【正文】 江 西 理 工 大 學(xué) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目： 設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 350 萬(wàn)噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 學(xué) 院：材料與化學(xué)工程學(xué)院 專 業(yè)：冶金工程 班 級(jí)： 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 31 指導(dǎo)教師：佟志芳 職稱： 教授 江 西 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）任 務(wù) 書 冶金工程 專業(yè) 06 級(jí)（ 10 屆 ） 3 班 學(xué)生 肖山 題 目： 設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 350 萬(wàn)噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 原始依據(jù) (包括設(shè)計(jì) （論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等 )： 本設(shè)計(jì)是在學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)鋼鐵冶金專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，以及認(rèn)真仔細(xì)地鋼鐵廠實(shí)地實(shí)習(xí)考察的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。通過(guò)課程學(xué)習(xí)、實(shí)習(xí)考察使得學(xué)生掌握了大量的設(shè)計(jì)資料，具有良好的工作基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)條件。近年來(lái)，我國(guó)鋼鐵行業(yè)得到迅猛發(fā)展，急需該方面專業(yè)的技術(shù)人才。通過(guò)該設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)鋼鐵廠生產(chǎn)工藝流程、主要技術(shù)條件、冶金計(jì)算、冶金設(shè)備等實(shí)際生產(chǎn)情況有比較全面的了解和掌握，使學(xué)生成為符合需要的合格專業(yè)技術(shù)人才。 主要內(nèi)容和要求：（包括設(shè)計(jì)（研究）內(nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題 性質(zhì)對(duì)學(xué)生提出具體要求）： 廠址與生產(chǎn)能力的選擇 物料平衡與熱平衡計(jì)算：平衡計(jì)算以 100Kg 鐵水為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。 氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì) 氧槍設(shè)計(jì) 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計(jì) 車間生產(chǎn)概述 轉(zhuǎn)爐車間人員編制 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 圖紙： 轉(zhuǎn)爐主體設(shè)備圖一張；轉(zhuǎn)爐車間平面、剖面示意圖各一張。 其中 剖面示意圖 要求用計(jì)算機(jī) CAD 軟件繪圖。 日程安排 ： 第 4周 — 第 6周 收集原始資料并進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，撰寫開題報(bào)告。 第 7周 — 第 10周 冶金計(jì)算、設(shè)備選擇計(jì)算 第 11 周 — 第 13周 圖 紙繪制及論文編寫 第 14 周 畢業(yè)答辯 主要參考文獻(xiàn)和書目 ： 李傳薪主編，《鋼鐵廠設(shè)計(jì)原理》，冶金工業(yè)出版社， 2021. 戴云閣等，《現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼》東北大學(xué)出版社， 1998. 王德全主編，《冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》東北大學(xué)， 1998. 杜挺等編，《鋼鐵冶煉新工藝》，北京大學(xué)出版社， 1994 潘旒淳主編，《煉鋼設(shè)備》，冶金工業(yè)出版社， 1992。 陳家祥主編，《鋼鐵冶金學(xué)（煉鋼部分）》，冶金工業(yè)出版社， 1990。 其它相關(guān)科技期刊文章 指導(dǎo)教師簽字 ： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 教學(xué)院長(zhǎng)簽字 ： 年 月 日 注： 本表可自主延伸 本表一式兩份，一份下達(dá)給學(xué)生，一份裝訂在《指導(dǎo)教師日志》中。 江西理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 (綜述 ) 材料與化學(xué)工程學(xué)院 冶金工程專業(yè) 06 級(jí) 3 班 學(xué)生 :肖山 指導(dǎo)教師 :佟志芳 題目：設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 350萬(wàn)噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 一、本課題來(lái)源，意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 課題來(lái)源，意義： 頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)在我國(guó)各轉(zhuǎn)爐鋼廠開發(fā)應(yīng)用 了 已近二十年，除小容量轉(zhuǎn)爐外，各轉(zhuǎn)爐鋼廠均采用了復(fù)吹技術(shù)，且在開發(fā)和引進(jìn)過(guò)程中，不斷優(yōu)化工藝方案 .