【正文】 年產500萬噸合格鑄坯煉鋼廠轉爐煉鋼系統(tǒng)設計方案第一章 文獻綜述 國內外鋼鐵產業(yè)的發(fā)展情況鋼鐵產業(yè)是國民經濟的重要支柱產業(yè)，涉及面廣、產業(yè)關聯(lián)度高、消費拉動大，在經濟建設、社會發(fā)展、財政稅收、國防建設以及穩(wěn)定就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用。為應對國際金融危機的影響，落實黨中央、國務院保增長、擴內需、調結構的總體要求，確保鋼鐵產業(yè)平穩(wěn)運行，加快結構調整，推動產業(yè)升級，特編制本規(guī)劃，作為鋼鐵產業(yè)綜合性應對措施的行動方案。2008年下半年以來，隨著國際金融危機的擴散和蔓延，我國鋼鐵產業(yè)受到嚴重沖擊，出現(xiàn)了產需陡勢下滑、價格急劇下跌、企業(yè)經營困難、全行業(yè)虧損的局面，鋼鐵產業(yè)穩(wěn)定發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。應當看到，鋼鐵產業(yè)在經歷了長期粗放型擴張后，必然要進行一次大的調整?，F(xiàn)階段，我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化任務依然繁重，內需潛力巨大，鋼鐵產業(yè)發(fā)展的基本面沒有改變。必須抓住機遇，制定實施鋼鐵產業(yè)結構調整和振興規(guī)劃，促進鋼鐵產業(yè)平穩(wěn)運行、健康發(fā)展。按照規(guī)劃目標：力爭在2009年遏制鋼鐵產業(yè)下滑勢頭，保持總體穩(wěn)定。據2010年初統(tǒng)計，2009年粗鋼產量超過1000萬噸的鋼鐵企業(yè)共有11家。鋼鐵產業(yè)粗放發(fā)展方式得到明顯轉變，技術水平、創(chuàng)新能力再上新臺階，綜合競爭力顯著提高，支柱產業(yè)地位得到鞏固和加強，步入良性發(fā)展的軌道。（1）總量恢復到合理水平。，同比下降8%；，同比下降5%。到2011年，粗鋼產量控制在5億噸左右，工業(yè)增加值占GDP的比重維持在4%的水平。（2）淘汰落后產能有新突破。按期淘汰300立方米及以下高爐產能和20噸及以下轉爐、電爐產能。提高淘汰落后產能的標準，力爭三年內再淘汰落后煉鐵能力7200萬噸、煉鋼能力2500萬噸。（3）聯(lián)合重組取得重大進展。形成若干個具有較強自主創(chuàng)新能力和國際競爭力的特大型企業(yè)，國內排名前5位鋼鐵企業(yè)的產能占全國產能的比例達到45%以上，沿海沿江鋼鐵企業(yè)產能占全國產能的比例達到40%以上，產業(yè)布局明顯優(yōu)化，重點中心城市鋼鐵企業(yè)污染明顯減少。（4）嚴格控制新增產能，不再核準和支持單純新建、擴建產能的鋼鐵項目，所有項目必須以淘汰落后為前提。2010年年底前，淘汰300立方米及以下高爐產能5340萬噸，20噸及以下轉爐、電爐產能320萬噸；2011年底前再淘汰400立方米及以下高爐、30噸及以下轉爐和電爐，相應淘汰落后煉鐵能力7200萬噸、煉鋼能力2500萬噸。實施淘汰落后、建設鋼鐵大廠的地區(qū)和其它有條件的地區(qū)，要將淘汰落后產能標準提高到1000立方米以下高爐及相應的煉鋼產能。