【正文】 2 煉鋼工藝及設(shè)備永興鋼鐵有限責(zé)任公司的轉(zhuǎn)爐煉鋼由于轉(zhuǎn)爐容量小，裝備水平低，與國(guó)內(nèi)大中型轉(zhuǎn)爐相比，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對(duì)落后，并且限制了鐵水預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐復(fù)吹和鋼水二次精煉等先進(jìn)工藝技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量和品種很難進(jìn)一步提高，難以面對(duì)國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。新建120t轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間擬分兩期建設(shè)，第一期先建120t轉(zhuǎn)爐1座，并配套新建1300t混鐵爐1座、120(150)t鐵水罐脫硫站1套、LF精煉爐1套，轉(zhuǎn)爐按一吹一操作，年產(chǎn)合格鋼水135萬(wàn)噸。第二期在預(yù)留位置上建設(shè)2120t轉(zhuǎn)爐、LF精煉爐1套、VD精煉爐1套，年產(chǎn)合格鋼水310(270)萬(wàn)噸。本設(shè)計(jì)的120t轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)采用行之有效的國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)，全部由國(guó)內(nèi)供貨制造。符合“經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全、可靠”的原則。全部工程建成后，它不僅工藝設(shè)備先進(jìn)、產(chǎn)品品種的開(kāi)發(fā)能力、生產(chǎn)指標(biāo)、產(chǎn)量和質(zhì)量將達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，使其產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)都具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。 主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)和新技術(shù)的采用1)設(shè)置1座1300t混鐵爐儲(chǔ)存鐵水，一個(gè)翻（折）鐵水罐的位置，設(shè)計(jì)考慮了150t高爐鐵水罐和65t高爐鐵水罐共存的供應(yīng)鐵水的條件。 2）一期新建1套120(150)t鐵水罐脫硫站，先上一個(gè)扒渣位及攪拌位，預(yù)留1個(gè)120(150)t鐵水罐脫硫站扒渣位。（所有鐵水罐均改為150t）3）預(yù)留混鐵爐、脫硫站、轉(zhuǎn)爐、LF爐二次煙氣除塵技術(shù)。4）一期設(shè)置1座120t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，二期預(yù)留1座。5）轉(zhuǎn)爐采用頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝，底部供氣采用微機(jī)控制，氮?dú)遄詣?dòng)切換。6）轉(zhuǎn)爐氧槍采用雙小車(chē)、雙卷?yè)P(yáng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換槍?zhuān)鯓屔祩鲃?dòng)采用變頻調(diào)速。7）轉(zhuǎn)爐冶煉預(yù)留副槍動(dòng)態(tài)控制技術(shù)。8）轉(zhuǎn)爐出鋼采用擋渣出鋼技術(shù)。 9）轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)采用變頻調(diào)速，轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)機(jī)構(gòu)采用四點(diǎn)嚙合的全懸掛型式，爐口、爐帽、托圈、耳軸采用水冷。 10）轉(zhuǎn)爐爐前、爐后門(mén)及周?chē)鷵醢宀捎脽o(wú)水冷型防護(hù)結(jié)構(gòu)，節(jié)約能源。 