年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计论文.docx

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年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计论文

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年产370万吨连铸坯的转炉炼钢车间工艺设计论文

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西安建筑科技大学

本科毕业设计（论文）任务书

设计总说明

当前的炼钢工艺中，较为普遍的是以高炉铁水为原料的转炉炼钢工艺和以预还原球团矿或高质量的工业废钢为原料的电弧（炉）工艺。

本设计为具有代表性的氧气顶底复吹工艺，预计年生产能力为370万吨良坯钢。

车间设有公称容量为150吨的转炉两座，LF精炼炉2座、板坯连铸机2台和方坯连铸机1台。

转炉的冶炼周期38分钟，吹氧时间16分钟。

根据国内外转炉炼钢技术的发展趋势，结合设计任务书中碳素钢和压力容器用钢的品种需要，选择了LF炉外精炼设备，进行全连铸生产。

最终确定如下的的工艺流程：

铁水预处理→转炉炼钢→LF精炼→连铸。

本次设计在对转炉物料平衡和热平衡计算的基础上，对炼钢车间的主要设备参数进行了设计、选型，完成了主体设备选择、炼钢工艺设计、主厂房工艺布置和设备布置。

编制说明书一份，绘制转炉炉型图、车间平面图、剖面图各一张，并完成题目为钢中非金属夹杂及其危害的专题。

关键词：

炼钢，顶底复吹，工艺流程，精炼，连铸，设计

DesignDescription

Atpresent,therearetwomainsteel-makingprocesses:

convertersteelmakingprocesswithblastfurnacehotmetalandsteelscrapastherawmaterialsandthearc（furnace）processwithpre-reductionpelletsorhigh-qualityindustrialsteelscrapasrawmaterials.Inthispaper,therepresentativeprocesscombined-blowingoxygenconverterprocesswithascaleof3.7×106continuouscastingbilletannualisdesigned..Intheworkshop,mainequipmentsincluding2×150tconvertersanditsauxiliaryequipmentswith2LFrefiningfurnaces,2setsofslabcontinuouscastingmachinesandasetofbilletcontinuouscastingmachinearedesigned.TheSmeltingperiodissetfor38minutesinwhichtheactualoxygenblowingtimeisonly16minutes.

Dependingonthedevelopmenttrendofsteel-makingprocessandthequalityrequirementofcarbonsteelandpressurevesselsteel,LFrefiningisselectedtofufillcontinuouscasting.Finally,thefollowingprocessflowischoosed:

Pretreatment→Converter→LF→CC.

Onthebaseofthematerialandheatequilibrimcaculation,thesizeofsteel-makingplantworkshopspananddeviceassign,personnelplacementismade.Aprojectinstructionisredacted,funacesizegraphic,agroundplaneandasectionalviewoftheworkshoparealsosubmitted.Andfinally,themonographwhichisaboutnon-metallicinclusionsinsteelanditsdamagementisalsofinished.

Keywords:

steelmaking,combined-blown,process,refining,continuouscasting，design

目录TOC\o"1-3"\h\z\u

HYPERLINK\l"_Toc327127079"1转炉炼钢车间设计方案PAGEREF_Toc327127079\h1

HYPERLINK\l"_Toc327127080"1.1工艺流程PAGEREF_Toc327127080\h1

HYPERLINK\l"_Toc327127081"1.2主要冶炼钢种及产品方案PAGEREF_Toc327127081\h2

HYPERLINK\l"_Toc327127082"1.3转炉车间组成PAGEREF_Toc327127082\h2

HYPERLINK\l"_Toc327127083"1.4转炉车间生产能力计算PAGEREF_Toc327127083\h2

HYPERLINK\l"_Toc327127084"1.4.1转炉容量及座数的确定PAGEREF_Toc327127084\h2

HYPERLINK\l"_Toc327127085"1.4.2计算年出钢炉数PAGEREF_Toc327127085\h2

HYPERLINK\l"_Toc327127086"1.4.3根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量PAGEREF_Toc327127086\h3

