毕业论文《设计一座公称容量为3×200t的氧气转炉炼钢车间生产板坯》.pdf

河北联合大学轻工学院 毕业设计目录摘要本设计为3座200吨氧气转炉炼钢车间。车间的各主要系统为：铁水供应系 统、散状料供应系统、废钢供应系统、铁合金供应系统，烟气净化系统、浇注系 统、炉外精炼系统等。这些方案都是经过比较而确定的比较合理的适合本设计的 方案，并且采川了国内外的先进技术。本设计主要包括转炉炉型计算、氧枪计算、烟气净化系统计算、车间设备的计算以及各跨间的布置。另外本设计还采川了许 多新技术如：溅渣护炉技术、连铸连轧技术，这些技术均已达到国际先进水平。通过本次设计，整体掌握了炼钢工艺流程和车间工艺布置，进一步了解世界 钢铁动态。关键字：炼钢；炉外精炼；板坯；先进2河北联合大学轻工学院 毕业设计目录ABSTRACTA steel-making workshop which has 3sets of300 tons oxygen top-blowing converter was designed in this paper.The workshop could produce eight million tons of good casting slab in one year.The main systems of the workshop include:hot-metal supplying system,scattered material supplying system,scrap supplying system,ferro-alloy supplying system,flue gas cleaning system,casting system and refining system.These subsystem are selected in this designment through compariment.And which are advanced technologies in present.The followings are mainly designed in this paper:the calculation of the converter mould,the calculation of Oxygen-lance,the calculation of flue-gas cleaning system,the calculation of the workshop equipment and the arrangement of spans.Additionally,lots of new technologies were adopted in this design,such as slag splashing protection technology,hot metal pretreatment,continous casting and rolling,etc.These technologies reached to the advanced level in the world.Through this design,the overall grasp of the steelmaking process and layout of the workshop process,a better understanding of World Steel Dynamics.Keywords：steel-making,secondary refining,slab,advanced3河北联合大学轻工学院 毕业设计目录目 录弓I言.71设计方案的选择确定.9L1车间生产规模、转炉容量及座数、产品方案的确定.91.L 1车间生产规模及座数的确定：.9L1.2产品方案的确定：.91.2车间各主要系统所用方案的比较及确定.91.2.1铁水供应系统.91.2.2废钢供应系统.101.2.3散状料供应系统.101.2.4烟气净化系统.131.2.5炉外精炼系统.151.2.6 浇注系统.151.2.7 出渣系统.171.3炼钢车间工艺布置.181.3.1车间跨数的确定.181.3.2各跨的工艺布置.18L 4车间工艺流程简介.191.4.1工艺流程框图.191.4.2工艺流程说明.191.5转炉冶炼指标及原材料消耗.201.5.1转炉冶炼作业指标.202设备计算.212.1转炉设计.212.1.1炉型设计.212.1.2转炉倾动力矩计算及电机功率确定.242.2 氧枪设计.262.2.1氧枪喷头设计.262.2.2氧枪枪身设计.272.3烟气净化系统设备设计与计算.324河北联合大学轻工学院 