【導(dǎo)讀】設(shè)計包括車間生產(chǎn)規(guī)模，各主要系統(tǒng)，方案的選擇和確定。備的計算與確定，以及先進技術(shù)的選擇和利用等。包括鐵水供應(yīng)系統(tǒng)，散裝料供。注系統(tǒng)，爐渣處理系統(tǒng)等。和車間各部分的尺寸。另外本設(shè)計還采用了許多新技術(shù)，如：濺渣護爐技術(shù)、鐵。水鎂基預(yù)脫硫技術(shù)等，這些技術(shù)均已達到國際先進水平。

　　

【正文】 的廠房，只需在主廠房內(nèi)留出必要的倒鐵水位置。混鐵車的容量根據(jù)轉(zhuǎn)爐容量而定，一般為轉(zhuǎn)爐容量的整數(shù)倍，并與高爐出鐵量相適應(yīng)。轉(zhuǎn)爐煉鋼車間所需混鐵車臺數(shù) N(臺 )計算式如下： ?? 22m ax NQnc PPN ??? (51) 式中 maxP —— 高爐鐵水最高日產(chǎn)量， t/d； Q —— 混鐵車容量， t； n—— 混鐵車裝滿系數(shù)，可取 ； c—— 混鐵車日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取 2～ 3次 /d； ? —— 混鐵車作業(yè)率，約取 ； 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 22 2P —— 鋼錠模車間所需鐵水量， t/d； 2N —— 鋼錠模車間所需混鐵車臺數(shù)。 混鐵車容量系列參考數(shù)據(jù)見下表： 表 51 混鐵車系列參考數(shù)據(jù) 廢鋼 供應(yīng) (1) 廢鋼加入量 轉(zhuǎn)爐煉鋼中的廢鋼比一般在 10%左右，因為廢鋼比隨爐容大小和鐵水中 Si、P含量變化而變動。為了增加廢鋼在轉(zhuǎn)爐冶煉中的比例，除了在轉(zhuǎn)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(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部噴吹部分燃料，增加轉(zhuǎn)爐內(nèi)熱量。 (2) 廢鋼存放注意事項 廢鋼應(yīng)盡量分類存放，特別是含合金元素的廢鋼。另外對廢鋼中的易爆物和密閉容器要十分注意清理和處理，保證生產(chǎn)安全。 對外形尺寸和單重過大的廢鋼，應(yīng)預(yù)先進行 解體和切割，單塊廢鋼的單重應(yīng)小于 噸，最大廢鋼邊長應(yīng)小于 倍爐口直徑，應(yīng)盡量減少輕薄廢鋼入爐用量。廢鋼中的硫、磷含量應(yīng)小于 ﹪，夾渣小于 5﹪。 大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間通常設(shè)單獨的廢鋼間，按每爐需用量裝入廢鋼料斗運到爐前。較小的煉鋼車間的廢鋼堆場設(shè)在原料跨的一端。廢鋼間面積的大小決定于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數(shù)、料槽（或料坑）位置及稱量設(shè)備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車軌面標(biāo)高。 廢鋼堆場的面積取決于廢鋼存儲定額（天數(shù)），當(dāng)企業(yè)內(nèi)有自己的廢鋼加工站時，可考慮存儲 1～ 3日，否則需存 10～ 15 日。廢鋼堆場面積 A（ m2）可按下公稱容量 /t 150 250 300 350 400 600 裝鐵水量 / t 新襯時 150 250 300 350 400 600 舊襯時 180 290 345 400 460 690 鐵水車全高 /mm 3850 4330 4300 4950 5200 6200 鐵水車最大寬度 / mm 3200 3500 3400 3916 4120 4770 掛鉤間距 / mm 15400 21000 25400 24700 24600 32021 轉(zhuǎn)向架數(shù) /個 4 4 8 8 8 8 軸數(shù) /個 8 12 16 16 16 24 最大軸重 / t 36 42 38 42 49 48 第 5 章 原料供應(yīng)及鐵水預(yù) 處理方案 23 式估算： ?HQxA ? 