1、重庆科技学院本科生毕业论文150t3转炉精炼及连铸工艺设计 学 院：冶金与材料工程学院 专业班级：冶金工程2009-03 学生姓名：储强泽 学 号：2009440466 指导教师：张倩影 重庆科技学院本科生毕业论文 目录 设计目的 厂址选择 产品大纲 铁水供应方式及预处理方案 转炉设计 转炉氧枪设计 炉外精炼 连铸机设备 转炉车间烟气净化与回收 转炉车间主厂房的工艺布置及尺寸 总结重庆科技学院本科生毕业论文 设计目的本设计的宗旨是设计出一个科技含量高、经济效益好、技术先进、节能环保、布局科学合理的现代化钢铁企业。重庆科技学院本科生毕业论文 厂址选择江苏省南通市1.环境特点：环境特点：南通气候温
2、和，地形以平原为主，交通十分便利，铁路、公路运输十分发达；南依长江，北靠黄海，境内，水道纵横交错，航运能力也十分发达。2.发展优势：发展优势：南通周边有好几家知名的钢铁企业，如常州中天特钢，张家港沙钢和世界领先的上海宝钢等，这些企业在当地的成长经验值得我们借鉴，而且，能够与它们在日后的发展中形成优势互补。3.产品市场：产品市场：近年来，南通的造船、铁路建设、房地产开发、机械加工等行业的迅速发展，对钢材的需求量追年增加。重庆科技学院本科生毕业论文 产品大纲钢种钢种代表钢号代表钢号断面形状断面形状断面尺寸断面尺寸年产量年产量/万吨万吨比例比例/%造船用钢AH36板坯200mm1500mm12037
3、.5钢筋钢Q235方坯200mm200mm8025.0轴承钢GCr15方坯200mm200mm12037.5重庆科技学院本科生毕业论文 主要工艺流程重庆科技学院本科生毕业论文 产量核算1.吹炼制度：吹炼制度：三吹二2.年出钢炉数：年出钢炉数：转炉作业率取75%，平均吹氧时间为18min，平均冶炼时间为37min计算得年出钢炉数为10654炉3.年产钢量：年产钢量：计算得年产量为3196200t11236514401440TTTNnNqW 重庆科技学院本科生毕业论文 铁水供应方式及预处理方案 1.铁水供应方式：铁水供应方式：高炉铁水罐混铁车铁水罐称量炉外处理转炉2.所需混铁车台数：所需混铁车台数
4、：本设计采用公称容量为300t的混铁车11台3.铁水预处理的主要工艺流程为：铁水预处理的主要工艺流程为：铁水罐铁水脱硫前扒渣测温取样加入脱硫剂机械搅拌脱硫测温取样铁水脱硫后扒渣转炉脱磷、脱硅22maxNQncPPN重庆科技学院本科生毕业论文 铁水供应方式及预处理方案4.铁水预处理：铁水预处理：a.本设计选用搅拌法脱硫，搅拌法无论是脱硫剂在铁水旋窝中下降还是在铁水中上浮，都可以与铁水发生反应，因而脱硫剂的利用率高、稳定性好、脱硫周期短。脱硫主要采用KR搅拌法.KR法的优势：KR法能够改善脱硫的动力学条件，脱硫剂利用率高，减少脱硫剂的消耗。而且它作业时间短、金属损耗低、耐材消耗低。b.脱硫剂采用石
5、灰粉，其特点是石灰石分解排出的CO2强烈搅动铁水，有利于脱硫反应；同时CaCO3在铁水深处分解时能生成极细的石灰粉粒，具有很高的活度，可以提高脱硫效率；使用石灰石脱硫不会过分降温；而且石灰石资源丰富，价格便宜 c.铁水脱磷、硅在转炉中进行，有利于实现全量（100%）铁水预处理。重庆科技学院本科生毕业论文 转炉设计名称名称炉容比炉容比熔池熔池直径直径熔池熔池深度深度炉帽炉帽倾角倾角炉口炉口直径直径炉帽炉帽高度高度炉身炉身高度高度出钢口出钢口直径直径出钢口中心出钢口中心线水平倾角线水平倾角尺寸参数尺寸参数0.85m/t4.76m1.70m602.14m2.67m4.59m18.04cm15本设计采
