毕业设计-一座2×80t的氧气转炉炼钢车间设计.pdf

一座2X80t的氧气转炉炼钢车间设计摘要本设计的主要任务是设计2座80吨、年产良坯量为174万吨的氧气转炉炼 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，并且采用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。另外本设计还采用了许多新技术如：溅渣护炉技术、铁水预 脱硫、连铸连轧技术，这些技术均已达到国际先进水平。本设计设有转炉两座，转炉大小均为80t,平均吹氧时间为38min,纯吹氧 时间为15min,转炉作业率为79.5%,转炉的主要原料有铁水、废钢以及其他一些 辅助原料。良坯的收得率为99%。另外本车间路外精炼主要采用了喂丝以及真空 脱气手段。本车间的浇铸方式为连铸，车间的最终产品为方坯。通过本次设计，整体掌握炼钢工艺流程和车间工艺布置，进一步了解世界钢铁动O关键词：预处理；炉外精炼；方坯；溅渣护炉AbstractAbstractThe design for the 2x80 tons,the annual output of 1.7 million tons of oxygen converter steelmaking workshop.The workshop of main systems for:the molten iron supply system,disperses the shape material supply system,scrap steel supply system,the ferroalloy supply system,flue gas purification system,pouring system,refining outside the furnace system,etc.These solutions are determined by comparing and the more reasonable for the design scheme,and adopted the advanced technology.This design includes bof model calculation,oxygen lance calculation,flue gas purification system calculation,the calculation of the workshop equipment and across the arrangement between.In addition,our design has also used the many new technologies such as:by slag splashing furnace technology,the molten iron the desulfurization,slab continuous casting and rolling technology,these technologies have reached the international advanced level.This design has two of the converter,the size of converter are for 80 t,average oxygen blowing time for 38 min,pure oxygen blowing for 15 min,machineries for 79.5%of converter,the main raw material of converter is metal,and scrap steel and other auxiliary materials.Good billet the yield of 99%.In addition,this workshop and refining outside the main thread feeding and vacuum deairing with the means.This workshop for continuous casting of casting way,workshop of the final product for billet.Through the design,whole master steelmaking process flow and workshop process arrangement,the further understanding of the world steel dynamics.Keywords:pretreatment;refining furnace;slab;advanced目录目录摘要.IAbstract.II引言.11设计方案的选择确定.21.1 车间生产规模、转炉容量及座数、产品方案的确定.21.1.1 车间生产规模及座数的确定：.21.1.2产品方案的确定：.31.2车间各主要系统所用方案的比较及确定.31.2.1铁水供应系统.31.2.2铁水预处理系统.31.2.3废钢供应系统.51.2.4散状料供应系.51.2.5铁合金供应系统.71.2.6 烟气净化系统.71.2.7 炉外精炼系统.91.2.8 浇注系统.111.2.9 出渣系统.151.3 炼钢车间工艺布置.161.3.1车间跨数的确定.161.3.2各跨的工艺布置.161.4 流程简介.181.4.1工艺流程图.181.4.2工艺流程说明.181.5转 炉冶炼指标及原材料消耗.191.5.1转炉冶炼作业指标.191.6 原材料供应.191.6.1铁水供应.191.6.2废钢供应.191.6.3散状料和铁合金供应.192设备计算.202.1转炉计算.202.1.1炉型设计.202.1.2转炉空炉重心及倾动力矩.242.2.