畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 年產(chǎn)400萬(wàn)噸合格鑄坯轉(zhuǎn)爐煉鋼工程——轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)

1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目：年產(chǎn)400萬(wàn)噸合格鑄坯轉(zhuǎn)爐煉鋼工程轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)主體設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)：冶金工程 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師：摘要 為滿(mǎn)足市場(chǎng)需要，本設(shè)計(jì)為：年產(chǎn)400萬(wàn)噸合格鑄坯轉(zhuǎn)爐煉鋼工程轉(zhuǎn)爐主體設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)在生產(chǎn)其他合格鑄坯的情況下以耐候鋼作為主要生產(chǎn)的高附加值鋼種。從高爐鐵水進(jìn)入煉鋼廠(chǎng)開(kāi)始的冶煉工藝為：鐵水預(yù)處理 分裝混鐵車(chē) 轉(zhuǎn)爐底吹氬 LF爐精煉 板坯連鑄 中寬帶熱軋機(jī)組 粗軋 精軋 控制冷卻 卷取 取樣檢驗(yàn) 包裝 繳庫(kù)，通過(guò)這一工藝流程生產(chǎn)出合格的耐候鋼板坯。本設(shè)計(jì)選用兩座200噸轉(zhuǎn)爐，并進(jìn)行了爐型尺寸、金屬結(jié)構(gòu)、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)、散料系統(tǒng)、煙氣

2、凈化系統(tǒng)等方面的計(jì)算，以及鐵水預(yù)處理系統(tǒng)、精煉系統(tǒng)、連鑄系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)和論述。之后確定了車(chē)間的布置，然后進(jìn)行車(chē)間計(jì)算和所用設(shè)備的規(guī)格和數(shù)量的設(shè)計(jì)，在此根底上進(jìn)行車(chē)間尺寸計(jì)算，確定各層平臺(tái)標(biāo)高。最后對(duì)轉(zhuǎn)爐車(chē)間設(shè)計(jì)的環(huán)境和平安要求進(jìn)行說(shuō)明。設(shè)計(jì)中為了更加形象的闡述轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝以及相關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)，添加了大量圖形關(guān)鍵詞：煉鋼爐型設(shè)計(jì)，耐候鋼 ，鐵水供給，冶煉工藝流程ABSTRACT To meet the needs of the market, this design is: an annual output of 400 million tons of qualified billet conv

3、erter steelmaking project - the main design of the converter system.The design in the case of the production of other qualified slab weathering steel as the main production of high value-added steel.From the blast furnace hot metal into steel plant began smelting process as follows:Hot Metal Pretrea

4、tment Torpedo cars Converter end of blowing argon LF Refining Slab Continuous Casting The hot-rolled unit of the in broadband Rough rolling Finishing Controlled cooling Take-up Sampling and testing Package Treasury,Through this process to produce qualified weathering steel plate blanks.This design u

5、ses two 200-ton converter,and furnace size, the metal structure, tilting mechanism, the calculation of the converter oxygen supply system, bulk system, flue gas purification system,hot metal pretreatment system, refining the system, casting a brief design and discussion.Determined after the layout o

6、f the workshop, workshop calculation and specifications of the equipment used and the number of design, on this basis, the workshop size calculation to determine the elevation of each floor platform. Finally, the environmental and safety requirements of the converter plant design description. More i

7、mage described the converter steelmaking process and related equipment, structures in the design, add a large number of graphicsKeyword:Steel-making furnace design, weathering steel, hot metal supply, the smelting process目錄摘要IABSTRACTII第一章 文獻(xiàn)綜述111.2 我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)狀11.2.1 轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量11.2.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼原材料31.3 我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼開(kāi)展現(xiàn)狀5

8、1.3.1 開(kāi)展條件和機(jī)遇51.3.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼的開(kāi)展與鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)方式71.4 轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化技術(shù)71.4.1 介紹71.4.2 技術(shù)分類(lèi)81.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼存在脫氧工藝的問(wèn)題81.5.1 普碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏91.5.2 低碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏91.5.3 RH輕處理鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏91.5.4 超低碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏91.6 耐候鋼介紹101.6.1 簡(jiǎn)介101.6.2 耐候鋼的開(kāi)展111.6.3 耐候鋼的成分111.6.4 冶煉工藝14 1.8 結(jié)論16第二章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案16 生產(chǎn)規(guī)模確實(shí)定16 產(chǎn)品大綱17 金屬平衡表18 生產(chǎn)工藝流程192.5轉(zhuǎn)爐的座數(shù)、公

9、稱(chēng)容量及生產(chǎn)能力確實(shí)定202.5.1 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量212.5.2 選取轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和冶煉一爐鋼平均時(shí)間212.5.3 計(jì)算出年出鋼爐數(shù)N10421.4 平均爐產(chǎn)鋼水量21.5 車(chē)間生產(chǎn)能力確實(shí)定21第三章 轉(zhuǎn)爐車(chē)間原材料供給223.1 鐵水供給223.1.1 混鐵車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算223.1.2 鐵水包選擇233.2 廢鋼的供給233.3 散裝料的供給243.3.1 散裝料供給流程243.3.2 散裝料供給和主要設(shè)備選型253.3.3 高位料倉(cāng)容積和數(shù)量確實(shí)定263.4 鐵合金的供給27第四章 鐵水預(yù)處理29292930323334第五章 物料平衡及熱平衡計(jì)算35355.1.2

10、 脫氧合金化前爐渣量及成分計(jì)算363939405.1.4 參加廢鋼后的物料平衡415.1.5 脫氧合金化后的物料平衡43465.2.1 熱收入項(xiàng)465.2.2 熱支出項(xiàng)47第六章 轉(zhuǎn)爐車(chē)間設(shè)備設(shè)計(jì)及計(jì)算496.1 轉(zhuǎn)爐爐型的主要參數(shù)496.3 轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計(jì)516.3.1 轉(zhuǎn)爐材質(zhì)的選擇516.3.2 爐襯組成及厚度確定516.3.3 爐襯磚型選擇526.4 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部供氣構(gòu)件設(shè)計(jì)526.4.1 底氣種類(lèi)526.4.2 底氣用量526.4.3 供氣構(gòu)件536.4.4 底吹元件布置536.5 轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì)536.5.1 爐殼設(shè)計(jì)536.5.2 支撐裝置的設(shè)計(jì)546.5.3 傾動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

