【正文】 入管線可從轉(zhuǎn)爐耳軸經(jīng)球型接頭引入轉(zhuǎn)爐爐底；利用聲波對爐內(nèi)成渣過程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)控。這一方法屬于強(qiáng)化冶煉型 , 代表技術(shù)有 : BSC BAP、 LD HC、ST B、 S TB P 和 K BOP 等 , 歐洲和日本采用此法較多。頂?shù)讖?fù)合吹煉轉(zhuǎn)爐的種類繁多 , 以底部吹入氣體的種類劃分 , 可分為強(qiáng)攪拌型和弱攪拌型 , 如日本新日鐵大分廠采用的 LD OB 法為強(qiáng)攪拌型 , 底吹氧氣強(qiáng)度為 0. 15～ 0. 80m3 / ( t 178。貝塞麥在英國科學(xué)協(xié)會發(fā)表演講，宣布其發(fā)明了底吹酸性 空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，也因?yàn)榇朔ㄉa(chǎn)率高、成本低的煉鋼方法，成為冶金史上 的 一大創(chuàng)舉，從此開創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼得新時代。在設(shè)計(jì)中制定了產(chǎn)品大綱，計(jì)劃生產(chǎn)的主要鋼種為橋梁板、容器板等。 關(guān)鍵詞： 轉(zhuǎn)爐；煉鋼；氧槍； 復(fù)吹 ；精煉 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 第一章 文獻(xiàn)綜述 國外轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù) 發(fā)展 概況 世界近代煉鋼工業(yè)首先誕生于歐洲，機(jī)器得大量發(fā)明和廣泛使用，使鋼鐵成為最基本的工業(yè)材料，對鋼鐵得數(shù)量和質(zhì)量得需求越來越高。 1977 年美國瓊斯 — 勞夫林公 司芝加哥廠建成了 2 座 225t 氧氣底吹轉(zhuǎn)爐 , 接著日本川崎制鐵公司千葉廠也投產(chǎn)了 230t 底吹轉(zhuǎn)爐 , 稱為 Q BOP 法。這種方法為強(qiáng)攪拌型復(fù)吹法 , 代表技術(shù)有 LBE、LD KG、 LD OBT 和 N K ( BLD AB) 等。采用 TBM 法復(fù)合吹煉，生產(chǎn)成本有所降低 、 鋼水收得率提高、造渣劑加入量減少、合金回收率高、氧槍及爐襯壽命延長，使鋼的生產(chǎn)成本降低約 5 馬克 /t 鋼。底部噴嘴采用雙層套管式，爐底安裝了 4 支噴嘴，轉(zhuǎn)爐采用活爐底，可進(jìn)行更換，爐底采用 Mg—C 質(zhì)磚，最初爐底壽命僅為 700～ 1000 次。生產(chǎn)中，LD—KGC 法使用 CO 氣體； K—BOP 法使用 C02 氣體。在日本，鐵水脫磷后再進(jìn)行少渣吹煉比較普及。但和國外鋼鐵強(qiáng)國比較，我國轉(zhuǎn)爐煉鋼整體水平落后，仍存在著爐容偏小、終點(diǎn)控制技術(shù)落后、物耗能耗較高等問題，必須優(yōu)化工藝流程，提高技術(shù)裝備水平，進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)爐效率和改善鋼水質(zhì)量，為大規(guī)模多品種生產(chǎn)高質(zhì)量鋼打下基礎(chǔ)。大型鋼鐵 ( 集團(tuán) ) 企業(yè) ( 500 萬 t / a) 數(shù)量增多 , 為發(fā)展轉(zhuǎn)爐煉鋼提供了有利條件。 ⑤ 轉(zhuǎn)爐自動化水平不斷提高 大、中型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠一般均采用了基礎(chǔ)自動化和過程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，有些大中型轉(zhuǎn)爐鋼廠還設(shè)置了管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 我國轉(zhuǎn)爐爐齡已達(dá)到國際先進(jìn)水平。 (3) 轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)錳收得率有所提高。因而，成為非常有效的精煉工藝。 (3) 錳的回收率提高 可進(jìn)行錳礦熔融還原 、 降低成本。