設(shè)計(jì)年產(chǎn)395萬噸合格連鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　XXXX大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課題名稱 設(shè)計(jì)年產(chǎn)395萬噸合格連鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 </p><p>　　學(xué) 院 冶金工程學(xué)院 </p><p&

2、gt;　　專業(yè)班級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p><

3、;b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：</b></p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　2、設(shè)計(jì)方案的確定和論證</p><p>　　3、物料平衡與熱平衡計(jì)算</p><p>　　4、氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5、氧槍設(shè)計(jì)<

4、/b></p><p><b>　　6、鋼包設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　7、連續(xù)鑄鋼設(shè)計(jì)</b></p><p>　　8、車間主廠房的設(shè)計(jì)</p><p>　　9、轉(zhuǎn)爐設(shè)計(jì)圖一張、車間平面圖、連鑄機(jī)圖各一張</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字：

5、 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)量為395萬噸合格連鑄坯的煉鋼廠車間。冶煉的鋼種主要為IF、X80、Q235、09CuPNi及E36。其中典型鋼種為IF鋼。根據(jù)典型鋼種確定了生產(chǎn)路線為高爐鐵水→預(yù)處理脫硫脫磷→轉(zhuǎn)爐→RH→連鑄。</p><p>　　本文設(shè)計(jì)了2座195噸的轉(zhuǎn)爐，

6、1座RH爐，以及其他設(shè)備，如鋼包、行車、結(jié)晶器、中間包等，以及各種加料和煙氣冷卻處理裝置。轉(zhuǎn)爐冶煉周期為40分鐘。</p><p>　　本設(shè)計(jì)還對物料平衡和熱平衡，爐型的計(jì)算，爐外精煉，連鑄以及煙氣凈化系統(tǒng)等做了詳細(xì)的介紹。</p><p>　　關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)爐，二次精煉，連鑄，IF鋼，車間設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract</b>

7、</p><p>　　This thesis is a design of a steel plant which can produce 3.95 million tons of qualified steel slab each year．The main kinds of steel are IF, X80, Q235, 09CuPNi and E36．And the typical steel is IF

8、 steel．And then the main routine to smelt this is hot metal desulphurization and dephosphorization pretreatment →BOF → RH →CC．</p><p>　　In this paper,2 BOF of 195 tons, a RH furnace, as well as other equipme

9、nts such as ladles, cranes, mold, tundish, and a variety of feeding and flue gas treatments devices are designed．The top-to-top time of BOF is 40min．</p><p>　　The design of the material balance and thermal b

10、alance, the furnace shape, refining, continuous casting and the flue gas purification system, a detailed introduction were finished．</p><p>　　Keywords：BOF, Second Refining, continuous casting, IF Steel, The

11、 workshop designs</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐是鋼鐵冶金主體設(shè)備之一, 當(dāng)前, 社會和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展價值觀和環(huán)保新法規(guī)對轉(zhuǎn)爐的設(shè)計(jì)與操作提出來越來越嚴(yán)格的要求, 能否實(shí)現(xiàn)最大限度的效率和最小程度的污染, 而且還要經(jīng)濟(jì)有效, 及

12、其生存發(fā)展可能性等問題, 高效率, 高質(zhì)量, 高壽命, 低污染, 低問題, 這是設(shè)計(jì)目標(biāo)。</p><p>　　作為四年大學(xué)對所學(xué)專業(yè)的一次總結(jié), 我把書本上學(xué)到的知識做一次總結(jié)和綜合的應(yīng)用, 力求達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。</p><p>　　自1996年中國鋼產(chǎn)量首次突破1億噸以來, 中國就成為世界第一產(chǎn)鋼大國, 迄今為止, 已連續(xù)多年穩(wěn)居世界第一的位置, 2003年, 已占世界總產(chǎn)量的25%；2

13、004年, 我國鋼產(chǎn)量2.7億噸, 生鐵產(chǎn)量2.5億噸, 2020年, 我國要實(shí)現(xiàn)GDP翻兩番, 鋼鐵需求量將進(jìn)一步增加, 鋼鐵工業(yè)存在著較大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ虼宋覀冞M(jìn)行轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計(jì)是很有積極意義的。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)根據(jù)所給的各種參數(shù)和條件, 本著因地制宜, 經(jīng)濟(jì)適用的原則, 但由于知識和資料有限等問題其中有一些設(shè)備具體情況知識選擇而不能具體設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于編

14、者時間和水平有限, 本設(shè)計(jì)難免存在諸多不足之處, 敬請老師給予批評指導(dǎo)。</p><p>　　1 設(shè)計(jì)方案的確定與論證</p><p>　　1.1 產(chǎn)品大綱的制定</p><p>　　1.1.1 產(chǎn)品大綱制定的原則及方法</p><p>　　根據(jù)典型鋼種的冶煉工藝流程與連鑄坯的類型, 如板坯、方坯或圓坯等, 再結(jié)合目前市場鋼產(chǎn)品的調(diào)研, 預(yù)測

15、未來市場需要什么類型的鋼種, 也就是運(yùn)用市場的戰(zhàn)略眼光預(yù)測出將來的市場最需要哪種鋼材, 因此來確定本車間的產(chǎn)品大綱。</p><p>　　1.1.2 產(chǎn)品大綱</p><p>　　冶煉鋼種及化學(xué)成分（見表1-1、1-2）</p><p><b>　　主要鋼種：IF鋼</b></p><p>　　表 1-1 IF的化學(xué)成

16、分(%)</p><p><b>　　其他鋼種的化學(xué)成分</b></p><p>　　表 1-2 其他鋼種牌號及化學(xué)成分（%）</p><p>　　各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例如下表：</p><p>　　表 1-3 各種鋼種的產(chǎn)量及產(chǎn)量比例</p><p>　　1.1.3 典型鋼種（IF鋼）的介

17、紹</p><p>　　IF鋼(Interstitial Free Steel), 又叫無間隙原子鋼, 是繼沸騰鋼與鋁鎮(zhèn)靜鋼之后自動化工業(yè)廣泛應(yīng)用的又一代深沖用鋼。IF鋼的出現(xiàn)最早可追溯到1960年, 日本的一位薄板研究員在一個偶然的機(jī)會成功地開發(fā)了這種特殊的鋼。IF鋼的特點(diǎn)是含碳量很低, 加入Ti和Nb之后, 形成Ti和Nb的C、N化合物。由于鋼中無間隙原子, 而使其具有優(yōu)異的深沖性能:高塑性應(yīng)變比、高延伸率、

18、高硬化指數(shù), 以及較低的屈強(qiáng)比, 并具有優(yōu)異的非時效性, 因此被譽(yù)為第三代超深重用鋼[1]。</p><p>　　汽車用材料的70%~80%是鋼鐵材料, 主要為IF鋼。所以在一定程度IF鋼上代表了一個國家的鋼鐵工業(yè)水平[2]。我國在汽車技術(shù)水平方面, 已經(jīng)和發(fā)達(dá)國家同步。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展, 對優(yōu)質(zhì)汽車用鋼的要求越來越高, 需求也越來越高。因此, 緊跟汽車工業(yè)的最新發(fā)展趨勢, 研究開發(fā)新一代汽車用鋼, 必將成

19、為我國鋼鐵工業(yè)應(yīng)用基礎(chǔ)研究的重要發(fā)展方向。由于C, N含量決定了產(chǎn)品的最終性能和添加Ti, Nb量的多少, 因此在冶煉過程中盡量降低C, N含量是穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量和減少成本的關(guān)鍵, 所以IF鋼的冶煉要點(diǎn)是：(1)超低碳 傳統(tǒng)的IF鋼含碳量為0.005%～0.01%?，F(xiàn)代IF鋼采用頂?shù)状缔D(zhuǎn)爐冶煉, 經(jīng)過改進(jìn)的RH處理, 以及在連鑄過程中采用防增碳措施, 可以在經(jīng)濟(jì)的條件下使碳含量大大降低, 一般C≤0.005%；N≤0.003%。最新的IF

