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1、精选优质文档-倾情为你奉上 高等职业技术学院毕业设计说明书 设计题目：年产200万吨合格连铸坯的转炉炼钢系统设计单击此处键入论文中文题名单击此处键入作者姓名 伊占龙单击此处键入作者姓名学号：_ 08级冶金一班姓 名：_专 业 班 级：_ 20112001年0603月0115专心-专注-专业摘要由于市场对钢材的大量需求，现代化的炼钢设备都在向着大型化的方向发展，本设计主要是模拟建立一个现代化年产200万吨的中型炼钢企业，以满足市场对钢材的需求，促进经济的稳定发展。设计内容主要包括：转炉炉型设计、氧枪喷头设计、各种附属设备的确定等。通过本设计从而获得有利于冶炼的参数，对现场生产起到一定的指导作用，
2、并为现场生产提供理论依据。关键词：炼钢；炉型设计ABSTRACTBecause of the high demand for steel market, modern steel-making equipment toward the direction of bigness in development, this design is mainly simulation in liupanshui city to build a modern yearly produces 200 tons of medium-sized steelmaking enterprise, to meet th
3、e market demand for steel, and promote steady economic development.Design content mainly includes: converter type design, oxygen lance nozzle design, various attached device sure, etc.Through this design so as to achieve the parameters for smelting, to the field production play a guiding role, and p
4、rovide theoretical basis for the field production.Keywords: steelmaking; Furnace type design目录第一章 文献综述1.1炼钢的基本任务炼钢的某木任务是：利用当前主要炼钢方法，在造好渣的前提下，进行脱碳、脱磷、脱硫、升温以反脱氧和合分化、去除有害气体、去除非金属夹杂等过程。1.2炼钢方法分类炼钢方法可分为可炉炼钢法、电弧炉炼钢法和转炉炼钢法。其中氧气转炉炼钢法是目前国内外主要的炼钢方法。目前国外主的炼钢方法：11.2.1平炉炼钢法1879年碱性平炉投入生产，100多年来平炉炼钢法一直是主要的炼钢方法，对炼钢
5、生产和科学技术的发展起着巨大的作用。平路炼钢法对原料适应性强、冶炼品种广、钢质量比较好、冶炼过程容易控制。虽然平炉冶炼工艺和设备不断革新和改进，但随着氧气转炉炼钢法的迅速发展，平炉炼钢法的缺点明显突出，主要变现为冶炼周期长、生产效率低、基建投资打、冶炼品种少等，已无法与氧气转炉炼钢法相竞争。1.2.2电弧炉炼钢法19世纪后半期，继平炉炼钢法、转炉炼钢法出现后，电炉炼钢法也诞生了，电炉炼钢法包括电弧炉炼钢法、感应电炉炼俐法和电渣炉炼钢法。但通常所说的电炉炼钢法则指电弧炉炼钢法，电弧炉炼钢法最初主要用于生产上具钢，也用于冶炼高合金钢、不锈钢及其他高质量钢。后来又扩大到生产低合金钢，现在电弧炉不但用
6、于生产合金钢，同时也用于生产碳素钢。1.2.3转炉炼钢法转炉炼钢法分为空气转炉炼钢法和氧气转炉炼钢法两大类。氧气转炉炼钢法是目前内外最主要的炼钢方法。氧气转炉炼钢法自20世纪50年代初问世以来在世界各国得到了泛的应用技术不断进步，设备不断改进，工艺不断完善，从顶吹、底吹、侧吹发展到顶底复和炼，氧气转炉炼钢的飞速发展使炼钢生产进入了一个崭新的阶段，钢产量不断提高，钢的品种不断增加。1转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉
7、内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍的冶炼。参见(百度百科) 1.3氧气转炉炼钢法的诞生氧气转炉炼钢法是当前国内外主要的炼钢方法。氧气转炉炼钢自20世纪40年代初问世以来，在世界各国得到了广泛的应用，技术不断地进步，设备不断地改进，工艺不断地完善。在短短的五十几年里，从顶吹发展到底吹、侧吹和复合吹炼。氧气转炉炼钢的飞速发展，使炼钢生产进入了一个崭新的阶段，钢的产量不断增加，成本不断下降。从目前来看，转炉炼钢可以说是最佳的炼钢方
8、法。1864年，英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转炉炼钢法。将空气吹入铁水，使铁水中硅、锰、碳高速氧化，依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需的温度，从此开创了大规模炼钢的新时代。由于采用酸性炉衬和酸性渣操作，吹炼过程中不能去除磷、硫，同时为了保证有足够的热量来源，要求铁水有较高的含硅量。1879年，英国人托马斯又发明了碱性底吹空气转炉炼钢法，改用碱性耐火材料作炉衬，在吹炼过程中加入石灰造碱性渣，并通过将液体金属中的碳氧化去除到0.06%以下的“后吹”操作，集中化渣脱磷。在托马斯法中，磷取代硅成为主要的发热元素，因而此法适合于处理高磷铁水，并可得到优质磷肥。西欧各国一直使
