车间主厂房的设计.doc

车间主厂房的设计5.1 主厂房布置形式的选择分析5.1.1 总平面图布置氧气转炉炼钢车间的主厂房，一般至少包括原料跨、炉子跨和浇注跨三个跨间。图51和图52所示为炼钢车间主厂房的平面布置和横断面图。 上述布置的特点是炉子跨位于主厂房中间，其一侧为原料跨，另一侧为浇铸跨，可实行两面操作，一侧兑铁水和加废钢，另一侧出钢，互不干扰，物料流顺行。5.1.2 运输5.1.3 起重机配置5.2 加料跨供应系统的选择5.2.1 转炉用铁水的供应铁水是转炉炼钢车间的主要原料。按所供铁水来源的不同可分为化铁炉铁水和高炉铁水两种。由于化铁炉需二次化铁，能耗与熔损较大，己被国家明令淘汰，因此在新建炼钢车间时不采用。高炉向转炉供应铁水的方式有混铁炉、混铁车、铁水罐直接热装等方式。铁水带来的高炉渣中含量较高，若随铁水进入转炉会导致石灰石消耗热量增多，渣量增大，喷溅加剧，损坏炉衬，降低金属收得率，损失热量等。为此铁水在入转炉之前应扒渣。铁水带渣量要求低于0.5% 。(1)铁水罐车供应铁水高炉铁水用铁水罐车运进转炉车间，转炉需要铁水时，将铁水倒入转炉车间的铁水包，称量后用铁水吊车兑入转炉。其工艺流程为：高炉铁水罐车前翻支柱铁水包称量转炉铁水罐车供应铁水的特点是设备简单，投资少。但是铁水在运输及待装过程中热损失严重，用同一罐铁水炼几炉钢时，前后炉次的铁水温度波动较大，不利于操作，而且粘罐现象也较严重；另外对于不同高炉的铁水，或同座高炉不同出铁炉次的铁水，或同出铁炉次中先后流出的铁水来说，铁水成分都存在差异，使兑人转炉的铁水成分波动也较大。我国采用这种供铁方式的主要是小型转炉炼钢车间。(2)混铁炉供应铁水 采用混铁炉供应铁水时，高炉铁水罐车由铁路运入转炉车间加料跨，用铁水吊车将铁水兑入混铁炉。当转炉需要铁水时，从混铁炉将铁水倒入转炉车间的铁水包内，经称量后用铁水吊车兑入转炉。其工艺流程为： 高炉铁水罐车混铁炉铁水包称量兑入转炉图1 混铁炉构造图由于混铁炉具有贮存铁水、混匀铁水成分和温度的作用，故这种供铁方式，铁水成分和温度都比较均匀，特别是对调节高炉与转炉之间均衡的供应铁水有利。(3)混铁车供应铁水 混铁车又称混铁炉型铁水罐车或鱼雷罐车，由铁路机车牵引，兼备运送和贮存铁水的两种作用。 采用混铁车供应铁水时，高炉铁水出到混铁车内，由铁路将混铁车运到转炉车间倒罐站旁。当转炉需要铁水时，将铁水倒人铁水包，经称量后，用铁水吊车兑入转炉。其工艺流程为： 高炉混铁车铁水包称量转炉采用混铁车供应铁水的主要特点是：设备和厂房的基建投资以及生产费用比混铁炉低。铁水在运输过程中的热损失少，并能较好地适应大容量转炉的要求，还有利于进行铁水预处理(预脱磷、硫和硅)。但是，混铁车的容量受铁路轨距和弯道曲率半径的限制不宜太大，因此，储存和混匀铁水的作用不如混铁炉。这个问题随着高炉铁水成分的稳定和温度波动的减小而逐渐获得解决。近年来世界上新建大型转炉车间采用混铁车供应铁水的厂家日益增多。对于容量不小于100t的转炉应优先采用混铁车(又称鱼雷式铁水车)。采用混铁车供应铁水时，应设铁水倒罐站，如图2所示。铁水倒罐站4一般布置于原料跨5一端的外侧，混铁车在此将铁水倒入铁水坑内的铁水罐中，通过移送车6将铁水罐运往原料跨。混铁车方案进行铁水预处理时，一般包括铁水预处理间2、倒渣站3和铁水倒罐站4。铁水预处理间(脱硫或同时脱硫脱磷)和倒渣站大多位于炼铁车间与铁水倒罐站之间，且彼此平行布置。一般情况下，经处理后的混铁车，每隔23次送到倒渣站倒渣。铁水预处理站如图3所示。不需顶处理的混铁车每隔10次左右送到倒渣站倒渣。铁水倒罐站内一般设有两条运输线和与其垂直布置的受铁坑(又叫铁水坑)。受铁坑位于铁水线下面，一个受铁坑有两个铁水转注位置。图2 混铁车供应铁水1高炉铁水 2铁水预处理间 3倒渣站4铁水倒灌站 5主厂房原料跨 6移送车图3 铁水预处理站1喷粉枪 2配电站 3操作室 4高位料仓 5粉剂分配器 6混铁车混铁车由罐体、罐体支承及倾翻机构和车体等部分组成，如图4所示。