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年产960万吨连铸坯的全连铸转炉炼钢
车间工艺设计
摘要：本说明书在实习和参考文献的基础上，对所学知识进行综合利用。讲
述了设计一转炉车间的方法和步骤，说明书中对车间主要系统例如铁水供应系统，废钢供应系统，散装料供应系统，铁合金供应系统，除尘系统等进行了充分论证和比较确定出一套最佳设计方案。并确定了车间的工艺布置，对跨数及相对位置进行设计，简述了其工艺流程，并在此基础上进行设备计算，包括转炉炉型计算，转炉炉衬计算及金属构件计算，氧枪设计，净化系统设备计算，然后进行车间计算和所用设备的规格和数量的设计，在此基础上进行车间尺寸计算，确定各层平台标高。最后对转炉车间设计得环境和安全要求进行说明。
为了更加详细说明转炉车间设计中的一些工艺及设备结构，本设计穿插了图形，为能够明确、直观的介绍了转炉炼钢车间的工艺布置。
关键词：炼钢，复吹转炉，连铸，方坯，板坯，物料平衡，热平衡，炉型设计
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目 录
1 文献综述 ..................................................................................................................................... 1
1.1国外炼钢技术的发展 ....................................................................................................... 1 1.2钢铁工业在国民经济中的地位和作用 ........................................................................... 1 1.3现代转炉炼钢工艺流程 ................................................................................................... 2 1.4 我国氧气转炉炼钢技术展望 .......................................................................................... 2
1.4.1 转炉大型化和流程优化 ....................................................................................... 3 1.4.2 转炉高效化 ........................................................................................................... 3 1.4.3 钢水洁净化 ........................................................................................................... 3 1.4.4 控制模型化 ........................................................................................................... 3 1.4.5 资源综合利用化 ................................................................................................... 4 1.5 现代转炉炼钢技术存在的问题 ...................................................................................... 4 2 转炉炼钢厂设计方案 ................................................................................................................. 5
2.1 转炉车间组成 .................................................................................................................. 5 2.2 转炉座数、容量和车间生产能力的确定 ...................................................................... 5
2.2.1 转炉座数 ............................................................................................................... 5 2.2.2 车间生产能力的确定 ........................................................................................... 5 2.3 主要钢种的选择 .............................................................................................................. 6 2.4 工艺流程 .......................................................................................................................... 7 2.5 原料方案 .......................................................................................................................... 7
2.5.1 铁水的供应 ........................................................................................................... 7 2.5.2 废钢的供应 ........................................................................................................... 7 2.5.3 散装料的供应 ....................................................................................................... 8 2.5.4 铁合金的供应 ....................................................................................................... 8 2.6 主厂房工艺布置 .............................................................................................................. 8
2.6.1 原料跨的布置 ....................................................................................................... 8 2.6.2 炉子跨的布置 ....................................................................................................... 9 2.6.3 精炼跨的布置 ....................................................................................................... 9
3 物料平衡与热平衡计算 ........................................................................................................... 10
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3.1 物料平衡 ........................................................................................................................ 10
3.1.1计算所需原始数据 .............................................................................................. 10 3.1.2物料平衡基本项目 .............................................................................................. 11 3.1.3计算步骤 .............................................................................................................. 11 3.2 热平衡计算 .................................................................................................................... 19
3.2.1计算所需原始数据 .............................................................................................. 19 3.2.2计算步骤 .............................................................................................................. 20
4 顶底复吹转炉炉型设计 ........................................................................................................... 24
4.1 炉型选择 ........................................................................................................................ 24 4.2 原始条件 ........................................................................................................................ 24 4.3 主要参数的确定 ............................................................................................................ 24 4.4 炉衬各层填充材料选择 ................................................................................................ 28 5 生产工艺设计 ........................................................................................................................... 29
5.1炼钢原料 ......................................................................................................................... 29
5.1.1铁水 ...................................................................................................................... 29 5.1.2废钢 ...................................................................................................................... 29 5.1.3铁合金 .................................................................................................................. 29 5.1.4石灰 ...................................................................................................................... 29 5.1.5萤石 ...................................................................................................................... 30 5.1.6生白云石 .............................................................................................................. 30 5.1.7其他 ...................................................................................................................... 30 5.2装料制度 ......................................................................................................................... 30 5.3供氧制度 ......................................................................................................................... 30
5.3.1转炉炉膛内氧气射流的特性 .............................................................................. 30 5.3.2氧气射流对转炉熔池的作用 .............................................................................. 31 5.3.3顶吹氧气转炉的氧枪操作 .................................................................................. 31 5.4造渣制度 ......................................................................................................................... 31
5.4.1炉渣碱度的控制与石灰加入量的确定 .............................................................. 31 5.4.2影响石灰熔解速度的因素 .................................................................................. 32 5.4.3炉渣粘度的控制 .................................................................................................. 32 5.4.4炉渣氧化性的控制 .............................................................................................. 33 5.4.5泡沫渣及其控制 .................................................................................................. 33 5.4.6放渣及留渣操作 .................................................................................................. 34 5.5温度制度 ......................................................................................................................... 34
5.5.1出钢温度的确定 .................................................................................................. 34 5.5.2冷却剂及其加入量的确定 .................................................................................. 35 5.6终点控制和出钢 ............................................................................................................. 36 5.7脱氧制度和合金化 ......................................................................................................... 36