11）設(shè)鋼包在線(xiàn)快速烘烤器，紅包出鋼。 12）轉(zhuǎn)爐一次煙氣冷卻采用全汽化冷卻，回收蒸汽。煙氣凈化采用濕法除塵和煤氣回收系統(tǒng)。 13）轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間采用基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 14）轉(zhuǎn)爐采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。 15）鋼包采用在線(xiàn)底吹氬方式，在出鋼過(guò)程中及鋼包車(chē)運(yùn)行中吹氬。17) 一期設(shè)置一座LF鋼包爐，預(yù)留一座LF鋼包爐和一套VD真空脫氣裝置。 17）修爐方式按簡(jiǎn)易上修法設(shè)計(jì)。 遠(yuǎn)景發(fā)展第二期遠(yuǎn)景發(fā)展的主要構(gòu)想是：續(xù)建已經(jīng)預(yù)留的第2座120t氧氣頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐及相關(guān)設(shè)施、第2套LF鋼包爐和VD真空脫氣裝置，使120t轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)的生產(chǎn)能力及產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)第一期的生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)約135萬(wàn)t合格鋼水。 產(chǎn)品方案 永興120t轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間產(chǎn)品方案如下:鋼種及代表鋼號(hào) 表21序號(hào)名 稱(chēng)代 號(hào)1碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195Q27SS3SS400、SS4902低合金鋼16Mn、15MnV、SN400、A573（A572）、A5733船板鋼A、B、D、E、AH3DH3EH3AH3DH3EH364鍋爐鋼20g、16Mng、SB4SB450、HII、19Mn565壓力容器鋼16MnR、SPV23SPV31A20A51A29A5376汽車(chē)梁鋼板09SiVL、16MnL7鋼管鋼X42708橋梁板16q、15Mnq、15MnVq、SM400、SM490一期以生產(chǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、船板鋼A、船板鋼B、鍋爐鋼板、壓力容器鋼等鋼種為主。 轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量計(jì)算 計(jì)算條件 …定期檢修：12d/a(8h/10d) …集中檢修：3d/a …轉(zhuǎn)爐車(chē)間作業(yè)天數(shù)： 350d/a …轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)天數(shù)(可達(dá))： 257d/a …轉(zhuǎn)爐座數(shù)： 1座(二期2座) …經(jīng)常吹煉座數(shù) 1座(二期2座) …轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量： 120t …轉(zhuǎn)爐平均出鋼量： 135t…轉(zhuǎn)爐最大出鋼量： 150t …轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期 37min/爐 產(chǎn)量計(jì)算 年產(chǎn)合格鋼水量： 式中： 135——平均爐產(chǎn)鋼水量，t 37 ——轉(zhuǎn)爐平均冶煉周期，min 257——轉(zhuǎn)爐年有效工作日，d 1440——每天1440min由上計(jì)算可知：一期1座轉(zhuǎn)爐每年可完成連鑄機(jī)年產(chǎn)130萬(wàn)噸鋼坯所需135萬(wàn)t/年合格鋼水的要求。 