20、鋼產(chǎn)品其含碳量可以低于0.002%。(2)微合金化 在鋼中加入一定量的強(qiáng)碳氮化物形成元素Ti, Nb使C, N這樣的間隙原子被固定而形成無間隙原子鋼, 這是IF鋼的冶金基礎(chǔ)。按化學(xué)當(dāng)量計(jì)算, 只要鋼中強(qiáng)碳氮化元素的含量X(X代表Ti或Nb)滿足：X(at</p><p>　　由以上的IF鋼冶煉要點(diǎn)可以確定IF鋼的冶煉工藝路線和各個環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)（以本溪鋼鐵公司煉鋼廠為例）[3]：</p><

21、;p>　　① IF鋼生產(chǎn)工藝路線</p><p>　　鐵水脫硫→復(fù)吹轉(zhuǎn)爐→RH→板坯連鑄</p><p><b>　?、?鐵水脫硫</b></p><p>　　采用噴吹金屬鎂粉粒和鈍化的活性石灰對鐵水進(jìn)行脫硫, 要求處理后入轉(zhuǎn)爐的鐵水中w(S)≤0.0030%。扒渣后鐵水包帶渣量厚度≤20 mm。</p><p>

22、<b>　?、?復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉</b></p><p>　　采用精料廢鋼和活性石灰(硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.040%)冶煉, 冶煉全程底吹氬氣, 鋼包內(nèi)預(yù)加活性石灰, 出鋼過程不脫氧, 只進(jìn)行錳合金化處理, 采用無碳包襯的鋼包盛裝鋼水。對復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉的粗鋼成分要求如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉粗鋼成分要求（%）</p><p&

23、gt;<b>　?、?RH真空精煉</b></p><p>　　RH采用6級8個泵連續(xù)抽真空, 現(xiàn)真空壓力可達(dá)0.1 kPa以下, 鋼水循環(huán)量為130t/min。RH處理IF鋼時, 采取輕處理和本處理相結(jié)合真空精煉處理方法, 即鋼水到RH真空精煉位后, 先采用大泵抽真空, 當(dāng)真空度達(dá)到1～2 kPa后連續(xù)對鋼水處理13～15 min。完成脫碳脫氧任務(wù)后, 再進(jìn)行脫氧及鈦合金化。</p&

24、gt;<p><b>　?、?板坯連鑄</b></p><p>　　采用無碳中包渣、超低碳結(jié)晶器保護(hù)渣, 必須保護(hù)澆鑄(中包密封, 長水口滑板和浸入式水口等吹氬保護(hù))。</p><p>　　1.1.4 E36船板鋼</p><p>　　船板是造船工業(yè)不可缺少的原材料, 船板的性能和質(zhì)量狀況越來越受到船東、船廠和船舶設(shè)計(jì)者的重視。

25、船板鋼歷來由中厚板軋機(jī)軋制。但是中厚板軋機(jī)軋制薄規(guī)格鋼板(≤18 mm)比較困難：一方面難以保證薄規(guī)格鋼板的板形和尺寸, 另一方面軋制薄規(guī)格鋼板時其產(chǎn)能將大大降低, 因此一般中厚板廠對薄規(guī)格鋼板進(jìn)行限制性生產(chǎn)。然而熱連軋寬帶鋼軋機(jī)則專用于軋制薄規(guī)格鋼卷, 開平矯直后鋼板具有尺寸精度高、板形質(zhì)量好、成材率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。在目前的經(jīng)濟(jì)形勢下, 鋼材使用部門為了降低生產(chǎn)成本, 追求利益最大化, 對開平鋼板的使用越來越重視, 因此使用開平

26、鋼板代替部分中厚板軋機(jī)的產(chǎn)品就具有重要的經(jīng)濟(jì)意義[4]。</p><p>　　生產(chǎn)工藝控制要點(diǎn)[5]：</p><p><b>　?、?工藝流程</b></p><p>　　鐵水預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→LF→RH（Ca處理）→板坯連鑄</p><p><b>　?、?原料</b></p><

27、;p>　　鐵水預(yù)處理采用深脫硫, 并徹底扒渣, 入轉(zhuǎn)爐鐵水硫小于0.002%鋼包要求紅包周轉(zhuǎn)+底吹效果良好。廢鋼要求干燥、潔凈, 且在冶煉DH36/EH36 級船板時廢鋼盡量采用低硫自產(chǎn)廢鋼。</p><p><b>　?、?轉(zhuǎn)爐冶煉</b></p><p>　　采用頂?shù)讖?fù)合轉(zhuǎn)爐吹煉, 對于E36 級船板需鎳微合金化處理。冶煉過程注意底吹氣體氮?dú)?、氬氣的及時切換

28、, 防止冶煉后期增氮。終點(diǎn)目標(biāo)按碳含量0.006%-0.09%, P≤0.010%, S≤0.010%, 出鋼［O］≤50ppm。</p><p>　　鈮合金化采用出鋼前在鋼包加入鈮鐵完成。出鋼過程采用戴擋渣帽、后期用擋渣錐控制下渣。并在出鋼過程加入鋼芯鋁和石灰, 利用渣洗作用完成一個初渣的形成過程。出鋼渣層厚度控制在50mm以下。</p><p><b>　?、?RH及LF控制

29、</b></p><p>　　LF爐采用進(jìn)站后立即喂鋁線工藝快速脫氧, 精煉過程分批加入石灰和螢石造渣, 并通過加入鋁丸、硅鈣粉、AD復(fù)合脫氧劑等完成擴(kuò)散脫氧。造渣原則是： 渣系中MnO+FeO 含量低于2.0%, 以滿足爐渣脫氧、脫硫的必要條件, 同時爐渣堿度控制在>4.5, 白渣保持時間>10min。在造渣過程中遵循“快、白、穩(wěn)”的原則, 并配合合理的吹氬攪拌工藝。在精煉后期, 利用其

30、良好的動力學(xué)及熱力學(xué)條件完成鋼水的深脫硫, 精煉結(jié)束硫含量可降至0.004%以下。同時對于 B、D級船板精煉結(jié)束后, 進(jìn)行鈣處理及保證足夠的軟吹時間, 鈣處理效果要保證, 目標(biāo)值中包鈣含量達(dá)(20-30)ppm。</p><p>　　考慮到生產(chǎn)節(jié)奏的控制, RH爐真空周期一般在40min以內(nèi), 極限真空度設(shè)計(jì)為 <67Pa, 且極限真空保持時間在10-15min。為保證處理效果, 鋁丸及鈦合金加入時機(jī)、凈循

31、環(huán)時間、最佳循環(huán)流量的控制是關(guān)鍵。經(jīng)循環(huán)處理后, 鋼中的[H]可降到1.5ppm以下, 鋼中[O]可降至25ppm以下。</p><p><b>　?、?連鑄參數(shù)配置</b></p><p>　　嚴(yán)格執(zhí)行保護(hù)澆注, 中包使用前用Ar清掃, 確保大包與長水口之間的密封, 大包自流率保證100%, 以防止鋼水的二次氧化和澆注過程吸氮。浸入式長水口插入深度控制在110-14

32、0mm。生產(chǎn)節(jié)奏控制合理, 澆注過程始終保證中包鋼水高度高于臨界高度。中包覆蓋劑選用含MgO的堿性覆蓋劑B、D、E級船板保護(hù)渣選擇包晶鋼保護(hù)渣, E36級船板選擇中碳鋼保護(hù)渣"使用塞棒水口控制中間包到結(jié)晶器的鋼流, 中間包內(nèi)留鋼8-10t停澆來控制中間包下渣"實(shí)行恒拉速拉鋼, 斷面250mm×1600mm時, 典型拉速1.15m/min。采用動態(tài)輕壓下技術(shù), 動態(tài)輕壓下參數(shù)根據(jù)實(shí)際拉速確定。</p&g

