【正文】 300立方米及以下高爐產(chǎn)能5340萬(wàn)噸， 20噸及以下轉(zhuǎn)爐、電爐產(chǎn)能 320萬(wàn)噸； 2021年底前再淘汰 400立方米及以下高爐、 30噸及以下轉(zhuǎn)爐和電爐，相應(yīng)淘汰落后煉鐵能力 7200萬(wàn)噸、煉鋼能力2500萬(wàn)噸。形成若干個(gè)具有較強(qiáng)自主創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的特大型企業(yè)，國(guó)內(nèi)排名前 5位鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)能占全國(guó)產(chǎn)能的比例達(dá)到 45%以上，沿海沿江鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能占全國(guó)產(chǎn)能的比例達(dá)到 40%以上，產(chǎn)業(yè)布局明顯優(yōu)化，重點(diǎn)中心城市鋼鐵企業(yè)污染明顯減少。提高淘汰落后產(chǎn)能的標(biāo)準(zhǔn)，力爭(zhēng)三年內(nèi)再淘汰落后煉鐵能力7200萬(wàn)噸、煉鋼能力 2500萬(wàn)噸。 （ 2）淘汰落后產(chǎn)能有新突破。 2021年我國(guó)粗鋼產(chǎn)量 ，同比下降 8%；表觀消費(fèi)量維持在 ，同比下降 5%。 鋼鐵產(chǎn)業(yè)粗放發(fā)展方式得到明顯轉(zhuǎn)變，技術(shù)水平、創(chuàng)新能力再上新臺(tái)階，綜合競(jìng)爭(zhēng)力顯著提高，支柱產(chǎn)業(yè)地位得到鞏固和加強(qiáng)，步入良性發(fā)展的軌道。 按照規(guī)劃目標(biāo)：力爭(zhēng)在 2021年遏制鋼鐵產(chǎn)業(yè)下滑勢(shì)頭，保持總體穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，我國(guó)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化任務(wù)依然繁重，內(nèi)需潛力巨大，鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本面沒(méi)有改變。 2021年下半年以來(lái)，隨著國(guó)際金融危機(jī)的擴(kuò)散和蔓延，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)受到嚴(yán)重沖擊，出現(xiàn)了產(chǎn)需陡勢(shì)下滑、價(jià)格急劇下跌、企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難、全行業(yè)虧損的局面，鋼鐵產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。 關(guān)鍵詞 : 轉(zhuǎn)爐； 500萬(wàn)噸；設(shè)計(jì)；設(shè)備計(jì)算；車間計(jì)算 3 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 國(guó)內(nèi)外鋼鐵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況 鋼鐵產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，涉及面廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、消費(fèi)拉動(dòng)大，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、財(cái)政稅收、國(guó)防建設(shè)以及穩(wěn)定就業(yè)等方面發(fā)揮著重要作用。最后對(duì)轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計(jì)得環(huán)境和安全要求進(jìn)行說(shuō)明 。講述了設(shè)計(jì)一轉(zhuǎn)爐車間的方法和步驟，說(shuō)明書中對(duì)車間主要系統(tǒng)例如鐵水供應(yīng)系統(tǒng)，廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)，散裝料供應(yīng)系統(tǒng)，鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)等進(jìn)行了充分論證和比較確定出一套最佳設(shè)計(jì)方案。 