【文章內容簡介】 、氧槍噴頭設計、連鑄機設備的選擇及各種附屬設備的確定等。通過本設計從而獲得有利于冶煉的參數(shù)，對現(xiàn)場生產起到一定的指導作用，并為現(xiàn)場生產提供理論依據(jù)。關鍵詞：煉鋼,爐型設計,連鑄機 ABSTRACTBecause the damand of market for steel is great ，and the equipment more and more largescaled, the aim of design is to build a morden huge steelmaking enterprise located in LiuPanShui city , which produce 400 million tons steel each year.The content of design includes:The balance of materials and heat is calculatied the converter stove and the oxygen gun nozzle are design , the conticaster equipment and appurtenance are selected.The parameter of metallurgy are getted by the design , which take effect on the practice produce and provides the theory basis for the scene production.Keyword: steelmaking,fesigning of section,continuous casting machine1 緒論 國外煉鋼技術的發(fā)展世界近代煉鋼工業(yè)首先誕生于歐洲，機器得大量發(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)量和質量得需求越來越高。首先公布轉爐煉鋼法得使英國發(fā)明家亨利貝塞麥，1965 年，亨利貝塞麥在英國科學協(xié)會發(fā)表演講，宣布其發(fā)明了底吹酸性空氣轉爐煉鋼法，也因為此法生產率高、成本低的煉鋼方法，成為冶金史上得一大創(chuàng)舉，從此開創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼得新時代?；仡櫻鯕廪D爐煉鋼的發(fā)展，可分為以下三個時期。① 轉爐大型化時期（1950～1970）：以轉爐大型化技術為核心，逐步完善了轉爐煉鋼工藝和設備。先后開發(fā)出大型化轉爐設計技術、OG 法除塵與煤氣回收技術、計算機靜態(tài)與副槍動態(tài)控制技術、鎂碳磚綜合砌爐與噴補掛渣等護爐工藝技術。② 轉爐復合吹煉時期（1970～1990）：這一時期，由于連鑄技術的迅速發(fā)展，出現(xiàn)了全連鑄得煉鋼車間。對轉爐煉鋼得穩(wěn)定性和終點控制得準確性提出了更高的要求。為了改善轉爐吹煉后期鋼渣反應遠離平衡，實現(xiàn)平穩(wěn)吹煉得目標，綜合頂吹、底吹轉爐的優(yōu)點，研究開發(fā)出各種頂?shù)讖秃洗禑捁に嚰夹g，在世界上迅速推廣。轉爐綜合優(yōu)化時期（1990年以后）：在這一時期，由于社會對純凈鋼得生產需求日益增加。迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價生產純凈鋼的生產體制。圍繞純凈鋼生產，研究開發(fā)出鐵水“三脫” 預處理、高效轉爐生產、全自動吹煉控制與濺渣護爐等重大新工藝技術。