【正文】 ...............71 鋼包質(zhì)量計(jì)算 ......................................................................................................71 渣罐計(jì)算 .......................................................................................................................72 第十二章 轉(zhuǎn)爐車間主廠房工藝布置 .............................................................................................72 原料跨間布置 ...............................................................................................................72 爐子跨布置 ...................................................................................................................74 橫向布置 .............................................................................................................74 縱向布置 .............................................................................................................75 爐子跨各層平臺(tái)的布置 ........................................................................................75 鋼水接收跨布置 ............................................................................................................75 連鑄車間的平面布置 .....................................................................................................76 第十三章 環(huán)保與安全 ..................................................................................................................76 環(huán)境保護(hù) ......................................................................................................................76 安全與工業(yè)衛(wèi)生 ............................................................................................................77 安全技術(shù) .............................................................................................................77 工業(yè)衛(wèi)生 .............................................................................................................79 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................79 致謝 ............................................................................................................................................81 內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 轉(zhuǎn)爐的發(fā)展歷程 1952 年氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在奧地利林茨從高爐鐵水進(jìn)入煉鋼廠開(kāi)始的冶煉工藝為：鐵水預(yù)處理 分裝混鐵車 轉(zhuǎn)爐底吹氬 LF爐精煉 板坯連鑄 中寬帶熱軋機(jī)組 粗軋 精軋 控制冷卻 卷取 取樣檢驗(yàn) 包裝 繳庫(kù)，通過(guò)這一工藝流程生產(chǎn)出合格的耐候鋼板坯。本設(shè)計(jì)在生產(chǎn)其他合格鑄坯的情況下以耐候鋼作為主要生產(chǎn)的高附加值鋼種。最后對(duì)轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計(jì) 的 環(huán)境和安全 要求進(jìn)行說(shuō)明 。 20 世紀(jì) 60年代中期 ,我國(guó)設(shè)計(jì)、科研、制造、生產(chǎn)人員共同協(xié)作 ,開(kāi)展了大型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的設(shè)計(jì) ,1971 年容量 120t 的大型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠于 1971 年在攀枝花鋼鐵公司順利建成投產(chǎn)。