【正文】 41 爐外精煉的功能 ..................................................................................................... 41 LF 精煉爐 .............................................................................................................. 41 RH 精煉爐 .............................................................................................................. 42 第 10章 連鑄機設備選型及相關參數(shù)確定 ...................................................................... 43 連鑄機機型選擇 ................................................................................................... 43 目 錄 IV 連鑄機主要參數(shù)的確定 ......................................................................................... 43 連鑄機生產(chǎn)能力的計算 ......................................................................................... 46 第 11章 煙氣凈化系統(tǒng)的選型及相關計算 .......................................................................... 50 轉爐煙氣凈化與回收的意義 .................................................................................. 50 轉爐煙氣凈化及回收系統(tǒng) ..................................................................................... 50 回收系統(tǒng)主要設備的設計和選擇 ........................................................................... 52 計算資料綜合 ...................................................................................................... 53 第 12章 車間工藝布置方案 .......................................................................................... 54 車間工藝布置方案 ............................................................................................... 54 轉爐跨布置 ......................................................................................................... 54 連鑄各跨布置 ...................................................................................................... 58 裝料跨布置 ......................................................................................................... 61 結論 ............................................................................................................................... 63 參考文獻 ........................................................................................................................ 64 謝 辭 ............................................................................................................................ 66 第 1 章 緒論 1 第 1 章 緒論 鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用 鋼鐵工業(yè)是國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的中的主導產(chǎn)業(yè)。而鋼鐵材料是用途最廣泛的金屬材料，人類使用的金屬中，鋼鐵占 90%以上。人們生活離不開鋼鐵，人們從事生產(chǎn)或其他活動所用的工具和設施也都要使用鋼鐵材料。鋼鐵產(chǎn)量往往是衡量一個國家工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對國民經(jīng)濟的其他工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大的影響。 世界經(jīng)濟發(fā)展到今天，鋼鐵作為最重要的基礎材料之一的地位依然未受到根本性影響，而且，在可預見的范圍內(nèi)，這個地位也 不會因世界新技術和新材料的進步而削弱?？v觀世界主要發(fā)達國家的經(jīng)濟發(fā)展史，不難看出鋼鐵材料工業(yè)的發(fā)展在美國、前蘇聯(lián)、日本、英國、德國、法國等國家的經(jīng)濟發(fā)展中都起到了決定性作用。這些國家和地區(qū)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展和壯大對于推動其汽車、造船、機械、電器等工業(yè) 的發(fā)展和經(jīng)濟的騰飛都發(fā)揮了至關重要的作用。美國鋼鐵工業(yè)曾在 20 世紀 70— 80年代遭到來自日本為主的國外進口材料的沖擊而受到重創(chuàng)，鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)能力急劇下降，但經(jīng)過十幾年的改造和重建，終于在 20 世紀 90年代中期恢復到其原有的鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模，為其維持世界強國地位繼續(xù)發(fā) 揮著重要作用。 由此可見鋼鐵工業(yè)在公民經(jīng)濟的重要作用，并且鋼鐵工業(yè)在整個國家的發(fā)展中都起著舉足輕重的作用。 煉鋼工藝的發(fā)展及現(xiàn)狀 展望 21世紀，轉爐煉鋼技術的發(fā)展將會出現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。 合理優(yōu)化工藝流程，形成緊湊式連續(xù)化的專業(yè)生產(chǎn)線 發(fā)展目標：以產(chǎn)品為核心，將鐵水預處理 — 轉爐煉鋼 — 爐外精煉 — 高效連鑄— 熱送和熱扎有機的結合起來，形成緊湊式的專業(yè)生產(chǎn)線。從鐵水到成品鋼材的生產(chǎn)周期縮短到 ～ 3h,全員勞動生產(chǎn)率（不包括煉鐵）將超過 3000t/(人 .a)。 最近日本住友和歌山鋼廠按上述原則建 立起面向 21 世紀新型鋼廠：實現(xiàn)了100%鐵水“三脫”預處理； 100%鋼水真空精煉； 100%連鑄坯熱送和冶煉周期 20min 等先進工藝措施。 轉爐高速吹連煉工藝 華北理工大學輕工學院 2 發(fā)展目標：建立一座轉爐吹煉制，使一座轉爐的產(chǎn)量達到傳統(tǒng)兩座轉爐的生產(chǎn)能力。轉爐冶煉周期縮短到 20～ 25min,年產(chǎn)爐數(shù)≥ 15000 爐，轉爐爐齡≥ 15000爐。 節(jié)能和環(huán)境保護 發(fā)展目標：轉爐煉鋼工序?qū)崿F(xiàn)“負能”煉鋼，工序能耗達到 10kg（標準煤）/t（按輸出煤氣折算）。減少煉鋼全過程的爐渣量 50%～ 60%，全部煙塵回收利用。 現(xiàn)代轉爐煉鋼工藝的現(xiàn)狀主要體現(xiàn)在： （ 1）轉爐煉鋼大型化，是轉爐從誕生到成熟的標志； （ 2）轉爐頂?shù)讖秃洗禑捁に嚕? （ 3）轉爐長壽技術，濺渣護爐和爐體冷卻技術的成熟都將提高轉爐的爐齡。研究開發(fā)長壽命水冷煙罩、煙道等附屬設備，實現(xiàn)轉爐整體設備長壽化； （ 4）全自動轉爐吹煉技術。 精煉和連鑄方面主要體現(xiàn) （ 1） 精煉技術的發(fā)展在很大程度上大大增加了轉爐冶煉鋼種的數(shù)量，現(xiàn)有技術主要有 LF、 RH、 CAS— OB、 VOD、 AOD 等精煉技術； （ 2） 連續(xù)鑄鋼方面主要有高速連續(xù)澆注技術和漏鋼 預報裝置，高拉速與連鑄之間的矛盾是現(xiàn)在連鑄工藝需要解決的方法。 