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年產(chǎn)500萬噸轉爐煉鋼畢業(yè)設計(編輯修改稿)

2025-02-14 16:58 本頁面
 

【文章內容簡介】 多 , 所 以 不 到 20 年 它 就 成 為 世 界 上 主 要 的 煉 鋼 方 法 , 直 到 20 世 紀50 年 代 , 在 世 界 鋼 產(chǎn) 量 中 , 約 85%是 平 爐 煉 出 來 的 。 1952 年 在 奧 地 利 出 現(xiàn)純 氧 頂 吹 轉 爐 , 它 解 決 了 鋼 中 氮 和 其 他 有 害 雜 質 的 含 量 問 題 , 使 質 量 接 近 平爐 鋼 , 同 時 減 少 了 隨 廢 氣 ( 當 用 普 通 空 氣 吹 煉 時 , 空 氣 含 79 %無 用 的 氮 )損 失 的 熱 量 , 可 以 吹 煉 溫 度 較 低 的 平 爐 生 鐵 , 因 而 節(jié) 省 了 高 爐 的 焦 炭 耗 量 ,且 能 使 用 更 多 的 廢 鋼 。 由 于 轉 爐 煉 鋼 速 度 快 ( 煉 一 爐 鋼 約 10min, 而 平 爐則 需 7h) , 負 能 煉 鋼 , 節(jié) 約 能 源 , 故 轉 爐 煉 鋼 成 為 當 代 煉 鋼 的 主 流 。(2) 我國轉爐煉鋼發(fā)展  1951 年 堿 性 空 氣 側 吹 轉 爐 煉 鋼 法 首 先 在 我 國 唐 山 鋼 廠 試 驗 成 功 , 并 于1952 年 投 入 工 業(yè) 生 產(chǎn) 。 1954 年 開 始 廠 小 型 氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼 的 試 驗 研 究 工作 , 1962 年 將 首 鋼 試 驗 廠 空 氣 側 吹 轉 爐 改 建 成 3t 氧 氣 頂 吹 轉 爐 , 開 始 了 工業(yè) 性 試 驗 。 在 試 驗 取 得 成 功 的 基 礎 上 , 我 國 第 一 個 氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼 車 間( 230t) 在 首 鋼 建 成 , 于 1964 年 12 月 26 日 投 入 生 產(chǎn) 。 以 后 , 又 在 唐 山 、上 海 、 杭 州 等 地 改 建 了 一 批 ~5t 的 小 型 氧 氣 頂 吹 轉 爐 。 1966 年 上 鋼 一 廠將 原 有 的 一 個 空 氣 側 吹 轉 爐 煉 鋼 車 間 , 改 建 成 3 座 30t 的 氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼 第 2 頁車 間 , 并 首 次 采 用 了 先 進 的 煙 氣 凈 化 回 收 系 統(tǒng) , 于 當 年 8 月 投 入 生 產(chǎn) , 還 建設 了 弧 形 連 鑄 機 與 之 相 配 套 , 試 驗 和 擴 大 了 氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼 的 品 種 。 這些 都 為 我 國 日 后 氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼 技 術 的 發(fā) 展 提 供 了 寶 貴 經(jīng) 驗 。 