【毕业论文设计】年产500万吨合格铸坯炼钢厂转炉炼钢系统设计

1、【毕业论文设计】年产500万吨合格铸坯炼钢厂转炉炼钢系统设计 年产500万吨合格铸坯炼钢厂转炉炼钢系统设计摘要本设计的题目年产500万吨合格铸坯炼钢厂转炉炼钢系统设计本说明书在实习和参考文献的基础上对所学知识进行综合利用讲述了设计一转炉车间的方法和步骤说明书中对车间主要系统例如铁水供应系统废钢供应系统散装料供应系统铁合金供应系统除尘系统等进行了充分论证和比较确定出一套最佳设计方案并确定了车间的工艺布置对跨数及相对位置进行设计简述了其工艺流程并在此基础上进行设备计算包括转炉炉型计算转炉炉衬计算及金属构件计算氧枪设计净化系统设备计算然后进行车间计算和所用设备的规格和数量的设计在此基础上进行车间尺寸

2、计算确定各层平台标高最后对转炉车间设计得环境和安全要求进行说明为了更加详细说明转炉车间设计中的一些工艺及设备结构本设计穿插了图形为能够明确直观的介绍了转炉炼钢车间的工艺布置关键词 转炉500万吨设计设备计算车间计算Design f Converter Systems of Annual Output 5 Million Tons of Qualified Continuous Casting Slab AbstractThis design topic of annual 5 million tons qualified casting steel of converter steelmaki

3、ng systemThis instruction booklet in the practice and in the reference foundation to studies the knowledge to carry on the comprehensive utilizationNarrated has designed a converter mill the method and the step in the instruction booklet to the workshop main system for example molten iron supply sys

4、tem scrap supply systemdispersed feeds the supply system ferroalloy supply systemdedusting system and so on to carry on the abundant proof and quite is definite a set of best design proposalAnd had determined the workshop craft arrangement carries on the design to the cross number and the relative p

5、osition has summarized its technical process and carries on the equipment computation in this foundation including the converter stove computation the converter lining computation and the converter metal components computation the oxygen gun design the purification system equipment computation then

6、carries on the workshop computation and uses the equipment the specification and quantity design carries on the workshop size computation in this foundation determines each platform elevation Finally to environmental and safety requirements of the Steel workshop to carry on the explanation For more

7、detailed description of some of the converter workshop design technology and equipment structure the design with graphics which can clear intuitive introduces converter steelmaking plant process arrangementKey word The Converter5 million tonsdesignthe converter equipment calculatesthe workshop compu

8、tation 第一章 文献综述钢铁产业是国民经济的重要支柱产业涉及面广产业关联度高消费拉动大在经济建设社会发展财政税收国防建设以及稳定就业等方面发挥着重要作用为应对国际金融危机的影响落实党中央国务院保增长扩内需调结构的总体要求确保钢铁产业平稳运行加快结构调整推动产业升级特编制本规划作为钢铁产业综合性应对措施的行动方案2008年下半年以来随着国际金融危机的扩散和蔓延我国钢铁产业受到严重冲击出现了产需陡势下滑价格急剧下跌企业经营困难全行业亏损的局面钢铁产业稳定发展面临着前所未有的挑战应当看到钢铁产业在经历了长期粗放型扩张后必然要进行一次大的调整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

9、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按照规划目标力争在2009年遏制钢铁产业下滑势头保持总体稳定钢铁产业粗放发展方式得到明显转变技术水平创新能力再上新台阶综合竞争力显著提高支柱产业地位得到巩固和加强步入良性发展的轨道1总量恢复到合理水平2009年我国粗钢产量56亿吨同比下降8表观消费量维持在53亿吨左右同比下降5到2011年粗钢产量控制在5亿吨左右表观消费量45亿吨左右工业增加值占GDP的比重维持在4的水平2淘汰落后产能有新突破按期淘汰300立方米及以下高炉产能和20吨及以下转炉电炉产能提高淘汰落后产能的标准力争三年内再淘汰落后炼铁能力

10、7200万吨炼钢能力2500万吨3联合重组取得重大进展形成若干个具有较强自主创新能力和国际竞争力的特大型企业国内排名前5位钢铁企业的产能占全国产能的比例达到45以上沿海沿江钢铁企业产能占全国产能的比例达到40以上产业布局明显优化重点中心城市钢铁企业污染明显减少4严格控制新增产能不再核准和支持单纯新建扩建产能的钢铁项目所有项目必须以淘汰落后为前提2010年年底前淘汰300立方米及以下高炉产能5340万吨20吨及以下转炉电炉产能320万吨2011年底前再淘汰400立方米及以下高炉30吨及以下转炉和电炉相应淘汰落后炼铁能力7200万吨炼钢能力2500万吨实施淘汰落后建设钢铁大厂的地区和其它有条件的地

