（最新）年產(chǎn)960萬(wàn)噸連鑄坯的全連鑄轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 鋼水澆鑄一直以模鑄為主，不僅生產(chǎn)效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、車(chē)間環(huán)境惡劣，而且金屬損失大、回收率低、難以澆鑄大型鋼錠。 我國(guó)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)展望 轉(zhuǎn)爐大型化和流程優(yōu)化中國(guó)《鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》明確規(guī)定新建轉(zhuǎn)爐必須≥120t。其中，轉(zhuǎn)爐采用“三脫”鐵水少渣冶煉，純吹煉時(shí)間可以縮短3~5min，采用直接出鋼技術(shù)可以縮短轉(zhuǎn)爐停吹到出鋼的鎮(zhèn)靜時(shí)間2~3min。寶鋼從20世紀(jì)90年代初期就開(kāi)始研究純凈鋼生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過(guò)十幾年開(kāi)發(fā)，目前已擁有完善的純凈鋼煉鋼技術(shù)。因此，轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，對(duì)于從源頭上減少夾雜物有著重要作用。轉(zhuǎn)爐模型主要有轉(zhuǎn)爐靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型、轉(zhuǎn)爐自動(dòng)吹煉模型、轉(zhuǎn)爐合金模型等。 現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)存在的問(wèn)題現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)普遍存在的問(wèn)題主要是隨著社會(huì)對(duì)潔凈鋼的生產(chǎn)需求日益提高，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價(jià)生產(chǎn)純凈鋼的生產(chǎn)體系。 轉(zhuǎn)爐座數(shù)、容量和車(chē)間生產(chǎn)能力的確定 轉(zhuǎn)爐座數(shù)轉(zhuǎn)爐座數(shù)的確定與采用的吹煉制度有關(guān)，也與轉(zhuǎn)爐的壽命有關(guān)。因此，轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量為： （噸）參照表22，本設(shè)計(jì)中取轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量為300噸。圖21 煉鋼車(chē)間工藝流程圖 原料方案 鐵水的供應(yīng)鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼主要原料，高爐鐵水采用混鐵車(chē)運(yùn)輸，經(jīng)預(yù)處理后轉(zhuǎn)運(yùn)兌入轉(zhuǎn)爐。廢鋼一次一斗裝入。各種料儲(chǔ)量按20天考慮。從地下料倉(cāng)向高位倉(cāng)供料采用全膠帶運(yùn)輸。高位料倉(cāng)沿爐子跨縱向布置，三座轉(zhuǎn)爐共用一套高位料倉(cāng)，這樣可以相互支持供料，并避免由于轉(zhuǎn)爐停爐后料倉(cāng)內(nèi)剩余石灰的粉化。(3) 白云石：用于提高爐渣的堿度，減小對(duì)爐襯的侵蝕。其主要作用如下：(1) 硅鐵：用于合金化，也作脫氧劑。在鐵合金車(chē)間內(nèi)儲(chǔ)存、烘烤及加工合格塊度，按鐵合金的品種和牌號(hào)分類(lèi)存放，并相應(yīng)保存好出廠(chǎng)化驗(yàn)單。該方案包括鐵水預(yù)處理車(chē)間，倒渣站，鐵水倒灌站。一個(gè)鐵水坑由兩個(gè)鐵水轉(zhuǎn)注位置。 爐子跨的布置爐子跨是車(chē)間中廠(chǎng)房最高、建筑結(jié)構(gòu)最復(fù)雜和單位投資最多的跨間。副槍布置在靠近煙道的一側(cè)。 精煉跨的布置精煉采用兩個(gè)LF精煉爐，沿精煉跨縱向布置，LF爐支持于支架上，真空室旋轉(zhuǎn)有兩個(gè)工作位置：鋼水處理位置，真空室下降進(jìn)行處理；準(zhǔn)備工位，修砌、噴補(bǔ)真空室內(nèi)襯、更換上升、下降管，預(yù)熱、氧氣供應(yīng)。