罐体是混铁车的主要部分，外壳由钢板焊接而成，内砌耐火砖衬。通常罐体中部较长一段是圆筒形，两端为截圆锥形，以便从直径较大的中间部位向两端耳轴过渡。罐体中部开口，供受铁、出铁、修砌和检查出入之用。罐口上部设有罐口盖保温。图4 混铁车 根据国外已有的混铁车，罐体支承有两种方式。小于325t的混铁车，罐体通过耳轴借助普通滑动轴承支承在两端的台车上；325t以上的混铁车，其罐体是通过支承滚圈借助支承辊支承在两端的台车上。罐体的旋转轴线高于几何轴线约100以上,这样罐体的重心无论是空罐或满罐，总能保持在旋转轴线以下。 罐体的倾翻机构通常安装在前面台车上，由电动机、减速机及开式齿轮组成。带动罐体转动的大齿轮，安装在传动端的耳轴上。 混铁车的容量根据转炉的吨位确定，一般为转炉吨位的整数倍，并与高炉出铁量相适应，我国使用的混铁车最大公称吨位为260t和300t，国外最大公称吨位为600t。5.2.2 转炉用散装料的供应散状材料是指炼钢过程中使用的造渣材料、补炉材料和冷却剂等，如石灰、萤石、白云石、铁矿石、氧化铁皮、焦炭等。氧气转炉所用散状材料供应的特点是种类多、批量小、批数多。供料要求迅速、推确、连续、及时、设备可靠。 供应系统包括车间外和车间内两部分。通过火本或汽车将各种材料运至主厂房外的原料间（或原料场)内，分别卸入料仓中。然后再按需要通过运料提升设施将各种散状料由料仓送往主厂房内的供料系统设备中。 散状材料供应系统一般由贮存、运送、称量和向转炉加料等几个环带组成。整个系统由一些存放料仓、运输机械、称量设备和向转炉加料设备组成。本设计中采用全胶带上料系统。图5表示一个全胶带上料系统，其作业流程如下：地下(或地面)料仓固定胶带运输机转运漏斗可逆式胶带运输机高位料仓分散称量漏斗电磁振动给料器汇集胶带运输机汇集料斗转炉这种上料系统的特点是运输能力大，上料速度快而且可靠，能够进行连续作业，有利于自动化，但它的占地面积大，投资多，上料和配料时有粉尘外逸现象。图5 全胶带上料系统1固定胶带运输机 2可逆式胶带运输机3汇集胶带运输机4汇集料斗5烟罩6高位料仓7称量料斗8加料溜槽9散装材料间(1)地下料仓 地下料仓设在靠近主厂房的附近它兼有贮存和转运的作用。料仓设置形式有地下式、地上式和半地下式三种，其中采用地下式料仓较多，它可以采用底开车或翻斗汽车方便地卸料。 各种散状料的贮存量决定于吨钢消耗量、日产钢量和贮存天数。各种散状料的贮存大数可根据材料的性质、产地的远近、购买是否力便等具体情况而定，一般矿石、萤石可以多贮存一些天数(1030天)。石灰易于粉化，贮存天数不宜过多(一般为23天)。(2)高位料仓高位料仓的作用是临时贮料，以保证转炉随时用料的需要。根据转炉炼钢所用散状料的种类，高位料仓设置有石灰、白云石、萤石、氧化铁皮、铁矿石、焦炭等料仓，其贮存量要求能供24h使用，因为石灰用量最大，料仓容积也最大，大、中型转炉一般每座转炉设置两个以上的石灰料仓。其他用量较少的材料每炉设置一个或两座转炉共用一个料仓。这样每座转炉的料仓数目一般有510个，布置形式有共用、单独使用和部分共用三种。单独用料仓每个转炉各有自己的专用料仓，如图6所示；主要优点是使用的可靠性比较高。但料仓数目增加较多，停炉后料仓中剩余石灰的处理问题尚未合理解决。图6 单独用高位料仓示意图 共用料仓两座转炉共用一组料仓，如图7所示。其优点是料仓数目少，停炉后料仓中剩余石灰的处理方便。缺点是称量及下部给料器的作业频率太高，出现临时故障时会影响生产。图7 共用高位料仓示意图部分共用料仓某些散料的料仓两座转炉共用，某些散料的料仓则单独使用、如图8所示。这种布置克服前两种形式的缺点，基本上消除高位料仓下部给料器作业负荷过高的缺点，停炉后也便于处理料仓中的剩余石灰。转炉双侧加料能保证成渣快，改善对炉衬侵蚀的不均匀性，但应力求做到炉料下落点在转炉中心部位。图8 部分共用高位料仓示意图 目前，上述三种方式都有采用的，但以部分共用料仓采用较为广泛。