11、区要将淘汰落后产能标准提高到1000立方米以下高炉及相应的炼钢产能目前我国的钢铁产能己超过6亿吨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转炉本体设备安装的新工艺在技术改造工程中具有一定的优势对该工艺的应用进行深入的研究将对该工艺在今后进一步的推广实施提供更多的经验和资料1在这种不稳定的经济条件下许多小规模小产量的钢铁企业逐渐被淘汰和重组因为这些企业无法抵抗市场的冲击而重组后的钢铁企业必将建设大型的钢铁生产设备所以扩大钢铁生产规模是每个钢铁企业必行之路年产500万吨合格铸坯炼钢厂转炉炼钢系统必将被大规模的使用而根据目前许多大型钢铁企业的建设来看年产50

12、0万吨合格铸坯转炉系统是必要的并且科学的com 氧气转炉炼钢法的诞生顶吹氧气转炉是将高压高纯度含氧气994以上的氧气通过水冷氧枪以某种距离喷头到熔池面的距离约为13m从熔池上面吹入的为了使氧流有足够的能力穿入熔池使用出口为拉瓦尔型的多孔喷头氧气的使用压力为1014×104Pa 氧流出口速度可达440400ms1846年英国人贝塞麦发明了底吹酸性空气转炉炼钢法将空气吹入铁水使铁水中硅锰碳高速氧化依靠这些元素氧化放出的热量将液体金属加热到能顺利地进行浇注所需的温度从此开创了大规模炼钢的新时代由于采用酸性炉衬和酸性渣操作吹炼过程中不能去除磷硫同时为了保证有足够的热量来源要求铁水有较高的含硅

13、量1879年英国人托马斯又发明了碱性底吹空气转炉炼钢法改用碱性耐火材料作炉衬在吹炼过程中加入石灰造碱性渣并通过将液体金属中的碳氧化去除到006以下的后吹操作集中化渣脱磷在托马斯法中磷取代硅成为主要的发热元素因而此法适合于处理高磷铁水并可得到优质磷肥西欧各国一直使用此法直到20世纪60年代早在1846年贝塞迈就提出利用纯氧炼钢的设想由于当时工业制氧技术水平较低成本太高氧气炼钢未能实现直到19241925年间德国在空气转炉上开始进行富氧鼓风炼钢的试验结果表明随着鼓入空气中氧含量的增加钢的质量有明显的改善当鼓入空气中富氧的浓度超过40时炉底的风眼砖损坏严重因此又开展了用CO2O2或CO2O2H2O汽

14、等混合气体的吹炼试验但效果都不够理想没能投入工业生产氧气顶吹转炉炼钢法出现以后在世界各国得到了迅速发展不仅新建转炉停建平炉而且还纷纷拆除平炉改建氧气转炉如日本到1997年底平炉已全部拆除进入20世纪70年代炼钢技世纪术日趋完善公称吨位400吨的大型氧气顶吹转炉先后在前苏联前联邦德国等国投入生产单炉生产能力达400500万t年大型转炉的平均吹炼时间为1115min月平均冶炼周期已缩短到2628min氧气转炉不仅能冶炼全部平炉钢种而且还可以冶炼部分电炉钢种随着炉衬耐火材料性能的不断改善炉衬寿命不断提高大型氧气转炉炉衬寿命在日本高达10110次21951年碱性空气侧吹转炉炼钢法首先在我国唐山钢厂试验

15、成功并于1952年投入工业生产1954年开始了小型氧气顶吹转炉炼钢的试验研究工作1962年首钢试验厂将空气侧吹转炉改建成3t氧气顶吹转炉开始了工业性试验在试验取得战功的基础上我国第1个氧气顶吹转炉炼钢车间 2×30t 在首钢建成于1964年12月26日投入生产以后又在唐山上海杭州等地改建了一批344t的小型氧气顶吹转炉1966年上钢一厂将原有的一个空气侧吹转炉炼钢车间改建成有3座30t氧气顶吹转炉的炼钢车间并首次采用了允进的烟气冷化回收系统于半年月月投入生产还建设了弧形连铸机与之扣配套试验和扩大了氧气顶吹转炉炼钢的品种这些都为我国日后氧气顶吹转炉炼钢技术的发展提供了宝贵经验此后我国原

