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1、河北理工大学冶金专业毕业设计 专科生毕业设计任务书 350t氧气转炉炼钢车间设计 冶金与能源学院摘要 唐山是一个资源性城市，铁矿丰富，有着其他城市无可比拟的先天优势。所以近年来唐山的钢铁企业发展迅猛，为国家和人民创造着财富。 氧气顶底复吹转炉是20世纪70年代中、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。本设计是基于拟定一个350t的中型氧气转炉炼钢车间，而采用三吹二制时可以充分利用转炉生产。因为公称容量50t的最大出钢量为60t，所以在转炉冶炼的同时超装10%即出钢量在55t较为理想。而正常使用2座转
2、炉冶炼时的年总产量为：式中 W车间年产钢水量，t； n车间经常吹炼炉座数； N每一座吹炼炉的年出钢炉数； q转炉公称容量，t。综上核算，采用三座50t转炉和三吹二制生产。除去些额外因素，初步估算此车间生产能力为年产钢120万t左右。依此参数特作此设计。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产品方案及金属料平衡估算32.1 产品大纲32.2 全厂金属料平衡估算32.3 技术可行性83 转炉车间生产工艺流程63.1 设计原始条件63.2 生产工艺流程图74 转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算94.1 物料
3、平衡计算134.2 热平衡计算205 原料供应及铁水预处理方案205.1 原料供应205.2 铁水预处理方案246 转炉座数及其年产量核算256.1 转炉容量和座数的确定256.2 车间生产能力的确定256.3 确定转炉座数并核算年产量267 转炉炉型选型设计及相关参数计算277.1 转炉炉型设计317.2 转炉炉衬设计307.3 转炉炉体金属构件设计318转炉氧枪设计及相关参数计算328.1 氧枪喷头尺寸计算328.2 50t转炉氧枪枪身尺寸计算349 炉外精炼设备选型379.1 炉外精炼的功能379.2 LF精炼炉379.3 RH精炼炉3810 钢包、起重机相关数据计算及车间经济指标401
4、0.1 钢包尺寸及数量4010.2 起重机吨位及数量4310.3 车间主要技术经济指标及成本核算4411 连铸机设备选型及相关参数确定4711.1 连铸机机型选择4711.2 连铸机主要参数的确定4711.3 连铸机生产能力的计算5012 烟气净化系统的选型及相关计算5312.1 转炉烟气净化与回收的意义6312.2 转炉烟气净化及回收系统5312.3 回收系统主要设备的设计和选择5512.4 计算资料综合5613 车间工艺布置方案5713.1 车间工艺布置方案5713.2 转炉跨布置5713.3 连铸各跨布置6314 主炼钢种的操作规程 . 6814.1 基本检测 6814.2 精料 . 6
5、814.3 基本操作参数 6914.4 装入制度 . 7014.5 供养制度 7114.6 造渣制度 7114.7 终点控制与出钢 7214.8 脱氧与合金化 7215 拟订生产组织及安全生产制度7415.1 生产组织安排7415.2 安全制度的制定75参 考 文 献76附图一：车间平面工艺布置图 附图二：车间横剖面图 附图三：车间转炉跨纵剖面图- V -1 炼钢厂设计概论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
6、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
7、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
8、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）
9、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
10、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
11、。2 产品方案及金属料平衡估算2.1 产品大纲本设计产品大纲的基本原则是：生产有竞争力的优势产品，坚决淘汰落后的产品。主要有碳素工具钢、碳素结构钢、轴承钢三大钢系。见表3-1。 表3-1 本设计钢厂生产钢种钢 种钢号年产量/万t断面形状断面尺寸/mmmm比例/%碳素工具钢T1010矩形40040016.7T8Mn10矩形400400碳素结构钢Q23540矩形40040050.0Q27520方形2001500轴承钢GCr1520方形200150033.3GCr18Mo20方形20015002.2 全厂金属料平衡估算估算示意图：高炉产量混铁车铁水预处理(99%)转炉350t(93%)废钢铁铁合金炉
12、外精炼(96.7%)250250、1800200弧形连铸机(95.0%)热连轧机(92%)板坯(60)方坯(60)138.221.61.2147.6137.3136.8130.4120 图3-1 全厂金属平衡示意图(单位：万t)该图为本设计年产钢120万t转炉炼钢厂的模型，由于在冶炼过程中的生产工艺的不同，在各生产阶段的金属收得率不相同，同时还有一定量的金属流失而不可回收。生产过程中作为直接回收炉料的那一部分返回废钢为全部炉料的6.0%,它与成品量之比达7.9% ,占钢水量的6.4%。所以，返回废钢的合理利用是钢厂配料的重要环节之一。总废钢比按钢水总量的18%计算为21.6万t。2.3 技术可行性本设计最终是为了生产高附加值的钢材，那么就要对工艺技术采取优化，在每个生产环节严格管理，把好最重要的一关。为了更好地生产大纲中所例产品，本设计考虑采用优质铁水、铁水预处理、转炉少渣冶炼、挡渣出钢、钢水多功能炉外精炼及钢水全过程保护浇铸先进工艺。经有关人士考查研究，以上技术在国内外炼钢厂广泛投于使用，已属于成熟技术。考虑本设计的情况均可借鉴，并在原来的基础上使其更优化，设计出适合本设计要求的技术方案。3转炉车间生产工艺流程3.1 设计原始
