【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計是專科學(xué)生完成工藝工程師基本訓(xùn)練的最后也是最重要的一個教學(xué)環(huán)節(jié)。目的是讓學(xué)生緊緊圍繞畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，綜合運(yùn)用幾年來所學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)理論、基本知識和基本技能，去分析和解決設(shè)計中遇到的各種工程技術(shù)問題，完成畢業(yè)前的綜合工程化基本訓(xùn)練。在給定的原材料條件下，設(shè)計一座年產(chǎn)250萬噸鋼的氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間。氧槍設(shè)計，并繪制噴頭結(jié)構(gòu)圖；車間設(shè)計，并且：繪制主廠房工藝操作平面布置圖；本次設(shè)計參考《鋼鐵冶金設(shè)計原理》《現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐煉鋼》《氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝與設(shè)備》、《轉(zhuǎn)爐煉鋼設(shè)計指導(dǎo)書》、《煉鋼學(xué)》及《煉鋼廠設(shè)計原理》等進(jìn)行設(shè)計。前后進(jìn)行了資料收集，轉(zhuǎn)爐的物料平衡與熱平衡計算、爐型基本尺寸的確定，以及氧槍設(shè)設(shè)計算與數(shù)據(jù)處理。

　　

【正文】 200t轉(zhuǎn)爐采用三孔拉瓦爾型噴頭。 原始條件成分CSiMnPS溫度 ℃%1300船鋼C： C參數(shù)：新爐內(nèi)徑 6000mm熔池深度 爐容比 出口馬赫爾數(shù)M出 ，三孔噴頭，噴孔夾角取10176。.氧氣量 供氧時間16min，則質(zhì)量流量：M=80200/16=1000kg/minQ=56200/16=700Nm3/min P/P0=（1+M出2/5）7/2=（1+4/5）7/2=則PO= 喉口直徑每孔氧流量 q=Q/3=700/3= Nm3/擴(kuò)張段長度取半錐角為5176。收縮段長度其它尺寸如圖h1=7000mm h2=500mm h3=5000mm h4=3800mm h5=800mm h6=1000mm h7=1500mm h8=500mm則氧槍長度為：L=h1+h2+h3+h4+h5+h6+h7+h8 =7000+500+5000+3800+800+1000+1500+500 =20100mm轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計采用魚雷車從高爐運(yùn)送鐵水，倒入鐵水罐扒渣，然后兌入轉(zhuǎn)爐（1）魚雷罐車容量鐵水裝入量 194t采用一車供應(yīng)一爐的方式，有：194/=211t所以選取230t魚雷罐車。（2）倒罐站鐵路線條數(shù)1晝夜進(jìn)入倒罐站混鐵車臺數(shù)占線時間，即鐵水罐在倒罐站停留時間，取2條（3）倒罐橫向地溝內(nèi)鐵路條數(shù)A—1晝夜煉鋼爐數(shù)1爐占用的兌鐵罐車時間參照首鋼實際生產(chǎn)的需要取2條.(4)鐵水罐容量選取200t鐵水罐（5）兌鐵水吊車計算①選用320t/75t/15t吊車，②臺數(shù)T—1晝夜各項主要作業(yè)占用吊車時間總和 把魚雷罐車鐵水倒入鐵水罐到扒渣畢：8min 吊到爐前：3min 兌鐵：4min空罐返回：2min等待及耽誤：2min共80（8+3+4+2+2）=1520min所以應(yīng)配備兩臺吊車。、廢鋼供應(yīng)在加料跨設(shè)置四個廢鋼坑，兩個廢鋼坑中間各設(shè)置地秤便于稱量。由磁盤吊將廢鋼加入廢鋼槽，由吊車吊至爐前。爐前裝入量（t）（1）廢鋼槽容量——廢鋼堆比重2選容積24 m3的廢鋼槽用3臺2t的磁盤吊裝廢鋼，（2）廢鋼槽數(shù)量取12個（3）廢鋼坑容積深度:寬度:長度:48m實際容量: m主廠房設(shè)計計算主廠房采用橫向布置,包括加料跨,爐子跨,鋼水接受跨,澆注跨,切割跨,出坯跨.(1)跨度 ,故吊車跨度21m.(2)兌鐵水吊車軌道標(biāo)高①由經(jīng)驗,耳軸到爐口與到爐底的距離之比為6:(988755%).