33、t;<p>　　1.1.5 Q235結(jié)構(gòu)鋼</p><p>　　Q235鋼管 用來輸送低壓流體。此類鋼一般由轉(zhuǎn)爐或平爐冶煉, 其主要原料為鐵水加廢鋼, 鋼中硫、磷含量高于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼, 一般硫0.050%, 磷0.045%。 Q235鋼管是碳素結(jié)構(gòu)鋼（GB/700-1999）此類鋼一般由轉(zhuǎn)爐或平爐冶煉, 其主要原料為鐵水加廢鋼, 鋼中硫、磷含量高于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼, 一般硫0.050%, 磷0.0

34、45%。由原料帶入鋼中的其他合金元素含量, 如鉻、鎳、銅一般不超過0.30%, 按成分和性能要求, 此類鋼的牌號由Q195、Q215A、Q235A、B、C、D、Q255A、B、Q275等鋼級表示。</p><p>　　Q235鋼產(chǎn)量最大, 用途很廣, 多軋制成板材、型材（圓、方、扁、工、槽、角等）及異型材以及制造焊接鋼管。主要用于廠房、橋梁、船舶等建筑結(jié)構(gòu)和一般輸送流體用管道。此類一般不經(jīng)熱處理直接使用。

35、 Q235鋼管用來輸送低壓流體。一般焊管用Q195A、Q215A、Q235A鋼制造。也可采用易于焊接的其它軟鋼制造。鋼管要進(jìn)行水壓、彎曲、壓扁等實(shí)驗(yàn), 對表面質(zhì)量有一定要求, 通常交貨長度為4-10m, 常要求定尺（或倍尺）交貨。焊管的規(guī)格用公稱口徑表示（毫米或英寸）公稱口徑與實(shí)際不同, 焊管按規(guī)定壁厚有普通鋼管和加厚鋼管兩種, 鋼管按管端形式又分帶螺紋和不帶螺紋兩種。</p><p>　　1.1.6 X80管

36、線鋼</p><p>　　管線鋼主要用于天然氣和石油輸送, 隨著天然氣和石油需求量的不斷增加, 對輸送管線用鋼的需求量日益增多, 同時為了提高輸送效率增加輸送工作壓力大, 要求管線鋼具有高強(qiáng)度、高韌性以及良好的可焊接性能。這就決定了管線鋼向著高等級、高性能要求方向發(fā)展。X80管線鋼滿足了高等級發(fā)展的趨勢, 具備了較高的強(qiáng)度, 具有良好的韌性、抗疲勞性能和抗斷裂性能, 同時具備了良好的焊接和加工性能[18], 適應(yīng)

37、了我國輸油輸氣管道建設(shè)的使用環(huán)境和輸送介質(zhì)的要求, 在我國的管道建設(shè)工程中得到了應(yīng)用。</p><p>　　為滿足X80高等級管線鋼的性能要求, 對冶煉工藝提出了新的要求, 具有較高的鋼液潔凈度, 低的雜質(zhì)元素含量, 如低磷、低硫、低氣體含量, 同時為滿足鋼坯內(nèi)部質(zhì)量控制中心偏析采用低碳成分設(shè)計(jì)體系。</p><p>　　碳是低碳鋼傳統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)化元素, 對鋼的焊接性能、力學(xué)性能及抗HIC

38、性能影響很大, 從裂紋敏感指數(shù)可以看出碳是影響焊接性能最敏感的一個元素；另外, 鋼的強(qiáng)度隨碳含量的增加而提高, 而沖擊韌性則明顯下降, 因此為滿足高強(qiáng)度與高韌性的良好匹配, 同時, HIC性能的惡化與鋼中偏析帶直接有關(guān), 控制碳含量有利于碳偏析的改善, X80管線鋼的碳含量趨勢是采用低碳成分設(shè)計(jì)體系。</p><p>　　硫是管線鋼中最為有害的元素之一, 影響管線鋼的沖擊韌性, 導(dǎo)致管線鋼各向異性。研究表明[6]

39、, 當(dāng)鋼中硫含量高于0.005%時, 隨著鋼中硫含量的增加, 抗裂紋敏感性顯著增加；當(dāng)硫含量低于 0.002%時, 抗裂紋明顯降低。X80管線鋼的采用低的硫含量成分要求。</p><p>　　磷在管線鋼中是一種易偏析元素, 尤其是當(dāng)[P]>0.015%時, 磷的偏析急劇增加, 并促使偏析帶硬度增加, 使裂紋性能下降。此外, 磷還惡化焊接性能, 顯著降低鋼的低溫沖擊韌性。因此X80管線鋼對鋼中的磷含量也有嚴(yán)格

40、要求。</p><p>　　1.1.7 耐候鋼</p><p>　　耐候鋼, 即耐大氣腐蝕鋼, 是指含少量耐候性合金元素, 在大氣中具有良好的耐腐蝕性能, 相對于不銹鋼價格較低的低合金鋼。耐候鋼的耐大氣腐蝕性能是普碳鋼的2～ 8倍, 并且使用時間越長, 耐腐蝕性能越突出。耐候鋼可以裸露使用、涂裝使用或穩(wěn)定化處理后使用。耐候鋼作為一種高效鋼材, 一直是大氣腐蝕用鋼品種開發(fā)與腐蝕研究的熱點(diǎn)。

41、美國是最早商業(yè)化耐候鋼產(chǎn)品的國家, 1933年美國鋼鐵公司研制出Corten系耐候鋼產(chǎn)品。此后, 世界上其它國家以Corten系耐候鋼為基礎(chǔ)開始大規(guī)模研制耐候鋼, 并開發(fā)出了符合各國資源特點(diǎn)和使用要求的產(chǎn)品。如印度的Sailcor-A系列, 韓國的RAWS50、日本的SPA-H、CUPT-EN-G, 德國的ST 35等等。這些耐候鋼均是以Cu-P-Cr-Ni或Cu-Mn-Cr系為基礎(chǔ), 稱為傳統(tǒng)耐候鋼, 其強(qiáng)度級別均較低。目前, 高強(qiáng)度

42、耐候鋼發(fā)展較為前沿的是瑞典SSAB公司的Domex500-700W系列, 其屈服強(qiáng)度達(dá)到了700MPa級, 但產(chǎn)品規(guī)格存在局限性, 厚度在6 mm以下。我國從20世紀(jì)60年代開始研制耐候鋼, 目前, 已開發(fā)出了一系列耐候鋼產(chǎn)品, 主要是C</p><p>　　我國的耐候鋼產(chǎn)品主要用于鐵路車輛、集裝箱、橋梁等領(lǐng)域, 建筑、工程機(jī)械、煤礦機(jī)械等大量暴露于大氣或特殊工況條件下器械, 由于腐蝕引起使用壽命縮短而造成經(jīng)濟(jì)損

43、失, 或因腐蝕失效造成重大事故, 因此, 這一領(lǐng)域?qū)δ秃蚪Y(jié)構(gòu)鋼的需求將會日益增多, 但由于在具有良好機(jī)械性能、成型性、焊接性和低溫韌性的基礎(chǔ)上, 同時具有良好的耐腐蝕性能造成耐候結(jié)構(gòu)鋼的成本偏高, 因此開發(fā)具有低成本的經(jīng)濟(jì)耐候結(jié)構(gòu)鋼具有良好的市場前景和市場競爭力[7]。</p><p>　　1.2 方案的選擇與論證</p><p>　　1.2.1 爐容量與座數(shù)的確定</p>