11、55第七章 氧氣轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)567.1 氧氣的供給56567.1.3 制氧機(jī)能力的選擇577.2 氧槍設(shè)計(jì)577.2.1 噴頭設(shè)計(jì)577.2.2 氧槍槍身設(shè)計(jì)5860第八章 轉(zhuǎn)爐車(chē)間煙氣凈化與回收618.1 轉(zhuǎn)爐煙氣與煙塵618.1.1 煙氣特征618.1.2 煙塵的特征618.2 煙氣凈化選擇方案628.3 煙氣凈化系統(tǒng)62638.4.1 煙罩638.4.2 蒸發(fā)冷卻器648.4.3 靜電除塵器658.4.4 煤氣柜65第九章 爐外精煉659.1 LF法的功能及特點(diǎn)65爐內(nèi)復(fù)原型氣氛669.1.2 底吹氬氣攪拌669.1.3 石墨電極埋弧加熱669.1.4 高堿度合成渣精煉669.2 L

12、F法的生產(chǎn)工藝要點(diǎn)679.3 LF爐外精煉效果67第十章 連鑄設(shè)備6710.1 連鑄設(shè)計(jì)方案的可行性與先進(jìn)性6710.2 連鑄機(jī)機(jī)型確實(shí)定69第十一章 冶金輔助設(shè)備計(jì)算7011.1 盛鋼桶的計(jì)算7011.1.1 盛鋼桶容積計(jì)算7011.1.2 鋼包需要量計(jì)算7111.1.3 鋼包質(zhì)量計(jì)算7211.2 渣罐計(jì)算72第十二章 轉(zhuǎn)爐車(chē)間主廠(chǎng)房工藝布置7312.1 原料跨間布置7312.2 爐子跨布置7412.2.1 橫向布置7412.2.2 縱向布置7512.2.3 爐子跨各層平臺(tái)的布置7612.3 鋼水接收跨布置7612.4 連鑄車(chē)間的平面布置76第十三章 環(huán)保與平安7713.1 環(huán)境保護(hù)7713

13、.2 平安與工業(yè)衛(wèi)生7813.2.2 平安技術(shù)7813.2.3 工業(yè)衛(wèi)生79參考文獻(xiàn)80致謝82第1章 文獻(xiàn)綜述 1952年氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在奧地利林茨·道納維茨(Linz,Donawitz)鋼廠(chǎng)誕生,簡(jiǎn)稱(chēng)LD,其后陸續(xù)在一些國(guó)家獲得廣泛采用。1964年我國(guó)第1家氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)在首鋼建成投產(chǎn),與此同時(shí)我國(guó)太鋼從奧鋼聯(lián)引進(jìn)了2臺(tái)50t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐,使我國(guó)的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)入了開(kāi)展的初始階段。 20世紀(jì)60年代中期,我國(guó)設(shè)計(jì)、科研、制造、生產(chǎn)人員共同協(xié)作,開(kāi)展了大型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)的設(shè)計(jì),1971年容量120t的大型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)于1971年在攀枝花鋼鐵公司順利建成投產(chǎn)。1978年我國(guó)寶

14、鋼首次從國(guó)外引進(jìn)了300t大型轉(zhuǎn)爐成套設(shè)備,1985年建成投產(chǎn)。通過(guò)對(duì)寶鋼引進(jìn)大型轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的學(xué)習(xí)、消化,于20世紀(jì)90年代中、后期,又在寶鋼二煉鋼廠(chǎng)、武鋼三煉鋼廠(chǎng)、鞍鋼三煉鋼廠(chǎng)、首鋼煉鋼廠(chǎng)先后建成投產(chǎn)了180t、210t、250t大型氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,從此,我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)入了高速開(kāi)展期。1996年我國(guó)鋼產(chǎn)量首次突破1億t,轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量已達(dá)6947.5萬(wàn)t;占全國(guó)總鋼產(chǎn)量的68.6%。1999年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量突破1億t;到達(dá)10247.2萬(wàn)t;占全國(guó)鋼產(chǎn)量比重上升到82.7%。近年來(lái),轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量持續(xù)處于高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2002年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量高達(dá)15330萬(wàn)t,僅時(shí)隔3年轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)近50%。

15、1994年我國(guó)1384萬(wàn)t平爐鋼產(chǎn)能至2002年已全部被轉(zhuǎn)爐鋼所取代。據(jù)統(tǒng)計(jì),2003年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量已近1.9億t,約占世界轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的25%以上。1.2 我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)狀1.2.1 轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量 作為轉(zhuǎn)爐煉鋼主要爐料的生鐵產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，為轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼產(chǎn)量的大幅度增長(zhǎng)提供了良好而充裕的原料條件。2021年,中國(guó)粗鋼產(chǎn)量已達(dá)5.68億噸,同比增長(zhǎng)13.5%,占全球粗鋼總產(chǎn)量的46.6%,所占比例比2021年提高8.8個(gè)百分點(diǎn),連續(xù)14年位居世界第一。從粗鋼產(chǎn)量增速的變化來(lái)看,經(jīng)過(guò)“十五期間中國(guó)鋼鐵行業(yè)連續(xù)的加速開(kāi)展之后,在政府一系列結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排等宏觀政策作用下,鋼鐵產(chǎn)量增速已出現(xiàn)下滑的趨勢(shì)。

16、2006年、2007年,中國(guó)粗鋼產(chǎn)量增速相比上年分別下降8·0、1·9個(gè)百分點(diǎn),2021年在上年低基數(shù)的作用下粗鋼產(chǎn)量增速相比2007年依然下降了3·3個(gè)百分點(diǎn),這說(shuō)明中國(guó)鋼鐵工業(yè)由快速成長(zhǎng)期向成熟階段過(guò)渡的拐點(diǎn)已然出現(xiàn),當(dāng)前在鋼鐵工業(yè)實(shí)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期,中國(guó)鋼鐵業(yè)正由快速開(kāi)展階段逐步向成熟階段轉(zhuǎn)變。圖1-11949年以來(lái)中國(guó)粗鋼產(chǎn)量變化 與世界各主要產(chǎn)鋼國(guó)家相比，我國(guó)鐵鋼比擬高，近年來(lái)我國(guó)生鐵產(chǎn)量及鐵鋼比方表1.1所示。表1-1 我國(guó)生鐵產(chǎn)量及鐵鋼比年度2000200120022003生鐵產(chǎn)量/萬(wàn)噸16908鋼產(chǎn)量/萬(wàn)噸128501510318

