毕业设计说明书设计题目：设计一座年产150万吨良坯氧气转炉炼钢车间
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摘要
本设计为设计一座年产150万吨的氧气转炉炼钢车间，主要产品是低碳钢和薄板坯。设计包括车间生产规模，各主要系统，方案的选择和确定。车间主要设备的计算与确定，以及先进技术的选择和利用等。
本设计的重点是车间的主要系统的方案确定。包括铁水供应系统，散装料供应系统，铁合金供应系统，铁水预处理系统，烟气净化系统，炉外精炼系统，浇注系统，炉渣处理系统等。
这些方案都是经过比较而确定的较合理的设计方案，并且采用了国内外的先进技术。本设计主要包括转炉炉型计算、氧枪计算、烟气净化系统计算及选择、炉外精炼的设备选择、车间设备的计算以及各跨间的布置，还包括连铸生产能力和车间各部分的尺寸。另外本设计还采用了许多新技术，如：溅渣护炉技术、铁水镁基预脱硫技术等，这些技术均已达到国际先进水平。
关键词: 60吨氧气顶吹转炉；车间设计；系统。
Abstract
This design is a steel-making plant with two sets of oxygen converters of 200 tons, which can produce three point five million tons of casting blank per year. It consist of the plant scale choosing and ensuring main system, the calculation and ensuring of the main equipment, and also including some new technology.
The importance of the design is conforming the main system of the plant, including the system molten iron provided, the providing system of laxity, the providing system of ferroalloy, pretreatment of molten iron, the cleaning system ,the treatment system of slag and so on.
Compared with other schemes, these methods are quite adaptable to this design and they are advanced technologies in the world. The followings are mainly included in the design: the calculation of the converter, the calculation of oxygen-lance, the calculation and selection of flue-gas cleaning system, the calculation of the workshop equipment and the arrangement of each span. What’s more, t he design has adopted a lot of new technologies such as:slag-splash to protect the stove, molten iron predesulphurizing based on magnesium and so on. These technologies are all reached the advanced level in the world.
Keywords: BOF of 60 tons,convert, the calculation of the plant design, system
目录
摘要...............................................................................................................................I ABSTRACT ......................................................................................................................... V 第1章绪论 (1)
1.1钢铁工业在国民经济中的地位和作用 (1)
1.2炼钢工艺的发展及现状 (1)
1.3.本章小结 (2)
第2章产品方案及金属料平衡估算 (3)
2.1产品大纲 (3)
2.2全厂金属料平衡估算 (3)
2.3技术可行性 (4)
第3章转炉车间生产工艺流程 (5)
3.1设计原始条件 (5)
3.2生产工艺流程图 (5)
3.3本章小结 (7)
第4章转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算 (8)
4.1物料平衡计算 (8)
4.2热平衡计算 (15)
4.3本章小结 (20)
第5章原料供应及铁水预处理方案 (21)
5.1原料供应 (21)
5.2铁水预处理方案 (24)
5.3本章小结 (25)
第6章转炉座数及其年产量核算 (26)
6.1转炉容量和座数的确定 (26)
6.2车间生产能力的确定 (26)
6.3确定转炉座数并核算年产量 (27)
第7章转炉炉型选型设计及相关参数计算 (29)
7.1转炉炉型设计 (29)
7.2转炉炉衬设计 (32)
7.3转炉炉体金属构件设计 (33)
第8章转炉氧枪设计及相关参数计算 (35)
8.1氧枪喷头尺寸计算 (35)
8.260T转炉氧枪枪身尺寸计算 (38)
第9章炉外精炼设备选型 (41)
9.1炉外精炼的功能 (41)
9.2LF精炼炉 (41)
9.3RH精炼炉 (42)
第10章连铸机设备选型及相关参数确定 (43)
10.1连铸机机型选择 (43)
10.2连铸机主要参数的确定 (43)
10.3连铸机生产能力的计算 (46)
第11章烟气净化系统的选型及相关计算 (50)
11.1转炉烟气净化与回收的意义 (50)
11.2转炉烟气净化及回收系统 (50)
11.3回收系统主要设备的设计和选择 (52)
11.4计算资料综合 (53)
第12章车间工艺布置方案 (54)
12.1车间工艺布置方案 (54)
12.2转炉跨布置 (54)
12.3连铸各跨布置 (58)
12.4装料跨布置 (61)
结论 (63)
参考文献 (64)
谢辞 (66)
第1章绪论
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70—80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2.5～3h,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20～25min,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、CAS—OB、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.本章小结
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。国民经济水平也需要钢铁行业来做有力的支撑。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。
第2章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2-1。
表2-1 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
/mm×mm
比例/%
碳素工具钢
T10 10 矩形400×400
16.7 T8Mn 10 矩形400×400
碳素结构钢Q235 40 矩形400×400
50.0 Q275 20 方形200×1500
轴承钢
GCr15 20 方形200×1500
33.3 GCr18Mo 20 方形200×1500
2.2 全厂金属料平衡估算
估算示意图：
图2-1 全厂金属平衡示意图(单位：万t)
该图为本设计年产钢150万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。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。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。