在橫移裝置上并排設(shè)有兩套氧槍升降小車(chē)。終點(diǎn)鋼水成分（表31），造渣用溶劑及爐襯等原材料的成分（表32），脫氧和合金化用鐵合金的成分及其回收率（表33），其他工藝參數(shù)（表34）。即W(Fe2O3)=5%,W(FeO)=%金屬中[C]的氧化物90% C氧化成CO，10% C氧化成CO2煙塵量%（其中W(FeO)為75%，W(Fe2O3)為20%）廢鋼量由熱平衡計(jì)算確定。其各項(xiàng)成渣量分別列于表35——表37。表35 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]→{CO2}%=Si[Si]→{SiO2}入渣Mn[Mn]→(MnO)入渣P[P]→(P2O5)入渣S[S]→{SO2}[s]+(CaO)→(CaS)+(O)?(CaS)入渣Fe[Fe]→(FeO)入渣（見(jiàn)表38）[Fe]→(Fe2O3)入渣（見(jiàn)表38）合計(jì)成渣量入渣組分之和?由CaO還原出的氧量；消耗的CaO的量=表36 爐襯蝕損的成渣量爐襯蝕損量成渣組成/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kg耗氧量/kgCaOSiO2MgOAl2O3Fe2O3C→COC→CO2C→CO,CO2(據(jù)表34)%90%28/12=%10%44/12=%(90%16/12+10%32/12)=合計(jì)表37 加入溶劑的成渣量類(lèi)別加入量/kg成渣組分/kg氣態(tài)產(chǎn)物/kgCaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3P2O5CaSCaF2H2OCO2O2螢石生白云石石灰?②③合計(jì)成渣量注：?石灰加入量計(jì)算如下：有表35——表37知，渣中已含(CaO)=+++=。其中CO、COSO和H2O可由表35—表37差得。本計(jì)算中，其值為(見(jiàn)表39) Vx—鐵水與石灰中的S與CaO反應(yīng)還原出的氧量，(見(jiàn)表39),m3 %—爐氣中自由氧含量 99—由氧氣純度為99%轉(zhuǎn)換得來(lái)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)列于表310表310 爐氣量及其成分爐氣成分爐氣量/kg體積/m3體積分?jǐn)?shù)/%CO*CO2*SO2*H2O*O2??N2②②合計(jì)100注：?*%=；*32/=②爐氣中N2的體積系爐氣總體積與其他成分的體積之差，(++++)=。為此需要在鋼包內(nèi)加入焦粉增碳。(1) 鐵水物理熱Qw：先根據(jù)純鐵熔點(diǎn)，鐵水成分以及溶入元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值(表317，表31，表320)計(jì)算鐵水熔點(diǎn)Tt，然后由鐵水溫度和生鐵熱容(見(jiàn)表317和表318)確定Qw?！媸街?，50、50和70分別為出鋼過(guò)程中的溫降、鎮(zhèn)靜及爐后處理過(guò)程中的溫降和過(guò)熱度。表322 某些物料的物理熱項(xiàng)目參數(shù)備注爐氣物理熱*[*(145025)]=1450℃系爐氣和煙塵的溫度煙塵物理熱*[*(145025)+209]=渣中鐵珠物理熱*6%*[*(152025)+272+*(16901520)]=1520℃系鋼水熔點(diǎn)噴濺金屬物理熱1*[*(152025)+272+*(16901520)]=合計(jì)Qx=(4) 生白云石分解熱Qb：根據(jù)其用量、成分和表319所示的熱效應(yīng)計(jì)算(5) 熱損失Qq：其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的3%~8%。 熱效率 若不計(jì)算爐渣帶走的熱量時(shí) 熱效率 4 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐的出現(xiàn)，對(duì)大幅提高鋼的產(chǎn)量有著重要的意義。圖41 常見(jiàn)轉(zhuǎn)爐爐型(a)筒球型 (b)錐球型 (c)截錐形 本設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇錐球型。