2 摘 要 本設(shè)計(jì)的題目 :年產(chǎn) 500 萬(wàn)噸合格鑄坯煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這些方案都是經(jīng)過(guò)比較而確定的比較合理的適合本設(shè)計(jì)的方案，并且采用了國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)。 本設(shè)計(jì)主要介紹了煉鋼車間及其主要設(shè)備的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)程序 .全設(shè)計(jì)共分五部分 ,設(shè)計(jì)方案的選擇和確定、設(shè)備計(jì)算、車間計(jì)算、車間尺寸計(jì)算和新技術(shù)的介紹 . 本設(shè)計(jì)為兩座 250 噸、年產(chǎn) 500 萬(wàn)噸良鑄坯的氧氣頂吹煉鋼車間。復(fù)合吹煉法就是利用底吹氣流克服頂吹氧流對(duì)熔池?cái)嚢枘芰Σ蛔悖ㄌ貏e在碳低時(shí)）的弱點(diǎn)，可使?fàn)t內(nèi)反應(yīng)接近平衡，鐵損失減少；同時(shí)又保留了頂吹法容易控制造渣過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)，因而具有比頂吹和底吹更好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，成為近年來(lái)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼的發(fā)展方向。 氧氣轉(zhuǎn)爐頂?shù)讖?fù)合吹煉是七十年代中后期國(guó)外開始研究的煉鋼新工藝。我們處在一個(gè)精神、物質(zhì)、政治三個(gè)文明昌盛的年代，我們需要生產(chǎn)出來(lái)我們衣食住行的必需品，滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)物質(zhì)和文化的需求，發(fā)展我們的生產(chǎn)力，提高我們的綜合國(guó)力，提高廣大人民的生活水平。 1 年產(chǎn) 500 萬(wàn)噸合格鑄坯煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)設(shè)計(jì) 引 言 21 世紀(jì)是一個(gè)信息時(shí)代，在 人們的日常生活、生產(chǎn)、科技、教育、文化、衛(wèi)生等方面都有了突飛猛進(jìn)的飛速發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)為人們開拓了一個(gè)沒(méi)有地域限制的交際空間，提供了一個(gè)自由、開放、輕松、平等的交際環(huán)境，創(chuàng)造了一個(gè)虛擬而實(shí)在的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。而其中鋼鐵材料作為社會(huì)發(fā)展和人民生活的重要物質(zhì)仍是 必不可少的。它的出現(xiàn)，可以說(shuō)是考察了頂吹轉(zhuǎn)爐和底吹轉(zhuǎn)爐的特點(diǎn)之后所導(dǎo)致的必然結(jié)果。 隨著冶金工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，新工藝的出現(xiàn)和不斷完善，全球范圍內(nèi)板材連鑄工藝發(fā)生了巨大變化，特別是本世紀(jì) 80 年代末近終形連鑄的開發(fā)成功，更促 進(jìn)了板材市場(chǎng)的變化。車間的各主要系統(tǒng)為：鐵水供應(yīng)系統(tǒng)、散狀料供應(yīng)系統(tǒng)、廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)、鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)、等。本設(shè)計(jì)主要包括轉(zhuǎn)爐爐型計(jì)算、氧槍計(jì)算、煙氣凈化系統(tǒng)計(jì)算、車間設(shè)備的計(jì)算以及各跨間的布置。 本說(shuō)明書在實(shí)習(xí)和參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合利用。并確定了車間的工藝布置，對(duì)跨數(shù)及相對(duì)位置進(jìn)行設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)述了其工藝流程，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備計(jì)算，包括轉(zhuǎn)爐爐型計(jì)算，轉(zhuǎn)爐爐襯計(jì)算及金屬構(gòu)件計(jì)算，氧槍設(shè)計(jì)，凈化系統(tǒng)設(shè)備計(jì)算，然后進(jìn)行車間計(jì)算和所用設(shè)備的規(guī)格和 數(shù)量的設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行車間尺寸計(jì)算，確定各層平臺(tái)標(biāo)高。 