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鋼鐵冶金專業(yè)一-展示頁

2024-12-19 00:41本頁面
  

【正文】 濺損失占金屬量的 %,設(shè)溫度為 1600℃ (中期噴濺較多,溫度比鋼水終點(diǎn)溫度略低) 。 表 3- 2 輔原料成分 項(xiàng) 目 化 學(xué) 成 分 ( %/w ) CaO 2SiO MgO 32OAl CaS 32OFe MnO 2CaF 燒減 石 灰 - - - - 礦 石 - - 螢 石 - - - - - - - 生白云石 28 2 25 - - - - - 爐 襯 85 - - - - - ( 3)終點(diǎn)渣成分 9 表 3- 3 為終點(diǎn)渣成 表 3- 3 終點(diǎn)渣成分 項(xiàng)目 化 學(xué) 成 分 %/w 堿度 R MgO MnO FeO 32OFe 9 3 ( 4)冶煉鋼種 表 3- 4 Q235B 的規(guī)格成分 化 學(xué) 成 分 %/w C Si Mn P S ≤ ~ ≤ ≤ ( 5)其他假定 其他假定條件如下: 1) 金屬料中碳總量的 90%氧化生成 CO 10%生成 。最后對物料平衡、熱平衡結(jié)果進(jìn)行修正,求得用白云石造渣并采用廢鋼調(diào)礦石冷卻制度的物料平衡和熱平衡。計算選定廢鋼加入量以及生白云石加入量,進(jìn)行物料平衡與熱平衡初算 。對于指導(dǎo)生產(chǎn)和分析、研究、改造冶煉工藝、設(shè)計煉鋼車間、選用煉鋼設(shè)備以及實(shí)現(xiàn)煉鋼過程的自動控制都具有重要意義。熱平衡是計算煉鋼過程的熱量收入(包括鐵水的物理熱、化學(xué)熱)與熱量支出(包括鋼水、熔渣、爐氣的物理熱,冷卻劑熔化和分解熱等)之間的平衡關(guān)系。本設(shè)計是使用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉,選用 二吹 二 的方案。參見表 26所示 表 26與轉(zhuǎn)爐配套的鋼包容量和澆注起重機(jī)的配合 轉(zhuǎn)爐座數(shù)的確定。但爐子容量應(yīng)和國家標(biāo)準(zhǔn)澆注起重機(jī)的起重能力相適應(yīng)。按設(shè)計部口推薦,每 7 個環(huán)節(jié)所需的時間如表 25所示。 由于本設(shè)計為 100t轉(zhuǎn)爐故采用死爐座,即在爐座上拆爐和修爐。主要取決于爐襯材料和吹煉過程中的維護(hù)情況。 良坯收得率 良坯收得率:指爐產(chǎn)合格鑄坯與爐產(chǎn)鋼水量之比值。轉(zhuǎn)爐作業(yè)率可顯著提高。 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 = 365轉(zhuǎn)爐一年有效作業(yè)天數(shù) 100%=365347 100%=96% 爐子非作業(yè)天數(shù),也括計劃停爐 (指定期檢修,一般為每次 8小時,每 10天一次 ),準(zhǔn)備 (指修補(bǔ)出鋼口及貼補(bǔ)爐襯渣線處,清除爐口結(jié)鐵、更換氧槍等 ),等待 (指吊車對準(zhǔn),等鐵水以及調(diào)度的不平衡按 二吹 二 可減少 3%)和設(shè)備故障。 按照產(chǎn)品方案中各品種的生產(chǎn)比例,可求出轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的平均冶煉時間,詳見表 23。 冶煉周期的長短,隨爐容量大小,鐵水條件,吹煉工藝操作和設(shè)備裝備水平而變動,冶煉周期一般為 3040分鐘,最快 25分鐘,其中吹氧時間 1418分鐘 。 2. 2 金屬平衡(見圖 21) 年產(chǎn)合格壞: 180萬 t所需鐵水為 ,假定廢鋼比 10%,鐵水預(yù)處理比100% 5 連鑄金屬平衡(單位:萬 t/a) 轉(zhuǎn)爐金屬平衡(單位:萬 t/a) 原坯 183(%) 中間包鋼水 188(%) 預(yù)處理鐵水 206 廢鋼 入轉(zhuǎn)爐鐵水 (99%) 鐵水損失 (1%) 精煉前鋼水 (%) 吹損 (%) 精煉后鋼水 190(%) 精練損失 (%) 注余鋼水 (%) 事故及回爐鋼水 (%) 氧化鐵皮 (%) 切頭切尾 (%) 中間包損失 (%) 合格坯 180(%) 廢品 (%) 清理損失 (%) 廢鋼 (10%) 鐵水 (%) 連鑄鋼水 (%) 熔損及損失 6 轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)的確定 一、轉(zhuǎn)爐車間作業(yè)指標(biāo) 轉(zhuǎn)爐冶煉周期 指每煉一爐鋼所需要的總時間 即兩次出鋼之間的時間。 