年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计毕业设计论文.docx

1、年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计毕业设计论文本科毕业设计（论文）任务书题 目：年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计院（系）：专 业：学生姓名：学 号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时 间：毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者

2、 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集

3、体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日注 意 事 项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、

4、关键词4）外文摘要、关键词 5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业

5、论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情

6、况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计

7、）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良

8、 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格教研室主任（或答辩小组组长）：

9、 （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日一、毕业设计（论文）的主要内容（含主要技术参数）设计题目：年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计钢种： 普碳钢、低合金钢规格： 方坯 板坯包括转炉容量和座数的选择确定；转炉炉型设计；氧枪设计；炉外处理、连铸机以及除尘系统的设计与选择；炼钢过程物料平衡和热量平衡计算；转炉车间生产工艺设计和布置；车间主要设备选择和车间平面设计以及总图运输方案的确定。进行毕业实习，收集有关资料；编制设计说明书一份，完成专题部分，翻译冶金专业相关外文文献一篇，绘制转炉炉型图、车间平面图和剖面图各一张，使学生能够理论联系实际，掌握转炉炼钢车间设计的基本原理

10、，为今后从事相关的技术工作奠定基础。二、毕业设计（论文）题目应完成的工作（含图纸数量）1. 根据设计题目完成毕业实习并收集有关资料，进行技术准备；2. 炼钢厂车间总体设计；3. 转炉炉型设计；4. 物料平衡与热平衡计算；5. 生产工艺设计；6. 车间工艺布置；7. 车间主要设备选择；8. 生产组织与人员编制；9. 主要技术经济指标；10. 绘制设计图纸三张（其中至少手绘一张）：转炉炉型图、车间平面图、剖面图各一张； 11. 翻译与冶金工程专业有关的外文文献一篇（不少于4000字）；12. 完成专题：钢中非金属夹杂物及其危害（不少于5000字）；13. 完成设计说明书一本。三、毕业设计（论文）进

11、程的安排序号设计（论文）各阶段任务日 期备 注1毕业实习、收集资料2012.2.27-3.232设计相关计算3.244.63炉型、工艺、主设备设计和选择4.75.94车间布置5.105.165制图与翻译5.175.306编制设计说明书5.316.77准备答辩6.86.14四、主要参考资料及文献阅读任务（含外文阅读翻译任务）1钢铁生产工艺概述 西安建筑科技大学2钢铁冶金学（炼钢部分） 陈家祥编 冶金工业出版社 19903炼钢工艺学 高泽平编 冶金工业出版社 20064钢铁厂设计原理（下册） 李传薪编 冶金工业出版社 19955普通冶金 西安建筑科技大学 20026炼钢设计原理 冯聚和编 化学工业

12、出版社 2005 7毕业设计参考资料 钢铁冶金专业 西安建筑科技大学 8金属提取冶金学 王成刚，王齐铭主编 西安地图出版社 20009现代转炉炼钢 戴云阁等编 东北大学出版社 199810 与专题有关的最新文献(2002年以后的文献，不少于10篇且至少有2篇外文文献)五、审核批准意见 教研室主任签（章） 设计总说明当前的炼钢工艺中，较为普遍的是以高炉铁水为原料的转炉炼钢工艺和以预还原球团矿或高质量的工业废钢为原料的电弧（炉）工艺。本设计为具有代表性的氧气顶底复吹工艺，预计年生产能力为370万吨良坯钢。车间设有公称容量为150吨的转炉两座，LF精炼炉2座、板坯连铸机2台和方坯连铸机1台。转炉的冶

13、炼周期38分钟，吹氧时间16分钟。根据国内外转炉炼钢技术的发展趋势，结合设计任务书中碳素钢和压力容器用钢的品种需要，选择了LF炉外精炼设备，进行全连铸生产。最终确定如下的的工艺流程：铁水预处理转炉炼钢LF精炼连铸。本次设计在对转炉物料平衡和热平衡计算的基础上，对炼钢车间的主要设备参数进行了设计、选型，完成了主体设备选择、炼钢工艺设计、主厂房工艺布置和设备布置。编制说明书一份，绘制转炉炉型图、车间平面图、剖面图各一张，并完成题目为钢中非金属夹杂及其危害的专题。关键词：炼钢，顶底复吹，工艺流程，精炼，连铸，设计Design DescriptionAt present, there are two

