河北****大学
本科生毕业设计开题报告
题目： 设计一座公称容量为120×2的
氧气转炉车间
学 院： 冶金与能源学院 专 业： 冶金工程 班 级： 10日本 姓 名： *苍井空* 学 号： 201004444444 指导教师： ****
2014年 2 月 17 日
一、 选题背景 1.1 我国钢铁工业现状及发展 当前世界经济复苏缓慢，我国经济增速放缓，结构调整力度加大，钢材需求增长有所放缓，而国内粗钢产量大幅增长，市场供大于求的状况没有改变，钢铁产能居高不下，据最新统计，我国的钢铁产能己近7.8亿吨。与此同时，国内钢材需求增长依然低于产量增长，供需矛盾加剧，加之无序生产，钢材库存仍居高不下，造成大量无效生产。今年以来，钢铁主业依然亏损，企业平均销售利润依然在工业行业中垫底。 值得一提的是，在市场低迷的严峻形势下，宝钢一枝独秀。宝钢的成功绝非偶然。一方面，企业主动适应市场，果断关停部分长期亏损、扭亏无望的生产线及生产项目。同时，积极调整产业结构，钢铁主业有竞争力，非钢产业抗风险能力高[1]。 因此我国钢铁工业应进行结构调整，以完成钢铁工业的合理布局，提高工艺装备水平，淘汰落后的工艺装备和产能，增强企业的整体竞争能力，而不是以盲目的规模扩张为主旨。增强企业的市场竞争能力的核心，围绕着优化物流、优化工艺、减少消耗、降低成本、生产高质量产品来进行。 1.2 现阶段我国钢铁工业面临的主要问题 （1）品种质量亟待升级。我国钢材产品实物质量整体水平仍然不高，只有约30%可以达到国际先进水平，产品质量不稳定，下游行业尚不能高效科学使用钢材。少数关键品种钢材仍依赖进口，高强度、耐腐蚀、长寿命、减量化等高性能产品研发和生产技术水平有待进一步提高。 （2）布局调整进展缓慢。 （3）自主创新能力不强。我国重点统计钢铁企业研发投入只占主营业务收入的1.1%，远低于发达国家3%的水平。主要设备仍然主要依靠引进，非高炉炼铁、近终形连铸轧等前沿技术研发投入不足[2]。 1.3 我国氧气转炉炼钢研究现状与技术进步 1.3.1 我国氧气转炉炼钢研究现状 进入新世纪以来，我国氧气转炉技术进入高速发展阶段。从生产品种上分析，小型转炉以生产普通建筑用钢为主，主要和小方坯连铸机配合使用，通常未采用铁水预处理、计算机终点控制和炉外精炼等先进工艺装备。大中型转炉是今后主流炉型，目前，绝大多数大中型转炉均采用铁水预处理、炉外精炼、计算机终点动态控制等先进技术，装备精良，工艺流程先进[3]。 1.3.2 铁水脱硫预处理的技术进步 近几年，国内大力发展镁脱硫铁水预处理工艺，先后引进了美国、欧洲和俄罗斯的铁水脱硫工艺，比较了混合喷吹法、复合喷吹法和纯镁喷吹法三种工艺。实践证明，采用喷镁脱硫工艺优于以KR法为代表的石灰剂脱硫方法 [4]。 1.3.3 转炉炼钢技术的进步 （1）长寿转炉技术 溅渣护炉技术的研究开发和推广应用工作，使转炉炉龄大幅度提高[4]。 （2）长寿复吹工艺 炉渣蘑菇头保护底吹透气砖技术的研发与应用，使底吹的喷嘴的一次寿命与炉龄同步，并保证复吹比100%，实现全程复吹，提高了底吹喷嘴的寿命[5]。 （3）复吹强化冶炼技术 提高供氧强度，缩短吹氧时间；加快生产节奏，提高转炉作业率；适当扩大装入量，提高转炉利用系数，借鉴小转炉的强化冶炼的成功经验[6]。 （4）精炼新工艺 精炼手段有渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹。炉外精炼的方法都是一种或几种精炼手段的综合利用，如LF、RH、DH、VOD、VAD、CAS—OB、ASEA—SKF等[7]。 （5）连铸新工艺 a、连铸坯热送热装技术，其利用铸坯的物理热，节约能耗； 提高成材率， 节约金属消耗；简化生产工艺流程，节约生产费用，减少工序，缩短生产周期；提高了产品质量，采用无缺陷铸坯轧制[8]。 b、连铸坯直接轧制, 有利于节能，降低生产费用。 c、连铸机高温出坯技术。 d、近终形连铸技术:薄板坯连铸、带钢连铸、薄带连铸、异型坯连铸、中空圆坯连铸。 e、提高拉速，提高作业率，实现多炉连铸，实现连铸机的高效连铸[9]。 1.4 节能环保技术 （1）三干技术的研发与应用减少水的用量和废水的排放，串级供水技术实现水的循环利用[10]。 （2）干法除尘，湿法除尘，重力除尘对烟尘进行回收利用[10]。 （3）尾气的回收利用。 （4）钢渣水淬、风淬、盘泼水冷等工艺实现钢渣的处理及利用。 