第3章转炉车间生产工艺流程
3.1 设计原始条件
表3-1 原始铁水成分
元素 C Si Mn P S
铁水成分/% 3.2～4.0 0.65～0.90 0.45～0.53 0.27～0.32 0.02～0.05 铁水温度：1285℃
3.2 生产工艺流程图
3.2.1 混铁车
高炉铁水直接热装入转炉时有混铁炉和混铁车两种方式。考虑到投资占地方面，本设计中采用混铁车。因为其受铁口有盖，在运输过程中热损失较小。
混铁车的结构如图，其形状可保证有较小的热损失。混铁车装有倾动机构，可使炉身转动向外倒铁，因此，不需建设专门的厂房，只需在主厂房内留出必要的倒铁水位置。其容量根据转炉容量而言，一般为转炉容量的整数倍，并与高炉出铁量相适应。
3.2.2 铁水预处理初脱Si、P、S
分析本设计中铁水成分发现，铁水成分中Si、P含量较高，S含量较低。
通常铁水中的硅含量为0.30%～0.60%，Si的氧势高于P的氧势，脱P前必须先脱Si。但铁水中的硅是炼钢中的一种很重要的热源，对增加废钢比很有利，充分利用其热能可以提高吨铁的钢产量。对硅含量要求不高的钢钟可以不考虑预处理脱硅，反之可以利用其有利优势增加废钢量。
铁水磷含量偏高，可以在混铁车内喷吹生石灰类熔剂，进行脱磷反应。脱磷还可以在转炉吹炼时进一步脱除，即在铁水预处理时只需向混铁车内喷吹一定量的生石灰熔剂即可。
本设计中铁水含S量在正常范围内，对于普通钢种对S要求不高可以免除铁
水预处理脱S。对特殊钢而言则在预处理采用向混铁车内高速喷射CaO-Mg脱S 粉剂，让其脱除，从而达到要求。
3.2.3顶底复吹转炉
顶底复吹转炉有良好的冶金效果，碳氧反应接近平衡，冶炼低碳钢时避免了钢水的过氧化，有良好的脱磷、脱硫能力，提高了终点残锰量。石灰单耗低，渣量少，铁水收得率高，吹炼平稳，喷溅少。
为了大幅度提高转炉炉龄,采用复吹转炉溅渣护炉工艺技术：
(1) 采用高(FeO)炉渣溅渣工艺,注重对终渣(MgO)含量的调整；
(2) 前期用轻烧白云石造渣, 控制过程渣(MgO)在6%～8%范围内(质量分数)；
(3) 后期加入终渣改质剂采用高(MgO)炉渣操作工艺,炉渣改质后进行溅渣操作；
(4) 溅渣注重对炉形和炉底的控制,保持良好的炉膛内型形状。
(5) 控制好炉底,加强对炉底供气元件蘑菇头的维护和控制。
采用上述溅渣工艺技术后,不仅炉龄大幅度提高,而且底吹元件得到良好的维护。
3.2.4炉外精炼
随着现代科学技术的发展和工农业对钢材质量要求的提高，钢厂需要炉外精炼工艺，炉外精炼技术是一项提高产品质量，降低成本的先进技术，是现代化钢铁企业不可缺少的重要环节。它可以提高炼钢设备的生产能力，改善钢材质量，降低能耗，减少耐材、能源和铁合金消耗，从而提高企业的竞争力。
LF炉精炼工艺要求尽快形成泡沫渣，实现埋弧精炼。出钢过程加精炼渣渣洗有利于快速成渣，缩短LF精炼造渣时间。LF泡沫渣的形成需要气泡源,精炼
渣中的Na
2CO
3
分解产生CO
2
，CO
2
气体弥散分布在渣中，同时，CO
2
气体与渣中的
碳反应产生CO，使气体体积成倍增长。这样,泡沫渣的形成就有了充足的气泡源,有利于实行埋弧精炼，减少了电弧的裸露；有利于提高加热效率，缩短供电时间，节约能源，而且使精炼时间缩短，提高了劳动生产率，同时对延长炉盖和包衬的寿命具有重要意义。
钢水精炼是提高钢的质量、扩大钢的品种、优化炼钢工艺流程、提高生产效率的重要手段，是生产洁净钢不可缺少的关键工艺环节。
3.2.5连铸连轧
连铸可以简化工序，缩短流程，提高金属收得率，降低能耗，生产过程采用
机械化，自动化程度高，提高产量，扩大了品种。
3.3 本章小结
21世纪的钢铁工业在世界经济中仍占支柱地位，同时也将经历激烈的竞争。薄板坯连铸连轧技术已受到了世界各国的普遍重视，它的推广应用改变了钢铁工业的面貌，带来了巨大的经济效益和社会效益。虽然目前还存在着较多问题,但可以相信，在各国科研工作者的共同努力下，薄板坯连铸连轧技术及产品将会进一步发展。
第4章转炉炼钢的物料平衡和热平衡计算
4.1物料平衡计算
4.1.1 计算原始数据
基本原始数据有：冶炼钢种及成分、铁水和废铁的成分、终点钢水成分；造
渣用溶剂及炉衬等原材料成分；脱氧和合金化用铁合金的成分及回收率；其他工
艺参数。
表4-1 钢种、铁水、废钢和终点钢水的成分设定值
铁水设定值 4.00 0.80 0.50 0.30 0.035
废钢设定值0.18 0.25 0.55 0.030 0.030
终点钢水设定值0.10 痕迹0.15 0.020 0.021
石灰88.00 2.50. 2.60 1.50 0.50 0.10 0.06 0.10
萤石0.30 5.50 0.60 1.60 1.50 88.00 0.90 0.10 1.50
生白云石36.40 0.80 25.60 1.00 36.20
炉衬 1.20 3.00 78.80 1.40 1.60 14.0
焦炭0.58 81.5 12.4 5.52
表4-2 原材料成分
硅铁——73.00/75 0.50/80 2.50/0 0.03/100 0.05/100 23.92/100 锰铁 6.60/90 0.50/75 67.8/80 ——0.13/100 0.23/100 24.74/100 表4-3 铁合金成分（分子）及其回收率（分母）
表4-4 其他工艺参数设定值
名称参数名称参数
终渣碱度w(CaO)/w(SiO)=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∑w(FeO)含量(按向钢中传氧量w(Fe2 O3)＝1.35w(FeO)折算)
15﹪而ω(Fe2O3)/
∑ω(FeO)=1/3,即金属中[C]
的氧化产物w(Fe2O3)＝5﹪
，w(FeO)=8.25﹪
金属中[C]的氧化
物
90﹪C氧化成CO
，
10﹪C氧化成CO
2
烟尘量为铁量的1.5﹪(其中w(FeO)
为75﹪w(Fe2O3)的20﹪) 废钢量
由热平衡计算确
定，本计算结果
为铁水量的13.35
﹪，即废钢比为1
1.78﹪
喷溅铁损为铁水量的1﹪
4.1.2物料平衡的基本项目
收入项有：铁水、废钢、溶剂（石灰、萤石、轻烧白云石）、氧气、炉衬蚀
损、铁合金。
支出项有：钢水、炉渣、烟尘、渣中铁珠、炉气、喷溅。
4.1.3 计算步骤
以100㎏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，炉衬腐蚀和加入溶剂的成渣量。其各项成渣量
分别列于表4-5~表4-7。总渣量及成分如表4-8所示。
表4-5 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/㎏耗氧量/㎏产物量/㎏备注
C [C]→{CO} 3.90390%=3.51 4.011 8.190 [C]→{CO2} 3.90310%=0.390.891 1.430
Si [Si]→(SiO2)0.80 0.914 1.714 入渣Mn [Mn]→(MnO)0.35 0.102 0.452 入渣P [P]→(P2O5)0.28 0.361 0.641 入渣
S [S]→{SO2}0.01431/3=0.0050.005 0.010
[S]+[CaO]→(CaS)+
(O)
0.01432/3=0.009-0.005 0.021 入渣
Fe [Fe]→(FeO) 1.065356/72=0.8310.238 1.069 入渣（表5-8）
[Fe]→(Fe2O3)0.6003112/160=0.4210.181 0.602 入渣（表5-8）合计 6.596 6.698
成渣量 4.499 入渣组分之和①由CaO还原出的氧量；消耗CaO量=0.009356/32=0.016㎏。
表4-6 炉衬腐蚀的成渣量
炉衬蚀损渣量/
㎏
成渣组分/㎏气态氧化物/㎏耗氧量/㎏CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C→CO C→CO2C→CO，CO2
0.3(表5-4) 0.004 0.009 0.236 0.004 0.005 0.088 0.015 0.062
合计0.258 0.104 0.062
表4-7 加入溶剂的成渣量
类别加入
量㎏
成渣组分/㎏气态氧化物CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2
萤
石
0.5 0.002 0.003 0.028 0.008 0.008 0.005 0.001 0.44 0.008
白云
石
2.5 0.91 0.64 0.02 0.025 0.905
石
灰
6.67 5.854 0.173 0.167 0.1 0.033 0.007 0.009 0.007 0.309 0.002
合计 6.765 0.816 0.215 0.133 0.041 0.012 0.01 0.44 0.015 1.214 0.002 成渣量8.4321 1.2305
①.石灰加入量：渣中已含CaO=-0.016+0.004+0.002+0.910=0.900㎏；渣中已含SiO2=1.710+0.009
