【正文】 白云石爐 襯焦 炭表23 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母）[5] 成品含量 / 回收率/ %類別 CSiMnAlPSFeTi鈦鐵①75805/010010040/80注：①上表中的C中10%與氧生成CO2。在本設(shè)計中采用工藝路線B。工藝B和工藝C由于采用了LF精煉，能使大包渣得到很好改性，有利于渣吸收夾雜物，凈化鋼液。當(dāng)前IF鋼的生產(chǎn)有三種典型的工藝流程，必須根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的裝備條件來選擇合適的流程。中鋼公司（中國鋼鐵集團(tuán)公司）采用BOF+RH 真空脫氣工藝，并改造了關(guān)鍵設(shè)備，開發(fā)出優(yōu)質(zhì)IF鋼。本鋼生產(chǎn)的IF鋼的成分控制在[C] %、[N] %、[S] %的水平。可見我國對汽車板的需求量之大。以汽車板用IF鋼為例，國產(chǎn)的IF鋼僅可以滿足中低檔轎車和卡車用鋼板的質(zhì)量要求，中高檔轎車用高品質(zhì)鋼板仍然需要大量進(jìn)口，尤其是對于表面質(zhì)量要求非常嚴(yán)格的汽車面板，與國外同類型IF鋼產(chǎn)品的質(zhì)量差距更大。我國研制IF鋼始于1989年，寶鋼集團(tuán)公司、鞍鋼集團(tuán)公司、武鋼集團(tuán)公司、攀鋼集團(tuán)公司、本鋼集團(tuán)公司等先后開展IF鋼的研究開發(fā)工作，并大力發(fā)展IF鋼生產(chǎn)?！俺吞肌变撌歉叨水a(chǎn)品，新日鐵、JFE、蒂森克虜伯等鋼廠在鋼的化學(xué)成分、夾雜物含量以及每道工序的控制等方面均有成熟的經(jīng)驗。許多大型鋼鐵公司均積極發(fā)展IF鋼生產(chǎn)，如日本的川崎制鋼公司、新日鐵公司，德國的Thyssen鋼鐵公司、Hoesch鋼鐵公司,美國的Armco鋼鐵公司、Inland鋼鐵公司，韓國的浦項鋼鐵公司等，其IF鋼年產(chǎn)量均在100萬噸以上。世界許多先進(jìn)鋼鐵廠都非常重視IF鋼的生產(chǎn)，安賽樂米塔爾、新日鐵、JFE、蒂森克虜伯、美鋼聯(lián)、浦項等先進(jìn)鋼廠的IF鋼年產(chǎn)量均在200萬噸以上。歸根到底，IF鋼的迅速發(fā)展來自于市場需求的急劇增加和生產(chǎn)成本的降低?，F(xiàn)代IF鋼的成分大致為：C≤%、N≤%，%。20世紀(jì)70年代在日本開始用連退線生產(chǎn)少量的IF鋼，70年代末，IF鋼成分大致為：%C、%N、%Ti或Nb。但由于受到當(dāng)時冶煉技術(shù)的限制，鋼中原始的固溶C、N含量較高，所以需要加入的Ti含量也很高，%，Ti是一種價格非常昂貴的稀有合金元素，在當(dāng)時更是如此，因而阻止了其當(dāng)時的商業(yè)化進(jìn)程。在IF鋼中，由于C、N含量低，再加入一定量的鈦（Ti）、鈮（Nb）等強(qiáng)碳氮化合物形成元素，將超低碳鋼中的碳、氮等間隙原子完全固定為碳氮化合物，從而得到的無間隙原子的潔凈鐵素體鋼，即為超低碳無間隙原子鋼（Interstitial Free Steel）。本次冶煉鋼種為IF鋼。由于轉(zhuǎn)爐內(nèi)進(jìn)行著極其復(fù)雜而又激烈的物理化學(xué)反應(yīng)，不可能做到十分精確的計算，因此要結(jié)合生產(chǎn)實際情況進(jìn)行一些假設(shè)處理，做近似計算，然后在實際生產(chǎn)中修正。這些數(shù)據(jù)都是通過轉(zhuǎn)爐物料平衡計算得來的。 為了確定合理的熱工制度，確定合適的廢鋼加入量，需要知道爐子有多少的富余熱量（因為轉(zhuǎn)爐的熱量除能滿足出鋼要求外還有富余，著部分富余熱量可以用來多吃廢鋼，以降低煉鋼成本）。盡管如此，它對指導(dǎo)煉鋼生產(chǎn)和設(shè)計仍有重要的意義。其主要目的是比較整個過程中物料、能量的收入項和支出項，為改進(jìn)操作工藝制度，確定合理的設(shè)計參數(shù)和提高煉鋼技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供定量依據(jù)。