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1、2023年钢铁厂设计 第一篇：钢铁厂设计 1.可行性探讨报告： 概念：对所提工程项目，从有关方面进行调查探讨和综合论证，为拟建项目供应科学根据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。通过调查探讨和综合论证，做出明确的结论，作为投资决策的根据 内容：1.是否符合国家的建设方针和投资优先进展方向；2.能否与现有企业的生产技术协调协作；3.产品是否适应市场需求，有足够的销售市场；4.能否得到足够的投入物；5.引进设备的水平，国内配套设备和操作技术水平能否与之相适应；6.设计方案和投资支配是否合理；7.贷款能否按期偿还；8.财务收益率和经济效益率是否高于规定折现率；9.项目有无较大的风险；
2、10.多方案比较时是否属于最正确方案。 2.工艺专业设计任务:接受并审查项目中有关冶金工艺设计的原始条件；进行工艺方案比较，确定工艺流程，绘制工艺流程图、工艺平断面配置图；进行物料平衡、能量平衡计算，编制无聊平衡表；确定主要设备操作条件，进行冶金设备计算和单元操作计算，确定设备选型；汇总编制工艺设备表；编写工艺说明书；提出各专业的设计条件；提出特殊用电要求；提出“三废处理的项目和技术建议 3.设计说明书：工艺设计说明书是工艺专业阐述工艺生产原理、工艺流程、产品规格及规模、主要原材料、用水、用电、用气等规格和数量，对生产限制及生产检验分析的要求，“三废排放状况等的设计文本文件 4.物料平衡计算：
3、配料计算和物料平衡计算是以质量守恒定律和化学计量关系为基础的，其总的原则是“收支平衡，即进入系统的全部物料必定等于离开系统的全部产物量和损失掉的物料量之和 5.热平衡计算：热平衡计算和物料平衡计算一样，对于生产工艺条件确实定、设备的设计是不行缺少的一种冶金基本计算；热平衡计算的基准除了选取时间基准和物料基准外，还需选择物流焓的基准态，即需要确定基准压强、基准温度和基准相状态 名6.高炉内型：高炉工作空间的内部剖面形态又称高炉炉型 7.合理的高炉内型设计方法：参考已有的炉型计算方法，初步确定高炉内型个部分尺寸及基本比例关系；探讨国内外炉型进展的趋势，重点调整局部尺寸；收集国内外炉型资料，以炉容相
4、近、原燃料及操作条件相像、指标先进的炉型为参考，对炉型尺寸进行适当的调整 名8.高炉操作内型：在高炉长期操作过程中经过火的洗礼，自然形成的内型 9.影响高炉操作内型的因素：操作制度、冷却设备形式、内衬结构 10.软水闭路循环冷却原理：它是一个完全密闭的系统，用软水作冷却介质，软水由循环泵送往冷却器件组，冷却器件组排出的冷却水经膨胀水箱送往空气冷却器，冷却水由冷却器件组带来的热量，经空气冷却器散发与大气中，然后再经过循环泵送往冷却器件组，由此循环工作 11.焦槽、矿槽主要的作用：满意高炉生产、配料和调整的要求 12.矿槽的总容积相当于高炉有效容积的倍数，一般小型高炉为高炉有效容积的3.0倍以上，
5、中型高炉为 2.5倍左右，大型高炉为1.62.0左右，可以满意高炉1224h的矿石消耗量 13.物料从矿槽、焦槽和料斗中卸出的流淌模式分：中心流淌、整体流淌、扩展流淌 14.无料钟布料方式：多环布料、单环布料、定点布料、扇形布料(其优点：布料手段多，布料灵敏，为高炉上部调剂增加了手段，同时也为高炉炉顶实现高压操作、提高高压作业率供应了保证。 15均压制度：基本工作制和帮助工作制。钟式炉顶接受基本工作制均压时，大小钟之间的空间经常保持大气压力，只在大钟打开前才充压，大钟关闭后马上排压，这对爱惜小钟密封有利，而对爱惜大钟密封不利，适合于大钟与大斗密合条件较好的高炉接受；接受帮助工作制均压时，大小料
