【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)代化鋼鐵廠 ，不斷采用各種轉(zhuǎn)爐新技術(shù)，如：鐵水預(yù)脫硫技術(shù)、水冷爐口技術(shù)、頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)、煙氣除塵及煤氣回收利用技術(shù)、擋渣出鋼技術(shù)、濺渣護(hù)爐技術(shù)和終點(diǎn)控制技術(shù)等，使轉(zhuǎn)爐實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、高效化、節(jié)能化、壽命長壽化、鋼種多樣化、環(huán)境友好化。 由于市場(chǎng)對(duì)鋼材的大量需求，現(xiàn)代化的煉鋼設(shè)備都在向著大型化的方向發(fā)展。本設(shè)計(jì) 150t 煉鋼轉(zhuǎn)爐， 以滿足市場(chǎng)對(duì)鋼材的需求 ， 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展。 廠址選擇可行性論證 3 2 廠址選擇 可行性論證 地貌特點(diǎn) 經(jīng)過多方面考慮，本設(shè)計(jì)選擇在江蘇省南通市。 南通 位于華東地區(qū)，與 無錫、 蘇州、上海， 背依廣袤的蘇北平原、 “ 據(jù)江海之會(huì)、扼南北之喉 ” 素有 “ 江海門戶 ” 之稱 。 南通是 首批對(duì)外開放的 14 個(gè)沿海城市之一 ， 地處長江三角洲北部，與中國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的上海及蘇州隔江相望，被譽(yù)為 “ 北上海 ” 。 南通的地形地貌 主要是沖積平原 ， 境內(nèi) 水道縱橫交錯(cuò)，交通十分發(fā)達(dá)。 南通擁有長江岸線 與 海岸線 數(shù)百公里 ， 集 “ 黃金海岸 ” 與 “ 黃金水道 ” 優(yōu)勢(shì)于一身， 其中可建深水港口的海岸線有 40 公里。 氣候特點(diǎn) 南通屬北亞熱帶季風(fēng) 氣候，氣候溫和，四季分明，雨水充沛。年平均氣溫約 15 度，一月份平均氣溫 2 度，最低達(dá) 12 度；七月份平均氣溫 28 度，最高達(dá) 38 度。年平均日照時(shí)間 2100~2200 小時(shí)，年均降水量 1000 毫米以上。 資源特點(diǎn) 南通并沒有太多現(xiàn)成的礦場(chǎng)資源，目前已知的僅有少許有色礦和未開發(fā)的油氣田，在中國來說屬于礦場(chǎng)資源貧乏地區(qū)。 但 南通的水路運(yùn)輸能力很強(qiáng)，這為將來鋼鐵廠建成后原料和產(chǎn)品的運(yùn)輸提供了一個(gè)方便的途徑。南通屬于東部沿海地區(qū)， GDP 穩(wěn)居全國地級(jí)市前列，每年都有很多外來人員來這里務(wù)工，這也使得南通的人力資源十分充沛 。 交通運(yùn)輸 以平原為主的南通交通十分便利，目前境內(nèi)有 沈海高速（ G15）、滬陜高速（ G40）、啟揚(yáng)高速（ S28）、通錫高速（ S19）、通洋高速（在建），南通市區(qū)設(shè)有 6 個(gè)互通上下道口。世界級(jí)的大橋 蘇通長江公路大橋 和 崇啟長江大橋 是南通到上海和蘇南的便捷通道，更得于南通的經(jīng)濟(jì)騰飛，而通過境內(nèi) 的 204 和 328 國道，使得南通的公路網(wǎng)日益成型，趨于成熟 。鐵路方面， 新長鐵路 、 寧啟鐵路 穿境而過，境內(nèi)主要的客站有：南通站，如皋站和海安縣站。南通站現(xiàn)已融入國家鐵路網(wǎng)，從南通可以到達(dá)全國各地，海安縣站為江蘇省除 徐州 外的最大的二級(jí)編組站。另外 滬通鐵路 大橋正在規(guī)劃建設(shè)中，建成之后南通站將成為華東地區(qū)的樞紐站。南 通東 站已開通貨運(yùn)。 南通東抵黃海，南望長江，境內(nèi)河流縱橫交錯(cuò)，水路運(yùn)輸十分方便，其中，以如皋地區(qū)的焦港運(yùn)河最具代表性。 南通港是中國十大港口之一，也是長江水系江河運(yùn)輸直達(dá)中轉(zhuǎn)的樞紐 ，年吞吐量達(dá) 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 億噸 ！ 其中 金屬礦石、煤炭、石油及制品 為 南通港的支柱貨物 。 