+0.028
+0.020=1.767㎏；因设定终渣碱度R=3.5，故石灰加入量为：5.285/(88.0%-3.532.50%)=6.67㎏
②.石灰加入量=(石灰中CaO含量）-（石灰中S→CaS自耗的CaO量）
表4-8 总渣量及其成分
炉渣成分/㎏CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 CaF2 P2O5 CaS 合计
元素氧化成渣 1.71 0.452 1.065 0.6 0.41 0.021 4.264 石灰石成渣量 5.854 0.167 0.173 0.1 0.033 0.007 0.009 6.343 炉衬蚀损成渣0.004 0.009 0.236 0.004 0.005 0.258 生白云石成渣0.91 0.02 0.64 0.025 1.595 萤石成渣量0.002 0.028 0.003 0.008 0.008 0.44 0.005 0.001 0.495 总成渣量 6.77 1.934 1.052 0.137 0.452 1.065 0.646 0.44 0.422 0.031 12.955 质量分数/%52.26 14.93 8.12 1.06 3.49 8.25 5.00 3.40 3.26 0.24 100
①.表中除(FeO)和(Fe2O3)以外的总渣量为6.779+1.934+1.052+0.137+0.452+0.440+0.422+0.031=
11.238㎏，而终渣Σω(FeO)=15%(表5-4)，故总渣量为11.238/86.75%=12.955㎏。
②.ω(FeO)=12.91038.25%=1.069㎏ ω(Fe2O3)=12.91035%-0.033-0.005-0.008=0.602㎏
第二步：计算氧气消耗量。
氧气的实际消耗量系消耗项目与供入项目之差。见表4-9
表4-9 实际耗氧量
秦皇岛宏兴钢铁有限公司 炼钢车间2×60T转炉三次除尘项目 技 术 方 案 张家口市宣化天洁环保科技有限公司 2016年5月
1.序言 秦皇岛宏兴钢铁有限公司技改炼钢车间三次除尘项目尘源点包括2×60t转炉两座加料跨配顶吸罩，600T混铁炉一座配顶吸罩，散装料上料系统一套配集中除尘。我公司根据秦皇岛宏兴钢铁有限公司提供的资料，编制了本方案，其目的在于为该除尘提供成套的、优化的、建设性的解决方案，确保符合国家环保要求，达标排放的前提下降低投资及运行成本。 2.尘源点概述 2.1需治理的扬尘点 本方案治理的尘源点配套除尘罩范围如下： 1）、2×60T转炉加料跨顶吸罩； 2）、600T混铁炉兑铁口、出铁口工位除尘罩； 3）、散装料地坑料仓卸料口除尘罩； 4）、散装料皮带机机头、机尾除尘罩； 5）、转运站皮带机头除尘罩、振动筛除尘罩； 6）、通廊皮带机头、皮带机尾除尘罩； 7）、高跨散装料仓皮带布料口除尘罩。 3.设计原则及依据 3.1设计原则 ●达标排放，保证除尘效果； ●不影响冶炼操作工艺； ●最大限度地降低运行费用及一次投资； ●利于维护管理，长期、有效、稳定地运行。 3.2 设计依据 ●国家有关环保要求及环境指标：（获县以上环保部门的验收） 排放浓度≤15mg/Nm3 岗位粉尘浓度≤10mg/Nm3（扣除背景值） 三次除尘捕集率≥95%（屋顶不冒黄烟），混铁炉捕捉率≥60% 除尘效率≥99%。 ●国家有关设计规范
4.除尘工艺流程及设计说明 4.1除尘工艺流程 本套系统采用低阻、大流量系统工艺原则，其目的在于以最低的系统阻力，控制系统管道流速（18～20m/s），通过选取管道经济流速，尽量降低系统阻力损失从而能明显降低长期电耗。换言之，追求的是在相同电机的情况下，最大限度地取得处理风量，提高捕集率。在相同风量满足捕集效果的前提下，尽可能少地消耗电能，降低运行费，并合理组织烟气，使系统长期、可靠、稳定地运行在既不烧滤袋又不易于结露的中温状态。烟气捕集是本系统的关键所在，设备其生产工艺不同、设备布置各异，因此，选用何种捕集罩型式成为本次方案的重点。 4.2除尘罩设计说明 1）、2×60T转炉加料跨顶吸罩： 60T转炉的烟尘基本处于持续产生过程，大量高温烟气受热膨胀和特抬升力影响从炉前二次除尘罩逃逸冲上加料跨车间顶部，由于现有车间全部密封，烟气淤积在车间顶部无法流通，必须在尘源上方利用现有厂房结构设置高悬伞形罩，捕集加料和兑铁水以及冶炼过程产生的三次烟气，被捕集的烟气通过系统管网汇合后进入低压脉冲除尘器进行过滤，最后满足排放达标的烟气通过引风机排入大气。 2）、600T混铁炉烟尘顶吸罩： 600T混铁炉产生的烟气基本处于间断产生过程，主要是混铁炉兑铁水、出铁水及铁包倒罐工位产生的大量烟尘。 混铁炉是贮存从高炉运来供炼钢转炉用的铁水，当混铁炉兑铁水和混铁炉向铁水罐倒铁水时在一定温度下部分碳析成石墨粉尘，混杂着氧化铁粉末随热气流扩散到车间内，大量高温烟气受热膨胀和特抬升力影响从炉前二次除尘罩逃逸冲上加料跨车间顶部，由于现有车间全部密封，烟气淤积在车间顶部无法流通，必须在尘源上方利用现有厂房结构设置高悬伞形罩。 由于石墨粉尘非常轻，在随热气流上升的过程中就受到车间横向野风的影响飘散到车间各个角落，因此采取高悬伞形罩的形式捕捉此类粉尘的话想对转炉三次除尘顶吸罩效率较低。 建议应该在最靠近尘源点的位置设计低悬伞形罩或者尘源点侧吸罩进行有效捕捉才能明显提高集尘效果。 3）、散装料上料系统除尘罩
世界氧气顶吹转炉炼钢技术发展史 氧气顶吹转炉炼钢(oxygen top blown converter steelmaking)由转炉顶部垂直插入的氧枪将工业纯氧吹入熔池，以氧化铁水中的碳、硅、锰、磷等元素，并发热提高熔池温度而冶炼成为钢水的转炉炼钢方法。它所用的原料是铁水加部分废钢，为了脱除磷和硫，要加入石灰和萤石等造渣材料。炉衬用镁砂或白云石等碱性耐火材料制作。所用氧气纯度在99％以上，压力为0．81～1．22MPa(即8～12atm)。 简史 空气底吹转炉和平炉是氧气转炉出现以前的主要炼钢设备。炼钢是氧化熔炼过程，空气是自然界氧的主要来源。然而空气中4／5的气体是氮气，空气吹炼时，这样多的氮气在炉内穿行而过，白白带走大量的热且有部分氮溶解在铁液中，成为恶化低碳钢品质的重要原因。平炉中，氧在用于燃烧燃料之后，过剩的氧要通过渣层传入钢水，所以反应速率极慢，这也就增加了热损失。因此，直接把氧气吹入熔池炼钢，成为许多冶金学家向往的目标。早在19世纪，现代炼钢法的创始人贝塞麦(H．Bessemer)就有了纯氧炼钢的设想，但因没有大量氧气而未进行试验。20世纪20年代后期，以空气液化和分馏为基础的林德一弗兰克(Linde—Frankel)制氧技术开发成功，能够生产可供工业使用的廉价氧气，氧气炼钢又为冶金界所注意。从1929年开始，柏林工业大学的丢勒尔教授(R．Durrer)在实验室中研究吹氧炼钢，第二
次世界大战开始后转到瑞士的冯?罗尔(V．Roll)公司继续进行研究。1936～1939年勒莱普(O.Lellep)在奥伯豪森(Oberhausen)进行了底吹氧炼钢的试验，由于喷嘴常损坏未能成功。1938年亚琛(Aachen)工业大学的施瓦茨(C．V．Schwarz)提出用超音速射流向下吹氧炼钢，并在实验室进行了试验，将托马斯生铁吹炼成低氮钢，但因熔池浅而损坏了炉底。1948年丢勒尔(R．Durrer)等在冯?罗尔(VonRoll)公司建成2．5t的焦油白云石衬的试验转炉，以450的斜度将水冷喷嘴插入铁水吹氧炼钢，无论贝塞麦生铁或托马斯生铁都能成功炼成优质钢水，而且认识到喷嘴垂直向下时，最有利于喷嘴和炉衬的寿命。这样就最后完成了转炉吹氧炼钢的实验室试验。从实验室研究向工业化试验的进一步发展是由奥地利的沃埃施特(VOEST)公司完成的。第二次世界大战后奥地利面临重建钢铁工业的需要，该国缺少废钢使得平炉或电炉炼钢法缺乏竞争力。沃埃施特公司注意到丢勒尔的试验，决心开发一个具有竞争力的新的炼钢方法。1949年5月在奥地利累欧本(Leoben)开了一次氧气炼钢的讨论会，决定冯?罗尔、曼内斯曼(Mannesmann)、阿尔派(ALPINE)和沃埃施特4个公司协作，在沃埃施特的林茨(Linz)钢厂作进一步的试验。1949年6月在林茨建成2t顶吹氧试验转炉，由苏埃斯(T．Suess)和豪特曼(H．Hauttmann)负责，在丢勒尔参与下，成功地解决了合适的氧气压力、流量和喷嘴与熔池面距离等工艺操作问题。之后迅速建立15t试验转炉，广泛研究新方法所冶炼钢的品质。由于钢的质量很好而且炼钢工艺的