氧枪设计.252.2.1氧枪喷头设计.252.2.2氧枪枪身设计.262.3烟气净化系统设备设计与计算.292.3.1吹炼条件.292.3.2流程简介.292.3.3主要设备的设计和选择.29目录2.3.4计算资料综合.422.4炉外精炼设备的选取及主要参数.422.4.1主要工艺路线的确定.422.4.2主要工艺设备技术性能.433车间计算.493.1原料供应系统.493.1.1铁水供应系统.493.1.2废钢厂和废钢斗计算.493.1.3散状料供应系统.503.1.4合金供应系统.513.2浇注系统设备计算.523.2.1钢包及钢包车.523.钢包作业分析.533.2.2连铸机.543.3 渣罐的确定.573.4 车间尺寸计算.583.4.1炉子跨.583.4.2其余各跨跨度.603.5天车计算.604新技术和先进工艺、设备的应用.624.1铁水预处理脱硫.624.2全悬挂四点啮合柔性传动的倾动装置.624.3转炉冶炼.624.4分块水冷炉口.634.5炉外精炼方式的选择.634.6连铸.64结论.65参考文献.66谢辞.67引言引言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1 座铁水三脱预处理炉代替原有的6座160t转炉。实现了“采用最新工艺和装备 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，为满足市场对朝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净钢。进入21世纪 初，为保证钢铁工业持续发展，必须采用全新的理念研究解决超纯净钢高效化生 产工艺、资源能源可循环利用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。转炉直接生产超纯净钢是21世纪初最先进炼钢厂的基本特点。提高转炉钢 水超纯净度的关键技术是铁水预处理工艺，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用的新流程有以下特点：(1)钢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毒元素，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。21世纪是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世纪初先进钢铁 厂的基本理念是：实现全部钢材超纯净化，建立大批量、低成本、稳定生产超纯 净钢的生产体系，实现超纯净钢生产的高效化和建立起可循环的钢铁生产流程。为实现21世纪初先进炼钢厂的技术理念，需要开发转炉超纯净钢生产工艺、超 纯净钢高效化生产技术和建立新一代可循环钢铁流程。21世纪的钢铁业要走“科技含量高、经济效益好、资源消耗低、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用新流程、新技术、新装备代替传统的全流程 生产方，实现高效率运行和生产优质产品。1设计方案的选择确定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、产品方案的确定表1转炉作业时间序号项目时间比例备注1车间年工作日3502准备时间154.3%修出钢口、清理炉口、炉衬喷补、更换氧抢3修炉时间51.4%4等待时间154.3%工序协调5设备故障影响102.9%非计划设备检修全年转炉有效作业按日历365天计6时间30587.1%1.1.1车间生产规模及座数的确定：2x80吨的转炉车间，二吹二，炉龄为14000炉转炉年作业天数取290天，则转炉作业率=转日产?/数xl00%=*x 100%=79.5%日历天数 365确定转炉平均冶炼周期：表L2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4分钟4分钟15分钟2分钟 2分钟 2分钟 5分钟 2分钟 1分钟 1分钟年出车冈炉数=2 X 365 X 79.5%X 24 X 60+38=21992（炉）每天出钢量=21992+290=75（炉）年产钢水量=80 x21992=1759360（吨）连铸坯收得率取99%,则年产良坯1759360 x99%=1741766.4（吨）河北联合大学轻工学院1.1.2产品方案的确定:主要生产棒线材（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：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 衡铁水有利。