故本设计中采用部分共用高位料仓。(3)给料、称量及加料设备散料的给料、称量及加料设备是散状材料供应的关键部件。因此，要求它运转可靠、称量准确、给料均匀及时、易于控制，并能防止烟气和灰尘外逸：这一系统是给料器、称量料斗、汇集料斗、水冷溜槽等部分组成。(4)运输机械设备 散状材料供应系统中常用的运输设备有胶带运输机和振动输送机。 胶带运输机是大、中型转炉散状材料的基本供料设备。它具有运输能力大，功率消耗少，结构简单，工作平稳可靠，装卸料方便，维修简便又无噪音等优点。缺点是占地面积大，橡胶材料及钢材需要量大，不易在较短距离内爬升较大的高度，密封比较困难。振动输送机是通过输送机上的振动器使承载构件按一定方向振动，当其振动的加速度达到某一值时，使物料在承载构件内沿运输方向实现连续微小的抛掷，使物料向前移动而实现运输的机械设备。 振动输送机的特点是：密封好，便于运输粉尘较大的物料；由于运输物料的构件是钢制的，可运送温度高达500的高温物料，并且物料运输构件的磨损较小；它的机械传动件少，润滑点少，便于维护和检修；设备的功率消耗小；易于实现自动化。但它向上输送物料时，效率显著降低，不宜运输黏性物料，而且设备基础要承受较大的动负荷。5.2.3 转炉用废钢的供应 废钢的供应有两种布置方式：在原料跨的一端设废钢工段，废钢由火车或汽车运入，用电磁盘吊车装入废钢料斗，称量后待用；当加入转炉的废钢量大时，在原料跨一端的外侧另建废钢间（一般垂直于原料跨），在废钢间内加工处理后的废钢装入料斗称量后，由地面或高架台车送进原料跨待用。目前在氧气顶吹转炉车间，向转炉加入废钢的方式有两种：(1)直接用桥式吊车吊运废钢槽倒入转炉这种方法是用普通吊车的主钩利副钩吊起废钢料槽，靠主、副钩的联合动作把废钢加入转炉。这种方式的平台结构和设备都比较简单，废钢吊车与兑铁水吊车可以共用，但一次只能吊起一槽废钢，并且废钢吊车与兑铁水吊车之间的干扰较大。(2)用废钢加料车装入废钢这种方法是在炉前平台上专设一条加料线，使加料车可以在炉前平台上来回运动。废钢料槽用吊车事先吊放到废钢加料车上，然后将废钢加料车开到转炉前并倾动转炉，废钢加料车将废调料槽举起，把废钢加入转炉内。这种方式废钢的装入速度较快，并可以避免装废钢与兑铁水吊车之间的干扰，但平台结构复杂。据资料介绍，现在大型转炉更趋向于用吊车加入废钢，而不是用废钢加料车。因为用废钢加料车加废钢过程中易对炉体产生冲击，而且加废钢过程中需要调整转炉的倾角。而用吊车加废钢则平稳、便利得多。些大型转炉为了减少加废钢时间，增加废钢添加量，采用了双槽式专用加废钢吊车，或专用的单槽式大型废钢料槽吊车或专用的单槽式大型废钢料槽吊车(料槽容积为10m3)。本设计中采用直接用桥式吊车吊运废钢槽倒入转炉的加废钢方式。废钢料槽是钢板焊接的一端开口，底部吴平面的长簸箕状槽。在料槽前部和后部的两侧有两对吊挂轴，供吊车的主、副钩吊挂料槽。5.2.4 转炉用铁合金的供应铁合金的供应系统一般由炼钢厂铁合金料间、铁合金料仓及称量和输送、向钢包加料设备等部分组成。 铁合金在铁合金料间(或仓库)内加工成合格块度后，应按其品种和牌号分类存放，还应保存好其出厂化验单。贮存面积主要取决于铁合金的日消耗量、堆积密度及贮存天数。铁合金由铁合金料间远到转炉车间的方式有以下两种：铁合金用量不大的炼钢车间将铁合金装入自卸式料罐，然后用汽车运到转炉车间，再用吊车卸入转炉炉前铁合金料仓；需要时，经称量后用铁合金加料车经溜槽或铁合金加料漏斗加入钢包。需要铁合金品种多、用量大的大型转炉炼钢车间 铁合金加料系统有两种型式：第一种是铁合金与散状科共用一套上料系统，然后从炉顶料仓下料，经旋转溜槽加入钢包，这种方式不另增设铁合金上料设备，而且操作可靠，但稍增加了散状材料上料胶带运输机的运输量。第二种方式，铁合金自成系统用胶带运输机上料，有较大的运输能力，使铁合金上料不受散状原料的干扰，还可使车间内铁合金料仓的贮量适当减少。对于规模很大的转炉车间，这种流程更可确保铁合金的供应。