【正文】 Abstract This design is based on the Kunming University of Metallurgy and Metallurgical Engineering, Energy Engineering Graduates Graduation design plan and to collect all the information which es form Yunnan Tiangao Nickel industry Co., LTd to carrg out the design. Design task: Design an annual output of million t of a good billet stainless steel converter plant. This article is designed annual output of million t of a good billet stainless steel converter plant， The main steel is 304 stainless steel of the steel plant, Under the given conditions and the characteristics of steel itself, Torpedo car is used to transport Hot Metal to the dephosphorization converter， then the molten iron is send into the AOD converter , the mixed liquid metal of highcarbon ferrochrome and nickel which is smelted by electric furnace is also send into the AOD converter, and refining. Only by using ladle to the casting. Based on the annual production of steel mills and steel a variety of categories，twoblowing smelting system of one 120t converter and the fivehole of the spray gun of Laval are being used ， twoblowing smelting system of two 200t AOD converter ，department of casting has a twoflow crosssection of the slab 250mm1600mm for the continuous casting machine and a sixflow crosssection of the billet 400mm400mm for the continuous casting machine. The main design content including: Material balance calculation and heat balance calculation, the calculation of major equipment selection, layout of Steelmaking plant, Finally , steel plant plan has been drawn. Keywords: Stainless Steel。設(shè)計(jì)任務(wù)為“設(shè)計(jì)一年產(chǎn) 260 萬(wàn)噸良坯不銹鋼轉(zhuǎn)爐車間”。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同 意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 Stainless Steel Convertor Steelmaking Workshop Design Instruction Booklet Kunming University of Science and Technology Institute： Energy and Metallurgy Engineering College Speciality： Metallurgy Engineering Class： 2020(2) Author： Liu Lingang Supervisor： Yin Shubiao Period： ~ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )題目： 年產(chǎn) 260 萬(wàn)噸良坯 不銹鋼轉(zhuǎn)爐 車間 的 設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )內(nèi)容： 根據(jù)給定的鐵水成分： C=%、 Si=%、 Mn=%、P=%、 S=%，鐵水溫度 1300℃ ，設(shè)計(jì)一座年產(chǎn) 260 萬(wàn) t 的 不銹鋼 車間。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本文設(shè)計(jì)了一座年產(chǎn) 260萬(wàn) t良坯的 不銹鋼 煉鋼車間 ，該煉鋼 車間 的主鋼種為 304不銹 鋼，根據(jù)設(shè)計(jì)給定的條件和鋼種的特征，高爐鐵水采用混鐵車運(yùn)輸至 脫磷 轉(zhuǎn)爐，脫磷 轉(zhuǎn)爐所出鋼水通過(guò)鋼包 送至 AOD 轉(zhuǎn)爐并兌入電爐熔化金屬鎳和高碳鉻鐵的混合金屬液進(jìn)行精煉，得到的合格鋼水通過(guò)鋼包 送至連鑄跨進(jìn)行連鑄。 Dephosphorization Converter。鋼鐵工業(yè)作為一個(gè)原材料的生產(chǎn)和加工部門，處于產(chǎn)業(yè)鏈的中間位置。含鉻 %以上的合金稱為不銹鋼。不銹鋼的鉻含量最高為 26%，更高的鉻含量已經(jīng)沒(méi)有必要。 (2) 鋼種 316L(標(biāo)準(zhǔn) GB/T)占 20% 表 12 鋼種 316L 的成分 化學(xué)成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo 含量 (%) ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 16~18 12~15 2~3 力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 σb≥480Mpa 條件屈服強(qiáng)度 (MPa)： ≥177 硬度 (HV)≤200 應(yīng)用領(lǐng)域： 牌號(hào) 022Cr17Ni12Mo2， 紙漿和造紙用設(shè)備熱交換器、染色設(shè)備、膠片沖洗設(shè)備、管道、沿海區(qū)域建筑物外部用材料，以及高級(jí)手表的表鏈、表殼等用途。因此主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 1)壓力器皿、高壓儲(chǔ)藏罐、高壓管道、熱交 換器 (化學(xué)加工工業(yè) )； 2)石油天然氣管道、熱交換器管件 ； 3)污水處理系統(tǒng) ； 4) 紙漿和造紙工業(yè)分類器、漂白設(shè)備、貯存處理系統(tǒng) ； 5)高強(qiáng)度耐腐蝕環(huán)境下的回轉(zhuǎn)軸、壓榨輥、葉片、葉輪等 ； 6)輪船或卡車的貨物箱 ； 7)食品加工設(shè)備 。