16、有的一些空气侧吹转炉挛间逐渐改建戊中小型氧气顶吹转炉炼钢车间并新建了一批中大型氧气顶吹转炉车间小型顶吹转炉有天律钢厂20t转炉济南钢厂13t转炉邯郸钢厂14转炉太原钢铁公司引进的40t转炉包头钢铁公司40t转炉武钢40t转炉马鞍山钢厂40t转炉等中犁的有鞍钢140t和180t转炉攀校花钢铁公司120t转炉和本溪钢铁公司120t转炉等20世纪80年代宝钢从日本引进建成具有70年代末技术水平的300t大型转炉3座首钢购入二手设备建成210t转炉车间90年代宝钢又建成250t转炉车间武钢引进250t转炉唐钢建成150t转炉车间重钢和首钢又建成80t转炉炼钢车间许多平炉车间改建成80t氧气顶吹转炉车间

17、等顶吹转炉钢占年钢总产员的831999年我国转炉钢产量突破1亿t达到102472万t占全国钢产量比重上升到8273近年来转炉钢产量持续处于高速增长态势2002年我国转炉钢产量高达15330万t仅时隔3年转炉钢产量增长近501994年我国1384万t平炉钢产能至2002年已全部被转炉钢所取代4据统计2003年我国转炉钢产量已接近19亿t占我国钢产量的852约占世界转炉钢的2550300 t转炉由2001年的75座增至2003年的134座工艺技术进一步优化5我国转炉冶炼新钢种和优质钢种增长迅速其中包括低合金耐候钢TRIP 相变诱发塑性 钢以及合金结构钢齿轮钢轴承钢锅炉用钢等特殊钢今后转炉钢的增长主

18、要是对条件较好转炉钢厂挖潜改造进一步提高装备水平扩大品种提高质量以及降低消耗改善环境6随着钢产量的增加转炉所占的产钢比例也在迅速增加自2000年以来我国各种炼钢法产钢量和转炉炼钢比例变化情况72000年到2006年的6年间我国转炉钢产量由105843万t增长到376714万t年均增幅2356转炉钢比例始终保持在80以上高于世界平均水平且总体呈上升趋势这是由于我国废钢资源短缺电力缺乏电价偏高致使电炉钢产量的增长受到一定程度的制约平炉被淘汰生铁资源的充裕给转炉钢产量的增长提供了良好条件因此转炉钢产量近年来获得了快速增长2006年转炉钢产量376714万t比例达到创记录的8948相当于当年电炉钢的9

19、倍粗钢实际费量扣除补库存因素将超过5亿吨这表明在应对国际金融危机的大环境下固定资产投资的高速增长和我国工业化城镇化步伐的不断加快拉动了钢材消费大幅度增长也表明国家一揽子刺激经济计划措施有效地抵御了国际市场需求萎缩对我国钢铁业的冲击钢铁复苏为我国率先实现经济形势回升向好做出了重要贡献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

20、友好化250t转炉本体部分结构合理功能齐全技术先进具备当今世界一流水平其中许多技术及结构在国内还是首次应用转炉的整个冷却系统在设计中考虑的十分周全冷却点分布很广可大大延长设备的使用寿命从结构性能及技术参数上看设计方案先进合理产品性能优良可靠大力发展100t到300t的转炉设备比较适合我国国情应进一步完善冶炼分析检测的自动控制推广挡渣技术随着钢铁企业的改造和重组100t以上转炉设备将会大量上马占有市场的主导地位故设计建造年产500万吨合格铸坯炼钢厂转炉炼钢系统是可行的也是必要的生产规模及产品方案图21 金属平衡表该转炉车间的生产规模是年产合格铸坯500万吨设计年产500万吨合格铸坯的转炉炼钢系统

21、由金属平衡表计算可知所需的转炉钢水年产量为546万吨每一座吹炼转炉的年出钢炉数N为 2-1式中 T1每炉钢的平均冶炼时间minT2一年的有效作业天数d1440一天的日历时间min365一年的日历天数d转炉的作业率取84转炉车间年产钢水量W n×N×q 2-2式中 W转炉车间年产钢水量tn转炉车间经常吹炼炉子座数N每一座吹炼炉的年出钢炉数q转炉公称容量tn×q 5460000÷110376 4947吨 所以取n 2则q 250t所以本设计选两座250吨的转炉进行炼钢转炉炉型选筒球形com 转炉主要尺寸参数的确定和计算1炉容比炉容比取090m3t2熔池尺寸计

