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1、年产年产800800万吨转炉炼钢车间万吨转炉炼钢车间设计设计摘要摘要v现代转炉炼钢要求采用大型、连续、高效设备先进生产工艺,现代转炉炼钢要求采用大型、连续、高效设备先进生产工艺,布局合理、管理先进、节约能耗、减少污染、降低投资成本。布局合理、管理先进、节约能耗、减少污染、降低投资成本。v本设计主要任务是设计一座年产本设计主要任务是设计一座年产800万吨良坯的转炉炼万吨良坯的转炉炼钢车间,建有三座钢车间,建有三座350吨顶底复吹转炉,采用吨顶底复吹转炉,采用“三吹二三吹二”操操作,为提高钢材质量和高效连铸的要求,车间建有作,为提高钢材质量和高效连铸的要求,车间建有CAS-OB和和RH真空处系统,
2、本设计要求真空处系统,本设计要求100%的连铸比。整个生产过的连铸比。整个生产过程由计算机自动进行动态和静态控制。本设计主要内容包括:程由计算机自动进行动态和静态控制。本设计主要内容包括:物料平衡和热平衡计算,转炉炉型及氧枪设计;主要经济技物料平衡和热平衡计算,转炉炉型及氧枪设计;主要经济技术指标的确定和生产流程的确定;车间设计及车间生产过程术指标的确定和生产流程的确定;车间设计及车间生产过程概述。概述。v关键词:复吹转炉;氧枪;连铸关键词:复吹转炉;氧枪;连铸;物料平衡;热量平衡物料平衡;热量平衡转炉一炉钢的基本冶炼过程(1)上炉出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理;)上炉
3、出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理;(2)倾炉,加废钢、兑铁水,摇正炉体(至垂直位置);)倾炉,加废钢、兑铁水,摇正炉体(至垂直位置);(3)降枪开吹,同时加入第一批渣料(起初炉内噪声较大,从炉口冒出赤)降枪开吹,同时加入第一批渣料(起初炉内噪声较大,从炉口冒出赤色烟雾,随后喷出暗红的火焰;色烟雾,随后喷出暗红的火焰;35min后硅锰氧接近结束,碳氧反应后硅锰氧接近结束,碳氧反应逐渐激烈,炉口的火焰变大,亮度随之提高;同时渣料熔化,噪声减弱)逐渐激烈,炉口的火焰变大,亮度随之提高;同时渣料熔化,噪声减弱);(4)35min后加入第二批渣料继续吹炼(随吹炼进行钢中碳逐渐降低,
4、后加入第二批渣料继续吹炼(随吹炼进行钢中碳逐渐降低,约约12min后火焰微弱,停吹);后火焰微弱,停吹);(5)倒炉,测温、取样,并确定补吹时间或出钢;)倒炉,测温、取样,并确定补吹时间或出钢;(6)出钢,同时(将计算好的合金加入钢包中)进行脱氧合金化。)出钢,同时(将计算好的合金加入钢包中)进行脱氧合金化。钢钢铁铁联联合合企企业业的的生生产产工工艺艺流流程程原矿原煤熔剂及 辅助材料选矿洗煤破碎筛分铁矿粉造块炼焦炉化工副产品筛分熄焦高炉直接还原或熔融还原矿煤氧氧气转炉电炉连铸铸锭轧机成品钢材海绵铁或铁水水铁废钢炉渣热风精煤返矿尾矿碎焦炼钢原料炼钢原料 转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气体
5、。金属料包括铁水、废钢、铁合金,非金属料包括造渣料、熔剂、冷却剂,气体包括氧气、氮气、氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中为了去除磷、硫等杂质,控制好过程温度而加入的材料。主要有造渣料(石灰、白云石),熔剂(萤石、氧化铁皮),冷却剂(铁矿石、石灰石、废钢),增碳剂和燃料(焦炭、石墨籽、煤块、重油)。炼钢过程炼钢过程脱碳脱碳脱硫脱硫脱磷脱磷脱氧脱氧炼钢过程炼钢过程去气体去气体去夹杂去夹杂合金化合金化调调 温温铁水铁水钢钢v 由于氧气顶吹转炉由于氧气顶吹转炉反应速度快,生产反应速度快,生产率及热效率很高,率及热效率很高,可使用约可使用约2030的废钢以及便于自的废钢以及便于自动化控制,又
6、克服动化控制,又克服了空气吹炼时钢质了空气吹炼时钢质量差、品种少的缺量差、品种少的缺点,使它成为冶金点,使它成为冶金史上发展最迅速的史上发展最迅速的新技术。新技术。转炉炼钢生产工艺v装料制度v造渣制度v供气制度v温度制度v出 钢v脱氧及合金化装料制度v 装入量是指每炉装入的铁水和废钢的总量,一般废钢占1530%,装入量分为三种形式:v1.定量装入:整个炉役期保持每炉的金属装入量不变;v2.定深装入:随容积的扩大而增加装入量,保持熔池的深度不变;v3.分阶段定量装入:将整个炉役分为若干阶段,每阶段定量装入.造渣制度v 造渣制度包括以下内容:v1.炉渣碱度和石灰加入量:碱度指渣中碱性氧化物/酸性氧
