设计一座公称容量为3200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计

设计一座公称容量为3×200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计

目录

摘要.............................................................. I ABSTRACT........................................................... I I 引言. (1)

1 设计方案的选择即确定 (2)

1.1车间生产规模、转炉容量及座数的确定 (2)

1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定 (2)

1.2.1 转炉冶炼工艺及控制 (2)

1.2.2 铁水供应系统 (2)

1.2.3 铁水预处理系统 (3)

1.2.4 废钢供应系统 (4)

1.2.5 散装料供应系统 (4)

1.2.6 转炉烟气净化及回收工艺流程 (6)

1.2.7 铁合金供应系统 (7)

1.2.8 炉外精炼系统 (7)

1.2.9 钢水浇注系统 (8)

1.2.10 炉渣处理系统 (10)

1.3炼钢车间工艺布置 (11)

1.3.1 车间跨数的确定 (11)

1.3.2 各跨的工艺布置 (11)

1.4车间工艺流程简介 (11)

1.5原材料供应 (14)

1.5.1 铁水供应 (14)

1.5.2 废钢供应 (14)

1.5.3 散装料和铁合金供应 (14)

2设备计算 (15)

2.1转炉计算 (15)

2.1.2 转炉空炉重心及倾动力矩 (19)

2.2氧抢设计 (20)

2.2.1 技术说明 (20)

2.2.2 喷头设计 (21)

2.2.3 枪身设计 (22)

2.3净化及回收系统设计与计算 (27)

2.3.1吹炼条件 (27)

2.3.2参数计算 (28)

2.3.3流程简介 (30)

2.3.4 主要设备的设计和选择 (30)

2.3.5 计算资料综合 (39)

2.4炉外精练设备的选取及主要参数 (39)

2.4.1主要设计及其特点 (39)

2.4.2 主要工艺设备技术性能 (40)

3车间计算 (44)

3.1原材料供应系统 (44)

3.1.1 铁水供应系统 (44)

3.1.2 废钢场和废钢斗计算 (45)

3.1.3 散状料供应系统 (46)

3.1.4 合金料供应系统 (48)

3.2浇铸系统设备计算 (49)

3.2.1钢包及钢包车 (49)

3.2.2连铸机 (50)

3.3渣包的确定 (56)

3.4车间尺寸计算 (58)

3.4.1 炉子跨 (58)

3.4.2 其余各跨跨度 (62)

3.5天车 (63)

4 新技术和先进工艺、设备的应用 (64)

4.1铁水预处理脱硫 (64)

4.3底部供气元件 (64)

4.4连铸 (64)

结论 (66)

致谢 (67)

参考文献 (68)

引言

近年来我国转炉炼钢技术装备发展迅速，转炉钢产量大幅增长。转炉炼钢法在我国炼钢生产中处于绝对统治地位。

我国转炉钢产量从2000年的不到1.1亿吨增长到2009年的约5亿吨，增长了约4.7倍，年均增幅接近19%，超过了粗钢的增长速度。目前我国转炉炼钢的比例约为88%，远远高于电炉炼钢。

“十五”后期和“十一五”期间，为满足生产需要，我国新建了一大批转炉，产能迅速扩大，从技术装备结构来看，我国转炉大型化取得较快进展，技术装备水平不断提高，少数大中型转炉已达到国际先进水平。

从数量上来看，我国现有转炉装备中80t—200t的转炉数量最多，而200t及以上的数量最少，我国仍保有一定数量的30t以下转炉，淘汰落后产能任务艰巨。目前，我国100t及以上转炉产能已占全部转炉产能的半壁江山。据不完全统计，2009年新投产转炉中100t以上转炉的产能占到8成以上，随着国家不断加大淘汰落后产能的力度，我国转炉会进一步朝大型化方向发展。

随着转炉技术装备的进步和过程控制水平的提高，近年来我国重点统计钢铁企业转炉炼钢的钢铁料消耗和工序能耗不断下降，多数大中型转炉具备实现负能炼钢的装备条件，但仍需优化降罩控制，加强能源管理，少数先进钢铁企业已实现转炉——连铸全工序负能炼钢。但从总体来看，我国转炉炼钢物料消耗，能源消耗与国际先进水平相比仍存在较大差距，应大力推广高效长寿复吹，干法除尘等先进技术，重视节能环保和综合利用，使车间设计达到最优的效果，实现新的突破。

1 设计方案的选择及确定

设计三座公称容量200万吨的氧气转炉炼钢车间，产品以板坯为主

1.1车间生产规模、转炉容量及座数,产品方案的确定

1.1.1车间生产规模及座数的确定：

1）计算出钢炉数

选定200t 转炉3座，采取“三吹三”方案，转炉作业天数取290天，则 79.5%100%365

290100%=?=?=日历天数转炉作业天数转炉作业率 转炉冶炼周期按转炉容量大小确定，本设计取40min,则具体时间分配，见表1：

表1

()炉年出钢炉数313384060245%.793653=????= ()炉每天出钢炉数72290

20892==

1.2 车间生产工艺流程及各主要系统所用方案的比较及确定

1.2.1转炉冶炼工艺及控制：

采用顶底复吹转炉吹炼，由于增加底部供气，加强熔池搅拌，使熔池搅拌更加均匀；改善了钢-渣反应条件使其更接近平衡，过氧化现象降低；底吹惰性气体，使气泡中co 的分压低，有利于脱碳反应；通过改变氧枪位置，可以控制化渣有利于充分发挥炉渣作用；采用复吹方法，使熔池富余热量减啥，降低了废钢