鐵水供應(yīng)系統(tǒng)a)混鐵爐新建的120t轉(zhuǎn)爐依靠450m3高爐用65t高爐鐵水罐車(chē)供應(yīng)鐵水,雖然煉鐵和煉鋼車(chē)間年產(chǎn)量匹配,但兩個(gè)車(chē)間生產(chǎn)節(jié)奏不同, 為了協(xié)調(diào)煉鋼生產(chǎn)、保證鐵水的供應(yīng)和穩(wěn)定鐵水成分、溫度，故工藝上要求必須設(shè)置混鐵爐，考慮到120t轉(zhuǎn)爐容量大，經(jīng)計(jì)算本設(shè)計(jì)一期選用1300t混鐵爐1座?；扈F爐改造為側(cè)面兌鐵水，取消爐頂兌鐵水套，爐頂全封閉（修爐時(shí)可以打開(kāi)），既可消除安全隱患和增強(qiáng)保溫效果，又節(jié)省水套冷卻水和鐵水保溫煤氣消耗。增設(shè)兌鐵車(chē)和兌鐵槽，設(shè)置兌鐵煙罩和出鐵煙罩，煙氣引至主廠(chǎng)房外除塵?？紤]將來(lái)永鋼的發(fā)展將上大高爐并采用150t高爐鐵水罐，設(shè)計(jì)考慮了150t高爐鐵水罐和65t高爐鐵水罐共存的供應(yīng)鐵水的條件。b) 鐵水脫硫預(yù)處理建議脫硫采用機(jī)械攪拌法，脫硫站采用單處理工位、兩個(gè)扒渣位的丁字形布置方式。一期先上處理工位和一個(gè)扒渣位。以后再上第二個(gè)扒渣位，由于原設(shè)計(jì)合同不含脫硫站設(shè)計(jì)（只預(yù)留位置）。由甲方在初步設(shè)計(jì)審查中確定。（必須設(shè)計(jì)扒渣） 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)1) 轉(zhuǎn)爐副槍系統(tǒng) 副槍裝置是轉(zhuǎn)爐煉鋼上采用的一項(xiàng)現(xiàn)代化檢測(cè)技術(shù)，以配合計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉的動(dòng)態(tài)控制，達(dá)到提高碳、溫度命中率的目的，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化煉鋼, 需要從國(guó)外引進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備，為節(jié)省投資，所以本設(shè)計(jì)副槍技術(shù)按預(yù)留考慮。2) 修爐方式及選擇（請(qǐng)推薦簡(jiǎn)易上修法的應(yīng)用廠(chǎng)家）本設(shè)計(jì)修爐方式按簡(jiǎn)易上修法設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)易上修法：轉(zhuǎn)爐爐殼爐帽上設(shè)人孔，工人由爐帽部分的人孔進(jìn)入轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行修砌作業(yè)，耐火磚從轉(zhuǎn)爐操作平臺(tái)由移動(dòng)式皮帶機(jī)經(jīng)人孔運(yùn)入爐內(nèi)。在爐口處設(shè)置兩根挑梁，并配置4個(gè)手拉葫蘆，吊起一個(gè)可伸縮的修爐平臺(tái)，靠手拉葫蘆適應(yīng)爐內(nèi)各部位的修砌，爐身、爐帽工作層磚砌筑完成后，再封砌人孔。操作簡(jiǎn)單，投資少。目前濺渣護(hù)爐技術(shù)非常普及和成功，一般爐齡在一萬(wàn)爐以上，也就是說(shuō)，一座爐子一年以上才修一次爐，對(duì)于這種非常不頻繁的維修，近年來(lái)，簡(jiǎn)易上修法得到了國(guó)內(nèi)很多鋼廠(chǎng)的采用。3）轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣技術(shù) 出鋼口擋渣技術(shù)是八十年代以來(lái)開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)，主要有擋渣球、擋渣棒、氣動(dòng)擋渣等三種類(lèi)型。擋渣球設(shè)備簡(jiǎn)單，但擋渣效果較差；氣動(dòng)擋渣擋渣效果較好，但投資高，國(guó)內(nèi)應(yīng)用得不成熟；擋渣棒裝置，擋渣效果較好，投資遠(yuǎn)低于氣動(dòng)擋渣，操作也較簡(jiǎn)單。我院根據(jù)用戶(hù)的要求和市場(chǎng)的需要,開(kāi)發(fā)了可適用于公稱(chēng)容量從80噸到300噸各種容量轉(zhuǎn)爐的懸掛式擋渣棒插入裝置。