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：高炉一混铁车一铁水罐一称量一转炉优点：兼有储存和运输双重作用，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 用低。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用混铁车供应铁水。其容量的计算如下：按惯例混铁车的容量应满足兑一炉或两炉考虑，采用取160吨混铁车。1.2.2铁水预处理系统为保证转炉扩大品种，提高钢质量，改善技术经济指标，实现少渣炼钢，提 高生产效率，实现自动化，因此铁水预处理成为冶炼工序不可缺少的组成部分。1.铁水预处理的分类及选择：铁水预处理可归纳为单一脱硫和三脱（即脱硅、脱磷、脱硫）两大类型 鉴于现在炼铁技术相当成熟，铁水中的磷硅含量并不高，本设计采用单一脱硫的 方式。河北联合大学轻工学院1）脱硫剂的选择:目前较为普遍应用的脱硫剂有：苏打、碳化钙、镁基、石灰粉等，一般轻脱 硫采用石灰粉（%S0.03%）,深脱硫采用碳化钙或镁基（%S0.01%）,苏打 因为利用率低，劳动条件差，现已基本不用。2）脱硫方法的选择：到目前为止，脱硫的方法有很多种，但主要有以下几种类型：铺撒法：方法古老，不需要特殊设备，操作简单，能进行大量处理，但效率低，仅为60%70%,且环境污染严重。摇动法：又分为转窑法、摇包法、和DM摇包法。脱硫效率高（80%90%）,费用高，处理量少。机械搅拌法：又分为DO法、RS法、KR法、赫歇法、NP法，其中RS法，KP 法使用较多。此类方法脱硫率高（80%95%）,设备费用低并可一次处理大量 铁水。喷吹法：又分为ATH法、TDS法、铁水罐喷射法。脱硫效率高（85%90%）,处理时间短，适于处理大量铁水。气泡搅拌法：又分为PDS法、CLDS法。脱硫效率不高（77%85%）气升泵法：利用向钢水中吹入气体，气泡上浮造成良好的搅拌的脱硫方法。脱硫 效率高（90%95%）。钟罩加入法：将镁焦或煤屑团块放在钟罩内以插棒的形式把它们浸入铁水，利用 镁蒸汽的逸出使铁水中产生搅拌运动和脱硫反应，效率为75%65%连续脱硫法：此法尚未成熟，应用不多。2.综合以上方法主要用应用的有搅拌法、喷吹法（不含镁基时）、喷镁法三种。其比较如下：1）搅拌法：这种方法的脱硫效率为70%90%可以使%50.0050.002。主要适用于超低硫 钢用铁水。特点：效率高，操作稳定，脱硫剂损失大，传动设备不易解决，叶轮寿命短，投 资维修费用高。2）喷吹法这种方法的脱硫效率为80%以上可以使%S0.0010.002。主要适用于低硫钢 用铁水。特点：投资小，上马快，操作方便，铁水温降小，铁水有喷溅。3）喷镁法这种方法的脱硫效率为90%以上，可以使%S0.0050.001,主要适用于超低硫 河北联合大学轻工学院钢用铁水。特点:脱硫能力强，渣量小，时间短，铁损失少，烟气污染少，价格昂贵，技术 复杂。由此可见喷镁法具有很大的优势，而纯镁喷吹对处理各种初始硫含量的铁水 具有灵活性，均可实现深度脱硫，处理工艺简单，设备投资少，处理成本低。因此本设计采用喷吹颗粒镁法进行铁水预脱硫。3.铁水预脱硫的设备当今主要采用的有鱼雷罐车和钢包脱硫，本设计采用宝钢TDS法脱硫，脱硫 车间位于高炉和转炉之间，鱼雷罐车采用顶部插入喷枪进行脱硫。1.2.3废钢供应系统废钢间是转炉车间的组成部分，废钢间废钢储存场地是由转炉每炉所需之废 钢加入量，以及各类废钢储存天数计算决定。国内各氧气转炉炼钢厂废钢间的布 置方式为：(1)设立单独的废钢间：火车车皮或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)和装料跨相端连在其一端设立废钢间：火车或汽车一料坑一磁盘或大钳 吊车一废钢槽一称量一废钢加料天车一转炉本设计采用第二种废钢间布置方式，以降低厂房投资。1.2.4散状料供应系散状料主要包括：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、轻烧白云石及烘炉用焦炭。供应特点：要求迅速、准确、连续及时。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：河北联合大学轻工学院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“贮用合一”，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。适用于大型转炉车间。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，二者合并可利用炼铁 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。转炉车间与石灰窑合用料场石灰窑通常靠近转炉车间，石灰用量大而矿石、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，且与石灰窑合用料场不方便，故采用第一种方式 以便简单调度原料供应设施。2.地面料仓：其作用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。