17、22522234鐵/鋼比 由于我國(guó)廢鋼資源短缺，電力缺乏，電價(jià)偏高，致使電爐鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)受到一定程度的制約；平爐鋼的淘汰，生鐵資源的充裕，給轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)提供了良好條件，因此轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量近年來(lái)獲得了快速增長(zhǎng)。各種煉鋼法的鋼產(chǎn)量及所占比例見(jiàn)表 1.2 大中型重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占主導(dǎo)地位。表1-2 各種煉鋼法的鋼產(chǎn)量及所占產(chǎn)量比例年度鋼總產(chǎn)量104t平爐轉(zhuǎn)爐電爐其他產(chǎn)量104t%產(chǎn)量104t%產(chǎn)量104t%產(chǎn)量104t%199492611384151995953613086358181119199610124126168.622199710891199811459199912856200012

18、85620011510320021822500153302820751.2.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼原材料（1） 鋼鐵料 我國(guó)高爐生產(chǎn)能力的大幅度增長(zhǎng)，為轉(zhuǎn)爐煉鋼提供了充裕的鐵水，所以轉(zhuǎn)爐煉鋼爐料鐵水比高，為轉(zhuǎn)爐冶煉純潔鋼和提高鋼的質(zhì)量提供了良好的條件。由于我國(guó)廢鋼資源短缺，轉(zhuǎn)爐煉鋼爐料中廢鋼比擬低，近年來(lái)我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼鐵料小號(hào)如表1.3所示。表1-3 轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗工程20002001200220032004鋼鐵料/kg/t鋼10941093109110911089廢鋼/(kg/t鋼)981121059292廢鋼比%（2） 工序能耗 由于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)操作技術(shù)水平不斷提高，以及各轉(zhuǎn)錄鋼廠(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煙道汽化冷

19、卻蒸汽的回收，使轉(zhuǎn)爐工序能耗有所降低，有些大型轉(zhuǎn)爐鋼廠(chǎng)到達(dá)賦能煉鋼水平。1.2.3 轉(zhuǎn)爐爐齡 近幾年，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量高速增長(zhǎng)令全世界驚奇:1995年中國(guó)鋼產(chǎn)量首次突破1億噸；2002年到達(dá)2億噸；2005年超過(guò)3億噸；2006年到達(dá)4.2億噸。中國(guó)鋼鐵工業(yè)的飛躍開(kāi)展首先得益于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，受?chē)?guó)內(nèi)市場(chǎng)拉動(dòng);其次中國(guó)鋼鐵生產(chǎn)的技術(shù)進(jìn)步也有力地推動(dòng)了鋼鐵工業(yè)的迅速開(kāi)展。轉(zhuǎn)爐是中國(guó)最主要的煉鋼方法，全國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼的生產(chǎn)比例超過(guò)86%。因此，近幾年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步為我國(guó)鋼鐵工業(yè)的開(kāi)展作出重大奉獻(xiàn)。 我國(guó)從1997年開(kāi)始大規(guī)模學(xué)習(xí)、引進(jìn)、研究開(kāi)發(fā)和全面推廣濺渣護(hù)爐工藝技術(shù)。如圖1-2所示，推廣濺渣護(hù)爐

20、工藝之前，國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐平均爐齡僅為700一500爐，最高爐齡4300爐(武鋼)川。采用濺渣護(hù)爐工藝后，轉(zhuǎn)爐爐齡超過(guò)10000爐，最高達(dá)34000爐。國(guó)內(nèi)幾乎所有轉(zhuǎn)爐均采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。圖1-2 采用濺渣護(hù)爐技術(shù)后爐齡變化趨勢(shì)1.3 我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼開(kāi)展現(xiàn)狀1.3.1 開(kāi)展條件和機(jī)遇 全球轉(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)的成就表達(dá)在轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽高效、計(jì)算機(jī)全自動(dòng)煉鋼及高潔凈鋼系統(tǒng)技術(shù)、高效連鑄和高品質(zhì)鑄坯生產(chǎn)技術(shù)以及綜合節(jié)能、環(huán)保技術(shù)方面。 (l)鋼鐵制造流程向連續(xù)化、短流程方向開(kāi)展連鑄的開(kāi)展促進(jìn)了鋼鐵制造流程向

21、連續(xù)化方向開(kāi)展，并最終形成了煉鋼短流程生產(chǎn)線(xiàn)。煉鋼短流程生產(chǎn)線(xiàn)的根本特點(diǎn)是:圍繞相對(duì)單一的產(chǎn)品形成配置最正確的生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。主要生產(chǎn)設(shè)備采用單機(jī)匹配原那么，即一一對(duì)應(yīng)。主體生產(chǎn)單元間物流配合依靠輥道或管線(xiàn)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(xiàn)上的緩沖能力小，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)本錢(qián)，近20年國(guó)際鋼鐵企業(yè)一直在致力于高效生產(chǎn)工藝的研究開(kāi)發(fā)和推廣工作。特別是最近ro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，煉鋼工序高效化生產(chǎn)水平見(jiàn)表1.4高效化生產(chǎn)，通常包括以下三方面的內(nèi)容:提高

22、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(guò)100t/td延長(zhǎng)爐體壽命，提高設(shè)備作業(yè)率。濺渣護(hù)爐技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，使?fàn)t齡可以提高到12萬(wàn)爐以上，最高3.7萬(wàn)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(guó)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)率到達(dá)97%。表1-4煉鋼廠(chǎng)主要工序高效化生產(chǎn)的水平比擬技術(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)爐連鑄厚板坯國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)先進(jìn)國(guó)際先進(jìn)國(guó)內(nèi)先進(jìn)冶煉強(qiáng)度冶煉周期/min2025生產(chǎn)作業(yè)率/%97909885爐齡爐250003000(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(jià)地生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材，使?jié)崈翡摰纳a(chǎn)本錢(qián)能低

23、于傳統(tǒng)流程普通鋼的生產(chǎn)本錢(qián)。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)15pprn;脫硅，脫Si率可達(dá)80%以上;脫P(yáng)，可滿(mǎn)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)本錢(qián)。 高效吹煉，低O冶煉。轉(zhuǎn)爐的任務(wù)簡(jiǎn)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30k/t，縮短冶煉時(shí)間40%，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。 采用出鋼擋渣，使下渣量3k/t;并采用出鋼過(guò)程爐渣改質(zhì)技術(shù)，使鋼渣中(FeO%十MnO%)3%，出鋼過(guò)程脫硫率可到達(dá)30%40%。有利于提高

24、精煉效率和降低生產(chǎn)本錢(qián)。 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到達(dá):S5×10-6，P20×10-6，N25×10-6，H2×10-66×10-6，C3×10-6。日本、歐美等先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，爐外精煉比超過(guò)90%，其中真空精煉比超過(guò)50%，有些鋼鐵廠(chǎng)已到達(dá)100%。(5)煉鋼節(jié)能 負(fù)能煉鋼(煉鋼工序能耗最低一10.67kgCe/t(寶鋼);降低鐵鋼比，最低0.79;回收煤氣(新日鐵一41m3/t)，回收蒸氣。(6)實(shí)現(xiàn)無(wú)污染排放噸鋼S

