最新年产200万吨方坯的转炉炼钢车间炼钢.docx

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最新年产200万吨方坯的转炉炼钢车间炼钢

年产200万吨方坯的转炉炼钢车间炼钢

摘要

本设计是毕业设计，按照设计任务书的要求设计一座年产200万吨方坯的转炉炼钢车间。

设计中对转炉炉型、氧枪进行了设计及计算、连铸设备的选型与设计及转炉车间的车间设计，并做了物料平衡和热平衡计算，选择了炼钢操作制度和工艺制度。

通过计算，确定了转炉的容量、数量及部分主要技术经济指标如下：

1、年产方坯量：

200万吨

2、转炉容量为：

60t；

3、转炉数量为：

三座；

4、转炉吹炼周期为：

36min；

5、转炉吹氧时间为：

18min；

6、转炉作业率为80%；

7、连铸坯的收得率为98%。

本车间的浇注方式为全连铸同时绘制了三张图纸。

关键词：

顶底复吹转炉炼钢连铸

第一章文献综述2

1.1产品方案的规划与设计2

铁水预处理工艺对现在钢厂尤为重要，已经从最初为满足冶炼低硫或低硫钢种的需求，发展成为炼铁-炼钢-凝固过程优化不可分割的重要环节，特别是随着专用转炉脱硅、脱磷工艺技术的开发与进展，正在形成一种全量铁水进行“三脱”预处理的先进工艺。

新一代钢厂应大胆采用全量铁水三脱预处理工艺，以建立起高效低成本的洁净钢生产工艺平台，增强产品竞争力，加快大型转炉节奏，提高生产效率，以实现紧凑、高效、节能的循环型经济发展模式。

铁水预处理的选择需要考虑效果、成本、效率等因素。

5

①通过对不同“三脱”剂、不同处理顺序的热力学计算比较得出最佳铁水处理顺序为：

预处理脱硫-预处理脱硅、脱磷。

对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：

铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。

5

②对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：

铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。

5

1.2厂址选择5

1.3我国钢铁工业的状况7

1.4炼钢方法分类7

1.5钢铁工业工艺流程8

1.6转炉炼钢的基本任务9

第二章氧气转炉炼钢车间10

2.1初始条件10

2.2转炉座数和公称容量确定10

根据金属收得率98%，2000000÷98%=2040816吨钢水。

10

⑵根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量10

一座转炉年出钢炉数，根据转炉作业率80%，平均冶炼时间36min：

10

年出钢炉数=1×年炼钢时间/炼一炉钢的平均冶炼时间=1440×365×80%/36=11680炉。

11

每天出钢炉数=年出钢炉数/年日历天数×转炉作业率=11680/（365×80%）=40炉11

⑶转炉座数的确定11

为了减少车间内的设备互相干扰，终有固数目的炉子在吹炼，以发挥生产潜力。

炉于座数不宜太多，但必须保持年间内始本设计是使用顶底复吹转炉冶炼，合考虑当前转炉炼钢车间的生产情况，选用三座转炉。

11

第三章转炉炼钢的物料平衡与热平衡计算11

3.1一炉钢冶炼过程分析11

3.2物料平衡计算12

3.3热平衡计算22

3.3.1热平衡计算所需数据22

计算所需基本原始数据有：

各种炉料及产物的温度（表19）物料平均热容（表20）反映热效应（表21）溶入铁水的元素对铁水的熔点的影响（表22）其他参照物料平衡选取。

22

第四章转炉炉型设计27

4.1炉型选择27

4.2转炉炉体32

第五章氧枪设计34

5.1氧枪喷头设计34

5.2氧枪枪身设计36

第六章车间连铸机的选型及计算40

6.1连铸机机型分类41

6.2连铸机的特点41

6.3连铸机的主要工艺参数计算43

6.4连铸机基本参数的确定45

第七章转炉车间主厂房的工艺布置和尺寸选择52

7.1主厂房主要尺寸的确定52

7.2连铸区域的布置56

8.1废渣的处理及利用56

8.2废气的处理及利用56

8.3烟气的净化与回收57

参考文献58

致谢58

第1章文献综述

1.1产品方案的规划与设计

1.1.1生产规模

根据设计任务书要求，本设计生产规模为年产200万吨合格09Mn2钢坯的转炉炼钢车间设计。

1.1.209Mn2的用途、化学成分及机械性能

09Mn2用途：

低合金结构钢由于合金元素作用，具有较高强度和韧性，工艺性能较好，生产成本低，应用广泛，大多直接使用，常用于铁路、桥梁、船舶、汽车、压力容器，常用作焊接结构件和机械构件等。