6、钟之间的空间经常保持高压状态，只在小钟打开前排压，小钟关闭后马上充压，对爱惜大钟密封有利，而对小钟密封不利。适合于小钟与小斗以及大小钟拉杆之间密封条件较好的高炉接受 16.热风炉的拱顶是连接燃烧室和蓄热室的空间 17.热风炉管道主要有：冷风管、热风管、助燃空气管、净煤气管 18.干脆喷吹工艺：将制粉系统和喷吹系统共建在一个厂房内，不设煤粉转运站，干脆将煤粉通过管道和喷枪喷入高炉。这种工艺设备简洁，投资省，适用于单座高炉喷吹，多座高炉但高炉距制粉车间较近的企业。 19.间接喷吹工艺：制粉系统和喷吹系统分开，通过仓式泵将煤粉从制粉车间送到靠近高炉的喷吹站，再向高炉喷吹煤粉的工艺。这种布置形式所用设
7、备困难，占地面积大，但是可以充分发挥磨煤机的生产实力，并且不易堵塞，一般适用于老厂改造新增制粉站较远，高炉座数较多的企业。 名20.评价煤气除尘设备的主要指标： a除尘设备的生产实力：一般用每小时所通过的标准状态的煤气体积流量m/h3来表示；b.除尘设备的除尘效率：指标准状态下单位体积的煤气通过除尘设备 所捕集下来的灰尘重量占除尘前所含灰尘重量的百分数 口处煤气的含尘量g/m)3=m1-m2 /m1100%(m1、m2：煤气入口、出 21.冷却设备结构形式：外部喷水冷却、冷却壁、冷却板、板壁结合冷却结构、铜冷却壁、水冷炉底 22.冷却介质：水、气、油、汽水混合物 23.162m/s 24.钢铁
8、联合企业包括：炼钢、炼铁、轧钢三个主要部门，以及为它们服务的各种帮助生产部门和机构 25.大型企业的优势：生产实力达，效率高，各项经济技术指标优于中小型企业；各专业厂之间运输距离相对缩短，调度更加合理，生产周期相应缩短，单位产品的生产与运输费用降低；能合理的利用资源及本企业生产的各种副产品，开展综合利用，实现良好的环境爱惜，有利于做到可持续进展；有利于新技术的推广和应用，增加企业的竞争实力；具有良好的生产条件，有利于劳动者的身心健康；便于提升企业的科学管理水平 26.总图：钢铁厂内部各车间在位置上的互相关系构成联合企业的总平面布置图 27.钢铁厂的生产规模：该厂年产原钢的数量，即合格钢锭或合格
9、连铸坏或二者之和的年产量 28.产品大纲：炼钢厂的产量是由企业钢材生产的需要确定的。企业的产品支配确定了加工工序和加工设备类型，再根据加工工序的需求来确定炼钢厂所应供应的铸坯或钢锭的质量与断面形态、尺寸，从而计算出按不同钢种所需供应的坯的数量。这通常称为炼钢厂的产品大纲 29.新建厂总平面布置原则：在改建、扩建时应当尽量利用和发挥原有建筑物、构筑物、运输线路、工业线路、工业管线等设施的效用，以节省物资、节省投资；扩建、改建时尽量削减对正常生产的影响，这在总平面布置中要结合 生产工艺、运输、动力供应等过渡措施来考虑，力求不影响或少影响原有设备的正常生产 30.转炉由炉帽、炉身、炉底组成；转炉炉型