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 在南通周邊有好幾家 知名的鋼鐵企業(yè)，如常州的中天特鋼、張家港的沙 鋼集團(tuán)和世界領(lǐng)先的上海寶鋼，這些企業(yè)的存在可以為新鋼鐵廠提供相關(guān)的技術(shù)支持，各企業(yè)之間的合作與競爭也會(huì)推動(dòng)本廠更好更快的發(fā)展！ 產(chǎn)品市場(chǎng) 近年來，南通的造船、汽車制造、鐵路建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展，對(duì)鋼材的需求量正逐年增加，而目前南通卻沒有自己的大型鋼鐵廠，所需鋼材大部分從上海、常州等地區(qū)進(jìn)口。為給南通未來的發(fā)展提供充足的優(yōu)質(zhì)鋼材，在該地修建新的鋼鐵廠是十分必要的。若該廠建成，以南通方便的海陸交通運(yùn)輸條件，產(chǎn)品很方便被運(yùn)輸?shù)绞澜绺鞯?，這對(duì)企業(yè)的 成長有著很大的幫助 。 產(chǎn)品大綱 5 3 產(chǎn)品大綱 產(chǎn)品大綱及產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 目前，鋼鐵行業(yè)競爭激烈，我國現(xiàn)在只是鋼鐵大國還不是鋼鐵強(qiáng)國，所冶煉的產(chǎn)品大多只是在國內(nèi)銷售，相當(dāng)一部分高科技特種鋼材還需要從海外進(jìn)口。一個(gè)鋼鐵企業(yè)要想走出國門，躋身世界先進(jìn)行列，只有冶煉出科技含量高的產(chǎn)品才能在日益激烈的競爭中保持優(yōu)勢(shì)?？紤]各種因素，本廠只要的冶煉產(chǎn)品為：造船鋼板、鋼筋鋼和軸承鋼。 造船鋼板是指用造船專用的結(jié)構(gòu)鋼，用于制造船舶的船體結(jié)構(gòu)的薄鋼板和厚鋼板。造船用結(jié)構(gòu)鋼包括碳素鋼和低合金鋼，鋼號(hào)的末尾標(biāo)有 C（船）。碳鋼素有 2C、 3C、 4C和 5C，低合金鋼有 12MnC、 16MnC、 15MnTiC、 14MnVTiReC 等鋼種。厚度為 ~50毫米。 表 31 造 船鋼板鋼種 鋼種 牌號(hào) 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /% C Mn Si P S Al Nb V 造船鋼 板 AH36 ≤ ～ ～ ≤ ≤ ≥ ～ ～ 鋼筋鋼也稱混凝土結(jié)構(gòu)用鋼，是工程結(jié)構(gòu)的主要材料之一。鋼筋鋼必須具有塑性、焊接性、成分均勻性和與混凝土的粘結(jié)性。鋼筋 鋼是鋼鐵市場(chǎng)中最常見、最普通的產(chǎn)品，每一個(gè)地區(qū)的發(fā)展都需要它，所以，鋼筋鋼有著良好的市場(chǎng)需求量。 表 32易切削鋼鋼種 鋼種 牌號(hào) 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /% C Si Mn P S 鋼筋鋼 Q235 . ≤ ≤ 滾動(dòng)軸承鋼主要用來制造各種機(jī)械上的滾動(dòng)軸承件，如滾珠、滾柱、滾針、內(nèi)外套圈等；也有少量用于制造油泵、油嘴及其他工具、模具等。軸承鋼要具有以下要求：①高疲勞強(qiáng)度，尤其是抗接觸疲勞強(qiáng)度、高的耐磨性和彈性極限、一定的沖擊性；②高而均勻的硬度，良好 的尺寸穩(wěn)定性和一定的耐腐蝕性。目前用量最多的是 GCr15，國外相應(yīng)的牌號(hào)：美國為 AISIE52100、日本 JISSUJ德國 DIN100Cr6 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 6 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉 表 33 軸承鋼鋼種 鋼種 牌號(hào) 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /% C Mn Si P S Ni Cu Cr 軸承鋼 GCr15 ～ ～ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ ～ 表 34 產(chǎn)品方案 鋼 種 代表鋼號(hào) 年產(chǎn)量 /萬 t 斷面形狀 斷面尺寸 比例 /% 造船用鋼 AH36 120 板坯 200mm1500mm 鋼筋鋼 Q235 80 方坯 200mm200mm 軸承鋼 GCr15 120 方坯 200mm200mm 總計(jì) 320 100 工藝流程： 鐵水供應(yīng)方式 高爐鐵水直接熱裝入轉(zhuǎn)爐時(shí)有混鐵爐和混鐵車兩種方式：高爐 — 鐵水罐 — 混鐵爐 —鐵水罐 — 稱量 — 轉(zhuǎn)爐和高爐 — 混鐵車 — 混鐵罐 — 稱量 — 轉(zhuǎn)爐。