最新年产200万吨方坯的转炉炼钢车间炼钢.docx
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最新年产200万吨方坯的转炉炼钢车间炼钢
年产200万吨方坯的转炉炼钢车间炼钢
摘要
本设计是毕业设计，按照设计任务书的要求设计一座年产200万吨方坯的转炉炼钢车间。
设计中对转炉炉型、氧枪进行了设计及计算、连铸设备的选型与设计及转炉车间的车间设计，并做了物料平衡和热平衡计算，选择了炼钢操作制度和工艺制度。
通过计算，确定了转炉的容量、数量及部分主要技术经济指标如下：
1、年产方坯量：
200万吨
2、转炉容量为：
60t；
3、转炉数量为：
三座；
4、转炉吹炼周期为：
36min；
5、转炉吹氧时间为：
18min；
6、转炉作业率为80%；
7、连铸坯的收得率为98%。
本车间的浇注方式为全连铸同时绘制了三张图纸。
关键词：
顶底复吹转炉炼钢连铸
第一章文献综述2
1.1产品方案的规划与设计2
铁水预处理工艺对现在钢厂尤为重要，已经从最初为满足冶炼低硫或低硫钢种的需求，发展成为炼铁-炼钢-凝固过程优化不可分割的重要环节，特别是随着专用转炉脱硅、脱磷工艺技术的开发与进展，正在形成一种全量铁水进行“三脱”预处理的先进工艺。
新一代钢厂应大胆采用全量铁水三脱预处理工艺，以建立起高效低成本的洁净钢生产工艺平台，增强产品竞争力，加快大型转炉节奏，提高生产效率，以实现紧凑、高效、节能的循环型经济发展模式。
铁水预处理的选择需要考虑效果、成本、效率等因素。
5
①通过对不同“三脱”剂、不同处理顺序的热力学计算比较得出最佳铁水处理顺序为：
预处理脱硫-预处理脱硅、脱磷。
对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：
铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。
5
②对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：
铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。
5
1.2厂址选择5
1.3我国钢铁工业的状况7
1.4炼钢方法分类7
1.5钢铁工业工艺流程8
1.6转炉炼钢的基本任务9
第二章氧气转炉炼钢车间10
2.1初始条件10
2.2转炉座数和公称容量确定10
根据金属收得率98%，2000000÷98%=2040816吨钢水。
10
⑵根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量10
一座转炉年出钢炉数，根据转炉作业率80%，平均冶炼时间36min：
10
年出钢炉数=1×年炼钢时间/炼一炉钢的平均冶炼时间=1440×365×80%/36=11680炉。
11
每天出钢炉数=年出钢炉数/年日历天数×转炉作业率=11680/（365×80%）=40炉11
⑶转炉座数的确定11
为了减少车间内的设备互相干扰，终有固数目的炉子在吹炼，以发挥生产潜力。
炉于座数不宜太多，但必须保持年间内始本设计是使用顶底复吹转炉冶炼，合考虑当前转炉炼钢车间的生产情况，选用三座转炉。
11
第三章转炉炼钢的物料平衡与热平衡计算11
3.1一炉钢冶炼过程分析11
3.2物料平衡计算12
3.3热平衡计算22
3.3.1热平衡计算所需数据22
计算所需基本原始数据有：
各种炉料及产物的温度（表19）物料平均热容（表20）反映热效应（表21）溶入铁水的元素对铁水的熔点的影响（表22）其他参照物料平衡选取。
22
第四章转炉炉型设计27
4.1炉型选择27
4.2转炉炉体32
第五章氧枪设计34
5.1氧枪喷头设计34
5.2氧枪枪身设计36
第六章车间连铸机的选型及计算40
6.1连铸机机型分类41
6.2连铸机的特点41
6.3连铸机的主要工艺参数计算43
6.4连铸机基本参数的确定45
第七章转炉车间主厂房的工艺布置和尺寸选择52