但增加了一套胶带运输机上料系统，设备重量与投资有所增加。5.3 供氧系统的选择5.3.1 制氧的基本原理 空气中含有氧20.9%、氮78%和1%的稀有气体成分，如氩、氮、氖等气体。 在0.1MPa下，空气、氧气和氮气的沸点分别为-193、-183和-195.8。因此首先创造条件使空气液化，然后加热精馏，由于液氮的沸点较低故其先蒸发成氮气逸出，剩下的液态空气含氧量相应升高，将这种富氧液态空气再次蒸发，使氮气成分继续逸出，最后得到液态工业纯氧。液态氧经气化就得到氧气，其纯度达98%99.6%，即所谓工业纯氧，其纯度愈高对钢质量愈好。 在近代制氧工业中，还可以获得氩气、氮气等副产品，氩气是氩氧炉与氩气搅拌法的重要气源；氮气可作为顶底复合吹炼底部气源或做化肥原料。5.3.2 供氧系统工艺流程 氧气转炉炼钢车间的供氧系统是由制氧机、加压机、中压储气罐、输氧管、控制闸阀、测量仪器、氧枪等主要设备组成。图9 供氧系统工艺流程图1制氧机 2低压储气柜 3压氧机 4桶形罐 5中压储气罐6氧气站7输氧总管8总管氧压测定点9减压阀10减压阀后氧压测定点11氧气流量测定点12氧气温度测定点13氧气流量调节阀14工作氧压测定点 15低压信号连锁 16快速切断阀 17手动切断阀 18转炉5.3.3 制氧机的选择 氧气转炉车间每小时平均耗氧量取决于车间转炉座数、炉容量大小、每吨良坯(锭)耗氧定额和吹炼周期的长短。氧气转炉吹炼的周期性很强，一般吹氧时间仅占冶炼周期的半左右，因此在吹氧时间内就会出现氧气的高峰负荷。故需根据工艺过程计算出转炉生产中的平均耗氧量和高峰耗氧量，以此为依据选择配置制氧机的能力（）和机数。 (1)一座转炉吹炼时的小时耗氧量平均耗氧量 =23100 式中 炉产良坯量：一般为炉产钢水量的98，t；每吨良坯耗氧量定额：在生产实践中单位耗氧量一般波动在5060(良坯)平均吹炼周期指从本炉兑铁水到下炉兑铁水的时间，min高峰耗氧量（） =53900(2)车间小时耗氧量平均耗氧量平均耗氧量=经常吹炼炉子数每座转炉平均小时耗氧量 =223100=46200车间高峰耗氧量指几座转炉同时处在吹氧期所需供应的氧气量，一般可以考虑两座转炉同时吹氧时间内有一半重叠，因此，车间高峰耗氧量就等于一座转炉高峰耗氧量的1.5倍。车间高峰耗氧量=1.553900=80850(3)对于专供氧气转炉炼钢使用的制氧机的生产能力必须根据转炉车间需氧选择。制氧机的总容量根据炼钢车间小时平均耗氧量确定，通过在制氧机和转炉之间设置储气罐来满足车间高峰用氧量。在决定制氧机组的能力时，还需考虑制氧机国家标准系列。目前我国可供氧气转炉车间选用的制氧机系列有：1000 、1500 、3200 、6000 、10000 、20000 、26000 、35000 等。制氧设备的选择，除考虑转炉的用氧量外，还需要考虑车间其他工序的小额氧气用户，如铸坯切割、精整等。 在本设计中选择2座容量为35000的制氧机 。5.4 除尘系统的选择5.4.1 OG法净化除尘系统(1)活动烟罩为了收集烟气，在转炉上面装有烟罩。烟气经活动烟罩和固定烟罩后进入汽化冷却烟罩或废热锅炉以利用废热，再经净化冷却系统。用于未燃法的活动烟罩，要求能够上下升降，以保证烟罩内外气压大致相等，既避免烟气的外逸恶化炉前工作环境，也不吸入空气而降低回收煤气的质量，因此在吹炼各阶段烟罩能调节到需要的间隙。吹炼结束出钢、出渣、加废钢、兑铁水时，烟罩能升起，不妨碍转炉倾动。当需要更换炉衬时，活动烟罩又能平移开出炉体上方。这种能升降调节烟罩与炉口之间距离，或者既可升降又能水平移出炉口的烟罩称为“活动烟罩”。 OG法是用未燃法处理烟气，也是当前采用较多的方法。其烟罩是裙式活动烟罩和双烟罩。图10 活动烟罩结构1上部烟罩（固定烟罩）2下部烟罩（活动烟罩固定段）3罩裙（活动烟罩升降段） 4沙封 5水封 6转炉(2)固定烟罩它装于活动烟罩与汽化冷却烟道或废热锅炉之间，也是水冷结构件。