22、算 熔池直径D 3-1式中 G新炉金属装入量取公称容量250tt平均每炉钢纯吹氧时间min取16minK系数取150D熔池直径mm 熔池深度h 3-2 3-3式中V池转炉熔池有效容积m3 T转炉内钢水密度取68tm3 3 炉帽尺寸计算 炉帽倾角取 60 炉口直径d口d口 043053D 3-4 本设计取d口 043D 043×59293 25496mm 炉帽高度H帽 3-5式中H口炉口直线段高度取H口 300 炉帽总容积V帽m3 3-64 炉身尺寸计算 炉身体积V身取炉容比为090m3tVT 090×T 090×250 225m3 3-7V身 VT-V帽-V池 1

23、4323m3 3-8式中VT转炉有效容积m3 炉身高度H身 3-9 5出钢口尺寸的确定 出钢口中心线水平倾角1取1 0° 出钢口直径d出 3-106转炉有效高度H内7转炉总高H总H总 H内H衬底8炉壳直径D壳D壳 DD衬2身 592932020160 81093 3-13 式中身炉身钢板厚度取80D衬炉身处两侧炉衬的厚度 9 高宽比核定所以设计合格炉衬设计得主要任务是选择合适的炉衬材质确定合理的炉衬组成和厚度并确定相应各层厚度以确保获得经济上的最佳炉龄表31 转炉炉衬厚度选取值 名称工作层填充层永久层绝热层炉帽6009014020炉身加料侧8009015020炉身出钢侧7009015

24、020炉底6009035020本设计确定采用加强搅拌型所以顶枪吹氧底部吹惰性气体和中性气体N2等采用底吹N2ArCO2等气体时供气强度小于003m3t·min时其冶金特征已接近顶吹法达到0203m3t·min则可以降低炉渣和金属的氧化性并达到足够的搅拌强度最大供气强度一般不超过03m3t·min全程吹Ar成本太高全程吹N2又会增加钢中的氮考虑到经济效益和产品需求底部全程供气只是前期吹N2末期再改吹Ar本设计采用类环缝式喷嘴在环缝中设有许多细金属管它兼有透气砖和喷嘴的优点适用于喷吹各种气体和粉剂还简化了细金属管砖的制作工艺是很有发展前途的一种供气构件在本设计当中由于

25、是250t转炉喷嘴数量选6个底吹喷嘴布置应使底吹和顶吹产生的熔池环流运动同向且是熔池搅拌均匀时间最短以此获得最佳的搅拌效果喷嘴布置在按炉底部045D同心圆上且相互成60°分布即偏轴心布置转炉金属构件是指炉壳支承装置托圈与耳轴和倾动机构炉壳通常由炉帽炉身和炉底三部分组成主要承受钢水炉渣及耐材的静载荷以及金属料冲击热应力作用其材质应具有高的强度本设计采用锅炉钢板和合金钢板本设计采用全悬挂式倾动机构采用无级调速转速为01515rmin41 氧气的供应com 转炉炼钢车间需氧量计算1一座转炉吹炼时的小时耗氧量计算 平均小时耗氧量Q1Nm3h Nm3h 4-1式中G平均炉产钢水量tW吨钢耗氧量

26、m3t可取4555m3tT1平均每炉钢水冶炼时间min 高峰小时耗氧量Q2m3hNm3h 4-2式中T2平均每炉纯吹氧时间min车间小时耗氧量 车间平均小时耗氧量Q3 m3hQ3 NQ1 2×20625 41250m3h 4-3 式中N车间经常吹炼的炉座数 车间高峰小时耗氧量Q4m3hQ4 nN×Q2 41250m3h 4-4根据转炉车间的小时平均需氧量确定选取制氧机座数及能力本设计选取2座26000m3h的制氧机氧枪由喷头枪身和尾部结构三部分组成喷头常用紫铜制成枪身由三层无缝钢管套装而成尾部结构连接输氧管和冷却水进出软管1喷头类型与选择本设计选用拉瓦尔型喷头孔数定为5孔喷

