d quantity of heat; the design of shape and equipment of the workshops.Key words: BOF of blowing air on the top and bottom; Plant design ; Equipment of blowing oxygen; Continuous casting 目 錄第一章廠址選擇1第二章頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡與熱平衡計算22.1物料平衡計算22.2熱平衡計算13第三章氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計183.1轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計183.2爐襯設(shè)計203.3高寬比核定21第四章氧槍設(shè)計224.1 噴頭設(shè)計2

23、24.2槍體設(shè)計23第五章氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計265.1轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主廠房設(shè)計265.2轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主要設(shè)備285.3連鑄跨的參數(shù)設(shè)置與其設(shè)備30第六章車間生產(chǎn)過程概述366.1 車間總體布置與組成366.2 煉鋼廠生產(chǎn)過程所采用的先進(jìn)設(shè)備與技術(shù)36第七章車間人員編制387.1煉鋼車間定員表387.2連鑄車間定員表41第八章技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析438.1單位產(chǎn)品的收入估算表438.2成本估算表43參考文獻(xiàn)45外文資料46中文譯文51致58第一章 廠址選擇本設(shè)計廠址選在XX市郊，隨著省經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各行業(yè)對鋼材的需求也在不斷上升。尤其是特種鋼材，而且人們的注意力也逐漸移向鋼材的高質(zhì)量，為了充分利用當(dāng)

24、地資源條件促進(jìn)其他部門的發(fā)展，在XX附近建立一個鋼廠是很迫切的。 同時，優(yōu)越的地理位置更提供給我們在XX市郊建設(shè)鋼廠的條件：(1) XX北依浙贛鐵路、滬瑞高速公路，東臨贛粵高速公路，東南緊瀕贛江支流袁河，交通便利，可以外購廢鋼，大噸位運(yùn)輸。(2) XX市工業(yè)發(fā)達(dá)，廢鋼資源豐富，而且人口眾多，勞動力充足。(3) XX市貿(mào)易發(fā)達(dá)，進(jìn)出口條件優(yōu)惠，美，澳，日等多國在此均有貿(mào)易，有投資優(yōu)勢。再技術(shù)改進(jìn)上也有優(yōu)勢。由此，本設(shè)計中年產(chǎn)350萬噸良坯，以碳結(jié)鋼、合結(jié)鋼，彈簧鋼為主的轉(zhuǎn)爐鋼廠選在XX市郊的公路鐵路沿線處。第二章 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡與熱平衡計算2.1物料平衡計算2.1.1計算所需原始數(shù)據(jù)

25、基本數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種與其成份（表2-1）；金屬料鐵水和廢鋼成分（表2-1）造渣用熔劑與爐襯等原材料的成分（表2-2）；脫氧和合金化用鐵合金的成分與其回收率（表2-3）；其它工藝參數(shù)設(shè)定值表（表2-4）表2-1 冶煉鋼種鐵水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分設(shè)定值成分類別C Si Mn P S鋼種Q235設(shè)定值鐵水設(shè)定值廢鋼設(shè)定值終點(diǎn)鋼水設(shè)定值*0.18 0.25 0.55 0.045 0.0504.00 0.65 0.6 0.30 0.0350.18 0.25 0.55 0.030 0.0300.10 痕跡 0.18 0.020 0.021*C和Si按實(shí)際生產(chǎn)情況選取;Mn、P和S分別按鐵水成分的40%、

26、10%、60%留在鋼水中設(shè)定。表2-2 原材料成分成分類別CaO SiO2 Mg0 Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 燒堿石灰螢石輕燒白云爐襯焦炭礦石89.0 1.50 2.60 1.50 0.50 0.10 0.06 4.64 0.100.30 5.50 0.60 1.60 1.50 88.00 0.90 0.10 1.5035.0 0.80 27.0 1.20 36.0 1.40 0.92 78.8 0.28 1.60 17.4 0.58 81.5 12.4 5.521.00 5.61 0.52 1.10 61.8 29.4 0.07 0.50表2-

27、3 鐵合金成分(分子)與其回收率(分母)C Si Mn Al P S Fe硅 鐵錳 鐵- 73.00/75 0.50/80 2.5/0 0.05/100 0.03/100 23.92/1006.60/85* 0.50/75 67.80/80 - 0.23/100 0.13/100 24.74/100*15%的C生成CO2。表2-4 其它工藝參數(shù)設(shè)定值名 稱參 數(shù)名 稱參 數(shù)終渣堿度螢石加入度輕燒白云石爐襯蝕損量%CaO/%SiO2=3.0為鐵水的0.5%為鐵水的1.5%為鐵水的0.3%渣中鐵損氧氣純度爐氣中自由氧含量氣化去硫量為渣量的3%99%余者為N20.5%(體積比)占總?cè)チ蛄康?/3終渣