毕业设计目录2.3.1吹炼条件.322.3.2烟气及烟尘有关参数.322.3.3供水强度.322.3.4烟气浓度修正.332.3.5回收煤气量的计算.332.3.6烟气的物理数据的计算.332.3.7流程简介如下：.342.3.8主要设备的设计和选择如下。.342.4炉外精炼设备设计与计算.462.4.1主要设计及其特点.462.4.2主要工艺设备技术性能.473车间尺寸的计算.553.1原料供应系统.553.L 1铁水供应系统.553.1.2废钢坑废钢斗的计算.553.1.3散装料供应系统的计算.563.L4合金料供应系统.573.2浇注系统设备计算.573.2.1钢包和钢包车.573.2.2连铸机.583.2.3连铸机总体尺寸及工艺布置.633.3渣罐的确定.643.4车间尺寸计算.653.4.1主厂房主要尺寸的确定.653.4.2炉子跨主要尺寸的确定.653.4.3转炉在车间纵向位置和炉间距.673.4.4转炉跨的标高跨度和长度确定.683.4.5加料跨主要尺寸的确定.693.4.6各跨的跨度确定.693.5天车计算.694新技术和先进工艺、设备的应用.715河北联合大学轻工学院 毕业设计目录4.1 铁水预处理脱磷、硫。.714.2溅渣护炉技术.714.3连铸.714.3.1提高连铸坯表面和内部的质量。.714.3.2提高连铸生产率的技术.72结 论.72参考文献.73谢 辞.756河北联合大学轻工学院 毕业论文引言引言钢铁是人类社会最主要的结构材料和功能材料材料，它以其诸多的性能优点,至今仍有其不可代替的战略地位。1997年日本住友公司完成和歌山炼钢厂技术改造，新建2座210t转炉和一 座铁水三脱预处理炉代替原有的6座160t转炉，实现了 采川最新工艺和装备 技术，高效率，高质量和高稳定性生产各种高品质钢材的技术理念，被誉为“21 世纪世界最先进的钢铁厂”。21世纪初先进炼钢厂是在20世纪现代化炼钢厂基 础上，为满足市场对超纯净钢生产的需求及钢铁企业与社会和谐发展的要求建设 的新型钢铁厂。其技术特点是：高效、环保和大批量生产超纯纯净钢、进入21 世纪初，为保证钢铁工业可持续发展，必须采用全新的理念研究解决超纯净钢高 效化生产工艺、资源能源可循环利川及大幅度减少环境污染等重大技术问题，建 立21世纪初先进钢铁厂。其发展目标是：满足超纯净钢的市场需求；进一步提 高企业的核心竞争力；实现与环境和谐发展。转炉直接生产超纯金钢市21史济春先进炼钢厂的基本特点。提高转炉钢水 纯净度的技术关键是铁水预处理工艺，主要包括铁水脱硫和转炉铁水“三脱”预 处理。21世纪初先进钢铁厂采川的新流程具有以下特点：1.铁水提纯以铁水预处理为主，实现转炉生产超纯净钢；2.在钢水提纯过程中不断稀释炉渣中有害元素，避免炉渣污染；3,注重提高生产效率，加快生产节奏；4.大幅度减少渣量，有利于环保。7河北联合大学轻工学院 毕业论文引言21世纪初时我国钢铁行业发展的重要战略机遇期，20世纪现代化钢铁厂向 21世纪初先进钢铁厂的转变是社会发展的需求，也是历史的必然。21世纪初先 进炼钢厂的基本理念是：实现全部钢材超纯进化，建立大批量、低成本、稳定生 产超纯净钢的生产体系，实现超纯净钢的高效化和建立起可循环的钢铁生产流 程。为了实现21世纪初先进炼钢厂的技术理21世纪的钢铁业要走“科技含量高、经济效益好、资源消耗地、环境污染小、人力资源得到充分发挥”的新型工业化 道路，走可持续发展、和谐发展的科学发展道路，其科技发展方向应该是采川新 流程、新技术、新装备代替传统的流程生产方式，实现高效率运行和生产优质特 殊钢是钢铁工业的一个重要领域，特殊钢应川范围广，从经济建设、国防建设到 日常生活川品都与特殊钢有密切的关系。因而通常把特殊钢品种、质量、产量作 为衡量一个国家钢铁工业科学技术和工业化水平的重要标志。8河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书1设计方案的选择确定1.1车间生产规模、转炉容量及座数、产品方案的确定1.1.1 车间生产规模及座数的确定:3X200吨的转炉车间，三吹三，炉龄为12000炉转炉年作业天数取290大，则转炉作业率=转？吧塔数X100%=理 X100%=79.5%日历天数 365确定转炉平均冶炼周期:兑铁水加废钢吹氧测温取样补吹摇炉打出钢口出钢倒渣堵出钢口溅渣护炉辅助时间3.5分钟2分钟14分钟2分钟2分钟1分钟5分钟2分钟3.5分钟1分钟年出钢炉数;3 x 365 x 79.5%x 24x60:4821（炉）36每天出钢炉数=世卫=120（炉）290 1 7年产良坯二200 X 34821X 95%=6615990（吨）=661.6（万吨）LL 2产品方案的确定：主要生产低碳镇静钢，全部为板坯（连铸连轧）。