10、指上述三部分组成的炉衬内部空间的几何形态 31转炉炉帽以下，熔池面以上的圆柱体部分称为炉身 32.出钢口内口设在炉帽与炉身交界处，主要尺寸是中心线的水平倾角和直径 33.炉容比：转炉有效容积Vt与公称容积G之比值m 34.高径比：转炉炉容总高H总与炉壳外径D壳之比值 35.炉衬组成：永久层(主要作用是爱惜炉壳，常用镁砖砌筑)、填充层作用是减轻转炉炉衬受热膨胀时对炉壳产生挤压和便于撤除工作层，一般用焦油镁砂捣打而成、工作层多用镁碳砖和焦油白云石砖综合砌筑 36.转炉炉衬修砌：上修法、下修法，大中型转炉多接受上修法 37.水冷炉口作用:爱惜炉口因高温作用的变形；削减炉口结渣并便于去除 38.水冷炉
11、口形式：水箱式优点：制作便利，缺点：简洁造成热量积累、水流不畅，故简洁烧坏、埋管式优点：冷却效果好，不易损坏，缺点：本钱高，一旦损坏无法修理 39.最正确耳轴位置确定：平安性转炉在任何倾角下均能自动回复零位，在转炉重心上方、经济性最大程度节省转炉转动所需倾动力，尽量靠近转炉重心 40.倾动机构类型：落地式、半悬挂式、悬挂式 41.顶底复吹转炉炉型基本特征：吹炼的平稳和喷溅程度优于顶吹转炉，而不及底吹转炉，故炉子的高宽比略小于顶吹转炉，却大于底吹转炉，即略成矮胖型；炉底一般为平底，以便设置喷口，所以熔池常为截锥型；熔池深度主要取决于底部喷口直径和供气压力，同时兼顾顶吹氧流的穿透深度，力求保持吹炼
12、平稳 42.底气气源：氮气、氩气、氧气、压缩空气、CO、二氧化碳 43.顶底复吹法可分为强化冶炼型、增加废钢型、加强搅拌型 44.供气结构：透气砖、喷嘴、类环缝管式喷嘴，喷嘴有单管式、套管式、环缝式 45.铁水供应方式：混铁炉、混铁车 46对废钢的要求：1.分类存放2.对废钢中的易爆炸物和封闭容器要特别留意去除及处理，保证生产平安 3.废钢中的铜、铅、锌、锡等有色金属也需去除洁净，以免在晶界析出，影响钢的强度4.合适的外形尺寸3/t 5.清洁枯燥 47.散装料供应系统包括散装料堆场、地下料仓、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。 48.氧气转炉炼钢车间的供
13、氧系统一般由制氧机、加压机、中间储氧气罐、输氧管、限制闸阀、测量仪表及喷枪等主要设备。 49.氧枪组成：喷头紫铜、枪身三层无缝钢管套装而成、尾部输氧管和冷却水进出软管 50.单孔拉瓦尔型喷头：收缩段、喉口、扩张段；喉口处于收缩段和扩张段的交界处，此处的截面积最小，通常把喉口的直径称为临界直径，把该处的截面积称为临界断面积；拉瓦尔型喷头是把高压气体的压力能转变为动能，从而使气体获得超音速流淌的设备；当收缩段进口处气体Ma=0.2时，则临界断面处气体Ma=1，而在出口处气体Ma=1.82.2 51.多流道氧气喷头目的：提高转炉装入量的废钢比；分为双流道和三流道喷头 52.双流道喷头分主氧流道和副氧
14、流道；形式为端部式和顶端式 53.三流道喷头：在双流道喷头的基础上，再增加一煤粉喷道，即构成三流道喷头。煤粉借高速流淌的运载气体击穿渣层到达钢液外表或内部，在钢液外表燃烧产生热量，外层有渣层保温，这样能有效地加热钢液以提高废钢的加入量 54.对氧枪装置的要求：1.合适的升降速度、可变速2.保证氧枪始终处于铅垂位置，升降平稳，限制灵敏，操作平安3.能快速更换氧枪4.有完善的平安装置和电气连锁装置 51.功率水平：每吨钢占有的变压器额定容量 52.当功率确定时，电极直径减小，电极上的电流密度I/S增大，电能损失增加；反之亦然，因此盼望电极直径大点 53.直流电弧炉的特性：优点：1.电流密度提高2.
