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年產(chǎn)435萬(wàn)噸良坯的氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車(chē)間設(shè)計(jì)-wenkub.com

2025-02-20 04:06 本頁(yè)面
   

【正文】 代入數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算可得 P=365Aη =365% =此外,為計(jì)算后步工序、輔助系統(tǒng) 及起重機(jī)等的配備能力和通過(guò)能力,還要計(jì)算連鑄機(jī)最高日產(chǎn)量和最高澆注爐數(shù)。h1 ( 2)連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量,其計(jì)算式如下。 各類(lèi)連鑄機(jī)的小時(shí)產(chǎn)量估算值見(jiàn)表 43,如下。因此,同類(lèi)型連鑄機(jī)在不同條件的車(chē)間內(nèi)配置時(shí),其年產(chǎn)量往往有較大的差別。鑄坯成坯率和合格率均可達(dá) 98%左右。通過(guò)多爐連澆可以減少金 屬損失,提高鑄坯收得率。 表 42 連鑄機(jī)非作業(yè)時(shí)間 項(xiàng)目 比例 /% 時(shí)數(shù) /h 備注 年度大、中修 ~ 307~394 停產(chǎn)大修,更換和清洗部件等 定期小修 ~ 438~526 輥?zhàn)訉?duì)中調(diào)整,鏟除飛濺廢鋼,檢修等 更換結(jié)晶器 ~ 219~263 3~4h/次 等待 ~ 219~263 澆完后,連鑄機(jī)準(zhǔn)備好等待鋼水 內(nèi)部故障 ~ 307~350 包括漏鋼在內(nèi)的連鑄機(jī)故障 外部故障 ~ 307~350 煉鋼爐,吊車(chē)和鋼包等設(shè)備的故障 合計(jì) ~ 1797~2146 32 根據(jù)表 42,取 T 年度大、中修 =350h; T 定期小修 =460h; T 更換結(jié)晶器 =240h; T 等待 =240h; T 內(nèi)部故障=330h; T 外部故障 =340h。 連鑄機(jī)的作業(yè)率 連鑄機(jī)的作業(yè)率直接影響到連鑄機(jī)的產(chǎn)量、每噸鑄坯的操作費(fèi)用和投資費(fèi)用的利用率。 代入數(shù)據(jù)計(jì)算得 T=40+539=235min 單爐澆注時(shí)間按下式計(jì)算。 根據(jù)后面的 計(jì) 算,一臺(tái)連鑄機(jī)每年能生產(chǎn) 噸板坯,所以年產(chǎn)量為 435 萬(wàn)噸良坯需要 3 臺(tái)連鑄機(jī)。設(shè)計(jì)時(shí),可從鑄坯斷面、拉坯速度、連鑄機(jī)流數(shù)等方面調(diào)整。實(shí)現(xiàn)多爐連澆的主要條件是: ( 1)嚴(yán)格控制所要求的鋼水成分、溫度和質(zhì)量,并保持穩(wěn)定,為此,必須配置相應(yīng)的爐外鋼水處理設(shè)備。 則可得 R=KD =45200 =9000mm= 一般板坯連鑄機(jī)的圓弧半徑在 6~12m 之間,小方坯連鑄機(jī)的圓弧半徑在 4~6m 之間,大方坯連鑄機(jī)的圓弧半徑由于鑄坯厚度不同而變化較大,大致在 8~16m之間。 連鑄機(jī)圓弧半徑可按下面的 經(jīng)驗(yàn)公式初步計(jì)算。 L≥( D2vmax) /( 4K2) ( ) 代入數(shù)據(jù),可得 L≥( D2vmax) /( 4K2) = 一般來(lái)說(shuō),在不帶液芯矯直的條件下,連鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度是指結(jié)晶器鋼液面至拉矯 30 機(jī)第一對(duì)拉矯輥中心的長(zhǎng)度。 L1=tv=[D/( 2K) ]2v=( D2v) /( 4K2) ( ) 式中, L1—— 液相深 度, m; D—— 鑄坯厚度, mm; v—— 拉坯速度, m/min; K—— 綜合凝固系數(shù), mm/min1/2。