工業(yè)中常用的脫硫劑有 CaC2 系 、 CaO+ Mg 系、 Mg 系。可在低堿度下實(shí)現(xiàn)脫硅成本低 。 合適的爐渣粘度：易濺起、掛渣、均勻又防止?fàn)t底上漲、爐膛變形。 ④ 減輕工人勞動強(qiáng)度。 ④ 對堵塞噴嘴采用復(fù)通技術(shù)。鐵水脫硫是一種較經(jīng)濟(jì)、有效的脫硫方法 ,在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的采用。 106 以下。 轉(zhuǎn)爐煉鋼自動控制技術(shù) 轉(zhuǎn)爐吹煉自動控制分為三個階段： ⑴ 靜態(tài)控制 依據(jù)初始條件 (鐵水重量、成分、溫度、廢鋼重量、分類 )。 全自動控制效果： ① 提高終點(diǎn)碳含量控制精度：低碳鋼177。 %. ③ 后吹率從 60% 下降到 32%( 中高碳鋼 )。當(dāng)爐氣回收的總熱量大于煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時，則實(shí)現(xiàn)了“煉鋼廠負(fù)能煉鋼”。 基本設(shè)計(jì)原則如下： （ 1） 本設(shè)計(jì)本著 先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì) 、實(shí)用 的 原則 ， 技術(shù)裝備水平滿足產(chǎn)品大綱品種質(zhì)量的要求 ； （ 2） 與中板、爐卷更好的結(jié)合，進(jìn)行一體化布置，實(shí)現(xiàn)熱裝熱送新工藝，達(dá)到降低能耗、低成本運(yùn)營的經(jīng)濟(jì)效果； 優(yōu)化工藝布置； （ 3） 認(rèn)真貫徹國家有關(guān)環(huán)保、安全、衛(wèi)生、防火的有關(guān)規(guī)定和 標(biāo)準(zhǔn)，采用有效的措施，同時設(shè)計(jì)，同時施工，同時投產(chǎn)，創(chuàng)最佳的經(jīng)濟(jì)和社會效益； （ 4） 在設(shè)備選型上遵循先進(jìn)、實(shí)用的條件下，盡量減少投資； （ 5）總圖和車間工藝布置要求簡潔、緊湊、實(shí)用。 150 噸 LF 精煉爐 （需改正） 采用的新技術(shù)是：泡沫渣埋弧加熱技術(shù)、惰性氣體爐蓋、自動測溫取樣裝置、計(jì)算機(jī)冶金模型控制、全程底吹氬攪拌和喂絲等清潔煉鋼技術(shù)等。在此要完成加料、吹煉、出鋼、出渣、精煉、澆鑄、煙氣的凈化與回收等任務(wù)，因此，是車間的主體和核 心部分。 車間生產(chǎn)能力的確定 選取轉(zhuǎn)爐作業(yè)率和冶煉一爐鋼平均時間 本設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)爐與全連鑄配合， 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 取 80% 參考表 可取 冶煉一爐鋼的 冶煉時間 取 40min，吹氧時間 16min。 本設(shè)計(jì)中取 R= 轉(zhuǎn)爐主要尺 寸參數(shù)的確定和計(jì)算 （ 1）熔池尺寸計(jì)算 ○ 1 熔池直徑 D 確定初期金屬裝入量 G：取 B=15%則 G= tBT 15 1%152 15 0212 2 ??????? 金? 52 mGV ???金金 ? 確定吹氧時間： 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，噸鋼耗氧量，一般低磷鐵水約為 50～ 57 )(/3 鋼tm ，取噸鋼耗氧量為57 )(/3 鋼tm 。 b)不發(fā)生渦流，避免鋼液夾渣。拆爐時，工作層應(yīng)有 80— 100mm殘留層。 （ 6）爐殼厚度的確定 本設(shè)計(jì)中， 爐身部分選 70mm 厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用 65mm 厚的鋼板 。 3）在確保爐型要求前提下，力求磚型品種少、簡單，修砌方便，制造簡單。 底氣用量 采用底吹 N Ar、 CO2 等氣體時，供氣強(qiáng)度小于 （ t 供氣構(gòu)件 目前常用的供氣元件主要有三類：透氣磚、噴嘴和 類環(huán)縫式噴嘴 ， 本設(shè)計(jì) 中 采用類環(huán)縫式噴嘴， 它的特點(diǎn)是 在環(huán)縫中設(shè)有許多細(xì)金屬管，它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu)點(diǎn)，適用于噴吹各種氣體和粉劑， 還簡化了細(xì)金屬管磚的制作工藝，是很有發(fā)展前途的一種供氣構(gòu)件。