25、O2排放量0.4kg/t;噸鋼煙塵排放量0.7k/t。 綜上所述，今后轉(zhuǎn)爐煉鋼仍將呈開(kāi)展態(tài)勢(shì)，期鋼產(chǎn)量也將視市場(chǎng)需求與煉鋼、軋鋼同步適度增長(zhǎng)1.3.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼的開(kāi)展與鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)方式 由于市場(chǎng)對(duì)鋼材的需求旺盛,煉鋼提供軋鋼的坯料供不應(yīng)求,高爐生鐵產(chǎn)量的逐年增長(zhǎng),因此給轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的開(kāi)展和轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的提高提供了良好機(jī)遇和條件。1.2,鋼產(chǎn)量2002年已超過(guò)370萬(wàn)t(連鑄坯),目前該廠(chǎng)擬增設(shè)第3座轉(zhuǎn)爐,屆時(shí)鋼產(chǎn)量可達(dá)600萬(wàn)t。生產(chǎn)實(shí)踐證明,轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)改造挖潛和改變轉(zhuǎn)爐操作模式都具有投資省、工期短,見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),轉(zhuǎn)爐煉鋼還應(yīng)大力推廣濺渣護(hù)爐、節(jié)能降耗技術(shù),穩(wěn)定提高轉(zhuǎn)爐操作指標(biāo)。當(dāng)然,在轉(zhuǎn)

26、爐擴(kuò)大產(chǎn)量的同時(shí),應(yīng)考慮到全廠(chǎng)的物料平衡及公輔設(shè)施的配套能力,形成綜合生產(chǎn)能力。同時(shí)應(yīng)堅(jiān)決貫徹國(guó)家環(huán)保的法律、法規(guī)建設(shè)清潔鋼廠(chǎng)。1.4 轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化技術(shù)1.4.1 介紹 自動(dòng)化轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是先對(duì)煉鐵廠(chǎng)提供的鐵水進(jìn)行預(yù)處理,然后再對(duì)鐵水一定的冶煉加工,最后形成鋼。轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水成鋼,主要包含了這樣一個(gè)過(guò)程,首先進(jìn)行氧化,去除雜質(zhì);然后參加一定的石灰等來(lái)制造氧化性的爐渣,在此過(guò)程中,還需要一定的熱量來(lái)升溫,最后,還要參加脫氧劑和合金料來(lái)最終生成鋼材料。具體來(lái)說(shuō),自動(dòng)化轉(zhuǎn)爐煉鋼包含了以下幾個(gè)方面的根本工藝流程:煉鋼原材料,即主要為鐵水,外加一些增加劑;適宜的裝入制度,即爐容比,爐池深度和鐵水比例;供養(yǎng)制

27、度,即供養(yǎng)壓力,強(qiáng)度,槍位和氧槍的噴頭等都有考究;造渣制度,即爐渣要有一定的堿度,在造渣的過(guò)程中,最好應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)加料的方法把石灰分批次的進(jìn)入爐中;溫度制度,即要確定出鋼的溫度和冷卻劑類(lèi)型和數(shù)量;終點(diǎn)控制與出鋼合金化,即要注意采用計(jì)算機(jī)終點(diǎn)控制技術(shù),來(lái)取得爐碳溫度的雙命中,此外,還要進(jìn)行沉淀脫氧和真空脫氧,并與合金化幾乎可以同時(shí)進(jìn)行,最后,在出鋼的時(shí)候,一定要注意擋渣的工序,否那么,將會(huì)嚴(yán)重影響煉鋼的質(zhì)量和效果。1.4.2 技術(shù)分類(lèi) 1檢測(cè)技術(shù):傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)要求,尤其是隨著檢測(cè)技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速開(kāi)展,轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化技術(shù)也隨之改良。目前,用于檢測(cè)技

28、術(shù)的參數(shù)主要包含了熔鋼溫度、熔鋼成分和液面高度等,檢測(cè)技術(shù)主要有副槍檢測(cè)技術(shù),廢氣分析檢測(cè)技術(shù)以及特殊檢測(cè)技術(shù); 2自動(dòng)化技術(shù):轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制,包含了靜態(tài)控制和動(dòng)態(tài)控制,它們都是以控制模型為根底的,其中最為廣泛使用的還是動(dòng)態(tài)控制?？刂葡到y(tǒng)還包括了動(dòng)態(tài)控制模型和反響計(jì)算模型的控制技術(shù)。轉(zhuǎn)爐煉鋼還是一個(gè)復(fù)雜的物化過(guò)程,通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù),可以有效提高其終點(diǎn)命中率; (3)控制系統(tǒng):美國(guó)鋼鐵公司采用的是直接控制和監(jiān)控級(jí)的兩極控制系統(tǒng),日本鋼鐵公司采取了一體化的轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制系統(tǒng)之后,明顯減少了人員使用,我國(guó)鋼鐵公司采用了計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了直接控制計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)進(jìn)行連接,另外還通

29、過(guò)上位計(jì)算機(jī)來(lái)收集,顯示相關(guān)數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和操作等。1.5 轉(zhuǎn)爐煉鋼存在脫氧工藝的問(wèn)題 不同鋼種的脫氧方式不同,鞍鋼股份第二煉鋼廠(chǎng)各鋼種的脫氧方法及脫氧劑見(jiàn)表1.5所示。表1.5 不同鋼種的脫氧方法鋼種脫氧劑脫氧方法普碳鋼FeMn、FeSi、AMnFe、鋁粒沉淀脫氧低碳鋼FeMn、AMnFe、鋁線(xiàn)、鋁粒沉淀脫氧RH輕處理鋼鋁錠、FeMn、鋁線(xiàn)、鋁粒、鋁造渣球沉淀脫氧、真空脫氧、擴(kuò)散脫氧超低碳鋼鋁錠、FeMn、鋁線(xiàn)、鋁粒、鋁造渣球沉淀脫氧、真空脫氧、擴(kuò)散脫氧1.5.1 普碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏 該鋼種原有的脫氧工藝是在出鋼過(guò)程中,依次參加FeMn、FeSi和AMlnFe等進(jìn)行脫氧合金化

