畢業論文--年產350萬噸連鑄坯的轉爐煉鋼車間工藝設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 渣 場 扒渣 轉爐渣 鋼液 鋼液 鋼包回轉臺 L F 爐 轉爐 鋼液 連鑄坯 連鑄機 ... ... 廢鋼及其它輔料 圖 1— 1 工藝流程圖 主 要冶煉鋼種及產品方案 本設計主要生產普碳鋼、低合金鋼，也可根據市場的要求進行靈活調整。 根據畢業設計任務書中年產 370 萬噸鑄坯的要求，可確定其產品大綱。詳見于表 11： 表 11 產品大綱 鋼種 代表型號 年產鋼量 所占比例 鑄坯斷面 長寬 定長尺寸 成品形式 普碳鋼 Q235B 200 萬噸 54% 180 700mm 9000mm 鋼板 低合金鋼 Q345 170 萬噸 46% 150 150mm 9000mm 鋼板 轉爐車間組成 現代氧氣轉爐煉鋼車間一般由以下各部分組成：鐵水預處理站及鐵 水倒罐站；廢鋼堆場與配料間；主廠房（包括爐子跨、原料跨、爐外精煉跨、澆 鑄 系統各跨間）；鐵合金倉庫及散狀原料儲運設施；中間渣場；耐火材料倉庫；一、二次煙氣凈化設施及煤氣回收設施；水處理設施；分析、檢測及計算機監控設施；備品備件庫、機修間、生產必需的生活福利設施；水、電、氣（氧、氬、氮、壓縮空氣）等的供應設施。 轉爐車間生產能力計算 轉爐容量及座數 的確定 綜合考慮當前轉爐煉鋼車間的生產情況，本設計采 “二 吹 二 ”制，每爐鋼的平均冶煉周期取 38min，平均供氧時間為 16min。轉爐作業率：取 η=%；爐外精煉收得率：取 99%；連鑄收得率：取 98%，以提高轉爐的利用效率，減少資金的投入。 計算年出鋼爐數 轉爐的年出鋼爐數 N 按下式計算： 136514402 TN ???? 38 .5%9436514402 ???? = 年爐26142 式中： T1——每爐鋼的平均冶煉時間， 38min/爐； 1440——一天的時間， min/d； 345——一年的工作天數， d/a； η——轉爐作業率， %1003652 ?? T?（ T2 一年的工作天數） =% 根據生產規模和產品方案計算出年需鋼水量 每爐鋼的平均冶煉周期取 38min。 ? ?年 需 良 坯 量年 需 合 格 鋼 水 量 良 坯 收 得 率 爐 外 精 煉 回 收 率 爐外精煉收得率：取 99%； 連鑄收得率：取 98%； 代入數據得： 萬噸年需合格鋼水量 %99%98 370 ???； ? 年 需 鋼 水 量平 均 爐 產 鋼 水 量 年 出 鋼 爐 數 代入數據得： 15 t26 14238 1360 0 ??平均爐產鋼水量 。 按標準系列確定爐子的容量 故取公稱容量為： 150噸。 核算車間年產量 本設計中選定 150 噸轉爐 兩 座，按照 二 吹 二 生產方式。 車間年產量 =1502614298%99%= 萬噸﹥ 370 萬噸，故設計選取合格。 2 轉爐煉鋼物料平衡和熱平衡計算 物料平衡計算 計算所需原始數據。 基本原始數據有：冶煉鋼種及其成分（表 2—1）；金屬料 ——鐵水成分和廢鋼的成分（表 2—1）；終點鋼水成分（表 2—1）；造渣用熔劑及爐襯等原材料的成分（表 2—2）；脫氧和合金化用鐵合金的成分及回收率（表 2—3）；其他工藝參數（表 2—4）。 表 2— 1 鋼種、鐵水、廢鋼和終點鋼水的成分設定值 *[C]和 [Si]按實際生產情況選取； [Mn]、 [P]和 [S]分別按鐵水中相應成分含量的 30%、 10%和 60%留在鋼水中設定。 