年產(chǎn)500萬(wàn)噸良鑄坯的氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼車間(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中層鋼管 d2外 =φ253 ㎜ 8 ㎜。 同理，外層鋼管內(nèi)徑 22233 ??????? ?? 外 （ 415） 選取外層鋼管 d3外 =φ280 ㎜ 8 ㎜。 （ 2）氧槍長(zhǎng)度 的確定 氧槍全長(zhǎng)包括下部槍身長(zhǎng)度 l1和尾部長(zhǎng)度 l2。氧槍尾部裝有氧槍把持器，冷卻水進(jìn)出管接頭，氧氣管接頭和吊環(huán)等。故 l2的長(zhǎng)度取決于爐子容量和煙罩尺寸。 本設(shè)計(jì)參照寶鋼三百噸轉(zhuǎn)爐參數(shù)，取氧槍總長(zhǎng)為 24m，氧槍工作行程為 18m。 第五章 轉(zhuǎn)爐車間原材料供應(yīng) 鐵水供應(yīng) 由于所建的是兩座 250 噸的轉(zhuǎn)爐，所以采用容量為 600 噸的混鐵車。 車間所需混鐵車臺(tái)數(shù) N（臺(tái)）為 ： . 17 000Q ncPN m a x ?????? ? （ 51） 17 式中 ： Pmax— 高爐鐵水最高日產(chǎn)量， t/d； Q— 混鐵車容量， t，取 600t； n— 混鐵車裝滿系數(shù)，可取 ； c— 混鐵車日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取 2～ 3 次 /d； η — 混鐵車作業(yè)率，約取 ； 經(jīng)計(jì)算得知，選取 14 個(gè)魚雷罐車。 鐵水包選擇 由金屬料平衡可計(jì)算出每爐鋼水需要鐵水 231t，考慮過(guò)余裝量 10%后可裝254t，由此選擇鐵水包容量為 260t。 參照盛鋼桶尺寸計(jì)算，選取鐵水包全高為 4759 ㎜，空鐵水包重 ，其它數(shù)據(jù)兼同鋼包。鐵水包耳軸位置選取為鐵水包全高一半偏上 500 ㎜。 本設(shè)計(jì)鐵水包數(shù)選用 6個(gè) ，其中兩個(gè)為備用。 廢鋼的供應(yīng) 廢鋼是作為冷卻劑加入轉(zhuǎn)爐的。根據(jù)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐熱平衡計(jì)算，廢鋼的加入量一般為 10～ 30%。加入轉(zhuǎn)爐的廢鋼塊度，最大長(zhǎng)度不得大于爐口直徑的 1/3， 最大截面積要小于爐口的面積的 1/7。根據(jù)爐子噸位的不同，廢鋼塊單重波動(dòng)范圍為150～ 2021kg。 （ 1）廢鋼的加入方式 目前在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間，向轉(zhuǎn)爐加入廢鋼的方式有兩種，一種是直接用橋式吊車吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐；另一種是用廢鋼加料車裝入廢鋼； 本設(shè)計(jì)選用直接用橋式吊車吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐。 （ 2） 廢鋼堆場(chǎng)面積 廢鋼間面積的大小決定 于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數(shù)、料槽位置及稱量設(shè)備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車軌面標(biāo)高。廢鋼堆積的面積可按下式估算 ： ??? ??? ? ㎡ （ 52） 式中 ： Q— 每日所需廢鋼量， t/d； x— 廢鋼儲(chǔ)存定額（天數(shù)）， d，取 3天； 18 H— 廢鋼儲(chǔ)存允許高度，有坑時(shí)包含的深度，取 ； ρ — 廢鋼堆積密度， t/m3，取 ； （ 3） 廢鋼料斗容積 V（ m3） ： 廢鋼入爐一般通過(guò)廢鋼料斗，由普通吊車像 兌鐵水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量。廢鋼料斗容積 V計(jì)算如下 ： .169fn qV ????? ? （ 53） 式中： q— 每爐加入廢鋼量， t； n— 料斗裝滿系數(shù)，取 ； f— 每爐加入廢鋼的斗數(shù)，取 1； ρ — 廢鋼堆積密度， t/m3； 散狀材料的供應(yīng) 轉(zhuǎn)爐散狀材料包括石灰、白云石、螢石、鐵礦石、氧化鐵皮、焦炭等。