30、,然后進(jìn)行其它成分的合金化。精煉處理過(guò)程根據(jù)鋼水的實(shí)際脫氧度進(jìn)行調(diào)整,脫氧缺乏時(shí)在精煉處理開(kāi)始通過(guò)添加鋁粒調(diào)整,精煉搬出前再通過(guò)添加鋁粒做最后的脫氧度調(diào)整。假設(shè)轉(zhuǎn)爐脫氧度滿(mǎn)足鋼種要求,在精煉開(kāi)始時(shí)可不調(diào)整脫氧度。此鋼種脫氧方式存在的缺乏是Mn及Si等合金的收得率較低(Mn的收得率只有90%左右, Si只有80% );Al合金的利用率低,消耗量大,Al2O3生成量較大。1.5.2 低碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏 該鋼種原有的脫氧工藝是在出鋼過(guò)程中,依次參加AMlnFe、FeMn等進(jìn)行脫氧,然后進(jìn)行其它成分的合金化。出鋼后進(jìn)氬站通過(guò)喂鋁線(xiàn)調(diào)整脫氧度及Als含量,精煉處理過(guò)程根據(jù)鋼水的實(shí)際脫氧度進(jìn)行調(diào)整

31、,脫氧缺乏時(shí)在精煉處理開(kāi)始通過(guò)添加鋁粒調(diào)整,精煉搬出前再通過(guò)添加鋁粒做最后的脫氧度調(diào)整。假設(shè)轉(zhuǎn)爐脫氧度滿(mǎn)足鋼種要求,在精煉開(kāi)始時(shí)可不調(diào)整脫氧度。此鋼種脫氧方式存在的缺乏是Mn系等合金的收得率較低(83% );AMlnFe合金的利用率低,消耗量大,Al2O3生成量較大;因鋼包頂渣氧化性強(qiáng),連鑄澆注過(guò)程Als損失較大(大于0.01% );由于出鋼過(guò)程AMlnFe合金參加量較大,造成出鋼過(guò)程脫氧度過(guò)強(qiáng),鋼水中的氮含量偏高。1.5.3 RH輕處理鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏 該鋼種原有的脫氧工藝是在出鋼過(guò)程中,依次參加鋁錠、FeMn等進(jìn)行脫氧,然后進(jìn)行Cr等其它成分的合金化。出鋼后進(jìn)氬站通過(guò)喂鋁線(xiàn)調(diào)整鋼水中

32、的氧含量至鋼種要求范圍,喂鋁線(xiàn)結(jié)束后吹氬至少3 min以上,然后添加鋁造渣球或熔渣復(fù)原劑等擴(kuò)散脫氧劑。RH-TB真空精煉脫碳結(jié)束后,通過(guò)添加鋁粒調(diào)整脫氧度和Als含量。該脫氧工藝的缺乏之處在于鋁錠的消耗量較大;由于出鋼過(guò)程脫氧度較高,鋼水中氮含量有增加的趨勢(shì);雖然采用了擴(kuò)散脫氧劑,但因精煉處理過(guò)程鋼水中氧含量依然較高,精煉結(jié)束后鋼包頂渣的氧化性較強(qiáng),連鑄澆注過(guò)程中鋼水的Als損失較大(平均為0.014% )。1.5.4 超低碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及缺乏 該鋼種原有的脫氧工藝是在出鋼過(guò)程中,參加少量鋁錠、FeMn等脫氧劑進(jìn)行脫氧。出鋼后進(jìn)氬站通過(guò)喂鋁線(xiàn)調(diào)整鋼水中的氧含量至鋼種要求范圍,喂鋁線(xiàn)結(jié)束后吹

33、氬至少3 min以上,然后添加鋁造渣球或熔渣復(fù)原劑等擴(kuò)散脫氧劑。RH-TB真空精煉脫碳結(jié)束后,通過(guò)添加鋁粒調(diào)整脫氧度和Als含量。該脫氧工藝的缺乏是雖然采用了擴(kuò)散脫氧劑,但因精煉處理過(guò)程鋼水中氧含量依然較高,精煉結(jié)束后鋼包頂渣的氧化性較強(qiáng),連鑄澆注過(guò)程中鋼水的Als損失較大(平均為0. 017% );由于出鋼后鋼水中氧含量過(guò)高,造成氬站鋁線(xiàn)消耗量較大。1.6 耐候鋼介紹1.6.1 簡(jiǎn)介 耐候鋼, 又稱(chēng)耐大氣腐蝕鋼, 是通過(guò)在普通鋼中添加一定量的合金元素制成的一種低合金鋼, 主要合金成分為Cu、P、Cr、Ni等元素。耐候鋼的特點(diǎn)是能夠抵御自然大氣條件下的腐蝕。鋼鐵的銹蝕是鋼結(jié)構(gòu)損壞的主要原因之一

34、，腐蝕損耗也是相當(dāng)可觀的，據(jù)報(bào)導(dǎo)北美每年因腐蝕損耗也是相當(dāng)可觀的，據(jù)報(bào)據(jù)報(bào)導(dǎo)北美每年因腐蝕損耗的鋼占年產(chǎn)量的20%, 在加拿大每年腐蝕損失到達(dá)6億美元。人們解決大型鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕問(wèn)題的方法一般是加大腐蝕余量, 并涂以防銹油漆。前者會(huì)造成材料的浪費(fèi), 后者因?yàn)樾枰ㄆ谶M(jìn)行維護(hù)性重涂, 造成維護(hù)本錢(qián)提高, 有時(shí)還會(huì)影響正常使用。還有一種方法是在結(jié)構(gòu)中使用金屬涂覆層進(jìn)行保護(hù), 主要是熱浸鍍或噴涂鋅或鋁, 利用鍍層金屬的陰極保護(hù)性能延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)壽命。但應(yīng)用金屬涂覆層也存在著本錢(qián)較高、污染環(huán)境、大型構(gòu)件應(yīng)用困難, 以及不易焊接等問(wèn)題。 耐候鋼并非不銹鋼, 初期同普通碳鋼一樣也會(huì)銹蝕, 后期那么情況不同。耐

35、候鋼銹蝕一段時(shí)間后由于鋼外表Cu、P等微量元素富集, 形成一層致密的非晶態(tài)銹層組織, 并與基體結(jié)合得非常牢固。這層穩(wěn)定化銹層能夠在一定程度上抵御大氣中水氣及有害離子的侵入, 防止基體金屬進(jìn)一步腐蝕。 耐候鋼在使用時(shí), 可以涂裝、裸用或進(jìn)行穩(wěn)定化處理, 涂裝時(shí)的要求與普通碳鋼相同。這里特別要指出的是這種材料可以不涂漆裸用, 這是耐候鋼最突出的優(yōu)點(diǎn)。在無(wú)嚴(yán)重大氣污染或非特別潮濕的地區(qū),耐候鋼可以不用涂裝, 直接裸露于大氣中, 一般經(jīng)過(guò)年時(shí)間后, 銹層逐漸穩(wěn)定, 腐蝕不再開(kāi)展, 外觀呈美麗的巧克力色。這種鋼結(jié)因沒(méi)有油漆老化等問(wèn)題, 無(wú)需涂裝維護(hù), 大大降低了維護(hù)本錢(qián), 當(dāng)然也就防止了因涂漆影響使用等