1.5 转炉炼钢技术发展趋势 随着钢铁行业的日益发展，各地的钢铁企业不断合并重组，为了适应对钢品种的要求，降低生产成本，提高生产效率，减少能耗和生产成本，保护环境，现代转炉炼钢不断采用各种转炉新技术，如：铁水预脱硫技术、水冷炉口技术、顶底复合吹炼技术、烟气除尘及煤气回收利用技术、挡渣出钢技术、溅渣护炉技术和终点控制技术等，使转炉实现了自动化、高效化、节能化、寿命长寿化、钢种多样化、环境友好化[11]。 1.6 转炉炼钢厂设计研究的目的与意义 目前，我国正处在发展中的关键阶段，国民经济实力需要大力提升，各个方面的硬件设施都需要大力完善，而钢铁行业在其中起着举足轻重的作用。 考虑到我国的现状及主要面临的问题，说明我国虽然是一个钢铁大国，但是并不是一个钢铁强国。因此我们在修建钢铁厂的时候要注意加大高新技术的投入量，改进现有的设备和技术。做到科学合理布局，实现转炉炼钢，精炼，连铸一体化，提高原材料使用率，降低能耗，减少污染，高效生产高质量钢材。 转炉炼钢的设计研究不仅可以使我对整个炼钢工艺流程加以熟悉，也锻炼我钻研的能力，为走上工作岗位，打下坚实的理论基础。另外，本次毕业设计对培养我们独立思考问题和解决问题的能力有很大的提高，为今后工作做好理论储备，都具有十分重要的意义。 二、 设计方案 2.1.设计说明书 2.1.1厂址的选择 在选择厂址时，应遵循以下基本原则。 1.厂址位置必须符合国家工业布局、城市或地区的规划要求，尽可能靠近原有企业，以便于生产上的协作和生活上的方便。 2.厂址宜选在原料、燃料供应和产品销售便利的地区，并在贮运、机修、公用工程和生活设施等方面有良好基础和协作条件的地区。 3.厂址应靠近水量充足、水质良好的水源地，当有城市供水，地下水和地面水三种供水条件时，应该进行经济技术比较后选用。 4.厂址应尽可能靠近原有交通线（水运、铁路、公路），即应有便利的交通运输条件。以避免为了新建企业而修建过长的专用交通线，增加新企业的建厂费用和运营成本；在有条件的地方，要优先采用水运；对于有超重、超大或超长设备的工厂，还应注意沿途是否具备运输条件。 一般来讲，厂址选择安排在可行性研究阶段较为适宜。根据我国国情以及工业化布局，在综合原料、燃料供应和产品销售便利，本厂厂址选在曹妃甸合适。 2.1.2转炉容量及座数的确定 要保持车间的正常生产，就必须有一定数目的转炉经常处于吹炼状态，根据国内外生产实践，普遍认为：转炉车间保持1～2座转炉同时吹炼比较合理，转炉太多，反而相互干扰，影响正常生产，设备利用率低。 由于炉衬材质的改进和溅渣护炉技术的采用，炉衬寿命大幅度提高，无须再按照3吹2或2吹1的生产方式配置修砌和待吹转炉，所以车间内的常吹炉座数即为车间内的炉座总数。 本厂选用的是120t的转炉两座。 2.1.3转炉炼钢厂主体设备设计计算 1.转炉炉型 筒球形炉型：该炉型的熔池由一个圆筒体和一个球冠体两部分组成，炉帽为截锥形，炉身为筒球形。其特点是形状简单，砌砖简便，炉壳容易制造。在相同的熔池直径和熔池深度的情况下，与其他两种炉型相比，这种炉型熔池的容积大，金属装入量大，其形状接近于金属液的循环运动轨迹，适用于大型转炉。 锥球形炉型：该炉型的熔池由一个倒置的截锥体和一个球冠体两部分组成，炉帽和炉身与筒球形炉型相同。其特点是，与同容量的其他炉型相比，在相同熔池深度下，其反应面积大，有利于钢、渣之间的反应，适用于吹炼高磷铁水。中国中型转炉采用锥球形炉型的比较多，并取得了一些经验，特别是50～80t转炉，尚未发现明显的缺点。 截锥形炉型：该炉型的熔池由一个倒置的截锥体组成。其特点是，形状简单，炉底砌筑简便，其形状基本上满足炼钢反应的要求，与相同容量的其他炉型相比，在熔池直径相同的情况下，熔池最深，适用于小型转炉。中国30t以下的转炉基本上采用截锥形炉型。 总之，结合中国已建成的转炉的设计经验，在选择炉型时，可以考虑： 100～200t以上的大型转炉，采用筒球形炉型； 50～80t的中型转炉，采用锥球形炉型； 30t以下的小型炉型，采用截锥形炉型。 所以根据国内外的经验以及筒球形炉型，锥球形炉型，截锥形炉型的特点，1200t的大型转炉宜采用筒球形炉型。 2.供气及氧枪设计 1）喷头类型 目前使用的氧枪喷头类型多为多孔拉瓦尔型，又以三孔拉瓦尔型喷头居多， 故此暂定三孔拉瓦尔型喷头。 2) 氧枪枪身设计 氧枪枪身为三层同心圆无缝钢管套装组成，由内向外依次是中心氧管，中层氧管和外层套管。中心氧管为输送氧气的通道，中心氧管和中层套管之间的环缝为冷却水的进水通道，中层套管与外层套管之间的环缝为冷却水的回水通道。 3）氧枪水冷系统设计
冶金工程炼钢厂设计开题报告 - 图文