所謂液相深度(即液芯長(zhǎng)度)是指從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固點(diǎn)的長(zhǎng)度。一機(jī)多流設(shè)備輕,有利于發(fā)揮設(shè)備的生產(chǎn)能力,要求高水平操作,否則其中一流出事故,有可能造成整個(gè)該機(jī)組停產(chǎn)。 當(dāng)一臺(tái)連鑄機(jī)只澆注一種斷面時(shí),其流數(shù) N 的計(jì)算式如下。l/S =802( 220+1200) /(2201200) =符合條件。通常常用的經(jīng)驗(yàn)公式如下。但連鑄機(jī)設(shè)計(jì)的拉坯力是一定的,因此,當(dāng)拉坯阻力超過(guò)了設(shè)計(jì)的拉坯力,鑄坯就拉不出來(lái)了,這就限制了理論拉速。 則由此可算出最大拉速: vmax =( Km2 則可得 t =D2/( 4K2) =2021/( 4252) =16min 2)結(jié)晶器出口處鑄坯凝殼厚度的限制。在鋼種、鑄坯斷面和流數(shù)確立的條件下,主要受連 鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度(機(jī)身長(zhǎng)度)、結(jié)晶器出口鑄坯凝殼厚度及拉坯力的限制。選擇拉速時(shí)主要應(yīng)保證鑄坯出結(jié)晶器下口有一定的坯殼厚度,以防變形太大甚至漏鋼,還要保證鑄坯內(nèi)、外部質(zhì)量良好。也有用澆注速度表示的,是指每一流每分鐘澆注鋼水的重量, t/min 或 kg/min。 表 41 鑄坯斷面與軋機(jī)的配合 軋機(jī)規(guī)格 鑄坯斷 面 /mm 高速線材軋機(jī) 方坯:( 100100) ~( 140140) 400/250 軋機(jī) 方坯:( 9090) ~( 120120) 扁坯:<( 100150) 500/350 軋機(jī) 方坯:( 120120) ~( 150150) 扁坯:<( 150150) 650 軋機(jī) 方坯:( 140140) ~( 200200) 扁坯:<( 160280) 2300 中板軋機(jī) 板坯:( 120~200) ( 7001000) 4200 中厚板軋機(jī) 板坯: 300( 1900~2200) 4800 中厚板軋機(jī) 板坯: 3502400 27 1700 熱連軋機(jī) 板坯:( 200~250) ( 700~1600) 2050 熱連軋機(jī) 板坯:( 210~250) ( 900~1930) 鑄坯斷面的形狀和尺寸對(duì)連鑄機(jī)的生產(chǎn)率有直接影響。 ( 2)根據(jù)軋材需要的壓縮比來(lái)確定。本設(shè)計(jì)取 f=12。 綜合上述連鑄機(jī)的特點(diǎn),充分考慮本設(shè)計(jì)中的鋼種要求和車(chē)間條件,故采用弧形方 26 坯連鑄機(jī)。 3)鑄坯在凝固過(guò)程中無(wú)彎曲和矯直,對(duì)于用弧形連鑄機(jī)澆注有困難的合金鋼和特殊鋼可用水平連鑄機(jī)澆注。 水平連鑄機(jī)的中間包與 結(jié)晶器是密封連接的,在水口與結(jié)晶器連接處安裝有分離環(huán),拉坯時(shí)不象普通連鑄機(jī)那樣使結(jié)晶器振動(dòng),而是拉坯機(jī)帶著鑄坯作拉 → 停 → 反推 →停的周期運(yùn)動(dòng)。即從結(jié)晶器向下圓弧半徑逐漸變大,將結(jié)晶器和二冷段夾輥布置在 1/4 橢圓弧上,又稱(chēng)為超低頭連鑄機(jī)。 2)由于設(shè)備高度較低,鑄坯在凝固過(guò)程中承受的鋼水靜壓力較小,可減小坯殼因鼓肚變形而產(chǎn)生的內(nèi)裂與偏析,有利于改善鑄坯質(zhì)量和提高拉速。 立彎式一般適用于澆注斷面較小的鑄坯,對(duì)于大斷面鑄坯來(lái)說(shuō),全凝固后在頂彎,冶金長(zhǎng)度已經(jīng)很長(zhǎng)了,降低設(shè)備高度方面的優(yōu)點(diǎn)已不明顯。 ( 2)立彎式連鑄機(jī) 是連鑄發(fā)展過(guò)程中的一種過(guò)渡機(jī)型。隨著煉鋼和爐外精煉技術(shù)的提高,澆注 前及澆注過(guò)程中對(duì)鋼水純凈度的有效控制,低頭和超低頭連鑄機(jī)的采用逐漸增多。