降低了生產成本、大幅度提高了生產效率。 我國轉爐煉鋼技術的發(fā)展 起步與發(fā)展階段(1962～1979 年)1962 年第一座 3 t 氧氣頂吹轉爐煉鋼車間投產僅 2 年。1964 年 11 月中國第一座330 t 氧氣轉爐煉鋼車間在北京石景山鋼鐵廠(后改名為首鋼 )投產，這標志著中國氧氣轉爐煉鋼開始向大型化方向發(fā)展，上海、本溪、攀枝花、太原一批國產 30 t、50 t、120 t 轉爐相繼投產。這一階段幾個較重要的發(fā)展標志是首鋼 330 t 轉爐廠率先進行轉爐計算機控制技術開發(fā)，實現(xiàn)年產鋼 200 萬 t 以上；武鋼國產 50 t 轉爐適應 1700mm連軋生產與品種的要求，在國內轉爐鋼廠首次配備了 KR 鐵水預脫硫、RH 真空處理裝置等先進設備，迅速提高了中國氧氣轉爐煉鋼廠的技術檔次與水平；首鋼、武鋼、上鋼一、三、五等廠推動連鑄生產，較快提高了轉爐生產能力；工藝制度逐漸完善，生產穩(wěn)定，也進行轉爐煤氣回收、氧氣底吹轉爐、轉爐生產合金鋼、硅鋼、不銹鋼等多項重要的工業(yè)試驗；從 1978 年起，開發(fā)了轉爐頂?shù)讖秃洗禑捈夹g；攀鋼、承鋼、馬鋼成功地進行鐵水先提釩后煉鋼；包鋼進行底吹轉爐提鈮的工業(yè)化試驗；1979 年，中國氧氣轉爐鋼首次超過平爐鋼產量，成為中國鋼產量增長的主要力量，也是這一階段發(fā)展最重要的標志。由于這一時期大量轉爐由側吹轉爐改造而成，轉爐爐容偏小問題從一開始就較為突出。而且，慢節(jié)奏的模鑄生產占絕對優(yōu)勢(直到 1979 年，中國連鑄比只有 %)，這在很大程度上限制了轉爐生產能力的發(fā)揮，加上主要是長型材的較為單一的品種結構，使中國氧氣轉爐煉鋼水平的提高受到影響。 較快發(fā)展階段(1980～2022 年)在這一階段，中國轉爐大型化、高水平化的重要標志是寶鋼 300t、250t ，武鋼250t、首鋼 210t 大型轉爐的投產，尤其是 1985 年寶鋼 300t 轉爐投產為中國轉爐煉鋼起了示范作用。中國的連鑄比由 1988 年的 % 迅速增長到 2022 年的 % ，年均增長 %，加上鐵水預處理、鋼水精煉同步發(fā)展，以及轉爐操作優(yōu)化、供氧強度的提高，大大增加了氧氣轉爐的生產率，1985 年氧氣轉爐鋼在鋼產量中的比例超過 50% ，1988 年以來一直保持在 80% 以上，成為 1996 年中國年產鋼超過 1 億 t 的主要推動力量。從 1994 年開始，主要依靠自己力量開發(fā)的大、中、小型轉爐濺渣護爐、長壽復合吹煉技術取得了重大進展，大幅度提高了轉爐作業(yè)率，降低了消耗，大批轉爐年冶煉爐數(shù)超過 10000 爐，有的在 13000 爐以上，成為這一時期氧氣轉爐煉鋼的一大亮點。這一時期由于大批建設 20～30t 轉爐，主要生產長型材的轉爐鋼廠，轉爐數(shù)量增加 1 倍多，平均爐容僅增加 10%，由此帶來能耗高、環(huán)保差等一系列問題。到 2022 年以后，由于資源、環(huán)境的壓力，全行業(yè)小轉爐均面臨著淘汰。 高速發(fā)展階段(2022 年至今)進入新世紀以來，中國氧氣轉爐鋼產量每年都以 2022～6000 萬 t 的速度遞增，2022 年氧氣轉爐鋼產量首次突破 2 億 t，2022 年達 3 億 t，這種史無前例的增長，成為中國年產鋼連續(xù)突破 2 億 t、3 億 t 的關鍵因素，也使世界年產鋼在新世紀初連續(xù)突破9 億 t、10 億 t 和 11 億 t。這一階段的重要標志— 轉爐大型化的趨勢十分明顯，基本上可以立足于自主設計、制造，轉爐平均噸位增加了 1 倍多。