转炉炼钢设计-开题报告(终极版).doc

湖 南 工 业 大 学

本科毕业设计（论文）开题报告
（2012届）

学 院（部）：
冶金工程学院
专 业：
冶金工程
学 生 姓 名：
陆磊
班 级：
冶金工程081
学号08495200332
指导教师姓名：
贺道中
职称 教授

2011年12月19日

题目：年产钢310万吨转炉炼钢厂工艺设计
1.文献综述
1.1 我国钢铁工业现状及发展
现阶段，我国城镇化、工业化任务依然繁重，内需潜力巨大，钢铁产业发展的基本面没有改变。必须抓住机遇，制定实施钢铁产业结构调整和振兴规划，促进钢铁产业平稳运行、健康发展[1]。
据最新统计，我国的钢铁产能己近7亿吨[2]，从长远的发展趋势看，新建中小规模的炼钢项目相对较少，对系统的升级和技术改造将成为主要方向。
1.2 现阶段我国钢铁工业面临的主要问题
（1）品种质量亟待升级。我国钢材产品实物质量整体水平仍然不高，只有约30%可以达到国际先进水平，产品质量不稳定，下游行业尚不能高效科学使用钢材。少数关键品种钢材仍依赖进口，高强度、耐腐蚀、长寿命、减量化等高性能产品研发和生产技术水平有待进一步提高。
（2）布局调整进展缓慢。
（3）自主创新能力不强。我国重点统计钢铁企业研发投入只占主营业务收入的1.1%，远低于发达国家3%的水平。主要设备仍然主要依靠引进，非高炉炼铁、近终形连铸轧等前沿技术研发投入不足[2]。
1.3 我国氧气转炉炼钢研究现状与技术进步
1.3.1 我国氧气转炉炼钢研究现状
进入新世纪以来，我国氧气转炉技术进入高速发展阶段。从生产品种上分析，小型转炉以生产普通建筑用钢为主，主要和小方坯连铸机配合使用，通常未采用铁水预处理、计算机终点控制和炉外精炼等先进工艺装备。大中型转炉是今后主流炉型，目前，绝大多数大中型转炉均采用铁水预处理、炉外精炼、计算机终点动态控制等先进技术，装备精良，工艺流程先进[3]。
1.3.2 铁水脱硫预处理的技术进步
近几年，国内大力发展镁脱硫铁水预处理工艺，先后引进了美国、欧洲和俄罗斯的铁水脱硫工艺，比较了混合喷吹法、复合喷吹法和纯镁喷吹法三种工艺。实践证明，采用喷镁脱硫工艺优于以KR法为代表的石灰剂脱硫方法 [4]。
1.3.3 转炉炼钢技术的进步
（1）长寿转炉技术
溅渣护炉技术的研究开发和推广应用工作，使转炉炉龄大幅度提高[4]。
（2）长寿复吹工艺
炉渣蘑菇头保护底吹透气砖技术的研发与应用，使底吹的喷嘴的一次寿命与炉龄同步，并保证复吹比100%，实现全程复吹，提高了底吹喷嘴的寿命[5]。
（3）复吹强化冶炼技术
提高供氧强度，缩短吹氧时间；加快生产节奏，提高转炉作业率；适当扩大装入量，提高转炉利用系数，借鉴小转炉的强化冶炼的成功经验[6]。
（4）精炼新工艺
精炼手段有渣洗、真空、搅拌、加热、喷吹。炉外精炼的方法都是一种或几种精炼手段的综合利用，如LF、RH、DH、VOD、VAD、CAS—OB、ASEA—SKF等[7]。
（5）连铸新工艺
a、连铸坯热送热装技术，其利用铸坯的物理热，节约能耗； 提高成材率，节约金属消耗；简化生产工艺流程，节约生产费用，减少工序，缩短生产周期；提高了产品质量，采用无缺陷铸坯轧制[8]。
b、连铸坯直接轧制, 有利于节能，降低生产费用。
c、连铸机高温出坯技术。
d、近终形连铸技术:薄板坯连铸、带钢连铸、薄带连铸、异型坯连铸、中空圆坯连铸。
e、提高拉速，提高作业率，实现多炉连铸，实现连铸机的高效连铸[9]。
1.4 节能环保技术
（1）三干技术的研发与应用减少水的用量和废水的排放，串级供水技术实现水的循环利用[10]。
（2）干法除尘，湿法除尘，重力除尘对烟尘进行回收利用[10]。
（3）尾气的回收利用。
（4）钢渣水淬、风淬、盘泼水冷等工艺实现钢渣的处理及利用。
1.5 转炉炼钢技术发展趋势