3)產(chǎn)品方案中的合金比 %、連鑄比 100%、精煉比 100%. 4)連鑄坯規(guī)格 :鑄坯斷面尺寸 (mm2),取決于軋材產(chǎn)品類型和軋機(jī)的規(guī)格,如果是生產(chǎn)型材 (角鋼、工字鋼、輕軌鋼、圓鋼等 ), 軋機(jī)為 1700軋機(jī),可采用方形鑄坯,其斷面應(yīng)為 250mm1600mm,如果是生產(chǎn)板材,則應(yīng)采用板坯 。 表 21 冶煉的鋼種,代表鋼號及其化學(xué)成分 鋼種 鋼號 化學(xué)成分( %) C Si Mn P S Cu Al 普鋼 Q235 — 鋼 Q275 — 低合 16Mn — 金鋼 20MnSi — 硅鋼 熱軋硅鋼 ≤ — 冷軋硅鋼 ≤ — 二、產(chǎn)品方案 本設(shè)計產(chǎn)品 方案見表 22所示 表 22 產(chǎn) 品 方 案 鋼種 連鑄坯產(chǎn)量 (萬 t/a) 生產(chǎn)比例 % 精煉方式 普碳鋼 80 LF 低合金鋼 100 LF+VD 總計 180 100 說明: 1)年產(chǎn)合格坯總量,是指連鑄坯產(chǎn)量 。 (18)轉(zhuǎn)爐未燃爐氣回收。 綜上所述,各方面條件十分成熟,是建設(shè)鋼廠的合適之地。 3 湘潭是全國重要的工業(yè)基地。 湘潭地區(qū)水資澌原豐富,湖南最大的河流湘江穿過市區(qū),有自來水廠 3 座,日供水能力達(dá) 60 萬 t。湘潭公路四通八達(dá), 107 國家和320 國道構(gòu)成境內(nèi)公路網(wǎng)的主干,上瑞高速、高珠高速公路穿城而過,轄區(qū)與高速公路的連接口達(dá) 15 個,湘潭為全國地級市高級公路得出密集的地區(qū),公路密度大大高于全國和全省平均水平。 湘潭至黃花國際機(jī)場路程僅需 30min,已開通 39 條航線,可直飛北京、上海、廣州、深圳、香港、曼谷等大中城市。新世紀(jì)開放的湘潭因?qū)嵤╅L株潭城市群經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展戰(zhàn)略,而倍受國內(nèi)外投資商的高度關(guān)注。 廠址及建廠條件論證 湘潭位于湖南中部,地處湘中中游。 5)在學(xué)習(xí)、總結(jié)國內(nèi)外有關(guān)廠家的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 移植適用可行的先進(jìn)技術(shù) 。所采用的新工藝、新設(shè)備、新材料必須遵循經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn)或通過技術(shù)鑒定的原則 。 2)設(shè)計中對主要工藝流程進(jìn)行多方案比較,以確定最佳方案 。經(jīng)濟(jì)上合理。 2 1 設(shè) 計 概 述 設(shè)計依據(jù) 根據(jù)冶金工程教研室下達(dá)的任務(wù)書。連鑄車間采用了全程保護(hù)澆注,電磁攪拌系統(tǒng),結(jié)晶器液面控制儀,汽水噴霧冷卻等先進(jìn)技術(shù),為企業(yè)的高產(chǎn)量,高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造有利條件,將為企業(yè)本身和衡陽地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出不可磨滅的貢獻(xiàn),創(chuàng)造豐富的經(jīng)濟(jì)效益。 本設(shè)計中,在主廠房內(nèi)設(shè)置的電弧爐是兩座,容量是 80 噸 。 本設(shè)計結(jié)合了“衡管”的實(shí)際情況和未來發(fā)展的遠(yuǎn)景,考慮到我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)時發(fā)展優(yōu)質(zhì)鋼,合金鋼品種,質(zhì)量數(shù)量的要求。 1 序 言 本設(shè)計是根據(jù)衡陽地區(qū)條件 ,學(xué)院為了進(jìn)一步提高我們的理論水平和實(shí)踐能力;為即將從事工作奠定基礎(chǔ);以及培養(yǎng)在今后具體的設(shè)計過程的創(chuàng)新意識,特此安排了本次設(shè)計。