改進(jìn)生產(chǎn)操作，使得轉(zhuǎn)爐冶煉品種得以擴(kuò)大、生產(chǎn)效率得以提高、質(zhì)量進(jìn)一步提高、降低了生產(chǎn)成本，取得了一定的效果。 展望 未來(lái)， 中國(guó)煉鋼要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng) ， 必須堅(jiān)持走煉鋼生產(chǎn)流程連續(xù)化 、 緊湊化 、 高效化 、 職能化的發(fā)展道路 ， 堅(jiān)持高效連鑄和近終形連鑄連軋的發(fā)展方向 ， 提高連鑄比 ， 加速發(fā)展轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù) 。 我在新鋼實(shí)習(xí)期間，深入煉鋼車間同現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的交流，掌握了大量 的現(xiàn)場(chǎng)第一手?jǐn)?shù)據(jù)，了解到許多現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)的實(shí)際生產(chǎn)中的問(wèn)題，我決定 設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 350 萬(wàn)噸良坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 ，希望可以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合實(shí)際和我在大學(xué)期間學(xué)習(xí)的知識(shí)，彌補(bǔ)我國(guó)轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展的一些不足，為我國(guó)煉鋼事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量。同時(shí)希望在這個(gè)過(guò)程中更好的總結(jié)大學(xué)中學(xué)習(xí)的知識(shí)，積極思考，將專業(yè)基礎(chǔ)提高成專業(yè)思維，更好的為以后工作中的專業(yè)實(shí)踐服務(wù)。 : 國(guó)外現(xiàn)狀 全球轉(zhuǎn)爐鋼占總產(chǎn)量 70%以上；煉鋼裝備技術(shù)已完成新的解析重組，形成了工序配套的鐵水預(yù)處 理一轉(zhuǎn)爐冶煉一爐外精煉一連鑄技術(shù)體系；煉鋼技術(shù)的成就體現(xiàn)在轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽高效、計(jì)算機(jī)全自動(dòng)煉鋼及高潔凈鋼系統(tǒng)技術(shù)、高效連鑄和高品質(zhì)鑄坯生產(chǎn)技術(shù)以及綜合節(jié)能、環(huán)保技術(shù)方面。 (1)鋼鐵制造流程向連續(xù)化、短流程方向發(fā)展 連鑄的發(fā)展促進(jìn)了鋼鐵制造流程向連續(xù)化方向發(fā)展，并最終形成了煉鋼短流程生產(chǎn)線。煉鋼短流程生產(chǎn)線的基本特點(diǎn)是：圍繞相對(duì)單一的產(chǎn)品形成配置最佳的生產(chǎn)線進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。主要生產(chǎn)設(shè)備采用單機(jī)匹配原則，即一一對(duì)應(yīng)。主體生產(chǎn)單元間物流配合依靠輥道或管線輸送。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)節(jié)奏快，生產(chǎn)周期短。但因 在生產(chǎn)線上的緩沖能力小，必須依靠生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行十分可靠，生產(chǎn)秩序穩(wěn)定而有節(jié)奏。 (2)形成高效化生產(chǎn)技術(shù) 為了降低生產(chǎn)成本，近 20 年國(guó)際鋼鐵企業(yè)一直在致力于高效生產(chǎn)工藝的研究開發(fā)和推廣工作。特別是最近 10年，鋼鐵生產(chǎn)高效化技術(shù)突飛猛進(jìn)，取得了重大的進(jìn)展。 高效化生產(chǎn)，通常包括以下三方面的內(nèi)容。 ①提高冶煉強(qiáng)度，縮短生產(chǎn)周期。轉(zhuǎn)爐冶煉周期可小于 25min，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)超過(guò) 100t/t d； ②延長(zhǎng)爐體壽命，提高設(shè)備作業(yè)率。濺渣護(hù)爐技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，使?fàn)t齡可以提高到 ，最高 ，提高了轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 。 ③加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高生產(chǎn)作業(yè)率。如國(guó)外高效連鑄工藝，使連鑄機(jī)作業(yè)率高達(dá) 98%，轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率達(dá)到 97%。 (3)完善的潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的目標(biāo)是能大批量、廉價(jià)地生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材，使?jié)崈翡摰纳a(chǎn)成本能低于傳統(tǒng)流程普通鋼的生產(chǎn)成本。采用的主要技術(shù)如下： ①高爐鐵水全量“三脫”預(yù)處理工藝。脫 S，鐵水 [S]最低可達(dá) 15ppm；脫硅，脫 [Si]率可達(dá) 80%以上；脫 P，可滿足生產(chǎn)超低磷鋼 (P≤ 15ppm)的要求。實(shí)現(xiàn)全量鐵水“三脫”預(yù)處理、鐵水 [s]≤ %， [P]≤ %后，才能大幅度降低 潔凈鋼的生產(chǎn)成本。 ②高效吹煉，低 [O]冶煉。轉(zhuǎn)爐的任務(wù)簡(jiǎn)化為脫碳升溫，使?fàn)t渣量下降 50%，石灰、合金消耗減少 60%，氧氣利用率提高 10%，鐵損減少 30kg/t，縮短冶煉時(shí)間 40%，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。 ③采用出鋼擋渣，使下渣量≤ 3kg/t；并采用出鋼過(guò)程爐渣改質(zhì)技術(shù)，使鋼渣中 (FeO%+MnO%)≤ 3%，出鋼過(guò)程脫硫率可達(dá)到 30%～ 40%。有利于提高精煉效率和降低生產(chǎn)成本。 ④廣泛采用爐外精煉技術(shù)生產(chǎn)潔凈鋼。根據(jù)鋼材潔凈度的不同要求，選擇或組合不同的爐外精煉工藝，實(shí)現(xiàn)超潔凈鋼生產(chǎn)。目前，經(jīng)爐外精煉的鋼水潔凈 度可達(dá)到： [S]≤ 5 106， [P]≤ 20 106， [N]≤ 25 106， [H]≤ 2 106， ≤ 6 106， [C]≤ 3 106。日本、歐美等先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)，爐外精煉比超過(guò) 90%，其中真空精煉比超過(guò) 50%，有些鋼鐵廠已達(dá)到 100%。 (4)無(wú)缺陷高效連鑄 為了改善鋼材的表面質(zhì)量，采用結(jié)晶器電磁攪拌制動(dòng)技術(shù)，抑制渦流卷渣。采用立彎式連鑄機(jī)促進(jìn)夾雜物上浮，避免凝固過(guò)程中產(chǎn)生大型非金屬夾雜，以改善鋼材表面質(zhì)量。采用凝固末端連鑄坯液芯輕壓下工藝，消除凝固疏松與成分偏析，提高連鑄坯的內(nèi)部質(zhì)量。高效連 鑄技術(shù)歸結(jié)為提高拉速、提高作業(yè)率。國(guó)外最高鑄機(jī)作業(yè)率達(dá) 97%。 (5)煉鋼節(jié)能 負(fù)能煉鋼 (煉鋼 工序能耗最低 )；降低鐵鋼比，最低 ；回收煤氣 (新日鐵 141m3/t)，回收蒸氣。 (6)實(shí)現(xiàn)無(wú)污染排放 噸鋼 SO2，排放量 ；噸鋼煙塵排放量 。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 自上世紀(jì) 90年代以來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步是迅猛的，提升了各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，大大縮短了與先進(jìn)國(guó)家的差距，有些技術(shù)水平居世界領(lǐng)先位置。 技術(shù)進(jìn)步的特點(diǎn) (1)轉(zhuǎn)爐容量增大，平均爐容 55t 一 座，爐 座產(chǎn)能提高，中小轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)居國(guó)際領(lǐng)先水平， (濟(jì)源 15t轉(zhuǎn)爐最高達(dá) d，作業(yè)率 92%)。已有一批大型轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)超過(guò) 50t/t d。 (2)鋼的精煉比增長(zhǎng)， 2021 年達(dá) 28%，加上 60%以上的吹氬喂絲，形成了鐵水預(yù)處理一轉(zhuǎn)爐復(fù)吹一爐外精外的優(yōu)化工藝路線，鋼水質(zhì)量明顯提高； (3)推廣濺渣護(hù)爐技術(shù)，轉(zhuǎn)爐爐齡迅速提高 (武鋼復(fù)吹下達(dá) 29942 爐，萊鋼37271 爐 )，奠定了轉(zhuǎn)爐高效化基礎(chǔ) (平均系數(shù) d，作業(yè)率 %、最高 %)； (4)全連鑄技術(shù)被大多數(shù)企業(yè)選用，達(dá)國(guó)際水 平主裝備率連鑄機(jī) %。連鑄比迅速提高達(dá) %，超過(guò)世界平均水平；高效連鑄技術(shù)取得成效， 2021 年與上年相比作業(yè)率提高 10%，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高 30%；，連鑄工藝優(yōu)化進(jìn)一步深入；連鑄鋼的品種增加，質(zhì)量提高； (5)煉鋼自動(dòng)化水平有所提高，多數(shù)轉(zhuǎn)爐有了靜態(tài)模型，寶鋼和武鋼有了動(dòng)態(tài)模型； (6)消耗指標(biāo)有所降低，部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)負(fù)能煉鋼。 差距 (1)爐外處理比率低。爐后精煉率不到 30%，嚴(yán)重阻礙了鋼材質(zhì)量 (特別是鋼純凈度 )的提高； (2)小容量轉(zhuǎn)爐多，平均爐容偏??