品種多，批量少，批次多，要求迅速、準(zhǔn)確、可靠的供料。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場(chǎng)、地 下（地面）料倉(cāng)、由地下料倉(cāng)送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉(cāng)、稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。 散狀料供應(yīng)和主要設(shè)備選型 （ 1） 地面料倉(cāng)容積和數(shù)量的確定 地面料倉(cāng)的容積 V（ m3） ： .8Y0QtV? （ 54） 式中 ： Q— 一天需要的原料量， t； t— 貯存天數(shù)； — 料倉(cāng)裝滿系數(shù)； Y— 散料堆積密度， t/m3； 根據(jù)公式 54可得 ： 鐵礦石 ： ? ? ? ? ?? ????? 石灰 ： ? ? ? ? ?? ????? 螢石 ： ? ? ? ? ?? ????? 19 白云石 ： ? ? ? ? 32661 .3m ?? ????? 焦炭粉 ： ? ? ? ? . ?? ????? 選用標(biāo)準(zhǔn)料倉(cāng)，總?cè)萘繛?： V 總 =126m3 故料倉(cāng)需 要個(gè)數(shù) ： 鐵礦石料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： n=石灰料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： n=螢石料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： n=白云石料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： n=焦炭粉料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： n=（ 2） 上料方式的選擇 本設(shè)計(jì)采用全膠帶運(yùn)輸上料系統(tǒng)，其作業(yè)流程如下 ： 地下（或地面 )料倉(cāng) → 固定膠帶運(yùn)輸機(jī) → 轉(zhuǎn)運(yùn)漏斗 → 可逆式膠帶運(yùn)輸機(jī) → 高位料倉(cāng) → 分散稱量漏斗 → 電磁振動(dòng)給料器 → 匯集膠帶運(yùn)輸機(jī) → 匯集料斗 → 轉(zhuǎn)爐 這種上料系統(tǒng)的特點(diǎn)是運(yùn)輸能力大，上料速度快而且可靠，能夠進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，有利于自動(dòng)化；但它的占地面積大，投資多，上料和配料時(shí)有粉塵外逸現(xiàn)象。 高位料倉(cāng)容積和數(shù)量的確定 高位料倉(cāng)的作用在于臨時(shí)儲(chǔ)料，并利用重力向轉(zhuǎn)爐及時(shí)和可靠地供料保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。高位料倉(cāng)的橫截面一般為矩形，上部為長(zhǎng)方體，下部為四角錐形。椎體部分的傾角不小于 45176。 ～ 50176。 ，放料口尺寸為標(biāo)準(zhǔn)散狀料尺寸 的 3～ 6倍以上，一般大致為 150～ 300 ㎜，以保證料倉(cāng)內(nèi)的散狀料能自由下落，避免堆積成拱和卡料。 高位料倉(cāng)沿爐子跨縱向布置有三種方案，分布為共用高位料倉(cāng)、部分共用高位料倉(cāng)、單獨(dú)高位料倉(cāng)。本設(shè)計(jì)選用共用高位料倉(cāng)。 高位料倉(cāng)容積計(jì)算 ： .8Y0qtV? （ 54） 式中 ： V— 料倉(cāng)容積； q— 一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量， t； — 料倉(cāng)裝滿系數(shù)； 20 t— 原料貯存時(shí)間， h； Y— 散料堆積密度， t/m3； 石灰按 6～ 8 小時(shí)備料，其它 24h，白班上料， Y堆比重 t/m3。 鐵礦石 ： ? ? ? ? ?? ????? 石灰 ： ? ? ? ? ? ? 3404. 03m ?? ????? 螢石 ： ? ? ? ? ?? ????? 白云石 ： ? ? ? ? ?? ????? 焦炭粉 ： ? ? ? ? ?? ????? 