6、用顶底复吹转炉，炉型选择截锥型转炉各部分尺寸如下表所示：重庆科技学院本科生毕业论文 转炉设计本设计选用的转炉炉衬用砖炉衬各个部位炉衬各个部位永久层厚度永久层厚度/mm工作层厚度工作层厚度/mm材质材质牌号牌号炉 帽130550镁碳砖MT14B炉身（加料测）120750镁碳砖MT14A炉身（出钢侧）120650镁碳砖MT14A炉 底400500镁碳砖MT14B重庆科技学院本科生毕业论文 转炉氧枪设计1.喷头计算结果：喷头计算结果：氧流量氧流量马赫数马赫数喷头喷头孔数孔数工况氧工况氧压压吼口吼口直径直径喷孔出喷孔出口直径口直径喷孔扩张喷孔扩张段长度段长度喷孔吼口直喷孔吼口直线段长度线段长度喷孔倾角
7、喷孔倾角500m/min2.050.790MPa41mm53mm69mm10mm15重庆科技学院本科生毕业论文 转炉氧枪设计氧枪枪身由三层无缝钢管套装而成，内层为氧气通道，内层管与中层管之间是冷却水进水通道，中层管与外层管之间是冷却水出水通道。氧枪枪身设计参数如下表所示：中心氧管中心氧管内截面积内截面积中心氧管中心氧管内经内经进水环缝进水环缝截面积截面积中层管内中层管内径径出水环缝出水环缝截面积截面积中层管内中层管内径径氧枪总长氧枪总长度度氧枪行程氧枪行程0.026182mm77.8cm218mm66.7cm238mm18.44m14.34m重庆科技学院本科生毕业论文 炉外精炼 炉外精炼是一项
8、降低成本，提高产品质量的先进技术，是一个现代化钢铁企业必须掌握的重要技术。它可以降低能耗，减少耐材、能源和铁合金消耗，提高炼钢设备的生产能力，提高钢材质量，从而进一步提高企业在市场上的竞争力，为企业的生存和发展赢得更大的空间。根据本课题所炼钢的产品要求，选择LF和RH两种炉外精炼设备。LF炉精炼要素配置合理，四大精炼功能（埋弧加热、吹氩搅拌、炉内还原气氛、白渣精炼）相互渗透、相互促进，一般脱硫效率可在50%以上，脱氧效果也很好，钢的质量显著提高；投资省、设备简单、工艺灵活、夹杂少、温度成分稳定均匀，易于实现窄范围成分控制，提高产品稳定性。RH法具有脱气效果好、处理周期短、易操作、生产能力强等一
9、系列优点。重庆科技学院本科生毕业论文 连铸机设备 连铸机是连接炼钢和轧钢的中间环节，是炼钢厂的重要组成部分。连铸生产的正常与否，不但影响到炼钢生产任务的完成，而且也影响到扎材的质量和成材率。连铸具有如下优越性：简化生产工序，缩短工艺流程；降低能耗；提高综合成材率；易于实现自动化与机械化；提高产品质量，扩大钢种。重庆科技学院本科生毕业论文 连铸机设备1.连铸机的设备选型连铸机的设备选型：本设计采用弧形连铸机2.选择依据：选择依据：弧形连铸机重量较轻，投资费用较低，设备安装与维护方便，而且它高度低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小坯壳因鼓肚变形而产生的内裂与偏析，有利于改善铸坯质量
10、和提高拉速。重庆科技学院本科生毕业论文 连铸机设备最大浇最大浇铸时间铸时间工作拉速工作拉速流流 数数液相深度液相深度弧形半径弧形半径单炉连浇时间单炉连浇时间方坯板坯方坯板坯方坯板坯方坯板坯方坯板坯73min1.20m/min0.68m/min6流2流14.03m9.92m7.0m8.0m66.77min47.13min连铸机设备主要参数 其中，方坯连铸机设计年产量是932731.51t/a，板坯连铸机设计年产量是1252177.18t/a，为满足钢厂年生产任务，需要方坯连铸机2台，板坯连铸机1台。重庆科技学院本科生毕业论文 转炉车间烟气净化与回收 炼钢过程中炉内反应激烈，产生的炉气量大。吹炼过