；大型轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率偏低，大型轉(zhuǎn)爐作業(yè)率波動(dòng) 在 40%～ 65%，轉(zhuǎn)爐利用系數(shù)在 20～ 35t/ m3 d； (3)高效連鑄技術(shù)與國(guó)外仍有差距，鑄坯的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高； 煉鋼技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn) (1)轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)壽高效技術(shù)：轉(zhuǎn)爐復(fù)吹下的濺渣護(hù)爐技術(shù)、轉(zhuǎn)爐少渣快速吹煉技術(shù)、轉(zhuǎn)爐功能分解、冶煉周期縮短，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐“高效化”。 (2)計(jì)算機(jī)全自動(dòng)煉鋼技術(shù)。利用計(jì)算機(jī)和副槍監(jiān)測(cè)、爐氣分析、聲納噪音分析為工具，使冶煉過(guò)程預(yù)測(cè)優(yōu)化和實(shí)測(cè)工藝過(guò)程控制，使轉(zhuǎn)爐煉鋼實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)控制，終點(diǎn)碳、溫雙命中率穩(wěn)定保持在 90%以上，同時(shí)能降低終點(diǎn)鋼水氧含量。 (3)高潔凈度鋼生產(chǎn)技術(shù) 。鐵水預(yù)處理、爐外精煉技術(shù)，形成新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)潔凈鋼的生產(chǎn)體系。 (4)高效連鑄工藝。無(wú)缺陷鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)；鑄軋一體化技術(shù)中連鑄的高效率。包括：高效連鑄技術(shù)的應(yīng)用和開發(fā)；改善鑄坯組織均勻化技術(shù)；無(wú)缺陷鑄坯生產(chǎn)技術(shù)；連鑄坯熱送熱裝和連鑄連軋技術(shù)；薄板坯連鑄連軋技術(shù)的引進(jìn)消化和再開發(fā)技術(shù)。 (5)鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程系統(tǒng)模擬優(yōu)化技術(shù)研究。 (6)煉鋼一連鑄生產(chǎn)工藝智能化控制檢驗(yàn)技術(shù)。 (7)新型耐火材料、鐵合金、功能渣系的開發(fā)研究 二 、課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)畢業(yè)生綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論，基 本技能和基本方法的全面檢驗(yàn)，是我們接受綜合培訓(xùn)進(jìn)而提高分析問(wèn)題，解決問(wèn)題能力。希望通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以達(dá)到如下目標(biāo)： 進(jìn)一步鞏固，加深對(duì)所學(xué)基本理論，基本技能和專業(yè)知識(shí)的掌握，使之系統(tǒng)化，綜合化。 初步掌握科學(xué)研究的基本方法和能力。包括調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料的能力，理論分析和制定設(shè)計(jì)方案的能力，設(shè)計(jì)計(jì)算和制圖的能力等。 樹立嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)研究精神；養(yǎng)成善于與他人合作的工作作風(fēng)；培養(yǎng)獨(dú)立思考，獨(dú)立獲取知識(shí)以及綜合運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 本設(shè)計(jì)主 要內(nèi)容包括：物料平衡和熱平衡計(jì)算，轉(zhuǎn)爐爐型及氧槍設(shè)計(jì)；主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的確定和生產(chǎn)流程的確定；車間設(shè)計(jì)及車間生產(chǎn)過(guò)程概述。 三、設(shè)計(jì)提綱及進(jìn)度安排 1. 設(shè)計(jì)提綱 第一章 廠址選擇 第二章 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的物料平衡與熱平衡計(jì)算 物料平衡計(jì)算 熱平衡計(jì)算 第三章 氧氣轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 爐襯設(shè)計(jì) 高寬比核定 第四章 氧槍設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)過(guò)程 氧槍槍身設(shè)計(jì) 氧槍全長(zhǎng)及有效行程 氧槍熱平衡與冷卻水量的確定 第五章 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主廠房設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主要設(shè)備 連鑄跨的參數(shù)設(shè)置及其設(shè)備 第六章 車間生產(chǎn)過(guò)程概述 車間總體布置與組成 煉鋼廠生產(chǎn)過(guò)程所采用的先進(jìn)設(shè)備及技術(shù) 第七章 車間人員編制 煉鋼車間定員表 連鑄車間定員表 第八章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 單位產(chǎn)品的收入估算表 成本估算表 2 . 進(jìn)度安排 第 4 周 ～ 第 6 周 收集原始資料并進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，撰寫開題報(bào)告 第 7 周 ～ 第 10 周 冶金計(jì)算、設(shè)備選擇計(jì)算 第 11 周 ～ 第 13 周 圖紙繪制及論文編寫