7、化物,一般为2.54.0,高S、P铁水控制在3.54.0,吨钢石灰消耗7080kgv2:炉渣氧化性:用(%FeO)表示,高利于成渣,脱P,但降低金属回收率.一般初期高,终点15%左右,C、P要求高时,控制在2025%。v3.渣中(MgO):为防止炉渣侵蚀炉衬,造渣时加入含镁材料,一般终渣(MgO)为68%,采用溅渣护炉则810%.v4.造渣方法:单渣法、双渣法、双渣留渣法.渣料分批加入,开吹时加入1/21/3,其余分批加入.供气制度v顶部供气v底部供气供气制度(顶部供气)供氧操作控制以下参数:氧气流量:单位时间向熔池吹入氧气体积;供氧强度:单位时间向熔池吨钢提供氧气的体积;氧气工作压力:设定压
8、力测定点的氧气压力(0.81.2MPa);枪位:喷头至静止金属熔池液面的距离(化渣枪位、基本吹炼枪位、拉碳枪位)供气制度(底部供气)底吹类型非氧化性气体:Ar、N2氧化性气体:O2、CO2、空气底吹过程 吹炼前期N2搅拌,后期N2、Ar切 换;底 部 供 气 强 度0.3Nm3/t.min温度制度 随铁水中元素氧化,金属液相线温度升高,浇注也要求过热度,升温是炼钢重要任务之一.出钢温度T的确定:T=浇注钢种液相线温度+浇注过热度+钢水镇静及炉外精炼温度降+出钢温度降出钢出钢出钢过程 先测定先测定C、P、S及及T,判断是否满足判断是否满足出钢要求出钢要求,否则补吹否则补吹;采采用挡渣技术与红包出
9、用挡渣技术与红包出钢钢.脱氧及合金化脱氧及合金化脱氧 吹炼终点钢水O=0.020.08%,向钢中加入一种(或几种)与氧亲和力比Fe大的元素,常用脱氧剂Fe-Si、Fe-Mn、Al、Si-Al-Ca、Si-Al-Ba等;合金化 向钢水中加入合金元素使其达到成品钢成分要求转炉设备v供料系统v转炉系统v供气系统v净化系统v辅助设备转炉冶炼的基本原理 -物料平衡及热平衡纯氧顶吹转炉炼钢优点(1)生产速度快 因为用纯氧吹炼,会高速降碳,快速提温,大大缩短冶炼时间。(2)品种多、质量好 纯氧顶吹转炉既能炼普通钢,也能炼普通低碳钢。如首钢采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。用纯氧吹炼,钢中氮、氢等有害气体
10、含量较低。(3)基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的6070,生产费用也低于平炉。连续铸钢连续铸钢 连续铸钢连续铸钢(连铸连铸)是将钢水通过连铸机直接是将钢水通过连铸机直接铸成钢坯,从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铸成钢坯,从而取代模铸和初轧开坯的一种钢铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸坯连铸坯产量占钢总产量比例产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生的高低来衡量钢铁工业生产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的好处在于节能和提高金属收得率。好处在于节能和提高金属收得率。连续铸钢
11、连续铸钢连续铸钢连续铸钢v简化了工序,缩短了流程 省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。由此可节省基建投资费用约40%,减少占地面积约30%,劳动力节省约70%。v提高了金属收得率 采用模铸工艺,从钢水到钢坯,金属收得率为84%-88%,而连铸工艺则为95-96%,金属收得率提高10-14%。连续铸钢的优越性连续铸钢的优越性v降低了能源消耗 采用连铸工艺比传统工艺可节能1/4-1/2。v生产过程机械化、自动化程度高 设备和操作水平的提高,采用全过程的计算机管理,不仅从根本上改善了劳动环境,还大大提高了劳动生产率。v提高质量,扩大品种 几乎所有的钢种均可以采用连铸工艺生产,如超纯净度钢、硅钢、合金钢、工具钢等约500多个钢种都可以用连铸工艺生产,而且质量很好。连续铸钢连续铸钢酒酒钢碳碳钢薄板坯薄板坯连铸连轧产品品连铸产业化主要方向连铸产业化主要方向l连铸研究的重点主要集中在以下五个方面:连铸研究的重点主要集中在以下五个方面:1.亚快速凝固规律及控制模型亚快速凝固规律及控制模型2.铸轧模型及其板形控制铸轧模型及其板形控制3.熔池布流及液面波动控制熔池布流及液面波动控制4.结晶辊结晶辊5.侧封板侧封板 现现代代冶冶炼炼厂厂面面貌貌
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