近年來(lái),隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展,又開(kāi)發(fā)了輪式連鑄機(jī)的研究。如果一臺(tái)連鑄機(jī)的各流都能單獨(dú)運(yùn)行,這臺(tái)連鑄機(jī)就稱(chēng)作幾機(jī)幾流連鑄機(jī),如雙機(jī)雙流,四機(jī)四流等;如果某些流不能單獨(dú)運(yùn)行,就需要用能夠單獨(dú)運(yùn)行的機(jī)數(shù)和每機(jī)所帶的流數(shù)分別注明,如一機(jī)雙流,二機(jī)四流等。 20 世紀(jì) 60 年代中期,全球連鑄比尚不到 10%,而到本世紀(jì)初,全球連鑄比已高達(dá)近 90%。一般大爐子取下限,小爐子取上限。增大高寬比對(duì)減少?lài)姙R和溢渣、提高金屬收得率有利。 23 表 35 轉(zhuǎn)爐爐殼厚度設(shè)計(jì)參考值 爐子容量 /t 15 30 50 100 150 200 250 300 爐帽鋼板厚度 /mm 25 30 45 55 60 60 65 70 爐身鋼板厚度 /mm 30 35 55 70 70 75 80 80 爐底鋼板厚度 /mm 25 30 45 60 60 60 65 70 根據(jù)上表,可選定爐帽、爐身、爐底的鋼板厚度分別為: 60、 7 60mm。大中型轉(zhuǎn)爐多用耐高溫高壓的鍋爐鋼板制作爐殼,也有用合金鋼板的。 爐殼鋼板材質(zhì)與厚度的確定 在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中,爐殼承受多種負(fù)荷,有爐殼、爐襯自重和爐料重引起的靜負(fù)荷,有兌鐵水、加廢鋼時(shí)的沖擊以及爐體旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)負(fù)荷,還有爐襯熱膨脹和爐殼本身溫度分布不均勻引起的熱負(fù)荷。 表 34 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度設(shè)計(jì)參考值 爐襯各部分名稱(chēng) 轉(zhuǎn)爐容量 /t 100 100200 200 爐帽 永久層厚度 /mm 60115 115150 115150 工作層厚度 /mm 400600 500600 550650 爐身(加料側(cè)) 永久層厚度 /mm 115150 115200 115200 工作層厚度 /mm 550700 700800 750850 爐身(出鋼側(cè)) 永久層厚度 /mm 115150 115200 115200 工作層厚度 /mm 500650 600700 650700 爐底 永久層厚度 /mm 300450 350450 350450 工作層厚度 /mm 550600 600650 600750 砌筑轉(zhuǎn)爐爐襯選擇磚型時(shí)應(yīng)考慮以下一些原則: ( 1)在可能條件下,盡量選用大磚,以減少磚縫,還可以提高筑爐速度,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度; ( 2)力爭(zhēng)砌筑過(guò)程中不打或少打磚,以提高磚的利用率和保證磚的砌筑質(zhì)量; ( 3)出鋼口用高壓整體成型專(zhuān)用磚,更換方便、快捷;爐底用帶弧形的異型磚; ( 4)盡量減少磚型種類(lèi)。其主要作用是減輕爐襯受熱膨脹時(shí)對(duì)爐殼產(chǎn)生擠壓和便于拆除工作層。 永久層緊貼爐殼(無(wú)絕熱層時(shí)),修爐時(shí)一般不予拆除。國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)爐多為 45176。 在式( )中代入數(shù)據(jù)計(jì)算,得 d 出 =( 63+200) 1/2==。出鋼時(shí)間通常為 2 至 8 分鐘。 () 出鋼口尺寸的確定 出鋼口尺寸一般都設(shè)在爐帽與爐身的交界處,以使轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)其位置最低,便于鋼水全部出凈。