27、孔夹角为15°喷孔布置选择周边布置出口马赫数M 20喷头尺寸计算 氧流量计算m3min 4-5式中每吨钢耗氧量为5565m3t本设计选55m3t 理论计算氧压由等熵流函数表可查得当马赫数M 20时PP0 01278将选取的P 101×105Pa带入则可求得P0 790×105Pa其中 P转炉炉膛内气体压力即喷孔出口处气流的压力Pa选取范围101104×105PaP0使用氧压在设计喷头时按理论计算氧压选取Pa 选用喷孔出口马赫数与喷孔数综合考虑选取马赫数Ma 20参照武钢炼钢三分厂250t转炉氧气使用情况选取转炉喷孔数为5孔能保证氧气流股有一定的冲击面积与

28、冲突深度熔池内尽快形成乳化区减少喷溅提高成渣速度和改善热效率 计算吼口直径喷头每个喷孔氧气流量qm3min 标态 4-6喷管实际氧气流量QV 4-7 式中 一般单孔CD 095096三孔喷头CD 090096由式 4-7 并且取CD 096T0 290K又P0 790×105Pa代入上式则由上式可求得 d喉 47 求喷孔出口直径根据等熵流表在Ma 20时A出A喉 16875即故喷孔出口直径 4-8 计算扩张段长度取扩张段的半锥角为4°则扩张段长度 4-9 确定喷孔倾角多孔喷头的各个流股是否发生交汇以效应角为界大于则各流股很少交汇小于则必定交汇按照经验喷头倾角 128

29、6;154°为宜综合考虑选取 15° 喷孔喉口段长度确定喉口段长度的作用一是稳定气流二是使收缩段和扩张段加工方便为此过长的喉口段反而会使阻损增大因此喉口段长度推荐为510本设计选取8氧枪枪身由三层无缝钢管套装而成内层管是氧气通道内层管与中层管之间是冷却水进水通道中层管与外层管之间是冷却水通道枪身各层尺寸的确定 中心氧管管径的确定管内氧气工况流量Q0 4-10式中 P标标准大气压PaP0管内氧气工况压力PaT标标准温度273KT0管内氧气实际温度一般取290K取中心管内氧气流速V0 50ms则中心氧管内径 4-11式中 F1中心氧管内截面积V0管内氧气流速ms一般取4050m

30、s这里取V0 45ms根据标准热轧无缝钢管产品规格选取中心钢管为219×8 中外层钢管管径根据生产实践经验选取氧枪冷却水耗量Q水 250th冷却水进水速度V进 6ms出水速度V出 7ms又中心氧管外径d1外 219则进水环缝面积 4-12出水环缝面积 4-13所以中层钢管的内径d2 4-14选取中层钢管d2外 253×8同理外层钢管内径 4-15选取外层钢管d3外 280×82氧枪长度的确定氧枪全长包括下部枪身长度l1和尾部长度l2氧枪尾部装有氧枪把持器冷却水进出管接头氧气管接头和吊环等故l2的长度取决于炉子容量和烟罩尺寸本设计参照宝钢三百吨转炉参数取氧枪总长为2

31、4m氧枪工作行程为18m转炉车间原材料供应由于所建的是两座250吨的转炉所以采用容量为600吨的混铁车车间所需混铁车台数N台为 5-1式中 P高炉铁水最高日产量tdQ混铁车容量t取600tn混铁车装满系数可取09c混铁车日周转次数一般取23次d混铁车作业率约取075经计算得知选取14个鱼雷罐车由金属料平衡可计算出每炉钢水需要铁水231t考虑过余装量10后可装254t由此选择铁水包容量为260t参照盛钢桶尺寸计算选取铁水包全高为4759空铁水包重7205t其它数据兼同钢包铁水包耳轴位置选取为铁水包全高一半偏上500本设计铁水包数选用6个其中两个为备用废钢是作为冷却剂加入转炉的根据氧气顶吹转炉热平

32、衡计算废钢的加入量一般为1030加入转炉的废钢块度最大长度不得大于炉口直径的13 最大截面积要小于炉口的面积的17根据炉子吨位的不同废钢块单重波动范围为1502000kg1废钢的加入方式目前在氧气顶吹转炉车间向转炉加入废钢的方式有两种一种是直接用桥式吊车吊运废钢槽倒入转炉另一种是用废钢加料车装入废钢本设计选用直接用桥式吊车吊运废钢槽倒入转炉废钢堆场面积废钢间面积的大小决定于废钢需要的堆存用的面积铁路条数料槽位置及称量设备占用的面积高度取决于工艺操作所需要的吊车轨面标高废钢堆积的面积可按下式估算 5-2式中 Q每日所需废钢量tdx废钢储存定额天数d取3天H废钢储存允许高度有坑时包含的深度取12m

