【正文】 鐵水能夠準(zhǔn)確計(jì)量, 便于轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)控制, 利于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)和穩(wěn)定煉鋼生產(chǎn)。魚雷罐車進(jìn)鐵的缺點(diǎn)：一次性投資較大；魚雷罐維修相對鐵水罐需要有較大的維修設(shè)施。魚雷罐車進(jìn)鐵的優(yōu)點(diǎn)：入轉(zhuǎn)爐鐵水能夠準(zhǔn)確計(jì)量, 便于轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動(dòng)控制, 利于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)和穩(wěn)定煉鋼生產(chǎn)；魚雷罐的形狀可以保證有較小的熱損失, 鐵水保溫效果好, 使得鐵水溫降??；煉鋼工藝布置也比較容易；利于生產(chǎn)組織調(diào)度。轉(zhuǎn)爐進(jìn)鐵方式一般分為三種：魚雷罐車進(jìn)鐵方式, 混鐵爐進(jìn)鐵方式和鐵水罐直接進(jìn)鐵方式。目前馬鋼、本鋼采用LFRH雙聯(lián)法在薄板坯連鑄機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)IF鋼的批量生產(chǎn), 但是這兩種工藝路線相對復(fù)雜, 成本相對較高。工藝路線A：高爐→鐵水脫硫→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→氬氣攪拌→RH真空處理→連鑄工藝路線B：高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→RH真空處理→LF精煉→連鑄工藝路線C：高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→LF精煉→RH真空處理→連鑄工藝A是目前國內(nèi)外生產(chǎn)IF鋼最常用的方法, 適用于傳統(tǒng)厚板坯連鑄機(jī), 由于其不需要經(jīng)過LF精煉處理, 生產(chǎn)成本最低, 工藝設(shè)備基本上能滿足IF鋼的生產(chǎn)需要。則年需鋼水量 = 39596% = 104 t（2） 計(jì)算出鋼爐數(shù)（按2吹2計(jì)算）年出鋼爐數(shù) = 2= 2 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 = 100%= 100% = %年出鋼爐數(shù) = 2365%2460/40 = 21600(爐)每天出鋼爐數(shù) = 年出鋼爐數(shù)/年作業(yè)率= 21600/300 = 72(爐)平均爐產(chǎn)鋼水量 =年產(chǎn)鋼水量/年出鋼爐數(shù)= 104 t/21600=190t（3） 確定轉(zhuǎn)爐容量簡化設(shè)計(jì)和便于計(jì)算本設(shè)計(jì)選定195噸轉(zhuǎn)爐2座, 按照2吹2方式生產(chǎn)（4） 核算車間年產(chǎn)量1952160096%=104 t良坯 冶煉與精煉方法的選擇與論證IF鋼對鋼水純凈度有著較為苛刻的要求, 生產(chǎn)工藝流程的選取直接影響到IF鋼的品質(zhì)和生產(chǎn)的順行。根據(jù)煉鋼產(chǎn)品方案, 同時(shí)參照同類型車間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn), 選取平均先進(jìn)指標(biāo)連鑄坯的收得率為96%, 轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)天數(shù)為300天, 轉(zhuǎn)爐冶煉周期為40min進(jìn)行初步計(jì)算, 計(jì)算步驟如下：（1） 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量年需鋼水量 = 年需良坯量良坯收得率已知不同鋼種的連鑄薄板坯395104 t。由于爐襯材料的改進(jìn)和濺渣護(hù)爐技術(shù)的采用, 爐襯壽命大幅度的提高, 無需按照3吹2或2吹1的生產(chǎn)方式配置修砌和待吹轉(zhuǎn)爐, 所以轉(zhuǎn)爐車間的常吹爐座數(shù)即為車間的爐座總數(shù)。 方案的選擇與論證 爐容量與座數(shù)的確定要保持車間正常的生產(chǎn), 就必須要一定數(shù)目的轉(zhuǎn)爐經(jīng)常吹煉狀態(tài), 根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)的實(shí)踐, 普遍認(rèn)為：轉(zhuǎn)爐車間保持23座轉(zhuǎn)爐同時(shí)吹煉比較合理, 轉(zhuǎn)爐太多, 反而相互干擾。