為了加速21世紀(jì)初先進(jìn)鋼鐵廠的建設(shè),應(yīng)加大國內(nèi)自主創(chuàng)新、原始創(chuàng)新和集成創(chuàng)新的力度,使中國煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。 21世紀(jì)我國煉鋼技術(shù)的發(fā)展展望21世紀(jì)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向是實現(xiàn)大批量、低成本、穩(wěn)定生產(chǎn)超純凈鋼。每降低0．1％鐵鋼比，可降低噸鋼能耗70～85kg標(biāo)準(zhǔn)煤；(2)提高連鑄比。增加鐵水入爐溫度和鐵水入爐量都有利于入爐廢鋼的加入，從而降低鐵鋼比。煉鋼廠節(jié)能的技術(shù)措施是：(1)降低鐵鋼比。當(dāng)爐氣回收的總熱量轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)消耗的能量時(如動力電、鋼包烘烤燃料、氧氣等)，實現(xiàn)了轉(zhuǎn)爐“負(fù)能煉鋼”．當(dāng)爐氣回收的總熱量煉鋼廠生產(chǎn)消耗的總能量時(包括煉鋼、精煉、連鑄等工序的能量消耗． 實現(xiàn)了煉鋼廠“負(fù)能煉鋼”。頂吹轉(zhuǎn)爐、底吹轉(zhuǎn)爐和項底復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶金特點的比較項目頂吹轉(zhuǎn)爐底吹轉(zhuǎn)爐復(fù)吹轉(zhuǎn)爐反應(yīng)速度脫碳速度快，氧效率較高脫碳速度更快，氧效率較更高脫碳速度快，氧效率較高熱效率可二次燃燒，熱效率高無二次燃燒，熱效率低可二次燃燒，熱效率高化渣速度化渣速度較快化渣困難更易于化渣脫磷能力較強(qiáng)弱強(qiáng)吹煉平穩(wěn)性差，易發(fā)生噴濺好，基本不噴濺較好，可控制噴濺 煤氣回收與負(fù)能煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼屬于“自熱式”冶煉，依靠鐵水中C，Si、Mn、P等元素的氧化反應(yīng)放熱，完成精煉過程，并生成大量高溫CO燃?xì)?，燃?xì)鉁囟?物理熱)約為1500攝氏度，燃?xì)鉄嶂?化學(xué)潛熱)約為2100kcal／Nm3， 15Nm3／t之間。采用復(fù)合吹煉法后，由于有底吹氣體強(qiáng)化了金屬熔池的攪拌，使冶煉反應(yīng)比較容易趨近于平衡狀態(tài)，從而克服了單純頂吹的弱點。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在冶煉過程中，對金屬熔池的攪拌力主要來自熔池內(nèi)部脫碳反應(yīng)生成的一氧化碳?xì)馀莸纳细×εc膨脹力，其次才是頂吹氧槍氧氣流股對金屬熔池的沖擊作用。傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為提高轉(zhuǎn)爐供氧強(qiáng)度受到爐容比的嚴(yán)格限制，但采用以下技術(shù)有利于進(jìn)一步提高供氧強(qiáng)度，提高轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率：(1)大幅度減少渣量，對于少渣冶煉轉(zhuǎn)爐由于渣量減少，可以大幅度提高供氧強(qiáng)度；(2)優(yōu)化改進(jìn)氧槍結(jié)構(gòu)，提高噴槍化渣速度，減少熔池噴濺和避免產(chǎn)生大量FeO粉塵是大幅度提高供氧強(qiáng)度的技術(shù)關(guān)鍵；(3)采用底吹強(qiáng)攪拌工藝，促進(jìn)初渣熔化，實現(xiàn)渣鋼反應(yīng)平衡是提高熔池供氧強(qiáng)度的基礎(chǔ)；(4)采用計算機(jī)終點動態(tài)控制，實現(xiàn)不倒?fàn)t出鋼以及提高出鋼口壽命，縮短出鋼時間，進(jìn)而縮短轉(zhuǎn)爐輔助作業(yè)時間，也是提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率的重要技術(shù)措施。對于小轉(zhuǎn)爐擴(kuò)大裝入量相對容易，但對大、中型轉(zhuǎn)爐難以實現(xiàn)擴(kuò)裝。