包括水冷爐口的200mm則爐子的旋轉(zhuǎn)半徑為(圖51)取h1=600mm鋼包底到地面距離 h2=5000mm 鋼包立度 h3=300mm 安全距離則耳軸標(biāo)高為h=h1+h2+h3+R=600+5000+300+5850=11750mm所以取轉(zhuǎn)爐耳軸標(biāo)高為12000mm②取爐子兌鐵水的傾角為40(見圖52)在在用混鐵車供應(yīng)鐵水時,軌面標(biāo)高為向轉(zhuǎn)爐兌鐵水時吊車的軌面標(biāo)高H:鐵水吊車主溝的升高極限5200m(h1)安全距離h2=600—800mm取800mm轉(zhuǎn)爐耳軸標(biāo)高h(yuǎn)4=12000mm轉(zhuǎn)爐耳軸中心距鐵水罐耳軸中心h3為:(參照首鋼)鐵水罐最大裝入量235tA mmB mmC mmD mm436740004585935(3)操作平臺高轉(zhuǎn)爐耳軸中心的標(biāo)高與操作平臺標(biāo)高之間的高度差h1為h1=K+d/2=1100mmK為常數(shù),約為180—250mm所以操作平臺標(biāo)高為120001100=10900mm參照同類型鋼廠可取10900mm(1)轉(zhuǎn)爐中心線與廠房柱子縱向行列線距離(如圖52)a=R+rL1L2R—轉(zhuǎn)爐傾動到受鐵位置時,爐口內(nèi)緣與轉(zhuǎn)爐中心線的距離r鐵水包兌鐵水時耳軸到包咀的距離L2吊車軌道中心線與廠房柱子中心線間的距離，鐵水包耳軸到包咀的距離(4584+935)=2208mm所以r=176。=2128mma=R+rL1L2=4618+212815002900=2346mm結(jié)合生產(chǎn)實際取a=（2）轉(zhuǎn)爐在廠房縱向的位置和轉(zhuǎn)爐中心線之間的距離轉(zhuǎn)爐一般布置在廠房縱方向的中間位置，同時在加料跨的兩端分別布置鐵水和廢鋼工段，在澆注跨將鑄錠平臺和連鑄機(jī)布置在轉(zhuǎn)爐的兩端位置。這樣便于鐵水、廢鋼的運(yùn)輸和澆注的調(diào)度。減少設(shè)備操作的互相干擾。轉(zhuǎn)爐安裝在兩根廠房柱子之間。選取轉(zhuǎn)爐中心距為27m，柱距為27m。（3）轉(zhuǎn)爐耳軸中心線的標(biāo)高：前已求得12000mm（4）轉(zhuǎn)爐操作平臺，前已求得10900mm 如圖55所示 為了保證在轉(zhuǎn)爐搖平時，爐渣不致涌上平臺，爐口結(jié)渣時，轉(zhuǎn)爐仍能順利旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行放渣，用取樣勺能在一定角度下插入爐內(nèi)一定深度處取出試樣。并能布置擋渣板和擋火板。轉(zhuǎn)爐操作平臺在靠近轉(zhuǎn)爐處要有一定的開口，開口尺寸根據(jù)生產(chǎn)實踐的經(jīng)驗為：L—轉(zhuǎn)爐搖平時，爐口擋渣板外緣的開口尺寸θ—取樣勺的傾角，一般15176?！?8176。，大爐子取上限，小爐子取下限，本設(shè)計取θ=17176。h1轉(zhuǎn)爐耳軸中心標(biāo)高與操作平臺標(biāo)高之間高度差h1=1700mm柱距為27mh2擋火板取樣孔中心距平臺高度,一般取樣孔下沿距平臺面高度h3取500mm,取樣孔直徑為Φ140mm,故h2為570mm取L=630mm(5)氧槍吊車軌面標(biāo)高選用45t吊車作為氧槍吊車氧槍吊車軌面標(biāo)高 h1=1500mm h2=4500mm h3=20410mm h4=800mm h5=8890mmh6=500mm h7=5400mm h8=12000mm取H=60000mm參照武鋼及首鋼生產(chǎn)實踐取60000mm、澆注跨車間實行連鑄比100%連鑄機(jī)型號及數(shù)量的選擇P鋼水罐內(nèi)鋼水重量，tN鑄機(jī)流數(shù)，取N=2V澆注線速度，參照日本某鋼廠，取v=（Kc—考慮鋼種和鑄機(jī)設(shè)備裝備水平的系數(shù)，）F鑄機(jī)橫斷面面積m2 ()一臺連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力：ⅡM =總產(chǎn)量1352=270萬噸,取tM= 總量220萬噸a連鑄時鋼水收得率,n一年里連鑄機(jī)工作天數(shù),36582%=299天m連澆爐數(shù),取5。tm—多爐連澆時兩次澆注之間間隔時間,取50min。則實際連鑄比220/440=50%,與所給數(shù)值吻合.