衡陽是一個有著悠久歷史的老工業(yè)城市,礦產(chǎn)資源豐富,能源充足交通運(yùn)輸發(fā)達(dá),是湖南交通的一個重要樞紐。做到了技術(shù)上達(dá)到國際領(lǐng)先水平,同時降低了成本的投入。電爐中采用二次燃燒技術(shù),吹氧自動系統(tǒng)。 設(shè)計全過程中得到了蘇老師的細(xì)心指導(dǎo)和幫助,本人深感謝意,然而,由于本人水平有限,設(shè)計中難免有不足和紕漏之處,望各位給予批評指正。 設(shè)計原則和指導(dǎo)思想 對設(shè)計 的總要求是技術(shù)先進(jìn),工藝上可行 。所以,設(shè)計應(yīng)遵循的原則和指導(dǎo)思想是: 1)遵守國家的法律、法規(guī),執(zhí)行行業(yè)設(shè)計有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定,嚴(yán)格把關(guān),精心設(shè)計 。 3)設(shè)計中應(yīng)充分采用各項(xiàng)國內(nèi)外成熟的新技術(shù),因某種原因暫時不上的新技術(shù)要預(yù)留充分的可能性。 4)要按照國家有關(guān)勞動安全、工業(yè)衛(wèi)生及消防的標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)設(shè)計規(guī)定進(jìn)行設(shè)計 。 6)設(shè)計中應(yīng)充分考慮節(jié)約能源、節(jié)約用地,實(shí)行資源的綜合利用,改善勞動條件以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境。氣候溫和,土地肥沃,物產(chǎn)豐富。長株潭城市群已被國家 “十五 ”計劃列為全國重點(diǎn)支持發(fā)展的七大城市密集區(qū)之一。湘黔線橫貫市境,與京京廣線略鄰, 10 余家大型企業(yè)各有鐵路專線與這兩大主干線相通。湘潭有集裝箱碼頭號,千噸級貨輪級貨輪常年可級洞庭湖,入長江,出上海。 電力資源充足,有 35 千伏及以上的變電站 45 座,主變 70 臺,總?cè)萘?千伏安,供電區(qū)域內(nèi)最大負(fù)荷達(dá) ,年售 ,輸電線路 1832km,現(xiàn)仍在進(jìn)行大規(guī)模的供電電網(wǎng)改造建設(shè),以滿足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要。這里有世界最大的氟化鹽生產(chǎn)企業(yè) ——湘鄉(xiāng)鋁廠,中國最大的電解二氧化錳生產(chǎn)企業(yè) ——湘潭電化集團(tuán),中國最早的電工器材生產(chǎn)企業(yè) ——湘潭電機(jī)廠,中國最大的金屬鉻生產(chǎn)企業(yè) ——湖南鐵合金廠,中國最大的錳研 ——湘潭錳礦。 本設(shè)計主要采用的新技術(shù) (1)鐵水預(yù)處理(脫硫、脫磷、脫硅); (2)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐; (3)濺渣護(hù) 爐技術(shù); (4)采用副槍及動態(tài)控制技術(shù); (5)擋渣出鋼(擋渣帽、擋渣球、錐形塞等); (6)鋼包、中間包全保護(hù)澆注(鋼包、中間包加蓋,鋼液面加覆蓋劑,長水口、浸入式水口); (7)結(jié)晶器電磁攪拌( MEMS)技術(shù); (8)鋼包、中間包液面自動控制; (9) 結(jié)晶器漏鋼預(yù)報系統(tǒng); (10)帶液芯連續(xù)矯直、壓縮澆注; (11)全程計算機(jī)控制技術(shù); (12)連鑄機(jī)自動噴號、自動打印裝置; (13)采用鋼包回轉(zhuǎn)臺; (14)采用直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī); (15)中間包鋼水稱重; (16)LFVD、 WF 喂絲、 RH 法精 煉技術(shù); (17)鋼包底吹氬技術(shù)。 4 2 產(chǎn)品方案及金屬平衡 產(chǎn)品方案 一、冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學(xué)成份 本設(shè)計冶煉的鋼種、代表鋼號及其化學(xué)成分見表 21所示。 