我國從20世紀(jì)60年代開始研制耐候鋼, 目前, 已開發(fā)出了一系列耐候鋼產(chǎn)品, 主要是CuPTiRE、CuPCrNi或CuMnNiCr系, 在鐵路車輛、集裝箱、橋梁、建筑、汽車等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。這些耐候鋼均是以CuPCrNi或CuMnCr系為基礎(chǔ), 稱為傳統(tǒng)耐候鋼, 其強(qiáng)度級別均較低。此后, 世界上其它國家以Corten系耐候鋼為基礎(chǔ)開始大規(guī)模研制耐候鋼, 并開發(fā)出了符合各國資源特點(diǎn)和使用要求的產(chǎn)品。耐候鋼作為一種高效鋼材, 一直是大氣腐蝕用鋼品種開發(fā)與腐蝕研究的熱點(diǎn)。耐候鋼的耐大氣腐蝕性能是普碳鋼的2～ 8倍, 并且使用時(shí)間越長, 耐腐蝕性能越突出。因此X80管線鋼對鋼中的磷含量也有嚴(yán)格要求。磷在管線鋼中是一種易偏析元素, 尤其是當(dāng)[P]%時(shí), 磷的偏析急劇增加, 并促使偏析帶硬度增加, 使裂紋性能下降。研究表明[6], %時(shí), 隨著鋼中硫含量的增加, 抗裂紋敏感性顯著增加；當(dāng)硫含量低于 %時(shí), 抗裂紋明顯降低。碳是低碳鋼傳統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化元素, 對鋼的焊接性能、力學(xué)性能及抗HIC性能影響很大, 從裂紋敏感指數(shù)可以看出碳是影響焊接性能最敏感的一個(gè)元素；另外, 鋼的強(qiáng)度隨碳含量的增加而提高, 而沖擊韌性則明顯下降, 因此為滿足高強(qiáng)度與高韌性的良好匹配, 同時(shí), HIC性能的惡化與鋼中偏析帶直接有關(guān), 控制碳含量有利于碳偏析的改善, X80管線鋼的碳含量趨勢是采用低碳成分設(shè)計(jì)體系。X80管線鋼滿足了高等級發(fā)展的趨勢, 具備了較高的強(qiáng)度, 具有良好的韌性、抗疲勞性能和抗斷裂性能, 同時(shí)具備了良好的焊接和加工性能[18], 適應(yīng)了我國輸油輸氣管道建設(shè)的使用環(huán)境和輸送介質(zhì)的要求, 在我國的管道建設(shè)工程中得到了應(yīng)用。管線鋼主要用于天然氣和石油輸送, 隨著天然氣和石油需求量的不斷增加, 對輸送管線用鋼的需求量日益增多, 同時(shí)為了提高輸送效率增加輸送工作壓力大, 要求管線鋼具有高強(qiáng)度、高韌性以及良好的可焊接性能。鋼管要進(jìn)行水壓、彎曲、壓扁等實(shí)驗(yàn), 對表面質(zhì)量有一定要求, 通常交貨長度為410m, 常要求定尺（或倍尺）交貨。一般焊管用Q195A、Q215A、Q235A鋼制造。此類一般不經(jīng)熱處理直接使用。 Q235鋼產(chǎn)量最大, 用途很廣, 多軋制成板材、型材（圓、方、扁、工、槽、角等）及異型材以及制造焊接鋼管。 Q235鋼管是碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/7001999）此類鋼一般由轉(zhuǎn)爐或平爐冶煉, 其主要原料為鐵水加廢鋼, 鋼中硫、磷含量高于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼, %, %。Q235鋼管用來輸送低壓流體。中包覆蓋劑選用含MgO的堿性覆蓋劑B、D、E級船板保護(hù)渣選擇包晶鋼保護(hù)渣, E36級船板選擇中碳鋼保護(hù)渣使用塞棒水口控制中間包到結(jié)晶器的鋼流, 中間包內(nèi)留鋼810t停澆來控制中間包下渣實(shí)行恒拉速拉鋼, 斷面250mm1600mm時(shí), 。浸入式長水口插入深度控制在110140mm。經(jīng)循環(huán)處理后, 鋼中的[H], 鋼中[O]可降至25ppm以下?？紤]到生產(chǎn)節(jié)奏的控制, RH爐真空周期一般在40min以內(nèi), 極限真空度設(shè)計(jì)為67Pa, 且極限真空保持時(shí)間在1015min。在精煉后期, 利用其良好的動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)條件完成鋼水的深脫硫, %以下。造渣原則是：渣系中MnO+FeO %, 以滿足爐渣脫氧、脫硫的必要條件, 同時(shí)爐渣堿度控制在, 白渣保持時(shí)間10min。出鋼渣層厚度控制在50mm以下。出鋼過程采用戴擋渣帽、后期用擋渣錐控制下渣。%%, P≤%, S≤%, 出鋼［O］≤50ppm。③轉(zhuǎn)爐冶煉 采用頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐吹煉, 對于E36 級船板需鎳微合金化處理。生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)[5]：①工藝流程鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→LF→RH（Ca處理）→板坯連鑄②原料鐵水預(yù)處理采用深脫硫, 并徹底扒渣, %鋼包要求紅包周轉(zhuǎn)+底吹效果良好。