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1、重庆科技学院专科生毕业设计 致 谢摘要2004年重庆政府在重庆西永划定并力争打造重庆西部教育基地，至今已修建了高新技术产业园西永微电园、10余所高校、房地产富力城及熙街生活娱乐圈。大体上满足人们的日常生活需求。但这只是重庆西部大开发的一部分，更多的建设项目也已经或者即将上马。这些项目更重要的一方面是拉动当地一代的经济发展，并与主城区的发展相补充。最终达到重庆人均GDP的提升，让重庆人民生活更加富裕。2009年，国家财政为了应对金融危机扩大内需，更是投入4万亿专项资金在全国进行基础设施建设。而重庆市是西部大开发的中心城市，因而对建筑用材特别是钢铁的需求量大幅增加。氧气顶底复吹转炉是20世纪70年
2、代中、后期，开始研究的一项新炼钢工艺。其优越性在于炉子的高宽比略小于顶吹转炉却又大于底吹转炉，略呈矮胖型；炉底一般为平底，以便设置底部喷口。本设计在考虑到这方面的问题，拟定选址在重庆忠县修建年产钢120万吨新型钢铁厂。本钢厂主产碳素工具钢、碳素结构钢、轴承钢及弹簧钢。能够及时供应重庆西部开发的建材钢铁需求，此外还能满足重庆长安汽车板簧供应。关键词：西部大开发 转炉炼钢 氧气顶底复吹转炉 新型钢铁厂- 89 -目录摘要I1 炼钢厂设计概论11.1 钢铁工业在国民经济中的地位和作用21.2 炼钢工艺的发展及现状21.3 钢铁厂设计的目的及意义32 厂址选择论证42.1 建厂条件42.2 产品市场5
3、3 产品方案及金属料平衡估算73.1 产品大纲73.2 全厂金属料平衡估算73.3 技术可行性84 转炉车间生产工艺流程104.1 设计原始条件104.2 生产工艺流程图105 转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算135.1 物料平衡计算135.2 热平衡计算206 原料供应及铁水预处理方案246.1 原料供应246.2 铁水预处理方案277 转炉座数及其年产量核算297.1 转炉容量和座数的确定297.2 车间生产能力的确定297.3 确定转炉座数并核算年产量308 转炉炉型选型设计及相关参数计算318.1 转炉炉型设计318.2 转炉炉衬设计348.3 转炉炉体金属构件设计359 转炉氧枪设计及
4、相关参数计算369.1 氧枪喷头尺寸计算369.2 50t转炉氧枪枪身尺寸计算3810 炉外精炼设备选型4110.1 炉外精炼的功能4110.2 LF精炼炉4110.3 RH精炼炉4211 钢包、起重机相关数据计算及车间经济指标4411.1 钢包尺寸及数量4411.2 起重机吨位及数量4711.3 车间主要技术经济指标及成本核算4812 连铸机设备选型及相关参数确定5112.1 连铸机机型选择5112.2 连铸机主要参数的确定5112.3 连铸机生产能力的计算5412.4 连铸操作规程5713 烟气净化系统的选型及相关计算6413.1 转炉烟气净化与回收的意义6413.2 转炉烟气净化及回收系
5、统6413.3 回收系统主要设备的设计和选择6613.4 计算资料综合6714 车间工艺布置方案6814.1 车间工艺布置方案6814.2 转炉跨布置6814.3 连铸各跨布置7415 主炼钢种的操作规程7915.1 基本检测7915.2 精料7915.3 基本操作参数8015.4 装入制度8115.5 供氧制度8215.6 造渣制度8215.7 终点控制与出钢8315.8 脱氧与合金化8416 拟订生产组织及安全生产制度8516.1 生产组织安排8516.2 安全制度的制定86参 考 文 献87致 谢88附录附图1 转炉炉衬图附图2 氧枪喷头图附图3 车间厂房平面布置图附图4 车间厂房剖面布