年产330万吨全连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计 专业：冶金工程 姓名：朱江江 指导老师：折媛 摘要 本设计的主要任务是设计一座年产330万吨方坯的转炉炼钢车间。本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始，主要包括以下几部分：转炉炉型设计、氧枪设计、转炉车间设计、连铸设备的选型及计算、以及炼钢操作制度和工艺制度，其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。 本设计设有转炉两座，转炉大小均为150t，平均吹氧时间为38min，纯吹氧时间为 18min，转炉作业率为80%，转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。连铸坯的 收得率为98%，另外本车间炉外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。本车间的浇注方式为全连铸。车间的最终产品为方坯。 此次的设计任务更加巩固了我所学的专业知识，与此同时也更加了解了转炉炼钢车间的各道工艺流程，为以后的工作打下了良好的基础。 关键词：顶底复吹转炉炼钢车间精炼连铸 Abstact The main task of this design is designing a plant wich perduce 3.3 million tons of steel per year. It is become the foundation of the material and thermal calculation, mainly include the following parts: the bof model designing, oxygen lance designing, equipment selection and calculation of continuous caster ,besides,also including operating and process system of steelmaking ,the core of the design is ing This design has two 150t converter for steelmaking, the average time of oxygen applying is 38min ,pure oxygen applying time is 18min, the efficient of the bof is 80% , scrap metal and other auxiliary materials. The rate of casting billet is 98%, in addition , refining mainly adopts wire feeding and vacuum deairing, The final product is billet. The design more strengthened my major knowledge, at the same time also understand more about the converter steelmaking of each process , laiding a good foundation for the work of future. Keywords: converter steelmaking refining casting
太原科技大学 课程设计说明书 设计题目： 50t 氧气顶吹转炉设计 设计人：郭晓琴 指导老师：杨晓蓉 专业：冶金工程 班级：冶金工程081401 学号： 200814070105 材料科学与工程学院 2011年12月30 日
目录 摘要................................................ 错误！未定义书签。第一章绪论................................................ 错误！未定义书签。 1.1 氧气顶吹转炉炼钢的发展概况......................... 错误！未定义书签。 1.2 氧气顶吹转炉炼钢的优点............................. 错误！未定义书签。 1.3 转炉炼钢生产技术发展趋势........................... 错误！未定义书签。第二章炉型尺寸计算........................................ 错误！未定义书签。 2.1转炉炉型及其选择.................................... 错误！未定义书签。 2.2转炉炉型尺寸计算.................................... 错误！未定义书签。 2.2.1 熔池尺寸...................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 炉容比（容积比）.............................. 错误！未定义书签。 2.2.3炉帽尺寸...................................... 错误！未定义书签。 2.2.4炉身尺寸...................................... 错误！未定义书签。 2.2.5出钢口尺寸.................................... 错误！未定义书签。第三章氧气顶吹转炉耐火材料................................ 错误！未定义书签。 3.1 炉衬的组成和材质的选择............................. 错误！未定义书签。 3.2炉衬厚度的确定...................................... 错误！未定义书签。第四章氧气顶吹转炉金属构件的确定.......................... 错误！未定义书签。 4.1炉壳组成及结构形成................................. 错误！未定义书签。 4.2炉壳钢板材质与厚度的确定 (7) 4.3支撑装置 (7) 4.3.1 托圈......................................... 错误！未定义书签。 4.3.2炉衬的组成和材质的选择....................... 错误！未定义书签。 4.3.3耳轴及其轴承................................. 错误！未定义书签。 4.4倾动机构........................................... 错误！未定义书签。 4.5高径比的核定....................................... 错误！未定义书签。参考文献.............................................................. - 12 -
摘要 摘要 当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。电炉的主要产品是钢材，而钢的质量取决于电炉冶炼技术和工艺，目前我国钢铁产业大量整合趋向于集中，整合资源优化升级。本设计根据指导老师的课题范围，查阅相关资料，结合重庆地区实际条件，优化设计年产为100万吨的电炉间。 本次设计查阅国内大型电炉车间设计的相关内容和文献资料，明确本次设计的目的、方法，并向老师请教可行性方案。结合《炼钢设备及车间设计.》、《炼钢厂设计原理》、《炉外处理》等资料进行设计提纲的书写。对电炉进行配料计算，计算出电炉炼钢的原料配比。对电炉电气设备、炉外精炼、连铸系统、车间烟气净化系统、炼钢车间布局，结合国内大型电炉进行设定并向田老师探讨可行的方法和数据。绘制电弧炉平面图和电炉炼钢车间平面布置图。 关键字：电弧炉车间设计连铸炉外精炼
ABSTRACT ABSTRACT The current is moving large electric arc furnace electric arc furnace, high-power power supply technology, using a variety of refining, the development of direct reduction steel making, and gradually expand the use of mechanization and automation and process control computer for the development, so we were EAF designed to fit the trend of development. The main products are steel furnace, and the quality of steel depends on the electric furnace smelting technology and techniques, present a large number of integrated steel industry in China tend to focus on