【正文】 （ 3） 連鑄工藝 該鋼種液相線溫度 1520℃ ，中間包鋼水過熱度控制在 2030℃ 之間，大包 —— 中包采用長水口加 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。 表 16 焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼牌號及其化學(xué)成分 牌號 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)說明書 14 表 17 高耐候性結(jié)構(gòu)鋼牌號及其化學(xué)成分 牌號 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。國產(chǎn)耐候鋼的含 Cu量均低于 %。 1967 年用武鋼生產(chǎn)的 09MnCuPTi 等兩種牌號的耐候鋼制造了兩輛 P61型試驗(yàn)棚車 , 經(jīng)過 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。 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。由于出鋼后鋼水中氧含量過高 ,造成氬站鋁線消耗量較大。 RHTB 真空精煉脫碳結(jié)束后 ,通過添加鋁粒調(diào)整脫氧度和 Als 含量。出鋼后進(jìn)氬站通過喂鋁線調(diào)整脫氧度及 Als 含量 ,精煉處理過程根據(jù)鋼水的實(shí)際脫氧度進(jìn)行調(diào)整 ,脫氧不足時(shí)在精煉處理開始通過添加鋁粒調(diào)整 ,精煉搬出前再通過添加鋁粒做最后的脫氧度調(diào)整。 (3)控制系統(tǒng) :美國鋼鐵公司采用的是直接控制和監(jiān)控級的兩極控制系統(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)場的信號進(jìn)行連接 ,另外還通過上位計(jì)算機(jī)來收集 ,顯示相關(guān)數(shù)據(jù) ,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行交換和操作等。造渣制度 ,即爐渣要有一定的堿度 ,在造渣的過程中 ,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 。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。 綜上所述，今后轉(zhuǎn)爐煉鋼仍將呈發(fā)展態(tài)勢，期鋼 產(chǎn)量也將視市場需求與煉鋼、軋鋼同步適度增長 轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展與鋼產(chǎn)量的增長方式 由于市場對鋼材的需求旺盛 ,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 ,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。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)。脫 P，可滿足生產(chǎn)超低磷鋼 (P≤ 15ppm)的要求。轉(zhuǎn)爐冶煉周期可小于 25min，轉(zhuǎn)爐利用系 數(shù)超過 100t/td ②延長爐體壽命，提高設(shè)備作業(yè)率。 (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。因此，近幾年國內(nèi)轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)進(jìn)步為我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展作出重大貢獻(xiàn)。各種煉鋼法的鋼產(chǎn)量及所占比例見表 大中型重點(diǎn)鋼鐵企業(yè) 轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量占主導(dǎo)地位。 20xx 年 ,中國粗鋼產(chǎn)量已達(dá) 億噸 ,同比增長 %,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。占全國總鋼產(chǎn)量的 %。最后對轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計(jì) 的 環(huán)境和安全 要求進(jìn)行說明 。從高爐鐵水進(jìn)入煉鋼廠開始的冶煉工藝為：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，通過這一工藝流程生產(chǎn)出合格的耐候鋼板坯。 1978 年我國寶鋼首次從國外引進(jìn)了 300t 大型轉(zhuǎn)爐成套設(shè)備 ,1985 年建成投產(chǎn)。 1994 年我國 1384 萬 t平爐鋼產(chǎn)能至 20xx 年已全部被轉(zhuǎn)爐鋼所取代。 3 個(gè)百分點(diǎn) ,這說明中國鋼鐵工業(yè)由快速成長期向成熟階段過渡的拐點(diǎn)已然出現(xiàn) ,當(dāng)前在鋼鐵工業(yè)實(shí)施結(jié)構(gòu)優(yōu)化、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵時(shí)期 ,中國鋼鐵業(yè)正由快速發(fā)展階段逐步向成熟階段轉(zhuǎn)變。