1、11311311311311311311311311111111111111第 1 页年产 330 万吨全连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计摘要本设计的主要任务是设计一座年产 330 万吨方坯的转炉炼钢车间。本设计从基础的物料平衡和热平衡计算开始，主要包括以下几部分：转炉炉型设计、氧枪设计、转炉车间设计、连铸设备的选型及计算、以及炼钢操作制度和工艺制度，其中，转炉炼钢车间设计是本设计的重点与核心。本设计设有转炉两座，转炉大小均为 150t，平均吹氧时间为 38min，纯吹氧时间为 18min，转炉作业率为 80%，转炉的原料主要有铁水、废钢以及其它一些辅助原料。连铸坯的收得率为 98%，另外本车间炉
2、外精炼主要采用了喂丝以及真空脱气手段。本车间的浇注方式为全连铸。车间的最终产品为方坯。此次的设计任务更加巩固了我所学的专业知识，与此同时也更加了解了转炉炼钢车间的各道工艺流程，为以后的工作打下了良好的基础。关键词：顶底复吹 转炉 炼钢 车间 精炼 连铸11311311311311311311311322222222222222第 2 页AbstactThe main task of this design is designing a plant wich perduce 3.3 million tons of steel per year. It is become the foundati
3、on of the material and thermal calculation, mainly include the following parts: the bof model designing, oxygen lance designing, equipment selection and calculation of continuous caster ,besides,also including operating and process system of steelmaking ,the core of the design is plant layouting Thi
4、s design has two 150t converter for steelmaking, the average time of oxygen applying is 38min ,pure oxygen applying time is 18min, the efficient of the bof is 80% , scrap metal and other auxiliary materials. The rate of casting billet is 98%, in addition , refining mainly adopts wire feeding and vac
5、uum deairing, The final product is billet.The design more strengthened my major knowledge, at the same time also understand more about the converter steelmaking of each process , laiding a good foundation for the work of future.Keywords: top and bottom combined blown converter steelmaking refining c
6、asting continuous casting目录11311311311311311311311333333333333333第 3 页1 绪 论 .71.1 转炉冶炼原理简介 1 .71.2 氧气转炉炼钢的特点 .81.3 设计原则和指导思想 .91.4 产品方案 .92 氧气转炉炼钢车间 .112.1 初始条件 .112.2 公称容量选择 2 .112.3 转炉座数的确定 .112.4 根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量。 .122.5 计算年产钢量 .123 转炉物料平衡和热平衡计算 .133.1 氧气顶底复吹转炉的物料平衡和热平衡 .133.1.1 物料平衡计算 .133.2
7、热平衡计算 .253.2.1 热平衡计算所需数据 .253.2.2 计算步骤 .264 转炉炉型及氧枪设计 .304.1 转炉炉型设计 .304.1.1 炉型选择 .304.1.2 转炉的公称吨位 .304.1.3 炉容比确定 .314.1.4 高宽比 .324.1.5 炉型主要尺寸的确定 .324.1.6 转炉设备及修砌 .394.2 氧枪喷头设计 .424.2.1 喷头设计 .424.2.2 氧枪枪身设计 .444.2.3 氧枪升降和更换机构 .464.2.4 副枪设计 .474.2.5 副枪的功能和要求 .4711311311311311311311311344444444444444第