6、置图1 炼钢厂设计概论2004年重庆政府在重庆西永划定并力争打造重庆西部教育基地，至今已修建了高新技术产业园西永微电园、10余所高校、房地产富力城及熙街生活娱乐圈。大体上满足人们的日常生活需求。但这只是重庆西部大开发的一部分，更多的建设项目也已经或者即将上马。这些项目更重要的一方面是拉动当地一代的经济发展，并与主城区的发展相补充。最终达到重庆人均GDP的提升，让重庆人民生活更加富裕。2009年，国家财政为了应对金融危机扩大内需，更是投入4万亿专项资金在全国进行基础设施建设。而重庆市是西部大开发的中心城市，因而对建筑用材特别是钢铁的需求量大幅增加。为了实现这个目的，政府放宽了对当地发展的约束。至
7、使很多企业和房产商纷纷圈地企图发展，整个重庆西部大开发进在如火如荼地建设中。一个城市的构建不仅需要政府的支持，资金的扶持，更离不开钢铁行业。而重庆现目前只有重庆钢铁股分有限公司一个中型钢铁公司，根本不能满足当地开发的钢铁供应。单估算当地开发的建房、修路所用钢材，每年大概需求量在200万吨左右。在重庆选地修建新的钢铁厂已是迫在眉睫的大事，新钢厂的建立就能够满足当地发展建设的钢材需求。本设计在考虑到这方面的问题，拟定选址在重庆忠县修建年产钢120万吨新型钢铁厂。重庆是中国的老工业基地和汽车、摩托车生产基地，目前正在创建“中国汽车名城”和“摩托车之都”。这些产业都需要很多优质的钢材，而我国其它地区所
8、生产的关键汽车钢材品种都还不能满足汽车用户的需求，其中相当大部分汽车工业所需要的板簧等需要大量进口。这表明了钢铁工业在重庆的发展还不够。因此，在重庆非常有必要发展新型钢铁厂，能够生产并满足重庆汽车产业的需求。这就需要注重人力资源的应用，开发新产品，以满足重庆作为“中国汽车名城”和“摩托车之都”所需要的钢材。本钢厂主产碳素工具钢、碳素结构钢、轴承钢及弹簧钢。能够及时供应重庆西部开发的建材钢铁需求，此外还能满足重庆长安汽车板簧供应。除此之外，重庆也是西部开发的重点，城乡统筹改革试验区，由其重庆西部地区的工业设施还很落后。目前正在筹划铁路、公路、桥梁、高楼等的修建，大量钢材将被需求。因此，本设计中考
9、虑生产高质量碳素结构钢用于建筑、桥梁、铁路用钢。为了生产高质量的钢材，必须对工艺技术优化，每个生产环节严格要求，要把钢铁生产当做一项精品工程。采用优质铁水，铁水预处理，转炉少渣冶炼，无渣出钢，钢水多功能炉外精炼，钢水全过程保护浇铸等工艺是完全能够生产大纲中的产品的。1.1 钢铁工业在国民经济中的地位和作用钢铁工业是国国民经济的支柱产业，是国民经济的中的主导产业。而钢铁材料是用途最广泛的金属材料，人类使用的金属中，钢铁占90%以上。人们生活离不开钢铁，人们从事生产或其他活动所用的工具和设施也都要使用钢铁材料。钢铁产量往往是衡量一个国家工业化水平和生产能力的重要标志，钢铁的质量和品种对国民经济的其
10、他工业部门产品的质量，都有着极大的影响。世界经济发展到今天，钢铁作为最重要的基础材料之一的地位依然未受到根本性影响，而且，在可预见的范围内，这个地位也不会因世界新技术和新材料的进步而削弱。纵观世界主要发达国家的经济发展史，不难看出钢铁材料工业的发展在美国、前苏联、日本、英国、德国、法国等国家的经济发展中都起到了决定性作用。这些国家和地区钢铁工业的迅速发展和壮大对于推动其汽车、造船、机械、电器等工业 的发展和经济的腾飞都发挥了至关重要的作用。美国钢铁工业曾在20世纪7080年代遭到来自日本为主的国外进口材料的冲击而受到重创，钢铁产品生产能力急剧下降，但经过十几年的改造和重建，终于在20世纪90年