1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定1.2.1铁水供应系统1、铁水罐车供应铁水，其工艺流程为：高炉一铁水罐车一铁水罐一称量一 转炉此种方法的优点：供应铁水与混铁车相比投资省。缺点：铁水罐散热损失要更严重，倒灌时温降很大，且因罐的容积小，随 高炉出铁成分的变化而变化，从而使转炉的操作难于稳定，不利于组织生产，易 粘包不易处理，车间污染也非常严重。2、混铁炉供应铁水，其工艺流程如下：9河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书高炉铁水一铁水罐车一混铁炉一铁水包一称量一转炉优点：此种方式铁水成分和温度都均匀，尤其对于高炉与转炉之间调节和均 衡供水有利。供应的铁水其成分和温度比较均匀，有利于组织生产。缺点：其设备体积大，并需要增设铁水吊车，占地大，投资大。但多倒一次 铁水，温度损失比较大，因此要设加热系统。3、混铁车供应铁水，其工艺流程如下：高炉一混快车一铁水罐一称量一转炉优点：兼有储存和运输双重作川，热损失小，尤其适用于高炉与炼钢车间距 离远时，切实用与高炉大型化发展的要求。基础建设投资省，便于操作，维修费 川低！缺点：仍受高炉铁水成分和温度的影响，要求高炉生产稳定。因受轨距和弯 曲轨道曲率半径的因素而使扩容受到限制。鉴于此，作为一个钢铁联合企业本设计采川铁水罐供应铁水。其容量的计算如下：按惯例铁水罐的容量应满足兑一炉或两炉考虑，采川取210吨铁水罐。1.2.2废钢供应系统废钢作为转炉吹炼过程中的冷却剂加入炉内。目前国内各转炉厂废钢间的布 置的方式有：1、设置单独的废钢间;其流程为：火车车皮汽车一料坑一磁盘吊车或大钳 一废钢料斗一专门料斗平车以电力或热力运送一装料跨一转炉。2、和装料跨相端在其一端设废钢间：其流程为：火车或汽车一料坑一键盘 或大钳吊车一废钢槽一称量一废钢加料大车一转炉。本设计采川第二种废钢间布置方式，以降低厂房投资，但由于采川了脱硫转 炉，所以废钢间垂直于加料跨，以方便废钢的运输。1.2.3散状料供应系统散状料主要包括：炼钢过程中使用的造渣材料和冷却剂如活性石灰、矿石、萤石、铁皮、轻烧白云石及烘炉川焦炭。供应特点：要求迅速、准确、连续及时。10河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书其系统包括：高位料仓、插板阀、电振斗、称量斗、扇形阀、汇总斗、下料 管、氮封运送路线：从主厂房外边的贮料仓提升到炉顶料仓其工艺流程如下：地下料仓一固定胶带运输机一转运漏斗一可逆胶带运输机一高位料仓一分 散称量漏斗一电磁震动给料器一汇总漏斗一转炉散装料供应系统包括散装料堆场、地面（或地下）料仓，由地面料仓向主厂 房的运料设施、炉上料仓及其称量和加料设备。散装料的供应要求迅速、准确、连续、及时。1、散装料堆场根据外部供料条件及企业的总图布置通常有三种布置方式：1）转炉车间自设单独的散装料堆场一般要求尽量靠近转炉，以实现“贮川合一”，从而减少原料的倒运和损耗,同时还可以减少地面料仓的容积，甚至将料场与料仓合并从而降低投资和成本。适川于大型转炉车间。2）转炉车间的原料场与炼铁车间的原料场合并与炼铁车间的原料场相比，转炉车间的原料场小的多，二者合并可利川炼铁 原料场的卸车、贮存及加工设施，而不过分增加负担，此种方式比较经济。3）转炉车间与石灰窑合川料场石灰窑通常靠近转炉车间，石灰川量大而矿石、萤石等用量少，合用料场可 统一解决各种原料的装卸、贮存和加工问题。鉴于本厂距高炉车间较远，且与石灰窑合川料场不方便，故采川第一种方式 以便简单调度原料供应设施。2、地面料仓：其作川为贮存和转运散装料，以消除来料时间的波动对转炉 的影响。一般贮存310天的散装料。地面料仓分地下式、地上式、半地上半地 下式。由于地下式可采川底开车或翻斗汽车直接把料卸入料仓，卸车较方便，故 本厂采用地下式。3、从地面料仓向炉上料仓供料方式有四种：1）全皮带运输：运输量大，安全可靠，可连续供料，使用较多。适用于大 11河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书中型转炉车间及总图布置不受限制的情况。2）斜桥料车一皮带运输：其特点是将垂直提升方式与皮带运输结合起来，从而减少了占地面积及投资，但供料不连续，且易粉碎、可靠性差。一般只适川 于总图布置受限制的情况。3）翻斗提升机一皮带运输：以翻斗提升机代替斜桥料车与皮带运输结合起 来，其缺点与斜桥料车一皮带运输方式类似。