為了更加詳細(xì)說(shuō)明轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計(jì)中的一些工藝及設(shè)備結(jié)構(gòu)，本設(shè)計(jì)穿插了圖形，為能夠明確、直觀的介紹了轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的工藝布置。為應(yīng)對(duì)國(guó)際金 融危機(jī)的影響，落實(shí)黨中央、國(guó)務(wù)院保增長(zhǎng)、擴(kuò)內(nèi)需、調(diào)結(jié)構(gòu)的總體要求，確保鋼鐵產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)運(yùn)行，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，特編制本規(guī)劃，作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)綜合性應(yīng)對(duì)措施的行動(dòng)方案。應(yīng)當(dāng)看到，鋼鐵產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了長(zhǎng)期粗放型擴(kuò)張后，必然要進(jìn)行一次大的調(diào)整。必須抓住 機(jī)遇，制定實(shí)施鋼鐵產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和振興規(guī)劃，促進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)運(yùn)行、健康發(fā)展。 據(jù) 2021年初統(tǒng)計(jì)， 2021年粗鋼產(chǎn)量超過(guò) 1000萬(wàn)噸的鋼鐵企業(yè)共有 11家。 （ 1）總量恢復(fù)到合理水平。到 2021年，粗鋼產(chǎn)量控制在 5億噸左右，表觀消費(fèi)量 ，工業(yè)增加值占 GDP的比重維持在 4%的水平。按期淘汰 300立方米及以下高爐產(chǎn)能和 20噸及以下轉(zhuǎn)爐、電爐產(chǎn)能。 （ 3）聯(lián)合重組取得重大進(jìn)展。 （ 4）嚴(yán)格 控制新增產(chǎn)能，不再核準(zhǔn)和支持單純新建、擴(kuò)建產(chǎn)能的鋼鐵項(xiàng)目， 4 所有項(xiàng)目必須以淘汰落后為前提。實(shí)施淘汰落后、建設(shè)鋼鐵大廠的地區(qū)和其它有條件的地區(qū)，要將淘汰落后產(chǎn)能標(biāo)準(zhǔn)提高到 1000立方米以下高爐及相應(yīng)的煉鋼產(chǎn)能。轉(zhuǎn)爐本體設(shè)備安裝的新工藝，在技術(shù)改造工程中具有一定的優(yōu)勢(shì)，對(duì)該工藝的應(yīng)用進(jìn)行深入的研究，將對(duì)該工藝在今后進(jìn)一步的推廣實(shí)施提供更多的經(jīng)驗(yàn)和資料 [1]。而重組后的鋼鐵企業(yè)，必將建設(shè)大型的鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備，所以，擴(kuò)大鋼鐵生產(chǎn)規(guī)模是每個(gè)鋼鐵企業(yè)必行之路。而根據(jù)目前許多大型鋼鐵企業(yè)的建設(shè)來(lái)看，年產(chǎn) 500萬(wàn)噸合格鑄坯轉(zhuǎn)爐 系統(tǒng)是必要的并且科學(xué)的。為了使氧流有足夠的能力穿入熔池，使用出口為拉瓦爾型的多孔噴頭，氧氣的使用壓力為（ 10～14） 10 4Pa， 氧流出口速度可達(dá) 440～ 400m/s。將空氣吹入鐵水，使鐵水中硅、錳、碳高速氧化，依靠這些元素氧化放出的熱量將液體金屬加熱到能順 利地進(jìn)行澆注所需的溫度，從此開創(chuàng)了大規(guī)模煉鋼的新時(shí)代。 1879年，英國(guó)人托馬斯又發(fā)明了堿性底吹空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，改用堿性耐火材料作爐襯，在吹煉過(guò)程中加入石灰造堿性渣，并通過(guò)將液體金屬中的碳氧化去除到%以下的 “ 后吹 ” 操作，集中化渣脫磷。西歐各國(guó)一直使 5 用此法直到 20世紀(jì) 60年代。