integrating resources for optimization and upgrading. The design of the subject areas under the guidance of teachers, access to relevant information, combined with the actual conditions in Chongqing, optimal design capacity of 100 tons of furnace plant. The design of access to large domestic electric furnace workshop content and related design documents, specifically designed for this purpose, methods, feasibility of the program to the teacher for help. With "steel-making equipment and plant design.", "Steel design principles", " outside the furnace processing ", etc. to design the outline of the writing. Calculated on the EAF ingredients to calculate the ratio of electric steelmaking raw materials. Electrical equipment on the furnace, secondary refining, continuous casting system, the plant flue gas purification systems, steel plant layout, combined with the large EAF set to Tian to explore feasible approaches and data. Electric arc furnace steel-making plans and drawing workshop floor plan. Keyword：electric arc furnace, plant design, casting, refinin
氧气顶吹转炉炼钢终点碳控制的方法 终点碳控制的方法有三种，即一次拉碳法、增碳法和高拉补吹法。 一次拉碳法 按出钢要求的终点碳和终点温度进行吹炼，当达到要求时提枪。 这种方法要求终点碳和温度同时到达目标，否则需补吹或增碳。一次拉碳法要求操作技术水平高，其优点颇多，归纳如下： (1) 终点渣TFe含量低，钢水收得率高，对炉衬侵蚀量小。 (2) 钢水中有害气体少，不加增碳剂，钢水洁净。 (3) 余锰高，合金消耗少。 (4) 氧耗量小，节约增碳剂。 增碳法 是指吹炼平均含碳量≥0.08%的钢种，均吹炼到ω[C]＝0.05％～0.06％提枪，按钢种规范要求加入增碳剂。增碳法所用碳粉要求纯度高，硫和灰分要很低，否则会玷污钢水。 采用这种方法的优点如下： (1）终点容易命中，比“拉碳法”省去中途倒渣、取样、校正成分及温度的补吹时间，因而生产率较高； (2）吹炼结束时炉渣Σ（FeO）含量高，化渣好，去磷率高，吹炼过程的造渣操作可以简化，有利于减少喷溅、提高供氧强度和稳定吹炼工艺； (3）热量收入较多，可以增加废钢用量。 采用“增碳法”时应严格保证增碳剂质量，推荐采用C＞95％、粒度≤10毫米的沥青焦。增碳量超过0.05％时，应经过吹Ar等处理。 高拉补吹法 当冶炼中、高碳钢钢种时，终点按钢种规格稍高一些进行拉碳，待测温、取样后按分析结果与规格的差值决定补吹时间。 由于在中、高碳(ω[c]>0.40％)钢种的碳含量范围内，脱碳速度较快，火焰没有明显变化，从火花上也不易判断，终点人工一次拉碳很难准确判断，所以采用高拉补吹的办法。用高拉补吹法冶炼中、高碳钢时，根据火焰和火花的特征，参考供氧时间及氧耗量，按所炼钢种碳规格要求稍高一些来拉碳，使用结晶定碳和钢样化学分析，再按这一碳含量范围内的脱碳速度补吹一段时间，以达到要求。高拉补吹方法只适用于中、高碳钢的吹炼。根据某厂30 t 转炉吹炼的经验数据，补吹时的脱碳速度一般为0.005％/s。当生产条件变化时，其数据也有变化。
文章编号：１００５—７２７７（２００７）０３—００５７—０２ ２００７年第２９卷第３期第５７页 电气传动自动化 ＥＬＥＣＴＲＩＣＤＲＩＶＥＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．３ ２００７，２９（３）：５７～５８ １前言 随着国民经济的发展和现代化技术的进步， 电力网负荷急剧增大，对电网感性无功要求也与日俱增。特别是可逆式大型轧钢机、炼钢电弧炉等冲击负荷、非线性负荷容量的不断增加，加上普遍应用的电力电子和微电子技术，使得电力网发生电压波形畸变，电压波动闪变和三相不平衡等，产生电能质量降低，电网功率因数降低，网络损耗增加等不良影响。近年发展起来的静止型无功补偿装置 （ＳｔａｔｉｃＶａｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ，简称ＳＶＣ）是一种快速调节无功功率的装置，已成功应用于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上。而晶闸管控制电抗器型（称ＴＣＲ型）ＳＶＣ用可控硅控制线性电抗器实现较快、连续的无功功率调节，它具有反应时间快 （５－２０ｍｓ），运行可靠，无级补偿、分相调节，能平衡有功，适用范围广和廉价等优点。ＴＣＲ装置还能实现分相控制，有较好的抑制不对称负荷的能力，因而在冶金行业中应用最广。 ２ＴＣＲ型＋ＦＣＳＶＣ系统组成及控制原理 ２．１系统组成 ＴＣＲ＋ＦＣ型ＳＶＣ系统的组成如图１所示，一般由ＴＣＲ、滤波器（ＦｉｌｔｅｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｒ，简称ＦＣ）及控 制系统组成。通过控制与电抗器串联的两个反并联晶闸管的导通角，既可以向系统输送感性无功电流，又可以向系统输送容性无功电流。该补偿器响应时间快（小于半周波），灵活性大，而且可以连续 调节无功输出，缺点是产生谐波，但加上滤波装置则可以克服。因此，该电路又称为ＴＣＲ＋ＦＣ型电路。 ２．２可调相控电抗器（ＴＣＲ）产生连续、变化感性无功的基本原理 如图２所示，ｕ为交流电压。Ｔｈ１、Ｔｈ２为两个反并联晶闸管，分别在电源电压波的两个半周内导通，理想控制触发角α在９０－１８０° 范围内调节。而实际最小触发角不在９０°，有一个最小角度，在最小角度触发时，ＴＣＲ的输出无功功率达到额定值。控制这两个晶闸管在一定范围内导通，则可控制电抗器流过的电流Ｉ，Ｉ和ｕ的基本波形如图３所示。 α为Ｔｈ１和Ｔｈ２的触发角，则有： ｉ＝２Ｖ!ωＬ （ｃｏｓα－ｃｏｓωｔ） ＴＣＲ＋ＦＣ型ＳＶＣ原理及应用 朱金奇 （安阳钢铁集团有限责任公司，河南安阳４５５００４） 摘要：介绍了ＴＣＲ＋ＦＣ型ＳＶＣ的基本原理和应用实例，并对无功补偿与谐波抑制的发展方向进行了展望。关键词：ＳＶＣ；无功补偿；谐波中图分类号：ＴＭ７１４．３ 文献标识码：Ｃ ＴｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦＣＲ＋ＦＣｔｙｐｅＳＶＣ ＺＨＵＪｉｎ－ｑｉ （ＡｎｙａｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ．，Ａｎｙａｎｇ４５５００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＦＣＲ＋ＦＣｔｙｐｅＳＶＣａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｅａｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｒｅｓｔｒａｉｎｉｎ ｔｈｅｆｕｔｕｒｅａｒｅａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＳＶＣ；ｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｈａｒｍｏｎｉｃ
转炉炼钢工艺流程 这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。 转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。 当磷与硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。 随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。这种