14、main steel-making processes: converter steelmaking process with blast furnace hot metal and steel scrap as the raw materials and the arc (furnace) process with pre-reduction pellets or high-quality industrial steel scrap as raw materials. In this paper, the representative process combined-blowing ox

15、ygen converter process with a scale of 3.7106 continuous casting billet annual is designed. In the workshop, main equipments including 2150t converters and its auxiliary equipments with 2 LF refining furnaces, 2 sets of slab continuous casting machines and a set of billet continuous casting machine

16、are designed. The Smelting period is set for 38 minutesin which the actual oxygen blowing time is only 16 minutes. Depending on the development trend of steel-making process and the quality requirement of carbon steel and pressure vessel steel, LF refining is selected to fufill continuous casting. F

17、inally,the following process flow is choosed: PretreatmentConverterLFCC. On the base of the material and heat equilibrim caculation,the size of steel-making plant workshop span and device assign, personnel placement is made .A project instruction is redacted ,funace size graphic, a ground plane and

18、a sectional view of the workshop are also submitted. And finally, the monograph which is about non-metallic inclusions in steel and its damagement is also finished.Key words:steel making, combined-blown, process, refining, continuous casting ，design1 转炉炼钢车间设计方案1. 1 工艺流程高炉铁水用混铁车运到倒罐站后，转移到铁水罐中（鉴于铁水罐比混

19、铁车操作方便且易于扒渣），为了优化工艺，进行一系列的铁水预处理。由于脱硫需要氧化性条件，和脱硅、脱磷的气氛条件不一样，且采取的渣处理工艺也不一样，所以从工艺上考虑将其放到其它两个预处理工艺之前；脱硫渣送到渣场处理，经过磨碎提取其中的铁粉后，剩余脱硫渣送到厂外用于建材生产、建筑填料等工业。脱硫后铁水必须保证硅含量低于0.15%才能实现脱磷处理，因此将脱硅处理置于脱磷之前；脱硅渣属于酸性渣且硫含量较低，可以将其送到高炉或烧结车间，进行返回利用。脱硅达到要求后，可以进行脱磷操作；脱磷渣送到脱磷渣再生器中，此过程产生的炉渣考虑到整个流程的最优化，分别取50%返回脱磷和脱硅程序；当高磷铁水达到一定量时，

20、将其转移到一个脱磷包中进行深脱磷，产生的磷含量10%的炉渣可以送到化肥厂生产磷肥，剩余的高磷铁水送到其他小型的铸造厂用于铸造。经过铁水预处理后的铁水兑到转炉进行脱碳处理，此时硅、硫、磷的含量都比较低，其产生的转炉渣可以继续返回到脱硅程序，工艺流程如图11。 高炉铁水 混铁车 铁水预处理 倒罐站 铁水罐 预处理渣 渣 场 扒渣 转炉渣 钢液 钢液 钢包回转台 L F 炉 转炉 钢液 连铸坯 连铸机 . . 废钢及其它辅料 图11 工艺流程图1.2 主要冶炼钢种及产品方案本设计主要生产普碳钢、低合金钢，也可根据市场的要求进行灵活调整。根据毕业设计任务书中年产370万吨铸坯的要求，可确定其产品大纲。

21、详见于表1-1：表1-1 产品大纲钢种代表型号年产钢量所占比例铸坯断面长宽定长尺寸成品形式普碳钢Q235B200万吨54%180700mm9000mm钢板低合金钢Q345170万吨46%150150mm9000mm钢板1.3 转炉车间组成现代氧气转炉炼钢车间一般由以下各部分组成：铁水预处理站及铁水倒罐站；废钢堆场与配料间；主厂房（包括炉子跨、原料跨、炉外精炼跨、浇铸系统各跨间）；铁合金仓库及散状原料储运设施；中间渣场；耐火材料仓库；一、二次烟气净化设施及煤气回收设施；水处理设施；分析、检测及计算机监控设施；备品备件库、机修间、生产必需的生活福利设施；水、电、气（氧、氩、氮、压缩空气）等的供应设

22、施。1.4 转炉车间生产能力计算1.4.1 转炉容量及座数的确定综合考虑当前转炉炼钢车间的生产情况，本设计采“二吹二”制，每炉钢的平均冶炼周期取38min，平均供氧时间为16min。转炉作业率：取=94.5%；炉外精炼收得率：取99%；连铸收得率：取98%，以提高转炉的利用效率，减少资金的投入。1.4.2 计算年出钢炉数 转炉的年出钢炉数N按下式计算： =式中： T1每炉钢的平均冶炼时间，38min/炉； 1440一天的时间，min/d； 345一年的工作天数，d/a； 转炉作业率，（T2 一年的工作天数） =94.5%1.4.3 根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量每炉钢的平均冶炼周期取3

