300吨顶底复吹转炉车间毕业及设计说明书_.docx

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设计两座300t高效转炉炼钢车间

摘要

本文主要介绍了300吨高效顶底复吹吹转炉及炼钢车间设计。

炼钢过程就是铁水向钢水转变的过程，这对加入料及产物的成分、数量都有严格要求。

本设计简要介绍了我国炼钢技术的发展历程。

然后从物料平衡和热平衡方面进行计算，以100千克单位铁水量为基础进行计算确定了合理的原料成分及原料加入量，以确保物质和能量的守恒；再依给定的300吨氧顶底复吹转炉设计出其炉型及相应的氧腔及水冷装置等。

然后对连铸的生产能力进行计算，采用三炉连浇、一机二流的三台连铸机进行同时生产，使连铸生产能力达到了预计的产量要求，确定炼钢厂的布置，最后简单设计烟气净化系统及精炼设备，最终完成设计。

关键词：

物料平衡和热平衡,氧气顶底复吹转炉,氧枪,炼钢车间,精炼设备

V

Abstract

Thispaperintroduces300-tonefficientavoidancesthecombined-blowingconverterandsteel-makingplantdesign.Steel-makingprocessistheprocessoftransformationofhotmetaltothemoltensteel,whichmaterialsandproductsbyaddingingredients,quantity,therearestringentrequirements.Thedesignbrieflydescribesthehistoryofsteelmakingtechnology.Andfromthematerialbalanceandheatbalancecalculationto100kgunitsofironwater,calculatedonthebasistodetermineareasonablerawmaterialcomponentsandrawmaterialsbyaddingvolumetoensurethatmaterialsandenergyconservation;thenfollowthegiven300tonsofBOFandthecorrespondingdesignofthefurnacechamberandthewaterofoxygendevices.Thencalculatedtheproductioncapacityofcontinuouscasting,continuouscastingfurnacewiththree,threesecond-rateonemachinesimultaneouslycastingmachineproduction,theproductioncapacityofcontinuouscastingproductionreachedtheexpectedrequirements,determinethelayoutofsteelmills,andfinallysimplefluegaspurificationsystemdesignandrefiningequipment,completethedesignrequirements.

Keywords:

materialbalanceandheatbalance,BOF,oxygenlance,steelmakingworkshop,refiningequipment.