4）皮带（或垂直提升机）一振动管运输方式：其优点是占空间小，运输可靠,密封性好，灰尘少。缺点是振动管维修量大，石灰粉较多，且要考虑震动对厂房 结构的影响。鉴于全皮带运输方式结构简单，有利于自动化控制且原料破损少等优点，本 厂采用全皮带运输方式。4、高位料仓：又称炉上料仓，其作川为临时贮料，保证转炉重力给料，既 及时又可靠的满足转炉正常冶炼，按其布置形式分有三种：1）共用料仓：优点是料仓数目少，停炉后能处理料仓中剩余的石灰;缺点是 称量及下部给料器的作业率太高，出现临时故障会使转炉生产受影响。2）部分共川料仓：料仓数目增加基本可消除下部给料器作业负荷过高的缺 点，且转炉两侧加料能保证成渣快，改善对炉衬侵蚀的不均匀性，但设计时应力 求做到炉料应落在中心部位上。3）独川料仓:优点是使川的可靠性较大，缺点是停炉后料仓剩余石灰不好处 理且料仓数目太多。本设计为200吨转炉车间，实行三吹三操作，为保证转炉正常冶炼采川独川 料仓以保证及时保质保量的上料。5、称量及加料设备保证散状料分批定量且按顺序向转炉加料有两种称量方式：1）集中称量：其特点是设备少，布置紧凑，适川于中小型转炉。2）分散称量：其特点是称量准确，便于操作和控制，临时补加方便，适川 于大中型转炉。本设计为200吨转炉，采川电磁振动给料器向称量漏斗给料，利川分散称量 方式把料加入到汇总漏斗，再由旋转溜槽从转炉两侧加入。因为汇总漏斗可缩短 12河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书加料时间并适应转炉吹炼时间短和批料加入的间隔时间短的特点，且电磁振动给 料器可比较准确的给料。1.2.4烟气净化系统1、转炉烟气净化处理方法主要有：未燃法和燃烧法1）燃烧法将含有大量CO的炉气在出炉口进入除尘系统时与大量空气混合使之充分燃 烧，燃烧后的烟气经冷却和除尘后排放到大气中去。缺点：由于不回收煤气，吸入大量空气后使烟气量增大了几倍，从而使净化 系统庞大基建投资大，运转费川大，而且烟尘粒度细小，烟气净化效率低优点：操作简便，系统运行安全，适用于小型转炉。2）未燃法定义：炉气出炉后绝大部分不燃烧，烟气主要成分为经冷却和除尘后将烟气 0收利川或点燃放散到大气中去。缺点：整个系统需要严密，对防爆和防漏要求高，以防引起煤气中毒，另外 需要增设升降烟罩机构和控制空气吸入量装置。优点：能回收煤气，烟气量小，烟尘粒度大，除尘效率高。2、控制炉口与烟罩间隙吸入空气量的方法有三种形式：1）IC 法此法的烟罩大约为炉口的直径的二倍，罩内形成一个较大的空间，对炉口烟 气量的波动起着较大的缓冲作川，集烟效果好。但实际运行中，回收煤气的质量 较差，同时结构庞大，因此，本设计不采用。2）氮幕法：此法的基本原理是在活动烟罩与炉口之间设置氮气密封圈向外吹氮，将空气 与烟气隔绝，此法在活动基本上不吸入外界空气，所以烟气量少，回收系统容量 小，设备费川低，但要消耗大量氮气。3）炉口微压差控制法：此法是通过炉口微压差装置控制在未燃状态下进行处理，以最大限度地回收 煤气，并提高煤气质量。此法技术安全可靠，自动化程度高，综合利用好，因此 本设计采用此法。13河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书3、根据从烟气中分离出来的烟尘的干湿状态，将烟气净化设备分为全干法 和全湿法及干湿结合法。1）全湿法定义：烟气进入第一级净化设备立即与水相遇，叫全湿法除尘优点：未燃的全湿法可回收煤气和烟气余热，除尘效率高。缺点：回收煤气仅能在吹炼中进行，回收时要求控制炉口压力（调二文喉口 直径）防爆防毒，要有较完善的控制系统和较好的操作管理水平，同时两个文氏 管审联使川阻力损失大，需高功率风机，电耗高，叶轮磨损也较快。2）全干法定义：净化过程烟气完全不与水相遇。3）干湿结合法定义：烟气进入次净化设备才与水相遇，叫干湿结合法。优点：污泥处理较少，车间可不建污泥处理系统，阻力损失少，可川低压风 机，磨损小。缺点：效果不如全湿法，对环境有一定影响，车间需设两套除灰系统（干法 和湿法）。本设计采川全湿法，对于一个现代的转炉车间，完善的控制和高的管理水平 都是必备的，所以本设计思想符合全湿法操作的要求。4、烟罩的类型和结构未燃法烟气净化系统中，烟罩由固定烟罩和活动烟罩两部分组成水平连接。固定烟罩与烟道连接，而活动烟罩可以上下升降。活动烟罩按结构的不同可分为 单烟罩和双烟罩，单烟罩又有闭环式和敞口式两种。1）闭环式活动烟罩：烟罩下部裙罩口内径略大于水冷口炉口外沿，缝隙的最小尺寸约为50nlm左 右，此类烟罩回收的煤气CO的含量高，并对连续实现自动定碳创造了条件。