中國鋼鐵工業(yè)的飛躍發(fā)展首先得益于國民經(jīng)濟(jì)的高速增長，受國內(nèi)市場拉動(dòng) 。 圖 12 采用濺渣護(hù)爐技術(shù)后爐齡變化趨勢 我國轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展 條件和機(jī)遇 全球轉(zhuǎn)爐鋼占總產(chǎn)量 70%以上 。但因在生產(chǎn)線上的緩沖能力小，必須依靠生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行十分可靠，生產(chǎn)秩序穩(wěn)定而有節(jié)奏。采用的主要技術(shù)如下 : ①高爐鐵水全量“三脫”預(yù)處理工藝。并采用出鋼過程爐渣改質(zhì)技術(shù)，使鋼渣中 (FeO%十MnO%)≤ 3%，出鋼過程脫硫率可達(dá)到 30%~40%?；厥彰簹?(新日鐵一 41m3/t)，回收蒸氣。此外 ,在大型鋼鐵企業(yè)中 ,經(jīng)適當(dāng)增加轉(zhuǎn)爐吹煉爐座數(shù)可獲得增產(chǎn) ,如寶鋼二煉鋼廠原設(shè)計(jì)為 2 座 250 t 轉(zhuǎn)爐 ,設(shè)計(jì)年生產(chǎn)鋼水 300萬 t,澆鑄成合格鑄坯 288萬 t,原為 2吹 1,現(xiàn)為 2吹 ~,鋼產(chǎn)量 20xx內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 7 年已超過 370 萬 t(連鑄坯 ),目前該廠擬增設(shè)第 3 座轉(zhuǎn)爐 ,屆時(shí)鋼產(chǎn)量可達(dá) 600 萬 t。具體來說 ,自動(dòng)化轉(zhuǎn)爐煉鋼包含了以下幾個(gè)方面的基本工藝流程 :煉鋼原材料 ,即主要為鐵水 ,外加一些增加劑 。 （ 2）自動(dòng)化技術(shù) :轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化控制 ,包含了靜態(tài)控制和動(dòng)態(tài)控制 ,它們都是以控制模型為基礎(chǔ)的 ,其中最為廣泛使用的還是動(dòng)態(tài)控制。此鋼種脫氧方式存在的不足是 Mn及 Si 等合金的收得率較低 (Mn 的收得率只有 90%左右 , Si 只有80% )。由于出鋼過程 AMlnFe 合金加入量較大 ,造成出 鋼 過程脫氧度過強(qiáng) ,鋼水中的氮含量偏高。出鋼后進(jìn)氬站通過喂鋁線調(diào)整鋼水中的氧含量至鋼種要求范圍 ,喂鋁線結(jié)束后吹氬至少3 min 以上 ,然后添加鋁造渣球或熔渣還原劑等擴(kuò)散脫氧劑。前者會(huì)造成材料的浪費(fèi) , 后者因?yàn)樾枰ㄆ谶M(jìn)行維護(hù)性重涂 , 造成維護(hù)成本提高 , 有時(shí)還會(huì)影響正常使用。在無嚴(yán)重大氣污染或非特別潮濕的地區(qū) ,耐候鋼可以不用涂裝 , 直接裸露于大氣中 , 一般經(jīng)過年時(shí)間后 , 銹層逐漸穩(wěn)定 , 腐蝕不再發(fā)展 , 外觀呈美麗的巧 克力色。然而 , P對鋼的有害作用與鋼 種含 C量有關(guān) , 降低含 C量而使鋼中 C和 P的總量 不超過 %時(shí) , 則可防止冷脆傾向。在圖 ，當(dāng)加熱溫度高于 1100℃左右時(shí)，擴(kuò)散速度比滲透速度快，可抑制銅在品界滲透造成的有害作用。下 渣量越大，回磷量越多，這一點(diǎn)在生產(chǎn)含磷鋼時(shí)應(yīng)特別注意，轉(zhuǎn)爐出鋼采用鋼芯鋁脫氧，用量為 2 kg/t 鋼?？梢杂行У姆乐挂蚣尤?Cu元素造成的耐候鋼易斷裂問題，而且可以生產(chǎn)出合格的耐候鋼產(chǎn)品。采用銅板和鎳鐵配 Cu和 Ni，由于 Cu 、 Ni元素不易被氧化，所以銅板和 FeNi合金隨廢鋼一起加入爐內(nèi)參考回收率98%，其他合金在出鋼 1/5 時(shí)開始加入，加入 的順序?yàn)楣桢i合金 硅鐵 磷鐵 內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 15 低碳鉻鐵，出鋼 4/5 時(shí)加完。對含銅鋼的研究分析表明， 10801100oC是含銅鋼產(chǎn)生表面裂紋臨界溫度區(qū)。如圖 所示介紹了耐候鋼的發(fā)展歷程， 圖 13 耐候鋼發(fā)展歷程 耐候鋼的成分 表 為國內(nèi)各個(gè)級別外耐候鋼的化學(xué)成分 內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 12 圖 14 耐候鋼的化學(xué)成分 Cu、 P是賦于鋼以耐候性的元素 , 但又助長焊接裂紋 , 特別是當(dāng)含 P量達(dá)到 %以上影響更大。 耐候鋼在使用時(shí) , 可以涂裝、裸用或進(jìn)行穩(wěn)定化處理 , 涂裝時(shí)的要求與普通碳鋼相同。鋼鐵的銹蝕是鋼結(jié)構(gòu)損壞的主要原因之一，腐蝕損耗也是相當(dāng)可觀的，據(jù)報(bào)導(dǎo)北美每年因腐蝕損耗也是相當(dāng)可觀的，據(jù)報(bào) 據(jù) 報(bào)導(dǎo)北美每 年因腐蝕損耗的鋼占年產(chǎn)量的 20%, 在加拿大每年腐蝕損失達(dá)到 6 億美元。雖然采用了擴(kuò)散脫氧劑 ,但 因精煉處理過程鋼水中氧含量依然較高 ,精煉結(jié)束后鋼包頂渣的氧化性較強(qiáng) ,連鑄澆注過程中鋼水的 Als 損失較大 (平均為 % )。AMlnFe 合金的利用率低 ,消耗量大 ,Al2O3 生成量較大 。