目前我國正處在發(fā)展中的關鍵階段，國民經(jīng)濟實力需要大力提升，各個方面的硬件設施都需要大力完善，而鋼鐵行業(yè)在其中起著舉足輕重的作用，例如在國民生產(chǎn)中就會大量的需要建筑材料，特種鋼材等等。國民經(jīng)濟水平也需要鋼鐵行業(yè)來做有力的支撐。 現(xiàn)在，我國的鋼鐵產(chǎn)量雖然居世界首位，但是我們還要每年從國外進口很多的鋼材，這是由于我國的技術力量還達不到，生產(chǎn)不出某些高尖端的鋼種，所以我們只能依靠到國外去進口，從這一角度來說我國雖然是一個鋼鐵大國，但是并 不是一個鋼鐵強國，因此我們在修建鋼鐵廠的時候要注意加大高新技術的投入量，改進現(xiàn)有的設備和技術。做到科學合理布局，轉爐煉鋼，精練，連鑄一體化，提高原材料使用率，降低能耗，減少污染，高效生產(chǎn)高質(zhì)量鋼材。 第 2 章 產(chǎn)品方案及金屬料平衡估算 3 第 2 章 產(chǎn)品方案及金屬料平衡估算 產(chǎn)品大綱 本設計產(chǎn)品大綱的基本原則是：生產(chǎn)有競爭力的優(yōu)勢產(chǎn)品，堅決淘汰落后的產(chǎn)品。主要有碳素工具鋼、碳素結構鋼、軸承鋼三大鋼系。見表 21。 表 21 本設計鋼廠生產(chǎn)鋼種 鋼 種 鋼號 年產(chǎn)量 /萬 t 斷面形狀 斷面尺寸/mmmm 比例 /% 碳素工 具鋼 T10 10 矩形 400400 T8Mn 10 矩形 400400 碳素結構鋼 Q235 40 矩形 400400 Q275 20 方形 2001500 軸承鋼 GCr15 20 方形 2001500 GCr18Mo 20 方形 2001500 全廠金屬料平衡估算 估算示意圖： 華北理工大學輕工學院 4 圖 21 全廠金屬平衡示意圖 (單位：萬 t) 該圖為本設計年產(chǎn)鋼 150 萬 t 轉爐煉鋼廠的模型 ，由于在冶煉過程中的生產(chǎn)工藝的不同，在各生產(chǎn)階段的金屬收得率不相同，同時還有一定量的金屬流失而不可回收。生產(chǎn)過程中作為直接回收爐料的那一部分返回廢鋼為全部爐料的%,它與成品量之比達 % ,占鋼水量的 %。所以，返回廢鋼的合理利用是鋼廠配料的重要環(huán)節(jié)之一?？倧U鋼比按鋼水總量的 18%計算為 萬 t。 技術可行性 本設計最終是為了生產(chǎn)高附加值的鋼材，那么就要對工藝技術采取優(yōu)化。為了更好地生產(chǎn)大綱中所例產(chǎn)品，本設計考慮采用優(yōu)質(zhì)鐵水、鐵水預處理、轉爐少渣冶煉、擋渣出鋼、鋼水多功能爐外精煉及 鋼水全過程保護澆鑄先進工藝。 在原來的基礎上使其更優(yōu)化，設計出適合本設計要求的技術方案。 高爐產(chǎn)量 混鐵車鐵水預處理 (99%) 轉爐 360t(93%) 廢鋼鐵 鐵合金 爐外精煉 (%) 250179。 250、 1800179。 200 弧形連鑄機 (%) 熱 連軋機 (92%) 大方坯 (75) 小方坯 (75) 150 第 3 章 轉爐車間生產(chǎn)工藝流程 5 第 3 章 轉爐車間生產(chǎn)工藝流程 設計原始條件 表 31 原始鐵水成分 元素 C Si Mn P S 鐵水成分 /% ～ ～ ～ ～ ～ 鐵水溫度： 1285℃ 生產(chǎn)工藝流程圖 混鐵車 高爐鐵水直接熱裝入轉爐時有混鐵爐和混鐵車兩種方式?？紤]到投資占地方面，本設計中采用混鐵車。因為其受鐵口有蓋，在運輸過程中熱損失較 小。 混鐵車的結構如圖，其形狀可保證有較小的熱損失?；扈F車裝有傾動機構，可使爐身轉動向外倒鐵，因此，不需建設專門的廠房，只需在主廠房內(nèi)留出必要的倒鐵水位置。其容量根據(jù)轉爐容量而言，一般為轉爐容量的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相適應。 鐵水預處理初脫 Si、 P、 S 分析本設計中鐵水成分發(fā)現(xiàn)，鐵水成分中 Si、 P含量較高， S含量較低。 通常鐵水中的硅含量為 %～ %， Si 的氧勢高于 P的氧勢，脫 P 前必須先脫 Si。但鐵水中的硅是煉鋼中的一種很重要的熱源，對增加廢鋼比很有利，充分利用其熱能可以提高噸 鐵的鋼產(chǎn)量。對硅含量要求不高的鋼鐘可以不考慮預處理脫硅，反之可以利用其有利優(yōu)勢增加廢鋼量。 鐵水磷含量偏高，可以在混鐵車內(nèi)噴吹生石灰類熔劑，進行脫磷反應。脫磷還可以在轉爐吹煉時進一步脫除，即在鐵水預處理時只需向混鐵車內(nèi)噴吹一定量的生石灰熔劑即可。 本設計中鐵水含 S 量在正常范圍內(nèi)，對于普通鋼種對 S要求不高可以免除鐵華北理工大學輕工學院 6 水預處理脫 S。對特殊鋼而言則在預處理采用向混鐵車內(nèi)高速噴射 CaOMg 脫 S粉劑，讓其脫除，從而達到要求。 頂?shù)讖痛缔D爐 頂?shù)讖痛缔D爐有良好的冶金效果，碳氧反應接近平衡，冶煉低碳鋼時避免 了鋼水的過氧化，有良好的脫磷、脫硫能力，提高了終點殘錳量。石灰單耗低，渣量少，鐵水收得率高，吹煉平穩(wěn)，噴濺少。 為了大幅度提高轉爐爐齡 ,采用復吹轉爐濺渣護爐工藝技術： (1) 采用高 (FeO)爐渣濺渣