【文章內(nèi)容簡介】 工 業(yè) 生 產(chǎn) 。 1954 年 開 始 廠 小 型 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 的 試 驗 研 究 工作 ， 1962 年 將 首 鋼 試 驗 廠 空 氣 側(cè) 吹 轉(zhuǎn) 爐 改 建 成 3t 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 ， 開 始 了 工業(yè) 性 試 驗 。 在 試 驗 取 得 成 功 的 基 礎(chǔ) 上 ， 我 國 第 一 個 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 爐 。 1966 年 上 鋼 一 廠將 原 有 的 一 個 空 氣 側(cè) 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 車 間 ， 改 建 成 3 座 30t 的 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼車 間 ， 并 首 次 采 用 了 先 進 的 煙 氣 凈 化 回 收 系 統(tǒng) ， 于 當(dāng) 年 8 月 投 入 生 產(chǎn) ， 還 建設(shè) 了 弧 形 連 鑄 機 與 之 相 配 套 ， 試 驗 和 擴 大 了 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 的 品 種 。 這些 都 為 我 國 日 后 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 技 術(shù) 的 發(fā) 展 提 供 了 寶 貴 經(jīng) 驗 。 此 后 ， 我 國原 有 的 一 些 空 氣 側(cè) 吹 轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 爐 車 間 。 小 型 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 有 天 津 鋼 廠 20t 轉(zhuǎn) 爐 、濟 南 鋼 廠 13t 轉(zhuǎn) 爐 、 邯 鄲 鋼 廠 15t 轉(zhuǎn) 爐 、 太 原 鋼 鐵 公 司 引 進 的 50t 轉(zhuǎn) 爐 、 包頭 鋼 鐵 公 司 50t 轉(zhuǎn) 爐 、 武 鋼 50t 轉(zhuǎn) 爐 、 馬 鞍 山 鋼 廠 50t 轉(zhuǎn) 爐 等 ； 中 型 的 有 鞍鋼 150t 和 180t 轉(zhuǎn) 爐 、 攀 枝 花 鋼 鐵 公 司 120t 轉(zhuǎn) 爐 、 本 溪 鋼 鐵 公 司 120t 轉(zhuǎn) 爐 等 ；20 世 紀(jì) 80 年 代 寶 鋼 從 日 本 引 進 建 成 具 70 年 代 末 技 術(shù) 水 平 的 300t 大 型 轉(zhuǎn) 爐3 座 、 首 鋼 購 入 二 手 設(shè) 備 建 成 210t 轉(zhuǎn) 爐 車 間 ； 90 年 代 寶 鋼 又 建 成 250t 轉(zhuǎn) 爐車 間 ， 武 鋼 引 進 250 轉(zhuǎn) 爐 ， 唐 鋼 建 成 150 轉(zhuǎn) 爐 車 間 ， 重 鋼 和 首 鋼 又 建 成 80t轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 車 間 ； 許 多 平 爐 車 間 改 建 成 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 車 間 等 。 到 1998 年 我 國氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 共 有 221 座 ， 其 中 100t 以 下 的 轉(zhuǎn) 爐 有 188 座 ， （ 50~90t 的 轉(zhuǎn) 爐有 25 座 ） ， 100200t 的 轉(zhuǎn) 爐 有 23 座 ， 200t 以 上 的 轉(zhuǎn) 爐 有 10 座 ， 最 大 公 稱 噸位 為 300t。 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 鋼 占 年 總 鋼 產(chǎn) 量 的 %?！?　 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 鋼 的 品 種 和 質(zhì) 量 。 　 　 鋼 中 氣 體 和 夾 雜 物 是 評 價 鋼 的 冶 金 質(zhì) 量 的 主 要 指 標(biāo) 。 氧 氣 頂 吹 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼反 應(yīng) 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(guān) 。 影 響 頂 吹 轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 爐 煉 鋼 的 氧 氣 應(yīng) 該 是 99％ 以 上 的 純 氧 。 　 　 低 碳 鋼 是 轉(zhuǎn) 爐 煉 鋼 的 主 要 產(chǎn) 品 。 由 于 轉(zhuǎn) 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(zhuǎn) 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(zhuǎn) 爐 冶 煉 中 、 高 碳 鋼 雖 然 有 一 些 困 難 ， 但 也 能 保 證 鋼 的 質(zhì) 量 。 轉(zhuǎn) 爐 鋼 制造 的 各 種 結(jié) 構(gòu) 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(zhǔn) 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(nèi) 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(zhì) 量 合 乎 要 求 。 　 　 轉(zhuǎn) 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(yīng) 與 爐 外 精 煉 相 結(jié) 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(yán) 格 ， 為 減 少 鋼 性 能 的 波 動 ， 要 求 成 分 范 圍 越 窄 越好 。 這 也 需 要 在 鋼 包 精 煉 時 進 行 合 金 成 分 微 調(diào) 的 操 作 。 頂 吹 轉(zhuǎn) 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(dāng) [％ 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 。1 轉(zhuǎn)爐煉鋼廠設(shè)計方案根據(jù)設(shè)計任務(wù)的要求及各種設(shè)計條件提出初步設(shè)計思路，這是對設(shè)計工作一個框架式的設(shè)定。