【正文】 ...........................52 計算資料綜合 ....................................................................................................................53第 12 章 車間工藝布置方案 ......................................................................................................54 車間工藝布置方案 ............................................................................................................54 轉(zhuǎn)爐跨布置 ........................................................................................................................54 連鑄各跨布置 ....................................................................................................................58 裝料跨布置 ........................................................................................................................61結論 ..............................................................................................................................63參考文獻 ......................................................................................................................64謝 辭 ..........................................................................................................................661 / 73第 1 章 緒論 鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位和作用鋼鐵工業(yè)是國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟的中的主導產(chǎn)業(yè)。世界經(jīng)濟發(fā)展到今天，鋼鐵作為最重要的基礎材料之一的地位依然未受到根本性影響，而且，在可預見的范圍內(nèi)，這個地位也不會因世界新技術和新材料的進步而削弱。由此可見鋼鐵工業(yè)在公民經(jīng)濟的重要作用，并且鋼鐵工業(yè)在整個國家的發(fā)展中都起著舉足輕重的作用。最近日本住友和歌山鋼廠按上述原則建立起面向 21 世紀新型鋼廠：實現(xiàn)了100%鐵水“三脫”預處理；100%鋼水真空精煉；100%連鑄坯熱送和冶煉周期20min 等先進工藝措施。減少煉鋼全過程的爐渣量 50%～60%，全部煙塵回收利用。目前我國正處在發(fā)展中的關鍵階段，國民經(jīng)濟實力需要大力提升，各個方面的硬件設施都需要大力完善，而鋼鐵行業(yè)在其中起著舉足輕重的作用，例如在國民生產(chǎn)中就會大量的需要建筑材料，特種鋼材等等。3 / 73第 2 章 產(chǎn)品方案及金屬料平衡估算 產(chǎn)品大綱本設計產(chǎn)品大綱的基本原則是：生產(chǎn)有競爭力的優(yōu)勢產(chǎn)品，堅決淘汰落后的產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中作為直接回收爐料的那一部分返回廢鋼為全部爐料的 %,它與成品量之比達 % ,占鋼水量的 %。為了更好地生產(chǎn)大綱中所例產(chǎn)品，本設計考慮采用優(yōu)質(zhì)鐵水、鐵水預處理、轉(zhuǎn)爐少渣冶煉、擋渣出鋼、鋼水多功能爐外精煉及鋼水全過程保護澆鑄先進工藝。因為其受鐵口有蓋，在運輸過程中熱損失較小。 鐵水預處理初脫 Si、P 、S分析本設計中鐵水成分發(fā)現(xiàn)，鐵水成分中 Si、P 含量較高，S 含量較低。鐵水磷含量偏高，可以在混鐵車內(nèi)噴吹生石灰類熔劑，進行脫磷反應。 頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐有良好的冶金效果，碳氧反應接近平衡，冶煉低碳鋼時避免了鋼水的過氧化，有良好的脫磷、脫硫能力，提高了終點殘錳量。采用上述濺渣工藝技術后,不僅爐齡大幅度提高,而且底吹元件得到良好的維護。出鋼過程加精煉渣渣洗有利于快速成渣，縮短 LF 精煉造渣時間。 連鑄連軋連鑄可以簡化工序，縮短流程，提高金屬收得率，降低能耗，生產(chǎn)過程采7 / 73用機械化，自動化程度高，提高產(chǎn)量，擴大了品種。第 4 章 轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算 物料平衡計算 計算原始數(shù)據(jù)基本原始數(shù)據(jù)有：冶煉鋼種及成分、鐵水和廢鐵的成分、終點鋼水成分；造渣用溶劑及爐襯等原材料成分；脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率；其他工藝參數(shù)。第一步：計算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。表 45 鐵水中元素的氧化產(chǎn)物及其成渣量元素 反應產(chǎn)物 元素氧化量/㎏ 耗氧量/㎏ 產(chǎn)物量/㎏ 備注[C]→{CO} 90%= 　C[C]→{CO2} 10%= 　Si [Si]→(SiO2) 入渣Mn [Mn]→(MnO) 入渣P [P]→(P2O5) 入渣[S]→{SO2} 1/3= 　S　[S]+[CaO]→(CaS)+(O) 2/3= 入渣Fe [Fe]→(FeO) 56/72= 入渣（表 58）　 [Fe]→(Fe2O3) 112/160= 入渣（表 58）合計 　 　成渣量 　 　 入渣組分之和①由 CaO 還原出的氧量；消耗 CaO 量=56/32=㎏。見表 49表 49 實際耗氧量耗氧項/㎏ 供氧項/㎏ 實際耗氧量/㎏鐵水中元素氧化耗氧量（表 45） 　爐襯中碳氧化消耗氧量（表 46） 石灰中 S 與 CaO 反應還原出的氧化量（表 57） 　煙塵中鐵氧化消耗氧量（表 44） 　爐氣自由氧含量（表10） 　合計 合計 +=第三步：計算爐氣量及其成分。本計算中其值為：=179。 99——自由氧純度為 99%轉(zhuǎn)換得來。②.爐氣中 N2 的體積系爐氣總體積與其他成分體積之差；質(zhì)量為*28/=㎏第四步：計算脫氧和合金化前的鋼水量?，F(xiàn)根據(jù)鋼種成分設定值（表 41）和鐵合金成分及其回收率（表 43）算出錳鐵和硅鐵的加入量，在計算其元素的燒損量。為此需在鋼包內(nèi)加焦炭增碳。其他工藝參數(shù)參照物料平衡選取。k mol1??/kJ熱收入項包括：鐵水物理熱；元素氧化熱及成渣熱；煙塵氧化熱；爐襯中碳的氧化熱。P 2O5 4880=Mn→MnO 6594= SiO2→2CaO(1) 鋼水物理熱 Qg先按求鐵水熔點的方法確定鋼水熔點 Tg ；再根據(jù)出鋼和鎮(zhèn)靜時的實際溫降(通常前者為 40～60℃，后者約為 3～5℃/min，具體時間與盛鋼桶大小和澆注條件有關)以及要求的過熱度(一般為 50～90℃)確定出鋼溫度 TZ ；最后由鋼水熱容算出物理熱。根據(jù)其數(shù)量、相應的溫度和熱容確定。本計算取 5％，則得Qq＝5％＝(6) 廢鋼吸熱 Qf 用于加熱廢鋼的熱量系剩余熱量，即Qf＝QS－Qg－Qr－Qx－Qb－Qq =－－－22994－－=故廢鋼加入量 為：fW＝f ????? ?? ? ??????　 ＝即廢鋼比為：　　　　　　　%???熱平衡計算結果列于表 423。 本章小結本章主要對轉(zhuǎn)爐煉鋼的物料平衡和熱平衡做了詳細計算。但混鐵爐需要多倒一次鐵，增加溫度損失，而且混鐵爐投資相對較大，占地也多。兼有運送和貯存鐵水的兩種作用。混鐵車裝有傾動機構，可使爐身轉(zhuǎn)動向外倒鐵，因此，不需建設專門的廠房，只需在主廠房內(nèi)留出必要的倒鐵水位置。為了增加廢鋼在轉(zhuǎn)爐冶煉中的比例，除了在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中使用高溫鐵水外，還可以采用二次燃燒氧槍在復吹轉(zhuǎn)爐底部噴吹部分燃料，增加轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量。廢鋼中的硫、磷含量應小于 ﹪，夾渣小于 5﹪。廢鋼堆場的面積取決于廢鋼存儲定額（天數(shù)） ，當企業(yè)內(nèi)有自己的廢鋼加工公稱容量/t 150 250 300 350 400 600新襯時 150 250 300 350 400 600裝鐵水量/ t舊襯時 180 290 345 400 460 690鐵水車全高/mm 3850 4330 4300 4950 5200 6200鐵水車最大寬度 / mm 3200 3500 3400 3916 4120 4770掛鉤間距 / mm 15400 21000 25400 24700 24600 32022轉(zhuǎn)向架數(shù)/個 4 4 8 8 8 8軸數(shù)/個 8 12 16 16 16 24最大軸重 / t 36 42 38 42 49 4823 / 73站時，可考慮存儲 1～3 日，否則需存 10～15 日。