固定烟罩上开有散装材料投料孔、氧枪和副枪插入孔，氧枪和副枪插入孔等均采用氮气或蒸汽密封。固定烟罩与单罩结构的活动烟罩多采用水封连接。固定烟罩与汽化冷却烟道或废热锅炉拐弯处的拐点高度和与水平线的倾角，对防止烟道的倾斜段结渣有重要作用。(3)烟气的冷却装置 转炉炉气的温度在14001600左右，炉气离开炉口进入烟罩时，由于吸入空气使炉气中的CO部分或全部燃烧，烟气温度可能更高。高温烟气体积大，如在高温下净化，使净化系统设备的体积非常庞大。此外，单位体积的含尘量低，也不利于提高净化效率，所以在净化之前和净化过程中要对烟气进行冷却。 汽化冷却烟道。汽化冷却烟道是用无缝钢管围成的筒装结构，其断面为方形或圆形。钢管的排列有水管式，隔板管式和密排管式。水管式烟道容易变形；隔板管式加工费时，焊接处容易开裂且不易修复；密排管式不易变形，加工简单，更换方便。图11 汽化冷却系统流程 汽化冷却用水是经过软化处理和除氧处理的。图3所示为汽化冷却系统流程。汽化冷却系统可自然循环，也可强制循环。汽化冷却烟道内由于汽化产生的蒸汽形成汽水混合物，经上升管进入汽包，使汽与水分离，所以汽包也称分离器。汽水分离后热水从下降管经循环泵，又送入汽化冷却烟道继续使用。若取消循环泵，为自然循环系统，其效果也很好。 汽化冷却系统的汽包布置应高于烟道顶面。一座转炉设有一个汽包，汽包不易合用，也不宜串联。汽化冷却烟道也称为汽化冷却器，也可以冷却烟气并把产生的蒸汽回收再利用。也可称它是余热回收锅炉。(4)文氏管净化器文氏管净化器是一种湿法除设备，也兼有冷却降温的作用。文氏管净化器由雾化器、文氏管本体及脱水器三部分组成。文氏管本体由收缩段、喉口段和扩张段三部分组成。烟气经文氏管收缩段到喉口时气流加速，高速的烟气冲击喷嘴喷出的水幕，使水二次雾化成小于或等于烟尘粒直径100倍以下的细小水滴。经过与文氏管串联气水装置（脱水器），使含尘水滴与气体分离，达到降温与净化的目的。 在湿法除尘系统中采用双文氏管串联，通常以定径文氏管作为一级除尘装置，并加溢流水封；以调径文氏管作为二级除尘装置。溢流文氏管 在双文氏管串联的湿法除尘系统中，喉口直径一定的溢流文氏管主要起降温和粗除尘的作用。经汽化冷却烟道烟气冷却至8001000，通过溢流文氏管时能迅速冷却到7080，并能把烟尘凝聚，通过扩张段和脱水器将烟气中粗大粒尘出去，出尘效率为90%95%。图12 文氏管除尘器的组成1 文氏管收缩段 2碗形喷嘴 3喉口段 4扩张段 5弯头脱水器采用溢流水封主要是为了保持收缩段的管壁上有一层流动的水幕，以隔离高温烟气对管壁的冲刷，以防止烟尘在干湿交界面上积灰结瘤而堵塞。溢流水封为开口式结构，有防爆泄压、调节汽化冷却烟道因热胀冷缩引起的位移作用。一般情况下，溢流文氏管收缩角为2025，扩张段角度为68；喉口长度为（0.51） 。调径文氏管 在喉口部位装有调节机构的文氏管，称为调径文氏管，主要用于精除尘。 它通过转炉控制的自控系统，能随烟气量变化相应增加或缩小喉口断面积，保持喉口处烟气速度一定。还可以调节风机的抽风量控制炉口微压差，确保回收煤气质量。 现用的矩形调径文氏管，调节喉口断面大小的方式很多，常用的有阀板、重陀、矩形翼板、矩形滑块等。调径文氏管的喉口处安装形阀板，即圆弧形滑板，（RD）用于控制喉口的开度，可显著降低二文阻力，如图13所示。 图13 圆弧形滑板调节文氏管1导流板 2供水 3可调阀板(5)脱水器 在湿法和干湿结合法烟气净化系统中，湿法净化器的后面必须装有气水分离装置，即脱水器。脱水情况直接关系到烟气的净化效率、风机叶片的寿命和管道阀门的维护，而脱水效率与脱水器的结构有关。 图14 90弯头脱水器 弯头脱水器。含尘水滴进入脱水器后，受惯性及离心的作用，水滴被甩至脱水器的叶片及器壁，沿叶片及器壁流下，通过排污水槽排走。弯头脱水器按其弯曲角度不同，可分为90和180弯头脱水器两种。如图5所示，弯头脱水器能够分离直径大于30的水滴，脱水效率为95%98%。一般情况下，其烟气进口速度为812，出口速度为79。