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5.7.1顶吹氧气转炉炼钢的脱氧方法 .......................................................................... 36 5.7.2合金化的一般原理 .............................................................................................. 37
6 转炉炉体金属构件设计 ........................................................................................................... 38
6.1炉壳设计 ......................................................................................................................... 38 6.2支撑装置设计 ................................................................................................................. 38 6.3倾动机构的设计 ............................................................................................................. 39 7 氧气转炉供氧系统设计 ........................................................................................................... 40
7.1氧气的供应 ..................................................................................................................... 40
7.1.1转炉炼钢车间需氧量计算 .................................................................................. 40 7.1.2制氧机能力的选择 .............................................................................................. 40 7.2氧枪设计 ......................................................................................................................... 41
7.2.1喷头类型与选择 .................................................................................................. 41 7.2.2喷头设计 .............................................................................................................. 41 7.3氧枪枪身设计 ................................................................................................................. 42
7.3.1枪身各层尺寸的确定 .......................................................................................... 42 7.3.2氧枪长度的确定 .................................................................................................. 44 7.4转炉底部供气构件设计 ................................................................................................. 44
7.4.1底气种类 .............................................................................................................. 44 7.4.2底气用量 .............................................................................................................. 44 7.4.3供气构件 .............................................................................................................. 44 7.4.4底吹元件布置 ...................................................................................................... 44
8 转炉车间烟气净化与回收 ....................................................................................................... 45
8.1转炉烟气与烟尘 ............................................................................................................. 45
8.1.1烟气的特征 .......................................................................................................... 45 8.1.2烟尘的特征 .......................................................................................................... 45 8.2烟气净化方案选择 ......................................................................................................... 45
8.2.1炉口附近烟气处理方法 ...................................................................................... 45 8.2.2转炉烟气净化方法 .............................................................................................. 46 8.3烟气净化系统 ................................................................................................................. 46 8.4烟气净化回收系统主要设备 ......................................................................................... 46
8.4.1烟罩 ...................................................................................................................... 46 8.4.2静电除尘器 .......................................................................................................... 47 8.4.3煤气柜 .................................................................................................................. 47
车间主要设备的选择 ................................................................................................................... 48
9.1原料跨 ............................................................................................................................. 48
9.1.1混铁车的设计 ...................................................................................................... 48 9.1.2废钢料斗的计算 .................................................................................................. 49 9.2转炉跨 ............................................................................................................................. 49
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9.2.1钢包 ...................................................................................................................... 49 9.2.2渣罐数量的确定 .................................................................................................. 50 9.3精炼跨 ............................................................................................................................. 50 9.4连铸跨 ............................................................................................................................. 51
9.4.1板坯的生产：(尺寸为170mm×1500mm) .......................................................... 52 9.4.2方坯的生产：(尺寸为150mm×150mm) ............................................................ 54 9.4.3其它工艺参数的确定 .......................................................................................... 55 9.4.4中间包主要工艺参数的确定 .............................................................................. 55 9.4.5结晶器的有关参数 .............................................................................................. 56 9.4.6车间起重机的选择 .............................................................................................. 56
10 主厂房工艺布置 ..................................................................................................................... 58
10.1 原料跨间的布置 .......................................................................................................... 58 10.2 转炉跨间的布置 .......................................................................................................... 60
10.2.1炉子跨的布置 .................................................................................................... 60 10.2.2转炉跨各平台的确定 ........................................................................................ 62 10.3 连铸设备的布置 .......................................................................................................... 65 11 总劳动定员表 ......................................................................................................................... 67
1 炼钢工序 ........................................................................................................................... 67 2 连铸工序 ........................................................................................................................... 68 3 燃气 ................................................................................................................................... 69 4 给排水 ............................................................................................................................... 70 5 热力 ................................................................................................................................... 70 6 通风 ................................................................................................................................... 70 7 电气 ................................................................................................................................... 70 8 精炼工序 ........................................................................................................................... 71 9 机修 ................................................................................................................................... 71 10 检化室 ............................................................................................................................. 71 12 主要技术经济指标 ................................................................................................................. 72 致谢 ............................................................................................................................................... 73
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