44、<p>　　1.2.1.1 轉(zhuǎn)爐車間內(nèi)的轉(zhuǎn)爐座數(shù)</p><p>　　要保持車間正常的生產(chǎn), 就必須要一定數(shù)目的轉(zhuǎn)爐經(jīng)常吹煉狀態(tài), 根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)的實(shí)踐, 普遍認(rèn)為：轉(zhuǎn)爐車間保持2-3座轉(zhuǎn)爐同時吹煉比較合理, 轉(zhuǎn)爐太多, 反而相互干擾。影響正常的生產(chǎn), 設(shè)備的利用率低。</p><p>　　由于爐襯材料的改進(jìn)和濺渣護(hù)爐技術(shù)的采用, 爐襯壽命大幅度的提高, 無需按照3吹2或2吹1的

45、生產(chǎn)方式配置修砌和待吹轉(zhuǎn)爐, 所以轉(zhuǎn)爐車間的常吹爐座數(shù)即為車間的爐座總數(shù)。綜上所述本設(shè)計(jì)選用2吹2的模式配置。</p><p>　　1.2.1.2 轉(zhuǎn)爐容量</p><p>　　根據(jù)煉鋼產(chǎn)品方案, 同時參照同類型車間的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn), 選取平均先進(jìn)指標(biāo)連鑄坯的收得率為96%, 轉(zhuǎn)爐有效作業(yè)天數(shù)為300天, 轉(zhuǎn)爐冶煉周期為40min進(jìn)行初步計(jì)算, 計(jì)算步驟如下：</p><p&

46、gt;　　根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案計(jì)算出年需鋼水量</p><p><b>　　年需鋼水量 = </b></p><p>　　已知不同鋼種的連鑄薄板坯395×104 t。參照同類型的先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　則年需鋼水量 = = 411.46×104 t</p><p>　　計(jì)算出鋼爐

47、數(shù)（按2吹2計(jì)算）</p><p>　　年出鋼爐數(shù) = 2×</p><p><b>　　= 2× </b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐作業(yè)率 = ×100%</p><p><b>　　= ×100% </b></p><p>&l

48、t;b>　　= 82.2%</b></p><p>　　年出鋼爐數(shù) = 2×365×82.2%×24×60/40 = 21600(爐)</p><p>　　每天出鋼爐數(shù) = 年出鋼爐數(shù)/年作業(yè)率 </p><p>　　= 21600/300 = 72(爐)</p><p>　　平均爐產(chǎn)

49、鋼水量 =年產(chǎn)鋼水量/年出鋼爐數(shù)</p><p>　　= 411.46×104 t/21600</p><p><b>　　=190t</b></p><p><b>　　確定轉(zhuǎn)爐容量</b></p><p>　　簡化設(shè)計(jì)和便于計(jì)算本設(shè)計(jì)選定195噸轉(zhuǎn)爐2座, 按照2吹2方式生產(chǎn)</

50、p><p><b>　　核算車間年產(chǎn)量</b></p><p>　　195×21600×96%=404.3×104 t良坯</p><p>　　1.2.2 冶煉與精煉方法的選擇與論證</p><p>　　1.2.2.1 生產(chǎn)流程的選擇與論證</p><p>　　IF鋼對鋼

51、水純凈度有著較為苛刻的要求, 生產(chǎn)工藝流程的選取直接影響到IF鋼的品質(zhì)和生產(chǎn)的順行。當(dāng)前IF鋼的生產(chǎn)有三種典型的工藝流程, 必須根據(jù)企業(yè)現(xiàn)有的裝備條件來選擇合適的流程。</p><p><b>　　工藝路線A：</b></p><p>　　高爐→鐵水脫硫→頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→氬氣攪拌→RH真空處理→連鑄</p><p><b>　　工藝路線

52、B：</b></p><p>　　高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→RH真空處理→LF精煉→連鑄</p><p><b>　　工藝路線C：</b></p><p>　　高爐→鐵水脫硫→轉(zhuǎn)爐冶煉→氬氣攪拌→LF精煉→RH真空處理→連鑄</p><p>　　工藝A是目前國內(nèi)外生產(chǎn)IF鋼最常用的方法, 適用于傳統(tǒng)

53、厚板坯連鑄機(jī), 由于其不需要經(jīng)過LF精煉處理, 生產(chǎn)成本最低, 工藝設(shè)備基本上能滿足IF鋼的生產(chǎn)需要。工藝B和工藝C由于采用了LF精煉, 能使大包渣得到很好改性, 有利于渣吸收夾雜物, 凈化鋼液。目前馬鋼、本鋼采用LF-RH雙聯(lián)法在薄板坯連鑄機(jī)上成功實(shí)現(xiàn)IF鋼的批量生產(chǎn), 但是這兩種工藝路線相對復(fù)雜, 成本相對較高。本設(shè)計(jì)采用：鐵水預(yù)處理—轉(zhuǎn)爐冶煉—RH真空精煉—連鑄的工藝路線。</p><p>　　1.2.2.

54、2 轉(zhuǎn)爐進(jìn)鐵方式</p><p>　　轉(zhuǎn)爐進(jìn)鐵方式一般分為三種：魚雷罐車進(jìn)鐵方式, 混鐵爐進(jìn)鐵方式和鐵水罐直接進(jìn)鐵方式。</p><p><b>　　魚雷罐車進(jìn)鐵</b></p><p>　　魚雷罐車進(jìn)鐵又稱混鐵車進(jìn)鐵, 是指高爐鐵水用魚雷罐車運(yùn)輸, 其基本流程是：魚雷罐運(yùn)到煉鋼車間后, 經(jīng)過倒罐站倒入轉(zhuǎn)爐鐵水罐, 再進(jìn)行鐵水預(yù)處理或直接兌入轉(zhuǎn)

55、爐。</p><p>　　魚雷罐車進(jìn)鐵的優(yōu)點(diǎn)：入轉(zhuǎn)爐鐵水能夠準(zhǔn)確計(jì)量, 便于轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動控制, 利于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)和穩(wěn)定煉鋼生產(chǎn)；魚雷罐的形狀可以保證有較小的熱損失, 鐵水保溫效果好, 使得鐵水溫降小；煉鋼工藝布置也比較容易；利于生產(chǎn)組織調(diào)度。鐵水運(yùn)輸不需加隔離車, 鐵路運(yùn)行安全。</p><p>　　魚雷罐車進(jìn)鐵的缺點(diǎn)：一次性投資較大；魚雷罐維修相對鐵水罐需要有較大的維修設(shè)施。</

56、p><p><b>　　混鐵爐進(jìn)鐵</b></p><p>　　混鐵爐進(jìn)鐵是指高爐鐵水通過混鐵爐后再裝入轉(zhuǎn)爐, 這種進(jìn)鐵方式是一種在中小轉(zhuǎn)爐常用的進(jìn)鐵方式, 在我國使用比較普遍, 其基本流程是：高爐鐵水用鐵水罐車運(yùn)到煉鋼車間, 先倒入混鐵爐, 再由混鐵爐倒入轉(zhuǎn)爐鐵水罐。</p><p>　　混鐵爐進(jìn)鐵的優(yōu)點(diǎn)：能夠保證鐵水成分和溫度的均勻穩(wěn)定, 有利

57、于轉(zhuǎn)爐的冶煉；入轉(zhuǎn)爐鐵水能夠準(zhǔn)確計(jì)量, 便于轉(zhuǎn)爐煉鋼的自動控制, 利于轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)和穩(wěn)定煉鋼生產(chǎn)。</p><p>　　混鐵爐進(jìn)鐵的缺點(diǎn)：由于采用煤氣保溫, 增加煉鋼能耗6.0kg/t；增加一次鐵水倒轉(zhuǎn)次數(shù), 鐵水溫降10～15℃；不宜工藝布置, 影響車間工序；鐵水罐機(jī)車不易布置。</p><p><b>　　鐵水罐直接進(jìn)鐵</b></p><p&