弯头脱水器中叶片多，则脱水效率高；但叶片过多容易堵塞，其中一文更易堵塞。改进分流挡板和增设反冲喷嘴，有利于消除堵塞现象。(6)风机烟气经冷却、净化，由引风机将其排至烟尘放散或输送到煤气回收系统中备用。因此引风机是净化回收系统的动力中枢，非常重要。但目前没有转炉专用风机而是套用D形单进煤气鼓风机。风机的工作环境比较恶劣。(7)煤气柜煤气柜用来储存煤气，以便于连续供给用于成分、压力、质量稳定的煤气，是转炉炼钢回收系统中重要设备之一。它犹如一个大钟罩扣在水槽中，随煤气的进出而升降；通过水封使煤气柜内煤气与外界空气隔绝。其结构如图16所示。 图16 煤气柜自动放散装置1煤气柜 2钢绳3正压连接水封 4逆止水封 5放散阀 6放散烟囱(8)放散烟囱氧气转炉烟气因含有可燃成分，其排放与一般工业废气不同。根据国内各厂的调查来看，放散烟囱的高度均高出厂房屋顶36m 。一座转炉设置一个专用放散烟囱。5.4.2 OG系统的流程转炉活动烟罩固定烟罩斜冷却烟道弯冷却烟道一级文氏管弯管脱水器二级文氏管弯管脱水器水雾分离器风机三通切换阀煤气回收系统（放散烟囱）。 图17 转炉OG系统流程1罩裙 2T活动烟罩 3固定烟罩4汽化冷却烟道5上部安全阀（防爆阀）6一级文氏管7一文脱水器 8水雾分离器 9二级文氏管10二文脱水器11水雾分离器12下部安全阀13流量计14风机15旁通阀16三通阀 17水封逆止阀 18V形水封19煤气柜20测定孔21放散烟囱5.4.3 OG系统的特点 转炉烟气净化除尘系统分为湿法除尘和干法除尘。湿法除尘以日本的OG系统为代表。图一所示是OG法转炉煤气净化回收系统的流程。这是当前世界上未燃法、全湿法回收系统净化效果较好的一种回收方法。其主要特点如下：净化系统设备紧凑。净化系统有繁到简，实现了管道化，系统阻损小，且不存在死角，煤气不易滞留，利于安全生产。设备装备水平较高。通过炉口微压差来控制二文的开度，以适应各吹炼阶段的烟排放量的变化和回收放散的转换，通过计算机实现自动控制。节约用水量。烟罩及罩裙采用热水密闭循环冷却系统，烟道采用汽化冷却系统，二文污水返回一文使用，明显的减少用水量。烟气净化效率高。排放烟气的含尘浓度标准状态下可低于，净化效率高。系统安全装置完善。设有与烟气中含量的测定装置，以保证回收与放散系统的安全。实现了煤气、蒸汽、烟尘的综合再利用。5.5 废钢间的确定5.5.1 废钢间的布置 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。本设计中采用设立单独的废钢间，废钢间在原料跨一端并垂直于原料跨，用火车或汽车向料坑或料仓卸入本厂或外来之废钢，按照轻重类型不同分类堆放，用磁盘吊车向废钢料斗装入废钢，然后用热力或电力料斗平车运送废钢料斗到加料跨。废钢间的尺寸与废钢间的布置有关，主要由废钢的储量，堆放方法，运输废钢料斗平车线的数目，转炉昼夜所需废钢量等因素来决定。(1)转炉车间昼夜所需废钢量=34=342509%=765t式中转炉公称容量，t废钢比，取为9%车间昼夜出钢量(2)废钢料斗容量及数量=11.25=22.5式中废钢料斗容量，每炉废钢加入量，废钢堆密度，轻型废钢为11.5，重型废钢为23装满系数，取0.8废钢料斗数量为车间周转的料斗数，在加上备用的料斗即为废钢料斗所需总数。本设计中采用2个重型废钢料斗且备用1个；2个轻型废钢料斗且备用1个。(2)废钢储料坑容积或堆放场地所需面积计算废钢跨间采用两种贮存废钢方式，一是用贮存料坑，二是用堆放场地贮存，本设计中采用堆放场地贮存废钢。计算废钢堆放场地面积时，堆放高度按1.2计算。 式中废钢贮存容积；车间昼夜所需废钢量；废钢贮存天数，企业内部废钢贮存天数为0.73天，企业外部之废钢为15天；取10天废钢堆密度，；轻型废钢=5100 废钢堆放场地面积S= =4250重型废钢=2550废钢堆放场地面积S=2125废钢间的尺寸 表1 废钢间的主要尺寸高度/m长度/m跨度/m向转炉装废钢起重轨道面高/m913030285.5.2 主要设备主要设备为：磁盘吊车（起重能力为25吨）、废钢槽等。