【正文】 ...................................................................................... 45 轉(zhuǎn)爐車間組成與生產(chǎn)能力計(jì)算 ...................................................................................... 45 轉(zhuǎn)爐車間組成 .............................................................................................................. 45 轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 ....................................................................................... 45 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定 ................................................................................... 45 轉(zhuǎn)爐車間主廠房工藝布置 ............................................................................................. 46 主廠房主要尺寸的確定 ............................................................................................... 46 轉(zhuǎn)爐跨主要尺寸的確定 ..................................................................................... 46 加料跨主要尺寸的確 定 ..................................................................................... 51 澆鑄跨主要尺寸的確定 ..................................................................................... 52 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 57 致謝 ............................................................................................................................................... 58 附錄 ............................................................................................................................................... 59 I 摘要 本文主要介紹了 270 噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐及煉鋼車間設(shè)計(jì) 。 簡(jiǎn)要介紹了我國(guó)煉鋼技術(shù)的發(fā)展歷程和節(jié)能環(huán)保問(wèn)題。然后 從物料平衡和熱平衡方面進(jìn)行計(jì)算， 以 100 千克單位鐵水量為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算確定 了合理的原料成分及原料加入量，以確保物質(zhì)和能量的守恒；再 依 給定的 270 噸氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)出其爐型及相應(yīng)的氧槍及水冷裝置等。 然后 簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)煙氣凈化系統(tǒng)及精煉設(shè)備，再 對(duì)連鑄的生產(chǎn)能力進(jìn)行計(jì)算， 采用一機(jī)二流的四臺(tái)連鑄機(jī)進(jìn)行同時(shí)生產(chǎn)， 使 連鑄生產(chǎn)能力 達(dá)到 且超過(guò) 了預(yù)計(jì)的產(chǎn)量 要求，最后確定 煉鋼廠的 布置 ， 最終 完成設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ：物料平衡和熱平衡 ,氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，煉鋼車間。 II Abstract This design introduces 270ton BOF and steelmaking plant design . The design briefly describes the history of steelmaking technology. And then from the material balance and heat balance calculation to 100 kg units of iron water, calculated on the basis to determine a reasonable raw material ponents and raw materials by adding volume to ensure that materials and energy conservation。 