58、gt;　　鐵水罐直接進(jìn)鐵是指高爐鐵水用鐵水罐車運(yùn)到煉鋼車間, 直接作為轉(zhuǎn)爐鐵水罐, 不再進(jìn)行倒罐。</p><p>　　鐵水罐進(jìn)鐵的優(yōu)點(diǎn)：直接進(jìn)鐵, 減少了鐵水的倒轉(zhuǎn), 鐵水溫降在三種進(jìn)鐵方式中溫降最小, 節(jié)能效益最大, 主要投資相對較小。</p><p>　　鐵水罐進(jìn)鐵的缺點(diǎn)：由于高爐出鐵時出鐵量不易控制, 不能保證轉(zhuǎn)爐鐵水裝入量的準(zhǔn)確和穩(wěn)定, 給轉(zhuǎn)爐冶煉帶來很大困難。</p>

59、;<p>　　綜上所述, 從工藝順行和節(jié)能方面進(jìn)行分析, 鐵水罐直接進(jìn)鐵工序簡單, 鐵水溫降小, 是一種有很大發(fā)展前景的轉(zhuǎn)爐進(jìn)鐵工藝, 但高爐現(xiàn)未能解決計(jì)量問題?；扈F爐進(jìn)鐵方式是一種能耗較高的進(jìn)鐵方式, 新建煉鋼車間不宜選取。結(jié)合本設(shè)計(jì)的車間要求年產(chǎn)鋼量為395萬噸, 采用魚雷罐車進(jìn)鐵方式合適。</p><p><b>　　鐵水預(yù)處理</b></p><p&

60、gt;　　采用鐵水預(yù)處理的目的在于提高鐵水質(zhì)量和分散轉(zhuǎn)爐的冶煉功能, 減輕或取消轉(zhuǎn)爐的脫磷、脫硫負(fù)擔(dān), 從而使轉(zhuǎn)爐的冶煉功能著重于脫碳、升溫, 提高鋼的質(zhì)量, 具有單一化、專業(yè)化的特點(diǎn)。另外減去了轉(zhuǎn)爐脫磷、脫硫操作, 實(shí)現(xiàn)了少渣精煉?？s短冶煉時間, 提高鋼的質(zhì)量?，F(xiàn)在鐵水預(yù)處理脫硫的方法主要有KR法和噴吹法。</p><p>　　KR法是指將澆注耐火材料并經(jīng)過烘烤的十字形攪拌頭, 浸入鐵水包熔池一定深度, 借其旋

61、轉(zhuǎn)產(chǎn)生的漩渦, 使氧化鈣或碳化鈣基脫硫粉劑與鐵水充分接觸反應(yīng), 達(dá)到脫硫目的。其優(yōu)點(diǎn)是動力學(xué)條件優(yōu)越, 有利于采用廉價的脫硫劑如CaO, 脫硫效果比較穩(wěn)定, 效率高(脫硫到≤0.005%), 脫硫劑消耗少, 適應(yīng)于低硫品種鋼要求高、比例大的鋼廠采用。不足是設(shè)備復(fù)雜, 一次投資較大, 脫硫鐵水溫降較大。</p><p>　　噴吹法是利用惰性氣體（N2或 Ar ）作載體將脫硫粉劑（如CaO, CaC2和Mg）由噴槍噴

62、入鐵水中, 載氣同時起到攪拌鐵水的作用, 使噴吹氣體、脫硫劑和鐵水三者之間充分混合進(jìn)行脫硫。目前, 以噴吹鎂系脫硫劑為主要發(fā)展趨勢, 其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備費(fèi)用低, 操作靈活, 噴吹時間短, 鐵水溫降小。相比KR法而言, 一次投資少, 適合中小型企業(yè)的低成本技術(shù)改造。噴吹法最大的缺點(diǎn)是, 動力學(xué)條件差, 有研究表明, 在都使用CaO基脫硫劑的情況下, KR法的脫硫率是噴吹法的四倍。</p><p>　　處理容器采用魚雷罐時

63、其內(nèi)流場極不均勻, 漩渦橫向發(fā)展, 造成的死角多, 尤其是魚雷罐兩頭、底部、以及中間部分區(qū)域的鐵水流動性較差, 在很大程度上惡化了脫硫的動力學(xué)條件, 所以處理容器選擇鐵水包[8]。</p><p>　　故本設(shè)計(jì)采用KR法CaO鐵水包脫硫。</p><p>　　1.2.2.4 轉(zhuǎn)爐冶煉</p><p>　　氧化轉(zhuǎn)爐煉鋼法可分為頂吹法, 底吹法, 頂?shù)讖?fù)臺吹煉法。&l

64、t;/p><p>　　氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法(LD法)同平爐法相比較, 主要優(yōu)點(diǎn)是:爐內(nèi)反應(yīng)速度快, 生產(chǎn)率高。但是鐵的蒸發(fā)率, 渣中含鐵高, 煙塵大, 吹損大, 金屬收得率低, 同時熱損失增大。頂吹對整個熔池的攪拌強(qiáng)度不夠, 存在采滯區(qū)域, 存在著溫度梯度和濃度梯度, 熔池具有不均勻性, 渣-鋼混合不完全, 渣中FeO含量高。特別在低碳區(qū)爐渣強(qiáng)烈過氧化, 吹煉過程容易出現(xiàn)噴濺, 限制了供氧強(qiáng)度的提高, 因而限制了頂吹法

65、生產(chǎn)率和金屬收得率的進(jìn)一步提高。</p><p>　　同氧氣頂吹法相比較, 底吹法的優(yōu)點(diǎn)是:吹煉過程平靜, 噴濺少, 金屬收得率提高, 殘錳量較高, 鐵合金消耗減少, 吹煉時間縮短, 生產(chǎn)率提高。氧氣流從下向上吹入穿過熔池, 對熔池的攪拌力增強(qiáng), 使熔池的溫度和成分更加均勻, 渣一鋼之間混合得更好和更接近平衡, 防止了熔池的過氧化。氧流從下向上吹入穿過熔池直接與金屬接觸, 有利于碳的直接氧化和碳氧反應(yīng)CO氣泡在熔

66、池底部的生成, 改善了脫碳反應(yīng)的動力學(xué)條件, 使脫碳反應(yīng)優(yōu)先于脫磷反應(yīng), 易于吹煉極低碳鋼[9]。但是缺點(diǎn)是熱效率低, 前期去P能力差, 爐底易損壞。</p><p>　　顯然, 氧氣底吹法與氧氣頂吹法相比較, 各有長短。底吹可彌補(bǔ)頂吹某些不足之處(如攪拌力弱), 但卻失去頂吹的某些長處(如前期去磷率高), 只有兩者結(jié)合才能達(dá)到最佳的冶金效果。故本設(shè)計(jì)選擇頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐進(jìn)行冶煉。</p><p&

67、gt;　　1.2.2.5 精煉方式的選擇與論證</p><p>　　爐外精煉即將轉(zhuǎn)爐或電爐中初煉過的鋼液移到另一個容器中進(jìn)行精煉的煉鋼過程, 也叫“二次煉鋼”。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進(jìn)行。初煉：爐料在氧化性氣氛的爐內(nèi)進(jìn)行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉：將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進(jìn)行脫氣、脫氧、脫硫, 去除夾雜物和進(jìn)行成分微調(diào)等。這樣將煉鋼分兩步進(jìn)行, 可提高鋼的質(zhì)量, 縮短冶煉時間