轉爐濺渣護爐復吹長壽技術成為系列化，底吹透氣元件不更換，100%復吹的大中型轉爐爐齡基本上可以超過10000 爐，許多已超過 20220 爐，最高達 30368 爐，成為世界上獨樹一幟的氧氣轉爐煉鋼技術。這一時期，加快了高效率、低成本的潔凈鋼生產平臺建設速度，加上轉爐計算機動態(tài)自動控制水平的提高，氧氣轉爐煉鋼幾乎覆蓋了所有品種。寶鋼、鞍鋼、武鋼等企業(yè)都具備了生產 N、H、0、P、S 總含量≤10010 6 純凈鋼的條件，各類高強、高韌性、耐蝕、耐候、耐火、抗震用鋼批量生產，國內轎車用鋼整車供貨，市場占有率超過 65%。這一時期最大的亮點應當是高爐一氧氣轉爐一薄板坯連鑄連軋緊湊型流程成功嫁接優(yōu)化，煉鋼技術得到了豐富和提升，并迅速地走在世界前列。唐鋼成為世界上首個產量超過 300 萬 t/a 的緊湊流程生產線 。除珠江鋼廠外中國 10 條緊湊流程生產線中有 9 條是配合轉爐的緊湊流程生產線，產能占世界全部緊湊流程生產線的 1/3，包括管線、雙相、高強、耐候、微合金汽車和機械用高強鋼板在內的優(yōu)質鋼種在緊湊流程生產線上不斷批量生產。應當指出的是，氧氣轉爐煉鋼的高生產率代表了工藝、裝備、質量的穩(wěn)定性，也是技術水平提高的顯著標志。 轉爐煉鋼工藝流程及發(fā)展 現(xiàn)代轉爐煉鋼工藝流程現(xiàn)在鋼鐵聯(lián)合企業(yè)是一個龐大而復雜的綜合生產部門。在這個鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中，鋼鐵材料的生產包括采礦、選礦、燒結（球團） 、焦化、煉鐵、煉鋼和各種軋鋼等過程。由于各種鋼材質量主要決定于煉鋼工藝過程和設備，所以煉鋼成為鋼鐵工業(yè)生產流程中的中心環(huán)節(jié)。目前主要得煉鋼方式是轉爐煉鋼，我國現(xiàn)在轉爐鋼占總鋼產量得比例已經超過 80%，并接近 90%。過去鋼鐵冶煉得工藝流程基本是鐵水 煉鋼爐（轉爐、電爐、平爐） 澆注（模鑄、連鑄） 軋鋼得模式，這樣得模式由于缺少鐵水的預處理、爐外精煉工藝，只能冶煉普通鋼種，難以冶煉優(yōu)質特種高性能鋼材，平爐由于其爐渣堿度低，脫磷、脫硫效果差，限制了鋼材質量得提高，隨著工業(yè)和科學技術得發(fā)展，對鋼材質量和性能提出了更高的要求，迫使人們開發(fā)也冶煉更多品種得鋼材，從而推動了煉鋼技術的不斷發(fā)展。轉爐冶煉采用鐵水預處理、爐外精煉工藝后，鋼得質量大大提高，轉爐鋼品種增加，轉爐不僅能冶煉普通鋼種，而且能冶煉高級優(yōu)質鋼種，甚至能冶煉包括不銹鋼在內的特種鋼，這為轉爐煉鋼的發(fā)展提供了廣闊的空間。傳統(tǒng)的鋼水澆注一直以模注為主，不僅生產效率低、工人勞動強度大、車間環(huán)境惡劣，而且金屬損失大、回收率低、難以澆注大型鋼錠。采用連鑄后，情況大為改觀，生產效率和金屬回收率大為提高，工人勞動強度降低，實現(xiàn)了澆注過程得完全自動化，近十年中煉鋼連鑄比不斷提高，許多大型鋼鐵企業(yè)均已實現(xiàn)了全連鑄。高爐 鐵水預處理 轉爐頂?shù)讖秃洗禑? 爐外精煉 連鑄連軋，已成為大型現(xiàn)代化鋼鐵企業(yè)鋼鐵生產模式。而高爐 鐵水預處理 轉爐頂?shù)讖秃洗禑? RH 真空精煉 連鑄連軋或連鑄 鑄坯熱送 直接軋制，則是現(xiàn)在轉爐煉鋼生產得最佳工藝流程。 國外先進鋼鐵企業(yè)的轉爐吹煉技術目前，社會對潔凈鋼的需求不斷增加，迫切需要建立起一種全新的、能大規(guī)模廉價生產純凈鋼的生產體制。同時，單純依賴生產工序的技術改進，很難達到最佳的經濟效果。