5.5.3 磁盘吊车台数的确定由于本车间为2座转炉同时工作，因此需配备2台磁盘吊车，使转炉间操作不相互干扰。5.5.4废钢车线的计算5.6 加料跨的设计计算在原料跨内主要完成兑铁水、加废钢和转炉炉前的工艺操作。一般在原料跨的两端分别布置铁水工段和废钢工段。当加入转炉的废钢量大时（特别是大型炼钢厂），在原料跨一端的外侧另建废钢间（一般垂直于原料跨），在废钢间内加工处理后的废钢装入料斗称量后，由地面或高架台车送进原料跨待用。转炉渣罐的转运也有两种方式：从原料跨内直接转运，渣罐运输线一般与废钢线在跨间的同一端或为贯通线；将渣罐车横穿原料跨，在主厂房之外的中间渣场倒运或处理。5.6.1加料跨的吊车轨面标高(1)用混铁车时，吊车轨面标高应保证能将铁水包中的铁水全部兑入转炉，如图20所示。铁水吊车轨面标高H(m)为： =+1+11式中铁水吊车主钩升高极限，安全距离，一般取1兑铁水时铁水包耳轴中心线至转炉耳轴水平中心线的距离，转炉耳轴中心线的标高，（2）向转炉加废钢所需的轨面标高主钩：副钩：5.6.2 加料跨的宽度原料跨厂房的宽度取决于转炉容量及工艺布置，一般在2127之间。采用混铁车，则取决于兑铁水、加废钢以及受铁坑所占的宽度。 原料跨的宽度取标准系列为：245.6.3 加料跨的长度原料跨厂房的长度为铁水供应区、废钢供应区和转炉加料区三者长度之和，并加上两端检修吊车所需的长度。如采用混铁车供铁水，一般要有2辆混铁车的长度，旁边建混铁车出铁间，对应混铁车中心线，设2条横向兑铁罐传送车进入加料跨，两车间距为混铁车的长度，另外加辅助和边端尺寸而成铁水区长度。同时，当采用铁水脱硫脱磷时，设计按在铁水供应区用兑铁水包做处理容器，而在此处的转炉跨一端，设铁水脱磷硫用大转盘，兑铁包由加料跨吊放转盘上，然后旋转到脱磷硫位置处，降罩吹氧和投入脱磷硫材料，完成脱磷硫后，则经旋转吊走处理完兑铁包，由于转盘较大，其专用柱距按炉容量不同，为2736。废钢区长度随转炉容量不同而异，对于大型转炉钢厂，废钢装槽多在垂直于加料跨的独立废钢间进行，这样不但操作效率高，也减少了装废钢的噪音对主厂房操作的干扰，这样废钢区就只有停放45个废钢槽车的位置，外加辅助和边端尺寸而成。而废钢间的尺寸，长度以能够布置4条错台的废钢槽传送车而定，跨宽度为3033。5.7 转炉跨的设计计算5.7.1 转炉位置确定炉子跨是主厂房的核心部分，很多重要的生产设备和辅助设备部布置在这里，如转炉、转炉倾动系统、散状料供应系统、供氧系统、底吹气系统、烟气净化系统、铁合金供应系统、出钢出渣设施等，有的还把拆修炉设备及炉外精炼设备也布置在此跨内。(1)横向布置转炉在横向上的位置，如图20所示，转炉应布置在靠近原料跨处，转炉中心线与靠近原料跨的厂房纵向往列中心线的距离，既要保证原料跨的吊车能顺利向转炉兑入铁水和加入废钢，又要在可能条件下,尽量保持足够大的距离，以便较好地布置氧枪升降机构，保证氧枪和副枪的正常工作。值的关系式为： 式中转炉倾动到3045受铁位置时，炉口内沿到转炉耳轴中心线的水平距离；铁水罐内全部铁水兑入转炉时，罐嘴前沿到铁水罐耳轴中心线的水平距离兑铁水吊车钩中心线至吊车轨道中心线的极限尺寸；吊车轨道中心线与厂房柱子中心线的距离。我国已投产的30300t转炉值见表1,本设计中取=2.5。表1 不同转炉容量与值的关系转炉容量/t3050120150300值/m0.81.151.251.71.902.70图20 转炉中心线与厂房柱子纵向行列线间的距离的示意图烟罩、烟道和氧枪、副枪的布置通常烟罩和烟道沿跨间横向朝炉后弯曲，一是便于氧枪和副枪穿过烟罩插入转炉内，二是有一个连续的更换氧枪的通道，换枪方便。氧枪通道宽度约1左右，而且副枪总是布置在靠烟道一侧。 高位料仓的布置。散状料的各个高位料仓一般是沿炉子跨纵向布置，在其顶部有分配皮带机或振动管通过，因此，高位料仓只能布置在紧靠固定烟道的前面或后面。