68、, 簡化工藝過程并降低生產(chǎn)成本。 常用爐外精煉的方法：（1）真空：如RH、VOD、DH等；（2）攪拌：如VD（吹氬）、ASEA-SKF（電磁攪拌）等；（3）加熱：如LF、VAD（電加熱）、CAS（化學(xué)加熱）等；（4）吹氧：AOD、VOD、RH-OB等；（5）喂絲：加鋁線、加包芯線等。</p><p>　　爐外精煉設(shè)備具有熔池?cái)嚢韫δ? 這項(xiàng)操作可以鋼水的溫度以及其中所包含的成分更為均勻, 以確保所生產(chǎn)出來的鋼材質(zhì)

69、量更為均勻。爐外精煉設(shè)備的提純精煉功能, 在對于鋼水提純的過程中, 主要采用鋼渣反應(yīng)的方法和噴射冶金的方法以及真空冶煉的方法, 將鋼水中的雜質(zhì)去除, 包括鋼水中所夾雜的硫、磷、氮、碳、氫、氧等等都會得到有效的清除。爐外精煉設(shè)備的控制溫度功能可以對鋼水中的成分進(jìn)行微調(diào), 以使鋼水的質(zhì)量符合規(guī)定的產(chǎn)品標(biāo)注。此外, 在鋼材的生產(chǎn)階段, 爐外精煉設(shè)備還具有良好的生產(chǎn)調(diào)節(jié)功能, 可以促進(jìn)煉鋼和連鑄生產(chǎn)的均衡性。</p><p&

70、gt;<b>　　LF爐精煉</b></p><p>　　LF鋼包精煉爐, 是用來對初煉爐(電弧爐、平爐、轉(zhuǎn)爐)所熔鋼水進(jìn)行精煉, 并且能調(diào)節(jié)鋼水溫度, 工藝緩沖, 滿足連鑄、連軋的重要冶金設(shè)備。鋼包爐是爐外精煉的主要設(shè)備之一。鋼包精煉爐主要功能：</p><p>　　使鋼液升溫和保溫功能。鋼液通過電弧加熱獲得新的熱能, 這不但能使鋼包精煉時可以補(bǔ)加合金和調(diào)整成分,

71、也可以補(bǔ)加渣料, 便于鋼液深脫硫和脫氧。而且連鑄要求的鋼液開澆溫度得到保證, 有利干鑄坯質(zhì)量的提高。</p><p>　　氬氣攪拌功能。氬氣通過裝在鋼包底部的透氣磚向鋼液中吹氛, 鋼液獲得一定的攪拌功能。</p><p>　　真空脫氣功能。通過鋼包吊入真空罐后, 采用蒸汽噴射泵進(jìn)行真空脫氣, 同時通過包底吹入氬氣攪動鋼液, 可以去除鋼液中的氫含量和氮含量, 并進(jìn)一步降低氧含量和硫含量, 最

72、終獲得較高純凈度的鋼液和性能優(yōu)越的材質(zhì)。鋼包精煉爐的應(yīng)用對整個企業(yè)來看, 至少可增加如下得益：加快生產(chǎn)節(jié)奏, 提高整個冶金生產(chǎn)效率。</p><p>　　LF爐工藝的主要優(yōu)點(diǎn)有：</p><p>　　精煉功能強(qiáng), 脫氧、脫硫、凈化鋼水效果好, 鋼的質(zhì)量顯著提高；適宜生產(chǎn)超低硫、超低氧鋼種。</p><p>　　具有電弧加熱功能, 熱效率高, 升溫幅度大, 溫度控制精

73、度高。</p><p>　　具備攪拌和合金化功能, 易于實(shí)現(xiàn)窄成分控制, 提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。</p><p>　　采用渣鋼精煉工藝, 精煉成本低。</p><p>　　設(shè)備簡單, 投資較少。</p><p><b>　　RH爐精煉</b></p><p>　　RH法是將鋼水不斷地提升到真空室內(nèi)進(jìn)行

74、脫氣、脫碳等反應(yīng), 然后回流到鋼包中。RH技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：</p><p>　　反應(yīng)速度快, 處理能力大, 處理周期短, 一般一次完整的處理需要15min, 即10min處理時間, 5min合金化及混勻時間。對于深脫碳和脫氫反應(yīng)可以在30min內(nèi)完成。</p><p>　　反應(yīng)效率高, 鋼水直接在真空室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。</p><p>　　可進(jìn)行吹氧脫碳和二次燃燒進(jìn)行熱補(bǔ)

75、償, 減少處理溫降。</p><p>　　可進(jìn)行噴粉脫硫, 生產(chǎn)超低硫鋼。</p><p><b>　　VOD爐</b></p><p>　　VOD爐主要用于冶煉低碳不銹鋼, 在鋼包爐內(nèi)真空條件下吹氧脫碳(脫碳量為0.3%～0.6%)。采用消耗式噴槍或水冷噴槍吹氧。VOD爐沒有熱源, 一般不用造渣精煉。</p><p>

76、　　VD/VOD裝置精煉處理的時間長溫降大不合適與大轉(zhuǎn)爐配合。另外DH精煉一根管通過提升鋼液進(jìn)行精煉, 但設(shè)備復(fù)雜、投資和操作費(fèi)都比較高, 現(xiàn)在基本已將淘汰。</p><p>　　IF鋼生產(chǎn)中要求極低的w(C)和較低的w(N), 通常均小于0. 003%, 并具有較高的純凈度, 加入合金達(dá)到鋼中無間隙原子, 從而獲得低的屈服強(qiáng)度、高的伸長率、高的垂直塑性各項(xiàng)異性應(yīng)變比、高的硬化指數(shù)和無時效性的深沖性能指標(biāo)。鞍鋼采

77、用復(fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉→RH真空處理→連鑄→熱軋→冷軋的IF鋼生產(chǎn)工藝, 精煉過程中關(guān)鍵技術(shù)之一就是RH真空脫碳工藝技術(shù)的完善與穩(wěn)定, 同時也是保證IF鋼生產(chǎn)和質(zhì)量的前提。首先鐵水脫硫使硫降到0.01%以下, 并同時吹氬攪拌使成分均勻, 然后進(jìn)行轉(zhuǎn)爐冶煉。要使鋼中的含碳量達(dá)到超低碳的要求, 只有通過RH真空脫氣處理來降低碳含量。</p><p>　　1.2.3 連鑄機(jī)的選擇</p><p>　　連

78、續(xù)鑄鋼：將合格鋼水鑄成適合于軋制或鍛壓加工所需要的一定形狀、尺寸和單重的鑄坯（或鑄錠）；也稱連鑄。</p><p>　　連鑄的優(yōu)越性：(1)提高綜合成材率(2)降低能耗(3)產(chǎn)品的均一性高、質(zhì)量好(4)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動化。</p><p>　　分類標(biāo)準(zhǔn)不同, 機(jī)型也不同；按照結(jié)構(gòu)外形分可以分為：立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、帶直線段弧形連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)、多半徑橢圓形連鑄機(jī)和水平連鑄機(jī)等。&

79、lt;/p><p>　?。?）立式連鑄機(jī)的基本特點(diǎn)：①主要設(shè)備布置在垂直線上；② 有利于鋼水中非金屬夾雜物上?。虎?鑄坯不受任何彎曲、矯直作用；④ 設(shè)備高度大, 25－35m 以上, 建設(shè)費(fèi)用大, 設(shè)備維護(hù)及事故處理很困難；⑤ 對于板坯因鋼水靜壓力大, 鼓肚變形較為突出。 </p><p>　?。?）立彎式連鑄機(jī)的特點(diǎn)：上半部與立式連鑄機(jī)相同：在垂直方向上進(jìn)行澆鑄及冷卻凝固。不同：鑄坯完全凝