此 后 , 我 國原 有 的 一 些 空 氣 側 吹 轉 爐 車 間 逐 漸 改 建 成 中 小 型 氧 氣 頂 吹 煉 鋼 車 間 , 并 新建 了 一 批 中 、 大 型 氧 氣 頂 吹 轉 爐 車 間 。 小 型 頂 吹 轉 爐 有 天 津 鋼 廠 20t 轉 爐 、濟 南 鋼 廠 13t 轉 爐 、 邯 鄲 鋼 廠 15t 轉 爐 、 太 原 鋼 鐵 公 司 引 進 的 50t 轉 爐 、 包頭 鋼 鐵 公 司 50t 轉 爐 、 武 鋼 50t 轉 爐 、 馬 鞍 山 鋼 廠 50t 轉 爐 等 ; 中 型 的 有 鞍鋼 150t 和 180t 轉 爐 、 攀 枝 花 鋼 鐵 公 司 120t 轉 爐 、 本 溪 鋼 鐵 公 司 120t 轉 爐 等 ;20 世 紀 80 年 代 寶 鋼 從 日 本 引 進 建 成 具 70 年 代 末 技 術 水 平 的 300t 大 型 轉 爐3 座 、 首 鋼 購 入 二 手 設 備 建 成 210t 轉 爐 車 間 ; 90 年 代 寶 鋼 又 建 成 250t 轉 爐車 間 , 武 鋼 引 進 250 轉 爐 , 唐 鋼 建 成 150 轉 爐 車 間 , 重 鋼 和 首 鋼 又 建 成 80t轉 爐 煉 鋼 車 間 ; 許 多 平 爐 車 間 改 建 成 氧 氣 頂 吹 轉 爐 車 間 等 。 到 1998 年 我 國氧 氣 頂 吹 轉 爐 共 有 221 座 , 其 中 100t 以 下 的 轉 爐 有 188 座 , ( 50~90t 的 轉 爐有 25 座 ) , 100200t 的 轉 爐 有 23 座 , 200t 以 上 的 轉 爐 有 10 座 , 最 大 公 稱 噸位 為 300t。 頂 吹 轉 爐 鋼 占 年 總 鋼 產(chǎn) 量 的 %?!?  氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼 鋼 的 品 種 和 質 量 。     鋼 中 氣 體 和 夾 雜 物 是 評 價 鋼 的 冶 金 質 量 的 主 要 指 標 。 氧 氣 頂 吹 轉 爐 煉 鋼反 應 速 率 快 , 沸 騰 激 烈 , 所 以 鋼 中 H、 N、 O 含 量 較 低 , [H]為 (3~ 5)104% , [N]為 (2~ 4)103% , 低 碳 鋼 [O]為 0. 06% ~ 0. 10% 。 夾 雜 物 和 脫 氧及 凝 固 操 作 有 關 。 影 響 頂 吹 轉 爐 鋼 含 氮 量 的 重 要 因 素 是 氧 氣 純 度 , 由 表 4 數(shù)據(jù) 可 以 看 出 。 所 以 用 于 轉 爐 煉 鋼 的 氧 氣 應 該 是 99% 以 上 的 純 氧 。     低 碳 鋼 是 轉 爐 煉 鋼 的 主 要 產(chǎn) 品 。 由 于 轉 爐 脫 碳 快 , 鋼 中 氣 體 含 量 低 , 所以 鋼 的 塑 性 和 低 溫 塑 性 好 , 有 良 好 的 深 沖 性 和 焊 接 性 能 。 用 轉 爐 鋼 制 造 熱 軋薄 板 、 冷 軋 薄 板 、 鍍 鋅 板 、 汽 車 板 、 冷 彎 型 鋼 、 低 碳 軟 鋼 絲 等 , 都 具 有 良 好的 性 能 。     轉 爐 冶 煉 中 、 高 碳 鋼 雖 然 有 一 些 困 難 , 但 也 能 保 證 鋼 的 質 量 。 