該項(xiàng)技術(shù)首次在武鋼第一煉鋼廠(chǎng)以轉(zhuǎn)爐取代平爐的技術(shù)改造工程中得到應(yīng)用，達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，該裝置結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，重量輕，操作方便。我們認(rèn)為懸掛式擋渣棒擋渣設(shè)備既適應(yīng)120噸轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)需要，又節(jié)省基建投資費(fèi)用，故本次設(shè)計(jì)推薦采用。 鋼水精煉方式的確定根據(jù)永鋼軋鋼產(chǎn)品的要求，選用的鋼水爐外精煉設(shè)備必須具備以下功能：——去除鋼中氣體及有害元素——降低非金屬夾雜物含量，使殘留夾雜物均勻分布和改變其形態(tài)?！撎肌⒄{(diào)鋼水成分，準(zhǔn)確控制鋼水成分和溫度——具有鋼水升溫、保溫功能，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)爐、連鑄生產(chǎn)——減輕轉(zhuǎn)爐作業(yè)負(fù)擔(dān)，提高經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)上述功能要求，需設(shè)鋼水加熱精煉設(shè)備和鋼水真空處理設(shè)備。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約時(shí)間、成本，轉(zhuǎn)爐普通鋼水可到吹氬站經(jīng)吹氬調(diào)溫處理后直接送到連鑄。因此，設(shè)在線(xiàn)鋼包吹氬站1套（二期予留1套），在吹氬站上設(shè)有底吹和頂吹氬裝置、合金微調(diào)和加廢鋼裝置、測(cè)溫取樣裝置、喂線(xiàn)裝置，每座吹氬站設(shè)一個(gè)操作室，所有的操作控制主要在操作臺(tái)上進(jìn)行。在出鋼過(guò)程中及鋼包車(chē)運(yùn)行中吹氬。采用鋼包底吹氬方式，在鋼包底吹氬故障時(shí)，設(shè)有頂吹氬系統(tǒng)作備用，吹氬站還建有4個(gè)鐵合金微調(diào)用料倉(cāng)。鋼包吹氬站具有合金微調(diào)、調(diào)溫、去除夾雜等功能，轉(zhuǎn)爐普通鋼水可到吹氬站經(jīng)吹氬調(diào)溫處理后直接送到連鑄。LF鋼包爐的主要作用是對(duì)鋼水進(jìn)行電弧加熱、合金化、脫硫、脫氧、去除非金屬夾雜物，精確調(diào)整、均勻鋼液的成份和溫度，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)爐和連鑄機(jī)的生產(chǎn)配合關(guān)系，保證多爐連澆。為了配合新建120噸轉(zhuǎn)爐及吹氬站，保證能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)品種鋼，以及協(xié)調(diào)配合轉(zhuǎn)爐、連鑄的生產(chǎn)，根據(jù)生產(chǎn)鋼種及轉(zhuǎn)爐平均出鋼量，一期采用一座135t雙鋼包車(chē)的LF鋼包爐，并分別配有喂線(xiàn)機(jī)和氬氣攪拌設(shè)備。LF爐作業(yè)率高，所以L(fǎng)F鋼包精煉爐采用雙鋼包車(chē)布置的方式，以減少輔助作業(yè)時(shí)間，同時(shí)減輕車(chē)間內(nèi)鑄造吊車(chē)的作業(yè)率。VD真空脫氣裝置的主要作用是對(duì)鋼水脫氣，進(jìn)一步脫氧和去除夾雜，進(jìn)一步微調(diào)鋼水成份，以滿(mǎn)足生產(chǎn)品種鋼和優(yōu)質(zhì)鋼的要求；為節(jié)省投資，本設(shè)計(jì)對(duì)此部分僅做預(yù)留考慮，一期有部分鋼種不能生產(chǎn)。 主要原材料供應(yīng)條件及要求(見(jiàn)表22)主要原材料供應(yīng)條件及要求 表22序號(hào)種類(lèi) 規(guī)格 技術(shù)要求年需 量萬(wàn)t/a1高爐鐵水C：～%。Si：～%Mn：%。P：%。 S：%，T：≥1300℃2廢鋼+鐵塊最大邊長(zhǎng):≤1000mm單重:≤1200kg要求干燥、清潔、無(wú)油，嚴(yán)禁炮彈和密閉容器混入,成份要求Fe(total) ≥%,SiO2≤%,Al2O3≤%,P≤%,S≤%,合金元素微量，%3主要鐵合金5～50mmFeSi:(75 ) C≤%。 Si 72~80%。 S≤%,P≤%FeMn(LC):C≤1%。 Mn78～85%。 Si＜% S≤%,P≤%FeMn(MC):C≤2%。 