式中 Q—— 每日所需廢鋼量， t/d，本設(shè)計取 Q≈ 800t/d； x—— 廢鋼儲存定額（天數(shù)）， d； H—— 廢鋼儲存充許高度，有坑時包含坑的深度，可按平均堆高 ～ 考慮，本設(shè)計取 H=； ? —— 廢鋼堆積密度， t/m3，可參考表 62 選取， ? = t/m3。 由于本設(shè)計設(shè)有廢鋼加工站，所以存儲天數(shù) x 取 3 日； 所以，廢鋼堆場面積 A＝ mHQx ??? ??? 表 52 不同類型廢鋼的堆積密度 /tm3 廢鋼類型 料場內(nèi) 料斗內(nèi) 切屑及捆扎的輕廢鋼 ～ ～ 中型廢鋼 ～ ～ 重廢鋼 生廢鋼 廢鋼入爐一般通過廢鋼料斗，由普通吊車像兌水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量。對于廢鋼比較大的大型轉(zhuǎn)爐，也可考慮、分成幾個料斗。但一般是廢鋼一 次一斗裝入。廢鋼料斗容積Ｖ (m3)計算式如下： Ｖ＝ fnq? ＝ %1855 ??? ＝ (m3) 式中 q—— 每爐加入廢鋼量， t； n—— 料斗裝滿系數(shù)，取 ； f—— 每爐加入廢鋼的斗數(shù)； ? —— 廢鋼堆積密度， t/m3 。 散裝料 供應(yīng) 氧氣轉(zhuǎn)爐散狀材料包括石灰、白云石、螢石、鐵礦石、氧化鐵皮、焦皮等。品種多，批量小，批數(shù)多，要求迅速、準(zhǔn)確、可靠地供料。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀 料場、地下 (地面 )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、稱量和加料設(shè)施。 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 24 為保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)散狀料堆場。大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一般自設(shè)散狀料場，并盡可能靠近轉(zhuǎn)爐。此外，還有與煉鐵車間和轉(zhuǎn)爐車間石灰窯料場共用的。其布置方式可根據(jù)外部供料條件和總圖布置確定。各種散狀材料的儲存量可根據(jù)具體情況按 10～ 30 天考慮。 轉(zhuǎn)爐車間大多在靠近主廠房附近設(shè)置底下料倉，它兼有部分儲存和轉(zhuǎn)運作用。地下料倉有地下式、地上式和半地下式三種，以前者較多，可便于火車或汽車或運輸帶自動卸料。 鐵合金供應(yīng) 鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠鐵合金間、車間鐵合金料倉及稱量和運輸設(shè)施、向鋼包加料設(shè)施等幾部分組成。 鐵水預(yù)處理方案 鐵水預(yù)處理工藝方法主要有： (1) 機械攪拌法，有代表性的是日本開發(fā)的 KR 法； (2) 吹氣攪拌法，包括頂吹噴粉法和底吹法，目前頂吹噴粉法得到最廣泛的應(yīng)用，如 ATH、 TDS、 IRSID、 ISIDD 等法； (3) 喂絲法近年來開始得到應(yīng)用。 脫硅 (1) 鐵水脫硅的目的： ①減少轉(zhuǎn)爐石灰用量，減少渣量和鐵損在鐵水含 %P 和 %S 的條件下，鐵水中硅從 %下降到 %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，金屬收得率提高 %～ %。 ②減少脫磷劑用量，提高脫磷脫硫的效率。 ③ 對于含釩和含鈮等特殊鐵水，預(yù)脫硅可為富集 V2O5和 Nb2O5等創(chuàng)造條件。 (2) 鐵水脫硅的方法： ① 高爐鐵溝連續(xù)脫硅法。 ② 在混鐵車或鐵水包中噴粉脫硅法。 根據(jù)本設(shè)計的條件，選擇在混鐵車中噴粉脫硅法。 脫硫 鐵水爐外脫硫是降低煉鐵和煉鋼爐脫硫負(fù)擔(dān)、簡化操作和提高煉鐵煉鋼技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的有 效途徑?？