高爐的大型化和煉鐵操作的精確化，高爐 鐵水成分波動(dòng)小，又因轉(zhuǎn)爐的大型化，混鐵爐的混合作用已不明顯，因此，混鐵車在大中型轉(zhuǎn)爐車間已被廣泛使用。所以，本設(shè)計(jì)選擇混鐵車。 高爐 混鐵爐 鐵水預(yù)處理 鐵水預(yù)處 渣洗 LF 爐精煉 RH（或 VD）真空處理 連鑄連軋 圖 31 工藝流程圖 產(chǎn)品大綱 7 鐵水預(yù)處理 鐵水預(yù)處理指鐵水兌入到煉鋼爐之前所進(jìn)行的去除鐵水中雜質(zhì)元素或回收鐵水中有價(jià)值元素的一種針對(duì)鐵水的處理方法。包括對(duì)鐵水所進(jìn)行的鐵水脫硫、脫磷和脫硅即鐵水的“三脫”處理。 本工藝中，采用石灰粉進(jìn)行脫硫、磷和硅，主要成分為 CaO，它具有資源豐富，價(jià)格便宜的特點(diǎn)，在成本方面具有很大的優(yōu)勢(shì)。 轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉 本設(shè)計(jì)中采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐。 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 相對(duì)于頂吹轉(zhuǎn)爐 而言有著很大的突出優(yōu)點(diǎn)，例如： 冶金效果 良好 ，碳氧反應(yīng) 更 接近平衡，冶煉低碳鋼時(shí) 可 避免鋼水的過 度 氧化，脫磷、脫硫能力 優(yōu)良 ，終點(diǎn)殘錳量 高， 石灰單耗低，渣量少，鐵水收得率高，吹煉平穩(wěn) 和 噴濺少 等優(yōu)勢(shì) 。 爐外精煉 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和 農(nóng)工 業(yè)對(duì)鋼材質(zhì)量要求的提高，鋼廠需要 采用 爐外精煉工藝 來提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 爐外精煉是一項(xiàng)提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本的先進(jìn)技術(shù)，是 一個(gè)現(xiàn)代化 鋼鐵企業(yè) 必須掌握 的重要 技術(shù) 。 鋼水爐外精煉包括在鋼水包中對(duì)鋼水進(jìn)行調(diào)整溫度、成分、去氣、去夾雜及去除有害元素的操作和處理，以達(dá)到鋼水潔凈，成分和溫度均勻與穩(wěn)定的目的。 本設(shè)計(jì)中，爐外精煉需進(jìn)行渣洗、 LF 爐精煉、 RH（或 VD）真空處理等步驟 。 連續(xù)鑄鋼 連鑄的現(xiàn)代冶金過程中具有無可替代的地位，它的出現(xiàn)，使 工序 簡化 ，流程 蘇段 ，金屬收得率 得到大大提高 ，能耗 大幅降低。 生產(chǎn)過程機(jī)械化，自動(dòng)化程度高，提高 了 產(chǎn)量，擴(kuò)大了品種。 目前，多點(diǎn)彎矯的連鑄機(jī)是發(fā)展的主流，板坯、薄板坯、矩形坯和方坯是主要的連鑄板坯。本設(shè)計(jì)中采用的是多點(diǎn)彎矯的連鑄機(jī)，產(chǎn)品的形狀有板坯和方坯。 技術(shù)可行性 為了生產(chǎn)高附加值的鋼材 產(chǎn)品 ，必須對(duì)工藝技術(shù) 進(jìn)行 優(yōu)化，每個(gè)生產(chǎn)階段 都必須嚴(yán)格 要求， 確保每個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真落實(shí) 。 本設(shè)計(jì)結(jié)合市場(chǎng)、地理和技術(shù)等方面的綜合考量，所選擇的生產(chǎn)工藝均復(fù)合要求。 采用優(yōu)質(zhì)鐵水，鐵水預(yù)處理，轉(zhuǎn)爐少渣冶煉，鋼水多功能爐外精煉，鋼水全過程保護(hù)澆鑄等工藝 操作， 是完全能夠生產(chǎn) 本 大綱中的產(chǎn)品的。但是需要特別重視的是 ： 人才的培養(yǎng)才 和新技術(shù)的創(chuàng)新 是 提高企業(yè)競爭力的關(guān)鍵 。 產(chǎn)量計(jì)算 轉(zhuǎn)爐容量與吹煉制度 ① 轉(zhuǎn)爐容量 轉(zhuǎn)爐在一個(gè)爐役期內(nèi)，由于爐襯受侵蝕而逐漸減薄，爐容量隨之增大，因此，需要重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 8 一個(gè)統(tǒng)一的衡量 標(biāo)準(zhǔn)，叫做公稱容量。