當(dāng)鼓入空氣中富氧的濃度超過(guò) 40%時(shí)，爐底的風(fēng)眼磚損壞嚴(yán)重，因此又開展了用 CO2+O2或 CO2+O2+H2O汽 ）等混合氣體的吹煉試驗(yàn)，但效果都不夠理想，沒(méi)能投入工業(yè)生產(chǎn)。進(jìn)入 20世紀(jì) 70年代，煉鋼技世紀(jì)術(shù)日趨完善，公稱噸位 400噸的大型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐先后在前蘇聯(lián)、前聯(lián)邦德國(guó)等國(guó)投入生產(chǎn)，單爐生產(chǎn)能力達(dá) 400～ 500萬(wàn) t/年，大型轉(zhuǎn)爐的平均吹煉時(shí)間為 11~15min，月平均冶煉周期已縮短到 26～ 28min。隨著爐襯耐火材料性能的不斷改善，爐襯壽命不斷提高，大型氧氣轉(zhuǎn)爐爐襯壽命在日本高達(dá) 10110次[2]。 1954年開始了小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼的試驗(yàn)研究工作， 1962年首鋼試驗(yàn)廠將空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐改建成 3t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐，開始了工業(yè)性試驗(yàn)。以后，又在唐山、上海、杭州等地改建了一批 ～ 4t的小型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐。這些都為我國(guó)日后氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。小型頂吹轉(zhuǎn)爐有天律鋼廠 20t轉(zhuǎn)爐、濟(jì)南鋼廠 13t轉(zhuǎn)爐、邯鄲鋼廠 1轉(zhuǎn)爐、太原鋼鐵公司引進(jìn)的 40t轉(zhuǎn)爐、包頭鋼鐵公司 40t轉(zhuǎn)爐、武鋼 40t轉(zhuǎn)爐、馬鞍山鋼廠 40t轉(zhuǎn)爐等；中犁的有鞍鋼 140t和180t轉(zhuǎn)爐、攀?；ㄤ撹F公司 120t轉(zhuǎn)爐和本溪鋼鐵公司 120t轉(zhuǎn)爐等； 20世紀(jì) 80年代， 6 寶鋼從日本引進(jìn)建成具有 70年代末技術(shù)水平的 300t大型轉(zhuǎn)爐 3座，首鋼購(gòu)入二手設(shè)備建成 210t轉(zhuǎn)爐車間； 90年代，寶鋼又建成 250t轉(zhuǎn)爐車間，武鋼引進(jìn) 250t轉(zhuǎn)爐，唐鋼建成 150t轉(zhuǎn)爐車間，重鋼和首鋼又建成 80t轉(zhuǎn)爐煉鋼車間；許多平爐車間改建成 80t氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間等。達(dá)到 t。近年來(lái)，轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量持續(xù)處于高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)， 2021年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量高達(dá) 15330萬(wàn) t，僅時(shí)隔 3年轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量增長(zhǎng)近 50%。據(jù)統(tǒng)計(jì) 2021年我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量已接近 t，占我國(guó)鋼產(chǎn)量的 %，約占世界轉(zhuǎn)爐鋼的 25%。我國(guó)轉(zhuǎn)爐冶煉新鋼種和優(yōu)質(zhì)鋼種增長(zhǎng)迅速，其中包括低合金、耐候鋼、 TRIP(相變誘發(fā)塑性 )鋼以及合金結(jié)構(gòu)鋼、齒輪鋼、軸承鋼、鍋爐用鋼等特殊鋼。隨著鋼 產(chǎn)量的增加，轉(zhuǎn)爐所占的產(chǎn)鋼比例也在迅速增加。 2021年到 2021年的 6年間，我國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量由 t增長(zhǎng)到 t，年均增幅 ％，轉(zhuǎn)爐鋼比例始終保持在 80％以上，高于世界平均水平，且總體呈上升趨勢(shì)。 2021年轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量 t，比例達(dá)到創(chuàng)記錄的 ％，相當(dāng)于當(dāng)年電爐鋼的 9倍。