36、造成的損失。1.6.2 耐候鋼的開(kāi)展 我國(guó)耐候鋼的研制始于年60代初, 當(dāng)時(shí)鐵道部向冶金部提出仿制Corten牌號(hào)的耐候鋼,1965年試制出09Mn2Cu薄鋼板。1967年用武鋼生產(chǎn)的09MnCuPTi等兩種牌號(hào)的耐候鋼制造了兩輛P61型試驗(yàn)棚車(chē), 經(jīng)過(guò)18年的運(yùn)行, 在1985年廠(chǎng)修時(shí)檢查發(fā)現(xiàn), 兩種耐候鋼的防腐能力均比普通碳素鋼高23倍。鐵道部已決定從1990年起新造車(chē)輛全部采用耐候鋼, 這使耐候鋼成為鐵路車(chē)輛制造的主要材料。由于這種材料的使用使車(chē)輛維修周期延長(zhǎng), 截?fù)Q率下降,在一定程度上緩和了目前鐵路運(yùn)力緊張、車(chē)輛缺乏的矛盾。如圖1.3所示介紹了耐候鋼的開(kāi)展歷程，圖1-3 耐候鋼開(kāi)展歷程

37、1.6.3 耐候鋼的成分圖 1-4 耐候鋼的化學(xué)成分 Cu、P是賦于鋼以耐候性的元素, 但又助長(zhǎng)焊接裂紋, 特別是當(dāng)含P量到達(dá)0.1%以上影響更大。此系因當(dāng)焊接金屬凝固時(shí), P促進(jìn)低熔點(diǎn)夾雜物生成,既易產(chǎn)生高溫裂紋, 又增加低溫裂紋敏感性, 使焊縫的延展性和韌性變壞。然而, P對(duì)鋼的有害作用與鋼種含C量有關(guān), 降低含C量而使鋼中C和P的總量不超過(guò)0.25%時(shí), 那么可防止冷脆傾向。國(guó)產(chǎn)耐候鋼的含C量和P量均不超過(guò)0.12%, C和P的總含量最高不超過(guò)0.24%, 未到達(dá)0.25%的限度, 因此解決了P對(duì)耐候性有利而對(duì)焊接性有害的矛盾。含Cu量低于0.55%時(shí), 對(duì)焊接性危害不大, 。國(guó)產(chǎn)耐候鋼

38、的含Cu焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼牌號(hào)及其化學(xué)成分，因此選擇合理的加熱工藝對(duì)于防止銅脆有著重要意義。對(duì)含銅鋼的研究分析說(shuō)明，1080-1100oC是含銅鋼產(chǎn)生外表裂紋臨界溫度區(qū)。圖1.5為銅在高溫條件下的擴(kuò)散行為示意圖，圖1-5 銅在高溫條件下的擴(kuò)散行為示意圖 圖中滲透速度是銅向奧氏體品界滲透傾向，為銅脆缺陷產(chǎn)生的根本原因；擴(kuò)散速度指氧化皮對(duì)銅的吸留能力及銅在基體中的擴(kuò)散能力，這種擴(kuò)散對(duì)外表裂紋危害不人。在圖1.5中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加熱溫度高于1100左右時(shí)，擴(kuò)散速度比滲透速度快，可抑制銅在品界滲透造成的有害作用。根據(jù)以上分析，含銅鋼加熱溫度可有兩個(gè)選擇，即低于銅的熔點(diǎn)1083或高于1100。表 1-6 高耐候

39、性結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及其化學(xué)成分。表1-6 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼牌號(hào)及其化學(xué)成分牌號(hào)CSiMnPSCu CrVQ235NH0.150.200.200.40Q295NH0.600.200.40Q355NH0.900.200.400.02Q460NH0.900.200.400.02表 1-7 高耐候性結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及其化學(xué)成分牌號(hào)CSiMnPSCu CrNiTiREQ295GNH0.200.200.070.25Q295GNHL0.200.070.250.300.25Q345GNH0.500.070.25Q345GNHL0.250.070.250.30Q390GNH0.070.251.6.4 冶煉工藝 廣泛借鑒日本

40、JIS標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)寶鋼、鞍鋼、武鋼等企業(yè)的生產(chǎn)工藝，確定以集裝箱用SPA- H為主要牌號(hào)主要生產(chǎn)工序流程：鐵水預(yù)處理 分裝混鐵車(chē) 轉(zhuǎn)爐底吹氬 LF爐精煉 板坯連鑄 中寬帶熱軋機(jī)組 粗軋 精軋 控制冷卻 卷取 取樣檢驗(yàn) 包裝 繳庫(kù)。（1） 轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝 生產(chǎn)SPA-H鋼所用鐵水經(jīng)噴吹鎂粉脫硫處理后，S<0.010%，裝入量4748 t，轉(zhuǎn)爐冶煉采用恒壓變槍位操作，單渣法、兩批料不留渣工藝，盡量保證終點(diǎn)碳和溫度一次命中，終點(diǎn)。C=0.04%0.06% ，S 0.015%。采用銅板和鎳鐵配Cu和Ni，由于Cu 、Ni元素不易被氧化，所以銅板和Fe-Ni合金隨廢鋼一起參加爐內(nèi)參考回收率98%，其他

41、合金在出鋼1/5時(shí)開(kāi)始參加，參加的順序?yàn)楣桢i合金 硅鐵 磷鐵 低碳鉻鐵，出鋼4/5時(shí)加完。特別指出的是用磷鐵配磷時(shí)，磷的回收率會(huì)到達(dá)甚至超過(guò)100%出現(xiàn)回磷現(xiàn)象，回磷的主要原因是出鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入鋼包被復(fù)原所致。下渣量越大，回磷量越多，這一點(diǎn)在生產(chǎn)含磷鋼時(shí)應(yīng)特別注意，轉(zhuǎn)爐出鋼采用鋼芯鋁脫氧，用量為2 kg/t鋼。為減少回磷、為L(zhǎng)F爐精煉創(chuàng)造條件，采用擋渣球擋渣出鋼，出鋼過(guò)程下渣量50 mm。（2） LF精煉工藝 生產(chǎn)SPA-H鋼時(shí)，鋼水經(jīng)LF爐精煉處理后，在LF爐對(duì)鋼水化學(xué)成分和溫度進(jìn)行調(diào)整，通過(guò)造復(fù)原渣對(duì)鋼水進(jìn)一步脫氧、脫硫，并采用13 mm的硅鈣線(xiàn)進(jìn)行鈣處理，改變夾雜物形態(tài)，從而改善鋼水的