Mn75～82%。 Si＜% S≤%,P≤%FeMn(HC):C≤7%。 Mn≥60%。 Si＜1% S≤%,P≤%SiMn： C≤%。 Si≥1720%。 Mn≥95% S≤%,P≤%（此數(shù)值不正確）4小塊廢鋼尺寸：8～164060 mm C≤% P≤% S≤% 5活性石灰5～50mmCaO≥90%，CO2≤, SiO2≤%，P≤% ，S≤% MgO≤%，H2O≤1%，水活性≥330ml/4NHCl（對(duì)50%石灰溶水后滴定值）（當(dāng)?shù)卦牧线_(dá)不到指標(biāo)要求）6鐵礦石5～50mmTFe≥60% SiO2≤% H2O≤2%7輕燒白云石 5～50mmCaO≥50%，SiO2≤6% ，P≤%，S≤%H2O≤1%，MgO≥30%（當(dāng)?shù)卦牧线_(dá)不到指標(biāo)要求）8螢石5～50mmCaF2≥90%，SiO2≤%，S≤%，P≤%，H2O≤1%9輕燒鎂球(改質(zhì)劑)5～40mmMgO≥70%，灼減：≤25%，水份：≤3%，耐壓強(qiáng)度：20～30kPa10復(fù)合渣料5~40mmCaO40~50%, CaF2~40%,SiO2~5%,S≤% P≤% 車(chē)間組成、工藝布置及主廠(chǎng)房主要參數(shù)和吊車(chē)配置 車(chē)間組成 120t轉(zhuǎn)爐煉鋼廠(chǎng)包括主廠(chǎng)房、輔助車(chē)間、公用輔助設(shè)施。 主廠(chǎng)房：包括爐渣跨、加料跨、轉(zhuǎn)爐跨、鋼水（精煉）接受跨。 公用輔助設(shè)施包括變電所、轉(zhuǎn)爐凈循環(huán)水泵站，轉(zhuǎn)爐濁循環(huán)水泵站及轉(zhuǎn)爐除塵污水處理設(shè)施。轉(zhuǎn)爐一次煙氣凈化系統(tǒng)、熔劑散狀料及鐵合金地下料倉(cāng)及皮帶機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)、吹氧管維修間、散狀材料上料系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐煤氣柜及加壓站，機(jī)修設(shè)施、檢化驗(yàn)系統(tǒng)，計(jì)控設(shè)施、通訊設(shè)施，空壓站，鐵合金倉(cāng)庫(kù)及耐火材料庫(kù)，總圖及運(yùn)輸設(shè)施等。辦公及生產(chǎn)福利設(shè)施均由廠(chǎng)方考慮。主廠(chǎng)房?jī)?nèi)部的工藝平面布置見(jiàn)工藝平面布置圖其中：在CD鋼水接受跨沿810柱列處建一座135tLF精煉爐，在此跨間布置LF合金加料系統(tǒng)以及布置LF變壓器室、液壓站等車(chē)間小房。LF合金加料系統(tǒng)與轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)脫開(kāi)，單獨(dú)成為一個(gè)系統(tǒng)，采用垂直皮帶機(jī)上料。本系統(tǒng)分25m、15m三層平臺(tái)，分別布置高位料倉(cāng)、稱(chēng)量斗、轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)。詳見(jiàn)平面布置圖。 主廠(chǎng)房主要參數(shù)和吊車(chē)配置轉(zhuǎn)爐部分主廠(chǎng)房跨間組成、廠(chǎng)房參數(shù)及起重機(jī)配置見(jiàn)表23主廠(chǎng)房主要尺寸及起重設(shè)備配置（一期） 表23 序號(hào) 跨間名稱(chēng) 長(zhǎng)寬 （m）軌面標(biāo)高（m） 起 重 機(jī) 配 置 （ 數(shù)量噸位）1爐渣跨16233175/20t, 116+16t抓斗吊 (二期予留175/20t) 轉(zhuǎn)爐加料跨其中廢鋼區(qū)270272240/75t ,150+50t(二期予留 1240/75t )7227其中廢鋼區(qū) 14（12）？120/5t磁盤(pán)吊(二期予留 120/5t)3爐子跨 其中：合金料區(qū)高層框架2702148219621~36 1 10t吊車(chē)4鋼水接受/精煉跨22127~281240/75/16t，1100/20t (二期予留 1240/75/16t)（鑄造吊？橋吊？） 生產(chǎn)工藝流程和物料流程 生產(chǎn)工藝流程1)鐵水供應(yīng) 鐵水采用65t或150t高爐鐵水罐車(chē)經(jīng)鐵路運(yùn)至加料跨，由240/75t吊車(chē)吊起，兌入混