應(yīng)采用抗蠕變強(qiáng)度高、焊接性能好的材料。 4）爐口修砌、維修方便。其主要部件有托圈，爐體與托圈的連接裝置，耳軸及軸承。這 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 種裝置能適應(yīng)爐殼和托圈的不等量變形，負(fù)荷分布均勻，制作方便，工作性能好。設(shè)計(jì)時要滿足以下要求： 1）在整個生產(chǎn)過程中，滿足工藝要求。 傾動機(jī)構(gòu) 主要參數(shù) 傾動機(jī)構(gòu)的主要參數(shù)有傾動速度、傾動力矩和耳軸位置。特別是末級減速機(jī)中采用了由數(shù)個小齒輪驅(qū)動同一大齒輪的多點(diǎn)嚙合傳動方式，使設(shè)備的運(yùn)行安全可靠性大大提高。 本設(shè)計(jì)中取 3。 噴頭設(shè)計(jì) （ 1）噴頭類型與選擇 本設(shè)計(jì)選用拉瓦爾型噴頭，孔數(shù)定為 5 孔，噴孔夾角為 15176。 由式 (47)，并且取 CD=， T0=300K， 又 P0=105Pa， 代入上式，則 290 107. 52 ???? 喉? 由上式可求得 ： 喉d =42mm ⑤ 求噴孔出口直徑 根據(jù)等熵流表，在 Ma= 時， 喉出 AA =， 即 22 d48 7 喉出 ?? ??， 故噴孔出口直徑 ： 5 m m5248 7 7 ???? 喉出 （ 322） ⑥ 計(jì)算擴(kuò)張段長度。 本設(shè)計(jì)選取 8mm。 ③ 外層鋼管內(nèi)徑 3 5 . 7 mm23 . 5 7 c m21 . 925 9 . 54dF4d 22233 ??????? ?? 外 （ 329） 選取外層鋼管 外2d =φ250mm8 mm。但由于槍身長，上下行程大，為布置升降和換槍裝置，要求轉(zhuǎn)爐廠房要高。 廢鋼的供應(yīng) 廢鋼應(yīng)盡量分類存放，特別是含合金元素的廢鋼更應(yīng)注意分類存儲。廢鋼堆積的面積可按下式估算 ： 2 1 0 9 32 4 3 x ??? ??? ?HQA ㎡ （ 330） 式中 ： Q—每日所需廢鋼量， t/d；406024?179。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場、地下（地面）料倉、由地下料倉送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉、稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。高位料倉的橫截面一般為矩形，上部為長方體，下部為四角錐形 。缺點(diǎn)是稱量及下部給料器的作業(yè)頻率太高，出現(xiàn)臨時故障時會影響生產(chǎn)。 鐵合金由鐵合金間運(yùn)入轉(zhuǎn)爐車間的方式：對鐵。 匯總漏斗： 一爐鋼的各種料量 ?！?50176。在轉(zhuǎn)爐車間主廠房附近設(shè)置低下式地下料倉， 便于火車、汽車或運(yùn)輸帶自動卸料，兼有部分儲存和轉(zhuǎn)運(yùn)作用。 15%179。 廢鋼是作為冷卻劑加入轉(zhuǎn)爐的。對 于大中型轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)時副槍和氧槍是平行插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)的。氧槍尾部裝有氧槍把持器，冷卻水進(jìn)出管接頭，氧氣管接頭和吊環(huán)等。 表 1 5 孔噴頭參數(shù) 馬赫數(shù) 喉口直徑 /㎜ 出口直徑 /㎜ 中心夾角 擴(kuò)張角 擴(kuò)張段長度 /㎜ 設(shè)計(jì)流量/( m3/min ) 44 57 15176。則擴(kuò)張段長度 9 2 m m4t a n2 4255t a n2 dd o ???? ?喉出擴(kuò)L （ 323） ⑦ 確定噴孔傾角 β： 多孔噴頭的各個流股是否發(fā)生交匯以效應(yīng)角 θ 為界，大于 θ 則各流股很少交匯，小于 θ 則必定交匯。 （ 2） 噴頭尺寸計(jì)算 ① 氧流量計(jì)算 5 5 051 1 5 055 ????? 