表1低合金结构钢牌号、化学成分（根据GB1591-881）

牌号

化学成分，%

C

M

Si

V

Ti

Nb

Cu

N

RE

S

P

加入量

不大于

09Mn2

≤0.12

1.40-1.80

0.20-0.55

—

—

—

—

—

—

0.045

0.045

表2低合金结构钢机械性能（根据GB1591-88）

牌号

钢材厚度或直径

mm

抗拉强度бsN/mm2

屈服点бb

N/mm2

伸长率δs%

180C弯曲试验

d=弯心直径

a=试样厚度

冲击试验

温度°C

V型冲击功（纵向），J

不小于

不小于

09Mn2

≤16

440～590

295

22

d＝2a

20

27

>16-30

420～570

275

22

d＝3a

20

27

>30～100方、圆钢

410～560

255

21

d＝3a

20

27

1.1.3金属平衡表

图1金属平衡表（单位万吨）

首先将炼铁罐车送来的铁水加进混铁炉储存，一方面保温、均匀成分和温度，另一方面把炼铁和炼钢的节奏衔接起来，随后再将铁水和废钢加入转炉，然后降低氧枪进行吹炼，吹炼过程中加入造渣料石灰、白云石、萤石等，待铁水中的碳降到要求范围，同时温度和P、S符合出钢要求时出钢，在出钢过程中进行脱氧合金化，然后吹氩均匀成分和温度，接着根据钢种要求上连铸或者进LF炉精炼后上连铸，通过连铸将钢水铸成质量合格的连铸坯。

铁水预处理工艺对现在钢厂尤为重要，已经从最初为满足冶炼低硫或低硫钢种的需求，发展成为炼铁-炼钢-凝固过程优化不可分割的重要环节，特别是随着专用转炉脱硅、脱磷工艺技术的开发与进展，正在形成一种全量铁水进行“三脱”预处理的先进工艺。

新一代钢厂应大胆采用全量铁水三脱预处理工艺，以建立起高效低成本的洁净钢生产工艺平台，增强产品竞争力，加快大型转炉节奏，提高生产效率，以实现紧凑、高效、节能的循环型经济发展模式。

铁水预处理的选择需要考虑效果、成本、效率等因素。

①通过对不同“三脱”剂、不同处理顺序的热力学计算比较得出最佳铁水处理顺序为：

预处理脱硫-预处理脱硅、脱磷。

对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：

铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。

②对不同处理容器、不同处理方法的动力学条件比较得出预处理容器应选定为：

铁水包KR脱硫，专用转炉脱硅、脱磷。

其工艺流程如下：

高炉铁水→铁水供应（混铁车）→加废钢→加铁水→吹炼→测温、取样→出钢→溅渣护炉→倒渣→连铸机→200万钢坯（连铸坯）

1.2厂址选择

本设计为年产200万吨钢坯的转炉炼钢车间，厂址选择红河钢铁有限公司，位于蒙自县城以西15公里处的雨过铺镇，占地面积1835亩。

其地理位置特点如下：

红河哈尼族彝族自治州位于云南省东南部，北连昆明，东接文山，西邻玉溪，南与越南社会主义共和国接壤，北回归线横贯东西；红河是云南省第四大经济体，经济总量和部分社会经济指标居全国30个少数民族自治州之首；全州国土面积3.293平方公里，下辖3市10县，总人口450.1万人；有滇南政治、经济、军事、文化中心蒙自，有世界锡都个旧，有国家历史文化名城建水；有河口和金水河两个国家级口岸；有闻名遐迩的锡文化、陶瓷文化和梯田文化；红河是云南经济社会和人文自然的缩影，是云南近代工业的发祥地，也是中国走向东盟的陆路通道和桥头堡。