15、阳极效应3.循环搅拌4.电弧稳定 ；缺点：1.产生偏弧现象受热不均匀2.石墨电极直径阻碍直流电弧炉的进展 54.双炉壳电弧炉由一个电源两座炉子构成，两座炉子公用一套供电系统，两座炉子交互运转，把进行废钢熔化的炉子排出的气体导入到不进行废钢熔化的另一座炉子，进行废钢预热。优点：电气设备的利用率提高，冶炼时间缩短，技术经济指标得到改善。 55.导体横臂：增加导电面积，降低电抗；铝合金制 56.倾动机构类型：侧倾和底倾机构 57.水冷挂渣炉壁水冷炉壁：一般/高/超高功率；铸管式/板式/管式水冷炉壁 58.炉渣来源：造渣剂、元素氧化、炉衬侵蚀 59炉盖开闭形式：炉盖旋转式、炉体开出式、炉盖开出式 60
16、.传统炼钢存在的问题：1.电炉的还原期钢液吸气严峻2.出钢、浇注过程中钢液二次氧化严峻3.电炉还原期的变压器利用率特殊低4.传统炼钢的品种受限制5.转炉炼钢法去硫困难 61.炉外精炼功能：脱气、脱氧、脱硫、清洁钢液、脱碳、调整钢液成分和温度 62.VD真空脱气法 TN喷吹法 RH真空循环脱气法 VOD真空吹氧脱碳精炼法 AOD氩氧脱碳精炼法 LF钢包精炼炉法 CAS VAD真空电弧脱气法 63.RH原理：RH设备真空室下端设置两根吸引和排放钢液的上升管和下降管，钢液脱气处理时，两跟管插入钢包内的钢水中，通过抽真空和在上升管下部1/3处向钢水吹入氩气等驱动气体，使钢水上下循环脱气。同时可以加入合
17、金微调成分。RH-KTB法向真空室内吹氧脱碳，可以冶炼超低碳钢与不锈钢。 64.LF：埋弧加热、真空处理 65.与模铸相比连铸工艺的特点;1.缩短工艺流程，削减占地面积，基建费用等2.提高金属收得率3.自动化程度高4.节省能源消耗5.浇注条件可控，稳定，铸坯质量好 66.能够将一包或数包钢水连续浇注成铸坯的一套设备装置称作一台连铸机。凡是具有独立的传动和工作系统，当他机出故障时仍可以单独运行的一组连铸设备，称作连铸机的一组。每台连铸机同时可以浇注的铸坯根数称作连铸机的流数。 67.连铸机机型分类：a.结构外形：立式、立弯式、多点弯曲的立弯式、弧形、多半径、水平连铸机；b.铸坯断面形态：板坯、方
18、坯、圆坯、异形坯连铸机；铸坯所承受的钢水静压力：高头型、标准头型、低头型、超低头型 68.弧形连铸机：布置在1/4圆弧范围内，因此其高度低于立式与立弯式，这就使得它的设备较轻，投资费用较低，设备安装与维护便利；设备高度较低，铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力相对较小，可减小坯壳因鼓肚变形而产生的内裂与偏析，有利于改善铸坯质量和提高拉速；主要问题在于钢水凝固过程中非 金属夹杂物有向内弧聚集的倾向，简洁造成铸坯内部夹杂物分布不均匀，此外，内外弧简洁产生冷却不均，造成铸坯中心偏析而影响铸坯质量 69.拉坯速度：单位时间内在拉坯力的作用下铸坯从结晶器下口出来的长度。理论拉速：连铸机在理论上所能到达的最大
19、拉速；工作拉速：连铸生产操作中能顺当浇注，保证铸坯质量相对稳定的平均拉速 70小方坯连铸机最多可浇注12流，大多数为4-6流；大方坯连铸机最多浇8流，多数为2-4流；大板坯连铸机最多2-4流，多数1-2流。 71.铸坯液相深度：从结晶器液面到铸坯全部凝固点的长度,。液相深度与拉速成正比，与冷却强度成反比。 72.弧形半径：连铸机铸坯外弧的曲率半径 73.圆弧半径：板坯612m，小方坯46m，大方坯816m 74.滑动水口：能较精确地限制钢流，平安牢靠，更宜于长时间连续浇注往复式、插板式、旋转式滑动水口 75.往复式滑动水口：两板式、三板式 76.中间包作用：分流、降压、储钢、去夹杂、中间包冶金