吹氧時間 出鋼量每噸鋼耗氧量氧流量 m3/min （ 319） 式中 ： 每噸鋼耗氧量為 55～ 65m3/t，本設(shè)計(jì)選 55m3/t； ② 理 論計(jì)算氧壓 由等熵流函數(shù)表可查得 ： 當(dāng)馬赫數(shù) M= 時， P/P0=，將選取的P=105Pa 帶入，則可求得 P0=105Pa。 30938=92814m3/h （ 318） 制氧機(jī)能力的選擇 制氧機(jī)的生產(chǎn)能力必須 根據(jù) 轉(zhuǎn)爐車間需氧量進(jìn)行 選擇 。增加耳軸軸承負(fù)擔(dān)、嚙合點(diǎn)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 增加、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 傾動機(jī)構(gòu)類型 傾動機(jī)構(gòu)通常有以下幾種類型： 1）落地式：結(jié)構(gòu)簡單、便于制造和安裝維修?？梢酝Ａ粼谌魏挝恢?，能與氧槍、煙罩升降系統(tǒng)等保持連鎖關(guān)系。可見耳軸要受多種負(fù)荷的作用，因此應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，耳軸材質(zhì)采用合金鋼。 安裝時與爐殼留有 100—150mm間隙，以便煉鋼過程產(chǎn)生空氣流動降溫。爐身受到托圈的遮蔽，爐殼上的熱量難散失，冶煉過程中爐襯侵蝕嚴(yán)重時，該部位是接近反應(yīng)高溫區(qū)，其溫度較高，可達(dá)到 270— 320176。 爐帽 設(shè)計(jì) 爐帽 承受溢出的高溫?zé)煔?，溢渣，煙罩?nèi)輻射的熱量等，是爐體上溫度最高的一個部位溫度可達(dá) 280— 350176。 底吹元件布置 底吹噴嘴布置應(yīng)使底吹和頂吹產(chǎn)生的熔池環(huán)流運(yùn)動同向，且是熔池攪拌均勻時間最短，以此獲得最佳的攪拌效果。min） ，則可以降低爐渣和金屬的氧化性，并內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 達(dá)到足夠的攪拌強(qiáng)度。 5）力爭砌筑過程中不打或少打磚， 以保證磚的砌筑質(zhì)量。 2=6930+140=7070mm （ 7）驗(yàn)算高徑比 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 殼總DH = 070710032 = （ 314） 符合高寬比推薦值 ～ 之間，因此認(rèn)為所設(shè)計(jì)的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉進(jìn)行。 填充層：工作層和永久層之間，由鎂 砂和焦油搗打成，厚度在 80— 150 mm。 ○ 2 出鋼口直徑 出d ： 出d = ? =18cm= （ 311） ○ 3 出鋼口襯磚外徑 STd ： STd =6 出d =6179。 對于 熔池體積 V 池和熔池直徑 D 及熔池深度 h有如下關(guān)系： 池V = h=23?池V=234 . 9 4 . 9 2 . 4 0 ? ?? = （ 34） 池V =金?G = =（ 金? =） （ 35） （ 2）爐帽尺寸計(jì)算 ○ 1 爐帽傾角 θ: 爐帽內(nèi)墻與水平線的夾角 θ， θ 過大爐帽高出鋼時爐口流渣， θ 過小爐襯易倒塌，由實(shí)踐和計(jì)算 θ 一般 60— 68176。 轉(zhuǎn)爐爐型選擇及計(jì)算 轉(zhuǎn)爐由爐帽、爐身、爐底三部分組成。輔助跨間包括原料的準(zhǔn)備、澆鑄前的準(zhǔn)備、鑄坯或鋼錠的精整等跨間。 150 噸 RH 精煉爐 主要的新技 術(shù)有：大容量蒸汽噴射泵；多功能頂槍裝置；尾氣分析系統(tǒng)等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 16 轉(zhuǎn)爐的物料平衡計(jì)算 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 第二章 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng) 工藝流程及特點(diǎn) 轉(zhuǎn)爐系統(tǒng)主要流程 圖 2—2 工藝流程圖 高爐鐵水 扒渣中心 鐵水預(yù)處理中心 廢鋼 場 廢鋼配比 廢鋼槽稱量 倒罐站 制氧氮?dú)逯行? 定吹閥門站