随着钢铁行业的日益发展，各地的钢铁企业不断合并重组，为了适应对钢品种的要求，降低生产成本，提高生产效率，减少能耗和生产成本，保护环境，现代转炉炼钢不断采用各种转炉新技术，如：铁水预脱硫技术、水冷炉口技术、顶底复合吹炼技术、烟气除尘及煤气回收利用技术、挡渣出钢技术、溅渣护炉技术和终点控制技术等，使转炉实现了自动化、高效化、节能化、寿命长寿化、钢种多样化、环境友好化[11]。
1.6 转炉炼钢厂设计研究的目的与意义
目前，我国正处在发展中的关键阶段，国民经济实力需要大力提升，各个方面的硬件设施都需要大力完善，而钢铁行业在其中起着举足轻重的作用。
考虑到我国的现状及主要面临的问题，说明我国虽然是一个钢铁大国，但是并不是一个钢铁强国。因此我们在修建钢铁厂的时候要注意加大高新技术的投入量，改进现有的设备和技术。做到科学合理布局，实现转炉炼钢，精炼，连铸一体化，提高原材料使用率，降低能耗，减少污染，高效生产高质量钢材。
转炉炼钢的设计研究不仅可以使我对整个炼钢工艺流程加以熟悉，也锻炼我钻研的能力，为走上工作岗位，打下坚实的理论基础。另外，本次毕业设计对培养我们独立思考问题和解决问题的能力有很大的提高，为今后工作做好理论储备，都具有十分重要的意义。
参考文献
[1] 2010年我国钢铁行业现状调查研究报告.中国联合市场调研网，2010.
[2] 工信部. 钢铁工业“十二五”发展规划，2011.10.20.
[3] 冯捷等. 转炉炼钢生产[M]. 北京：冶金工业出版社，2005.
[4] 刘 浏. 中国氧气转炉炼钢技术的进步.中国冶金，2005.
[5] 高泽平. 炼钢工艺学. 北京：冶金工业出版社，2010.
[6] 周 宏. 转炉炼钢新工艺、新技术介绍：重钢技术，2010
[7] 王令福. 炼钢厂设计原理[M]. 北京：冶金工业出版社，2009.
[8] 高泽平. 炉外精炼教程[M]. 北京：冶金工业出版社2011.
[9] 贺道中. 连续铸钢. 北京：冶金工业出版社，2007.
[10] 李光强，朱诚意. 钢铁冶金的环保与节能（第2版）.[M].北京：冶金工业出版社，2010.
[11] 殷瑞钰. 我国炼钢—连铸技术发展和2010年展望.钢铁研究总院，2009.
[12] Yanrui Wu．The Chinese steel industry-recent developments and prospects[J]. Department of Economics University of Western Australia Nedlands WA 6907 Australia，2000.
2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案
2.1选题依据
现阶段，我国的经济发展进入了全新的阶段，为了使我国的经济建设更好更快的发展，钢铁行业占有重要的作用。经济的快速发展，必然伴随着基础设施的大量建设，而基础设施的建设，需要大量的不同种类的钢材，因此，在以后很长的时间里，钢铁工业在国家经济建设与发展中占有相当重要的作用。
设计年产310万t合格铸坯转炉炼钢车间，比较适合我国国情。从结构、性能及技术参数上看，设计方案比较合理，产品性能优良可靠。应进一步完善冶炼、分析、检测的自动控制，推广挡渣、无渣出钢技术，控制夹杂及杂质元素提高钢液高洁净度。随着钢铁企业的改造和重组，100t以上转炉设备已经占据市场的主导地位。
选取年产310万t合格铸坯的生产规模，铁水预处理脱硫效果好，配置转炉顶底复吹技术，工艺成熟，脱磷效果好，在后续的生产中采用多种精炼方法，其中LF、RH 、CAS—OB、VOD、VAD的应用可以很好的控制钢水的成分和温度，生产纯净钢，不锈钢等，连铸工艺能够实现连续浇铸，提高产量，降低成本，同时随着连铸技术的发展，近终型连铸，高效连铸等多种连铸技术得到应用，大大的提高了铸钢的质量，一定范围内降低了企业的成本。经现代技术和工艺生产出来的如板材，管线钢，不锈钢等的质量得到了很大的保障，市场的信誉度高，市场需求量大。