占全國(guó)總鋼產(chǎn)量的 %。近年來(lái) ,轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量持續(xù)處于高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì) ,20xx年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量高達(dá) 15330萬(wàn) t,僅時(shí)隔 3年轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)近 50%。 20xx 年 ,中國(guó)粗鋼產(chǎn)量已達(dá) 億噸 ,同比增長(zhǎng) %,占全球粗鋼總產(chǎn)量的 %,所占比例比 20xx年提高 ,連續(xù) 14年位居世界第一。 9個(gè)百分點(diǎn) ,20xx 年在上年內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 低基數(shù)的作用下粗鋼產(chǎn)量增速相比 20xx 年依然下降了 3各種煉鋼法的鋼產(chǎn)量及所占比例見(jiàn)表 大中型重點(diǎn)鋼鐵企業(yè) 轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占主導(dǎo)地位。 轉(zhuǎn)爐爐齡 近幾年，中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量高速增長(zhǎng)令全世界驚奇 :1995 年中國(guó)鋼產(chǎn)量首次突破 1億噸；20xx 年達(dá)到 2億噸； 20xx 年超過(guò) 3 億噸； 20xx 年達(dá)到 億噸。因此，近幾年國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步為我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。國(guó)內(nèi)幾乎所有轉(zhuǎn)爐均采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。 (l)鋼鐵制造流程向連續(xù)化、短流程方向發(fā)展連鑄的發(fā)展促進(jìn)了鋼鐵制造流程向連續(xù)化方向發(fā)展，并最終形成了煉鋼短流程生產(chǎn)線。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)節(jié)奏快，生產(chǎn)周期短。轉(zhuǎn)爐冶煉周期可小于 25min，轉(zhuǎn)爐利用系 數(shù)超過(guò) 100t/td ②延長(zhǎng)爐體壽命，提高設(shè)備作業(yè)率。 表 14 煉鋼廠主要工序高效化生產(chǎn)的水平比較 (3)完善的潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù) 潔凈鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的目標(biāo)是能大批量、廉價(jià)地生產(chǎn)高品質(zhì)鋼材，使?jié)崈翡摰纳a(chǎn)成本能低于傳統(tǒng)流程普通鋼的生產(chǎn)成本。脫 P，可滿足生產(chǎn)超低磷鋼 (P≤ 15ppm)的要求。 ③采用出鋼擋渣，使下渣量≤ 3k/t。根據(jù)鋼材潔凈度的不同要求，選擇或組合不同的爐外精煉工藝，實(shí)現(xiàn)超潔凈鋼生產(chǎn)。降低鐵鋼比，最低 。 綜上所述，今后轉(zhuǎn)爐煉鋼仍將呈發(fā)展態(tài)勢(shì)，期鋼 產(chǎn)量也將視市場(chǎng)需求與煉鋼、軋鋼同步適度增長(zhǎng) 轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展與鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)方式 由于市場(chǎng)對(duì)鋼材的需求旺盛 ,煉鋼提供軋鋼的坯料供不應(yīng)求 ,高爐生鐵產(chǎn)量的逐年增長(zhǎng) ,因此給轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展和轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的提高提供了良好機(jī)遇和條件。又如福建三明轉(zhuǎn)爐鋼廠將原有 3座 20t 轉(zhuǎn)爐改造為 30 ,并增加了第 4 座轉(zhuǎn)爐 ,車間鋼產(chǎn)量提高至 205 萬(wàn) t(20xx 年 )。當(dāng)然 ,在轉(zhuǎn)爐擴(kuò)大產(chǎn)量的同時(shí) ,應(yīng)考慮到全廠的物料平衡及公輔設(shè)施的配套能力 ,形成綜合生產(chǎn)能力。然后加入一定的石灰等來(lái)制造氧化性的爐渣 ,在此過(guò)程中 ,還需要一定的熱量來(lái)升溫 ,最后 ,還要加入脫氧劑和合金料來(lái)最終 生成鋼材料。造渣制度 ,即爐渣要有一定的堿度 ,在造渣的過(guò)程中 ,最好應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)加料的方法把石灰分批次的進(jìn)入爐中 。目前 ,用于檢測(cè)技術(shù)的參數(shù)主要包含了熔鋼溫度、熔鋼成分和液面高度等 ,檢測(cè)技術(shù)主要有副槍檢測(cè)技術(shù) ,廢氣分析檢測(cè)技術(shù)以及特殊檢測(cè)技術(shù) 。 (3)控制系統(tǒng) :美國(guó)鋼鐵公司采用的是直接控制和監(jiān)控級(jí)的兩極控制系統(tǒng) ,日本鋼鐵公司采取了一體化的轉(zhuǎn)爐煉鋼自動(dòng)控制系統(tǒng)之后 ,明顯減少了人員使用 ,我國(guó)鋼鐵公司采用了計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)了直接控制計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)進(jìn)行連接 ,另外還通過(guò)上位計(jì)算機(jī)來(lái)收集 ,顯示相關(guān)數(shù)據(jù) ,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和操作等。若轉(zhuǎn)爐脫氧度滿足鋼種要求 ,在精煉開(kāi)始時(shí)可不調(diào)整脫氧度。出鋼后進(jìn)氬站通過(guò)喂鋁線調(diào)整脫氧度及 Als 含量 ,精煉處理過(guò)程根據(jù)鋼水的實(shí)際脫氧度進(jìn)行調(diào)整 ,脫氧不足時(shí)在精煉處理開(kāi)始通過(guò)添加鋁粒調(diào)整 ,精煉搬出前再通過(guò)添加鋁粒做最后的脫氧度調(diào)整。因鋼包頂渣氧化性強(qiáng) ,連鑄澆注過(guò)程 Als 損失較大 (大于 % )。 RHTB 真空精煉脫碳結(jié)束后 ,通過(guò)添加鋁粒調(diào)整脫氧度和 Als 含量。 超低碳鋼脫氧工藝的現(xiàn)狀及不足 該鋼種原有的脫氧工藝是在出鋼過(guò)程中 ,加入少量鋁錠、 FeMn 等脫氧劑進(jìn)行脫氧。由于出鋼后鋼水中氧含量過(guò)高 ,造成氬站鋁線消耗量較大。人們解決大型鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕問(wèn)題的方法一般是加大腐蝕余量 , 并涂以防銹油漆。 耐候鋼并非不銹鋼 , 初期同普通碳鋼一樣也會(huì)銹蝕 , 后期則 情況不同。這里特別要指出的是這種材料可以不涂漆裸用 , 這是耐候鋼最突出的優(yōu)點(diǎn)。 1967 年用武鋼生產(chǎn)的 09MnCuPTi 等兩種牌號(hào)的耐候鋼制造了兩輛 P61型試驗(yàn)棚車 , 經(jīng)過(guò) 18 年的運(yùn)行 , 在 1985 年廠修時(shí)檢查發(fā)現(xiàn) , 兩種耐候鋼的防腐能力均比普通碳素鋼高 2～ 3 倍。此系因當(dāng)焊接金屬凝固時(shí) , P促進(jìn)低熔 點(diǎn)夾雜物生成 ,既易產(chǎn)生高溫裂紋 , 又增加低溫裂紋敏感性 , 使焊縫的延展性和韌性變壞。國(guó)產(chǎn)耐候鋼的含 Cu量均低于 %。圖內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 ， 圖 15 銅在高溫條件下的擴(kuò)散行為示意圖 圖中滲透速度是銅向奧氏體品界滲透傾向，為銅脆缺陷產(chǎn)生的根本原因；擴(kuò)散速度指氧化皮對(duì)銅的吸留能力及銅在基體中的擴(kuò)散能力，這種擴(kuò)散對(duì)表面裂紋危害不人。 表 16 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼牌號(hào)及其化學(xué)成分 牌號(hào) C Si Mn P S Cu Cr V Q235NH ≤ ~ ~ ≤ ≤ ~ ~ Q295NH ≤ ~0.50 ~ ≤ ≤ ~ ~ Q355NH ≤ ≤ ~ ≤ ≤ ~ ~ ~ Q460NH ~0.18 ≤ ~ ≤ ≤ ~ ~ ~ 內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 表 17 高耐候性結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及其化學(xué)成分 牌號(hào) C Si Mn P S Cu Cr Ni Ti RE Q295GNH ≤ ~ ~ ~ ≤ ~ ≤ ≤ Q295GNHL ≤ ~0 ~ ~ ≤ ~ ~ ~ Q345GNH ≤ ~0 ~ ~ ≤ ~ ≤ ≤ Q345GNHL ≤ ~5 ~ ~ ≤ ~ ~ ≤ Q390GNH ≤ ~5 ≤ ~ ≤ ~ ≤ ≤ 冶煉工藝 廣泛借鑒日本 JIS 標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)內(nèi)寶鋼、鞍鋼、武鋼等企業(yè)的生產(chǎn)工藝，確定以集裝箱用 SPA H 為主要牌號(hào)主要生產(chǎn)工序流程：鐵水預(yù)處理 分裝混鐵車 轉(zhuǎn)爐底吹氬 LF 爐精煉 板坯連鑄 中寬帶熱軋機(jī)組 粗軋 精軋 控制冷卻 卷取 取樣檢驗(yàn) 包裝 繳庫(kù)。特別指出的是用磷鐵配磷時(shí)，磷的回收率會(huì)達(dá)到甚至超過(guò) 100%出現(xiàn)回磷現(xiàn)象，回磷的主要原因是出鋼時(shí)，轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入鋼包被還原所致。 （ 3） 連鑄工藝 該鋼種液相線溫度 1520℃ ，中間包鋼水過(guò)熱度控制在 2030℃ 之間，大包 —— 中包采用長(zhǎng)水口加 L 封保護(hù)措施，結(jié)品器采用中碳保護(hù)渣保護(hù)澆注，鑄坯規(guī)格為： 180 mm 600 mm 6800 mm。 第二章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 生產(chǎn)規(guī)模的 確定 根據(jù)要求設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn) 400 萬(wàn)噸合格鑄坯的鐵水預(yù)處理系統(tǒng)配套工程，主要用于 IF鋼和耐候鋼的生