由于地下式可采用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：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 中型转炉车间及总图布置不受限制的情况。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。一般只适用 于总图布置受限制的情况。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。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，其作用为临时贮料，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：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。部分共用料仓：料仓数目增加基本可消除下部给料器作业负荷过高的缺 河北联合大学轻工学院点，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。独用料仓:优点是使用的可靠性较大，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2X80吨转炉车间，实行二吹二操作，为保证转炉正常冶炼采用独 用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：集中称量：其特点是设备少，布置紧凑，适用于中小型转炉。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，适用 于大中型转炉。本设计为80吨转炉，采用电磁振动给料器向称量漏斗给料，利用分散称量 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 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。1.2.5铁合金供应系统铁合金料仓用于暂存铁合金，正常生产时储存三天以上的铁合金用料。一般 铁合金加料系统有两种形式：1）铁合金与散装料共用一套上料系统，由高位料仓经旋转溜槽加入钢包：其 优点是设备简单，操作可靠，可确保及时向转炉或钢包供料；其缺点是稍增加了 散料皮带上料机的运输量。2）铁合金自成系统用皮带上料：有较大的运输力，使铁合金上料不与散装料 干扰，还可使车间内平台上铁合金料仓的存储量适当减少，但设备重量及投资有 所增加。本设计采用第二种方式，以便控制转炉原料的供给及车间调度。1.2.6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，运转费用大，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。河北联合大学轻工学院未燃法定义：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 回收利用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：I-C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用，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。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，设备费用低，但要消耗大量氮气。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。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。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 管串联使用阻力损失大，需高功率风机，电耗高，叶轮磨损也较快。全干法定义：净化过程烟气完全不与水相遇。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，可用低压风 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 河北联合大学轻工学院和湿法）。本设计采用全湿法，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。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50mm左 右，此类烟罩回收的煤气C0的含量高，并对连续实现自动定碳创造了条件。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。