then follow the given 270 tons of BOF and the corresponding design of the furnace chamber and the water of oxygen devices. Then simply introduce flue gas purification system design and refining calculated the production capacity of continuous casting, continuous casting furnace with secondrate one machine simultaneously casting machine production, the production capacity of continuous casting production reached and even over the expected requirements, determine the layout of steel mills, and finally plete the design requirements. Key words: material balance and heat balance, BOF， making workshop。 1 第一章 緒論 現(xiàn)代煉鋼工藝的發(fā)展 鋼鐵材料是人類最主要使用的結(jié)構(gòu)材料，也是產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的功能材料，咋經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用。盡管近年來(lái)鋼鐵面臨著陶瓷材料、高分子材料、有色金屬材料等的競(jìng)爭(zhēng)，由于其在礦石儲(chǔ)量、生產(chǎn)成本、回收再利用率、綜合性能等方面所具有的明顯優(yōu)勢(shì)，在可以預(yù)見的未來(lái)鋼鐵在各類材料中所占據(jù)的地位仍然不會(huì)改變。 煉鋼法包括以下主要過(guò)程： ?去除鋼中的碳、磷、硫、氧、氫等雜質(zhì)組 分以及由廢鋼帶入的混雜元素銅、錫、鉛、鉍等； ?為了保證冶煉和澆注的進(jìn)行，需將鋼水加熱至 1600～17000C； ?普通碳素鋼通常需含錳、硅、低合金鋼和合金鋼則需要含有鉻、鎳、鉬、鎢、釩、鈦、鈮鋁等，為此在煉鋼過(guò)程中須向鋼液配加有關(guān)合金使之合金化；④去除鋼液中內(nèi)生和外來(lái)的各類非金屬夾雜物；⑤將合格鋼水澆筑成方坯、小方坯、圓坯及板坯等；⑥節(jié)能和減少排放，包括回收轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣和爐渣排放以及煉鋼煙塵污染、爐渣、耐火材料等返回再利用。 現(xiàn)代煉鋼法最早起始于 1865 年英國(guó)人 發(fā)名的酸性底吹轉(zhuǎn)爐煉 鋼發(fā)，該法首次解決了大規(guī)模生產(chǎn)液態(tài)鋼問(wèn)題，奠定了近代煉鋼工藝發(fā)的基礎(chǔ)。由于空氣與鐵水直接 作用， Bessemer 煉鋼法因而具有很快的冶煉速度，成為當(dāng)時(shí)的主要煉鋼方法。但是， Bessemer工藝采用的是酸性爐襯，不能造堿性爐渣，因而不能進(jìn)行脫磷和脫硫。 1879 年英國(guó)人 發(fā)明了堿性空氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，成功的解決了冶煉高磷生鐵的問(wèn)題。 幾乎在 Bessemer 煉鋼工藝開發(fā)成功的同時(shí)， 1856 年平盧煉鋼法也被成功發(fā)明。最早的平爐仍為酸性爐襯，但隨后堿性平盧煉鋼法很快被開發(fā)成功。在當(dāng)時(shí)，平路煉鋼的操作和控制比空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼穩(wěn)定，能適用于各種原料條件，鐵水和廢鋼的比例可以在很寬的范圍內(nèi)變化。陳平爐煉鋼工藝外，電弧爐煉鋼方法在 1899 年也被成功開發(fā)。在 20 世紀(jì) 50年代氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐發(fā)明前，平爐是最主要的煉鋼方法。 第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后的 20 世紀(jì) 50 年代，世界鋼鐵工業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，在這一時(shí)期開發(fā)成功的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)和鋼水澆注開始推廣采用的連鑄工藝對(duì)隨后的鋼鐵工業(yè)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。 1952 年氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法在奧地利被發(fā)明成功，由于具有反應(yīng)速率快、熱效率高以及產(chǎn)出的鋼制良好、品種多等優(yōu)點(diǎn)，該方法迅速被日本和西歐采用。在 20 世紀(jì) 70 年代， 2 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法以取代了平爐法成為主要的煉鋼方法。