地形地貌：

在中国—东盟自由贸易区和昆明—河内—海防经济走廊建设的大背景下，我州具有建设面向东南亚出口产品生产基地、口岸和转口贸易基地以及区域性综合保税区的地缘优势，具有加速发展外向型经济的良好条件；我州通往东南亚的国际大通道正在加快形成。

目前，蒙河高速已经建成，石林至蒙自高速、玉溪至蒙自铁路、蒙自至河口铁路正在抓紧建设，云桂铁路、红河机场等一批重点交通建设项目开工在即，再经过三至五年的努力，全州境内的交通“瓶颈”制约将全面消除，通往东南亚最便捷的陆路国际通道将最终形成。

交通运输：

五年累计完成全社会固定资产投资1705亿元，是“十五”时期的3.98倍。

其中完成公路建设投资247.83亿元，是“十五”期间的3.2倍，通车里程由“十五”末的1.77万公里增加到1.97万公里，其中高速公路通车里程340公里。

建成平锁、蒙新、新河高速公路和弥泸师、个屯一级公路，开工建设石蒙高速及元绿、蛮金等6条二级公路，完成农村公路通畅工程46个、通达工程561个，乡镇公路通畅率达95.3%，建制村通达率达99.2%。

玉蒙、蒙河、云桂三条电气化铁路先后开工，在建里程达350公里，占全省在建里程的20%

水、电：

新建中型和小（Ⅰ）型水库8座、实施除险加固36座，新增蓄水库容4000万立方米，建成了一批灌区配套、节水改造和山区五小水利工程，全州水资源利用率稳步提高。

煤炭产能居全省第二位，建成了6座中型水电站和3座2×30万千瓦的火力发电机组，新增电力装机340万千瓦。

“云电送粤”、“南通道”和对越送电等输变电工程相继建成。

红河电网建设工程全面实施，供电保障能力不断增强。

累计完成市政基础设施投资58.19亿元，建成了一批城市供排水、两污处理、城市道路和绿化亮化等工程。

气候特征：

全州地处低纬度亚热带高原型湿润季风气候区，在大气环流与错综复杂的地形条件下，气候类型多样，具有独特的高原型立体气候特征。

据近10年间统计,在海拔2000米以上的山区，年平均气温16.3℃，极端气温-9.0、31.5℃；年平均降雨量2026.5毫米，一般年最大降雨量为2508.1毫米，其中金平县分水岭老林地区年降雨量最大达3471.1毫米，个别年份最高达4338毫米，居全省之冠；一日最大降雨量可达212.4毫米，具有降雨强度大，持续时间长的特点。

在海拔2000米以下的山间盆地、河谷地带，年平均气温分别为17.2℃、23.4℃，极端气温－2.0、40.7℃，年平均降雨量817.2毫米、1688.7毫米，年最大降雨量2257.2毫米，一日最大降雨量144.7毫米，与山区对比相对较小，但仍具有单点暴雨集中，强度大的特点。

矿产资源：

其境内矿产资源丰富，是我国有色金属的重要基地之一。

现已探明的有色金属储量640万吨，其中锡78万吨；黑色金属7000多万吨（锰1600万吨，钛80万吨）；非金属矿霞石50亿吨，大理石5亿立方米，州内能源资源也很丰富，煤炭储量50亿吨，可开发利用的水力资源134万千瓦。

经济发展：

“十一五”期间，全州生产总值相继突破了400亿元、500亿元和600亿元大关，年均增长11.5%，比“十五”末的308.5亿元翻了一番多，人均生产总值已达2000美元以上。

五年共完成财政总收入631.85亿元，是“十五”期间的2.13倍，地方财政一般预算收入累计达到225.60亿元，是“十五”的2.5倍。

累计完成财政支出559.94亿元，是“十五”的2.83倍。

经济综合实力在全省州市排序中继续保持第四位。

1.3我国钢铁工业的状况

图表明我国钢产量的变化情况，从中可以看出钢铁工业的发展状况。

图2我国钢铁工业的状况

通过图说明，我国的钢铁工业对世界产生重要影响，我国不仅是产钢大国，而且已进入钢铁强国的行列。

1.4炼钢