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1500左右，炉气离开炉口进入烟罩时，由于吸收空气 使炉气中的C0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 800-1000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。1.2.7 炉外精炼系统炉外精炼也称二次精炼或钢包冶金。它是提高冶金产品质量、扩大品种的重 要手段；是优化冶金生产工艺流程、进一步提高生产率、节能降耗、降低生产成 本的有利手段；是保证炼钢一一连铸一一铸坯热送和直接轧制高温连接的必要工 艺手段；是现代化冶金生产中不可缺少的生产环节。炉外精炼的手段有：渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹五种。另有过滤手段尚在研 究之中。目前的炉外精炼的方法主要有以下几种：河北联合大学轻工学院1）渣洗获得洁净钢并能适当进行脱氧、脱硫和去除夹杂物的最简便的精炼手段。将 事先配好的合成渣倒入钢包内，借出钢时钢流的冲击作用，使钢液与合成渣充分 混合，从而完成脱氧、脱硫和去除夹杂物等精炼任务。有异炉渣洗、同炉渣洗、混合炼钢三种工艺。具有这种功能的精炼方法有CAB、CAS、TN、GRAF、VSR。2）真空将钢液置于真空室内，由于真空作用使反应向生成气相方向移动，达到脱气、脱氧、脱碳等目的。真空是炉外精炼中应用最广泛的一种手段。属于这类精练方 法的有：真空浇注（又称）、倒包法（又称SLD）、出钢过程中的真空脱气法（简 称TD法）、芬克尔法（又称VD法）、ISLD法、VSR法、Fink法、DH法、RH 法、PM 法、LF-VD 法、VOD 法、VAD 法、ASEA-SKF 法。3）搅拌通过搅拌扩大反应界面，加速反应物质的传递过程，提高反应速度。搅拌方 法有吹气搅拌和电磁搅拌。属于这类精练方法的有:CAB、Finkl法、CAS、TN、WF、LF-VD 法、VOD 法、VAD 法、ASEA-SKF 法、DH 法、VD 法。4）加热调节钢液温度的一项重要手段，使炼钢与连铸更好的衔接。加热方法有电弧 加热法和化学加热法。属于这一类的精炼方法有:VAD法、ASEA-SKF法、GRAF、LF-VD o5）喷吹用气体作载体将反应剂加入金属液内的一种手段。喷吹的冶金功能取决于精 炼的种类，它能完成不同程度的脱氧、脱硫、合金化和控制夹杂物形态等精炼任 务。目前生产中应用的炉外精炼设备大体上有三种类型：钢包、转炉型容器、专 用设备。钢包是炉外精炼应用最广泛的一种设备，大多数真空脱气装置和钢包炉 都采用钢包；转炉型处理容器主要用于处理超低碳钢和高铭低碳合金；专用设备 具有专门的精炼功能，用于特殊的处理目的如喷射冶金的TN法和SL法。现代炼钢车间不仅有作为初炼炉的转炉，还包括有可提供一种或多种精炼功能的 炉外处理设备组成完善的炼钢生产工艺优化系统。初炼炉和炉外处理设备的选择 和组合应该能保证对钢液进行最佳的精炼处理，使最后的产品达到所要求的最大 限度纯净度，符合不同品种的质量要求和提高钢液的可浇性，并且在生产率、节 能和降低原材料消耗方面获得良好的社会效益。基于以上原则，本设计转炉的产品定位在方坯上，考虑到品种开发和以后的 趋势，采用两座LF和一座RH精炼，并设钢包在线吹氤，以满足不同钢种的需要。河北联合大学轻工学院1.2.8 浇注系统1.目前世界都已实现了全连铸与氧气转炉配合。对于一个2x80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，本设计采用3台连铸机，均为方坯连铸机。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：1）提高金属的收得率。2）节省能量消耗，节省627-1046kJ/t（钢）。3）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。4）改善劳动条件，易于实现自动化。5）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 段逐渐结晶，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用，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 x100mm的。河北联合大学轻工学院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。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，二冷区夹馄安装在四分之一圆 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。连铸机的弧型半径，对板坯在拉坯过程中铸坯的变形影响较大，也就决定了 铸坯的质量。近年来在连铸机的设计中由于采用了连续弯曲、连续矫直，可减小 铸机基本弧半径、从而减少了钢水静压力，使铸坯的变形率得到了有效的控制，与传统的连铸机相比，虽然基本弧半径减小，但是铸坯的变形率未增加甚至减小。在板坯厚度W250mm的情况下，现代直弧型连铸机的弧形半径一般选在810m。因此本设计选用目前应用较多的全弧形方坯连铸机，其基本弧半径R=9 10m。3.钢包回转台：近年来随着连铸机的发展及多炉连浇对快速更换钢包的要求越来 越趋向使用钢包回转台。