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1、摘要本设计简要叙述了转炉炼钢技术的发展状况以及未来的技术动向，结合本专业所学的理论知识，在老师的指导下，设计一个年产500万吨合格铸坯的转炉炼钢厂，通过产品大纲的确定、转炉炼钢的物料平衡与热平衡计算、转炉的炉型设计、连铸设备选择、车间工艺设计及车间总体布置，确定了以两座250吨转炉、及一台连铸机为主要生产设备。并根据国内外炼钢技术的发展趋势、钢铁产品的发展方向，选择了先进且有较大发展余地的短流程工艺：废钢转炉连铸。设计方案以技术新、效益高为原则，充分体现了先进、灵活、多功能的特点，具备可持续发展性。提交的内容包括设计说明书一份（含专题和冶金专业相关外文文献译文各一篇），转炉型图、车间平面布置图
2、和剖面图各一张。关键词：转炉，炼钢，连铸，工艺设计。Abstract The design brief description of the development of steelmaking technology and future technology trends, Combining the theoretical knowledge learned profession, under the guidance of the teacher to design an annual output of 500 million tons of converter steel mill
3、slab qualified, Determined by product outline, the material balance and BOF heat balance calculation, the converter furnace design, continuous casting equipment selection, process design and plant shop layout, identified by two 250 t converter, and a continuous casting machine as the main production
4、 equipment. And in accordance with domestic and international steel-making technology, development trends, development of steel products, select the advanced and there is greater room for development of the short-flow process: scrap Converter continuous casting. Design to new technology, the princip
5、le of high efficiency, fully reflects the advanced, flexible, multi-function features, with sustainability. Includes design specifications submitted by a (Including thematic and Metallurgy asked all foreign documents related article), Converter-type plans, the workshop floor plan and sections of the
6、 piece.Keywords: converter, steelmaking, continuous casting, process design目 录绪论11 转炉炼钢厂设计方案41.1 转炉车间生产能力的确定41.2 主要钢种的选择41.3 工艺流程41.4 车间组成51.5主厂房工艺布置51.5.1原料跨布置51.5.2炉子跨的布置61.5.3精炼跨的布置61.5.4浇注跨与出坯跨61.6 原材料的供应及设备71.6.1废钢的供应71.6.2散状材料的供应71.7 氧气的供应及设备82 物料平衡与热平衡102.1物料平衡计算102.1.1计算所需原始数据102.1.2物料平衡基本项目
7、122.1.3计算步骤122.2 热平衡计算232.2.1计算所需原始数据：232.2.2计算步骤：253 顶底复吹转炉炉型设计303.1 炉型设计303.1.1原始条件303.1.2熔池尺寸的计算303.1.3炉帽尺寸的确定313.1.4炉容比的确定323.1.5炉身尺寸的确定323.1.6出钢口的尺寸设计323.1.7炉衬尺寸的确定333.1.8炉子高宽比333.2 氧枪设计343.2.1氧枪喷头设计343.3 氧枪水冷系统373.4 底部供气构件的设计394 生产工艺设计414.1装料制度414.2供氧制度414.3顶吹氧气转炉的氧枪操作424.4造渣制度424.4.1炉渣碱度的控制与石