由于復(fù)吹轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程比單純頂吹平穩(wěn)，且鋼渣噴濺高度也較低，所以復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐容比可略小于頂吹轉(zhuǎn)爐。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的高徑比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐，~。表41 系數(shù)K的推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t3030~100100備注K~~~大容量取下限，小容量取上限表42 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值轉(zhuǎn)爐容量/t3030~100100備注冶煉時(shí)間/min28~32(12~16)32~38(14~18)38~45(16~20)結(jié)合供氧強(qiáng)度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定注，括號(hào)內(nèi)數(shù)系吹氧時(shí)間參考值設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)爐的公稱(chēng)容量為300t，t取17min。當(dāng)球缺體半徑R=()時(shí)，球缺體高h(yuǎn)1=()的設(shè)計(jì)較多。出鋼口直徑 (7) 爐襯尺寸確定參閱資料，轉(zhuǎn)爐爐襯各層厚度如下表43所示表43 轉(zhuǎn)爐爐襯各層厚度選取值名稱(chēng)工作層/mm填充層/mm永久層/mm爐殼鋼板/mm爐帽5509012045爐身(加料側(cè))7809019055爐身(出鋼側(cè))7009019055爐底6209036045(8) 高徑比確定爐殼內(nèi)型總高H內(nèi) 則高徑比為，~表44 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型參數(shù)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值公稱(chēng)容量G300t爐殼外徑D轉(zhuǎn)爐全高H爐口直徑D出爐型內(nèi)高H內(nèi)爐帽傾角Q60186。填充層介于永久層和工作層之間，采用焦油鎂砂搗打而成，其主要功能是減輕爐襯受熱膨脹時(shí)對(duì)爐殼產(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層。 砌筑轉(zhuǎn)爐爐襯選擇磚型時(shí)應(yīng)考慮一下一些原則：(1) 在可能條件下，盡量選用大磚，以減少磚縫，還可提高筑爐速度，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；(2) 力爭(zhēng)砌筑過(guò)程中不打或少打磚，以提高磚的利用率和保證磚的砌筑質(zhì)量；(3) 出鋼口用高壓整體型專(zhuān)用磚，更換方便、快捷；爐底用帶弧形的異型磚；(4) 盡量減少磚型種類(lèi)。%。氧氣轉(zhuǎn)爐用鐵水煉鋼，因熱量富裕故可加入10%~30%的廢鋼，作為調(diào)正吹煉溫度的冷卻劑。煉鋼生產(chǎn)中廣泛使用各種脫氧合金化元素與鐵的合金，鐵合金必須加工成一定塊度使用，并要數(shù)量準(zhǔn)、成分明、干燥純凈、不混料。石灰質(zhì)量要去：CaO≥90%，SiO2≤3%，S≤%，過(guò)燒率≤14%。其主要成分是CaCOMgCO3，用白云石造渣可使渣中保持一定量的MgO以減少爐渣對(duì)爐襯的侵蝕，對(duì)白云石的要求，一般以MgO20%，塊度為5~40mm。(1) 氧槍經(jīng)常在出口馬赫數(shù)遠(yuǎn)大于1的條件下工作(2) 在轉(zhuǎn)爐爐膛內(nèi)，氧氣射流遭到與射流運(yùn)動(dòng)方向相反，以CO為主的相遇氣。對(duì)于轉(zhuǎn)爐煉鋼，裝入量過(guò)大，會(huì)使噴濺增加，熔池?cái)嚢璨缓?，造渣困難，爐襯特別是爐帽壽命縮短，供氧強(qiáng)度也因噴濺大而被迫降低，裝入量過(guò)小，則會(huì)使?fàn)t產(chǎn)量減小，所以確定裝入量時(shí)應(yīng)考慮以下因素：(1) 保證合適的爐容比：~，(2) 要有合適的熔池深度：合適的熔池深度應(yīng)大于
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