2）敞口式活动烟罩：下口为喇叭形状，特点是能容纳瞬时变化较大的炉气量，使之不至于外逸。双烟罩法：炉口不用密封由主副烟罩组成，两烟罩同步升降，自成一个较小 的排气系统。14河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书优点：烟罩烟气中co含量大，对炉口压差自动调节，不像单烟罩要求过高,可改善车间环境，但设备耗电量大，维护工作大，且显著增加车间厂房高度，使 基建投资很大。5、烟气的冷却：转炉的炉气温度在1500C左右，炉气离开炉口进入烟罩时，由于吸收空气 使炉气中的CO部分燃烧，烟气温度可能更高，高温烟气体积大，如在高温净化,使净化系统的设备体积庞大，此外单位体积含尘量低，不利于提高净化效率，所 以在净化前和净化过程中都要对烟气进行冷却，有两种方式；水冷烟道：耗水量大，热量无法回收，易漏水寿命低。汽化冷却烟道：它设有对流段，只有辐射段烟道出口的烟气温度在 800-1000C左右，故回收热量较少，烟道结构简单，适于未燃法回收煤气系统。1.2.5炉外精炼系统本设计采用RH,LF两种处理方式。RH在设备费用，经济费川方面优于RH-0B,但降碳速度要低，处理周期长，其显著优点是能提高钢水温度，还可以提高钢水 循环和僦气量来弥补，由于真空泵抽气能力限制，有一定局限。经LF处理后的钢液中氧和硫含量大幅降低，可达到1X102夹杂物按ASTMA评级,能达到00.1级。1.2.6浇注系统1、一般炼钢车间的浇铸系统分三种：1）纵向车铸炼钢车间2）横向车铸炼钢车间3）全连铸炼钢车间目前世界都已实现了全连铸与氧气转炉配合。对于一个3X200吨转炉车间,为了适应钢材市场和自身竞争能力的要求，使连铸和炼钢切实的配合起来，行之 有效的生产，本设计采川3台连铸机，均为厚板坯连铸机。连铸比传统的钢锭模铸相比具有很大的技术优越性，主要表现在：a提高金属的收得率。b节省能量消耗，节省627-1046kJ/t（钢）。15河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书C简化生产工艺，省去初轧开坯工序，不仅节约均热炉加热的能耗，而且也 缩短了从钢水成坯的周期时间，趋向接近成品断面尺寸。d改善劳动条件，易于实现自动化。e铸坯质量好。连续冷却速度快，连续拉坯，浇铸条件可控，稳定。内部组 织均匀致密，偏析少。2、连铸机的分类：1）按结构可为：立式连铸机，立弯式连铸机，带多点弯曲式连铸机，带直线段式连铸机，弧 形连铸机，多半径椭圆形连铸机，水平连铸机，轮式连铸机，薄板连铸机。2）按断面可分为：板坯连铸机，小方坯连铸机，大方坯连铸机，圆坯连铸机，异形断面连铸机,薄板连铸机。3）按一个钢包下所能浇铸的铸坯流数可分为：单流连铸机，双流连铸机，多流连铸机4）按拉速可分为：高速连铸机，低速连铸机。5）按可浇铸的种类可分为：复合式连铸机，特殊方坯连铸机，不锈钢板坯连铸机。立式连铸机的特点：铸机主设备布置在垂直中心线上，从钢水浇注，到铸坯 切割定长，整个工序是在垂直位置完成的。从工艺上，钢水在起立结晶器和二冷 段逐渐结品，有利于钢水中非金属夹杂的上浮，坯壳冷却均匀。在凝固过程中不 受任何弯曲矫直的作川，更适合对裂纹敏感性高的钢种的浇铸。但其有如下缺点：设备高，建设费用大，维护和铸坯的运输困难倒，钢水静压力大，鼓肚变形较突 出。立弯式连铸机的特点：它是连铸机中的过渡式，上半部和立式相同，不同的 是在铸坯完全凝固后，把坯顶弯90。使出坯在水平方向。可缩小高度，铸坯定 尺不受限，水平出坯运送也不成问题。但只适于浇铸断面小于100义100mm的。厚度增加相应的冶金的长度也增加，高度也就和立式相差不多了，设备也很庞大,且易产生裂纹。16河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书带直线段的弧形连铸机：主要用于浇铸板坯，采用直结晶器，有2-5mm直线 段夹辐，带有液芯的铸坯经直线段后，被连续弯曲成弧形铸坯矫直，再切成定尺。特点：a.在工艺上保留有立式连铸机特点，钢水在垂直结晶器和二冷的直线段凝 固，而非金属夹杂有充分上浮的时间有利于特殊钢的浇铸。b.带液芯弯曲成弧形，又具有弧形连铸机设备低建设费用低的特点。c.采用连续弯曲和多点矫直右保证 铸坯在两相不产生裂纹，是这种型的技术关键。d.此种机型比弧形连铸机要高，设备重量大，设备的安装，调整难度大，是此类连铸机的主要缺点。弧形连铸机（低头连铸机）：此结晶器为弧形，二泠区夹银安装在四分之一圆 弧内，铸坯在垂直中心线切点位置被矫直，后割成定尺，从水平方向上出钢，因 此其高度基本上等于圆弧半径。