比。

1.2.2铁水供应系统：

钢铁联合企业中转炉炼钢一般都采用高炉铁水直接热装入转炉的方式，铁水供应方式有混铁炉、混铁车和铁水罐三种供应方式。

1）混铁炉供应铁水方式：

供铁过程是高炉铁水出到铁水罐，运至转炉车间的混铁炉间，用天车将铁水倒入混铁炉保温贮存，当转炉需要铁水时，再从混铁炉倒转炉车间的铁水罐，称重后倒入转炉冶炼。

其流程为高炉→铁水罐→混铁炉→铁水罐→转炉

混铁炉的作用是贮存并混匀铁水成分和温度。所以采用混铁炉供应铁水，铁水成分和温度比较均匀稳定，有利于生产组织，稳定转炉操作。但它的不足之处是比混铁车多倒一次铁水，热量损失大，耗能，铁水中石墨的析出污染环境。

中型转炉车间采用混铁炉供应铁水较多[3]。，目前，新建转炉不提倡使用混铁炉供应铁水

2）混铁车供应铁水方式：

其流程为高炉→混铁车→铁水预处理站→铁水灌→转炉

混铁车又叫鱼雷罐车，它的作用是运送并贮存铁水。优点是工艺上比混铁炉少倒一次铁水，故热损失少，运输过程中比铁水罐散热少，保温性能好。缺点是混铁车容量因受到铁路轨距和弯道曲率半径的限制不能太大，因此贮存和混匀铁水的作用不如混铁炉。铁水的成分和温度不像混铁炉那样均匀稳定。

适用于大型转炉车间和高炉距转炉较远的企业。

3）铁水罐供应铁水方式：

高炉→铁水罐→铁水罐（小）→转炉；

此方式供应的铁水成分及温度变化幅度较大，目前很少采用。

鉴于混铁车工艺比混铁炉少倒一次铁水，热损失少且运输过程中比铁水罐散热少，保温性能好，投资又较混铁炉地，加上目前高炉生产相对较稳定，铁水成分温度变化不大，本设计又为200t的大型转炉车间，故采用混铁车供应铁水方式。

1.2.3铁水预处理系统：

1）铁水预脱硫

铁水预处理是指铁水进入炼钢炉前进行的某种处理，分为普通铁水脱硫、脱硅和脱磷预处理（简称铁水三脱处理）和特殊铁水提钒、提铌、提钨预处理（简称铁水三提处理），同时提取其他虽不贵重但在经济上对综合利用有利的元素。

铁水预处理目的针对炼钢而言，主要是使其中硫、磷、硅含量降低到所要求围，以简化炼钢过程，提高钢的质量。铁水预处理按需要可以分别在炼铁工序和炼钢工序，如铁水沟、铁水包等，而对于回收某些有益成分的处理则有铁水提钒、提铌等，对这些特殊铁水，通过预处理可有效的回收利用有益元素，实现综合利用。

本设计在铁水预处理站的主要任务是进行铁水预脱硫处理。有如下优势：（1）可以使铁水硫含量降低到极低含量，有利于转炉冶炼品种钢、优质钢和纯净钢，实现钢铁产品的升级换代，生产出具有高附加值的优质钢材；

（2）能保证转炉炼钢吃精料，节约炼钢原材料消耗，降低炼钢的生产成本，提高生产率；

（3）提高高炉生产能力，减轻高炉脱硫负担，由于高炉工序几乎不考虑产品硫含量，这样可降低高炉渣碱度，减少渣量，减轻碱金属的危害，有利于冶炼低硅铁水，使高炉操作稳定、顺行、降低焦比和能耗，使高炉降低焦炭消耗23～45kg/t，增加铁水产量5%～10%；

（4）可有效地提高铁、钢、材系统的综合经济效益。硫是决定连铸坯质量的关键因素，铁水脱硫是目前实现全连铸、近终形连铸、连铸连轧和热装热送新工艺的最可靠技术保障[5]。

2）铁水预脱硫的选择：

鉴于现代炼铁技术相当成熟，铁水的硅含量并不高，本设计采用单一脱硫的方式

(1) 脱硫剂的选择：目前采用的脱硫剂有：苏打、碳化钙、镁基、石灰粉等，一般轻脱硫采用石灰粉（[S]﹤0.03%），深脱硫采用碳化钙或镁基（[S]﹤0.01%），苏打因为利用率低，劳动条件差，现已基本不采用。

(2) 脱硫方式的选择：

到目前为止，脱硫的方法有很多种，按照脱硫剂的加入方式和铁水搅拌方式不同可分为铺撒发、摇包法、机械搅拌法、喷粉法、喂线法等，上述各种铁水预脱硫地方法经工业实际应用，有的因处理能力小主要部件耐火材料寿命低处理效果几可控性较差和环境污染问题较严重等而逐渐被淘汰。工业上应用较成熟的主要有以下几种方法：