9、用此法直到20世纪60年代。11早在1864年，贝塞麦提出利用纯氧炼钢的设想，由于当时工业制氧技术水平较低，成本太高，氧气炼钢技术未能实现，知道1924-1925年间，德国在空气转炉上开始进行富氧鼓风炼钢的试炼，结果表明，随着鼓入空气中氧含量的增加，钢的质量有明显的改善。当鼓入空气中富氧的浓度超过40%时，炉底的风眼砖损坏严重，因此又开展了用二氧化碳和氧气或二氧化碳和氧气和水蒸气的混合气体的吹炼试验，但效果都不够理想，没能投入工业生产。220世纪40年代初，制氧技术得到了迅速发展，给氧气炼钢提供了物质条件。1948年德国人杜雷尔在瑞士采用水冷氧枪垂直插入炉内吹炼铁水获得成功城。1942年林茨城
10、，1943年在多纳维茨城先后建成了30t氧气顶吹转炉车间并投入生产。这种氧气顶吹转炉炼钢法被称作LD法。由于氧气顶吹转炉反应速度快，生产率及热效率很高，可使用约20%-30%的废钢以及便于自动化控制，又克服了空气吹炼时钢质量差、品种少的缺点，使它成为冶金史上发展最迅速的新技术。氧气顶吹转炉炼钢法出现以后，在世界各国得到了迅速发展，不仅新建转炉停建平炉，而且还纷纷拆除平炉改建氧气转炉，如日本到1997年底平炉已全部拆除。进入20世纪70年代，炼钢技世纪术日趋完善，公称吨位400t的大型氧气顶吹转炉先后在前苏联、前联邦德国等国投入生产，单炉生产能力达400-500万t/年，大型转炉的平均吹炼时间为
11、11-15min，月平均冶炼周期已缩短到26-28min.氧气转炉不仅能冶炼全部平炉钢种，而且还可以冶炼部分电炉钢种。随着炉衬耐火材料性能的不断改善，炉衬寿命不断提高，大型氧气转炉炉衬寿命在日本高达10110次。41.3.1世界氧气顶吹转炉炼钢法发展概述氧气顶吹转炉炼钢法是最近40多年所产生和发展起来的一种炼钢技术，但是它的产生过程却经历了上百年的历史。早在1855年英国人亨利贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，用铁水直接炼钢，第一次解决了大规模生产液态钢的问题，使钢铁工业开始转变成现代生产。贝塞麦本人在宣布转炉炼钢成功之时，就提出了用纯氧或富氧空气代替空气炼钢的设想，但是当时没有获得廉价氧气
12、的方法。由于贝塞麦转炉是采用酸性炉衬，不能在冶炼过程中脱磷、脱硫，必须使用低磷、低硫铁水作原料，而西欧各国（法国、德国、比利时、卢森堡）又都是高磷铁矿，铁水含磷高达1.0-2.5%，使贝塞麦法转炉炼钢受到了限制。1878年英国人西德尼托马斯发明了碱性空气底吹转炉炼钢法，用白云石加少量粘土作炉衬，在吹炼过程中向炉内加入石灰造碱性渣，解决了高磷铁水炼钢问题。由于它具有生产率高，成本低，设备简单等特点，因而从这时起，转炉炼钢法开始迅速展起来，直至第一次世界大战前托马斯法始终是欧洲的主要炼钢方法。由于它使用含氮78%的空气作为氧气的来源，所以钢中含氮量高，不能承受强烈冷加工。本世纪中叶，从空气中大量分
13、离氧气技术的成功，能为工业生产提供大量的廉价的氧气，使得贝塞麦使用纯氧炼钢的设想成为可能，从此产生了各种氧气炼钢法。氧气顶吹转炉炼钢法产生于本世纪40年代末世纪期，由瑞士人罗伯特杜勒试验成功。采用从转炉炉口伸入炉内的水冷氧气喷枪，在熔池上方供氧进行吹炼，经过不断改进形成了氧气顶吹转炉的雏形。因为当时奥地利缺乏废钢和燃料，不适合发展平炉和电炉炼钢法，而铁矿含磷量低，发热量少，不适合发展底吹转炉炼钢法，因此氧气顶吹转炉炼钢法在奥地利最先得到发展。奥地利钢铁公司根据罗伯特杜勒的设计在2t、10t、15t、转炉上进行氧气顶吹试验，取得了丰富的经验。于1952年在林茨城，1953年在多纳维茨城先后建成了
14、30t氧气顶吹转炉炼钢车间并投入生产，所以氧气顶吹转炉法（取这两个城市名称的第一个字母吹转炉炼钢法又称为LD做为代称）。 由于氧气顶吹转炉炼钢法具有反应速度快、热效率高等优点，又克服了空气吹炼钢时质量差、品种少的缺点，还可以使用近30%的废钢，因此生产率高，成本低，质量不亚于平炉钢，加之基建投资少，便于自动化控制等优点，使它成为冶金史上发展最迅速的新技术。1961年氧气顶顶吹转炉钢产量占世界总产钢的4%，到1979年氧气顶吹转炉钢产量占世界总产钢的4%，到1979年氧气顶吹转炉钢产量就达44700万t，占总产钢量74530万t的60%左右，有的国家转炉钢比高达90%以上，如比利时、荷兰等。31.3.2国内氧气转炉炼钢方法的发展应用概述中国转炉炼钢的出现归功于晚清张之洞创办的湖北汉阳铁厂。1890年由湖广总督张之洞主持在湖北大别山下动工兴建1893年9月建成投产它是中国近代最早最大的官办钢铁联合企业，也是当时远东第一流的钢铁联合企业。全厂包括生铁厂、贝色麻（贝塞麦）钢厂、西门士钢厂、钢轨厂、铁货厂、熟铁厂等6个大厂和机器厂、铸铁厂、打铁厂、造鱼片钩钉厂等4个小厂。其中贝色麻钢厂采用的炼钢设备就是从欧洲引进的贝塞麦酸性转炉!但由于贝塞麦酸性转炉