特点：由于1/4圆弧内，高度比立式，立弯式低，因而其设备重量轻，投资少，安装与维修方便。高度低，重压小，降低了鼓肚变 形而产生的内裂和偏析，有利于提高质量，和提高拉速。此和方法的特点是：非 金属夹杂有向内弧聚集的倾向，易造成铸坯内部夹杂分布不均，另外内外冷却不 均易造成中心偏析降低铸坯的质量。水平连铸机：优点：高度低，投资省，速度快，适合中小企业。无二次氧化，质量好，无须钢液检测和控制，不受弯曲矫直的影响，适用于特殊钢种如高合金 钢。维护和处理事故方便。缺点：受拉坯时惯性力的限制，适于断面在200mm 以下的铸坯，分离环的价格昂贵。本设计采川板坯连铸机1.2.7出渣系统转炉冶炼的渣量大，占生产钢量的10%以上，主厂房内不允许出现炉渣堆积 现象。1、运出方式：在出渣跨川吊车更换渣罐，再川载重汽车将渣罐运出主厂房。靠近炉子垮单独平行设一出渣跨，在出渣跨设置专门的换渣罐吊车，川载重汽车 运出主厂房。2、炉渣处理方法：1）固体渣破碎法：转炉渣罐车运往中场，泠凝后吊车将其翻出落于破碎法坑内，川吸盘吸锤头 将渣坨砸碎选出废钢，其余碎渣抛弃或待用。17河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书2）热泼法：将转炉渣运往热泼间，热泼在平地或预留坑内，然后喷水冷却，待熔渣凝固 龟裂后，用推土机堆积运出，经破碎筛分磁选后即可利川。其优点是工艺和设备 简单，安全，但占地面积大，作业周期长，劳动条件差。3）水淬法：是利用压力水将钢渣流击散粒化的快速冷却方法，也叫水利冲 渣。其特点是工艺流程简单，占地面积小，能快速排渣，且运输方便，但耗水量 大，如果渣水比控制不当，容易引起爆炸事故。4）浅盘水淬法（即ISC法）：是一种新的处理渣的方法，他采用多次喷水快 速的工艺过程。本法克服了水淬渣法容易引起爆炸和干法处理作业时间长，占地 面积大的缺点。此法的工艺流程如下：根据流动行不同，炉渣分为A、B、C、D 四级渣，A、B、C、渣采川浅盘水淬法处理，D渣为流动性差的块渣，不经浅渣 盘水淬处理，而在块渣处理场进行喷水冷却，粗破碎，磁选等工艺进行处理。炉渣间与主厂房平面布置，跨度为30米，厂房面积为5040平方米，吊车轨面标 高15米，设三条渣罐线，炉渣内设有7组浅轧盘台架，每组台架上设有浅渣盘 3个，共21个浅渣盘。炉渣间的一端为浅盘修理区，另一端为快渣处理场。渣盘的主要参数：面积25.4平方米 组数：2组/炉，3个每组 自重：24t/个各部位厚度：地板80mli1,侧面板mm,后侧板50mm1.3炼钢车间工艺布置1.3.1车间跨数的确定采川多跨式车间，布置为加料出钢同侧，共有：渣跨、炉子跨、加料跨、精 炼跨、浇铸跨、出坯跨。1.3.2各跨的工艺布置渣跨布置渣盘；炉子跨包括转炉，转炉耐材，氧枪维修区和铁水接收间；加 料跨包括转炉操作室，化验室，废钢间；精炼跨包括LF、RH设备，冷热钢包维 修、存放区；浇铸跨包括中间包存放维修区，结晶器维修存放区。18河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书1.4车间工艺流程简介1.4.1工艺流程框图1.4.2工艺流程说明对于转炉车间的整个工艺流程，依照不同的转炉车间的转炉车间设计模式而 形成自己独特的工艺流程。为了减轻炼钢车间转炉的冶炼任务，达到提高转炉的 生产率，提高产品的质量和降低成本，开发新产品的目的，于是对铁水进行铁水 预处理。为了减少炼钢车间的污染，在车间外单独设脱硫间，在铁水罐车中喷吹 脱硫剂，以降低S的含量，并预留铁水三脱。降低硫、磷、硅的含量。主要由以下过程：高炉铁水用铁水罐车运至钢厂的铁水接收间，并兑入铁水19河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书罐中，然后由转炉加料跨的起重机兑入转炉。转炉吹炼完毕，出钢至钢水包中并 经合金化后，由钢包车运至钢水接收跨，根据冶炼钢种及铁水成分和钢水温度测 量结果决定钢水的精炼程序。合格钢水由钢水跨起重机送至连铸回转台上待用。1.5转炉冶炼指标及原材料消耗1.5.1转炉冶炼作业指标转炉作业率:79.5%炉龄：12000炉铸坯合格率：95%钢铁料消耗：223吨/炉20河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书2设备计算2.1转炉设计2.1.1炉型设计 1、原始条件炉子平均出钢量为200吨钢水，钢水收得率取92%,最大废钢比取20%,采 川废钢矿石法冷却。铁水采用 P08 低磷生铁（3（Si）W0.85%,g（P）W0.2%,g（S）W0.05%）。