【正文】 。薄板坯連鑄連軋技術已受到了世界各國的普遍重視，它的推廣應用改變了鋼鐵工業(yè)的面貌，帶來了巨大的經濟效益和社會效益。它可以提高煉鋼設備的生產能力，改善鋼材質量，降低能耗，減少耐材、能源和鐵合金消耗，從而提高企業(yè)的競爭力。本設計中鐵水含S量在正常范圍內，對于普通鋼種對S要求不高可以免除鐵水預處理脫S?；扈F車裝有傾動機構，可使爐身轉動向外倒鐵，因此，不需建設專門的廠房，只需在主廠房內留出必要的倒鐵水位置。 技術可行性本設計最終是為了生產高附加值的鋼材，那么就要對工藝技術采取優(yōu)化，在每個生產環(huán)節(jié)嚴格管理，把好最重要的一關。目前正在籌劃鐵路、公路、橋梁、高樓等的修建，大量鋼材將被需求。主要有碳素工具鋼、碳素結構鋼、軸承鋼三大鋼系。新廠建成后可解決近萬余人的就業(yè)問題，務農的人將減少到55%。一個鋼鐵企業(yè)需要大量的冷卻水，冷卻水的水溫直接關系著設備的效率和壽命。忠縣位于長江邊上，全廠的生產、生活水源均取自長江江水。 交通運輸忠縣是國家東西大通道滬蓉高速公路G50與長江黃金航道在上游地區(qū)的唯一交點，是東中部進入西部和四川盆地最便捷路徑上的節(jié)點，區(qū)位十分重要。 建廠條件忠縣位于重慶市中部、三峽庫區(qū)腹心地帶。此外全縣還有3條省級公路交匯，全縣通車里程1300公里（2006年）。我國現在雖然的年產量為5億多噸，世界排名第一位。轉爐冶煉周期縮短到20～25min,年產爐數≥15000爐，轉爐爐齡≥15000爐。這些國家和地區(qū)鋼鐵工業(yè)的迅速發(fā)展和壯大對于推動其汽車、造船、機械、電器等工業(yè) 的發(fā)展和經濟的騰飛都發(fā)揮了至關重要的作用。為了生產高質量的鋼材，必須對工藝技術優(yōu)化，每個生產環(huán)節(jié)嚴格要求，要把鋼鐵生產當做一項精品工程。這表明了鋼鐵工業(yè)在重慶的發(fā)展還不夠。至使很多企業(yè)和房產商紛紛圈地企圖發(fā)展，整個重慶西部大開發(fā)進在如火如荼地建設中。重慶科技學院?？粕厴I(yè)設計 致 謝鋼鐵工業(yè)在國民經濟中的地位和作用畢業(yè)論文目錄摘要 I1 煉鋼廠設計概論 1 鋼鐵工業(yè)在國民經濟中的地位和作用 2 煉鋼工藝的發(fā)展及現狀 2 鋼鐵廠設計的目的及意義 32 廠址選擇論證 4 建廠條件 4 產品市場 53 產品方案及金屬料平衡估算 7 產品大綱 7 全廠金屬料平衡估算 7 技術可行性 84 轉爐車間生產工藝流程 10 設計原始條件 10 生產工藝流程圖 105 轉爐煉鋼的物料平衡和熱平衡計算 13 物料平衡計算 13 熱平衡計算 206 原料供應及鐵水預處理方案 24 原料供應 24 鐵水預處理方案 277 轉爐座數及其年產量核算 29 轉爐容量和座數的確定 29 車間生產能力的確定 29 確定轉爐座數并核算年產量 308 轉爐爐型選型設計及相關參數計算 31 轉爐爐型設計 31 轉爐爐襯設計 34 轉爐爐體金屬構件設計 359 轉爐氧槍設計及相關參數計算 36 氧槍噴頭尺寸計算 36 50t轉爐氧槍槍身尺寸計算 3810 爐外精煉設備選型 41 爐外精煉的功能 41 LF精煉爐 41 RH精煉爐 4211 鋼包、起重機相關數據計算及車間經濟指標 44 鋼包尺寸及數量 44 起重機噸位及數量 47 車間主要技術經濟指標及成本核算 4812 連鑄機設備選型及相關參數確定 51 連鑄機機型選擇 51 連鑄機主要參數的確定 51 連鑄機生產能力的計算 54 連鑄操作規(guī)程 5713 煙氣凈化系統(tǒng)的選型及相關計算 64 轉爐煙氣凈化與回收的意義 64 轉爐煙氣凈化及回收系統(tǒng) 64 回收系統(tǒng)主要設備的設計和選擇 66 計算資料綜合 6714 車間工藝布置方案 68 車間工藝布置方案 68 轉爐跨布置 68 連鑄各跨布置 7415 主煉鋼種的操作規(guī)程 79 基本檢測 79 精料 79 基本操作參數 80 裝入制度 81 供氧制度 82 造渣制度 82 終點控制與出鋼 83 脫氧與合金化 8416 擬訂生產組織及安全生產制度 85 生產組織安排 85 安全制度的制定 86參 考 文 獻 87致 謝 88附錄附圖1 轉爐爐襯圖附圖2 氧槍噴頭圖附圖3 車間廠房平面布置圖附圖4 車間廠房剖面布置圖 89 1 煉鋼廠設計概論2004年重慶政府在重慶西永劃定并力爭打造重慶西部教育基地，至今已修建了高新技術產業(yè)園西永微電園、10余所高校、房地產富力城及熙街生活娛樂圈。