①盛鋼桶容積和數(shù)量出鋼量200t,并帶有部分爐渣,取280t盛鋼桶,。D=。空罐重73t數(shù)量:處于周轉(zhuǎn)的個數(shù)鋼水罐周轉(zhuǎn)時間,取2hA晝夜?jié)蹭摖t數(shù),爐/24h取=4個處于中修個數(shù):中修所需時間,取30h。(1640h)m兩次中修之間工作層壽命,取35。取=2個所以連鑄所需盛鋼桶個數(shù)取=8個,其中2個備用.②連鑄機(jī)的選擇弧形連鑄機(jī)彎曲半徑的計算,主要依據(jù)鑄坯厚度,拉坯速度,鋼種凝固系數(shù),本設(shè)計參照國內(nèi)外連鑄機(jī)設(shè)計,凝固系數(shù),24—28,取28與R=A、中間罐容量中間罐應(yīng)滿足多爐連澆換罐時，在不降低拉速的情況下，鋼水不斷流，一般取盛鋼桶容量的20%所以中間罐容量=28020%=56tB、參照武鋼三煉鋼和寶鋼數(shù)據(jù)，取結(jié)晶器長度900mmC、連鑄平臺高度：h1=12000mm h2=450mm h3=600mm h4=1000mm h5=3200mm 、h6=200mm h7=5000mm h8=600mm h9=5200mm連鑄操作平臺高：H=h1=12000mm鋼水接受跨軌面標(biāo)高根據(jù)首鋼生產(chǎn)實際取26500mm。勞動保護(hù)和環(huán)境保護(hù)1 總體設(shè)計 一般規(guī)定（1）新建、擴(kuò)建、改建和技術(shù)改造配套的除塵工程應(yīng)按國家的基本建設(shè)程序進(jìn)行。（2） 除塵工程應(yīng)根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)工藝合理配置，除塵系統(tǒng)排放應(yīng)符合國家和地方鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。崗位粉塵濃度應(yīng)符合 GBZ 2 規(guī)定的限值。（3） 除塵工程應(yīng)由具有國家相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)的單位設(shè)計。設(shè)計文件應(yīng)符合《建筑工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》、環(huán)境影響報告書、審批文件及本標(biāo)準(zhǔn)的要求。（4） 除塵系統(tǒng)設(shè)計除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定之外，還應(yīng)遵守 GB 50019 及 GBZ 1 中有關(guān)除塵設(shè)計的相應(yīng)規(guī)定。（5） 除塵工程的總體布局應(yīng)執(zhí)行 GBZ 1 的規(guī)定，并符合下列要求：a）工藝流程合理，除塵器應(yīng)盡量靠近污染源布置，管道應(yīng)盡量簡短；b）合理利用地形、地質(zhì)條件；c）充分利用廠區(qū)內(nèi)現(xiàn)有公用設(shè)施及供配電系統(tǒng)；d）交通便利、運(yùn)輸暢通，方便施工及運(yùn)行維護(hù)。（6） 除塵系統(tǒng)的場地標(biāo)高、場地排水﹑防洪等均應(yīng)符合 GB 50187 的規(guī)定。（7） 除塵系統(tǒng)的裝備水平應(yīng)不低于生產(chǎn)工藝設(shè)備的裝備水平。生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)把除塵設(shè)施作為生產(chǎn)系統(tǒng)的一部分進(jìn)行管理。除塵系統(tǒng)應(yīng)與對應(yīng)的生產(chǎn)工藝設(shè)備同步運(yùn)轉(zhuǎn)。（8） 對生產(chǎn)工況負(fù)荷變化較大的除塵系統(tǒng)，除塵風(fēng)機(jī)宜采取調(diào)速等節(jié)能措施。（9） 粉塵儲存和運(yùn)輸應(yīng)防止二次污染，鼓勵綜合利用。2 煙（粉）塵污染源控制⑴各煙（粉）塵污染源應(yīng)設(shè)置集塵罩。集塵罩的設(shè)置應(yīng)考慮工藝特點、設(shè)備結(jié)構(gòu)、安全生產(chǎn)要求、方便操作和維修等因素。⑵ 集塵罩不宜靠近敞開的孔洞（如操作孔、觀察孔、出料口等），以免吸入大量空氣或物料。