11、程中铁水中的碳等元素发生激烈地氧化，产生大量的CO和少量的CO2气体，随同其他气体一起构成炉气。同时部分铁被氧化形成微小的氧化铁尘粒。这种烟气温度高、气体多、含尘量大，具有毒性和爆炸性。如果不经净化处理而随意排到大气中，一则污染环境，二则烟气中含有许多可回收利用的物质，如果不回收利用，也是一种能源的浪费。因此，烟气净化及回收也是一项十分必要的降低成本的手段。1.炉口附近烟气处理方法：炉口附近烟气处理方法：本设计选用的是未燃法，此法能够回收煤气，利用余热。2.转炉烟气净化方法：转炉烟气净化方法：本设计采用全干法除尘系统。全干法，在净化过程中烟气完全不与水相遇。布袋除尘、干法静电除尘均为全干法除尘
12、。全干法除尘可以得到干灰，无需设置污水、泥浆处理设备。重庆科技学院本科生毕业论文 转炉车间主厂房的工艺布置及尺寸1.装料跨布置：装料跨布置：供应铁水的工艺过程：高炉铁水出到混铁车内，由铁路机车牵引到脱硫站进行铁水预处理后运送到铁水倒罐站，不需要预处理的铁水直接运送到铁水倒罐站。当转炉需要铁水时，倒入倒罐站地下受铁坑内移送车上的铁水罐内，然后，移送到转炉加料跨，用天车吊起来运至炉前兑入转炉内。2.废钢供应布置：废钢供应布置：废钢间为装料跨的延长部分，废钢经铁路线或公路线运进废钢间。3.出渣方式：出渣方式：与装料跨相邻设置除渣跨，炉渣经渣罐接收后用行车吊出，再运至炉渣堆放区。为了减少污染和综合利用
13、，对转炉炼钢炉渣的处理一直在研究和改进。含磷高的炉渣可以作为化肥的原料，含钒高的炉渣可以从中提钒，高碱度炉渣可供高炉及转炉配料，炉渣中游泳物质提取后的剩余物还可以做建筑材料等。4.转炉跨位置：转炉跨位置：本设计中，转炉跨位于加料跨与精炼跨之间重庆科技学院本科生毕业论文 转炉车间主厂房的工艺布置及尺寸5.转炉跨的横向布置：转炉跨的横向布置：横向布置是指跨间横向柱列中心线之间的布置。a.转炉中心线与靠近原料跨的厂房纵向柱列中心线的距离a=1.9m；b.枪巷、料巷和烟道巷的布置采用最为广泛的枪巷、料巷、烟道巷的排列方式；c.烟罩、烟道和氧枪、副枪的布置为了便于氧枪和副枪穿过烟罩插入转炉内，和换枪方便
14、，烟罩和烟道沿跨间横向朝炉后弯曲。氧枪通道宽度1m，副枪布置在靠烟道一侧；d.高位料仓的布置采用高位料仓布置在紧靠固定烟道后面的布置方式；e.高位料仓的布置采用高位料仓布置在紧靠固定烟道后面的布置方式；f.除尘系统设备布置于转炉跨内，具体布置方式与设备类型有关。6.连铸各跨布置：连铸各跨布置：由于本设计为“三吹二”的转炉全连铸钢厂，板坯连铸机为1台，方坯连铸机2台。这样，连铸机采用横向布置，各流连铸坯汇集起来直接向热连轧送坯。重庆科技学院本科生毕业论文 转炉车间主厂房的工艺布置及尺寸转炉车间主厂房主要计算尺寸如下表所示：参数名称参数名称单位单位设计值设计值加料跨长度m100加料跨宽度m28转炉中心线至柱子纵向列线距离m1.9耳轴中心线标高m9.95转炉间距m22转炉跨长度m75转炉跨宽度m24转炉操作平台标高m9.95连铸机总长度m45.5连铸机总高度m10.6连铸操作平台标高m9.4连铸跨宽度m46.6连铸跨长度m250炼钢厂车间总长度m250重庆科技学院本科生毕业论文 本设计的优越之处1.钢厂的优势钢厂的优势本设计结合当地市场现状，合理设定产品，能够保证钢厂的经济效益；钢厂所在地交通非常方便，便于产品对外输出，扩大市场。2.设计中缩采用的新技术设计中缩采用的新技术a.进行铁水预脱硫b.采用顶底复吹转炉c.LF炉精炼d.连铸连轧报告完毕谢谢