在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐迅速發(fā)展的同時(shí)，德、美、法等國(guó)發(fā)明成功了氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法，該法通過(guò)噴吹甲烷、重油、柴油登對(duì)噴口進(jìn)行冷卻，是純氧能 從爐底吹入熔池而不至損壞爐底。 在 20 世紀(jì) 80 年代中后期，西歐、日、美等相繼開發(fā)成功了頂?shù)讖?fù)吹氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼方法，在此法中，氧氣有頂部氧槍供入，同時(shí)由爐底噴口噴入氬氣、氮廢鋼用量多的長(zhǎng)處，同時(shí)又兼?zhèn)溲鯕獾痛罐D(zhuǎn)爐煉鋼熔池?cái)嚢韬?、鐵和錳氧化損失少、金屬噴濺少等優(yōu)點(diǎn)，因而目前世界上交大容量的轉(zhuǎn)爐絕大多數(shù)都采用了頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝。 液態(tài)金屬連續(xù)澆注專利實(shí)在 1886 年已經(jīng)問(wèn)世，在 1937 年德國(guó)人 發(fā)名成功振動(dòng)式結(jié)晶器而大大減少了拉坯漏鋼事故后，連鑄開始在有色金屬工業(yè)中被采用。 1954 年 開發(fā)成功了連珠結(jié)晶器“負(fù)滑脫”技術(shù)，這使得拉漏率被進(jìn)一步減少，連鑄在鋼水澆注中采用。與模鑄相比，連鑄在節(jié)約投資、節(jié)能及提高鋼的收得率、產(chǎn)量和質(zhì)量方面有著很明顯的優(yōu)勢(shì)。 20 世紀(jì) 70 年代后，西歐多國(guó)和日本的鋼鐵工業(yè)開始大規(guī)模采用連鑄，至 20 世紀(jì) 80 年代， 世界連鑄比率超過(guò)模鑄，日、德、法、意、韓等鋼鐵發(fā)達(dá)國(guó)家連鑄技術(shù)迅速發(fā)展，連鑄在產(chǎn)量、質(zhì)量、節(jié)能、降耗等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，至 20 世紀(jì) 80 年代末，連鑄在日、歐、韓等鋼鐵發(fā)達(dá)國(guó)家連鑄比均超過(guò)了 90%。目前，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的連鑄比也超過(guò)了 94%。 連續(xù)鑄鋼技術(shù)的采用不僅完全改變了舊的鑄鋼工序，還帶動(dòng)了整個(gè)鋼鐵廠的優(yōu)化，因此被許多的冶金學(xué)家稱之為鋼鐵工業(yè)的一次“技術(shù)革命。由于連鑄生產(chǎn)節(jié)奏快、為了適應(yīng)連鑄，必須縮短煉鋼冶煉時(shí)間。因此必須優(yōu)化煉鋼工序。 現(xiàn)代煉鋼科學(xué)進(jìn)展還表現(xiàn)在冶金知識(shí)與材料、計(jì)算機(jī)、電磁、環(huán)境等科學(xué)交叉、融合和應(yīng)用上。如在氧氣噴頭和噴粉冶金中應(yīng)用空氣動(dòng)力學(xué)中可壓縮氣體和氣象輸送等知識(shí)，在煉鋼過(guò)程中廣泛采用了聲學(xué)、圖像識(shí)別、專家系統(tǒng)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)等方面知識(shí)，在連鑄過(guò)程中采用電磁、金屬壓力加工等知識(shí)。預(yù)計(jì)在今后一段時(shí)間里，煉鋼科 技會(huì)進(jìn)一步提升和發(fā)展。而煉鋼科學(xué)最重要的發(fā)展將會(huì)在液態(tài)鋼的凝固加工、減少排放、排放物和廢氣物的再回收利用以及與信息、材料、環(huán)境等科學(xué)交叉、融合和應(yīng)用方面。 歷經(jīng) 150 多年的發(fā)展歷程，鋼鐵工業(yè)應(yīng)經(jīng)成為高度成熟的產(chǎn)業(yè)。但是，鋼鐵工業(yè)在科技進(jìn)步方面仍然面臨者很大的壓力，這主要表現(xiàn)在： ? 要求有更高的生產(chǎn)效率。鋼鐵冶金生產(chǎn)過(guò)程大量消耗原材料和能源，從生態(tài)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展放面考慮，必須對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)流程進(jìn)行改進(jìn)以提高效率和降低能耗。 ? 要求產(chǎn)品具有高性能。鋼鐵材料目前面臨其他材料的激烈的競(jìng)爭(zhēng)，以汽車為例，目前已先 后制造“全鋁”汽車和“全塑”汽車。進(jìn)一步提高 3 鋼鐵性能的重點(diǎn)是要提高剛才的強(qiáng)韌性以及提高疲勞破壞和抗腐蝕性能。 ? 要求對(duì)環(huán)境更加友好。這就要求盡量減少?gòu)U棄爐渣、煙塵、 NOx， SOX， CO2 的排放，并利用冶金工業(yè)過(guò)程處理廢棄鋼鐵、塑料、城市垃圾等。鋼鐵工業(yè)面臨的科技進(jìn)步壓力是鋼鐵科學(xué)繼續(xù)向前發(fā)展的前提和動(dòng)力，而鋼鐵冶金科學(xué)的發(fā)展反過(guò)來(lái)又會(huì)促進(jìn)鋼鐵冶金技術(shù)的進(jìn)步。 近 20 年來(lái)，中國(guó)鋼鐵工業(yè)取得了令人矚目的發(fā)展， 1996 年中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量超過(guò)了 1 億噸，成為世界第一的產(chǎn)鋼國(guó)， 2021 年鋼鐵產(chǎn)量達(dá)到 億噸，產(chǎn)量 超過(guò)居世界第二和第三的日本和美國(guó)鋼產(chǎn)量的總和。除鋼產(chǎn)量外，中國(guó)鋼鐵工業(yè)在裝備、工藝技術(shù)水平和鋼材質(zhì)量方面也