目前我國的鋼鐵產能己超過6億噸，從長遠的發(fā)展趨勢看，新建中小規(guī)模的煉鋼項目相對較少，對系統(tǒng)的升級和技術改造將成為主要方向。轉爐本體設備安裝的新工藝，在技術改造工程中具有一定的優(yōu)勢，對該工藝的應用進行深入的研究，將對該工藝在今后進一步的推廣實施提供更多的經驗和資料[1]。在這種不穩(wěn)定的經濟條件下，許多小規(guī)模小產量的鋼鐵企業(yè)逐漸被淘汰和重組，因為這些企業(yè)無法抵抗市場的沖擊。而重組后的鋼鐵企業(yè)，必將建設大型的鋼鐵生產設備，所以，擴大鋼鐵生產規(guī)模是每個鋼鐵企業(yè)必行之路。年產500萬噸合格鑄坯煉鋼廠轉爐煉鋼系統(tǒng)必將被大規(guī)模的使用。而根據目前許多大型鋼鐵企業(yè)的建設來看，年產500萬噸合格鑄坯轉爐系統(tǒng)是必要的并且科學的。 轉爐煉鋼發(fā)展情況 氧氣轉爐煉鋼法的誕生頂吹氧氣轉爐是將高壓、高純度（%以上）的氧氣通過水冷氧槍，以某種距離（噴頭到熔池面的距離約為1～3m）從熔池上面吹入的。為了使氧流有足夠的能力穿入熔池，使用出口為拉瓦爾型的多孔噴頭，氧氣的使用壓力為（10～14）104Pa， 氧流出口速度可達440～400m/s。1846年，英國人貝塞麥發(fā)明了底吹酸性空氣轉爐煉鋼法。將空氣吹入鐵水，使鐵水中硅、錳、碳高速氧化，依靠這些元素氧化放出的熱量將液體金屬加熱到能順利地進行澆注所需的溫度，從此開創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼的新時代。由于采用酸性爐襯和酸性渣操作，吹煉過程中不能去除磷、硫，同時為了保證有足夠的熱量來源，要求鐵水有較高的含硅量。1879年，英國人托馬斯又發(fā)明了堿性底吹空氣轉爐煉鋼法，改用堿性耐火材料作爐襯，在吹煉過程中加入石灰造堿性渣，%以下的“后吹”操作，集中化渣脫磷。在托馬斯法中，磷取代硅成為主要的發(fā)熱元素，因而此法適合于處理高磷鐵水，并可得到優(yōu)質磷肥。西歐各國一直使用此法直到20世紀60年代。早在1846年，貝塞邁就提出利用純氧煉鋼的設想，由于當時工業(yè)制氧技術水平較低，成本太高，氧氣煉鋼未能實現(xiàn)，直到1924～1925年間，德國在空氣轉爐上開始進行富氧鼓風煉鋼的試驗，結果表明，隨著鼓入空氣中氧含量的增加，鋼的質量有明顯的改善。當鼓入空氣中富氧的濃度超過40%時，爐底的風眼磚損壞嚴重，因此又開展了用CO2+O2或CO2+O2+H2O汽）等混合氣體的吹煉試驗，但效果都不夠理想，沒能投入工業(yè)生產。氧氣頂吹轉爐煉鋼法出現(xiàn)以后，在世界各國得到了迅速發(fā)展，不僅新建轉爐停建平爐，而且還紛紛拆除平爐改建氧氣轉爐，如日本到1997年底平爐已全部拆除。進入20世紀70年代，煉鋼技世紀術日趨完善，公稱噸位400噸的大型氧氣頂吹轉爐先后在前蘇聯(lián)、前聯(lián)邦德國等國投入生產，單爐生產能力達400～500萬t/年，大型轉爐的平均吹煉時間為11~15min，月平均冶煉周期已縮短到26～28min。氧氣轉爐不僅能冶煉全部平爐鋼種，而且還可以冶煉部分電爐鋼種。隨著爐襯耐火材料性能的不斷改善，爐襯壽命不斷提高，大型氧氣轉爐爐襯壽命在日本高達10110次[2]。 