蓽p少渣量和提高金屬收得率，并為轉(zhuǎn)爐冶煉品種鋼創(chuàng)造第 5 章 原料供應(yīng)及鐵水預(yù) 處理方案 25 條件。鐵水爐外脫硫與煉鐵煉鋼爐脫硫相結(jié)合，可以對鐵水實施深度脫硫，從而為轉(zhuǎn)爐冶煉超低硫鋼創(chuàng)造條件。 鐵水脫硫的方法有：鋪撒法、搖包法、噴粉法等，其中噴粉法被廣泛應(yīng)用。噴粉法具有操作簡單靈活、處理鐵水量大、費用低、效果好等優(yōu)點。 本設(shè)計采用噴粉法脫硫。 脫 磷 磷是絕大多數(shù)鋼種中的有害元素，對于低溫、海洋用鋼、高壓管線鋼等，除需要含硫量很低外，還要求磷含量小于 %或 %。人們已經(jīng)進行了大量鐵水脫磷和同時脫磷脫硫的研究，有的已應(yīng) 用于工業(yè)生產(chǎn)中。 本設(shè)計選用石灰系溶劑精煉法脫磷。 本章小結(jié) 鐵水預(yù)處理指鐵水進入煉鋼爐之前所進行的某種處理，可以分為普通鐵水和特殊鐵水預(yù)處理。普通鐵水預(yù)處理有單一脫硫、脫硅、脫磷和同時脫磷脫硫等；特殊鐵水預(yù)處理有脫鉻、提釩、提鈮和提鎢等。 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 26 第 6 章 轉(zhuǎn)爐座數(shù)及其年產(chǎn)量核算 轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 轉(zhuǎn)爐容量 轉(zhuǎn)爐在一個爐役期內(nèi)，由于爐襯受侵蝕而逐漸減薄，爐容量隨之增大，因此，需要一個統(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 51的系列選定。當(dāng)前，設(shè)備容量大型化已成為氧氣轉(zhuǎn)爐發(fā)展。 表 61 氧氣轉(zhuǎn)爐公稱容量系列 轉(zhuǎn)爐公稱容量 /t 60 100 120 150 200 最大出鋼量 /t 70 120 150 180 220 鋼包容量 /t 70 120 150 180 220 澆注吊車起重量 /t 100/32 180/63/20 225/63/20 280/80/20 360/100/20 轉(zhuǎn)爐座數(shù) 轉(zhuǎn)爐座數(shù)的確定與采用的吹煉制度有關(guān)。即采用“ 二吹二 ”制。所謂“ 二吹二 ”，就是保持二個轉(zhuǎn)爐 同時 生產(chǎn) 。 由于 爐襯材質(zhì)的改進和濺渣護爐技術(shù)的采用，爐齡大幅度提高，生產(chǎn)實踐中，往往采用“ 二吹二 ”模式，同時公稱容量日趨大型化。 本設(shè)計采用“ 二吹二 ”模式，即有 2 座轉(zhuǎn)爐。 車間生產(chǎn)能力的確定 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定，實質(zhì)上就是公稱容量及爐座數(shù)的選定。在選定轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)時，要根據(jù)產(chǎn)品、產(chǎn)量的需求和原料資源儲量及來源，以及運輸、水、電、氣的供應(yīng)條件等進行論證。確定煉鋼生產(chǎn)規(guī)模之后，即可計算所需用的爐容量與座數(shù)。 計算年出鋼爐數(shù) 每一座吹煉轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù) N 為： 11 236514401440 TT TN ???? (61) 式中 T1—— 每爐鋼的平均冶煉時間， min，該數(shù)值可參考表 62；本設(shè)計第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算 27 取 34min。 T2—— 一年有效作業(yè)天數(shù)， d； 1440—— 一天的日歷時間， 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，一般取η =82～85%，若全連鑄則取η =75～ 80%。 