轉 爐 鋼 制造 的 各 種 結 構 鋼 、 軸 承 鋼 、 硬 鋼 絲 等 都 已 廣 泛 使 用 。 冶 煉 高 碳 鋼 的 困 難 是 拉碳 和 脫 磷 。 在 C% 時 靠 經(jīng) 驗 拉 碳 很 難 控 制 準 確 , 如 果 有 副 槍 可 借 副 槍 控制 , 沒 有 副 槍 時 需 要 爐 前 快 速 分 析 , 這 就 耽 誤 了 時 間 。 高 碳 鋼 終 點 (FeO)低 ,脫 磷 時 間 短 , 因 此 需 要 采 用 雙 渣 操 作 , 即 在 脫 碳 期 開 始 時 放 掉 初 期 渣 , 把 前期 進 入 渣 中 的 磷 放 走 , 然 而 雙 渣 操 作 損 失 大 量 熱 量 和 渣 中 的 鐵 , 沒 有 特 殊 必要 不 宜 采 用 。 增 碳 法 是 冶 煉 中 、 高 碳 鋼 的 另 一 種 操 作 法 , 這 時 吹 煉 操 作 和 低碳 鋼 一 樣 , 只 是 在 鋼 包 內 用 增 碳 劑 增 碳 , 使 含 碳 量 達 到 丘 岡 紳 的 要 求 。 增 碳劑 為 焦 炭 , 石 油 焦 等 。 中 碳 鋼 的 增 碳 量 小 , 容 易 完 成 。 高 碳 鋼 增 碳 要 很 好 控制 , 但 軌 鋼 、 硬 線 等 用 增 碳 法 冶 煉 可 以 保 證 質 量 合 乎 要 求 。     轉 爐 冶 煉 低 合 金 鋼 沒 有 特 殊 困 難 。 冶 煉 合 金 鋼 時 , 因 為 合 金 化 需 要 加 入鋼 包 的 鐵 合 金 數(shù) 量 大 。 會 降 低 鋼 水 溫 度 , 而 過 分 提 高 出 鋼 溫 度 又 使 脫 磷 不 利 。所 以 冶 煉 合 金 鋼 應 與 爐 外 精 煉 相 結 合 . 用 鋼 包 爐 完 成 合 金 化 。 另 外 , 隨 著 對鋼 的 成 分 的 控 制 要 求 不 斷 嚴 格 , 為 減 少 鋼 性 能 的 波 動 , 要 求 成 分 范 圍 越 窄 越 第 3 頁好 。 這 也 需 要 在 鋼 包 精 煉 時 進 行 合 金 成 分 微 調 的 操 作 。 頂 吹 轉 爐 冶 煉 超 低 碳 鋼 ( % C) 尚 有 困 難 。 首 先 因 為 在 臨 界 含 碳 量以 下 , 脫 碳 速 率 下 降 , 熔 池 攪 拌 減 弱 , 加 強 供 氧 只 能 促 使 鐵 氧 化 而 不 能 使 碳去 除 。 其 次 , [% C][% O]=, 當 [% C]= 時 , [% O]=, 已 經(jīng) 是 [0]的 飽 和 濃 度 , 也 就 是 說 % C 是 脫 碳 的 理 論 極 限 。 如 果 要 進 一 步 脫 碳 , 必須 降 低 氣 相 的 CO 分 壓 , 這 需 要 采 用 爐 外 精 煉 的 方 法 來 完 成 。 第 4 頁1 轉爐煉鋼廠設計方案根據(jù)設計任務的要求及各種設計條件提出初步設計思路,這是對設計工作一個框架式的設定。方案的確定要求設計合理,能順利生產(chǎn)。 轉爐車間生產(chǎn)能力的確定計算年出鋼爐數(shù) n每一吹煉爐座的年出鋼爐數(shù) N 為 N= =1440365%247。42=11075 爐/年1140365T???式中; —每爐鋼的平均冶煉時間,取 42min/爐T 1440—一天的時間,min/d 365—一年的日歷天數(shù),d/a —轉爐作業(yè)率,取 %?