33、废钢堆积密度tm3取22tm3废钢料斗容积Vm3废钢入炉一般通过废钢料斗由普通吊车像兑铁水那样装入转炉废钢料斗容积的大小决定于每炉废钢的装入量废钢料斗容积V计算如下 5-3式中 q每炉加入废钢量tn料斗装满系数取08f每炉加入废钢的斗数取1废钢堆积密度tm3转炉散状材料包括石灰白云石萤石铁矿石氧化铁皮焦炭等品种多批量少批次多要求迅速准确可靠的供料供应系统包括散状料堆场地下地面料仓由地下料仓送往主厂房的运料设施转炉上方高位料仓称量和向转炉加料的设施散状料供应流程如地面料仓容积和数量的确定地面料仓的容积Vm3 5-4式中 Q一天需要的原料量tt贮存天数08料仓装满系数Y散料堆积密度tm3根据公式5

34、-4可得铁矿石 石灰 萤石 白云石 焦炭粉 选用标准料仓总容量为 V总 126m3故料仓需要个数铁矿石料仓个数 n 9362126 743 取8个石灰料仓个数 n 12121126 96 取10个萤石料仓个数 n 4554126 36 取4个白云石料仓个数 n 26613126 211 取22个焦炭粉料仓个数 n 2016126 16 取2个上料方式的选择本设计采用全胶带运输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

35、面积大投资多上料和配料时有粉尘外逸现象高位料仓的作用在于临时储料并利用重力向转炉及时和可靠地供料保证转炉正常生产高位料仓的横截面一般为矩形上部为长方体下部为四角锥形椎体部分的倾角不小于45°50°放料口尺寸为标准散状料尺寸的36倍以上一般大致为150300以保证料仓内的散状料能自由下落避免堆积成拱和卡料高位料仓沿炉子跨纵向布置有三种方案分布为共用高位料仓部分共用高位料仓单独高位料仓本设计选用共用高位料仓高位料仓容积计算 5-4式中 V料仓容积q一天内转炉原料消耗量t08料仓装满系数t原料贮存时间hY散料堆积密度tm3石灰按68小时备料其它24h白班上料Y堆比重tm3铁矿石

36、石灰 萤石白云石焦炭粉各散料标准仓计算和数量的确定铁矿石石灰萤石白云石焦粉用料仓容量选25m3则铁矿石料仓的个数为936225 37 取4个石灰料仓个数 4040325 162 取17个萤石料仓个数 455425 18 取2个白云石料仓个数 2661325 1064 取11个焦炭粉料仓个数 201025 08 取1个采用共用料仓其优点是料仓数目少停炉后料仓中剩余石灰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铁合金料仓容积计算 5-5式中 V料仓容积一天内转炉原料消耗量t08料仓装满系数t原料贮存时间hY堆积密度tm3 FeMnMn76 各标准仓计算和数量的确定铁合金用

37、料仓容量选25m3则FeSiSi45所用料仓个数104525 418 取5个FeMnMn76所用料仓个数109925 43 取5个大型转炉炼钢车间的铁合盒供应采用类似于散状料系统的全胶带供料系统这种系统工作可靠运输量大机械化程度高对于需要铁合金品种多用量大的炼钢车间特别适用转炉车间烟气净化与回收烟气来源及化学组成在转炉吹炼过程中熔池碳氧反应生成的CO和CO2是转炉烟气的基本来源其次是炉气从炉口排出时吸入部分空气可燃成分有少量燃烧生成废气也有少量来自炉料和炉衬中的水分以及生烧石灰中分解出来的CO2气体等在未燃的烟气中烟气主要成分是CO含有少量CO2和N2以及极少量的O2和H2烟气温度转炉未燃烟气

38、温度为14001600燃烧烟气温度为18002000因此烟气净化系统中必须设置冷却设备烟气量转炉未燃法平均烟气量为6080m3t烟气的发热量转炉未燃法中当烟气含6080CO时其发热量波动在774595100488kJm3烟尘的来源在氧气转炉熔池反应区内局部温度可达25002800使一定数量的铁和铁氧化物蒸发并夹带部分散料粉尘和渣粒组成烟尘随炉气排出烟尘量约为入炉金属料量的0813烟气中的含尘量为15120gm3在大型炉每熔炼1t钢约产生20kg粉尘吹氧时烟气含尘浓度可达2030gm3烟尘成分未燃法转炉烟尘中60以上为FeO其颜色呈黑色烟尘粒度转炉未燃法尘粒大于10m的达70炉口附近烟气处理方法