28、含量FeO按 (FeO)=1.35(Fe2O3)折算12%，而（Fe2O3）/(FeO)=,即（Fe2O3）=4%，（FeO）=6.6%金屬中C的氧化物85% C氧化為CO，15%氧化為CO2煙塵量為鐵水量的1.5%（其中FeO為75%，F(xiàn)e2O3為20%廢鋼量由熱平衡計算確定，本計算結(jié)果為鐵水量的23.908%，即廢鋼比為19.295%噴濺鐵損為鐵水量的0.5%礦石為鐵水的1%2.1.2 計算步驟：以100kg鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計算第一步、計算脫氧和合金化前的總渣量與其成份總渣量包括鐵水中元素氧化，爐襯蝕損和加入熔劑的成渣量。其各項(xiàng)成渣量與成分分別列于表2-5，表2-6，表2-7?？傇颗c其成分

29、如表2-8所示第二步：計算氧氣消耗量氧氣消耗量是消耗項(xiàng)目與供入項(xiàng)目之差，詳見表2-10所示表2-5 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物與其成渣量元素反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量（kg） 耗氧量（kg） 產(chǎn)物量（kg）備注CSiMnPSFeC->CO 3.9×85%=3.315 4.420 7.735C->CO2 3.9×15%=0.585 1.560 2.145Si->(SiO2) 0.65 0.743 1.393Mn->(MnO) 0.42 0.122 0.542P->(P2O5) 0.28 0.361 0.641S->SO2 0.014×1/3=

30、0.005 0.005 0.009S+(CaO)->(CaS)+(O) 0.014×2/3=0.009 -0.005* 0.020(CaS)Fe->(FeO) 0.649×56/72=0.505 0.144 0.649Fe->(Fe2O3) 0.358×112/160=0.251 0.107 0.358入渣入渣入渣入渣入渣(表8)入渣(表8)合計 6.020 7.457 入渣組分之和：3.603成渣量*由CaO還原出的氧量；消耗的CaO量0.009×56/32=0.016kg表2-6 爐襯蝕損的成渣量爐襯蝕損量（kg）成渣組分（kg）氣

31、態(tài)產(chǎn)物（kg）耗氧量（kg）0.3(據(jù)表4)CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O30.004 0.003 0.236 0.001 0.005C->CO0.3×17%×85%×28/12=0.105C->CO20.3×17%×15%×44/12=0.030C->CO,CO20.3×17%(85%×16/12+15%×32/12)=0.081合計0.2490.1350.081表2-7 加入熔劑成渣量類別加入量成渣組分(kg)氣態(tài)產(chǎn)物(kg)(kg)CaO MgO SiO2 Al2O

32、3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2H2O CO2 O2螢石輕燒白云石礦石石灰0.51.514.68*10.002 0.003 0.028 0.008 0.008 0.0045 0.001 0.440FeO0.2940.525 0.405 0.012 0.018 0.010 0.005 0.056 0.011 0.618 0.1584.149*20.123 0.070 0.070 0.023 0.005 0.0060.0075 0.540.005 0.0350.0048 0.2172 0.001*3合計4.686 0.536 0.166 0.107 0.649 0.009 0.165 0

33、.4400.0148 0.7572 0.036*1石灰加入量計算如下：由表2-52-7可知，渣中已含（CaO）=-0.016+0.004+0.002+0.01+0.525=0.525kg渣中已含（SiO2）=1.393+0.028+0.012+0.056+0.003=1.492kg因設(shè)定的終渣堿度為R=3.0故石灰加入量R·(SiO2)-(CaO)/(%CaO石灰-R×%SiO2石灰) =(3×1.492-0.525)/(89%-3×1.5%) =4.680kg*2為(石灰中CaO含量)-(石灰中S->CaS的CaO量)。*3為由CaO還原出的氧量

34、，計算方法同表2-5之注表2-8 總渣量與其成分爐渣成分CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS合計元素氧化石灰成渣爐 襯輕燒白云石螢石成渣量礦石成渣量 1.393 0.542 0.649 0.358 0.641 0.0234.149 0.070 0.123 0.070 0.023 0.0047 0.0060.004 0.003 0.236 0.001 0.0050.525 0.012 0.405 0.0180.002 0.028 0.003 0.008 0.008 0.440 0.005 0.0010.010 0.056 0.005 0.0