計算年車間產(chǎn)鋼量 車間年產(chǎn)鋼量=nNQ 1η2=21107525099%97%=5317661t 式中;n—車間吹煉爐座數(shù),采用二吹二制 Q—轉爐公稱容量,取 250t 1—連鑄坯收得率,99%? 2—爐外精煉收得率,97%則該車間合格鋼錠坯量近 500 萬噸 主要鋼種的選擇本設計主要生產(chǎn)普碳鋼、低合金鋼、鍋爐用鋼等,也可根據(jù)市場的要求進行靈活調整。 工藝流程 第 5 頁根據(jù)設計任務書的要求以及現(xiàn)代轉爐煉鋼的發(fā)展趨勢,確定本設計方案其基本的工藝流程如下: 高爐鐵水 混鐵車 鐵水預處理 倒罐站 鐵水罐扒渣轉爐精煉鋼包渣場RH鋼包回轉臺連鑄機 軋機預處理渣轉爐渣精煉渣連鑄坯廢鋼及其它輔料車間生產(chǎn)堅持四個“ 百分之百 ”,及百分之百的進行鐵水預處理,百分之百的進行轉爐復吹,百分之百的進行爐外精煉,百分之百的進行連鑄。 車間組成轉爐車間由以下各部分組成:主廠房(包括原料跨、爐子跨、精煉跨、澆注跨) ,鐵水預處理站及鐵水倒灌間,廢鋼堆間及配料間,鐵合金倉庫及散裝原料儲運設施,中間渣場,耐火材料倉庫,一、二次煙氣凈化設施及煤氣回收設施,水處理設施,分析、檢測及計算機監(jiān)控設施,備用備件庫,機修間,生活福利設施,水、電、氣供應設施。 主廠房工藝布置 原料跨布置在原料跨主要完成兌鐵水、加廢鋼和轉爐爐前的工藝操作,在原料跨的兩端分別布置鐵水和廢鋼工段。 鐵水供應方式采用 500 t 混鐵車,并進行鐵水預處理。該方案包括鐵水預處理間,倒渣站,鐵水倒灌站。鐵水預處理間和倒渣站位于煉鐵車間與鐵水倒灌站之間,且彼此平行布置。經(jīng)處理后的混鐵車,每隔三次送到倒渣站倒渣。鐵水倒灌站設有兩條運輸線和與其垂直布置的受鐵坑,受鐵坑位于鐵水線下面。 第 6 頁一個鐵水坑由兩個鐵水轉注位置。鐵水預處理的方法式混鐵車噴吹法,同時脫硫、脫磷。 廢鋼供應方式是在原料跨的一端的外側另建廢鋼間,廢鋼間的廢鋼量裝入料斗并稱重,然后料斗送進原料跨待用。轉爐渣罐的轉運方式為將渣罐車橫穿過原料跨,在主廠房之外的中間渣場處理。 爐子跨的布置 爐子跨是車間中廠房最高,建筑結構最復雜和單位投資最多的跨間。很多重要的生產(chǎn)設備與輔助設備都布置在這里,其中包括轉爐,轉爐傾動系統(tǒng),散裝料供應系統(tǒng)和加料、供氧系統(tǒng),底吹氣系統(tǒng),煙氣凈化系統(tǒng),出渣、出鋼設施,拆修爐設備。 爐子跨采用橫向布置。煙道和煙罩皆沿跨間朝爐后彎曲,一是便于氧槍和副槍穿過煙罩插入轉爐內,二是有一個連續(xù)的更換氧槍的通道,換槍方便。副槍布置在靠煙道的一側。 散裝料的各個高位料倉沿爐子跨縱向布置,在其頂部有分配皮帶機通過,高位料倉布置在緊靠煙道的后面,這樣煙道傾角較大,不易積灰。 轉爐煙氣凈化采用濕法文氏管洗滌器,布置在爐子跨內。 轉爐修爐方法采用上修法,煙罩下部可側向移動。 精煉跨的布置 精煉采用兩個 RH 精煉爐,沿精煉跨縱向布置, RH 爐整體為真空移動型,真空室支持于旋轉臂(支架)上,真空室旋轉有兩個工作位置:(1) 鋼水處理位置,真空室下降進行處理;(2) 準備工位,修砌、噴補真空室內襯,更換上升、下降管,預熱。 澆注跨與出坯跨 本設計中,全連鑄氧氣頂?shù)讖痛缔D爐煉鋼車間的主體部分依然是主廠房部分,是以加料跨、
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