但過(guò)大的爐容比又會(huì)使基建和設(shè)備投資增加。 Vt 是爐帽、爐身和熔池三個(gè)內(nèi)腔容積之和。本爐取 H 口 =300mm。 目前傾角多為 60176。 ( 3) 筒球型球缺體半徑 R的 確定 . ?? DR 4800mm 20 爐帽尺寸的確定 ( 1) 爐口直徑 dD, 在滿(mǎn)足順利兌鐵水和加廢鋼的前提下, 適當(dāng)減小爐口直徑, 以減少熱損失。 19 表 32 不同噸位下的 K值 轉(zhuǎn)爐噸位 /t 30 30~100 100 備注 K ~ ~ ~ 大容量取下限,小容量取上限 表 33 平均每爐鋼冶煉時(shí)間推薦值 轉(zhuǎn)爐容 量 /t 30 30~100 100 備注 冶煉時(shí)間 /min 28~32 (12~16) 32~38 (14~18) 38~45 (16~20) 結(jié)合供氧強(qiáng)度,鐵水成分和所煉鋼種等具體條件確定。 ( 1)熔池直徑 D。 T1 按表 31 取 40min。熔池為一個(gè)倒截錐體。與相同容量的筒球型比較,錐球型熔池較深,有利于保護(hù)爐底。熔池由球缺體和圓柱體兩部分組成。 17 3 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì)及計(jì)算 轉(zhuǎn)爐爐型及其選擇 轉(zhuǎn)爐由爐帽、爐身、爐底三部分組成,轉(zhuǎn)爐爐型是指由上述三部分組成的爐襯內(nèi)部空間的幾何形狀。 由此可計(jì)算熱效率。 生白云石分解熱 Qb=( %1690+1405) = 15 ( 5)熱損失 Qq:其他熱損失帶走的熱量一般約占總熱收入的 3%~8%。 鋼水物理熱 Qg=[( 152125) +272+( 16901520) ] = ( 2)爐渣物理熱 Qr:令終渣溫度與鋼水溫度相同,則得: 爐渣物理熱 Qr=[( 169025) +209] = ( 3)爐氣、煙塵、鐵珠和噴濺金屬的物理熱 Qx。 熱支出項(xiàng)包括:鋼水物理熱;爐渣物理熱;煙塵物理熱;爐氣物理熱;渣中鐵珠物理熱;噴濺物(金屬)物理熱;輕燒白云石分解熱;熱損失;廢鋼吸熱。P2O5 4880= Mn→ MnO 6594= SiO2→ 2CaO ( 1)鐵水物理熱 Qw:先根據(jù)純鐵熔點(diǎn)、鐵水成分以及熔入元 素對(duì)鐵熔點(diǎn)的降低值計(jì)算鐵水的熔點(diǎn) Tt,其根據(jù)是表 2表 11 和表 24。P2O5) 成渣反應(yīng) 693054 4880 CaCO3 CaCO3=( CaO) +{CO2} 分解反應(yīng) 169050 1690 MgCO3 MgCO3=( MgO) +{CO2} 分解反應(yīng) 118020 1405 13 熔入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響見(jiàn)表 24,如下。 表 23 煉鋼溫度下的反應(yīng)熱效應(yīng) 組元 化學(xué)反應(yīng) ` ΔH/kJK) 1 熔化潛熱 /kJ 表 21 入爐料及產(chǎn)物的溫度設(shè)定值 名稱(chēng) 入爐物料 產(chǎn)物 鐵水 廢鋼 其他原料 爐渣 爐氣 煙塵 溫度 /℃ 1370 25 25 與鋼 水相同 1450 1450 純鐵熔點(diǎn)為 1536℃ 。 12 2 熱平衡計(jì)算 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù) 計(jì)算所需基本原始數(shù)據(jù)有:各種入爐料及產(chǎn)物的溫度;物料平均熱容;反應(yīng)熱效應(yīng);熔入鐵水中的元素對(duì)鐵熔點(diǎn)的影響。 表 117 總物料平衡表 收 入 支 出 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 項(xiàng)目 質(zhì)量 /kg % 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 ( ++) 石灰 爐氣 ( ++) 螢石 噴濺 輕燒生白云石 煙塵 爐襯 渣中鐵珠 氧
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