這表明，在應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)的大環(huán)境下，固定資產(chǎn)投資的高速增長(zhǎng)和我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化步伐的不斷加快，拉動(dòng)了鋼材消費(fèi)大幅度增長(zhǎng)；也表明國(guó)家一攬子刺激經(jīng)濟(jì)計(jì)劃措施有效地抵御了國(guó)際市場(chǎng)需求萎縮對(duì)我國(guó)鋼鐵業(yè)的沖擊，鋼鐵復(fù)蘇為我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)回升向好做出了重要貢獻(xiàn)。 結(jié)論 250t轉(zhuǎn)爐本體部分結(jié)構(gòu)合理，功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，具備當(dāng)今世界一流水平，其中許多技術(shù)及結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)還是首次應(yīng)用，轉(zhuǎn)爐的整個(gè)冷卻系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)中考慮的十分周全，冷卻點(diǎn)分布很廣，可大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。大力發(fā)展 100t到 300t的轉(zhuǎn)爐設(shè)備，比較適合我國(guó)國(guó)情，應(yīng)進(jìn)一步完善冶煉、分析、檢測(cè)的自動(dòng)控制，推廣擋渣技術(shù)。故設(shè)計(jì)建造年產(chǎn) 500萬(wàn)噸合格鑄坯煉鋼廠轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)是可行的，也是必要的。 87%鐵水 入爐金屬料 13%廢鋼 93%轉(zhuǎn)爐鋼水 546萬(wàn)噸 97%鋼包 LF精煉 3%損失 2%損耗 98%RH精煉 %損失 %中間包 %氧化鐵皮 %鋼坯 %連鑄切頭 1%中間罐結(jié)殼 %連鑄廢品 %合格坯 500萬(wàn)噸 9 轉(zhuǎn)爐座數(shù)和大小的確定 設(shè)計(jì)年產(chǎn) 500 萬(wàn)噸合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)。 每一座吹煉轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù) N為 ： 112 T 36514 40T T14 40N ????? %843651440 ???? （ 21） 式中 ： T1— 每爐鋼的平均冶煉時(shí)間， min； T2— 一年的有效作業(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，取 84%； 轉(zhuǎn)爐車間年產(chǎn)鋼水量 ： W=nNq （ 22） 式中 ： W— 轉(zhuǎn)爐車間年產(chǎn)鋼水量， t； n— 轉(zhuǎn)爐車間經(jīng)常吹煉爐子座數(shù)； N— 每一座吹煉爐的年出鋼爐數(shù)； q— 轉(zhuǎn)爐公稱容量， t。= 噸 所以，取 n= 2，則 q=250t 所以 ： 本設(shè)計(jì)選兩座 250噸的轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。 第三章 爐型選擇及計(jì)算 轉(zhuǎn)爐主要尺寸參數(shù)的確定和計(jì)算 （ 1）爐容比 爐容比取 （ 2）熔池尺寸計(jì)算 ① 熔池直 徑 D ????? ㎜ （ 31） 10 式中 ： G— 新爐金屬裝入量，取公稱容量 250t； t— 平均每爐鋼純吹氧時(shí)間， min，（取 16min）； K— 系數(shù)（取 ） D— 熔池直徑， mm； ② 熔池深度 h ）池3(m ??? （ 32） ）池 (m m 2 3 ??? （ 33） 式中 ： V 池 — 轉(zhuǎn)爐熔池有效容積， m3 ； T— 轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水密度，取 ； (3) 爐帽尺寸計(jì)算 ① 爐帽傾角 θ ： 取 θ=60 ? ② 爐口直徑 d 口 ： d 口 =（ ～ ） D (34) 本設(shè)計(jì)取 d 口 === ③ 爐帽高度 H 帽 ： a ndD21H ??? 口口帽 ）（ ?㎜ （ 35） 式中 H 口 — 爐口直線段高度，取 H 口 =300 ㎜ ： ④ 爐帽總?cè)莘e V 帽 ： 222 ??????? 口口口口口帽帽 ）（）（ ?? m3 （ 36） （ 4) 爐身尺寸計(jì)算 ① 爐身體積 V 身 ： 取爐容比為 VT=T=250=225m 3 （ 37） V 身 =VTV 帽 V 池 = （ 38） 式中