年產320萬噸合格鑄坯的轉爐煉鋼車間工藝設計(文件)

　

【正文】 連鑄設備的布置 .............................................................................................. 64 8 煉鋼車間人員編制 ................................................................................................ 67 9 煉鋼車間經濟指標 ................................................................................................ 71 參考文獻 .................................................................................................................... 72 致謝 ............................................................................................................................ 73 專題 ............................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 設計 以 煉鋼車間為主體 ， 并重點針對 頂底復吹轉爐 。 進行畢業實習，收集有關資料；編制 設計 說明書一份，完成專題部分，翻譯冶金專業相關外文文獻一篇 ，繪制轉爐爐型圖、車間平面圖和剖面圖各一張，使學生能夠理論聯系實際，掌握轉爐煉鋼車間設計的基本原理，為今后從事相關的技術工作奠定基礎。 第 2 頁 二 、畢業設計（論文）題目應完成的工作（含圖紙數量） 1. 根據設計題目完成畢業實習并收集有關資料 ，進行技術準備； 2. 煉鋼 廠 車間 總體設計； 3. 轉爐 爐型設計； 4. 物料平衡與熱平衡計算； 5. 生產工藝設計； 6. 車間工藝布置； 7. 車間 主 要 設備選擇； 8. 生產組織與 人員編制 ； 9. 主要技術經濟指標； 10. 繪制設計圖紙三張 （其中至少手繪一張） ： 轉爐爐 型圖、車間平面圖、剖面圖各一張； 11. 翻譯與 冶金工程 專業有關的外文 文獻 一篇（不少于 4000字） ； 12. 完成專題 ： 含鈦高爐渣的利用 （不少于 5000字） ； 13. 完成 設計說明書一本。 在 轉爐物料平衡和熱平衡計算的基礎上 ， 對煉鋼車間的主要設備 型號及 參數進行了選 擇 和設計 ， 對車間人員編制及技術經濟指標進行了計算 ， 并且完成了主體設備選擇、煉鋼工藝設計、主廠房工藝布置和設備布置工作 。 第 1 頁 1 煉鋼車間設計方案 根據設計任務 書 的要求及各種設計條件提出初步設計思路 ， 這是對設計工作一個框架式的設定 。 見表 11。 根據年產 320 萬噸生產能力的要求 ， 冶煉周期取 40min， 供氧時間為 16min。 車間年產鋼水量 =nNq=211169150=3350700(t) 爐外精煉收得率取： 99% 連鑄收得率： 98% 所以年產鑄坯量 =335070099%98%=3250849t320xx00t， 則該車間年產合格鋼坯量可以滿足設計需求 。 其兩端分別布置鐵水和廢鋼工段 ， 采用混鐵車運輸鐵水 。 鐵水預處理站內設置兩條運輸線和與其垂直的受鐵坑（鐵水坑位于鐵水線下面） ， 一個受鐵坑有兩個鐵水轉注位置 。 很多重要的生產設備與輔助設備都布置在這里 ， 其中包括轉爐 ， 轉爐傾動系統 ， 散裝料供應系統和加料、供氧系統 ， 底吹氣系統 ， 煙氣凈化系統 ， 出 渣、出鋼設施 ， 拆修爐設備 。 轉爐煙氣凈化采用濕法文氏管洗滌器 ， 布置在爐子跨內 。 澆注跨的布置 本設計采取全連鑄工藝 ， 在連鑄跨內安放中間包、結晶器、二冷段、拉矯 第 4 頁 機 。 連鑄車間工藝布置的原則是：鋼水供應方便 ， 重視中間包拆卸 、修砌和烘烤 ， 以及對結晶器和二冷扇形段的更換、對弧等設備設置專門工作區 ， 留有適當的鑄坯精整區域 ， 采用計算機技術等 。 錳是鋼中有益元素 ， 錳可加速石灰熔化 ， 提高終點鋼水殘錳量和提高脫硫效果 ， 通常含量在 % 左右 。對外形尺寸和單重過大的廢鋼 ， 應預先進行解體和切割、不裝傷爐襯和加速熔化 。 散狀材料 （ 1） 石灰 石灰是堿性煉鋼法的基本造渣材料 ， 對石灰化學成分的要求是 CaO 含量應高而 SiO2 和 S 的含量應盡可能低 ， 把灼減控制在 4%～ 70%， 塊度一般以 5～40mm為宜石灰質量要求： CaO≥90%， SiO2≤3%， S≤%， 過燒率 ≤14%。其塊度一般為 5～ 40mm。 終點鋼水成分（表 21）造渣用溶劑及爐襯等原材料的成分（表 22） ， 脫氧和合金化用鐵合金的成分及其回收率（表 23）其它工藝參數（表 24） 。 其各項成渣量 分別列于表 25～ 28. 