8、 4 页4.3 底部供气元件设计 .484.3.1 底气种类 .484.3.2 供气构件的选择 .484.3.3 喷嘴数量及布置 .485 转炉炼钢的生产制度 .505.1 主要原材料的技术要求 .505.1.1 金属料 .505.1.2 造渣材料 .515.1.3 氧化剂 .525.2 装料制度 .535.3 供氧制度 .545.3.1 供氧制度主要工艺参数。 .545.3.2 氧枪操作 .545.4 造渣制度 .555.4.1 采用单双渣操作 .565.4.2 各种渣料用量计算及加入 .565.4.3 炉渣调整： .575.5 温度制度 .575.5.1 温度控制原则 .575.6 终点控
9、制与出钢 .595.7 脱氧合金化 .605.7.1 脱氧合金化操作 .605.7.2 影响合金元素吸收率的因素 .605.8 精炼与连铸 .616 车间工艺布置 .626.1 车间生产工艺流程图 .626.2 供应系统 .636.3 转炉烟气净化与回收系统 .646.4 炉下出钢出渣系统 .657 冶炼车间组成及车间布置 .667.1 冶炼车间的组成和厂房的布置形式 .6611311311311311311311311355555555555555第 5 页7.1.1 车间的组成 .667.2 主厂房的工艺布置 .667.2.1 原料跨间的布置 .677.3 转炉跨间的布置 .687.4 精
10、炼跨间的布置 .727.5 浇铸跨间的布置 .727.5.1.连铸机总长度 .727.5.2 连铸机高度 .737.5.3 连铸机浇注平台尺寸 .737.4.5 浇注跨长度 .747.5.6 浇注跨吊车轨面标高 .748 连 铸 车 间 .768.1 连铸系统的组成及工艺流程 .768.2 浇注跨的工艺布置 .768.2.1 连铸机机型的选择 .768.2.2 连铸机的主要工艺参数计算 .778.3 连铸机基本参数的确定 .798.3.1 拉坯速度 .798.3.2 铸机的弧形半径的确定 .808.3.3 铸坯液心长度、冶金长度和铸机长度，以及高度 .808.3.4 钢包的设计 .818.3.
11、5 中间包的设计 .838.3.6 结晶器的设计 .848.3.7 二冷区的设计 .858.3.8 拉矫方法的确定 .868.3.9 引锭装置 .868.3.10 辊道及后步工序其他设备 .868.3.11 电磁搅拌装置 .868 生产组织和人员编制 .889 主要经济技术指标 .93专题 .9411311311311311311311311366666666666666第 6 页致 谢 .10411311311311311311311311377777777777777第 7 页1 绪 论1.1 转炉冶炼原理简介 1转炉炼钢是把氧气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。在氧化的过程中放出大量
12、的热量 （含 1%的硅可使生铁的温度升高 200 摄氏度） ，可使炉内达到足够高的温度。因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。氧气转炉生产的主要原材料是铁水，大多数情况下铁水由高炉攻击，而高炉的原材料是铁矿石；转炉生产出来的产品是钢坯（或钢锭） ，他们还不是最终成品，而必须经由轧钢机轧制成各种类型和规格的钢板、型钢和钢管等最终产品，提供给市场。因此，氧气转炉不可能独立存在，它必须前有炼铁，后有轧钢，共同组成一个钢铁生产的联合体。我们称这样的生产模式为钢铁联合企业。从化学成分来看，刚和生铁都是铁碳合金，并还有 Si、Mn、S 、P 等元素，由于 C 和其他元素的含量不同，所形成的组织不同，因而性能也不
13、一样。根据FeC 相图， C 含量在 0.0218%-2.11%之间的铁碳合金为钢，它的熔点在1450-1500。 C 含量在 2.11%以上的铁碳合金称为生铁，熔点在 1100-1200。C 含量在 0.0218%一下的铁碳合金称为工业纯铁。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C 固熔体，随着碳含量的增加，其强度、硬度增加，而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能，可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工，其用途十分广泛。若以生铁为原料炼钢，需氧化脱碳:钢种 P、S 含量过高分别会造成钢的“冷脆”性和“热脆”性，炼钢过程应脱出 P、S；钢中氧含量超过限度会加剧钢的“热脆”性，并形成大量氧化物夹杂，因而要脱出氧；钢种含有 H、N分别造成钢的氢脆和时效性，应该降低钢中的有害气体含量；夹杂物的存在会破坏钢基体的连续性，从而降低钢的力学性能，也应该去除：炼钢过程应提高温度达到出钢要求，同时还要加入一定种类和数量的合金，使钢的成分达到所炼钢种的规格。综上所述，