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量。? 散裝料供應氧氣轉(zhuǎn)爐散狀材料包括石灰、白云石、螢石、鐵礦石、氧化鐵皮、焦皮等。大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一般自設散狀料場，并盡可能靠近轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐車間大多在靠近主廠房附近設置底下料倉，它兼有部分儲存和轉(zhuǎn)運作用。 脫硅(1) 鐵水脫硅的目的：①減少轉(zhuǎn)爐石灰用量，減少渣量和鐵損在鐵水含 %P 和 %S 的條件下，鐵水中硅從 %下降到 %時，煉鋼石灰消耗量可以從 42kg/t 減少到18kg/t，渣量從 110kg/t 減少到 42kg/t，而且吹煉平穩(wěn)沒有噴濺，金屬收得率提高 %～%。② 在混鐵車或鐵水包中噴粉脫硅法。鐵水爐外脫硫與煉鐵煉鋼爐脫硫相結合，可以對鐵水實施深度脫硫，從而為轉(zhuǎn)爐冶煉超低硫鋼創(chuàng)造條件。 脫磷磷是絕大多數(shù)鋼種中的有害元素，對于低溫、海洋用鋼、高壓管線鋼等，除需要含硫量很低外，還要求磷含量小于 %或 %。普通鐵水預處理有單一脫硫、脫硅、脫磷和同時脫磷脫硫等；特殊鐵水預處理有脫鉻、提釩、提鈮和提鎢等。當前，設備容量大型化已成為氧氣轉(zhuǎn)爐發(fā)展。由于爐襯材質(zhì)的改進和濺渣護爐技術的采用，爐齡大幅度提高，生產(chǎn)實踐中，往往采用“二吹二”模式，同時公稱容量日趨大型化。確定煉鋼生產(chǎn)規(guī)模之后，即可計算所需用的爐容量與座數(shù)。再根據(jù)澆注方法，就可計算出煉鋼車間設計的年產(chǎn)鋼量。而正常使用 2 座轉(zhuǎn)爐冶煉時的年總產(chǎn)量為：)(5864,136%7514021 tnNqW????綜上核算合格，采用 60t 轉(zhuǎn)爐和二吹二制生產(chǎn)。圖 71 常見轉(zhuǎn)爐爐型(a)筒球型； (b)錐球型； (c)截錐型 主要參數(shù)的確定本設計選用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐(公稱容量 60t)。本設計取爐容比為 。(3) 熔池直徑 D可按以下經(jīng)驗公式確定： (71)tGK?式中 D——熔池直徑，m； G——新爐金屬裝入量，t，可取公稱容量； K——系數(shù)，參見表 71； t ——平均每爐鋼純吹氧時間，min，參見表 72。~30176。身H (73)2t2)(4DVV?池帽身身 ??式中 、 、 ——分別為爐帽、爐身和熔池的容積；帽 身 池31 / 73Vt——轉(zhuǎn)爐的有效容積，為 、 、 三者之和，取決于容量和爐容比。~68176。小爐子取上限，大爐子取下限。+ 口H =+ =(m)那么，爐帽總容積為： 口口帽帽 ）（ DHV222d4)(12?????=..059 2???）（）（=(m3)(7) 出鋼口尺寸出鋼口一般都設在爐帽與爐身交界處，以使轉(zhuǎn)爐出鋼時其位置最低，便于鋼水全部出凈。~20176。③ 出鋼口襯磚外徑： =6 =6=(m)STd出④ 出鋼口長度： =7 =7=(m)L出 底部供氣構件的設計本設計為增加廢鋼型頂?shù)讖秃洗禑挿?。min） ，其冶金特點接近頂吹法；達到 ～（t全程吹 Ar，成本太高；全程吹 N2，又會增加鋼中的氮。 轉(zhuǎn)爐爐襯設計爐襯設計的主要任務是選擇合適的爐襯材質(zhì)，確定合理的爐襯組成和厚度，并提出相應的磚型和數(shù)量，以確保獲得經(jīng)濟上的最佳爐齡。33 / 73 爐襯的組成和厚度的確定通常爐襯由永久層、填充層和工作層組成。填充層介于永久層與工作層之間，用焦油鎂磚沙搗打而成，厚度約為 80～100mm。表 73 本設計轉(zhuǎn)爐爐襯厚度值爐襯厚度 永久層厚度 /mm 工作層厚度/mm爐帽 80 500爐身 130 600（加料側）/550爐底 350 570 轉(zhuǎn)爐爐體金屬構件設計 爐殼爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成。綜上所述，轉(zhuǎn)爐總高 ：總H=+++(+++)= m；總H 轉(zhuǎn)爐外殼直徑：=+2(++)++ = m。其具體尺寸見下表 75。該處耳軸選用合金鋼，且耳軸直徑為 800mm，耳軸軸承采用雙列向心滾子軸承。 ?35 / 73第 8 章 轉(zhuǎn)爐氧槍設計及相關參數(shù)計算 氧槍噴頭尺寸計算噴頭是氧槍的核心部分，其基本功能可