氧枪采川4孔拉瓦尔型喷头，设计氧压为1.OMPa2、炉型选择：根据原始条件采川筒球形炉型作为本设计炉型。3、炉容比取V/T=1.054、熔池尺寸的计算A.熔池直径的计算确定初期金属装入量G：取B=15%则G二旦，2+B 金2x150 1-x-2+15%0.92二 202（t）G 202P 金 6.829.7（m3）确定吹氧时间：根据生产实践，吨钢耗氧量，一般低磷铁水约为5057武八（钢），高磷铁水约为6269m3/t（钢），本设计采用低磷铁水，故取吨钢 耗氧量为57m（钢）,并取吹氧时间为14min。则供氧强度;需=5。7府心3）取K=L57则D=1.57予=5.960（m）21河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书B.熔池深度的计算筒球型熔池深度的计算公式为:V 全+0.046D3 h=-0.79D229.7+0.046x5.963 0.79x5.962=L405（m）确定 D=5.96m,h=l.405moC.熔池其他尺寸确定球冠的弓形高度hi=0.15D=0.15X5.96=0.894(m)炉底球冠曲率半径R=0.91D=0.91X 5.96=5.414(m)5、炉帽尺寸的确定A.炉 口直径 do：取 do=O.48D=0.48X5.96=2.86(m)B.炉帽倾角0：取0=64C.炉帽高度H帽:11膛=；(D d0)tan8=1(5.96-2.86)x tan 64=3.18(m)取H n=400mm,则整个炉帽高度为：H 帽=11膛+H口=3.18+0.4=3.58(m)在炉口处设置水箱式水冷炉口炉帽部分容积为：JT JTv帽=；H膛（D?+Dd0+do）+do H口=X3.18X（5.962+5.96x 2.86+2.862）+-x 2.862 x0.4 12 4=48.35（m3）6、炉身尺寸确定A.炉膛直径D膛二D（无加厚段）B.根据选定的炉容比为0.95,可求出炉子总容积为V总二1.05X200=210（m3）V身=丫总一V金一V帽二 210 28.7 48.35=131.95（m3）22河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书C.炉身高度H身=J=13L95=4.73(m)-xD2-x5.9624 4则炉型内高H 内=11+11帽+11身=1.405+4.73+3.58=9.715(m)7、出钢口尺寸的确定A.出钢 口直径匈=J63+1.75T=763+1.75x200 20(cm)=0.2(m)B.出钢口衬砖外径dsT=6dT=6x0.2=1.20(m)C.出钢口长度Lt=7dT=7x0.2=1.4(m)D.出钢口倾角：取二18。8、炉衬厚度的确定炉身工作层选700mm,永久层115mm,填充层100mm,总厚度为 700+115+100=915(mm)o炉壳内径为:0=5.96+0.915X2=7.79(m)炉帽和炉底工作层均选600mm,炉帽永久层为150mm,炉底永久层用标准镁石专 立砌一层230mm,黏土石专平砌三层65 X 3=195(mm),则炉底石专衬总厚度为 600+230+195=1025(mm)o则炉壳内型高度为H壳内=9.715+1.025=10.740(m)工作层材质全部采用镁碳砖。9、炉壳厚度确定炉身部分选75毫米厚的钢板，炉帽和炉底部分选用65毫米厚的钢板。则H 总=10740+65=10805(mm)D 壳=7990+2x75=7940(mm)炉壳转角半径SR1=SR2=900(mm)SR3=0.5 黑=0.5X1025=510(mm)10、验算高宽比H总D 士冗108057940=1.36H可见321.3,符合高宽比的推荐值。因此可以认为所设计的炉子尺寸基 D壳23河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书本上是合理的，能够保证转炉的正常冶炼进行。根据上述计算的炉型尺寸绘图得:转炉炉型图2.1.2转炉倾动力矩计算及电机功率确定1、最隹耳轴位置定为4.4412m2、空炉重心位置和倾动力矩24河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书角度X坐标Y坐标体积U 629.122502.359.843953E+10C D687.352521.859.65234E+10/。749.TO2544.549.4416TE+10U a1 815.052570.229.21449E+10UP 882.952598.898.971396E+10953.162630.548.T13123E+101025.252665.378.439406E+10U。