實踐證明，采用底吹強(qiáng)攪拌技術(shù)可以加速轉(zhuǎn)爐初渣的熔化，避免中期爐渣返干，減少噴濺。(3)采用復(fù)合吹煉工藝，加快爐渣熔化速度，保證吹煉平穩(wěn)是提高供氧強(qiáng)度的技術(shù)保證。(2)加快生產(chǎn)節(jié)奏，提高轉(zhuǎn)爐作業(yè)率。min)以上，其中濟(jì)鋼、萊蕪、唐鋼二煉等十余家鋼廠的供氧強(qiáng)度(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)達(dá)到4．0 m3／(t其基本經(jīng)驗如下:(1)采用高速供氧技術(shù)，強(qiáng)化冶煉。 轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝技術(shù)為了大幅度縮短吹煉時間，強(qiáng)化冶煉，提高產(chǎn)能從而發(fā)展處轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝技術(shù)。爐外精煉比接近30%。目前,國內(nèi)絕大多數(shù)煉鋼廠均已實現(xiàn)了煉鋼生產(chǎn)現(xiàn)代化,建立起包括鐵水脫硫預(yù)處理轉(zhuǎn)爐復(fù)合吹煉爐外精煉連鑄的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)流程和以大型超高功率電爐為主體,實現(xiàn)煉鋼精煉連鑄連軋四位一體的短流程生產(chǎn)線,淘汰了平爐、模鑄、化鐵煉鋼等落后的生產(chǎn)工藝。這標(biāo)志著我國煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展開始從單純學(xué)習(xí)、引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)為主,逐漸轉(zhuǎn)移到以國內(nèi)自主創(chuàng)新和集成創(chuàng)新為主的發(fā)展道路。隨著煉鋼技術(shù)的飛速發(fā)展,中國鋼鐵工業(yè)的產(chǎn)量不斷提高,1996年粗鋼產(chǎn)量突破1億t,鋼產(chǎn)量位居世界第一。其中寶山鋼鐵(集團(tuán))公司(以下簡稱寶鋼)的成功建設(shè)和迅速發(fā)展是最重要的歷史標(biāo)志,在國內(nèi)第1次建設(shè)起現(xiàn)代化的具有國際一流水平大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)。這一階段建設(shè)了新中國鋼鐵工業(yè)的脊梁,培養(yǎng)了優(yōu)良的作風(fēng)和大批優(yōu)秀的技術(shù)、管理人才,為中國鋼鐵工業(yè)的振興奠定了基礎(chǔ)。但由于受到西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)封鎖,我國煉鋼生產(chǎn)技術(shù)與國際先進(jìn)水平有很大差距,煉鋼生產(chǎn)仍以落后的平爐—模鑄工藝為主,中小型鋼鐵企業(yè)占相當(dāng)大的比例。設(shè)計兩座300t高效轉(zhuǎn)爐煉鋼車間畢業(yè)論文目錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 中國煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展 1 轉(zhuǎn)爐高效吹煉工藝技術(shù) 1 轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝 2 煤氣回收與負(fù)能煉鋼 2 21世紀(jì)我國煉鋼技術(shù)的發(fā)展展望 3第2章 煉鋼過程的物料平衡和熱平衡計算 4 物料平衡計算 4 計算原始數(shù)據(jù) 4 物料平衡基本項目 7 計算步驟 7 熱平衡計算 16 計算所需原始數(shù)據(jù) 16 計算步驟 18第3章 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計及計算 22 氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐爐型及各部分尺寸 22 轉(zhuǎn)爐爐型及其選擇 22 主要參數(shù)的確定 23 轉(zhuǎn)爐爐襯 25 爐襯材質(zhì)選擇 25 爐襯組成及厚度確定 26 磚型選擇 27 轉(zhuǎn)爐金屬部件 27 爐殼 27 支撐裝置 29 傾動機(jī)構(gòu) 30 頂?shù)讖?fù)吹底部供氣構(gòu)件 32 底氣種類 32 底氣用量 33 供氣構(gòu)件 33 噴嘴數(shù)量及布置 34第四章 轉(zhuǎn)爐氧槍設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算 35 噴頭主要參數(shù)計算公式 35 300噸轉(zhuǎn)爐氧槍噴頭尺寸計算 36 300噸轉(zhuǎn)爐氧槍槍身尺寸計算 37 中心氧管直徑 39第五章 車間設(shè)計 40 轉(zhuǎn)爐車間組成與生產(chǎn)能力計算 40 轉(zhuǎn)爐車間組成 40 轉(zhuǎn)爐容量和座數(shù)的確定 40 轉(zhuǎn)爐車間生產(chǎn)能力的確定 40 轉(zhuǎn)爐車間主廠房工藝布置 41 主廠房主要尺寸的確定 41 爐子跨主要尺寸的確定 41 加料跨主要尺寸的確定 46 精煉跨主要尺寸 46 連鑄跨主要尺寸的確定 46 火焰切割跨 49 精整、出坯跨 49 渣跨 49第六章 鑄造設(shè)備的選型及計算 50 鋼包允許的最大澆注時間 50 鑄坯斷面 50 拉坯速度 50 連鑄機(jī)流數(shù)的確定 51 鑄坯的液相深度和冶金長度 52 鑄坯的液相深度 52 連鑄機(jī)的冶金長度 52 弧形半徑的確定系數(shù) 52 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的確定 52 連鑄機(jī)與煉鋼爐的合理匹配和臺數(shù)的確定 53 連鑄澆注周期計算 53 連鑄機(jī)的作業(yè)率 54 連鑄坯收得率 54 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計算 55第七章 爐外精煉設(shè)備的選型與工藝布置 57 爐外精煉方法的選擇 57 爐外精煉的功能 57 各種產(chǎn)品對精煉功能的一般要求 58 選擇爐外精煉技術(shù)的依據(jù) 58 爐外精練設(shè)備的選取及主要參數(shù) 59 吹氬 59 RH精煉 59 LF精煉 61 IF鋼冶煉過程 63 鐵水預(yù)處理 63 轉(zhuǎn)爐冶煉 63 出鋼操作 63 RH精煉 63 殘余元素控制 63 嚴(yán)格的保護(hù)澆注 63 防止增碳 64第八章 煉鋼車間煙氣凈化系統(tǒng)的選擇 65 煙氣凈化設(shè)備設(shè)計 65 煙氣特征 65 煙塵的特征 65 氧氣轉(zhuǎn)爐爐煙氣凈化系統(tǒng) 65 煙氣凈化系統(tǒng)的主要設(shè)備 66第九章 新技術(shù)的采用 68 高效轉(zhuǎn)爐技術(shù) 68 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐技術(shù) 68 副槍技術(shù) 68 RH精練技術(shù) 69 一機(jī)兩流板坯連鑄技術(shù) 69 熱連軋技術(shù) 69結(jié)論 71致謝 72參考文獻(xiàn) 73附錄1 74附錄2 88 III第1章 緒論 中國煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展回顧60多年來我國煉鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展,大致可劃分為3個發(fā)展階段:自力更生階段、改革開放階段和集成創(chuàng)新階段。自力更生階段(1949～1977年)：1949年10月新中國成立后,在自力更生、艱苦奮斗的方針指導(dǎo)下,新中國的煉鋼生產(chǎn)得到了迅速恢復(fù)和較快發(fā)展。對20世紀(jì)50～60年代國際上開發(fā)投產(chǎn)并迅速推廣的氧氣轉(zhuǎn)爐、連鑄、鋼水爐外精煉和鐵水預(yù)處理等新工藝、新技術(shù)國內(nèi)遲遲未能大量采用。