42、可澆性喂線(xiàn)景2.5 m/t鋼喂線(xiàn)速度3 m/s。（3） 連鑄工藝 該鋼種液相線(xiàn)溫度1520，中間包鋼水過(guò)熱度控制在2030之間，大包中包采用長(zhǎng)水口加L封保護(hù)措施，結(jié)品器采用中碳保護(hù)渣保護(hù)澆注，鑄坯規(guī)格為：180 mm×600 mm×6800 mm。拉速控制在0.80.9 m/min，二冷段采用中冷模式，鋼水溫度是煉鋼生產(chǎn)的重要參數(shù)，溫度控制合理不僅能保證生產(chǎn)順行，而目能提高鋼的表而和內(nèi)部質(zhì)景，圖1-6是生產(chǎn)SPA-H過(guò)程中鋼水溫度變化情況。圖1-6 SPA-H生產(chǎn)過(guò)程中鋼水溫度變化情況1.8 結(jié)論 經(jīng)過(guò)工藝流程：鐵水預(yù)處理 分裝混鐵車(chē) 轉(zhuǎn)爐底吹氬 LF爐精煉 板坯連鑄 中寬

43、帶熱軋機(jī)組 粗軋 精軋 控制冷卻 卷取 取樣檢驗(yàn) 包裝 繳庫(kù)?？梢杂行У姆乐挂騾⒓覥u元素造成的耐候鋼易斷裂問(wèn)題，而且可以生產(chǎn)出合格的耐候鋼產(chǎn)品。第二章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 生產(chǎn)規(guī)模確實(shí)定 根據(jù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)400萬(wàn)噸合格鑄坯的鐵水預(yù)處理系統(tǒng)配套工程，主要用于IF鋼和耐候鋼的生產(chǎn)。耐候鋼鋼板坯尺寸規(guī)格如下：厚度：250mm；寬度：1550mm本設(shè)計(jì)與趙劍的LF爐設(shè)計(jì)、曹金良的板坯連鑄設(shè)計(jì)相匹配，共同組建了一個(gè)煉鋼車(chē)間。處理規(guī)模為鐵水比100%，采用鐵水預(yù)處理工序可適當(dāng)放寬高爐生產(chǎn)的鐵水硫含量和轉(zhuǎn)爐的少渣吹煉，給高爐減輕負(fù)擔(dān)，降低焦比，減少渣量，同時(shí)也降低了轉(zhuǎn)爐冶煉的負(fù)擔(dān)，提高了轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的效率

44、、降低鋼鐵生產(chǎn)的綜合本錢(qián)。 產(chǎn)品大綱 根據(jù)我國(guó)現(xiàn)在鋼鐵業(yè)的開(kāi)展?fàn)顩r來(lái)看汽車(chē)業(yè)的開(kāi)展十分迅速。而我國(guó)現(xiàn)在缺少高技術(shù)含量、高附加值的鋼鐵產(chǎn)品。針對(duì)現(xiàn)狀擬定了產(chǎn)品大綱如表2-1，表2-2 為鋼種化學(xué)成分。表2-1 產(chǎn)品大綱序號(hào)鋼種代表鋼號(hào)等級(jí)產(chǎn)量/萬(wàn)t比例/%精煉方式1超低碳鋼IF鋼5010LF+RH2低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼耐候鋼10020LF+RH3普碳鋼Q235B17535LF4低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q345B17535LF注：產(chǎn)品方案會(huì)根據(jù)市場(chǎng)需求或客戶(hù)要求做出相應(yīng)的調(diào)整。表2-2 鋼種化學(xué)成分鋼種化 學(xué) 成 分/%CSiMnPSIF鋼耐候鋼Q235BQ345注：IF鋼在1.2有簡(jiǎn)介；耐候鋼， 又稱(chēng)耐

45、大氣腐蝕鋼， 是通過(guò)在普通鋼中添加一定量的合金元素制成的一種低合金鋼， 主要合金成分為Cu、P、Cr、Ni等元素。 金屬平衡表 年產(chǎn)500萬(wàn)噸合格鑄坯金屬平衡表如圖2-1所示。高爐鐵水鐵水預(yù)處理100%一罐到底工藝轉(zhuǎn)爐433.74 萬(wàn)噸鋼包97%損耗 3%LF精煉420.73 萬(wàn)噸損耗2%2.58 萬(wàn)噸鑄坯 97.5%合格鑄坯99.5%400萬(wàn)噸連鑄廢品0.5%圖 2-1 年產(chǎn)400萬(wàn)噸合格鑄坯金屬平衡表 該圖為本設(shè)計(jì)年產(chǎn)鋼400萬(wàn)t轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)的模型，由于在冶煉過(guò)程中的生產(chǎn)工藝的不同，在各生產(chǎn)階段的金屬收得率不相同，同時(shí)還有一定量的金屬流失而不可回收。而本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)該模型鐵水預(yù)處理進(jìn)行詳細(xì)

46、說(shuō)明。 生產(chǎn)工藝流程 本設(shè)計(jì)針對(duì)產(chǎn)品大綱設(shè)計(jì)了“鐵水預(yù)脫硫轉(zhuǎn)爐煉鋼爐外精煉LF、RH全連鑄的生產(chǎn)工藝路線(xiàn)，如圖2-2所示。地下料倉(cāng)2×200t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐原料場(chǎng)：石灰、螢石、白云石、鐵礦石等地下料倉(cāng)轉(zhuǎn)爐高位料倉(cāng)煉鐵廠(chǎng)鐵水鐵水罐脫硫站廢鋼處理間廢鋼槽車(chē)鐵合金倉(cāng)庫(kù)O2、Ar、N2轉(zhuǎn)爐煙氣鋼渣鋼水渣罐鋼渣處理汽化冷卻煙氣除塵蒸汽蓄熱器用戶(hù)轉(zhuǎn)爐煤氣灰粉煤氣柜壓塊煤氣加壓燒結(jié)用戶(hù)鋼水罐旋轉(zhuǎn)溜槽LF精煉喂絲LF/RH精煉連鑄機(jī)高位料倉(cāng)鑄坯圖2-2 生產(chǎn)工藝流程2.5轉(zhuǎn)爐的座數(shù)、公稱(chēng)容量及生產(chǎn)能力確實(shí)定 為了有效地提高轉(zhuǎn)爐利用率及提高平均日作業(yè)率，借鑒同類(lèi)型廠(chǎng)家經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)采 用“二吹二制度。 2