目录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1中国炼钢生产技术的发展 1

1.2转炉高效吹炼工艺技术 1

1.3转炉顶底复合吹炼工艺 2

1.4煤气回收与负能炼钢 2

1.521世纪我国炼钢技术的发展展望 3

第2章 炼钢过程的物料平衡和热平衡计算 4

2.1物料平衡计算 4

2.1.1计算原始数据 4

2.1.2物料平衡基本项目 7

2.1.3计算步骤 7

2.2热平衡计算 16

2.2.1计算所需原始数据 16

2.2.2计算步骤 18

第3章 复吹转炉炉型设计及计算 22

3.1氧气顶底复吹转炉炉型及各部分尺寸 22

3.1.1转炉炉型及其选择 22

3.1.2主要参数的确定 23

3.2转炉炉衬 25

3.2.1炉衬材质选择 25

3.2.2炉衬组成及厚度确定 26

3.2.3砖型选择 27

3.3转炉金属部件 27

3.3.1 炉壳 27

3.3.2支撑装置 29

3.3.3倾动机构 30

3.4顶底复吹底部供气构件 32

3.4.1底气种类 32

3.4.2底气用量 33

3.4.3供气构件 33

3.4.4喷嘴数量及布置 34

第四章 转炉氧枪设计及相关参数计算 35

4.1喷头主要参数计算公式 35

4.2300吨转炉氧枪喷头尺寸计算 36

4.3300吨转炉氧枪枪身尺寸计算 37

4.4中心氧管直径 39

第五章 车间设计 40

5.1转炉车间组成与生产能力计算 40

5.1.1转炉车间组成 40

5.1.2转炉容量和座数的确定 40

5.1.3转炉车间生产能力的确定 40

5.2转炉车间主厂房工艺布置 41

5.3主厂房主要尺寸的确定 41

5.3.1炉子跨主要尺寸的确定 41

5.3.2加料跨主要尺寸的确定 46

5.3.3精炼跨主要尺寸 46

5.3.4连铸跨主要尺寸的确定 46

5.3.5火焰切割跨 49

5.3.6精整、出坯跨 49

5.3.7 渣跨 49

第六章 铸造设备的选型及计算 50

6.1钢包允许的最大浇注时间 50

6.2铸坯断面 50

6.3拉坯速度 50

6.4连铸机流数的确定 51

6.5铸坯的液相深度和冶金长度 52

6.5.1铸坯的液相深度 52

6.5.2连铸机的冶金长度 52

6.6弧形半径的确定系数 52

6.7连铸机生产能力的确定 52

6.7.1连铸机与炼钢炉的合理匹配和台数的确定 53

6.7.2连铸浇注周期计算 53

6.7.3连铸机的作业率 54

6.7.4连铸坯收得率 54

6.7.5连铸机生产能力的计算 55

第七章 炉外精炼设备的选型与工艺布置 57

7.1炉外精炼方法的选择 57

7.1.1炉外精炼的功能 57

7.1.2各种产品对精炼功能的一般要求 58

7.1.3选择炉外精炼技术的依据 58

7.2炉外精练设备的选取及主要参数 59

7.2.1 吹氩 59

7.2.2RH精炼 59

7.2.3LF精炼 61

7.3IF钢冶炼过程 63

7.3.1铁水预处理 63

7.3.2转炉冶炼 63

7.3.3出钢操作 63

7.3.4RH精炼 63

7.3.5残余元素控制 63

7.3.6严格的保护浇注 63

7.3.7防止增碳 64

第八章 炼钢车间烟气净化系统的选择 65

8.1烟气净化设备设计 65

8.2烟气特征 65

8.3烟尘的特征 65

8.4氧气转炉炉烟气净化系统 65

8.5烟气净化系统的主要设备 66

第九章 新技术的采用 68

9.1高效转炉技术 68

9.2顶底复吹转炉技术 68

9.3副枪技术 68

9.4RH精练技术 69

9.5一机两流板坯连铸技术 69

9.6热连轧技术 69

结论 71

致谢 72

参考文献 73

附录1 74

附录2 88

第1章 绪论

1.1中国炼钢生产技术的发展

回顾60多年来我国炼钢生产工艺技术的发展,大致可划分为3个发展阶段:

自力更生阶段、改革开放阶段和集成创新阶段。

自力更生阶段（1949～1977年）：

1949年10月新中国成立后,在自力更生、艰苦奋斗的方针指导下,新中国的炼钢生产得到了迅速恢复和较快发展。

但由于受到西方工业发达国家的技术封锁,我国炼钢生产技术与国际先进水平有很大差距,炼钢生产仍以落后的平炉—模铸工艺为主,中小型钢铁企业占相当大的比例。

对20世纪50～60年代国际上开发投产并迅速推广的氧气转炉、连铸、钢水炉外精炼和铁水预处理等新工艺、新技术国内迟迟未能大量采用。

这一阶段建设了新中国钢铁工业的脊梁,培养了优良的作风和大批优秀的技术、管理人才,为中国钢铁工业的振兴奠定了基础。

改革开放阶段（1978～1996年）：

这一历史时期我国采取对外开放的基本国策,通过学习、引进、消化和吸收国外先进技术使我国炼钢生产技术逐步实现现代化。

其中宝山钢铁（集团）公司（以下简称宝钢）的成功建设和迅速发展是最重要的历史标志,在国内第1次建设起现代化的具有国际一流水平大型钢铁联合企业。

通过宝钢和武汉钢铁（集团）公司（以下简称武钢）1700工程以及其他企业的建设和发展,国内炼钢生产技术逐步提高,并掌握了铁水预处理、大型转炉炼钢、复合吹炼、终点动态控制、炉外精炼和连铸等重大的现代化炼钢生产技术。

随着炼钢技术的飞速发展,中国钢铁工业的产量不断提高,1996年粗钢产量突破1亿t,钢产量位居世界第一。

集成创新阶段（1997年至今）：

20世纪90年代中期国内开始学习并引进美国溅渣护炉技术,通过不断的技术再创新和集成创新形成了具有中国特色的溅渣护炉技术,在全国广泛推广,获得巨大成绩。

这标志着我国炼钢生产技术的发展开始从单纯学习、引进国外先进技术为主,逐渐转移到以国内自主创新和集成创新为主的发展道路。

随着国内炼钢生产技术的发展,我国钢产量快速增长，目前我国粗钢年产量已达到7.82亿吨，中国不仅是全球第一的钢铁生产和消费国，也是全球第一的钢铁出口大国。

目前,国内绝大多数炼钢厂均已实现了炼钢生产现代化,建立起包括铁水脱硫预处理

-转炉复合吹炼-炉外精炼-连铸的现代化转炉炼钢生产流程和以大型超高功率电炉为主体,实现炼钢-精炼-连铸-连轧四位一体的短流程生产线,淘汰了平炉、模铸、化铁炼钢等落后的生产工艺。

2005年我国大、中型钢铁企业连铸比已达到95.68%；转炉平均炉龄达到5647炉，最高炉龄超过30000炉;炉外精炼比接近30%。

现代化炼钢生产流程的确立为我国迅速提高炼钢生产效率、改善产品质量和扩大生产品种发挥了极为重要和关键的作用。

1.2转炉高效吹炼工艺技术

为了大幅度缩短吹炼时间，强化冶炼，提高产能从而发展处转炉高效吹炼工艺技术。

为了满足国内市场对钢材产品的巨大需求,国内大力开展提高转炉生产效率,加大供氧强度,实现平稳吹炼的技术研究,开发出一整套转炉高效冶炼技术,使转炉的生产效率得到大幅度提高。

其基本经验如下:

（1）采用高速供氧技术，强化冶炼。

小转炉的供氧强度（在标准状态下）一般在3．5m3／（t·min）以上，其中济钢、莱芜、唐钢二炼等十余家钢厂的供氧强度（在标准状态下）达到4．0m3／（t·min）以上，使纯吹氧时间缩短到11．8min，冶炼周期缩短到24min。

95

（2）加快生产节奏，提高转炉作业率。

小转炉采用各种措施，减少热停时间，避免各类事故，保证转炉高效、有序稳定地生产。

（3）采用复合吹炼工艺，加快炉渣熔化速度，保证吹炼平稳是提高供氧强度的技术保证。

随着供氧强度的提高，吹炼时间明显缩短，要求用更短的时间