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年產(chǎn)剛120噸轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計(jì)(參考版)

2024-08-08 13:26本頁(yè)面
  

【正文】 LF爐能夠承擔(dān)電弧爐煉鋼的精煉工作,如造渣、還。精煉設(shè)備能夠完成的冶金功能包括:脫氣(脫氫、脫氮、脫氧),脫硫,脫碳(冶煉低碳、超低碳鋼種),清潔鋼液(減少非金屬夾雜物,提高顯微清潔度),調(diào)整鋼液成份和溫度。為了能獲得低碳或超低碳鋼種,采用真空脫碳或真空下吹氧脫碳的技術(shù);為了煉得極低硫的鋼種,而有爐外脫硫手段;為促進(jìn)鋼水成分和溫度的均勻化,吹入惰性氣體或通過(guò)電磁攪拌鋼水,更有利于脫除氣體和使夾雜物聚集上浮。同理,外層鋼管內(nèi)徑:根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無(wú)縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格選取外層鋼管為。 中、外層鋼管管徑根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),選取氧槍冷卻水耗量;冷卻水進(jìn)水速度,出水速度(因?yàn)槌鏊疁囟壬?,體積增大,故)。 中心氧管管徑套用上述公式可得。將、代入式(97),即可求。計(jì)算相關(guān)公式:按氣體狀態(tài)方程,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量向工況流量的換算: (96)式中 ——標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,Pa; ——管內(nèi)氧氣工況壓力,Pa;——標(biāo)準(zhǔn)溫度,273K;——管內(nèi)氧氣實(shí)際溫度(即氧氣滯止溫度)。 50t轉(zhuǎn)爐氧槍槍身尺寸計(jì)算氧槍槍身由三層無(wú)縫鋼管套裝而成,內(nèi)層管是氧氣通道,內(nèi)層管與中層管之間是冷卻水進(jìn)水通道,中層管與外層管之間是冷卻水出水通道。從降低氧射流匯交考慮,噴孔中心分布圓大為好,但噴孔中心公布圓要受到噴頭尺寸的限制。綜合考慮取β=15176?!?76。(9) 確定噴孔傾角β多孔噴頭的各個(gè)流股是否發(fā)生匯交以效應(yīng)角θ為界,大于θ則各流股很少匯交,小于θ則必定匯交。在本例中取喉口直線段長(zhǎng)度=5mm。由上式可求出 mm(5) 求噴孔出口直徑根據(jù)等熵流表,在M= 時(shí),即,故噴孔出口直徑: (94)(6) 計(jì)算噴孔擴(kuò)張段長(zhǎng)度,則擴(kuò)張段長(zhǎng)度 (95)(7) 確定噴孔喉口直線段長(zhǎng)度喉口直線段的作用是保持喉口直徑穩(wěn)定。(3) 設(shè)計(jì)工況氧壓根據(jù)等熵流表,當(dāng)M=,;取噴頭出口壓力(為爐膛壓力,此處按近似等于大氣壓力計(jì)算),則噴口滯止氧壓: (92) 取設(shè)計(jì)工況氧壓近似等于滯止氧壓。綜合考慮,選取馬赫數(shù)M=。冶煉鋼種以碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼為主。圖91 M與Po、V之間的關(guān)系表91 M、V、P0之間的關(guān)系M氧射流出口溫度/K氧射流出口音速/m/sV/m/sP0/MPa備 注200161129104270242217195405485542582假定氧氣滯止溫度為290K, 50t轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭尺寸計(jì)算公稱容量50t轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)氧槍噴頭尺寸。M值與滯止氧壓和噴頭出口壓力P的比值(P/)有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。(3) 理論計(jì)算氧壓及噴頭出口馬赫數(shù)M理論計(jì)算氧壓(又稱設(shè)計(jì)工況氧壓)是指噴頭進(jìn)口處的氧氣壓強(qiáng),近似等于滯止氧壓,它是噴頭設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。