80、固后, 頂彎90º, 在水平方向上切斷和出坯。進(jìn)步：鑄機(jī)總高度減小了, 鑄坯運(yùn)輸方便, 鑄坯定尺不受限制；適于澆鑄小斷面的鑄坯( 100×100mm )。</p><p>　?。?）弧形連鑄機(jī)的主要特點(diǎn)：鑄機(jī)高度低；鑄坯在凝固過程中承受的鋼水靜壓力小, 鼓肚變形小, 內(nèi)裂和偏析少；鋼水在凝固過程中, 非金屬夾雜物有向內(nèi)弧聚集的傾向, 鑄坯內(nèi)部夾雜物分布不均。</p><p&

81、gt;　?。?）水平連鑄機(jī)的特點(diǎn)：設(shè)備高度最低；鋼水無二次氧化, 鑄坯內(nèi)部質(zhì)量得到改善；鋼水在水平位置凝固成型, 不受彎曲矯直作用, 有利防止產(chǎn)生裂紋；結(jié)晶器與鑄坯間的潤滑困難；能夠澆注小斷面鑄坯, 多澆鑄圓坯。</p><p>　?。?）多半徑橢圓形連鑄機(jī)的特點(diǎn)：鑄機(jī)高度大大降低, 適宜在老廠房內(nèi)布置；鋼水靜壓力低, 鑄坯鼓肚小, 中心裂紋缺陷得到改善；鋼水中的夾雜物幾乎無上浮機(jī)會；對鋼水純凈度的要求很嚴(yán)格。&

82、lt;/p><p>　?。?）帶直線段弧形連鑄機(jī)的特點(diǎn)：分散應(yīng)變；鑄坯固液界面變形率降低；帶液芯矯直, 不產(chǎn)生內(nèi)部裂紋；有利于提高拉速。</p><p>　　立彎式連鑄機(jī)由于具有垂直結(jié)晶器和垂直導(dǎo)向段, 因此有利于使板坯內(nèi)部未凝固鋼液中夾雜物的上浮、分離, 而在弧型連鑄機(jī)中, 夾雜物容易在板坯內(nèi)弧側(cè)14/~1/5厚度處聚集, 影響板坯質(zhì)量；鑄坯在凝固時散熱均勻, 同一斷面坯殼凝固厚度均勻, 不

83、易產(chǎn)生中心偏析, 在生產(chǎn)特厚板坯和特殊鋼種時板坯質(zhì)量能夠得到保證；鑄坯完全凝固后再進(jìn)行彎曲和矯直, 減小了鑄坯凝固過程的內(nèi)應(yīng)力, 能夠有效地防止鑄坯產(chǎn)生內(nèi)部裂紋；立彎式連鑄機(jī)通過鑄坯的在線彎曲和矯直, 有利于鑄坯的切割、去毛刺和下線[10]。</p><p>　　因此, 本次設(shè)計(jì)最后決定采用立彎式板坯連鑄機(jī)。</p><p>　　2 物料平衡和熱平衡計(jì)算</p><p&

84、gt;<b>　　2.1原始數(shù)據(jù)</b></p><p>　　2.1.1鐵水成分及溫度</p><p>　　鐵水成分及溫度見表2-1。</p><p>　　表2-1 鐵水成分及溫度</p><p>　　2.1.2原材料成分</p><p>　　原材料成分見表2-2。</p><

85、p>　　表2-2 原材料成分</p><p>　　2.1.3冶煉鋼種成分</p><p>　　冶煉鋼種成分見表2-3。</p><p>　　表2-3 冶煉鋼種成分</p><p><b>　　2.1.4平均比熱</b></p><p><b>　　平均熱見表2-4。</b&g

86、t;</p><p><b>　　表2-4 平均比熱</b></p><p>　　2.1.5反應(yīng)熱效率（認(rèn)為25℃與煉鐵溫度下兩者數(shù)值近似）</p><p><b>　　表2-5反應(yīng)熱效率</b></p><p>　　2.1.6有關(guān)參數(shù)的選用</p><p>　　（1）渣中鐵

87、珠占渣重的5%；</p><p>　?。?）金屬中碳的氧化90%[C] →CO , 10%[C]→CO2；</p><p>　?。?）噴濺鐵損占鐵水量的1%；</p><p>　?。?）爐氣平均溫度1470℃；含自由氧0.8%；煙塵量占鐵水量的1.5% 其中有75%FeO和20%Fe2O3；</p><p>　?。?）爐襯侵蝕占鐵水量的0.5

88、%；</p><p>　?。?）氧氣成分為99.6%O2和0.4%N2。</p><p>　　2.2 物料平衡計(jì)算</p><p>　　根據(jù)鐵水成分冶煉鋼種, 可選用單渣的操作法。為簡化計(jì)算, 物料平衡以100kg鐵水為計(jì)算基礎(chǔ)。</p><p>　　2.2.1爐渣量及爐渣成分的計(jì)算</p><p>　　爐渣來自元素的

89、氧化, 造渣材料和爐襯侵蝕等。</p><p>　?。?）鐵水中各元素的氧化量見表2-6</p><p>　　表2-6 鐵水中各元素的氧化量</p><p><b>　　說明：</b></p><p>　　[Si]——在堿性轉(zhuǎn)爐煉鋼法中, 鐵水中的硅幾乎全部被氧化, 隨同加入的其它材料帶入的SiO2一起進(jìn)入爐渣中, 故終

90、點(diǎn)鋼水硅的含量為痕跡；</p><p>　　[P]——單渣法, 轉(zhuǎn)爐的去磷率約86—89%, 本次計(jì)算取88%, 12%留在鋼中, 同時要考慮鋼包中回磷的因素；</p><p>　　[Mn]——終點(diǎn)鋼水殘錳量, 一般為鐵水中錳含量的30%～40%, 本設(shè)計(jì)取30%；；</p><p>　　[S]——氧氣轉(zhuǎn)爐內(nèi)去硫率不高, 一般在30～50%的范圍, 這里取40%；（

91、回硫按0.002%計(jì)算）。</p><p>　　（2）鐵水中各元素的氧化量、耗氧量和氧化產(chǎn)物量的計(jì)算, 見表2-7。</p><p>　　表2-7 鐵水中各元素的氧化量、耗氧量和氧化產(chǎn)物量</p><p>　　造渣劑成分及數(shù)量：（選自國內(nèi)有關(guān)生產(chǎn)爐）</p><p>　　1）、爐襯侵蝕成分及重量的計(jì)算（0.5kg爐襯／100kg鐵水）<

92、/p><p><b>　　表2-8</b></p><p>　　其中①：C 90%C→CO 0.087×90%×=0.1827[kg]</p><p>　　10%C→CO2 0.087×10%×=0.0319 [kg]</p><p>　　消耗O2：生成CO的耗氧 0.1

93、827×=0.1044 [kg] </p><p>　　生成CO2的耗氧 [kg]</p><p>　　爐襯中C消耗的O2量：0.1044 +0.0232=0.1276 [kg]</p><p>　　2）、輕燒白云石成分及重量的計(jì)算（0.6kg輕燒白云石／100kg鐵水）</p><p>　　為了提高轉(zhuǎn)爐爐襯壽命, 在加入石灰

94、造渣的同時, 添加一部分白云石作造渣劑, 其目的是提高爐渣中MgO的含量。生產(chǎn)實(shí)踐表明, 渣中（MgO）含量為 8～12%時, 其效果較好。為此, 必須保證渣中（MgO）含量在8～12%之間來計(jì)算白云石加入量。經(jīng)試算后取輕燒白云石和輕燒鎂球的加入量分別為0.6 / 100公斤鐵水和0.4 / 100公斤鐵水。具體的輕燒白云石成分及重量見表2-9。</p><p>　　表2-9 輕燒白云石成分及重量的計(jì)算</