20、 77.多级结晶器：在结晶器下口安装爱惜板或爱惜辊，削减铸坯的菱形变形或拉漏提高拉速 78.结晶器的结构一般由铜内壁、外壳和冷却水缝等三部分组成。此外还有进出水管和固定框架等。结晶器的分类;整体式、管式、组合式、在线调宽板坯、多级 79.结晶器有倒锥度的缘由;在结晶器中，随着连铸坯的下降，温度慢慢降低，钢水凝固产生收缩，因此需要有一个倒锥度以保证坯壳和器壁之间没有气缝，否则坯壳受到影响，将不能均匀生长，并且较薄的坯壳在静压力的作用下简洁产生鼓肚变形。 80.结晶器振动作用：防止连铸坯坯壳与结晶器壁之间粘连而被拉裂；若坯壳与器壁一旦发生粘连被拉裂，振动可将裂口压合；有利于润滑油或爱惜渣的液渣向坯
21、壳与器壁之间渗入，改善连铸坯的润滑条件和冷却条件 81.非正弦振动：负滑动时间短，有利于减轻铸坯外表振痕深度；正滑动时间较长，可增加爱惜渣耗量，有利于结晶器润滑；结晶器向上运动速度与铸坯运动速度差较小，可削减结晶器与铸坯之间的摩擦力，即削减了坯壳中的拉应力，削减拉裂 82.二次冷却装置组成：支承导向系统、喷水冷却系统、安装底座 83.二次水冷装置分：有箱式、房式结构 84.对拉矫装置的工艺要求：1.在浇注过程中能克服结晶器和二冷区的阻力，把铸坯顺当拉出2.具有良好的调速性能，以适应变更钢种、断面和上引锭等得要求，对自动限制页面的拉坯系统能实现闭环限制3.在保证铸坯质量的前提下，能实现完全凝固或
22、带液芯铸坯的矫直4.结构简洁，工作牢靠，安装调整便利 85.压缩浇注：在矫直区内，给带液芯的铸坯以确定压定力，减小甚至完全抵消铸坯在矫直过程中所产生的拉应力，使铸坯内固液两相区界面上的凝固层的伸长率不超过允许值，避开铸坯产生内裂，实现带液芯矫直，从而提高连铸机拉速 86.公称容量：一个炉役期内的平均炉产钢水量来表示 87.吹炼制度：三吹二、二吹一 88.转炉作用率：协作时82%85%，全连铸75%80% 89.对于容积不小于100t的转炉应优先接受混铁车 90.连铸机的布置类型：横向、纵向布置 91.“平-文干湿结合净化系统：平旋器作为第一级干法粗除尘，其次级接受文氏管湿法除尘，接受重力脱水器
23、作为粗脱水装置 92.日本OG法净化系统：第一级除尘器由两个并联的矩形可调溢流文氏管组成93.炉口旁边烟气处理：全燃烧法：不回收煤气，利用余热；半燃烧法：不回收煤气，利用余热；未燃法：回收煤气，利用余热 94转炉烟气净化方法：全湿法、半干半湿法、全干法 其次篇：钢铁厂设计 转炉炼钢车间设计 创建时间：2023-08-02 转炉炼钢车间设计(engineering design of converter steelmaking plant)以铁水为主要原料，向转炉内吹入空气或氧气，生产钢水并浇注成连铸坯或钢锭的车间设计。其设计范围主要包括转炉原料系统设计、转炉炉型和炉衬设计、转炉氧枪系统设计、转
24、炉修炉系统设计和转炉复合吹炼设计等。其设计内容主要包括工艺流程选择、生产实力计算、设备选型，以及车间组成和布置等。 简史 19世纪中后期，英国人贝塞麦(HBessemer)和托马斯(SGThomas)，先后独创了酸性转炉炼钢和碱性转炉炼钢，这两种方法的特点都是向转炉熔池中吹入空气。20世纪40年头大规模空气分别制氧获得胜利，为转炉炼钢供应了廉价氧气，从而开创了用氧气代替空气炼钢的可能性。1952年世界上第一个工业性生产的氧气顶吹转炉炼钢车间在奥地利建成投产，由于纯氧顶吹转炉炼钢比其他传统的炼钢方法优越，因此，世界上许多国家相继建成一大批氧气转炉炼钢车间，使转炉的钢产量快速增长，最大炉容量到达3