各散料標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)計(jì)算和數(shù)量的確定 ： 鐵礦石、石灰、螢石、白云石、焦粉用料倉(cāng)容量選 25m3，則 ： 鐵礦石料倉(cāng)的個(gè)數(shù)為： 石灰料倉(cāng)個(gè)數(shù)： 螢石料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： 白云石料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： 焦炭粉料倉(cāng)個(gè)數(shù) ： 采用共用料倉(cāng)，其優(yōu)點(diǎn)是料倉(cāng)數(shù)目少，停爐后料倉(cāng)中剩余石灰處理方便。缺點(diǎn)是稱量及下部給料器的作業(yè)頻率太高，出現(xiàn)臨時(shí)故障時(shí)會(huì)影響生產(chǎn)。 鐵合金的供應(yīng) 鐵合金料倉(cāng)容積計(jì)算： .8Y0QtV? （ 55） 式中： V— 料倉(cāng)容積； Q— 一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量， t； 21 — 料倉(cāng)裝滿系數(shù)； t— 原料貯存時(shí)間， h； Y— 鐵合金 堆積密度， t/m3； 鐵合金儲(chǔ)存天數(shù)為 3 天 FeSi（ Si45）： ? ? ? ? ?? ????? FeMn（ Mn76）： ? ? ? ? ?? ????? 各 種鐵合金 標(biāo)準(zhǔn)倉(cāng)計(jì)算和數(shù)量的確定 ： 鐵合金 用料倉(cāng)容量選 25m3，則 ： FeSi（ Si45）所用料倉(cāng)個(gè)數(shù)： FeMn（ Mn76）所用料倉(cāng)個(gè)數(shù)： 大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的鐵合盒 供應(yīng)采用類似于散狀料系統(tǒng)的全膠帶供料系統(tǒng)。這種系統(tǒng)工作可靠，運(yùn)輸量大，機(jī)械化程度高，對(duì)于需要鐵合金品種多，用量大的煉鋼車間特別適用。 第六章 轉(zhuǎn)爐車間煙氣凈化與回收 轉(zhuǎn)爐煙氣與煙塵 煙氣特征 （ 1） 煙氣來(lái)源及化學(xué)組成 在轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程中，熔池碳氧反應(yīng)生成的 CO 和 CO2，是轉(zhuǎn)爐煙氣的基本來(lái)源；其次是爐氣從爐口排出時(shí)吸入部分空氣，可燃成分有少量燃燒生成廢氣，也有少量來(lái)自爐料和爐襯中的水分，以及生燒石灰中分解出來(lái)的 CO2氣體等。在未燃的煙氣中，煙氣主要成分是 CO，含有少量 CO2和 N2以及極少量的 O2和 H2。 （ 2） 煙氣溫度 轉(zhuǎn)爐未燃煙氣溫度為 1400～ 1600℃ ，燃燒煙氣溫度為 1800～ 2021℃ ，因此煙氣凈化系統(tǒng)中必須設(shè)置冷卻設(shè)備。 （ 3） 煙氣量 22 轉(zhuǎn)爐未燃法平均煙氣量為 60～ 80m3/t。 （ 4） 煙氣的發(fā)熱量 轉(zhuǎn)爐未燃法中，當(dāng)煙氣含 60%～ 80%CO 時(shí)，其發(fā)熱量波動(dòng)在 ～。 煙塵的特征 （ 1） 煙塵的來(lái)源 在氧氣轉(zhuǎn)爐熔池反應(yīng)區(qū)內(nèi)，局部溫度可達(dá) 2500～ 2800℃ ，使一定數(shù)量的鐵和鐵氧化物蒸發(fā)，并夾帶部分散料粉塵和渣粒，組成煙塵，隨爐氣排出。煙塵量約為入爐金屬料量的 %～ %，煙氣中的含塵量為 15～ 120g/m3。在大型爐每熔煉1t 鋼約產(chǎn)生 20kg 粉塵，吹氧時(shí)煙氣含塵濃度可達(dá) 20～ 30g/m3。 （ 2） 煙塵成分 未燃法轉(zhuǎn)爐煙塵中 60%以上為 FeO，其顏色呈黑色。 （ 3） 煙塵粒度 轉(zhuǎn)爐未燃法塵粒大于 10μm 的達(dá) 70%。 煙氣凈化方案選擇 (1) 爐口附近煙氣處理方法 轉(zhuǎn)爐煙氣從爐口逸出，在進(jìn)入煙罩過(guò)程中或燃燒，或不燃燒，或部分燃燒，然后經(jīng)過(guò)汽化冷卻煙道或水冷煙道，溫度有所下降；進(jìn)入凈化系統(tǒng)后，煙氣還需進(jìn)一步冷卻，有利于提高凈化效率，簡(jiǎn)化凈化設(shè)備系統(tǒng) 本設(shè)計(jì)爐口煙氣處理方法選用未燃法，并選用 爐口微壓差控制法來(lái)控制煙罩不吸入空氣。 （ 2） 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化方法 本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煙氣凈化采用 未燃法 干法 靜電除塵，未燃法電除塵通常是將空氣過(guò)剩系數(shù)控制在 以下，故煙氣量小得多，且可回收煤氣和獲得干塵，被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)的方法，越來(lái)越受到各國(guó)的重視。 煙氣凈化系統(tǒng) 參照邯鋼集團(tuán)邯寶公司煉鋼廠 2座 250t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 ,年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力是 520萬(wàn) t轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng) [26]。本設(shè)計(jì)采用 LT法干法除塵系統(tǒng)。 該 LT 法煙氣凈化系統(tǒng)的主要參數(shù)如下 ： 23 爐氣量 ： 17000m3/h 爐口煙氣溫度 ： 1450℃ 從汽化冷卻煙道出來(lái)煙氣溫度 ： 800～ 1000℃ 從蒸發(fā)冷卻器出來(lái)煙氣溫度： 150～ 200℃ 放散管處煙塵濃度 ： ≤68mg/m 3 煤氣進(jìn)入煤氣柜溫度 ： ≤70 ℃ 煤氣回收量 ： ≥100m 3/t 煙氣凈化回收系統(tǒng)主要設(shè)備 煙罩 煙罩位于爐口之上，主要作用是收集煙氣使之不外溢，且可控制吸入的空氣量。煙罩一般有固定段與活動(dòng)段兩部分組成，二者用水封連接。 活動(dòng)煙罩下沿直徑 D2： D2≈ （ ～ 3） d 口 =6373～ ㎜ 取 7200 ㎜ 式中 ： d 口 — 轉(zhuǎn)爐爐口直徑，㎜； 活動(dòng)煙罩的高度 Ht： Ht≈ 口 == ㎜ 可使煙罩下沿能降到爐口以下 200～ 300 ㎜處。 活動(dòng)煙罩的升降行程 S為 300～ 500 ㎜。 固定煙罩內(nèi)的直徑要大于爐口煙氣射流進(jìn)入煙罩時(shí)的直徑。取煙氣從爐口噴出自由射流的擴(kuò)張角 25176。 ，由此可求得煙氣射流直徑為 ： d 口 +2Httan25176。= ㎜ 所以本設(shè)計(jì)固定煙罩直徑 D1取 4000 ㎜。 煙氣在煙道內(nèi)的流速取 30～ 40m/s。煙道垂直段高度一般為 3～ 4m，斜煙道的傾斜角為 55176。 ～ 60176。 。 24 靜電除塵器 靜電除塵的原理是利用放電作用，使煙氣中氣體分子電離，由 此導(dǎo)致塵粒帶電，遂被靜電吸引沉積于集塵電極上。 根據(jù)收塵電極的形式可分為管式電除塵器和板式電除塵器。管式電除塵器的管徑通常為 150～ 300 ㎜，長(zhǎng) 2～ 5m。煙氣在靜電除塵器內(nèi)的流速一般為 2～ 3m/s，煙氣溫度控制在不低于 150～ 200℃ 。 靜電除塵器效率高 ，可達(dá)到 %，而且 除塵效率 穩(wěn)定，不受氣量波動(dòng)的影響，最適合于捕集小于 1μm 的煙塵，處理氣體量大，阻力損失小 （一般在 300Pa 以下） 。 煤氣柜 煤氣柜是貯存煤氣之用，以便于連續(xù)供給用戶成分、壓力、質(zhì)量穩(wěn)定的煤氣，是復(fù)吹轉(zhuǎn)爐回收系統(tǒng)中重要設(shè)備之一 。由于轉(zhuǎn)爐煤氣容易爆炸，從安全與回收煤氣質(zhì)量出發(fā)，要求整個(gè)系統(tǒng)嚴(yán)密，并規(guī)定當(dāng)煤氣中含 O2量大于 2%時(shí)停止回收，利用燃燒器所產(chǎn)生的 CO2廢氣，清洗煙道中殘存的 O2以保證安全。經(jīng)過(guò)靜電除塵器精除塵的煙氣經(jīng)煤氣冷卻器降溫至 70℃ 后進(jìn)入煤氣柜。 參照參照邯鋼集團(tuán)邯寶公司煉鋼廠 250t 轉(zhuǎn)爐煙氣回收系統(tǒng)，選用 10 萬(wàn) m3的煤氣柜。 第七章 冶金輔助設(shè)備的計(jì)算 盛鋼桶的計(jì)算 盛鋼桶容積計(jì)算 （ 1） 盛鋼桶容納鋼水量 本設(shè)計(jì)盛鋼桶的額定容量為 P=250t，一般考慮應(yīng)有 10%的過(guò)余裝量，則鋼包內(nèi)鋼水實(shí)際容量為 ： P+==250=275t (2） 盛鋼桶內(nèi)渣量 出鋼時(shí)一般將爐內(nèi)熔渣全部或絕大部分隨鋼水倒入