表 62 氧氣轉(zhuǎn)爐平均冶煉時間 公稱容量 /t ＜ 30 30~100 ＞ 100 備注 平均供氧時間 /min 12~16 14~18 16~20 平均冶煉時間 /min 28~32 32~38 38~45 計算年產(chǎn)鋼量 在選定轉(zhuǎn)爐公稱容量和轉(zhuǎn)爐工作制后，即可計算出車間的年產(chǎn)鋼水量： nNqW? (62) 式中 W—— 車間年產(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。 再根據(jù)澆注方法，就可計算出煉鋼車間設(shè)計的年產(chǎn)鋼量。 確定轉(zhuǎn) 爐座數(shù)并核算年產(chǎn)量 假設(shè)選定公稱容量 60t 轉(zhuǎn)爐； 其中 T1取 30 分鐘；η取 77%；又知年產(chǎn)合格鋼量 150萬 t 則所需的吹煉轉(zhuǎn)爐數(shù)為： 33%773651440 1500000 ?????? NqWn 因為 n =，所以采用 60t 轉(zhuǎn)爐，采用 二吹二 制時可以充分利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。 要使該車間年產(chǎn)合格鋼坯約為 150 萬 t(7%鋼水損耗 )，則出鋼量應(yīng)在 159萬t左右才能符合設(shè)計要求。 因為公稱容量 60t 的最大出鋼量為 70t，所以在轉(zhuǎn)爐冶煉的同時超裝 10%即出鋼量在 68t 時能達到設(shè)計要求。 而 正常使用 2 座轉(zhuǎn)爐冶煉時的年總產(chǎn)量為： 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 28 )(5864,1586836 %77365144021 tnNqW ??????? 綜上核算合格，采用 60t 轉(zhuǎn)爐和 二吹二 制生產(chǎn)。 第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算 29 第 7 章 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是 20 世紀(jì) 70 年代中、后期，開始研究的一項新煉鋼工藝。其優(yōu)越性在于爐子的高寬比略小于頂吹轉(zhuǎn)爐卻又大于底吹轉(zhuǎn)爐，略呈矮胖型；爐底一般為平底，以便設(shè)置底部噴口。 綜合以上特點選用轉(zhuǎn)爐爐型為錐球型 (適用于中小型轉(zhuǎn)爐見圖 71)。 圖 71 常見轉(zhuǎn)爐爐型 (a)筒球型； (b)錐球型； (c)截錐型 主要參數(shù)的確定 本設(shè)計選用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐 (公稱容量 60t)。 (1) 爐容比 爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量之比值。轉(zhuǎn)爐爐容比主要與供氧強度有關(guān)，與爐容量關(guān)系不大。從目前實際情況來看，轉(zhuǎn)爐爐容比一般取 ~。本設(shè)計取爐容比為 。 (2) 高徑比 轉(zhuǎn)爐高徑比，通常取 ～ 。 小爐子取上限，大爐子取下限。 本設(shè)計取高徑比： 。 (3) 熔池直徑 D 可按以下經(jīng)驗公式確定： tGKD? (71) 式中 D—— 熔池直徑， m； 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院 30 G—— 新爐金屬裝入量， t，可取公稱容量； K—— 系數(shù)，參見表 71； t —— 平均每爐鋼純吹氧時間， min，參見表 72。 表 71 系數(shù) K 的推薦值 轉(zhuǎn)爐容量 /t ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 備 注 K ～ ～ ～ 大容量取下限，小容量取上限 表 72 平均每爐鋼冶煉時間推薦值 轉(zhuǎn)爐容量 /t ＜ 30 30～ 100 ＞ 100 備注 冶煉時間 /min 28～ 32(12～ 16) 32～ 38(14～ 18) 38～ 45(16～ 20) 結(jié)合供氧強度、鐵水成分、所煉鋼種等具體條件確定 注：括號內(nèi)數(shù)系