7.1主厂房主要尺寸的确定52
7.2连铸区域的布置56
8.1废渣的处理及利用56
8.2废气的处理及利用56
8.3烟气的净化与回收57
参考文献58
致谢58
第1章文献综述
1.1产品方案的规划与设计
1.1.1生产规模
根据设计任务书要求，本设计生产规模为年产200万吨合格09Mn2钢坯的转炉炼钢车间设计。
1.1.209Mn2的用途、化学成分及机械性能
09Mn2用途：
低合金结构钢由于合金元素作用，具有较高强度和韧性，工艺性能较好，生产成本低，应用广泛，大多直接使用，常用于铁路、桥梁、船舶、汽车、压力容器，常用作焊接结构件和机械构件等。
表1低合金结构钢牌号、化学成分（根据GB1591-881）
牌号
化学成分，%
C
M
Si
V
Ti
Nb
Cu
N
RE
S
P
加入量
不大于
09Mn2
≤0.12
1.40-1.80
0.20-0.55
—
—
—
—
—
—
0.045
0.045
表2低合金结构钢机械性能（根据GB1591-88）
牌号
钢材厚度或直径
mm
抗拉强度бsN/mm2
屈服点бb
N/mm2
伸长率δs%
180C弯曲试验
d=弯心直径
a=试样厚度
冲击试验
温度°C
V型冲击功（纵向），J
不小于
不小于
09Mn2
≤16
440～590
295
22
d＝2a
20
27
>16-30
420～570
275
22
d＝3a
20
27
>30～100方、圆钢
410～560
255
21
d＝3a
20
27
1.1.3金属平衡表
图1金属平衡表（单位万吨）
首先将炼铁罐车送来的铁水加进混铁炉储存，一方面保温、均匀成分和温度，另一方面把炼铁和炼钢的节奏衔接起来，随后再将铁水和废钢加入转炉，然后降低氧枪进行吹炼，吹炼过程中加入造渣料石灰、白云石、萤石等，待铁水中的碳降到要求范围，同时温度和P、S符合出钢要求时出钢，在出钢过程中进行脱氧合金化，然后吹氩均匀成分和温度，接着根据钢种要求上连铸或者进LF炉精炼后上连铸，通过连铸将钢水铸成质量合格的连铸坯。
铁水预处理工艺对现在钢厂尤为重要，已经从最初为满足冶炼低硫或低硫钢种的需求，发展成为炼铁-炼钢-凝固过程优化不可分割的重要环节，特别是随着专用转炉脱硅、脱磷工艺技术的开发与进展，正在形成一种全量铁水进行“三脱”预处理的先进工艺。
新一代钢厂应大胆采用全量铁水三脱预处理工艺，以建立起高效低成本的洁净钢生产工艺平台，增强产品竞争力，加快大型转炉节奏，提高生产效率，以实现紧凑、高效、节能的循环型经济发展模式。
铁水预处理的选择需要考虑效果、成本、效率等因素。
①通过对不同“三脱”剂、不同处理顺序的热力学计算比较得出最佳铁水处理顺序为：
预处理脱硫-预处理脱硅、脱磷。
对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：
铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。
②对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：
铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。
其工艺流程如下：
高炉铁水→铁水供应（混铁车）→加废钢→加铁水→吹炼→测温、取样→出钢→溅渣护炉→倒渣→连铸机→200万钢坯（连铸坯）
1.2厂址选择
本设计为年产200万吨钢坯的转炉炼钢车间，厂址选择红河钢铁有限公司，位于蒙自县城以西15公里处的雨过铺镇，占地面积1835亩。
其地理位置特点如下：
红河哈尼族彝族自治州位于云南省东南部，北连昆明，东接文山，西邻玉溪，南与越南社会主义共和国接壤，北回归线横贯东西；红河是云南省第四大经济体，经济总量和部分社会经济指标居全国30个少数民族自治州之首；全州国土面积3.293平方公里，下辖3市10县，总人口450.1万人；有滇南政治、经济、军事、文化中心蒙自，有世界锡都个旧，有国家历史文化名城建水；有河口和金水河两个国家级口岸；有闻名遐迩的锡文化、陶瓷文化和梯田文化；红河是云南经济社会和人文自然的缩影，是云南近代工业的发祥地，也是中国走向东盟的陆路通道和桥头堡。