前者高位料仓中心线与转炉中心线的距离小，加料溜槽倾角大，便于实现重力加料，但烟道倾角较小，易于积渣灰。后者烟道倾角较大，不易积灰，但高位料仓的标高应提高。如我国武钢、首钢、日本川崎等属后者布置。 除尘系统设备布置。除尘系统大多布置于炉子跨内，其布置与除尘系统类型有关。此外，还应留出必要的设备检修空间和人行通道等。炉子跨的跨度一般为1224，主要依据转炉容量大小和该跨内各设备的布置要求来确定。(2)纵向布置转炉沿厂房纵向柱列线排成一行，每座转炉及其倾动机构安装在厂房两根柱子之间，所以，转炉的中心距即为它所在处炉子跨的柱间距。此外，还应考虑两相邻转炉的操作条件。炉子跨的总长度一般与原料跨长度取齐。本设计中取转炉的中心距为24，转炉在炉子跨的中部位置。(3)转炉耳轴中心标高图22 转炉耳轴中心标高耳轴中心线的标高是按转炉的最大回转半径高出炉下钢包一定安全距离来确定的。当采用下修转炉衬时还要考虑到炉底车和修炉车的通过和在炉下操作。如图22所示，转炉操作平台一般低于耳轴标高0.81.5，转炉耳轴中心线标高H()的计算如下： =转炉操作平台标高+（0.81.5）=10+1=11式中钢包车的台面标高钢包车的台面至塞棒最高点(采用滑动水口时为钢包的上沿)的距离钢包最高点到转炉最大旋转位置的最小安全距离，一般取0.20.3若考虑到为改造成顶底复吹转炉和扩大钢包时留有余地，可取0.30.5转炉最大回转半径确定转炉最大回转半径（如图22所示）的方法如下：当时，当时，5.7.2 转炉跨各层平台的布置原则转炉跨各层平台的布置原则：为了简化平台设置，节约投资，各种用途的平台应综合考虑，尽量共用或采用局部平台。5.7.3 转炉跨各层平台的布置炉子跨内设备较多，根据它们的安装、维修以及操作要求，分别设置不同高度的平台。(1)转炉操作平台 主要用于炉前工艺操作，应保证取样、测温、观察炉况、补炉、开堵出钢口和向钢包内加合金等作业能顺利进行。一般低于耳轴标高0.81.5，大炉取上限，小炉取下限，国内不同容量转炉操作平台标高参考值见表52。本设计中取转炉操作平台标高为10。转炉操作平台的长度应当保证炉前炉后操作维修方便，以及适当的安全距离。操作平台的宽度一般是在炉子跨和原料跨的两跨间设置通跨平台。表52 不同容量转炉操作平台标高转炉公称容量/t3050120150210300操作平台标高/m5.85.8477.599.959.410.8(2)其他系统的各个平台散状料系统的高位料仓平台标高与料仓进料口的标高相同。称量漏斗平台和汇总漏斗平台则视该处相关设备尺寸及其标高来确定。烟气净化系统各平台，氧枪和副枪系统各平台，应尽可能利用称量漏斗平台和汇总漏斗平台，必要时也可另设局部平台。散装料系统平台：与供料方式有关，一般大、中型转炉自下而上设三层平台，即活动溜槽平台：用以检修加料溜槽，高度应低于溜槽入口；称量漏斗平台：检修称量漏斗、阀门、振动给料器；高位料仓平台：检修料仓存料及检修运料设备，高度与料仓口平齐。氧枪系统平台：大、中型转炉一般应设三层平台。氧枪插入孔平台：检查喷头、清除粘钢，标高与插入孔平齐。氧枪升降机构安装平台：标高取决与氧枪长度，行程及传动机构的尺寸和类型。氧枪软管接头平台：用于安装氧枪的氧气管与冷却水管的接头阀门，标高位于枪身上的软管接头的行程中心点。除尘系统平台：大、中型转炉一般设置：供安装和检修活动烟罩及传动机构的平台；在活动烟罩之上供清灰和检修各除尘设备和脱水设备的平台；按装汽包的平台。5.7.4 转炉跨的标高、宽度和长度确定(1)标高同时设有氧枪和副枪系统时，炉子跨的吊车轨面标高应以副枪卷扬系统的导向轮最高点来确定。决定吊车轨面标高的各个因素与只设氧枪系统时基本相同。不同处有两点：一是副枪探头需插入熔池钢液面下一定深度，取0.30.6二是由烟道副枪出口处上沿至副枪上升到最高点时端面的距离，应包括副枪孔压盖装置、清渣装置、接样装置、切割装置、拔脱探头装置以及探头装配平台等，可根据具体装置尺寸决定。在转炉跨内安装位置