本設(shè)計(jì)取65 Nm3/t.(2) 噴頭孔數(shù)現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐氧槍都用多孔噴頭。氧流量的精確計(jì)算應(yīng)根據(jù)物料平衡求得。而氧氣射流的參數(shù)主要由噴頭參數(shù)所決定。360,無(wú)極調(diào)速。 傾動(dòng)裝置該處轉(zhuǎn)爐采用電動(dòng)機(jī)一齒輪傳動(dòng)方式。耳軸要受多種負(fù)荷的作用,必須有足夠的強(qiáng)度和剛度。 表85設(shè)計(jì)中的托圈尺寸斷面形狀斷面高度/mm斷面寬度/mm蓋板厚度/mm腹板厚度/mm箱24007608375爐殼與托圈的連接選用吊掛式連接裝置。 支承裝置托圈選取大型轉(zhuǎn)爐剖分式焊接托圈。驗(yàn)算高徑比:=,符合要 求的范圍,也與取值相符。根據(jù)一些爐子的爐殼尺寸,該處選為:爐帽鋼板45mm、爐身鋼板50mm、爐底鋼板45mm。爐殼的材質(zhì)力求抗蠕變強(qiáng)度高、焊接性能又好的材料。根據(jù)50t轉(zhuǎn)爐爐襯襯材,本設(shè)計(jì)爐襯采用表83所示值。工作層用鎂碳磚和焦油白云石磚綜合砌筑。該層用鎂碳磚砌筑。有些轉(zhuǎn)爐則在永久層與爐殼鋼板之間夾有一層石棉板絕熱層。但由于鎂碳磚成本較高,因此一般只將其用在諸如耳軸區(qū)、渣線等爐襯易損部位,即爐襯工作層采用均衡爐襯,綜合砌爐。 爐襯材質(zhì)的選擇目前常用的工作層襯磚有:瀝青結(jié)合鎂磚,含碳量為5~6%;燒成浸漬鎂磚,含碳量為2%左右;焦油或?yàn)r青結(jié)合的白云石磚,含碳量約2%;瀝青或樹(shù)脂結(jié)合的白云石碳磚,含碳量為7~15%;瀝青或樹(shù)脂結(jié)合的鎂碳磚(加入或不加防氧化劑),含碳量通常為10~25%。(2) 供氣構(gòu)件根據(jù)本設(shè)計(jì)的底部噴吹N2和Ar,選擇磚型供氣元件,且為彌散型透氣磚。所以,本設(shè)計(jì)采用底部全程供氣,但是前期吹N2,末期再改吹A(chǔ)r; m3/(tmin)。min),則可以降低爐渣和金屬的氧化性,并達(dá)到足夠的攪拌強(qiáng)度。(1) 底氣用量在底部吹NAr、CO2等氣體時(shí), m3/(t不僅在轉(zhuǎn)爐底部布置噴吹惰性氣體或中性氣體N2來(lái)加強(qiáng)攪拌,還考慮在轉(zhuǎn)爐底部噴吹小部分燃料與氧氣。通常又下面的經(jīng)驗(yàn)式確定:= =(cm)式中 ——轉(zhuǎn)爐公稱容量,t。本設(shè)計(jì)取15。為了縮短出鋼口長(zhǎng)度,以利維修和減少鋼液二次氧化及熱損失,大型轉(zhuǎn)爐的θ1趨于減小,一般為15176。出鋼口的主要尺寸是中心線的水平傾角和直徑。爐帽高度為: (84)=()tan65176。小爐子取上限,大爐子取下限。本設(shè)計(jì)取爐帽傾角為65176。~68176。① 爐帽傾角。 (83)式中 、——分別為爐帽、爐身和熔池的容積;Vt——轉(zhuǎn)爐的有效容積,為、三者之和,取決于容量和爐容比。熔池體積和熔池直徑D及熔池深度h有如下的關(guān)系: (82)由可得:(m3) 將代入式(72)得:(m)(5) 爐身高度轉(zhuǎn)爐爐帽以下,熔池面以上的圓柱體部分稱為爐身。~30176。設(shè)計(jì)中轉(zhuǎn)爐的公稱容量為50t,t取15min。(3) 熔池直徑 可按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定: (81)式中 D——熔池直徑,m; G——新?tīng)t金屬裝入量,t,可取公稱容量; K——系數(shù),參見(jiàn)表81; t ——平均每爐鋼純吹氧時(shí)間,min,參見(jiàn)表82。小爐子取上限,大爐子取下限。從目前實(shí)際情況來(lái)看,~。(1) 爐容比爐容比系指轉(zhuǎn)爐有效容積與公稱容量之比值。綜合以上特點(diǎn)選用轉(zhuǎn)爐爐型為錐球型(適用于中小型轉(zhuǎn)爐見(jiàn)圖81)。 8 轉(zhuǎn)爐爐型選型設(shè)計(jì)及相關(guān)參數(shù)計(jì)算 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) 爐型選擇氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐是20世紀(jì)70年代中、后期,開(kāi)始研究的一項(xiàng)新煉鋼工藝。