HYPERLINK\l"_Toc327127087"1.4.4按标准系列确定炉子的容量PAGEREF_Toc327127087\h3

HYPERLINK\l"_Toc327127088"1.4.5核算车间年产量PAGEREF_Toc327127088\h3

HYPERLINK\l"_Toc327127089"2转炉炼钢物料平衡和热平衡计算PAGEREF_Toc327127089\h4

HYPERLINK\l"_Toc327127090"2.1物料平衡计算PAGEREF_Toc327127090\h4

HYPERLINK\l"_Toc327127091"2.1.1计算所需原始数据。

PAGEREF_Toc327127091\h4

HYPERLINK\l"_Toc327127092"2.1.2物料平衡基本项目PAGEREF_Toc327127092\h4

HYPERLINK\l"_Toc327127093"2.1.3计算步骤PAGEREF_Toc327127093\h6

HYPERLINK\l"_Toc327127094"2.2热平衡计算PAGEREF_Toc327127094\h14

HYPERLINK\l"_Toc327127095"2.2.1计算所需原始数据PAGEREF_Toc327127095\h14

HYPERLINK\l"_Toc327127096"2.2.2计算步骤PAGEREF_Toc327127096\h16

HYPERLINK\l"_Toc327127097"3氧气转炉及相关设备设计PAGEREF_Toc327127097\h19

HYPERLINK\l"_Toc327127098"3.1炉型设计PAGEREF_Toc327127098\h19

HYPERLINK\l"_Toc327127099"3.1.1炉型选择PAGEREF_Toc327127099\h19

HYPERLINK\l"_Toc327127100"3.1.2主要参数的确定PAGEREF_Toc327127100\h19

HYPERLINK\l"_Toc327127101"3.2炉衬设计PAGEREF_Toc327127101\h21

HYPERLINK\l"_Toc327127102"3.2.1炉衬材质的选择PAGEREF_Toc327127102\h21

HYPERLINK\l"_Toc327127103"3.2.2炉衬厚度的确定PAGEREF_Toc327127103\h21

HYPERLINK\l"_Toc327127104"3.3炉底供气构件的设计PAGEREF_Toc327127104\h22

HYPERLINK\l"_Toc327127105"3.4转炉炉体金属构件设计PAGEREF_Toc327127105\h22

HYPERLINK\l"_Toc327127106"3.4.1炉壳PAGEREF_Toc327127106\h22

HYPERLINK\l"_Toc327127107"3.4.2支承装置PAGEREF_Toc327127107\h22

HYPERLINK\l"_Toc327127108"3.5倾动机构PAGEREF_Toc327127108\h23

HYPERLINK\l"_Toc327127109"3.6氧枪设计PAGEREF_Toc327127109\h23

HYPERLINK\l"_Toc327127110"3.6.1喷头设计PAGEREF_Toc327127110\h23

HYPERLINK\l"_Toc327127111"3.6.2氧枪水冷系统PAGEREF_Toc327127111\h25

HYPERLINK\l"_Toc327127112"4连铸车间的设计PAGEREF_Toc327127112\h28

HYPERLINK\l"_Toc327127113"4.1连铸机机型的选择PAGEREF_Toc327127113\h28

HYPERLINK\l"_Toc327127114"4.2连铸机的主要工艺参数PAGEREF_Toc327127114\h28

HYPERLINK\l"_Toc327127115"4.2.1钢包允许的最大浇注时间PAGEREF_Toc327127115\h28

HYPERLINK\l"_Toc327127116"4.2.2铸坯断面PAGEREF_Toc327127116\h28

HYPERLINK\l"_Toc327127117"4.2.3拉坯速度PAGEREF_Toc327127117\h28

HYPERLINK\l"_Toc327127118"4.2.4连铸机的流数PAGEREF_Toc327127118\h30

HYPERLINK\l"_Toc327127119"4.2.5铸坯的液相深度和冶金长度PAGEREF_Toc327127119\h30

HYPERLINK\l"_Toc327127120"4.2.6弧形半径PAGEREF_Toc327127120\h30