39、转炉烟气从炉口逸出在进入烟罩过程中或燃烧或不燃烧或部分燃烧然后经过汽化冷却烟道或水冷烟道温度有所下降进入净化系统后烟气还需进一步冷却有利于提高净化效率简化净化设备系统本设计炉口烟气处理方法选用未燃法并选用炉口微压差控制法来控制烟罩不吸入空气转炉烟气净化方法本设计转炉烟气净化采用干法63 烟气净化系统参照邯钢集团邯宝公司炼钢厂2座250t顶底复吹转炉年设计生产能力是520万t转炉除尘系统本设计采用LT法干法除尘系统该LT法烟气净化系统的主要参数如下炉气量 17000m3h炉口烟气温度 1450从汽化冷却烟道出来烟气温度8001000从蒸发冷却器出来烟气温度150200放散管处烟尘浓度 68mgm

40、3煤气进入煤气柜温度 70煤气回收量 100m3t64 烟气净化回收系统主要设备com 烟罩烟罩位于炉口之上主要作用是收集烟气使之不外溢且可控制吸入的空气量烟罩一般有固定段与活动段两部分组成二者用水封连接活动烟罩下沿直径D2D2253d口 637376488 取7200式中d口转炉炉口直径活动烟罩的高度HtHt05d口 05×25496 12748可使烟罩下沿能降到炉口以下200300处活动烟罩的升降行程S为300500固定烟罩内的直径要大于炉口烟气射流进入烟罩时的直径取烟气从炉口喷出自由射流的扩张角25°由此可求得烟气射流直径为d口2Httan25° 37385

41、所以本设计固定烟罩直径D1取4000烟气在烟道内的流速取3040ms烟道垂直段高度一般为34m斜烟道的倾斜角为55°60°根据收尘电极的形式可分为管式电除尘器和板式电除尘器管式电除尘器的管径通常为150300长25m烟气在静电除尘器内的流速一般为23ms烟气温度控制在不低于150200静电除尘器效率高而且稳定不受气量波动的影响最适合于捕集小于1m的烟尘处理气体量大阻力损失小煤气柜是贮存煤气之用以便于连续供给用户成分压力质量稳定的煤气是复吹转炉回收系统中重要设备之一由于转炉煤气容易爆炸从安全与回收煤气质量出发要求整个系统严密并规定当煤气中含O2量大于2时停止回收利用燃烧器所产

42、生的CO2废气清洗烟道中残存的O2以保证安全经过静电除尘器精除尘的烟气经煤气冷却器降温至70后进入煤气柜参照参照邯钢集团邯宝公司炼钢厂250t转炉烟气回收系统选用10万m3的煤气柜冶金辅助设备的计算盛钢桶容纳钢水量本设计盛钢桶的额定容量为P 250t一般考虑应有10的过余装量则钢包内钢水实际容量为P01P 11P 11×250 275t 7-1 盛钢桶内渣量出钢时一般将炉内熔渣全部或绝大部分随钢水倒入钢包内渣量一般为金属量的35设计时取较大比例为15即渣量为11P×015 275×015 4125t 7-2盛钢桶的容积及尺寸计算盛钢桶的实际容积即为钢与渣的总容积取

43、钢液比容为015m3t熔渣比容取028m3t因此钢包容积为015×11P028×11P×015 02112P 528m3 7-3设钢包内型上部宽为D下部宽度DH高为H若采用DH 1锥度为15则钢包下部内径宽DH D-015H 085D 7-4盛钢桶的容积按圆锥台计算 7-5将H DDH 085D带入上式得V 0673D3 7-6所以可求得D 0680P13 428mH 0680P13 428mDH 0578P13 36m盛钢桶砖衬的厚度钢桶桶壁砖衬厚度约等于Jb 007D 007×4280 2996钢桶砖衬厚度约为Jd 01D 01×4280