我國氧氣轉爐的發(fā)展概況1951年，堿性空氣側吹轉爐煉鋼法首先在我國唐山鋼廠試驗成功，并于1952年投入工業(yè)生產。1954年開始了小型氧氣頂吹轉爐煉鋼的試驗研究工作，1962年首鋼試驗廠將空氣側吹轉爐改建成3t氧氣頂吹轉爐，開始了工業(yè)性試驗。在試驗取得戰(zhàn)功的基礎上，我國第1個氧氣頂吹轉爐煉鋼車間(230t)在首鋼建成，于1964年12月26日投入生產。以后，又在唐山、上海、～4t的小型氧氣頂吹轉爐。1966年上鋼一廠將原有的一個空氣側吹轉爐煉鋼車間，改建成有3座30t氧氣頂吹轉爐的煉鋼車間，并首次采用了允進的煙氣冷化回收系統(tǒng)，于半年月月投入生產，還建設了弧形連鑄機與之扣配套，試驗和擴大了氧氣頂吹轉爐煉鋼的品種。這些都為我國日后氧氣頂吹轉爐煉鋼技術的發(fā)展提供了寶貴經驗。此后，我國原有的一些空氣側吹轉爐攣間逐漸改建戊中小型氧氣頂吹轉爐煉鋼車間，并新建了一批中、大型氧氣頂吹轉爐車間。小型頂吹轉爐有天律鋼廠20t轉爐、濟南鋼廠13t轉爐、邯鄲鋼廠1轉爐、太原鋼鐵公司引進的40t轉爐、包頭鋼鐵公司40t轉爐、武鋼40t轉爐、馬鞍山鋼廠40t轉爐等；中犁的有鞍鋼140t和180t轉爐、攀?；ㄤ撹F公司120t轉爐和本溪鋼鐵公司120t轉爐等；20世紀80年代，寶鋼從日本引進建成具有70年代末技術水平的300t大型轉爐3座，首鋼購入二手設備建成210t轉爐車間；90年代，寶鋼又建成250t轉爐車間，武鋼引進250t轉爐，唐鋼建成150t轉爐車間，重鋼和首鋼又建成80t轉爐煉鋼車間；許多平爐車間改建成80t氧氣頂吹轉爐車間等。頂吹轉爐鋼占年鋼總產員的83％，1999年我國轉爐鋼產量突破1億t。%[3]。近年來，轉爐鋼產量持續(xù)處于高速增長態(tài)勢，2002年我國轉爐鋼產量高達15330萬t，僅時隔3年轉爐鋼產量增長近50%。1994年我國1384萬t平爐鋼產能至2002年已全部被轉爐鋼所取代[4]。，%，約占世界轉爐鋼的25%。50～300 t轉爐由2001年的75座增至2003年的134座，工藝技術進一步優(yōu)化[5]。我國轉爐冶煉新鋼種和優(yōu)質鋼種增長迅速，其中包括低合金、耐候鋼、TRIP(相變誘發(fā)塑性)鋼以及合金結構鋼、齒輪鋼、軸承鋼、鍋爐用鋼等特殊鋼。今后轉爐鋼的增長主要是對條件較好轉爐鋼廠挖潛改造，進一步提高裝備水平、擴大品種、提高質量以及降低消耗，改善環(huán)境[6]。隨著鋼產量的增加，轉爐所占的產鋼比例也在迅速增加。自2000年以來我國各種煉鋼法產鋼量和轉爐煉鋼比例變化情況[7]。2000年到2006年的6年間，％，轉爐鋼比例始終保持在80％以上，高于世界平均水平，且總體呈上升趨勢。這是由于我國廢鋼資源短缺，電力缺乏，電價偏高，致使電爐鋼產量的增長受到一定程度的制約；平爐被淘汰，生鐵資源的充裕，給轉爐鋼產量的增長提供了良好條件，因此轉爐鋼產量近年來獲得了快速增長。，％，相當于當年電爐鋼的9倍。粗鋼實際費量扣除補庫存因素將超過5億噸。這表明，在應對國際金融危機的大環(huán)境下，固定資產投資的高速增長和我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化步伐的不斷加快，拉動了鋼材消費大幅度增長；也表明國家一攬子刺激經濟計劃措施有效地