方案的確定要求設(shè)計合理，能順利生產(chǎn)。 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shè)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(diào)整。 工藝流程根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求以及現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展趨勢，確定本設(shè)計方案其基本的工藝流程如下： 高爐鐵水 混鐵車 鐵水預(yù)處理 倒罐站 鐵水罐扒渣轉(zhuǎn)爐精煉鋼包渣場RH鋼包回轉(zhuǎn)臺連鑄機 軋機預(yù)處理渣轉(zhuǎn)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(yù)處理，百分之百的進行轉(zhuǎn)爐復(fù)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(zhuǎn)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(yù)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(shè)施，中間渣場，耐火材料倉庫，一、二次煙氣凈化設(shè)施及煤氣回收設(shè)施，水處理設(shè)施，分析、檢測及計算機監(jiān)控設(shè)施，備用備件庫，機修間，生活福利設(shè)施，水、電、氣供應(yīng)設(shè)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(zhuǎn)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(yīng)方式采用 500 t 混鐵車，并進行鐵水預(yù)處理。該方案包括鐵水預(yù)處理間，倒渣站，鐵水倒灌站。鐵水預(yù)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(shè)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。一個鐵水坑由兩個鐵水轉(zhuǎn)注位置。鐵水預(yù)處理的方法式混鐵車噴吹法，同時脫硫、脫磷。 廢鋼供應(yīng)方式是在原料跨的一端的外側(cè)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(zhuǎn)爐渣罐的轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)最復(fù)雜和單位投資最多的跨間。很多重要的生產(chǎn)設(shè)備與輔助設(shè)備都布置在這里，其中包括轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)，散裝料供應(yīng)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(shè)施，拆修爐設(shè)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(zhuǎn)爐內(nèi)，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(cè)。 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(zhuǎn)爐煙氣凈化采用濕法文氏管洗滌器，布置在爐子跨內(nèi)。 轉(zhuǎn)爐修爐方法采用上修法，煙罩下部可側(cè)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(zhuǎn)臂（支架）上，真空室旋轉(zhuǎn)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(zhǔn)備工位，修砌、噴補真空室內(nèi)襯，更換上升、下降管，預(yù)熱。 澆注跨與出坯跨 本設(shè)計中，全連鑄氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的主體部分依然是主廠房部分，是以加料跨、爐子跨和澆鑄跨三個主體跨間為核心部分。為使各種物流運行順暢，加料跨和澆鑄跨采取異側(cè)布置。即，爐子跨布置在主廠房的中間部位，爐子跨的一側(cè)為原料跨，另一側(cè)為澆注跨，可實行兩面操作，一側(cè)兌鐵水和加廢鋼，另一側(cè)出鋼。 同時，考慮到設(shè)計車間的冶煉鋼種，廠房布置最終確定為以三跨為核心的多跨式布置，即在三跨的基礎(chǔ)上加設(shè)鋼水跨、出坯垮等跨間。 原材料的供應(yīng)及設(shè)備鐵水的供應(yīng)和預(yù)處理 鐵水室轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料，高爐鐵水采用混鐵車運輸，經(jīng)預(yù)處理后轉(zhuǎn)運兌入轉(zhuǎn)爐。 廢鋼的供應(yīng)廢鋼主要依靠外購，也包括部分本廠返回廢鋼，生鐵塊由本廠供給，應(yīng)分類存放，在轉(zhuǎn)爐冶煉中也作冷卻劑加入。對廢鋼有如下要求：（1） 表面清潔少銹，無油污，無泥沙。（2） 廢鋼中不得有鉛、錫、砷等有色金屬。（3） 廢鋼中硫、磷的含量要低。（4） 外形尺寸要合格，不能過大。（5） 廢鋼中不得有密封容器，易燃易爆物品和毒品。 對廢鋼管理有如下要求：（1） 必須進行分類存放。（2） 對廢鋼進行清除處理，以清楚油污、泥沙等雜質(zhì)和有色金屬、毒品 等，使外形尺寸合格。 煉鋼車間在原料跨的一端設(shè)單獨的廢鋼間，按每爐需用量裝入廢鋼料斗送到爐前。廢鋼一次一斗裝入。 散狀材料的供應(yīng)氧氣轉(zhuǎn)爐散狀材料包括石灰、白云石、螢石、鐵礦石、焦炭等。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場，地下料倉，由地下料倉送往主廠房的運料設(shè)施，轉(zhuǎn)爐上方高位料倉，稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。 為了保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)散狀料堆場，盡可能靠近轉(zhuǎn)爐。各種散狀材料的儲存量按 20 天考慮。在靠近主廠房附近設(shè)置地下料倉，它兼有部分儲存和轉(zhuǎn)運作用。地下料倉為地下式，便于火車或汽車或運輸帶自動卸料。各種散狀料儲存天數(shù)按 3 天考慮。從地下料倉向高位料倉供料采用全膠帶運輸。往各高位料倉布料采用可逆活動膠帶運輸機，運輸設(shè)備能力按每日工作一個班（約7h）考慮。 設(shè)置高位料倉在于起到臨時儲料的作用，并利用重力方式向轉(zhuǎn)爐及時可靠的供料，保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。高位料倉沿爐子跨縱向布置，兩座轉(zhuǎn)爐共用一套高位料倉，這樣可以相互支持供料，并避免由于轉(zhuǎn)爐停爐后料倉內(nèi)剩余石灰的粉化。散狀料的用途如下：