本計算設定的冶煉鋼種為 Q235B 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 爐氣 鐵合金 噴濺 表 2— 2 原材料成分 成分 （ %） 類別 CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 CaF2 P2O5 S CO2 H2O C 灰分 揮發分 成分（ %） 類別 C Si Mn P S 鋼種 Q235B 設定值 ≤ ≤ 鐵水設定值 廢鋼設定值 終點鋼水 設定值 * 石 灰 88.00 0 0 0 0 0 6 4 0 螢 石 0 0 0 0 0 88.00 0 0 0 生白云石 36.40 0 25.60 0 36.20 爐 襯 0 0 78.80 0 0 14.00 焦 炭 8 81.50 12.40 2 （續）表 2— 2 原材料成分 名 稱 C Si Mn P S Fe 碳素廢鋼 余量 煉鋼生鐵 余量 表 2— 3 鐵合金成分（分子）及其回收率（分母） 成分（ %） /回收 率（ %） 類別 C Si Mn Al P S Fe 硅 鐵 — 5 0 0 00 錳 鐵 * 0 — 0 0 00 *10%C 與氧生成 CO2 表 2— 4 其他工藝參數設定值 名 稱 參 數 名 稱 參 數 終渣堿度 %CaO/%SiO2= 渣中鐵損（鐵珠） 為渣量的 6% 螢石加入量 為鐵水量的 % 氧氣純度 99%,余 者為 N2 生白云石加入量 為鐵水量的 % 爐氣中自由氧含量 %(體積比 ) 爐襯蝕損量 為鐵水量的 % 氣化去硫量 占總去硫量的 1/3 終渣 ∑（ FeO）含量（按（ FeO）=(Fe3O3)折算） 15% ， 而（ Fe2O3 ）/∑(FeO)=1/3 即（ Fe2O3 ） =5% ，(FeO)=% 金屬中 [C]的 氧化產物 90%C 氧化成 CO，10%C 氧化成 CO2 為鐵水量的 %（其 由熱平衡計算確定，本計算結果為鐵水量 煙塵量 中 FeO 為 75%， Fe2O3為 20%） 廢 鋼 的 %，即廢鋼比為 % 噴濺鐵損 為鐵水量的 1% 計算步驟 以 100Kg 鐵水為基礎進行計算。 第一步：計算脫氧和合金化前的總渣量及其成分。 總渣量包括鐵水中元素氧化、爐襯蝕損和加入熔劑的成渣量。其各項成渣量分別列于表 2— 2—6 和 2—7。總渣量及其成分如表 2—8 所示。 第二步：計算氧氣消耗量。 氧氣實際消耗量系消耗項目與供入項目之差，詳見表 2—9。 第三步：計算爐氣量及其成分。 表 2— 5 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} 90%= [C] {CO2} 10%= Si [Si] (SiO2) 入 渣 Mn [Mn] （ MnO） 入 渣 P [P] (P2O5) 入 渣 S [S] {SO2} 40%1/3 = [S]+(CaO)= (CaS)+(O) 40%2/3 = * (CaS) 入 渣 Fe [Fe] (FeO) 56/72 = 入渣 ( 見表2—8) [Fe] (Fe2O3) 112/160 = 入渣 ( 見表2—8) 合計 成渣量 入渣組分之和 *由 CaO 還原出的氧量；消耗的 CaO 量 =56/32= 表 2— 6 爐襯蝕損的成渣量 爐襯蝕損量 成渣組分（ kg） 氣態產物（ kg） 耗氧量（ kg） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 C CO C CO2 C CO， CO2 （ kg） （據表 2—4） 4 14%90% 28/12= 14%10% 28/12= 14%（ 90%16/12+10%32/12）= 合計 表 2— 7 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2—4） 2 3 8 8 8 5 1 0 5 生白云石 （據 表2—4） 0 0 0 5 5 石灰 *1 3*3 3 7 0 3 7 9 7 9 2*3 合計 5 1 5 3 1 2 0 0 2 4 2 成渣量 *1 石灰加入量計算如下：由表 2— 5~2— 7 可知，渣中已含的（ CaO） =++ +=；渣中已含（ SiO2） =+++=。因設定的終渣堿度 R=；故石灰加入量為 [R∑ (SiO2)∑ (CaO)]/(%CaO 石灰 R %SiO2 石灰 ) =(% %)=。 *2 為（石灰中 CaO 含量 ） （石灰中 S CaS 自耗的 CaO 量 ）。 *3 由 CaO 還原出的氧量，計算方法同表 2— 5 之注。 表 2— 8 總渣量及其成分 爐渣成分 CaO SiO2 MgO Al2O