HYPERLINK\l"_Toc327127121"4.3连铸机生产能力的确定PAGEREF_Toc327127121\h31

HYPERLINK\l"_Toc327127122"4.3.1理论小时产量PAGEREF_Toc327127122\h31

HYPERLINK\l"_Toc327127123"4.3.2连铸机的平均年产量PAGEREF_Toc327127123\h31

HYPERLINK\l"_Toc327127124"4.3.3连铸机台数的确定PAGEREF_Toc327127124\h31

HYPERLINK\l"_Toc327127125"4.4结晶器的设计PAGEREF_Toc327127125\h31

HYPERLINK\l"_Toc327127126"4.4.1结晶器的长度PAGEREF_Toc327127126\h32

HYPERLINK\l"_Toc327127127"4.4.2结晶器断面尺寸PAGEREF_Toc327127127\h32

HYPERLINK\l"_Toc327127128"4.4.3结晶器铜壁厚度PAGEREF_Toc327127128\h32

HYPERLINK\l"_Toc327127129"4.4.4结晶器锥度PAGEREF_Toc327127129\h32

HYPERLINK\l"_Toc327127130"4.4.5结晶器拉坯阻力PAGEREF_Toc327127130\h32

HYPERLINK\l"_Toc327127131"4.5二次冷却装置PAGEREF_Toc327127131\h33

HYPERLINK\l"_Toc327127132"4.6拉坯矫直装置及引锭装置PAGEREF_Toc327127132\h33

HYPERLINK\l"_Toc327127133"4.7钢包回转台PAGEREF_Toc327127133\h33

HYPERLINK\l"_Toc327127134"4.8中间包PAGEREF_Toc327127134\h34

HYPERLINK\l"_Toc327127135"5转炉车间烟气净化和回收PAGEREF_Toc327127135\h35

HYPERLINK\l"_Toc327127136"5.1烟气量的计算PAGEREF_Toc327127136\h35

HYPERLINK\l"_Toc327127137"5.1.1最大炉气量qv0PAGEREF_Toc327127137\h35

HYPERLINK\l"_Toc327127138"5.1.2烟气量qvPAGEREF_Toc327127138\h35

HYPERLINK\l"_Toc327127139"5.1.3烟气成分PAGEREF_Toc327127139\h36

HYPERLINK\l"_Toc327127140"5.1.4煤气浓度修正PAGEREF_Toc327127140\h36

HYPERLINK\l"_Toc327127141"5.1.5回收煤气量的计算PAGEREF_Toc327127141\h36

HYPERLINK\l"_Toc327127142"5.2烟气净化系统类型的选择PAGEREF_Toc327127142\h36

HYPERLINK\l"_Toc327127143"5.3烟气净化系统主要设备的选择PAGEREF_Toc327127143\h37

HYPERLINK\l"_Toc327127144"5.3.1烟气收集设备-烟罩PAGEREF_Toc327127144\h37

HYPERLINK\l"_Toc327127145"5.3.2烟气冷却设备PAGEREF_Toc327127145\h37

HYPERLINK\l"_Toc327127146"5.3.3除尘设备PAGEREF_Toc327127146\h37

HYPERLINK\l"_Toc327127147"5.3.4脱水设备PAGEREF_Toc327127147\h38

HYPERLINK\l"_Toc327127148"5.3.5抽气设备（抽烟机）PAGEREF_Toc327127148\h38

HYPERLINK\l"_Toc327127149"5.4含尘污水处理PAGEREF_Toc327127149\h38

HYPERLINK\l"_Toc327127150"6转炉炼钢的生产工艺设计PAGEREF_Toc327127150\h39

HYPERLINK\l"_Toc327127151"6.1炼钢的主要原材料PAGEREF_Toc327127151\h39

HYPERLINK\l"_Toc327127152"6.1.1金属料PAGEREF_Toc327127152\h39

HYPERLINK\l"_Toc327127153"6.1.2造渣材料PAGEREF_Toc327127153\h39