35、11 0.0024.2670.2490.960.4950.240 總渣量%4.690 1.562 0.773 0.108 0.284 0.649 0.394 0.440 0.233 0.19447.66 15.87 7.86 1.10 5.51 6.60 4.00 4.47 6.61 0.329.840*100*總渣量計算如下：因?yàn)楸?-8中除FeO和Fe2O3外的渣量為：4.690+1.5619+0.773+0.108+0.542+0.440+0.650+0.032=8.797kg，而終渣（FeO）=12%(表2-4),故總渣量為：8.797/(100-10.6)%=9.840kg (FeO

36、)量=9.840×6.6%=0.5897kg (Fe2O3)量=9.840×4%-0.023-0.005-0.008=0.358kg第三步：計算爐氣與其成分1) 礦石,煙塵中的鐵與氧量：假定礦石中的FeO、Fe2O3全部被還原成鐵，則有：礦石帶入鐵量=1.00×(29.4%×56/72+61.8%×112/160)=0.66kg煙塵帶走鐵量=1.50×(75.00%×56/72+20.00%×112/160)=1.085kg礦石帶入氧量=1.00×(29.40%×16/72+61.8%×

37、;48/160)=0.251kg煙塵消耗氧量=1.5×(75.00%×16/72+20%×48/160)=0.340kg其它造渣劑的Fe2O3帶入量和氧量忽略不計2) 爐氣成分、重量與體積 當(dāng)前爐氣體積V1由元素氧化和造渣劑帶入的氣體重量見下表表2-9 氣體來源與重量、體積來源鐵水/kg 爐襯/kg 輕燒白云石/kg 石灰/kg 礦石 螢石合計體積/Nm3*COCO2SO2H2O7.735 0.1052.145 0.030 0.540 0.20880.009 0.005 0.005 0.0088.2373.03380.0140.0186.2721.4930.003

38、0.022合計9.889 0.135 0.540 0.267 0.005 0.008 10.799V1=7.790*氣體體積=氣體重量×22.4/氣體分子量 當(dāng)前氧氣消耗重量與體積表2-10 氧氣消耗量元素氧化 煙塵鐵氧化 爐襯碳氧化 礦石帶入氧 石灰硫還原氧 礦石硫還原氧 合計耗氧量/kg7.457 0.340 0.081 -0.251 -0.001 -0.035 7.591則當(dāng)前實(shí)際氧氣消耗的體積量：VO2=7.591×22.4/32=5.314Nm3 爐氣總體積Vg：爐氣總體積為：Vg=元素氧化生成的體積+水蒸氣的體積+爐氣中自由體積+爐氣中氮?dú)怏w積即Vg=V1+O2

39、爐氣×Vg+Vo2+O2爐氣×Vg×N2氧氣/O2氧氣，式中，O2爐氣為爐氣中自由氧含量，0.5%;N2氧氣中氮?dú)獬煞?O2氧氣為氧氣中氧氣成分。整理得： =7.787+5.314×1%/99%/1-0.5%-0.5%×1%/99% =7.841/99.5% =7.880Nm3 爐氣中自由氧體積與重量Vf=0.5%×7.880 =0.039 Nm3Wf=32×0.0411/22.4=0.056kg 爐氣中氮?dú)鈿怏w體積與重量Vn2=(5.314+0.039) ×1%/99%=0.054 Nm3Wn2=28×

40、0.054/22.4=0.068kg表2-11 爐氣組元的重量和體積爐氣組元CO CO2 SO2 O2 N2 H2O 合計重量/kg體積/ Nm3體積百分?jǐn)?shù)7.840 2.932 0.009 0.056 0.068 0.018 10.9236.272 1.493 0.003 0.039 0.054 0.022 7.88379.56 18.94 0.04 0.49 0.69 0.28 1003) 總氧氣消耗量與體積WO2=7.596+0.056+0.068=7.715kgVO2=22.4×(7.596+0.056)/32+22.4×0.068/28=5.407 Nm3第四步:

41、計算脫氧和合金化前的鋼水量表2-12 吹煉中鐵水的各項(xiàng)損失吹損元素氧化* 煙塵鐵損 渣中鐵珠 噴濺鐵損 礦石帶入鐵重量/kg鐵損合計6.020 1.085 8.9346×3%=0.95 100%×0.5%=0.5 -0.6617.235*鐵水元素氧化：3.900+0.650+0.420+0.280+0.014+0.505+0.251=6.020kg鋼水重量為Wm=100.00-7.235=92.761kg即鋼水收得率為92.76%表2-13 未加廢鋼的物料平衡表收入支出項(xiàng)目 重量 %項(xiàng)目 重量 %鐵水100 86.43石灰 4.68 4.05螢石 0.5 0.43輕燒白云石