為實現(xiàn)這一目標，日本冶煉專家提出了“ 分階段冶煉” 的思想，經過近 10 年的實踐，日本基本解決了新流程所面臨的技術問題。采用新工藝后，原轉爐的鋼水質量和生產效率明顯提高，改變了“三吹二” 或“二吹一” 的 傳統(tǒng)模式，建立起一座轉爐的生產體制。 (1)、蒂森公司 TBM 法早在 20 世紀 70 年代末期，蒂森公司通過一系列的研究試驗，確立了 TBM 法復合吹煉技術。該法是從轉爐底部向熔池吹人 NAr。多年來，蒂森公司的布魯克豪森廠 2 座 380t 轉爐、貝克爾韋特廠 3 座 260t 轉爐和盧森堡阿爾貝德馬里蒂姆廠 2 座 300t轉爐均采用 TBM 法復合吹煉，并取得了良好的經濟效益，生產成本亦有所降低。采用TBM 法復合吹煉，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，使鋼的生產成本降低約 5 馬克/t 鋼。此外，TBM 法曾出售給印度一家鋼廠，在生產實踐中也取得了良好的脫磷效果。2022 年我國梅山冶金公司 150t 轉爐引進了 TBM 技術，JJ(KJ)JJ 運行結果表明，TBM法具有良好的脫磷能力。(2)、阿爾貝德薩爾鋼公司 LBE 法伏林根廠 3 座 150t 轉爐采用 LBE 法復合吹煉。生產實踐證明，LBE 法復吹技術透氣元件壽命長，可大幅度調節(jié)吹氣量；操作簡便；流經爐底布置的 12 個透氣磚的氣流可以保持恒定，透氣磚沿爐底呈圓周布置；攪拌氣體的輸入管線可從轉爐耳軸經球型接頭引入轉爐爐底；利用聲波對爐內成渣過程進行連續(xù)監(jiān)控。采用 LBE 法復合吹煉取得了下列效果：① ② 金屬收得率提高約 % ；③ 石灰耗量約減少 5(㎏)/t 鋼；④ 不經脫氣處理的鋼中碳含量可達 ；⑤ 轉爐出鋼成分、溫度均勻。由于 LBE 法復吹具有諸多優(yōu)點，被歐洲一些鋼廠及新日鐵室蘭廠廣泛采用。(3)、新日鐵公司 LD—AB 復吹技術早在 1979 年末，新日鐵公司大分廠 340t 轉爐、八幡一煉鋼 150t 轉爐、八幡三煉鋼 320t 轉爐以及名古屋廠均相繼把原有頂吹轉爐改造成了 LD—OB 復吹轉爐。此外，新日鐵還開發(fā)了 LD—AB 復吹技術，從轉爐底部吹人惰性氣體，如君津二煉鋼 300t 轉爐、君津一煉鋼 220t 轉爐。1990 年新日鐵向寶鋼輸出了 LD—AB 技術。日本新日鐵采用預脫磷硫—B0lF 精煉— CC 工藝生產海洋結構用高級管線鋼，達到碳 (%)、全氧(%)、氮(%)、磷(%) 、硫(%)和氫(%)之和為 %。(4)、住友金屬 STB 法住友金屬發(fā)明了 STB 復合吹煉技術，從轉爐底部吹人 NAr、CO O 2 四種混合氣體，其中 O2 約占 15%。底部噴嘴采用雙層套管式，爐底安裝了 4 支噴嘴，轉爐采用活爐底，可進行更換，爐底采用 Mg—C 質磚，最初爐底壽命僅為 700～1000 次。最近已將透氣元件改為透氣磚，透氣磚為 Mg—C 磚，每塊透氣磚內鑲嵌 56～6O 根耐熱不銹鋼管，不銹鋼管直徑為 2mm。STB 法復吹轉爐由于從底部噴入部分 CO2，因此，應增設 CO2 的制備系統(tǒng)。一般從轉爐廢氣中回收，要求 CO2 純度，水分≤。由于采用 STB 復合吹煉技術，擴大了轉爐冶煉超低碳鋼種的范圍，同時獲得了良好的操作指標。(5)、川崎制鐵公司 LD—KGC 和 K—B0P 法川崎制鐵公司開發(fā)出兩種不同類型的頂?shù)讖痛缔D爐，即 K—BOP 和 LD—KGC。 K—BOP 在底吹噴嘴噴人石灰的同時，還吹入一部分氧氣；LD—KGC 則在底吹噴嘴噴吹惰性氣體的同時，用頂槍吹氧。LD—KGC 通過提高底吹惰性氣體流量來增加熔池的攪拌力