表 25 鐵水中元素的氧化產物及其成渣量 元素 反應產物 元素氧化量（ kg） 耗氧量（ kg） 產物量（ kg） 備注 C [C]{CO} [C]{CO2} 90%= 10%= Si [Si](SiO2) 入渣 Mn [Mn](MnO) 入渣 P [P](P2O5) 入渣 S [S]{SO2} [S]+(CaO)=(CaS)+(O) 1/3= 2/3= (1) （ CaS） 入渣 Fe [Fe](FeO] 56/72= 入渣 第 8 頁 [Fe](Fe2O3] 112/160= 入渣 合計 成渣量 入渣組分之和 (1) CaO 還原出來的氧量：消耗的 CaO 量為： 56/32= 表 26 爐襯蝕損成渣量 爐襯蝕損量（ kg） 成渣組分（ kg） 氣態產物 耗氧量 (kg) CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CCO CCO2 CCO， CO2 (據表24) 14％ 90％28/12= 14％10％44/12＝ 14％（ 90％16/12+10％32/12）＝ 合計 表 27 加入熔劑的成渣量 類別 加入量（ kg） 成渣組分（ kg） 氣態產物（ kg） CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3 P2O5 CaS CaF2 H2O CO2 O2 螢石 （據表 24） 生白云石 （據表 24） 石灰 (1) (2) (3) 合計 成渣量 (1) 石灰加入量計算如下： 渣中已含（ CaO）＝ —+++＝ 第 9 頁 渣中已含（ SiO2）＝ +++＝ 。 其中 CO、 CO SO2 和 H2O可由表 5~7 查得 ， O2 和 N2 則由爐氣總體積來確定 。 本計算中 ， 其值 為 （見表29）； Vx——鐵水與石灰中的 S 與 CaO 反應還原出的氧量 。 根據鋼種成分設定值（表 21） 和鐵合金成分及其燒損率（表 23）算出錳鐵和硅鐵的加 入量及其元素的燒損量 ， 將所得結果與表 214 合并 ， 得到冶煉一爐鋼的總物料平衡表 。 其他數據參照物料平衡選取 。SiO2) 成渣反應 － 97133 － 1620 P2O5 （ P2O5)+4(CaO)=(4CaOk） — — 熔化潛熱 218 272 209 209 209 — 液態或氣態平均熱容（ kJ/kg 脫氧合金化后的鋼水成分 C: 0 . 0 6 10 . 1 0 % 1 0 0 % 0 . 1 7 %9 1 . 0 3? ? ? 第 14 頁 Si: 0 . 0 0 4 0 . 2 6 8 1 0 0 % 0 . 3 0 %9 1 . 0 3? ?? Mn: 0 . 5 5 3 0 . 0 0 20 . 1 8 0 % 1 0 0 % 0 . 7 9 %9 1 . 0 3?? ? ? P: 0 . 0 0 20 . 0 2 0 % 1 0 0 % 0 . 0 2 2 %9 1 . 0 3? ? ? S: 0 .0 0 10 .0 2 1 % 1 0 0 % 0 .0 2 2 %9 2 .2 5? ? ? 碳含量未達到設定值 ， 則需向鋼包內加焦粉增碳 。 表 212 廢鋼中元素的氧化產物及其成渣量 元素 反應產物 元素氧化量（ kg） 耗氧量（ kg） 產物量（ kg） 進入鋼中的來量（ kg） C [C]{CO} ％ 90％＝ （入氣） [C]{CO2} ％ 10％＝ （入氣） Si [Si]{SiO2} ％＝ （入渣） Mn [Mn]{MnO} ％＝ （入渣） P [P](P2O5) ％＝ （入渣） S [S]{SO2} ％ 1/3＝ （入氣） [S]+(CaO)=(CaS)+[O] ％ 2/3＝ － （ CaS入渣） 合計 － ＝ 成渣量（ kg） 將表 211 與表 212 合并 ， 得到加入廢鋼后的物料平衡 。 爐氣總體積 V∑: 1 2 2 . 40 . 5 % 0 . 5 %9 9 3 2g s xV V V G V V? ? ???? ? ? ? ????? 99 0. s xV G VV ? ??? 3= 式中 Vg——CO、 CO SO2 和 H2O 諸組分之總體積 ， m3。 由表 24 知 ， 終渣 ∑（ FeO）＝ 15％ ， 又因為（ Fe2O3） /∑（ FeO）＝ 1/3， 所以（ Fe2O3）＝ 5％ ， （ FeO）＝ ％ ，總渣量為 (2) (FeO)量 =%= (3) (Fe2O3)量 =5%= （ 2） 計算氧氣消耗量 氧氣實際消耗量系消耗項目與攻入項目之差 ， 詳見表 29。 注： 本計算設定的冶煉鋼種為 20Mn 表 22 原材料成分 （ 質量 百 分數 ） 成分 類別 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 揮發分 石灰 螢 石 白云石 爐襯 14 焦炭 表 23 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母） C Si Mn Al P S Fe 硅鐵 — 錳鐵 (1) — (1) 10%C 與氧生成 CO2 表 24 其它工藝參數設定值 名稱 參數 名稱 參數 終渣堿度 螢石加入量 %CaO/%SiO2= 為鐵水量的 % 渣中鐵損（鐵珠） 氧氣純度 爐氣中的自由氧量 氣化去硫量 為渣量的 6% 99%， 余者為 N2 %（體積比） 占總去硫量的 1/3 成 分 類 別 第 7 頁 生白云石加入量 爐襯蝕損量 終渣 ∑（ FeO） 含量 按 （ FeO=(Fe2O3)折算 煙塵量 噴濺鐵損 為鐵水量的 % 為鐵水量的 % 15%， 而（ Fe2O3） / ∑（ FeO） =1/3， 即（ Fe2O3）=5%， （ FeO） =% 為鐵水量的 %（其中FeO 為 75%， 為 20%） 為鐵水量的 1% 金屬中 [C]的氧化產物 廢鋼量 90%C 氧化成 CO， 10%氧化成 CO2 由熱平衡計算確定 物料平衡基本項目 收入項 支出項 鐵水 鋼水 廢鋼 爐渣 熔劑（石灰、螢石、輕燒白云石） 煙塵 氧氣 渣中鐵珠 爐襯蝕損