HYPERLINK\l"_Toc327127154"6.1.3其他PAGEREF_Toc327127154\h40

HYPERLINK\l"_Toc327127155"6.2装料制度PAGEREF_Toc327127155\h40

HYPERLINK\l"_Toc327127156"6.3供氧制度PAGEREF_Toc327127156\h41

HYPERLINK\l"_Toc327127157"6.3.1供氧制度主要工艺参PAGEREF_Toc327127157\h41

HYPERLINK\l"_Toc327127158"6.3.2氧枪操作PAGEREF_Toc327127158\h41

HYPERLINK\l"_Toc327127159"6.4造渣制度PAGEREF_Toc327127159\h42

HYPERLINK\l"_Toc327127160"6.4.1单双渣操作PAGEREF_Toc327127160\h42

HYPERLINK\l"_Toc327127161"6.4.2各种渣料用量计算及加入PAGEREF_Toc327127161\h42

HYPERLINK\l"_Toc327127162"6.4.3炉渣调整PAGEREF_Toc327127162\h43

HYPERLINK\l"_Toc327127163"6.5温度制度PAGEREF_Toc327127163\h43

HYPERLINK\l"_Toc327127164"6.5.1温度控制原则PAGEREF_Toc327127164\h43

HYPERLINK\l"_Toc327127165"6.5.2出钢温度的确定PAGEREF_Toc327127165\h44

HYPERLINK\l"_Toc327127166"6.5.3过程控制温度要求PAGEREF_Toc327127166\h44

HYPERLINK\l"_Toc327127167"6.6终点控制与出钢PAGEREF_Toc327127167\h44

HYPERLINK\l"_Toc327127168"6.7脱氧合金化PAGEREF_Toc327127168\h45

HYPERLINK\l"_Toc327127169"6.7.1脱氧合金化操作PAGEREF_Toc327127169\h45

HYPERLINK\l"_Toc327127170"6.7.2影响合金元素吸收率的因素PAGEREF_Toc327127170\h45

HYPERLINK\l"_Toc327127171"7转炉车间的组成、类型和主厂房尺寸PAGEREF_Toc327127171\h47

HYPERLINK\l"_Toc327127172"7.1车间组成PAGEREF_Toc327127172\h47

HYPERLINK\l"_Toc327127173"7.2主厂房主要尺寸的确定PAGEREF_Toc327127173\h47

HYPERLINK\l"_Toc327127174"7.2.1加料跨PAGEREF_Toc327127174\h47

HYPERLINK\l"_Toc327127175"7.2.2炉子跨PAGEREF_Toc327127175\h49

HYPERLINK\l"_Toc327127176"7.2.3浇铸跨PAGEREF_Toc327127176\h53

HYPERLINK\l"_Toc327127177"8炼钢车间其它设备的选择与计算PAGEREF_Toc327127177\h56

HYPERLINK\l"_Toc327127178"8.1渣罐车PAGEREF_Toc327127178\h56

HYPERLINK\l"_Toc327127179"8.1.1渣罐车型号的选取PAGEREF_Toc327127179\h56

HYPERLINK\l"_Toc327127180"8.1.2渣罐车数量的确定PAGEREF_Toc327127180\h56

HYPERLINK\l"_Toc327127181"8.2混铁车PAGEREF_Toc327127181\h56

HYPERLINK\l"_Toc327127182"8.3铁水罐PAGEREF_Toc327127182\h57

HYPERLINK\l"_Toc327127183"8.4废钢供应系统PAGEREF_Toc327127183\h57

HYPERLINK\l"_Toc327127184"8.4.1转炉车间昼夜所需废钢量PAGEREF_Toc327127184\h57

HYPERLINK\l"_Toc327127185"8.4.2废钢贮仓容积或堆放场地所需面积计算PAGEREF_Toc327127185\h57

HYPERLINK\l"_Toc327127186"8.4.3废钢料斗容量及数量PAGEREF_Toc327127186\h58

HYPERLINK\l"_Toc327127187"8.5散装材料供应系统PAGERE