因?yàn)楣Q容量50t的最大出鋼量為60t,所以在轉(zhuǎn)爐冶煉的同時(shí)超裝10%即出鋼量在55t時(shí)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。則所需的吹煉轉(zhuǎn)爐數(shù)為:因?yàn)?,所以采用50t轉(zhuǎn)爐,采用三吹二制時(shí)可以充分利用轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)。再根據(jù)澆注方法,就可計(jì)算出煉鋼車間設(shè)計(jì)的年產(chǎn)鋼量。T2——一年有效作業(yè)天數(shù),d;1440——一天的日歷時(shí)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(shí),一般取η=82~85%,若全連鑄則取η=75~80%。確定煉鋼生產(chǎn)規(guī)模之后,即可計(jì)算所需用的爐容量與座數(shù)。 車間生產(chǎn)能力的確定轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定,實(shí)質(zhì)上就是公稱容量及爐座數(shù)的選定。由于爐襯材質(zhì)的改進(jìn)和濺渣護(hù)爐技術(shù)的采用,爐齡大幅度提高,生產(chǎn)實(shí)踐中,往往采用“二吹二”或“三吹三”模式,同時(shí)公稱容量日趨大型化。所謂“三吹二”,就是保持二個(gè)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn),一個(gè)轉(zhuǎn)爐處于修爐或待用狀態(tài);“二吹一”即一個(gè)轉(zhuǎn)爐生產(chǎn),另一個(gè)轉(zhuǎn)爐處于修爐或待用狀態(tài)。表71 氧氣轉(zhuǎn)爐公稱容量系列轉(zhuǎn)爐公稱容量/t50100120150200最大出鋼量/t60120150180220鋼包容量/t60120150180220澆注吊車起重量/t100/32180/63/20225/63/20280/80/20360/100/20 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)。新建轉(zhuǎn)爐公稱容量按表51的系列選定。 7 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(gè)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(gè)統(tǒng)一的衡量標(biāo)準(zhǔn),叫做公稱容量。人們已經(jīng)進(jìn)行了大量鐵水脫磷和同時(shí)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(jì)采用噴粉法脫硫。鐵水脫硫的方法有:鋪撒法、搖包法、機(jī)械攪拌法、噴粉法等,其中噴粉法被廣泛應(yīng)用。對(duì)高爐來(lái)講,可以使?fàn)t渣堿度和焦比下降,有利于高爐順行和提高生產(chǎn)率;對(duì)轉(zhuǎn)爐來(lái)講,可減少渣量和提高金屬收得率,并為轉(zhuǎn)爐冶煉品種鋼創(chuàng)造條件。根據(jù)本設(shè)計(jì)的條件,選擇在混鐵車中噴粉脫硅法。(2) 鐵水脫硅的方法:① 高爐鐵溝連續(xù)脫硅法。②減少脫磷劑用量,提高脫磷脫硫的效率。鐵水預(yù)處理工藝方法主要有:(1) 機(jī)械攪拌法,有代表性的是日本開(kāi)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(lái)開(kāi)始得到應(yīng)用。普通鐵水預(yù)處理有單一脫硫、脫硅、脫磷和同時(shí)脫磷脫硫等;特殊鐵水預(yù)處理有脫鉻、提釩、提鈮和提鎢等。冶煉優(yōu)質(zhì)鋼或高合金鋼時(shí)加入的鐵合金需要經(jīng)烘烤、履帶式烘烤爐、液壓傾翻烘烤爐等。鐵合金由鐵合金間運(yùn)入轉(zhuǎn)爐車間的方式:對(duì)鐵合金用量不大的煉鋼車間、中小型煉鋼車間,一般是把鐵合金自卸式料罐用汽車或火車運(yùn)到主廠房轉(zhuǎn)爐跨,再用吊車卸入車間鐵合金料倉(cāng),需要時(shí)經(jīng)稱量用鐵合金加料車經(jīng)溜槽加入鋼包。鐵合金在鐵合金間內(nèi)儲(chǔ)存、烘烤及加工成合格塊度,按鐵合金的品種和牌號(hào)分類存放,并相應(yīng)保存好出廠化驗(yàn)單。