⑶對產(chǎn)生煙（粉）塵的工藝設(shè)備，應(yīng)首先考慮從工藝上采取密閉措施。集塵罩內(nèi)應(yīng)保持一定的負(fù)壓，并避免吸入過多的生產(chǎn)物料，集塵罩的擴(kuò)張角不宜大于60度。⑷帶式輸送機(jī)受料點集塵罩與溜料槽相鄰兩邊的距離不宜小于 500 mm。帶式輸送機(jī)導(dǎo)板密閉罩的凈空高度不宜小于 400 mm。當(dāng)溜料槽與帶式輸送機(jī)垂直交料時，宜在溜料槽前、后分別設(shè)置集塵罩。⑸除塵系統(tǒng)的風(fēng)量、含塵濃度宜實測確定，或參照同類工程、設(shè)計手冊確定。測定方法按 GB/T 16157 執(zhí)行。3 除塵管道（1）除塵管網(wǎng)的支管宜從主管的上部或側(cè)面接入，連接三通的夾角宜為 15176?！?5176。；丁字連接時宜采用導(dǎo)流措施（補(bǔ)角三通）。（2）除塵管道應(yīng)采取防積灰措施，并考慮設(shè)置清灰設(shè)施和檢查孔（門）。（3）除塵管道積灰荷載宜按管內(nèi)積灰高度不低于管道直徑 1/8 (非親水性粉塵)或 1/5(親水性粉塵)的灰量估算，或按積灰面積不小于管道截面積 5％的灰量估算。（4） 除塵管道內(nèi)風(fēng)速在常溫條件下應(yīng)取 14～25m/s。（5） 除塵管道的壁厚應(yīng)根據(jù)管內(nèi)氣體溫度、管道剛度及粉塵磨啄性等因素綜合確定，并考慮煙氣溫度、管道直徑（或矩形管邊長）、管道壁厚、管內(nèi)壓力、支架間距等因素決定是否設(shè)加強(qiáng)筋。壁厚取值可參照表 1。表1除塵管道壁厚序號除塵管道直徑 D 或矩形長邊 B(mm)矩形管壁厚 (mm)圓管壁厚 (mm)1D(B)≤40033～42400＜D(B)≤150044～631500＜D(B)≤220066～842200＜D(B)≤30006～86～853000＜D(B)≤40006～88～106D(B)4000810～12（6） 輸送含塵濃度高、粉塵磨啄性強(qiáng)的含塵氣體時，除塵管道中易受沖刷部位應(yīng)采取防磨措施，宜加厚管壁或采用碳化硅、陶瓷復(fù)合管等管材。（7）高溫管道或設(shè)于室外且距離除塵器較遠(yuǎn)的常溫管道，宜設(shè)置補(bǔ)償器，補(bǔ)償器兩端設(shè)支架。（8） 除塵器進(jìn)出口及風(fēng)機(jī)進(jìn)出口管道上宜設(shè)置柔性連接件，并設(shè)固定支架，隔離變形引起的推力。（9）除塵管道應(yīng)設(shè)置測量孔和必要的操作平臺。（10）輸送相對濕度較大、易結(jié)露的含塵氣體時，管道應(yīng)采取保溫措施。（11） 除塵系統(tǒng)管網(wǎng)應(yīng)進(jìn)行阻力計算及阻力平衡計算，同一節(jié)點上兩支管阻力差不應(yīng)超過10%，否則應(yīng)改變管徑或安裝調(diào)節(jié)裝置。（12）輸送爆炸性氣體或粉塵的管道應(yīng)設(shè)泄爆裝置，并可靠接地。4 除塵器（1） 選擇除塵器應(yīng)考慮如下因素：a）煙（粉）塵的物理、化學(xué)性質(zhì)，如：溫度、密度、粒徑、吸水性、比電阻、粘結(jié)性、含濕量、露點、含塵濃度、化學(xué)成份、腐蝕性、爆炸性等；b）含塵氣體流量、排放濃度及除塵效率；c）除塵器的投資、金屬耗量、占地面積及使用壽命；d）除塵器運(yùn)行費(fèi)用（水、電、備品備件等）；e）除塵器的運(yùn)行維護(hù)要求及用戶管理水平；f）粉塵回收利用的價值及形式。（2）除塵系統(tǒng)宜采用負(fù)壓式并優(yōu)先選用干式電除塵器或袋式除塵器。（3）選擇袋式除塵器時，應(yīng)根據(jù)氣體和粉塵的物化性質(zhì)、清灰方式等因素確定過濾風(fēng)速。（4）袋式除塵器應(yīng)分別符合 HJ/T 32HJ/T 32HJ/T 330 的規(guī)定，濾袋應(yīng)符合 HJ/T 327的規(guī)定，濾袋框架應(yīng)符合 HJ/T 325 的規(guī)定，濾料應(yīng)符合 HJ/T 324 和 HJ/T 326 的規(guī)定。（5） 選擇電除塵器時，應(yīng)根據(jù)氣體和粉塵的物化性質(zhì)，尤其是粉塵比電阻值，以及要求達(dá)到的除塵效率，確定電場風(fēng)速及比表面積。（6）電除塵器應(yīng)符合 HJ/T 322 的規(guī)定，