改革開放階段(1978～1996年)：這一歷史時期我國采取對外開放的基本國策,通過學(xué)習(xí)、引進(jìn)、消化和吸收國外先進(jìn)技術(shù)使我國煉鋼生產(chǎn)技術(shù)逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化。通過寶鋼和武漢鋼鐵(集團(tuán))公司(以下簡稱武鋼)1700工程以及其他企業(yè)的建設(shè)和發(fā)展,國內(nèi)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)逐步提高,并掌握了鐵水預(yù)處理、大型轉(zhuǎn)爐煉鋼、復(fù)合吹煉、終點動態(tài)控制、爐外精煉和連鑄等重大的現(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)技術(shù)。集成創(chuàng)新階段(1997年至今)：20世紀(jì)90年代中期國內(nèi)開始學(xué)習(xí)并引進(jìn)美國濺渣護(hù)爐技術(shù),通過不斷的技術(shù)再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新形成了具有中國特色的濺渣護(hù)爐技術(shù),在全國廣泛推廣,獲得巨大成績。隨著國內(nèi)煉鋼生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,我國鋼產(chǎn)量快速增長，中國不僅是全球第一的鋼鐵生產(chǎn)和消費國，也是全球第一的鋼鐵出口大國。2005年我國大、%；轉(zhuǎn)爐平均爐齡達(dá)到5647爐，最高爐齡超過30000爐?，F(xiàn)代化煉鋼生產(chǎn)流程的確立為我國迅速提高煉鋼生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量和擴(kuò)大生產(chǎn)品種發(fā)揮了極為重要和關(guān)鍵的作用。為了滿足國內(nèi)市場對鋼材產(chǎn)品的巨大需求,國內(nèi)大力開展提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率,加大供氧強(qiáng)度,實現(xiàn)平穩(wěn)吹煉的技術(shù)研究,開發(fā)出一整套轉(zhuǎn)爐高效冶煉技術(shù),使轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)效率得到大幅度提高。小轉(zhuǎn)爐的供氧強(qiáng)度(在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)一般在3．5 m3／(tmin)以上，使純吹氧時間縮短到11．8 min，冶煉周期縮短到24 min。小轉(zhuǎn)爐采用各種措施，減少熱停時間，避免各類事故，保證轉(zhuǎn)爐高效、有序穩(wěn)定地生產(chǎn)。隨著供氧強(qiáng)度的提高，吹煉時間明顯縮短，要求用更短的時間實現(xiàn)化渣，并盡可能減小爐渣金屬噴濺。(4)適當(dāng)擴(kuò)大裝入量。同時擴(kuò)大裝入量帶來的問題使?fàn)t容比變小，給平穩(wěn)吹煉造成困難。 轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝所謂頂?shù)讖?fù)合吹煉工藝，對氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐而言，就是除了從原有的頂部氧氣噴槍保持一定距離向金屬熔池噴吹氧氣外，為了強(qiáng)化對金屬熔池的攪拌，還通過爐底向金屬熔池噴吹一定量的氣體，以加快冶金反應(yīng)，并使之趨近于平衡狀態(tài)。冶煉初期和冶煉低碳鋼的末期由于脫碳反應(yīng)緩慢，生成的一氧化碳很少，因此熔池的攪拌很弱，結(jié)果冶金反應(yīng)隨之減慢，很難趨近于平衡狀態(tài)，這是氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法工藝本身的弱點。其結(jié)果是降低鋼鐵料消耗，并節(jié)約鐵合金的用