23、8min。炉外精炼收得率：取99%；连铸收得率：取98%；代入数据得：；代入数据得：。1.4.4 按标准系列确定炉子的容量 故取公称容量为：150吨。 1.4.5 核算车间年产量 本设计中选定150吨转炉两座，按照二吹二生产方式。车间年产量=1502614298%99%=380.44万吨370万吨，故设计选取合格。2 转炉炼钢物料平衡和热平衡计算2.1 物料平衡计算2.1.1计算所需原始数据。 基本原始数据有：冶炼钢种及其成分（表21）；金属料铁水成分和废钢的成分（表21）；终点钢水成分（表21）；造渣用熔剂及炉衬等原材料的成分（表22）；脱氧和合金化用铁合金的成分及回收率（表23）；其他工艺

24、参数（表24）。 表21 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值 成分（%）类别 C Si Mn P S 钢种Q235B 设定值 0.16 0.25 0.50 0.045 0.045 铁水设定值 4.20 0.80 0.60 0.200 0.035 废钢设定值 0.16 0.25 0.50 0.030 0.030 终点钢水 设定值* 0.09 0.002 0.18 0.020 0.021*C和Si按实际生产情况选取；Mn、P和S分别按铁水中相应成分含量的30%、10%和60%留在钢水中设定。 本计算设定的冶炼钢种为Q235B2.1.2 物料平衡基本项目 收入项 支出项 铁水 钢水 废钢 炉渣

25、熔剂（石灰、萤石、轻烧白云石） 烟尘 氧气 渣中铁珠 炉衬蚀损 炉气 铁合金 喷溅表22 原材料成分 成分 （%）类别CaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3CaF2P2O5 SCO2H2O C灰分挥发分 石 灰88.002.502.601.500.500.100.064.640.10 萤 石0.305.500.601.601.5088.000.900.101.50生白云石36.400.8025.601.0036.20 炉 衬1.203.0078.801.401.6014.00 焦 炭0.5881.5012.405.52 （续）表22 原材料成分 名 称CSiMnPSFe碳素废钢0.160.2

26、50.500.0300.030余量炼钢生铁4.200.800.600.2000.035余量 表23 铁合金成分（分子）及其回收率（分母） 成分（%）/回收 率（%）类别 C Si Mn Al P S Fe 硅 铁 73.00/750.50/802.50/00.05/1000.03/10023.92/100 锰 铁6.60/90*0.50/7567.80/80 0.23/1000.13/10024.74/100 *10%C与氧生成CO2 表24 其他工艺参数设定值 名 称 参 数 名 称 参 数 终渣碱度%CaO/%SiO2=3.5渣中铁损（铁珠） 为渣量的6% 萤石加入量为铁水量的0.5% 氧

27、气纯度 99%,余者为N2生白云石加入量为铁水量的2.5%炉气中自由氧含量 0.5%(体积比) 炉衬蚀损量为铁水量的0.3% 气化去硫量占总去硫量的1/3终渣（FeO）含量（按（FeO）=1.35(Fe3O3)折算）15%，而（Fe2O3）/(FeO)=1/3 即（Fe2O3）=5%，(FeO)=8.25% 金属中C的 氧化产物90%C氧化成CO，10%C氧化成CO2 烟尘量为铁水量的1.5%（其中FeO为75%，Fe2O3为20%） 废 钢由热平衡计算确定，本计算结果为铁水量的13.39%，即废钢比为11.81% 喷溅铁损 为铁水量的1%2.1.3 计算步骤 以100Kg铁水为基础进行计算。 第一步：计算脱氧和合金化前的总渣量及其成分。 总渣量包括铁水中元素氧化、炉衬蚀损和加入熔剂的成渣量。其各项成渣量分别列于表 25、26和 27。总渣量及其成分如表 28所示。 第二步：计算氧气消耗量。 氧气实际消耗量系消耗项目与供入项目之差，详见表 29。 第三步：计算炉气量及其成分。 表25 铁水中元素的氧化产物及其成渣量元素 反应产物元素氧化量（kg）耗氧量（kg）产物量（kg） 备 注CC CO4.1190%=3.699 4.932 8.631C CO