95、p><p>　　3）、輕燒鎂球成分及重量的計(jì)算（0.4kg輕燒鎂球／100kg鐵水）</p><p>　　具體的輕燒鎂球成分及重量見表2-10。</p><p>　　表2-10 輕燒鎂球成分及重量的計(jì)算</p><p>　　加入輕燒白云石和輕燒鎂球后經(jīng)爐渣成分計(jì)算, 應(yīng)滿足MgO=8~12%范圍, 目的是可以提高爐襯抗熔渣的侵蝕能力, 提高爐齡。

96、</p><p>　?、跓郎p是指輕燒白云石或石灰中未分解的CO2及其重量。</p><p>　　4）、礦石加入量及成分。礦石加入量為1.00kg/100kg鐵水, 其成分及質(zhì)量見表2-11。</p><p>　　表2-11 礦石加入量及其成分</p><p>　?、?/3S以[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的形式反應(yīng), 其中生成CaS量

97、為(kg)：2/3×0.0007×72/32=0.0011(kg)</p><p>　　消耗CaO量為2/3×0.0007×56/32=0.00082(kg), </p><p>　　生成氧量為2/3×0.0007×16/32=0.00023(kg)。</p><p>　　1/3S以[S]+O2=SO2的形

98、式反應(yīng)而進(jìn)入爐氣, 其中生成的SO2量為/kg: 1/3×0.0007×64/32=0.00047(kg), 消耗氧量1/3×0.0007×32/32=0.00023(kg)。</p><p>　　5）、石灰成分及重量的計(jì)算（3.95kg石灰/100kg鐵水）見表2-12</p><p>　　表2-12 石灰成分及重量</p><

99、p>　　說明：石灰加入量計(jì)算如下：</p><p>　　取終渣堿度R=% CaO/%SiO2=3.5 (參煉鋼原理P167圖5—19)</p><p>　　式中 Σ(SiO2) = (鐵水+爐襯+輕燒白云石+輕燒鎂球+礦石)中帶入</p><p>　　=（0.88+0.0046+0093+0.02+0.0580）</p><p>　

100、　=1.054(kg)</p><p>　　Σ(CaO ) = (輕燒白云石+輕燒鎂球+爐襯+礦石—鐵水中S成渣消耗CaO量-礦石中S成渣消耗CaO量）</p><p>　　=（0.28+0.02+0.005+0.015-0.007-0.00082）</p><p>　　=0.308(kg)</p><p>　　∴Q==3.95 [kg]&l

101、t;/p><p>　　1.S：2/3S以[S]+(CaO)=(CaS)+[O]的形式反應(yīng), 其中：</p><p>　　生成(CaS)重：2/3×0.001×=0.0018[kg]</p><p>　　生成[O]量為： 2/3× 0.001×=0.00065[kg]</p><p>　　消耗（CaO）量：

102、2/3× 0.001×=0.0023 [kg]</p><p>　　1/3S以[S]+O2=SO2的形式反應(yīng)而進(jìn)入爐氣, 其中：</p><p>　　生成的SO2量為：1/3×0.001×=0.0008[kg]</p><p>　　消耗氧氣量為：1/3×0.001×=0.0004[kg]</p>

103、;<p>　　2.燒減指未燒透的CaCO3經(jīng)受熱分解后產(chǎn)生的CO2氣體質(zhì)量。</p><p>　　6）、.終渣Σ(FeO)的確定</p><p>　　取R=3.5及Σ(FeO)=15%這里取Σ(FeO)= (%FeO) +0.9（%Fe2O3) =15%（全鐵法）</p><p>　　取=。故（Fe2O3）≈5%, (FeO) ≈10%</p&g

104、t;<p>　　7）、終渣成分及重量的計(jì)算見表2-13</p><p>　　表2-13 終渣成分及重量</p><p>　　其中①3.60=石灰中—石灰中S自耗m（CaO）=3.603—0.0014≈3.60kg</p><p>　?、?、③是元素被氧化成氧化鐵的質(zhì)量, 其質(zhì)量是這樣算出來的：</p><p>　　表2-12中不

105、計(jì)（Fe2O3）及（FeO）在內(nèi)的爐渣質(zhì)量為</p><p>　　m（CaO+MgO+SiO2+P2O5+MnO+Al2O3+CaS）=</p><p>　　(3.92+0.92+1.12+0.14+0.45+0.07+0.012)=6.64 (kg)</p><p>　　因?yàn)? 所以渣中其他成分之和為100%—15%=85%, 故爐渣質(zhì)量為</p>

106、<p><b>　　=7.81（kg）</b></p><p><b>　　由此可知：</b></p><p>　　m（FeO）=7.81×10%=0.78 (kg)</p><p>　　其中m（Fe）=0.78×56/72=0.61 （kg）</p><p>　　m（

107、Fe2O3）=7.81×5%=0.39 （kg）</p><p>　　其中m（Fe）=0.39×112/160=0.27（kg）</p><p>　　2.2.2 礦石及煙塵中的鐵量和氧量的計(jì)算</p><p>　　假定礦石中全部被還原成鐵, 則加入1.00kg礦石帶入的鐵量和氧量為：</p><p>　　設(shè)煙塵量為鐵水量的

108、1.5%, 則</p><p>　　2.2.3 爐氣成分及重量的計(jì)算見表2-14</p><p>　　表2-14 爐氣成分及重量</p><p>　　其中 m（CO）=鐵水中的C被氧化成的CO+爐襯中的C被氧化成的CO</p><p>　　=8.904+0.183=90.87kg</p><p>　　m（CO2）=鐵

109、水中的C被氧化成的CO2+爐襯中的C被氧化成的CO2+白云石燒減的質(zhì)量+石灰燒減的質(zhì)量</p><p>　　=1.55+0.03+0.174+0.05=1.807 kg</p><p>　　m（SO2）=鐵水中的S的氣化氧化物質(zhì)量+其他=0.004+0.00047+0.0008=0.005 kg</p><p>　　m（H2O汽）=礦石帶入的質(zhì)量=0.0050 kg

110、 </p><p>　?、佟ⅱ谑亲杂裳鹾偷?dú)獾馁|(zhì)量。它是由表2-13中爐氣的其他成分反復(fù)計(jì)算出來, 即已知氧氣成分為氧氣99.6%、氮?dú)?.4%和爐氣中含自由氧的體積為0.8%, 求氮?dú)夂脱醯捏w積及質(zhì)量。設(shè)爐氣總體積為V, 則</p><p>　　V=(H2O +CO +CO2 +SO2)體積 + 自由氧的體積 + N2體積</p><p>　　=(0.005+8.

111、9664+2.0071+0)+0.8% V+VN2</p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　VN2=</b></p><p>　　*：括號內(nèi)的參數(shù)為“氧氣的消耗和帶入項(xiàng)目”, 分式部分為氧氣純度99.6%時氧的體積, （1—99.6%）表示換算成N2體積。</p><p&

112、gt;　　因此可得V=8.2012+0.8% V+（5.3045+0.8%?V）×</p><p>　　整理后 V=8.285 [Nm3]</p><p>　　爐氣中自由氧體積=8.285 ×0.8%=0.0663m3</p><p>　　爐氣中自由氧重=0.0663×=0.0947[kg]</p><p>

113、　　爐氣中氮體積=0.0218+0.0032%×8.1166 =0.0217[Nm3]</p><p>　　爐氣中氮重=0.0221×=0.027 [kg] </p><p>　　2.2.4 未加廢鋼時氧氣的消耗量的計(jì)算見表2-15</p><p>　　表2-15 加廢鋼時氧氣的消耗量</p><p>　　由此可得實(shí)耗氧

114、量=7.160+0.340+0.127-0.250+0.0947+0.027-0.0004=7.471[kg]</p><p>　　或?qū)嵑难躞w積=7.471×=5.23 [Nm3／100kg鐵水 = 52.30[Nm3／T鐵水]</p><p>　　2.2.5 鋼水量計(jì)算</p><p><b>　　吹噴項(xiàng)目：</b></p&g