47、.5.1 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量據(jù)國(guó)內(nèi)同類(lèi)轉(zhuǎn)爐經(jīng)驗(yàn)所得坯=95%99%。取 坯=97%2.5.2 選取轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和冶煉一爐鋼平均時(shí)間對(duì)“三吹二制度而言，轉(zhuǎn)爐有效時(shí)間為 310 天/年根據(jù)同類(lèi)型廠(chǎng)家，取冶煉時(shí)間為 41 min。2.5.3 計(jì)算出年出鋼爐數(shù)N104 N=210883=21766(爐).4 平均爐產(chǎn)鋼水量所以本設(shè)計(jì)中取轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量為200噸，爐數(shù)為2座，平均冶煉時(shí)間與所取冶煉時(shí)間根本符合。.5 車(chē)間生產(chǎn)能力確實(shí)定 車(chē)間年生產(chǎn)鋼水量=轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量×年出鋼爐數(shù)= × 21766 =萬(wàn)噸檢驗(yàn)是否滿(mǎn)足要求：<

48、1% 符合要求第3章 轉(zhuǎn)爐車(chē)間原材料供給 轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的主要原材料包括：鐵水、廢鋼、散狀料石灰、白云石、螢石氧化鐵皮、鐵礦石、焦炭等和鐵合金。原材料供給系統(tǒng)應(yīng)保證及時(shí)、準(zhǔn)確、可靠地滿(mǎn)足轉(zhuǎn)爐冶煉對(duì)各種原材料的需求，為此必須具備適宜的儲(chǔ)料能力和相宜的運(yùn)輸方式。3.1 鐵水供給 高爐向轉(zhuǎn)爐供給鐵水的方式有：混鐵爐、混鐵車(chē)、鐵水罐直接熱裝等。罐車(chē)供給鐵水的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少。但在鐵水在運(yùn)輸及待裝過(guò)程中熱損失嚴(yán)重，用同一罐鐵水煉幾爐鋼時(shí)，前后爐次的鐵水溫度波動(dòng)較大，不利于操作，而且粘罐現(xiàn)象也較嚴(yán)重；我國(guó)采用這種供鐵方式的主要是小型轉(zhuǎn)爐煉全車(chē)間。 混鐵爐具有貯存鐵水、混勻鐵水成分和溫度的作用，因此這種

49、供鐵方式，鐵水成分和溫度都比擬均勻，特別是對(duì)調(diào)節(jié)高爐與轉(zhuǎn)爐之間均衡的供給鐵水有利。但混鐵爐需要多倒一次鐵，增加溫度損失，投資大，占地多。 混鐵車(chē)魚(yú)雷罐車(chē)供給鐵水的主要特點(diǎn)是：設(shè)備和廠(chǎng)房的基建投資以及生產(chǎn)費(fèi)用比混鐵爐低，鐵水在運(yùn)輸過(guò)程中的熱損失少，并能較好地適應(yīng)大容量轉(zhuǎn)爐的要求，還有利于進(jìn)行鐵水預(yù)處理(預(yù)脫磷、硫和硅。本設(shè)計(jì)采用混貼車(chē)魚(yú)雷罐車(chē)供給鐵水。采用混鐵車(chē)供給鐵水時(shí)，高爐鐵水出到魚(yú)雷罐車(chē)內(nèi)，由鐵路將混鐵車(chē)運(yùn)到轉(zhuǎn)爐車(chē)間倒罐站旁。當(dāng)轉(zhuǎn)爐需要鐵水時(shí)，將鐵水倒入鐵水包，經(jīng)稱(chēng)量后，用鐵水吊車(chē)兌入轉(zhuǎn)爐。其工藝流程：高爐混鐵車(chē)倒罐站轉(zhuǎn)爐LF精煉爐板坯連鑄機(jī)3.1.1 混鐵車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算 所建的是兩座200噸

50、的轉(zhuǎn)爐，所以采用容量為260噸的混鐵車(chē)。車(chē)間所需混鐵車(chē)臺(tái)數(shù)計(jì)算：式中：Pmax高爐鐵水最高日產(chǎn)量，t/d ； P2鋼錠模車(chē)間所需鐵水量，t/d； Q混鐵車(chē)容量，t，取250t； n混鐵車(chē)裝滿(mǎn)系數(shù)，可取0.9； c混鐵車(chē)日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取2一3次/d； 混鐵車(chē)作業(yè)率，約取0.75；經(jīng)計(jì)算得知選取26個(gè)混鐵車(chē)。3.1.2 鐵水包選擇 由金屬料平衡可計(jì)算出每爐鋼水需要鐵水231 t考慮過(guò)余裝量10254t，由此選擇鐵水包容量為260t。參照盛鋼桶尺寸計(jì)算，選取鐵水包全高為4759 mm，空鐵水包重72.05t，其他數(shù)據(jù)兼同鋼包。鐵水包耳軸位置選取為鐵水包全高一半偏上500mm。本設(shè)計(jì)鐵水包數(shù)選用6個(gè)

51、，其中兩個(gè)為備用。3.2 廢鋼的供給 廢鋼是作為冷卻劑參加轉(zhuǎn)爐的。根據(jù)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐熱平衡，廢鋼的參加量一般為10%30%。參加轉(zhuǎn)爐的廢鋼塊度，最大長(zhǎng)度不得大于爐日直徑的1/3，最大截面積小于爐口的面積的1/7。根據(jù)爐子噸位的不同，廢鋼塊單重波動(dòng)范圍為1502000kg。1廢鋼的參加方式 目前在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車(chē)間，向轉(zhuǎn)爐參加.廢鋼的方式有兩種，一種是直接用橋式吊車(chē)吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐；另一種是用廢鋼加料車(chē)裝入廢鋼；本設(shè)計(jì)選用直接用橋式吊車(chē)吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐。2廢鋼堆場(chǎng)面積 廢鋼間面積的大小決定于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數(shù)、料槽位置及稱(chēng)量設(shè)備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車(chē)軌面標(biāo)高。廢鋼堆積的面積可按下式估算：式中：Q每日所需廢鋼量，t/d； x廢鋼儲(chǔ)存定額(天數(shù))，d，取3天 H