转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。 转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成： （1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理；（2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减弱）； （4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低，约12min 后火焰微弱，停吹）； （5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢； （6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。 上炉钢出完钢后，倒净炉渣，堵出钢口，兑铁水和加废钢，降枪供氧，开始吹炼。在送氧开吹的同时，加入第一批渣料，加入量相当于全炉总渣量的三分之二，开吹3-5分钟后，第一批渣料化好，再加入第二批渣料。如果炉内化渣不好，则许加入第三批萤石渣料。 吹炼过程中的供氧强度：
马钢三钢厂50t电弧炉自动控制系统毕 业设计 目录 1. 概述 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 电弧炉系统 (1) 1.2.1电弧炉炼钢发展概况 (1) 1.2.2 电弧炉炼钢的特点 (2) 1.3 电弧炉工艺发展概况 (3) 1.3.1 电弧炉的历史发展 (4) 1.3.2 电弧炉在国内的发展 (4) 1.4 电弧炉自动化技术的发展趋势 (5) 1.4.1 电弧炉控制方法理论研究 (5) 1.4.2 电弧炉自动化发展趋势 (6) 1.5 电弧炉炼钢设备概括 (7) 1.5.1 电弧炉炼钢的机械设备 (7) 1.5.2 电弧炉炼钢的电气设备 (9) 1.6 电弧炉炼钢过程及工艺简介 (10) 1.6.1 电弧炉炼钢过程 (10) 1.6.2 电弧炉工艺简述 (11) 1.6.3 电弧炉工艺对控制系统的要求 (12) 1.6.4 电弧炉炼钢工艺对电极调节器的要求 (12) 2. 电弧炉炼钢控制系统 (14) 2.1 电极升降自动控制系统 (14) 2.1.1 电极调节器的特点 (15) 2.1.2 电极调节控制原理 (16) 2.2 液压、水冷、气动控制系统 (18) 2.2.1 液压控制系统 (18) 2.2.2 水冷控制系统 (18) 2.2.3 气动控制系统 (19) 2.3 计算机在电弧炉炼钢过程中的应用 (19) 2.4 PLC控制系统 (20) 2.4.1 电弧炉PLC控制系统的构成 (21) 2.4.2 电弧炉PLC控制系统的功能 (21) 3. 电弧炉控制系统的软硬件设计 (23) 3.1 电弧炉控制系统硬件设计 (23) 3.1.1 系统硬件选型 (23) 3.2 电弧炉控制系统软件设计 (24) 3.2.1 变压器保护系统 (24) 3.2.2 液压站控制 (26)
设计一座公称容量为3×200t吨的氧气转炉炼钢车间毕业设计 目录 摘要.............................................. 错误!未定义书签。ABSTRACT ............................................ 错误!未定义书签。引言. (1) 1 设计方案的选择即确定 (2) 1.1车间生产规模、转炉容量及座数的确定 (2) 1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定 (2) 1.2.1 转炉冶炼工艺及控制 (2) 1.2.2 铁水供应系统 (2) 1.2.3 铁水预处理系统 (3) 1.2.4 废钢供应系统 (4) 1.2.5 散装料供应系统 (4) 1.2.6 转炉烟气净化及回收工艺流程 (6) 1.2.7 铁合金供应系统 (7) 1.2.8 炉外精炼系统 (7) 1.2.9 钢水浇注系统 (8) 1.2.10 炉渣处理系统 (10) 1.3炼钢车间工艺布置 (11) 1.3.1 车间跨数的确定 (11) 1.3.2 各跨的工艺布置 (12) 1.4车间工艺流程简介 (12) 1.5原材料供应 (15) 1.5.1 铁水供应 (15) 1.5.2 废钢供应 (15) 1.5.3 散装料和铁合金供应 (15) 2设备计算 (16) 2.1转炉计算 (16)
2.1.2 转炉空炉重心及倾动力矩 (22) 2.2氧抢设计 (24) 2.2.1 技术说明 (24) 2.2.2 喷头设计 (25) 2.2.3 枪身设计 (27) 2.3净化及回收系统设计与计算 (33) 2.3.1吹炼条件 (33) 2.3.2参数计算 (34) 2.3.3流程简介 (36) 2.3.4 主要设备的设计和选择 (36) 2.3.5 计算资料综合 (39) 2.4炉外精练设备的选取及主要参数 (39) 2.4.1主要设计及其特点 (39) 2.4.2 主要工艺设备技术性能 (40) 3车间计算 (50) 3.1原材料供应系统 (50) 3.1.1 铁水供应系统 (50) 3.1.2 废钢场和废钢斗计算 (51) 3.1.3 散状料供应系统 (52) 3.1.4 合金料供应系统 (54) 3.2浇铸系统设备计算 (55) 3.2.1钢包及钢包车 (55) 3.2.2连铸机 (56) 3.3渣包的确定 (64) 3.4车间尺寸计算 (67) 3.4.1 炉子跨 (67) 3.4.2 其余各跨跨度 (62) 3.5天车 (63) 4 新技术和先进工艺、设备的应用 (64) 4.1铁水预处理脱硫 (64)
50吨氧气顶吹转炉炉体设计 1 氧气顶吹转炉炼钢的发展概况 氧气顶吹转炉炼钢法是20世纪50年代产生和发展起来的炼钢技术，但从起出现至今已有100多年的历史。早在1856年英国人亨利·贝塞麦就研究开发了酸性底吹转炉炼钢法，以铁水为原料，从转炉底部通入空气氧化去除杂质冶炼成钢。第一次实现了液态钢冶炼的规模生产，从此进入了现代钢铁工业生产阶段。1878年德国尼·托马斯研究发明的碱性底吹转炉炼钢法，以碱性耐火材料砌筑炉衬，吹炼过程中可加入石灰造渣，能够脱除铁水中的P、S，解决了高磷铁水冶炼技术问题。由于转炉炼钢法有生产率高、成本低、设备简单等优点，在欧洲得到迅速的发展，并成为当时主要的炼钢方法。 第二次世界大战之后，从空气中分离氧气技术的成功，提供了大量廉价的工业纯氧，使贝塞麦的氧气炼钢设想得以实现。由于氧气顶吹转炉炼钢首先在林茨和多那维茨两城投入生产，所以取这两个城市名称的第一个字母L-D（LD）作为氧气顶吹转炉炼钢法的代称。 LD炼钢法具有反应速度快，热效率高，又可使用约30%的废钢为原料；并克服了底吹转炉钢质量差，品种少的缺点；因而一经问世就显示出巨大的优越性和生命力。进入20世纪70年代以后，顶吹转炉炼钢技术趋于完善。转炉的最大公称吨位达380t；单炉生产能力达到400~500万t/a；能够冶炼全部平炉钢种，若与有关精炼技术相匹配，还可以冶炼部分电炉钢种；大型转炉炉龄在1999年达到10000炉次/炉役以上；并实现了计算机控制终点碳与出钢温度。 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年开始了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，我国第一个氧气顶吹转炉炼钢车间（2×30t）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3.5~5t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转炉车间，并新建了一批中、大型氧气顶吹转炉车间。20世纪80年代宝钢从日本引进建成具有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250t 转炉，唐钢建成150t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，（50-90t的转炉有25座），100-200t的转炉有23
毕业设计说明书 设计题目：100吨交流电弧炉炼钢车间设计 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 专 业 班 级：_________________________ 李龙 冶金技术2班 0929302245 2012 年 05月20号