8、灰加入量的确定424.4.2影响石灰溶解速度的因素434.4.3炉渣粘度的控制434.4.4炉渣氧化性的控制444.4.5泡沫渣及其控制444.4.6放渣及留渣操作454.5 温度制度454.5.1出钢温度的确定454.5.2冷却剂及其加入量的确定454.6 终点控制和出钢464.7 脱氧制度及合金化474.8合金化的一般原理475 生产工艺布置485.1 原料跨间布置485.2 转炉跨间的布置505.2.1横向布置505.2.2转炉跨各层平台的确定525.3 转炉跨起重机轨面标高525.4 连铸设备的布置546车间主要设备的选择586.1 原料跨586.1.1混铁车586.1.2废钢料斗的计
9、算596.2 转炉跨596.2.1钢包596.2.2渣罐数量的确定606.3 精炼跨606.4 连铸跨616.5 制氧机的选择656.6车间起重机的选择667烟气净化系统677.1 转炉烟气的产生与回收价值677.2 转炉烟气净化的方式677.3 转炉烟罩677.3.1烟罩677.3.2烟道的类型和结构687.4 烟气净化及回收系统698 生产组织和人员编制709主要技术经济指标76专题：近终形连铸技术的发展78致谢87 第 V 页绪论钢铁称谓产业界的脊梁，是支撑20世纪的金属，特别是后半世纪受旺盛的工业需求所驱使，产量、生产技术都得到了飞跃的发展。可大规模生产钢铁的高炉转炉技术承担了重要的任
10、务，出于回收利用社会废钢冶炼高级钢的目的，近年来炉炼钢技术得到了飞速发展。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。（1）转炉发展历程早在1856年德国人贝斯麦就发明了底吹酸性转炉炼钢法，这种方法是近代炼钢法的开
11、端，它为人类生产了大量廉价钢，促进了欧洲的工业革命。但由于此法不能去除硫和磷，因而其发展受到了限制。1879 年出现 了托马斯底吹碱性转炉炼钢法，它使用带有碱性炉衬的转炉来处理高磷生铁。虽然转炉法可 以大量生产钢，但它对生铁成分有着较严格的要求，而且一般不能多用废钢 。随着工业 的进一步发展，废钢越来越多。在酸性转炉炼钢法发明不到十年，法国人马丁利用蓄热原理，在1864年创立了平炉炼钢法，1888年出现了碱性平炉。平炉炼钢法对原料的要求不那么严格，容量大，生产的品种多，所以不到20年它就成为世界上主要的炼钢方法，直到20世纪50年代，在世界钢产量中，约85%是平炉炼出来的。1952年在奥地利
12、出现纯氧顶吹转炉，它解决了钢中氮和其他有害杂质的含量问题，使质量接近平炉钢，同时减少了随废气（当用普通空气吹炼时，空气含79 %无用的氮）损失的热量，可以吹炼温度较低的平炉生铁，因而节省了高炉的焦炭耗量，且能使用更多的废钢 。由于转炉炼钢速度快（炼一炉钢约10min，而平炉则需7h），负能炼钢，节约能源，故转炉炼钢成为当代炼钢的主流。(2) 我国转炉炼钢发展1951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在我国唐山钢厂试验成功，并于1952年投入工业生产。1954年开始厂小型氧气顶吹转炉炼钢 的试验研究工作，1962年将首钢试验厂空气侧吹转炉改建成3t氧气顶吹转炉，开始了工业性试验。在试验取得成功的基础上
13、，我国第一个氧气顶吹转炉炼钢车间（230t）在首钢建成，于1964年12月26日投入生产。以后，又在唐山、上海、杭州等地改建 了一批3.55t的小型氧气顶吹转炉。1966年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢车间，改建成3座30t的氧气顶吹转炉炼钢车间，并首次采用了先进的烟气净化回收系统，于当年8月投入生产，还建设了弧形连铸机与之相配套，试验和扩大了氧气顶吹转炉炼钢 的品种。这些都为我 国日后氧气顶吹转炉炼钢技术的发展提供了宝贵经验。此后，我国原有的一些空气侧吹转炉车 间逐渐改建成中小型氧气顶吹炼钢车 间，并新建了一批中、大型氧气顶吹转炉车 间。小型顶吹转炉有天津钢厂20t转炉、济南钢厂13t
14、转炉、邯郸钢厂15t转炉、太原钢铁公司引进 的50t转炉、包头钢铁公司50t转炉、武钢50t转炉、马鞍山钢厂50t转炉等；中型的有鞍钢150t和180t转炉、攀枝花钢铁公司120t转炉、本溪钢铁公司120t转炉等；20世纪80年代宝钢从日本引进建成具70年代末技术水平的300t大型转炉3座、首钢购入二手设备建成210t转炉车间；90年代宝钢又建成250t转炉车间，武钢引进250转炉，唐钢建成150转炉车间，重钢和首钢又建成80t转炉炼钢车间；许多平炉车间改建成氧气顶吹转炉车间等。到1998年我国氧气顶吹转炉共有221座，其中100t以下的转炉有188座，（5090t的转炉有25座），100-2
15、00t的转炉有23座，200t以上的转炉有10座，最大公称吨位为300t。顶吹转炉钢占年总钢产量的82.67%。氧气顶吹转炉炼钢钢的品种和质量。 钢中气体和夹杂物是评价钢的冶金质量的主要指标。氧气顶吹转炉炼钢反应速率快，沸腾激烈，所以钢中H、N、O含量较低，H为(35)10-4，N为(24)10-3，低碳钢O为006010。夹杂物和脱氧及凝固操作有关。影响顶吹转炉钢含氮量的重要因素是氧气纯度，由表4数据可以看出。所以用于转炉炼钢的氧气应该是99以上的纯氧。 低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快，钢中气体含量低，所以钢的塑性和低温塑性好，有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板、汽车板、冷弯型钢、低碳软钢丝等，都具有良好的性能。 转炉冶炼中、高碳钢虽然