也就是一個(gè)鋼廠生產(chǎn)的投入與產(chǎn)出的平衡關(guān)系。在不銹鋼的化學(xué)成分中對(duì)組織的作用分為兩類。因?yàn)闊o(wú)論是奧氏體還是鐵素體形成元素，在各類不銹鋼中都或多或少同時(shí)存在，所以具體的不銹鋼是什么組織最終是由兩類形成元素的比例所決定的。 鉬能增加不銹鋼的耐蝕性，特別是對(duì)那些鉻的鈍化作用不夠的還原性介質(zhì)和存在氯離子的介質(zhì)。 錳和氮都是促進(jìn)奧氏體形成的元素，因而可以代鎳。 鈦和鈮與碳親和力比鉻大，在不銹鋼中能夠優(yōu)先形成碳化物，使鉻能基本溶于固溶體中，從而避免晶界貧鉻，減輕晶間腐蝕傾向。損害鋼的抗蝕性能，造成焊熱裂，氣孔及疏松。 轉(zhuǎn)爐車間原材料供應(yīng) 轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的原料包括：鐵水、廢鋼、散裝料 (石灰、白云石、螢石、氧化鐵皮、鐵礦石、焦炭等 )和鐵合金。 廢鋼由汽車運(yùn)輸?shù)綇U鋼間，廢鋼入爐是通過(guò)廢鋼槽運(yùn)往裝料跨裝入轉(zhuǎn)爐。 鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠鐵合金 車 間、車間鐵合金料 倉(cāng)及稱量和輸送設(shè)施、向爐子 加料設(shè)施等幾部分組成。 一爐鋼的冶煉過(guò)程 從裝料起到出鋼、倒完渣為止，轉(zhuǎn)爐一爐鋼的冶煉過(guò)程包括裝料、吹煉、脫氧、出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣 六 個(gè)階段。 吹煉過(guò)程中金屬升溫大致分三階段：第一階段升溫速度很快，第二階段升溫速度趨緩慢，第三階段升溫速度又加快。分階段定量裝入法兼有前兩者的優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)入制度，設(shè)計(jì)中就采用分階段定量裝入。設(shè)計(jì)中采用復(fù)吹。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐兼有這兩者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了兩者的缺點(diǎn)，且頂?shù)讖?fù)合吹法底部吹的不是氧氣而是氮?dú)獾确茄趸詺怏w，所以既達(dá)到加強(qiáng)攪拌的目的又避免了單純底吹的底部供氣元件容易燒壞的缺點(diǎn)。終點(diǎn)碳控制的方法有三種：拉碳法、增碳法、高拉碳。 (2) 拉碳法： 轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制方法之一，即在熔池含碳量達(dá)到出鋼要求時(shí)便停止吹氧 。 (3) 高拉碳法： 是指熔池含碳量達(dá)到出鋼要求時(shí)停止吹氧，此時(shí)熔池中不但硫磷和溫度符合出鋼溫度要求，而且計(jì)入鐵合金帶入金屬中的碳后，鋼水中的碳也能符合所煉鋼種的規(guī)格要求。 ―高拉碳法 ‖控制終點(diǎn)，冶煉時(shí)間縮短，不利于去除 P、 S。最常用的攪拌手段是鋼水吹氬。 對(duì)于不銹鋼的冶煉，需要特種轉(zhuǎn)爐，目前主要使用的有 AOD、 GOG 和 VOD 三種。由于這種工藝與電弧爐冶煉不銹鋼相比，具有三高(產(chǎn)量高、質(zhì)量高、鉻的收得率高 )和三低 (投資低、成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低 )等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，許多國(guó)家已把 AOD 法作為生產(chǎn) 不銹鋼的主要手段之一。 (1)吹氧階段 ：吹煉初期，鋼液含碳量較高，吹氧脫碳反應(yīng)順利進(jìn)行。更由于吹氬促 進(jìn)鋼液中碳的進(jìn)一步氧化，在吹氬階段，鋼液含碳量更進(jìn)一步降 。 第一步：計(jì)算脫氧合金化前的總渣量及其成分 總渣量包括鐵水中元素氧化、爐襯蝕損量和加入熔劑的成渣量。 表 34 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量 元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化 量 /kg 耗氧量 /kg 產(chǎn)物量 /kg 備注 C C→CO C→CO 2 Si Si→SiO 2 入渣 Mn Mn→MnO 入渣 P P→P 2O5 入渣 S S→SO 2 S+CaO=CaS+O ① 入渣 Fe Fe→FeO 入渣 (見(jiàn)表 37) Fe→Fe 2O3 入渣 (見(jiàn)表 37) 合計(jì) 成渣量 注： ① CaO 還原出的氧量；消耗的 CaO 的量： kg. 表 35 爐襯蝕損的成渣量 爐襯蝕損量 (據(jù)表 33) 成渣組分 氣態(tài)產(chǎn)物 耗氧量 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CO CO2 CO CO2 合計(jì) 表 36 加入溶劑的成渣量 類別 加入量 /kg 成渣組分 /kg 氣態(tài)產(chǎn)物 /kg CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 螢石 生白云石 石灰 合 計(jì) 成 渣 量 注： 石灰加入量計(jì)算如下 :由表 34～ 36 可知，渣中已含 (CaO)=， 渣中已含(SiO2)=。解得 X=，所以 w(FeO) = %=， w(Fe2O3) = 5%=。 即 Qg=100－ －［ (75%56/72+20%112/160)+1+6%］ =。 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需的基本原始數(shù)據(jù)有：各種入爐料及產(chǎn)物的溫度 (表 314)；物料平均熱容 (表 315)；反應(yīng)熱效應(yīng) (表 316)溶入鐵水中元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響 (表 317)；其他數(shù)據(jù)參照物料平衡取。㎏ –1 218 272 209 209 209 — 液態(tài)或氣態(tài)平均熱容 ∕ kJ㎏ –1 C (C)+ 1/2{O2}＝ {CO} 氧化反應(yīng) 139420 11639 C (C)+{O2}＝ {CO2} 氧化反應(yīng) 418072 34834 Si (Si)+{O2}＝ (SiO2) 氧化反應(yīng) 817682 29202 Mn (Mn)+ 1/2{O2}＝ (MnO) 氧化反應(yīng) 361740 6594 P 2(P)+ 5/2{O2}＝ (P2O5) 氧化反 應(yīng) 1176563 18980 Fe (Fe)+ 1/2{O2}＝ (FeO) 氧化反應(yīng) 238229 4250 Fe 2(Fe)+ 3/2{O2}＝ (Fe2O3) 氧化反應(yīng) 722432 6460 SiO2 (SiO2