2)表中所有鋼種均進(jìn)行爐外精煉處理,包括吹氮、 LF、 VD、 RH處理等 。鑄坯定尺長度,取決于加熱的尺寸,一般定尺長度有 、 、 、 、 6米等;鑄坯單重。它包括吹煉時間 (即吹氧時間,與供氧強(qiáng)度有關(guān) ),輔助時間 (兌鐵水、加廢鋼、取樣、測溫、倒渣、出鋼和補(bǔ)爐等 ),以及耽誤時間 (檢奄爐襯、消理爐口、因調(diào)度不及時的等待,設(shè)備臨時故障 )等三部分。冶煉周期是決定轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)率的最主要的因素。 表 23 轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的平均冶煉時間 連鑄坯 生產(chǎn)比例(按鋼水 100%) 平均冶煉時間 (min) 按生產(chǎn)比例計算的煉一爐鋼時間 裝料 吹氧 輔助時間 出鋼 倒渣 合計 100 5 16 9 5 3 38 38 轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 指轉(zhuǎn)爐一年的有效工作天數(shù)與日歷大數(shù)之比。由于采用濺渣護(hù)爐技術(shù)。一般非作業(yè)天數(shù)波動在 10~ 35大,即作業(yè)率為 90%~ 97%.本設(shè)計選取轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 90%97%。 良坯收得率 η2=連鑄鋼水量 合格鑄壞 100% = ? 100% =95% 轉(zhuǎn)爐壽命及爐子冷修時間 轉(zhuǎn)爐壽命足指轉(zhuǎn)爐在一個爐役期內(nèi)煉鋼的爐數(shù)。設(shè)汁時爐齡取 25000爐。轉(zhuǎn)爐的冷修過程,包括冷卻、拆爐、檢修煙罩、砌爐、烘爐等兒個步驟。 表 25轉(zhuǎn)爐冷修計劃 (小時 ) 一、車間爐子容量及座數(shù)的確定 按轉(zhuǎn)爐 二吹 二 方案考慮,年出鋼爐數(shù)為: 年出鋼爐數(shù) =1間煉一爐鋼的平均冶煉時 年煉鋼時間=1間煉一爐鋼的平均冶煉時 年日歷時間轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 =1 = 3 6 5 2 4 5 7 1293839?? ? 爐 每天出鋼爐數(shù) =轉(zhuǎn)爐作業(yè)率年日歷天數(shù) 年出鋼爐數(shù) ?= 34712803 =36 爐 平均爐產(chǎn)鋼水量 =年出剛爐數(shù)年產(chǎn)鋼水量= ? = 根據(jù)上面計算結(jié)果并考慮超裝系數(shù)確定轉(zhuǎn)爐的公稱容量為 320t。即吊車的起重能力必須大于轉(zhuǎn)爐最大出鋼量和鋼包 (有襯 )的重量之和,并應(yīng)有一定的富余能力。為了減少車間內(nèi)的設(shè)備互相干擾,爐于座數(shù)不宜太多,但必須保持年間內(nèi)始終有固數(shù)目的爐子在吹煉,以發(fā)揮生產(chǎn)潛力。 冷卻 拆爐 愉修煙罩 砌爐 烘爐 合計 8 8 5 24 項(xiàng)目 單位 數(shù)值 轉(zhuǎn)爐公稱容量 t 100 120 150 220 250 180 最大出鋼量 t 120 150 180 220 275 320 鋼包容量 t 120 150 180 220 275 320 澆注起重機(jī) t 180/63/20 225/63/20 280/80/20 360/100/20 400/100/20 450/100/20 8 3 物料平衡和熱平衡 計算 物料平衡是計算煉鋼過程中加入爐內(nèi)和參與煉鋼過程的全部物料(包括鐵水、廢鋼、氧氣、冷卻劑、渣料和被侵蝕的爐襯等)與煉鋼過程的產(chǎn)物(包括鋼水、熔渣、爐氣、煙塵等)之間的平衡關(guān)系。 通過物料平衡和熱平衡的計算,結(jié)合煉鋼生產(chǎn)的實(shí)踐,可以確定許多重要的工藝參數(shù)。 目前 ,氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼大部分采用 “定廢鋼調(diào)礦石 ”的冷卻制度,并在渣料中配加白云石或菱鎂礦,以保護(hù)爐襯。由初算結(jié)果求出富余熱量,從而確定調(diào)溫所需礦石加入量。 現(xiàn)以冶煉 Q235B
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