其类型有：1）直臂式钢包回转台：两个钢包支撑在同一直臂的两侧，同时做旋转运动，两 个钢包可以同时做升降运动。河北联合大学轻工学院2）单臂回转式钢包回转台：承载臂分别安装，两个臂可以单独按浇注要求进行 转动。3）单臂升降回转式钢包回转台：两个承载臂可以单独回转、升降，也可以同时 回转和升降。本设计采用直臂式钢包回转台，因其具有结构简单，维修方便，制 造成本低的优点。4.中间包1）中间包的作用：稳定钢流，减少钢流对结晶器的冲击和搅动，稳定浇铸操作；均匀钢液温度和成分；使脱氧生成物和非金属夹杂物分离上浮；在多流连铸机上起分配钢液的作用；在多炉连浇时，中间包能储存一定数量钢水，以保证在更换钢包时不停浇，不断流，仍能正常浇铸。2）中间包的形式与构造中间包是钢包与结晶器的一个中间容器，其形状根据铸机流数和布置，形式各种 各样，有长方形、三角形、圆形和方形等。对板坯一般是2流，对方坯一般是3 6流，中间包使用梯形。采用小容量中间包，内设挡渣坝，中间包和结晶器之间采用浸入式水口保护 浇注。设塞棒开毕水口控制浇注，滑动水口控制钢流，中间包车应能升降和横向 微调以便安装浸入式水口和对准结晶器。中间包容量主要考虑浇注时更换钢水包有足够的时间和有利于夹杂物上浮，一般取钢水包容量的15%40%中间包的高度决定于钢水在包内深度和钢包注流的搅动深度。一般钢液面的 高度为500600mm。钢液面离上口距离约200mmo中间包长度主要取决于铸机流数和流间距。应使其边部钢流能注入到最外边 一流的结晶器。流间距一般为11.3m,水口中心离中间包壁边缘约为200mm。中间包宽度应保证钢水冲击点到中间包水口的最短距离不小于500mm,又不影 响操作工视线。中间包壁一般有10%20%倒锥度为宜。为防止钢水二次氧化，提高铸坯质量，从钢包到中间包注流采用长水口或钢 包一中间包注流采用气体保护浇注。另外，中间包内不同位置加入挡强以改变钢 流流动方向，清除死区，使夹杂物上浮。本设计采梯形中间包，方坯3流，中间包容量80吨。并另外加保护渣以实 现封闭系统浇注。5.溢流包河北联合大学轻工学院溢流包用来盛放中间包溢流出来的钢水，它由钢板焊接而成，置于中间包溢流槽 下方的浇铸平台上，并靠钢包回转台一侧，本设计溢流包容量为70九6.事故包事故包用来盛放中间包事故时，滑动水口不能关闭而流出的钢水。置于中间 包事故位浇铸平台上，它由钢板焊接而成，最大盛钢量为一个中间包满钢水的重 量，包口要求与浇铸平台对齐。7.事故溜槽事故溜槽用于钢包发生事故并水口不能关闭时，将钢包流出来的钢水导向事 故钢包内。按钢包水口在回转台旋转半径方向布置。它由钢板焊接而成。8.结晶器钢水在结晶器中初步凝固成形，结成一定厚度的坯壳，在机械应力和热应力 的综合作用下既不会被拉断，也不致产生歪扭变形和裂纹等质量缺陷。1）结晶器的分类及其特点按拉坯方向内壁的线型分：按拉坯方向内壁的线型分为为直结晶器和弧形结晶 器。这两种形状的结晶器各有利弊，采用直结晶器，从工艺上讲，对坯壳冲刷均 匀，易形成均匀坯壳，铸坯中非金属夹杂物分布比较均匀；从设备角度看，其结 构比较简单，加工制造容易，耗铜少，寿命长，安装时易对中；从导热性能看，由于弧形结晶器在内弧中间部位和外弧下部形成气隙降低了导热性，且铸坯的冷 却也不均匀，故认为直结晶器比弧形结晶器好。但高温薄坯壳在直线段拐点处要 承受带液芯弯曲容易内裂，而弧形结晶器却避免了这一点。按结构分为三种：整体式结晶器：刚性大，易维护，寿命较长，但制造费用高，冷却能力比套管式 和组装式差，且使用若干次后由于要切削加工表面，使铸坯尺寸增大，同时铜耗 较高。套管式结晶器：结构简单，制造和维修方便，广泛用于浇注中小断面方坯和扁坯。组合式结晶器：由四块壁板组装而成，每一壁板都包括有内壁和外壁两部分，用 双螺栓联结。现在大方坯和板坯连铸机一般都使用组合式结晶器。本设计采用弧形组合式结晶器且宽厚均可调，采用银铜合金材质。结晶器的振动机构现在普遍使用的有差劲式、双摇杆式、四偏心式等。本设计采用高频率小振幅结晶器振动机构，其可使保护渣均匀流入结晶器和 坯壳之间，使振痕减少，消除横裂纹，提高铸坯表面质量。9.铸坯切割方法主要有火焰切割和机械剪切两种：1）火焰切割主要特点：可实现自动定尺和最佳尺寸的切割，要求切割枪效能高，河北联合大学轻工学院切割速度快，断面质量好，切缝小，工作稳定可靠，抗回火能力强，切割设备具 有防热防尘措施，能在强烈辐射热和尘埃等恶劣共况条件下长期正常运转。2）机械切割主要特点：切断快，便于切短尺寸铸坯；金属损耗少；操作安全可靠。本设计采用火焰切割。1.2.9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 现象故转炉车间需要设置炉渣处理系统。1.炉渣运出方式分为1）在加料跨用加料天车更换渣罐，再用机车京渣罐运出主厂房。2）采用机车直接将炉下渣罐拉出主厂房。3）靠近加料跨单独平行设一出渣跨，炉下渣罐车开到出渣跨，在出渣跨设 置专门的换罐吊车。4）在加料跨用特别摇臂吊车更换渣罐，用载重汽车运出主厂房。鉴于方式1）调度复杂，方式2）不易处理回收渣，收方式3）和方式4）类式，方式3）多为现代转炉车间采用，其简单易行，对渣的同处理较好。故本设计采用 第3）种方式。2.炉渣处理方法：1）热泼法：将转炉渣运往热泼间，热泼在平地或预留坑内，然