為了實現這個目的，政府放寬了對當地發(fā)展的約束。這些產業(yè)都需要很多優(yōu)質的鋼材，而我國其它地區(qū)所生產的關鍵汽車鋼材品種都還不能滿足汽車用戶的需求，其中相當大部分汽車工業(yè)所需要的板簧等需要大量進口。因此，本設計中考慮生產高質量碳素結構鋼用于建筑、橋梁、鐵路用鋼?？v觀世界主要發(fā)達國家的經濟發(fā)展史，不難看出鋼鐵材料工業(yè)的發(fā)展在美國、前蘇聯、日本、英國、德國、法國等國家的經濟發(fā)展中都起到了決定性作用。 轉爐高速吹連煉工藝發(fā)展目標：建立一座轉爐吹煉制，使一座轉爐的產量達到傳統(tǒng)兩座轉爐的生產能力。國民經濟水平也需要鋼鐵行業(yè)來做有力的支撐。長江黃金水道繞城而過，橫貫縣境88公里，多個數百萬噸級碼頭正在投建。忠縣的優(yōu)勢在于：位處三峽庫區(qū)，臨江靠鐵，水源供應充沛，交通便利，3000噸貨輪可直達，175米水位后5000噸貨輪可直達，用電環(huán)境好，電力有保證，該區(qū)發(fā)展重化工產業(yè)，可與重鋼配套發(fā)展?！?0℃年積溫5787℃，℃，無霜期341天，日照率29％，／平方厘米，年降雨量1200毫米，相對濕度80％。其中其中天然氣儲量500億立方米，現年產氣7億立方米；石灰石儲量44億立方米，氧化鈣平均含量在52%以上。 盡管如此，從工業(yè)用水主要指標來看，仍然是令人滿意的。另外，新廠在重慶忠縣，該地方經濟發(fā)展剛剛起步，原有90%的人務農或者外出務工。3 產品方案及金屬料平衡估算 產品大綱本設計產品大綱的基本原則是：生產有競爭力的優(yōu)勢產品，堅決淘汰落后的產品。除此之外，重慶也是西部開發(fā)的重點，城鄉(xiāng)統(tǒng)籌改革試驗區(qū)，由其重慶西部地區(qū)的工業(yè)設施還很落后?？倧U鋼比按鋼水總量的18%?；扈F車的結構如圖41，其形狀可保證有較小的熱損失。脫磷還可以在轉爐吹煉時進一步脫除，即在鐵水預處理時只需向混鐵車內噴吹一定量的生石灰熔劑即可。 爐外精煉隨著現代科學技術的發(fā)展和工農業(yè)對鋼材質量要求的提高，鋼廠需要爐外精煉工藝，爐外精煉技術是一項提高產品質量，降低成本的先進技術，是現代化鋼鐵企業(yè)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。21世紀的鋼鐵工業(yè)在世界經濟中仍占支柱地位，同時也將經歷激烈的競爭?？傇堪ㄨF水中元素氧化，爐襯腐蝕和加入溶劑的成渣量。CaS合計元素氧化成渣　　　　石灰石成渣量　　　爐襯蝕損成渣　　　　　生白云石成渣　　　　　　螢石成渣量　　總成渣量質量分數/%100①.表中除(FeO)和(Fe2O3)+++++++=㎏，而終渣Σω(FeO)=15%(表54)，㎏。 Gs——不計自由氧的氧氣消耗量，㎏。鋼水量Qg＝鐵水量鐵水中元素的氧化量煙塵、噴濺和渣中的鐵損 ＝[(75%56/72+20%112/160)+1+6%] ＝㎏由此可以編制出未加廢鋼、脫氧與合金化前的物料平衡表511表511 未加廢鋼時的物料平衡表收入支出項目質量/㎏%項目質量/㎏%鐵水100鋼水石灰爐渣螢石爐氣生白云石噴濺爐襯煙塵氧氣渣中鐵珠合計合計100注：計算誤差為（）/100%=%第五步：計算加入廢鋼的物料平衡。其加入量W1為： 焦粉生成的產物如下：碳燒損量/㎏耗氧量/㎏氣體量/㎏成渣量/㎏碳入鋼量/㎏%25%=+（+）%=%=%75%=由此可得整個冶煉過程（即脫氧和合金化后）的總物料平衡表516。