地形地貌：
在中国—东盟自由贸易区和昆明—河内—海防经济走廊建设的大背景下，我州具有建设面向东南亚出口产品生产基地、口岸和转口贸易基地以及区域性综合保税区的地缘优势，具有加速发展外向型经济的良好条件；我州通往东南亚的国际大通道正在加快形成。
目前，蒙河高速已经建成，石林至蒙自高速、玉溪至蒙自铁路、蒙自至河口铁路正在抓紧建设，云桂铁路、红河机场等一批重点交通建设项目开工在即，再经过三至五年的努力，全州境内的交通“瓶颈”制约将全面消除，通往东南亚最便捷的陆路国际通道将最终形成。
交通运输：
五年累计完成全社会固定资产投资1705亿元，是“十五”时期的3.98倍。
其中完成公路建设投资247.83亿元，是“十五”期间的3.2倍，通车里程由“十五”末的1.77万公里增加到1.97万公里，其中高速公路通车里程340公里。
建成平锁、蒙新、新河高速公路和弥泸师、个屯一级公路，开工建设石蒙高速及元绿、蛮金等6条二级公路，完成农村公路通畅工程46个、通达工程561个，乡镇公路通畅率达95.3%，建制村通达率达99.2%。
玉蒙、蒙河、云桂三条电气化铁路先后开工，在建里程达350公里，占全省在建里程的20%
水、电：
新建中型和小（Ⅰ）型水库8座、实施除险加固36座，新增蓄水库容4000万立方米，建成了一批灌区配套、节水改造和山区五小水利工程，全州水资源利用率稳步提高。
煤炭产能居全省第二位，建成了6座中型水电站和3座2×30万千瓦的火力发电机组，新增电力装机340万千瓦。
“云电送粤”、“南通道”和对越送电等输变电工程相继建成。
红河电网建设工程全面实施，供电保障能力不断增强。
累计完成市政基础设施投资58.19亿元，建成了一批城市供排水、两污处理、城市道路和绿化亮化等工程。
气候特征：
全州地处低纬度亚热带高原型湿润季风气候区，在大气环流与错综复杂的地形条件下，气候类型多样，具有独特的高原型立体气候特征。
据近10年间统计,在海拔2000米以上的山区，年平均气温16.3℃，极端气温-9.0、31.5℃；年平均降雨量2026.5毫米，一般年最大降雨量为2508.1毫米，其中金平县分水岭老林地区年降雨量最大达3471.1毫米，个别年份最高达4338毫米，居全省之冠；一日最大降雨量可达212.4毫米，具有降雨强度大，持续时间长的特点。
在海拔2000米以下的山间盆地、河谷地带，年平均气温分别为17.2℃、23.4℃，极端气温－2.0、40.7℃，年平均降雨量817.2毫米、1688.7毫米，年最大降雨量2257.2毫米，一日最大降雨量144.7毫米，与山区对比相对较小，但仍具有单点暴雨集中，强度大的特点。
矿产资源：
其境内矿产资源丰富，是我国有色金属的重要基地之一。
现已探明的有色金属储量640万吨，其中锡78万吨；黑色金属7000多万吨（锰1600万吨，钛80万吨）；非金属矿霞石50亿吨，大理石5亿立方米，州内能源资源也很丰富，煤炭储量50亿吨，可开发利用的水力资源134万千瓦。
经济发展：
“十一五”期间，全州生产总值相继突破了400亿元、500亿元和600亿元大关，年均增长11.5%，比“十五”末的308.5亿元翻了一番多，人均生产总值已达2000美元以上。
五年共完成财政总收入631.85亿元，是“十五”期间的2.13倍，地方财政一般预算收入累计达到225.60亿元，是“十五”的2.5倍。
累计完成财政支出559.94亿元，是“十五”的2.83倍。
经济综合实力在全省州市排序中继续保持第四位。
1.3我国钢铁工业的状况
图表明我国钢产量的变化情况，从中可以看出钢铁工业的发展状况。
图2我国钢铁工业的状况
通过图说明，我国的钢铁工业对世界产生重要影响，我国不仅是产钢大国，而且已进入钢铁强国的行列。
1.4炼钢
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