精煉處理過程根據(jù)鋼水的實(shí)際脫氧度進(jìn)行調(diào)整 ,脫氧不足時(shí)在精煉處理開始通過添加鋁粒調(diào)整 ,精煉搬出前再通過添加鋁粒做最后的脫氧度調(diào)整。 技術(shù)分類 （ 1）檢測技術(shù) :傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)爐煉鋼已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)要求 ,尤其是隨著檢測技術(shù) ,計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛速發(fā)展 ,轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)化技術(shù)也隨之改進(jìn)。轉(zhuǎn)爐冶煉鐵水成鋼 ,主要包含了這樣一個(gè)過程 ,首先進(jìn)行氧化 ,去除雜質(zhì) 。近年來一些中小型轉(zhuǎn)爐鋼廠通過技術(shù)改造挖潛已取得了明顯的成效 ,例如水鋼小轉(zhuǎn)爐鋼廠將原有 3座 20t轉(zhuǎn)爐逐個(gè)擴(kuò)容至 30 t,車間鋼產(chǎn)量已達(dá)到 175 萬 t(20xx 年 )。 (5)煉鋼節(jié)能 負(fù)能煉鋼 (煉鋼工序能耗最低一 (寶鋼 ))。轉(zhuǎn)爐的任務(wù)簡化為脫碳升溫，使?fàn)t渣量下降 50%，石灰、合金消耗減少 60%，氧氣利用率提高 10%，鐵損減少 30k/t，縮短冶煉時(shí)間 40%，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯。如國外高效連鑄工藝，使連鑄機(jī)作業(yè)率高達(dá) 98%，轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率達(dá)到 97%。主體生產(chǎn)單元間物流配合依靠輥道或管線輸送。采用濺渣護(hù)爐工藝后，轉(zhuǎn)爐爐齡超過 10000 爐，最高達(dá) 34000 爐。 表 13 轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗 項(xiàng)目 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 鋼鐵料 /（ kg/t 鋼） 1094 1093 1091 1091 1089 廢鋼 /(kg/t 鋼 ) 98 112 105 92 92 廢鋼比（ %） （ 2） 工序能耗 由于轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)操作技術(shù)水平不斷提高，以及各轉(zhuǎn)錄鋼廠對轉(zhuǎn)爐煤氣和轉(zhuǎn)爐煙道汽化內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 4 冷卻蒸汽的回收，使轉(zhuǎn)爐工序能耗有所降低，有些大型轉(zhuǎn)爐鋼廠達(dá)到賦能煉鋼水平。 0、 1占全國鋼產(chǎn)量比重上升到 %。 1964 年我國 第 1 家氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼廠在首鋼建成投產(chǎn) ,與此同時(shí)我國太鋼從奧鋼聯(lián)引進(jìn)了 2臺(tái) 50t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 ,使我國的氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼進(jìn)入了發(fā)展的初始階段。內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 年產(chǎn) 400萬噸合格鑄坯轉(zhuǎn)爐 煉鋼工程 —— 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)主體設(shè)計(jì) 專 業(yè)：冶金工程 內(nèi)蒙古科技大學(xué)設(shè)計(jì)說明書 I 摘要 為滿足市場需要，本設(shè)計(jì)為：年產(chǎn) 400 萬噸合格鑄坯轉(zhuǎn)爐煉鋼工程 —— 轉(zhuǎn)爐主體設(shè)計(jì)。道納維茨 (Linz,Donawitz)鋼廠誕生 ,簡稱 LD,其后陸續(xù)在一些國家獲得廣泛采用。達(dá)到 萬 t。 20xx年、 20xx 年 ,中國粗鋼產(chǎn)量增速相比上年分別下降 8由于我國廢鋼資源短缺，轉(zhuǎn)爐煉鋼爐料中廢鋼比較低，近年來我國轉(zhuǎn)爐鋼鐵料小號如表 所示。如圖 12所示，推廣濺渣護(hù)爐工藝之前，國內(nèi)轉(zhuǎn)爐平均爐齡僅為 700 一 500 爐，最高爐齡4300 爐 (武鋼 )川。主要生產(chǎn)設(shè)備采用單機(jī)匹配原則，即 一一對應(yīng)。 ③加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，提高生產(chǎn)作業(yè)率。 ②高效吹煉，低 [O]冶煉。日本、歐美等先進(jìn)的鋼鐵生產(chǎn)國，爐外精煉比超過 90%，其中真空精煉比超過 50%，有些鋼鐵廠已達(dá)到 100%。二是通過對原有轉(zhuǎn)爐鋼廠的技術(shù)改造挖潛。 轉(zhuǎn)爐自動(dòng)化技術(shù) 介紹 自動(dòng)化轉(zhuǎn)爐煉鋼主要是先對煉鐵廠提供的鐵水進(jìn)行預(yù)處理