kg1C[C]+1/2{ O2}={CO}　　　　　　　 氧化反應－139420－11639C[C]+ { O2}={CO2}　　　　　　　　氧化反應－418072－34834Si[Si] + { O2}= (SiO2　　　　　　　　　　　　　 氧化反應－817682－29202Mn[Mn] +1/2{ O2}= (MnO)　　　　　 氧化反應－361740－6594P2[P]+5/2{ O2}= (P2O5) 　　　　　 氧化反應－1176563－18980Fe[Fe] +1/2{ O2}= (FeO)　　　　　 氧化反應－238229－4250Fe2[Fe] +3/2{ O2}= (Fe2O3) 　　　　 氧化反應－722432－6460SiO2(SiO2)+2(CaO)=(2CaOSiO21620=Fe→FeO4250=合計Qy(3) 煙塵氧化熱由表54中給出的煙塵量參數和反應熱效應計算可得。根據其數量、相應的溫度和熱容確定。6 原料供應及鐵水預處理方案 原料供應 鐵水供應鐵水是轉爐煉鋼的主要材料，一般在新建鋼鐵廠時彩高爐直接供應。采用混鐵車供應鐵水的優(yōu)點：(1) 投資?。ú涣斫ɑ扈F爐、鐵水罐和起重吊車數量可減少）；(2) 作為鐵水運輸設備比較適應高爐大型化；(3) 從高爐向轉爐運送鐵水溫降小，減少鐵水轉移過程的熱損失，鐵水粘罐損失少；(4) 操作簡便、維修費用低。為了增加廢鋼在轉爐冶煉中的比例，除了在轉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爐底部噴吹部分燃料，增加轉爐內熱量。大型轉爐煉鋼車間通常設單獨的廢鋼間，按每爐需用量裝入廢鋼料斗運到爐前。對于廢鋼比較大的大型轉爐，也可考慮、分成幾個料斗。此外，還有與煉鐵車間和轉爐車間石灰窯料場共用的。儲存面積主要決定于鐵合金的日消耗量、堆積密度及儲存天數。 脫硅(1) 鐵水脫硅的目的：①減少轉爐石灰用量，%%S的條件下，%%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，%～%。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，從而為轉爐冶煉超低硫鋼創(chuàng)造條件。我國轉爐公稱容量一般用一個爐役期內的平均爐產鋼水量來表示。本設計采用“三吹二”模式，即有3座轉爐。 確定轉爐座數并核算年產量假設選定公稱容量50t轉爐；其中T1取30分鐘；η取77%；又知年產合格鋼量120萬t。圖81 常見轉爐爐型(a)筒球型； (b)錐球型； (c)截錐型 主要參數的確定 本設計選用氧氣頂吹轉爐(公稱容量50t)。表81 系數K的推薦值轉爐容量/t＜3030～100＞100備 注K～～～大容量取下限，小容量取上限表82 平均每爐鋼冶煉時間推薦值轉爐容量/t＜3030～100＞100備注冶煉時間/min28～32(12～16)32～38(14～18)38～45(16～20)結合供氧強度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定注：括號內數系吹氧時間參考值。代入數據可得： =(6) 爐帽尺寸爐帽尺寸包括爐帽傾角、爐口直徑和爐帽高度。③ 爐帽高度為了維護爐口的正常形狀，防止因磚襯蝕損而使其迅速擴大，在爐口上部設有高度為=300～400mm的直線段。② 出鋼口直徑出鋼口直徑決定出鋼時間，隨爐子容量不同而異。 m3/（t 現在，氧氣轉爐爐襯材質普遍使用鎂碳磚，爐齡有明顯提高。爐帽用二步煅燒鎂磚。由上述數據可畫出轉爐爐型圖(見附錄圖2)。傾動角度為177。一般中、小型轉爐用三孔或四孔噴頭，大型轉爐用五孔或五孔以上的噴頭。(1) 計算氧流量 取每噸鋼耗氧量為65,純吹氧時間為15min，出鋼量按公稱容量50t計算，則通過氧槍的氧流量： /min (91) (2) 選用噴孔出口馬赫數與噴孔數馬赫數確定原則已如前述。(8) 噴孔收縮段長度與收縮段進口直徑收縮段長度與收縮段進口直徑應該以能使整個噴頭布置下三個噴孔為原則，并盡可能使收縮孔大一些。綜合考慮，取三噴孔中心分布圓直徑： 以上面的計算和選定的數據為基礎，再結合相關數據與實際情況，可繪制出50t轉爐用氧槍噴頭圖(見附錄圖1)。按式（96），管內氧氣工況流量取中心管內氧氣流速，則中心氧管內徑：根據標準熱軋無縫鋼管產品規(guī)格，選取中心鋼管為。 LF精煉爐 LF精煉爐的特點LF精煉爐(圖101)在常壓下通過電弧加熱鋼包內鋼水，并同時造高堿度合成渣精煉和底部吹氬攪拌