各種散狀料存儲(chǔ)天數(shù)視具體情況而定,其中石灰料如本廠自產(chǎn),以8—24小時(shí)的儲(chǔ)存即可,若外運(yùn)入石灰一般為2~3天,以防變質(zhì)。轉(zhuǎn)爐車間大多在靠近主廠房附近設(shè)置底下料倉(cāng),它兼有部分儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)作用。其布置方式可根據(jù)外部供料條件和總圖布置確定。大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間一般自設(shè)散狀料場(chǎng),并盡可能靠近轉(zhuǎn)爐。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料場(chǎng)、地下(地面)料倉(cāng)、由地下料倉(cāng)送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉(cāng)、稱量和加料設(shè)施。 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。但一般是廢鋼一次一斗裝入。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量。由于本設(shè)計(jì)設(shè)有廢鋼加工站,所以存儲(chǔ)天數(shù)x取3日;所以,廢鋼堆場(chǎng)面積A=表62  不同類型廢鋼的堆積密度/t廢鋼堆場(chǎng)的面積取決于廢鋼存儲(chǔ)定額(天數(shù)),當(dāng)企業(yè)內(nèi)有自己的廢鋼加工站時(shí),可考慮存儲(chǔ)1~3日,否則需存10~15日。較小的煉鋼車間的廢鋼堆場(chǎng)設(shè)在原料跨的一端。廢鋼中的硫、﹪,夾渣小于5﹪。另外對(duì)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。這樣就可以將廢鋼比增加至18%左右。本設(shè)計(jì)選用公稱容量50t轉(zhuǎn)爐,而鐵水成分w(Si)=%~%、w(P)=%~%?;扈F車容量系列參考數(shù)據(jù)見(jiàn)下表:公稱容量/t150250300350400600裝鐵水量/ t新襯時(shí)150250300350400600舊襯時(shí)180290345400460690鐵水車全高/mm385043304300495052006200鐵水車最大寬度/ mm320035003400391641204770掛鉤間距/ mm154002100025400247002460032000轉(zhuǎn)向架數(shù)/個(gè)448888軸數(shù)/個(gè)81216161624最大軸重/ t364238424948表61 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?yàn)閺U鋼比隨爐容大小和鐵水中Si、P含量變化而變動(dòng)?;扈F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)?;扈F車的形狀(見(jiàn)圖41)可保證有較小的熱損失。由于本設(shè)計(jì)采用3個(gè)120t的轉(zhuǎn)爐。兼有運(yùn)送和貯存鐵水的兩種作用。因此,混鐵車在大中型轉(zhuǎn)爐煉鋼已被廣泛采用,由于其受鐵口有蓋,在運(yùn)輸過(guò)程中熱損失較小,特別是高爐距離煉鋼車間較遠(yuǎn)時(shí),用混鐵車更為有利。但混鐵爐需要多倒一次鐵,增加溫度損失,而且混鐵爐投資相對(duì)較大,占地也多。高爐鐵水直接熱裝入轉(zhuǎn)爐時(shí)又有混鐵爐和混鐵車兩種方式。經(jīng)計(jì)算,%~%,%~%,二者基本持平。熱效率  =(++)/=%若不計(jì)算爐渣帶走的熱量時(shí):熱效率 %表523 熱平衡表收 入支 出項(xiàng) 目熱量/kJ%項(xiàng) 目熱量/kJ%鐵水物理熱鋼水物理熱元素氧化和成渣熱爐渣物理熱其中C氧化廢鋼吸熱Si氧化爐氣物理熱17957Mn氧化煙塵物理熱P氧化渣中鐵珠物理熱Fe氧化噴濺金屬物理熱SiO2成渣輕燒白云石分解熱P2O5成渣熱損失煙塵氧化熱爐襯中碳的氧化熱合 計(jì)100合 計(jì)100應(yīng)當(dāng)指出,加
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