42、 1.5 1.30礦石 1 0.86爐襯 0.3 0.26氧氣 7.715 6.67合計 115.695 100鋼水 92.761 80.09爐渣 9.840 8.50爐氣 10.925 9.87噴濺 0.500 0.43煙塵 1.500 1.30渣中鐵珠 0.295 0.25115.821 100計算誤差=(115.821-115.695)/115.821×100%=0.11%第五步：計算加入廢鋼的物料平衡(1) 廢鋼中各元素氧化量表2-14 廢鋼中各元素氧化量元素C Si Mn P S廢鋼成分/%終點(diǎn)鋼水/%氧化量/%0.18 0.25 0.55 0.030 0.0300.1 痕

43、跡 0.22 0.006 0.0300.08 0.25 0.37 0.010 0.009(2) 廢鋼中各元素氧化量耗氧量,氧化產(chǎn)量表2-15 23.908kg廢鋼中元素氧化產(chǎn)物與成渣量元素反應(yīng)產(chǎn)物元素氧化量耗氧量產(chǎn)物量CSiMnPSCCOCCO2Si(SiO2)MnMnOP(P2O5)S(SO2)S+(CaO)(CaS)+(O)23.908×0.08%×85%=0.016223.908×0.08%×15%=0.002923.908×0.25%=0.059823.908×0.37%=0.088423.908×0.01%=0.0

44、02423.908×0.003%=0.000723.908×0.006%=0.00140.0162×16/12=0.02160.0029×32/12=0.00770.0598×32/28=0.06830.0884×16/55=0.02570.0024×80/62=0.00310.0007×32/32=0.00070.0014×16/32=0.00070.0162×28/12=0.03780.0029×44/12=0.01060.0598×60/28=0.12810.0884&

45、#215;71/55=0.11410.0024×142/62=0.00550.0007×64/32=0.00140.0014×72/32=0.0032合計0.14180.1264成渣量0.2509廢鋼進(jìn)入鋼水中的重量=23.908-0.172=23.7364kg進(jìn)入爐氣中的氣體重量=0.0378+0.0106+0.0014=0.050kg(3) 加入廢鋼后的物料平衡,將表2-15和表2-13的相應(yīng)數(shù)據(jù)合并得加入廢鋼后的物料表見表2-16和表2-17表2-16 加入廢鋼后的物料平衡表(以100kg鐵水為基礎(chǔ))收 入支 出項(xiàng)目 重量項(xiàng)目 重量鐵水 100廢鋼 23.9

46、08石灰 4.68螢石 0.5輕燒白云石 1.5礦石 1爐襯 0.3氧氣 7.715+0.1264=7.887合計 139.729鋼水 92.761+23.736=116.497爐渣 9.840+0.251=10.091爐氣 10.925+0.0498=11.025噴濺 0.500煙塵 1.500渣中鐵珠 0.295合計 139.908表2-17 加入廢鋼的物料平衡表以100kg(鐵水+廢鋼為基礎(chǔ))收 入支 出項(xiàng)目重量%項(xiàng)目重量%鐵水廢鋼石灰螢石輕燒白云石礦石爐襯氧氣合計80.70519.2953.7770.4041.2100.8070.2426.365112.80571.5417.103.3

47、50.361.070.720.225.64100鋼水爐渣爐氣噴濺煙塵渣中鐵珠合計94.0198.1448.8980.4041.2110.238112.91483.277.217.880.361.070.21100計算誤差:(112.914-112.805)/112.805×100% =0.097%第六步：計算脫氧和合金化后的物料平衡 (1) 錳鐵.硅鐵加入量 根據(jù)鋼種成分中限(表1)和鐵合金成分與其收得率(表3)算出錳鐵和硅鐵加入量.錳鐵加入量WMn的計算為: WMn=(Mn)鋼種%-Mn終點(diǎn)%/(錳鐵Mn%×Mn收得率%)×鋼水量 =(0.55%-0.18%)/

48、(67.8%×80%)×94.019=0.6414kg 硅鐵加入量為WFe-Si:WSi=(Si鋼種%-Si終點(diǎn)%)×(加入猛鐵后的鋼水量-Si/(硅鐵含Si%×Si回收率) =(0.25%-0)×(94.019+0.6414)-0.6414×0.5%×75%/(73%×75%) =0.2367/(73%×75%) =0.428kg鐵合金中元素的燒損量和產(chǎn)物量。表2-18 鐵合金元素?zé)龘p量與產(chǎn)物量類別元素?zé)龘p量 脫氧量 成渣量 爐氣量 進(jìn)入鋼中量/kg錳鐵CMnSiPSFe0.6414×6.60%×15%=0.0063 0.0168 0.0231 0.6414×6.6%×85%=0.03600.6414×67.8%×