1099.212703.578.149461E+10U,01174.882745.167.845374E+10UP 1252.312790.657.525782E+10U匚 1331.452840.107.191658E+101411.752893.786.843886E+10uo 1494.302952.816.48098E+1097.1578.063017.936.103441E+101662.613088.945.712253E+10*7U 01748.683167.605.310144E+10rr 1834.943254.044.896173E+10t。1922.473351.314.473422E+10a,02010.893461.064.042914E+10ap 02098.683585.313.608476E+10au 2186.383729.283.17177TE+10a97 02272.013899.182.735955E+10a。2355.114103.732.30T066E+10o,o2432.304357.961.88888E+10oa 2499.234683.781.490353E+10ou o2552.095119.291.120939E+1007 2577.965704.257.967803E+09QQ O2586.526267.605.568316E+09101 2592.036652.143.937722E+09103 2600.986937.232.745449E+09105 2614.727162.101.829541E+09注：以炉底外壳为原点，向上为y轴正向，由以上计算结果得,25河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书空炉重量2226空炉重心坐标性374托圈重量|220转炉的转数|1.5齿轮箱犯重量|77.1总传动效率|0.8轴承摩擦系数|。.95最佳耳轴位置|4412滑动轴承直径|0.8最大扭矩|187.62电动机选用个数4 电动机选用功率|902.062.2氧枪设计2.2.1氧枪喷头设计1、原始数据转炉公称容量200t,低磷铁水，冶炼钢种以低碳钢为主；转炉参数：炉容比V/t=1.05,熔池直径D=5960mrii,有效高度H内=9715mm,熔池深度h=1405mmo2、计算氧流量取吨钢耗氧量57m3,吹氧时间Minin,则氧流量qv=57 X 200/14=814(m3/min)3、选用喷孔出口马赫数为M=2.0,采用四孔喷头，喷孔夹角为12。4、设计工况氧压查等端流表,当 M=2.0 时,p/po=O.1278,定 p 膛=1.3Xl()5pa,则=_P=L3xl5 10.17 xlO5(Pa)设 p/p0 0.1278 75、计算喉口直径每孔氧流量 q=qv/4=814/4=203.5(m3/min)利用公式q=1.784CD2，令 Cl0.90,To=29OK,p 设=10.17义 l(Tpa,贝巾203.5=1.784x0.90 xxd；xl0.17xl05 4xV290求得 dT=0.052m=52nlin。26河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书取喉口长度Lt=20mm。6、计莫d出依据M=2.0,查等嫡流表A出/A喉=1.688d出二（1t x Ja/A。=52 x J1.688=68（mm）7、计算扩张段长度取半锥角为5。，则扩张段长度d出一苗 _ 68-52算扩2tan2tan591（mm）8、收缩段长度取收缩。收二50,则收缩半角为25,收缩段的长度由作图法确定,L=91mni。2.2.2氧枪枪身设计1、原始数据冷却水流量qmw=200t/h,冷却水进水速度尸6m/s,冷却水回水速度p=7m/s,冷却水喷头处流速=8m/s,中心氧管内氧气流速。=50m/s,吹炼过程 中水升温At=20,其中回水温度t2=45,进水温度t尸25；枪身外管长 Lp=18.40m,枪身中层管长Lj=19.50m,中心氧管长L=21.90m,180局部阻损系 数=1.5o2、中心氧管管径的确定中心氧管管径的公式为A-4丫工o-必管内氧气的工况体积流量qv=qv 标或=814x-=85.02（m3/min）=1.42（m3/s）pT标 10.17x273 ）中心氧管的内截面积 Ao=0.0284（m2）中心氧管的内径 d.=J4XO-0284=0.190（m）7127河北联合大学轻工学院 毕业设计说明书根据热轧无缝钢管产品目录，