故设计建造年产310万t合格铸坯炼钢厂是可行的，也是必要的。
2.2 主要研究内容
研究内容包括设计说明书和图纸两个部分。
2.2.1 设计说明书
（1）中英文摘要、关键词
（2）绪论
（3）厂址的选择
（4）产品方案设计
（5）工艺流程设计
（6）转炉容量和座数的确定
（7）氧气转炉物料平衡和热平衡计算
（8）转炉炼钢厂主体设备设计计算（包括转炉炉型、供气及氧枪设计、精炼方法及设备、连铸设备）
（9）转炉炼钢厂辅助设备设计计算（包括铁水供应系统、废钢供应系统、出钢出渣设备、烟气净化回收系统）
（10）生产规模的确定及转炉车间主厂房的工艺布置和尺寸选择（包括车间主厂房的加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨的布置形式及主要尺寸的设计确定）
（11）劳动定员和成本核算
（12）应用专题研究
（13）结论、参考文献
2.2.2 设计图纸
（1）转炉炉型图
（2）转炉炼钢厂平面布置图
（3）转炉车间主厂房纵向剖面图
2.3 研究思路及方案
（1）根据设计内容，书写中英文摘要、关键词。
（2）查阅专业文献，结合毕业实习，收集当前转炉炼钢工艺技术、车间设备设计等资料完成文献综述。
（3）根据厂址选择原则以及水文地质、交通运输、原料及产品市场等建厂条件进行论证选址。
（4）考虑经济、能源、环保、节能等因素，根据市场需求设计钢种，如建筑用钢、管线钢、大小方坯、宽厚板、船板等，尽可能满足大部分用户的需求。
（5）考虑经济、能源、环保、节能等因素，根据设计不同钢种的要求设计工艺流程，主体流程：预处理 -（复吹）转炉 -（LF或RH）精炼 - 连铸。
（6）根据设计生产规模，结合目前生产实际计算确定合理的转炉容量和座数（1-2座）。
（7）计算过程中所采用的数据根据任务书、参考文献或工厂生产实习的资料，按生产过程各阶段编制的平衡表和热平衡表进行计算。
（8）设计建造年产310万吨合格铸坯炼钢厂，确定转炉、精炼、连铸机型。
（9）铁水供应系统、废钢供应系统、出钢出渣设备、烟气净化回收系统的设计选取应有根据地引用文献或生产实践资料。
（10）设计建造年产310万吨合格铸坯炼钢厂，并根据产品大纲、主体生产设备、前后生产工序以及厂址地形等综合因素确定车间的工艺布置与尺寸。车间主厂房的加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨的布置形式及主要尺寸的设计确定应有根据地引用文献或生产实践资料。
（11）研究课题“低碳铝镇静钢钢水洁净度分析研究”。
（12）根据设计内容得出结论、列出参考文献。
（13）绘图部分
1）转炉炉型图。根据转炉吨位选择转炉炉型，通过计算转炉主要尺寸（包括熔池尺寸、炉帽尺寸、炉身尺寸、出钢口尺寸等），选取合理的炉衬、炉壳厚度，绘制出转炉炉型图。
2）转炉炼钢车间平面布置图。根据产品方案、转炉容量和座数，主体设备、辅助设备等，通过合理的工艺布置（包括加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨等）和尺寸选择绘制转炉炼钢车间平面布置图。
3）转炉车间主厂房纵向剖面图。采用阶梯剖，主要表示出加料跨、炉子跨、精炼跨、连铸跨主要设备在厂房中高度上布置。

3.工作进度及具体安排
进

度

安

排
起止日期
工作内容
第七学期17周前
完成开题报告
第1周—第2周
查阅资料、绪论、设计概述
第3周—第5周
毕业实习、收集资料
第6周
物料平衡和热平衡的计算、炉型及氧枪设计计算
第7周—第8周
主厂房工艺布置、辅助系统工艺布置
第9周—第12周
绘图
第13周
专题论文或翻译英文文献一篇
第14周
整理文档、打印设计资料
第15周
指导教师及评阅教师对学生毕业设计评阅计分
第16周
答辩
4.指导教师意见

指导教师：
年 月 日