毕业设计说明书................................................................................................................... - 1 -文献综述. (2) 1.3现代电弧炉炼钢技术 (5) 1.4电弧炉炼钢的发展趋势 (6) 1.5电弧炉装备技术未来的创新发展 (6) 1.5.2我国正进人电炉炼钢高速发展时期 (7) 3.4.1、炉料入炉 (13) 第四章建设所选电弧炉炼钢工程的必要性和可行性分析 (13) 电弧炉车间设计 (18) 1.1电炉车间计算 (18) 11..1电炉容量和座数的确定 (18) 1.1.2电炉车间生产技术指标 (18) 参考文献.................................................................................................................................................. 致谢..........................................................................................................................................................
毕业设计指导书 指导教师孔辉学生姓名 ## 班级冶081 一、设计(论文)的题目： 设计一个年产300万吨合格铸坯的转炉炼钢车间 二、设计(论文)的目的： 进行钢铁厂设计需要花费大量精力和时间，且独立性强，因此对提高学生的综合能力（查阅文献能力、独立设计选型与计算能力、Autocad制图能力等）很有帮助。通过教师制定每一阶段的明确目标，在督促学生完成任务的同时，与学生共同商讨，共同学习有教学相长的作用。 三、设计(论文)的内容及要求： 1、文献调研及生产现场考察。 要求查阅近年相关文献20篇以上，其中外文资料不少于3篇，一篇外文译成中文。2、设计说明书内容： （1）设计原则和依据 （2）产品大纲的制定 （3）工艺流程的选择与论证 （4）物料平衡与热平衡计算 （5）车间主体设备的计算与选择 （6）车间工艺布置 （7）车间厂房的布置 （8）采用新工艺说明 3、工程制图： （1）车间工艺平面布置图一张 （2）车间横剖视图一张 （3）转炉炉体图一张，为CAD制图。 四、时间安排： 第1周：查阅设计资料及生产调研，了解不同钢种的成分、用处、生产要点；了解本单位的设备条件及工艺过程 第2-4周：设计方案的确定与论证 第5-6周：转炉冶炼典型钢种的物料平衡和热平衡计算 第7-9周：车间主体设备的设计
第10-11周：车间主厂房的设计 第12-14周：用计算机绘制车间平面布置图、剖面图及炉体本体图 第15-16周：编写设计说明书 第17周：准备答辩 五、推荐参考文献： [1] 冯聚合.艾立群，刘建华.铁水预处理和炉外精炼.冶金工业出版社，2006； [2] 张树勋.钢铁厂设计原理. 冶金工业出版社，2005年第一版； [3] 胡会军.田正宏. 宝钢分公司炼钢厂：上海，2009；
R.D.佩尔克等著，邵象华、楼盛赫等译校：《氧气顶吹转炉炼钢》，冶金工业出版社，北京，（上册）1980，（下册）1982。(R.D.Pehlke,ed., BOF Steelmaking,AIME,1974～1977.) 氧气顶吹转炉炼钢 责任编辑：苏方来源：成都钢铁网2008年06月20日 氧气顶吹转炉炼钢(oxygen top blown converter steelmaking) 由转炉顶部垂直插入的氧枪将工业纯氧吹入熔池，以氧化铁水中的碳、硅、锰、磷等元素，并发热提高熔池温度而冶炼成为钢水的转炉炼钢方法。它所用的原料是铁水加部分废钢，为了脱除磷和硫，要加入石灰和萤石等造渣材料。炉衬用镁砂或白云石等碱性耐火材料制作。所用氧气纯度在99％以上，压力为0．81～1．22MPa(即8～12atm)。 简史空气底吹转炉和平炉是氧气转炉出现以前的主要炼钢设备。炼钢是氧化熔炼过程，空气是自然界氧的主要来源。然而空气中4／5的气体是氮气，空气吹炼时，这样多的氮气在炉内穿行而过，白白带走大量的热且有部分氮溶解在铁液中，成为恶化低碳钢品质的重要原因。平炉中，氧在用于燃烧燃料之后，过剩的氧要通过渣层传入钢水，所以反应速率极慢，这也就增加了热损失。因此，直接把氧气吹入熔池炼钢，成为许多冶金学家向往的目标。早在19世纪，现代炼钢法的创始人贝塞麦(H．Bessemer)就有了纯氧炼钢的设想，但因没有大量氧气而未进行试验。20世纪20年代后期，以空气液化和分馏为基础的林德一弗兰克(Linde —Frankel)制氧技术开发成功，能够生产可供工业使用的廉价氧气，氧气炼钢又为冶金界所注意。从1929年开始，柏林工业大学的丢勒尔教授(R．Durrer)在实验室中研究吹氧炼钢，第二次世界大战开始后转到瑞士的冯?罗尔(V．Roll)公司继续进行研究。1936～1939年勒莱普(O.Lellep)在奥伯豪森(Oberhausen)进行了底吹氧炼钢的试验，由于喷嘴常损坏未能成功。1938年亚琛(Aachen)工业大学的施瓦茨(C．V．Schwarz)提出用超音速射流向下吹氧炼钢，并在实验室进行了试验，将托马斯生铁吹炼成低氮钢，但因熔池浅而损坏了炉底。1948年丢勒尔(R．Durrer)等在冯?罗尔(V onRoll)公司建成2．5t的焦油白云石衬的试验转炉，以450的斜度将水冷喷嘴插入铁水吹氧炼钢，无论贝塞麦生铁或托马斯生铁都能成功炼成优质钢水，而且认识到喷嘴垂直向下时，最有利于喷嘴和炉衬的寿命。这样就最后完成了转炉吹氧炼钢的实验室试验。从实验室研究向工业化试验的进一步发展是由奥地利的沃埃施特(VOEST)公司完成的。第二次世界大战后奥地利面临重建钢铁工业的需要，该国缺少废钢使得平炉或电炉炼钢法缺乏竞争力。沃埃施特公司注意到丢勒尔的试验，决心开发一个具有竞争力的新的炼钢方法。1949年5月在奥地利累欧本(Leoben)开了一次氧气炼钢的讨论会，决定冯?罗尔、曼内斯曼(Mannesmann)、阿尔派(ALPINE)和沃埃施特4个公司协作，在沃埃施特的林茨(Linz)钢厂作进一步的试验。1949年6月在林茨建成2t顶吹氧试验转炉，由苏埃斯(T．Suess)和豪特曼(H．Hauttmann)负责，在丢勒尔参与下，成功地解决了合适的氧气压力、流量和喷嘴与熔池面距离等工艺操作问题。之后迅速建立15t试验转炉，广泛研究新方法所冶炼钢的品质。由于钢的质量很好而且炼钢工艺的效率很高，1949年末该公司决定在林茨投资建设世界第一个氧气顶吹转炉工厂。并命名该炼钢法为LD法。林茨的30tLD转炉工厂于1952年11月投产。翌年春季第2个30tLD转炉工厂在奥地利多纳维兹([)onawitz)建成投产。1950年由苏埃斯申请得到专利权。推动炼钢工业再次大变革的氧气顶吹转炉炼钢法登上了历史舞台。该法问世后，数十年内迅速取代了平炉炼钢而成为世界上最主要的炼钢方法。在北美，美国是平炉炼钢大国，有平炉熔池吹氧的经验。美国又是第二次世界大战的最大战胜国，工业基础雄厚。在得知转炉氧气炼钢的信息后，美国麦克劳斯(McLouth)公司和加拿大多法斯柯(DOFASCO)公司于1954年各迅速建成一个35t氧气顶吹转炉车间并投产。随后
氧气顶吹转炉炉体设计
目录 一转炉系统设备.............................................................................................................- 1 - 1.1 炉型.....................................................................................................................- 1 - 1.1.1 转炉炉型概念.............................................................................................- 1 - 1.1.2 合理的炉型要求.........................................................................................- 1 - 1.1.3 转炉的基本炉型.........................................................................................- 2 - 1.1.3.1 筒球型.................................................................................................- 2 - 1.1.3.2 锥球型.................................................................................................