然而熱連軋寬帶鋼軋機(jī)則專用于軋制薄規(guī)格鋼卷, 開平矯直后鋼板具有尺寸精度高、板形質(zhì)量好、成材率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。船板鋼歷來由中厚板軋機(jī)軋制。⑤板坯連鑄采用無碳中包渣、超低碳結(jié)晶器保護(hù)渣, 必須保護(hù)澆鑄(中包密封, 長水口滑板和浸入式水口等吹氬保護(hù))。RH處理IF鋼時(shí), 采取輕處理和本處理相結(jié)合真空精煉處理方法, 即鋼水到RH真空精煉位后, 先采用大泵抽真空, 當(dāng)真空度達(dá)到1～2 kPa后連續(xù)對鋼水處理13～15 min。對復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉的粗鋼成分要求如表11所示。扒渣后鐵水包帶渣量厚度≤20 mm。但是X(CN)的析出是一個(gè)動(dòng)力學(xué)過程, 要使鋼中C和N原子完全被固定且無間隙原子存在, 使鋼呈現(xiàn)非實(shí)效性, 有必要加入過量的X, 即比按化學(xué)當(dāng)量所計(jì)算的多, 這部分過剩的X以硫化物等形式或以固溶方式存在于鋼中。(2)微合金化在鋼中加入一定量的強(qiáng)碳氮化物形成元素Ti, Nb使C, N這樣的間隙原子被固定而形成無間隙原子鋼, 這是IF鋼的冶金基礎(chǔ)?，F(xiàn)代IF鋼采用頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐冶煉, 經(jīng)過改進(jìn)的RH處理, 以及在連鑄過程中采用防增碳措施, 可以在經(jīng)濟(jì)的條件下使碳含量大大降低, 一般C≤%；N≤%。因此, 緊跟汽車工業(yè)的最新發(fā)展趨勢, 研究開發(fā)新一代汽車用鋼, 必將成為我國鋼鐵工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究的重要發(fā)展方向。我國在汽車技術(shù)水平方面, 已經(jīng)和發(fā)達(dá)國家同步。汽車用材料的70%~80%是鋼鐵材料, 主要為IF鋼。IF鋼的特點(diǎn)是含碳量很低, 加入Ti和Nb之后, 形成Ti和Nb的C、N化合物。冶煉鋼種及化學(xué)成分（見表112）主要鋼種：IF鋼表 11 IF的化學(xué)成分(%)CSiMnPS~~~～ ～ AlNTiNbO～ ～ ～ ～ ≤其他鋼種的化學(xué)成分表 12 其他鋼種牌號及化學(xué)成分（%）鋼種CSiMnPSQ235（碳素結(jié)構(gòu)鋼）~≤~≤≤X80（管線鋼）~~~≤≤E36(船板鋼)≤≤≤≤09CuPNi(耐候鋼)～～～各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例如下表：表 13各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例品種鋼號產(chǎn)品比（%）產(chǎn)量（t）汽車板IF25碳素結(jié)構(gòu)鋼Q2352079管線鋼X802079船板鋼E362079耐候鋼09CuPNi15（IF鋼）的介紹IF鋼(Interstitial Free Steel), 又叫無間隙原子鋼, 是繼沸騰鋼與鋁鎮(zhèn)靜鋼之后自動(dòng)化工業(yè)廣泛應(yīng)用的又一代深沖用鋼。由于編者時(shí)間和水平有限, 本設(shè)計(jì)難免存在諸多不足之處, 敬請老師給予批評指導(dǎo)。因此我們進(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計(jì)是很有積極意義的。作為四年大學(xué)對所學(xué)專業(yè)的一次總結(jié), 我把書本上學(xué)到的知識做一次總結(jié)和綜合的應(yīng)用, 力求達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。設(shè)計(jì)年產(chǎn)395萬噸合格連鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄摘要 IAbstract II目錄 III緒論 11 設(shè)計(jì)方案的確定與論證 2 產(chǎn)品大綱的制定 2 產(chǎn)品大綱制定的原則及方法 2 產(chǎn)品大綱 2 典型鋼種（IF鋼）的介紹 3 E36船板鋼 4 Q235結(jié)構(gòu)鋼 5 X80管線鋼 6 耐候鋼 6 方案的選擇與論證 7 爐容量與座數(shù)的確定 7 冶煉與精煉方法的選擇與論證 8 連鑄機(jī)的選擇 132 物料平衡和熱平衡計(jì)算 15 15 15 15 16 16（認(rèn)為25℃與煉鐵溫度下兩者數(shù)值近似） 16 17 物料平衡計(jì)算 17 17 礦石及煙塵中的鐵量和氧量的計(jì)算 22 