11、代中期恢复到其原有的钢铁生产规模，为其维持世界强国地位继续发挥着重要作用。由此可见钢铁工业在公民经济的重要作用，并且钢铁工业在整个国家的发展中都起着举足轻重的作用。1.2 炼钢工艺的发展及现状 展望21世纪，转炉炼钢技术的发展将会出现以下发展趋势。1.2.1 合理优化工艺流程，形成紧凑式连续化的专业生产线发展目标：以产品为核心，将铁水预处理转炉炼钢炉外精炼高效连铸热送和热扎有机的结合起来，形成紧凑式的专业生产线。从铁水到成品钢材的生产周期缩短到2.53h,全员劳动生产率（不包括炼铁）将超过3000t/(人.a)。最近日本住友和歌山钢厂按上述原则建立起面向21世纪新型钢厂：实现了100%铁水“三
12、脱”预处理；100%钢水真空精炼；100%连铸坯热送和冶炼周期20min 等先进工艺措施。1.2.2 转炉高速吹连炼工艺发展目标：建立一座转炉吹炼制，使一座转炉的产量达到传统两座转炉的生产能力。转炉冶炼周期缩短到2025min,年产炉数15000炉，转炉炉龄15000炉。1.2.3 节能和环境保护发展目标：转炉炼钢工序实现“负能”炼钢，工序能耗达到-10kg（标准煤）/t（按输出煤气折算）。减少炼钢全过程的炉渣量50%60%，全部烟尘回收利用。 现代转炉炼钢工艺的现状主要体现在：（1）转炉炼钢大型化，是转炉从诞生到成熟的标志；（2）转炉顶底复合吹炼工艺；（3）转炉长寿技术，溅渣护炉和炉体冷却技
13、术的成熟都将提高转炉的炉龄。研究开发长寿命水冷烟罩、烟道等附属设备，实现转炉整体设备长寿化；（4）全自动转炉吹炼技术。1.2.4 精炼和连铸方面主要体现（1）精炼技术的发展在很大程度上大大增加了转炉冶炼钢种的数量，现有技术主要有LF、RH、CASOB、VOD、AOD等精炼技术；（2）连续铸钢方面主要有高速连续浇注技术和漏钢预报装置，高拉速与连铸之间的矛盾是现在连铸工艺需要解决的方法。1.3 钢铁厂设计的目的及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，例如在国民生产中就会大量的需要建筑材料，特种钢材等等。国
14、民经济水平也需要钢铁行业来做有力的支撑。我国现在虽然的年产量为5亿多吨，世界排名第一位。现在，我国的钢铁产量虽然居世界首位，但是我们还要每年从国外进口很多的钢材，这是由于我国的技术力量还达不到，生产不出某些高尖端的钢种，所以我们只能依靠到国外去进口，从这一角度来说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，转炉炼钢，精练，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。2 厂址选择论证经过仔细考察，在重庆忠县建钢厂是非常合适的重庆市忠县位于重庆市中部、三峡库区腹心地带，是重庆
15、陆路的交通枢纽和长江上游的重要港口。是国家东西大通道沪蓉高速公路G50与长江黄金航道在上游地区的唯一交点，是东中部进入西部和四川盆地最便捷路径上的节点，区位十分重要。高速公路贯穿全境，在长江北岸已有设新立、永丰、城区三个互通出口，南岸设两个互通出口。忠梁高速公路（西班牙投资BOT）、忠万高速公路也将于近期开工建设，区域主干快速交通网进一步完善优化。长江黄金水道绕城而过，横贯县境88公里，多个数百万吨级码头正在投建。此外全县还有3条省级公路交汇，全县通车里程1300公里（2006年）。忠县资源丰富。现已探明的18种矿产资源储量丰富。其中其中天然气储量500亿立方米，现年产气7亿立方米；石灰石储量44亿立方