- 2 - 1.1.3.3 截锥型.................................................................................................- 2 - 1.2 转炉炉型主要参数确定.....................................................................................- 3 - 1.2.1 转炉的公称容量.........................................................................................- 3 - 1.2.2 炉容比.........................................................................................................- 3 - 1.2.2.1 铁水比、铁水成分.............................................................................- 3 - 1.2.2.2 供氧强度.............................................................................................- 3 - 1.2.2.3 冷却剂的种类.....................................................................................- 4 - 1.2.3 高径比.........................................................................................................- 4 - 1.3 炉型主要尺寸的确定.........................................................................................- 4 - 1.3.1 筒球型氧气顶吹转炉的主要尺寸.............................................................- 4 - 1.3.1.1 熔池直径D..........................................................................................- 5 - 1.4 炉壳.....................................................................................................................- 6 - 1.4.1 炉壳的作用.................................................................................................- 6 - 1.4.2 炉壳的组成.................................................................................................- 6 - 1.4. 2.1 炉帽.....................................................................................................- 6 - 1.4. 2.2 炉身.....................................................................................................- 8 - 1.4. 2.3 炉底.....................................................................................................- 8 - 1.4. 2.4 制作及要求.........................................................................................- 8 - 1.5 炉体支撑系统.....................................................................................................- 9 - 1.5.1 托圈与耳轴.................................................................................................- 9 - 1.5.1.1 托圈与耳轴的作用、结构.................................................................- 9 - 1.5.1.2 托圈与耳轴的连接...........................................................................- 10 - 1.5.2 炉体与托圈...............................................................................................- 10 - 1.5.3 耳轴轴承座...............................................................................................- 13 - 1.6 转炉倾动机构...................................................................................................- 14 - 1.6.1 工作特点...................................................................................................- 14 - 1.6.1.1 减速比大...........................................................................................- 14 - 1.6.1.2 倾动力矩大.......................................................................................- 14 - 1.6.1.3 启动制动频繁，承受的动载荷大...................................................- 14 - 1.6.1.4 工作条件恶劣...................................................................................- 15 - 1.6.2 结构要求...................................................................................................- 15 - 1.6. 2.1 满足工艺需要...................................................................................- 15 - 1.6. 2.2 具有两种以上倾动速度...................................................................- 15 - 1.6. 2.3 安全可靠运转...................................................................................- 15 - 1.6. 2.4 良好的适应性...................................................................................- 15 - 1.6. 2.5 结构紧凑效率高...............................................................................- 15 -