我國轉(zhuǎn)爐公稱容量一般用一個(gè)爐役期內(nèi)的平均爐產(chǎn)鋼水量來表示。新建轉(zhuǎn)爐公稱容量按表 31 的系列選定。 表 31 轉(zhuǎn)爐公稱容量系列 （ 單位： t） 轉(zhuǎn)爐公稱容量 20（ 15） 30 50 100 120 150 200 250 300 最大出鋼量 30（ 20） 36 60 120 150 180 220 275 320 鋼包容量 30 （ 20） 40 60 120 150 180 220 275 320 澆注吊車起重量 63 （ 16） 63/16 80/20 100/32 180/63/20 225/63/20 280/80/20 360/100/20 450/100/20 由表 31 可知：本設(shè)計(jì)中是 150t 轉(zhuǎn)爐，則最大出鋼量為 180t，鋼包容量為 180t。 ② 吹煉制度 轉(zhuǎn)爐座數(shù)的確定與采用的吹煉制度有關(guān)，即采用“三吹二”制或“二吹一”制。所謂“三吹二”，就是保持二個(gè)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，一個(gè)轉(zhuǎn)爐處于修爐或待用狀態(tài)；“二吹一”即一個(gè)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)，另一個(gè)轉(zhuǎn)爐處于修爐或待用狀態(tài)。 由于爐襯材質(zhì)的改進(jìn)和濺渣護(hù)爐技術(shù)的采用，爐齡大幅度提高，生產(chǎn) 實(shí)踐中，往往采用“二吹二”或“三吹三”模式，而本設(shè)計(jì)是針對(duì) 3179。 150t轉(zhuǎn)爐，選擇“三吹二”制。 計(jì)算年出鋼爐數(shù) 每一座吹煉轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù) N 為： 112 36514401440 TT TN ???? （ 31） 式中 T1——每爐鋼的平均冶煉時(shí)間， min； T2——一 年有效作業(yè)天數(shù)， d； 1440——一 天的日歷天數(shù)， min； 365——一 年的日歷天數(shù)， d； η ——轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率， %，若轉(zhuǎn)爐 與模鑄或與部分連鑄配合時(shí)，一般取 η=82%～85%，若全連鑄則取 η=75%～ 80%。本車間采用全連鑄設(shè)計(jì)作業(yè)率為 75%。 表 32 氧氣轉(zhuǎn)爐平均冶煉時(shí)間 公稱容量 /t 15 30 50 100～ 120 150 200 250 300 平均供氧時(shí)間 /min 12～ 14 14～ 15 15～ 16 16～ 18 18～ 19 19～ 20 20～ 21 21～ 22 平均冶煉時(shí)間 /min 25～ 28 28～ 30 30～ 33 33～ 36 36～ 38 38～ 40 40～ 42 42～ 45 由上式可知，本設(shè)計(jì)是 150t 轉(zhuǎn)爐， 則平均供氧時(shí)間選 18min，平均冶煉時(shí)間選 37min，產(chǎn)品大綱 9 則每座轉(zhuǎn)爐年出鋼爐數(shù)： （ 32） 計(jì)算年產(chǎn)鋼量 本課題采用 3 座 150t 轉(zhuǎn)爐，實(shí)行 三吹二 制度。根據(jù)公式 nNqW? （ 33） 3196202250106542 ????W 噸 式中 W——車間產(chǎn)鋼水量， t； n——車間經(jīng)常吹煉爐座數(shù)； N——每一座吹煉爐的年出鋼爐數(shù)； q——轉(zhuǎn)爐公稱容量， t。 爐1065437 %753651440 ????N 鐵水供應(yīng)方式與鐵水預(yù)處理方案 11 4 鐵水供應(yīng)方式與鐵水預(yù)處理方案 鐵水的供應(yīng) 高爐鐵水直接熱裝入轉(zhuǎn)爐時(shí)有混鐵爐和混鐵車兩種方式。本設(shè)計(jì)選擇的是：高爐 —鐵水罐 — 混鐵車 — 鐵水罐 — 稱量 — 爐外處理 — 轉(zhuǎn)爐。 混鐵車（又稱魚雷罐車），由罐車支承、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)和車體等部分組成，其形狀可保證有較小的熱損失，如