44、428盛钢桶外壳桶壁一般选1428桶底用1835的钢板焊制或衔接b 001D 428d 0012D 5136其中 b桶壁壳板厚度d桶底壳板厚度已求得盛钢桶内部尺寸砖衬厚度钢壳厚度之后可计算出外壳的外部尺寸外壳内高 H1 HJd D01D 4708外壳全高 H2 HJdd D01D0012D 4759外壳上部内径 D1 D2Jb 114D 48792外壳上部外径 D2 D2Jb2b 49648外壳下部内径 D3 DH2Jb 4237外壳下部外径 D4 DH2Jb2b 43228车间需要的盛钢桶数Q10的计算式如下 7-7式中 Q11车间每昼夜生产周转使用的盛钢桶个数Q11 AT1 24×

45、;60 Q12车间每昼夜冷修的盛钢桶个数Q12 At24FQ13车间备用的盛钢桶数取盛钢桶总数的1020取10A车间每昼夜出钢炉数T1每炉钢使用盛钢桶的作业时间即周转时间min取260mint每个冷修盛钢桶修理周转时间h取44hF盛钢桶使用寿命视盛钢桶容量包衬材质及修砌方式等而不同取20盛钢桶质量可由上述已经确定的主要尺寸参数与选材可较粗略地算出盛钢桶的质量桶衬质量桶壁砖衬体积为 0219D3 1717m3 7-8桶底砖衬体积为 7-9砖衬总体积V总 02190077D3 0296D3 2321 7-10砖衬质量计算时取各种耐材的平均密度约为181tm3计算得W总 0219D3×18

46、10077D3×181 0396D30139D3 0535D3 419t 7-11外壳钢板质量外壳钢板质量Wk 0384D3 3011t 7-12空的盛钢桶质量W1 0535D30384D3 0919D3 7205t 7-13装满钢水与熔渣后的总质量盛钢桶容量可超装10渣量为金属量15计则装满钢水与熔渣后的最大质量为W2 W111P0165P 3848t 7-14车间所需渣罐数量Q40为 7-15式中 Q41车间每昼夜周转使用的渣罐数量Q41 Z×T424Q42生产时常安放在炉下渣车上和其它指定位置上的渣罐或渣盘数一般漏铁炉前12个每个铸锭平台前12个铸余渣罐取4Q43车间

47、渣罐备用数约取总数的1015Z每昼夜车间生产需要的渣罐或渣盘数取4炉装一罐则Z 9T4一个渣罐或渣盘的作业周转时间取13h第八章 转炉车间主厂房工艺布置氧气转炉炼钢车间主厂房设计为三跨式包括原料跨炉子跨和浇注跨三个跨间布置设计为炉子跨位于主厂房中间其一侧为原料跨另一侧为浇注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在原料跨间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铁水供应所建为250t的大型转炉所以采用混铁车采用混铁车供应铁水时应设铁水罐倒灌站铁水罐倒灌站布置于原料跨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将铁

48、水罐运往原料跨废钢供应布置由于所建转炉加入的废钢量较大所以选择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重后由地面或高架台车送进原料跨待用转炉渣罐的运转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长度原料跨厂房的宽度取决于转炉容量及工艺布置一般在2127m之间取决于兑铁水加废钢以及受铁坑所占的宽度本设计取25m原料跨厂房的高度吊车轨面标高应保证能将铁水包中的铁水全部兑入转炉铁水吊车轨面标高H m 为H h1h2h3h4 8-1式中 h1铁水吊车主钩升

49、高极限m取18mh2安全距离一般取1mh3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mh4转炉耳轴中心线标高mh3取铁水包约倾翻100°转炉约45°左右经过计算h3 18004340 6140 61m式中4340根据转炉耳轴到炉口距离计算求得1800为选取值耳轴中心线标高h4计算如下式中 h11钢包车的台面标高取1200mmh22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m取钢包高度的34为3569h33钢包最高点到转炉最大旋转位置的最小距离取300R转炉最大回转半径通过以上数据可得到铁水吊车轨面标高H m H h1h2h3h4 18161115 20

50、4m82 炉子跨布置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都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设备及炉外精炼设备也布置在此跨内横向布置是指跨间横向柱列线中心线之间的布置转炉在横向上的位置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柱列线中心线的距离a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的布置氧枪升降机构保证氧枪和副枪的正常工作a值的关系式为a Rr-l1-l2 43402000-2200-1540 2600 26m 8-2式中 R转炉倾动到30°45°受铁位置时炉口内沿到转炉耳轴中心线的水平距离r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根据铁水罐耳轴到罐上沿距离1880选取r 2000l1