爐氣成分及重量的計(jì)算見表214 22 未加廢鋼時(shí)氧氣的消耗量的計(jì)算見表215 23 鋼水量計(jì)算 24 未加廢鋼時(shí)的物料平衡表見表216 24 熱平衡計(jì)算（取冷料為25℃） 24 熱收入項(xiàng) 24 熱支出項(xiàng) 25 熱平衡表見表217 26 加入廢鋼后的物料平衡計(jì)算 27 加入廢鋼的物料平衡計(jì)算 273 車間主體設(shè)備的設(shè)計(jì) 30 轉(zhuǎn)爐爐型的設(shè)計(jì) 30 原始數(shù)據(jù) 30 爐容比 30 熔池尺寸的計(jì)算 30 爐帽尺寸的確定 31 爐身尺寸的確定 32 出鋼口尺寸確定 32 爐襯厚度確定 32 爐殼厚度確定 32 驗(yàn)算高寬比 33 轉(zhuǎn)爐主要參數(shù) 33 噴頭及氧槍的設(shè)計(jì)計(jì)算 33 噴頭參數(shù)的選擇 33 氧槍槍身設(shè)計(jì) 35 氧槍的升降機(jī)構(gòu)與更換裝置 38 氧槍的升降機(jī)構(gòu) 38 升降卷揚(yáng)機(jī)變速方式 39 升降小車和固定導(dǎo)軌 39 安全裝置 39 氧槍更換裝置 40 連鑄機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 40 鋼包允許澆鑄時(shí)間 40 鑄坯斷面的選擇 40 理論拉速與工作拉速的確定 41 冶金長度的計(jì)算 42 連鑄機(jī)圓弧（外?。┌霃降挠?jì)算R 43 連鑄機(jī)的流數(shù)的計(jì)算 44 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算 44 盛鋼桶的計(jì)算 46 46 鋼包需要量計(jì)算 49 鋼包質(zhì)量計(jì)算 49 RH精煉 51 處理容量 51 處理時(shí)間 51 循環(huán)因數(shù) 52 循環(huán)流量 52 真空度 53 真空泵的抽氣能力 53 鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 54 中間包的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 55 中間包的作用 55 中間包的形狀與構(gòu)造 55 中間包小車 58 結(jié)晶器的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)內(nèi)型 59 結(jié)晶器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 59 結(jié)晶器的振動(dòng)與振動(dòng)裝置 60 二次冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 61 二次冷卻裝置 61 噴水冷卻系統(tǒng)。 61 噴嘴的選擇與布置 62 夾輥輥徑、輥距及其布置 63 拉坯矯直機(jī) 63 連鑄機(jī)總體尺寸的確定 64 連鑄機(jī)總長度 64 連鑄機(jī)高度 64 連鑄區(qū)的總寬度 654 車間主廠房的設(shè)計(jì) 66 主廠房布置形式的選擇 66 主廠房主要尺寸的確定 66 爐子跨主要尺寸的確定 66 加料跨的主要尺寸的確定 70 鋼水接受跨的設(shè)計(jì) 71 精煉跨的設(shè)計(jì)計(jì)算 71 澆鑄跨主要尺寸的確定 72 供料系統(tǒng)與除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 73 供料系統(tǒng) 73 除塵系統(tǒng) 76致謝 82參考文獻(xiàn) 83IV緒論轉(zhuǎn)爐是鋼鐵冶金主體設(shè)備之一, 當(dāng)前, 社會(huì)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展價(jià)值觀和環(huán)保新法規(guī)對轉(zhuǎn)爐的設(shè)計(jì)與操作提出來越來越嚴(yán)格的要求, 能否實(shí)現(xiàn)最大限度的效率和最小程度的污染, 而且還要經(jīng)濟(jì)有效, 及其生存發(fā)展可能性等問題, 高效率, 高質(zhì)量, 高壽命, 低污染, 低問題, 這是設(shè)計(jì)目標(biāo)。自1996年中國鋼產(chǎn)量首次突破1億噸以來, 中國就成為世界第一產(chǎn)鋼大國, 迄今為止, 已連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一的位置, 2003年, 已占世界總產(chǎn)量的25%；2004年, , , 2020年, 我國要實(shí)現(xiàn)GDP翻兩番, 鋼鐵需求量將進(jìn)一步增加, 鋼鐵工業(yè)存在著較大的發(fā)展?jié)摿?。此次設(shè)計(jì)根據(jù)所給的各種參數(shù)和條件,