25、00t，有的甚至要更大一些，为适应冶炼中、高磷生铁的需要，在西欧一些国家还出现了喷石灰粉的氧气顶吹转炉炼钢法。20世纪60年头末，联邦德国和法国探讨胜利氧气底吹转炉炼钢，在欧洲、日本和美国建成了一批氧气底吹转炉炼钢车间。70年头后期，综合了顶吹转炉和底吹转炉两者优点的顶底复合吹炼转炉炼钢逢勃兴起，并快速得到推广。20世纪60年头以前，中国的转炉炼钢基本上是运用小型空气侧吹转炉。中国第一个自行设计的30t氧气顶吹转炉炼钢车间于1964年在首都钢铁公司(原石景山钢铁公司)建成投产，以后又接连建成了一批30180t氧气转炉炼钢车间。与此同时，各地方钢铁厂还建成了一批小型氧气顶吹转炉。80年头上海宝山
26、钢铁总厂建成了现代化的300t大型转炉炼钢车间。 工艺流程选择 转炉炼钢生产工艺流程包括铁水、废钢、散状原料和铁合金4个原料设施系统和转炉冶炼限制、钢水炉外精炼、浇铸工艺、转炉修理和三废治理等操作。如图1所示。 铁水系统 转炉炼钢车间的铁水供应常用的有4种方式。(见转炉原料系统设计)为了提高炼钢产品质量，改善消耗指标，铁水兑入转炉之前，需要对铁水进行预处理，如脱硫或再加脱硅、脱磷(见铁水预处理站设计)。废钢系统 废钢是氧气转炉炼钢的金属炉料之一。转炉在冶炼过程中，铁水中各元素氧化产生的化学热，除满意出钢温度要求外，还有富余热量，因此需要加入确定数量的冷却剂，而废钢是较为志向的冷却剂之一。废钢在
27、加入转炉之前要进行加工处理，其外形尺寸、体积密度、有色金属和各种杂质含量等要符合转炉冶炼要求，并不得有密闭容器和爆炸物。存放时要按废钢性质进行分类堆放。 废钢加入转炉的方式有两种：一种是将废钢装入废钢料槽，利用加料跨起重机将废钢加入炉内，这种方式设备简洁。操作便利，在转炉炼钢车间获得广泛接受；另一种是利用炉前或炉后操作平台上设置的地上废钢加料机，将废钢加入炉内。 散状原料系统 转炉在冶炼过程中需要加入石灰、轻烧白云石、氧化铁皮、萤石和铁矿石等造渣原料。由于散状原料品种多，用量大，而且转炉冶炼周期短，冶炼过程中需要刚好精确地将其加入炉内。散状原料系统由上料和加料两部分组成。上料系统包括低位料仓和
28、上料设施。低位料仓的数量和容积主要取决于原料种类和日消耗量。转炉炼钢车间的散状原料上料设施广泛接受胶带运输机。对于一些上料量不大或总图布置受限制的中、小转炉炼钢车间，上料系统也可以接受单斗或多斗提升机。散状原料加料部分由高位料仓、振动给料器、称量斗、汇合料斗和加料溜槽等组成。高位料仓的数量，容积取决于物料种类和转炉每小时的耗量。散状原料的上料和加料操作可以自动限制，也可以人工操作。 铁合金系统 铁合金的供应方式随炼钢车间规模幸专zhuan大小而有所不同。铁合金供应系统由运输、贮存、称量和投入等部分组成，有的炼钢车间还设置了铁合金烘烤炉。大型转炉炼钢车间铁合金用量较多，铁合金通过低位料仓、胶带运
29、输机或提升机送到转炉跨高位料仓贮存，并通过振动给料器、称量斗和溜槽加入钢包。中、小型转炉炼钢车间铁合金用量小，一般是将铁合金运到转炉操作平台上的铁合金活动料仓中贮存，称量后通过叉式运输车或手推车运到炉后，经铁合金活动溜槽加入钢包。 设有钢水脱气装置的转炉炼钢车间，可以不设铁合金烘烤炉，未设钢水脱气装置的或者在气候比较潮湿的转炉炼钢车间，当冶炼一些对氢敏感的钢种时，需要考虑铁合金烘烤炉。 转炉冶炼限制 转炉冶炼周期短，冶炼过程转变特别困难，影响因素多。为了刚好、精确地限制冶炼过程和确定吹炼终点，现代化的转炉炼钢车间都设置了完善的计量检测仪表和自动限制系统。转炉冶炼时通过限制铁水、废钢和各种散状原
30、料的成分和加入量，并根据转炉冶炼需要，刚好调整氧枪高度、氧气压力或氧气用量，以提高吹炼终点钢水成分和温度的命中率。不同容量的转炉应考虑不同的装备水平。大型转炉炼钢车间可接受副枪和电子计算机进行动态限制。中、小型转炉炼钢车间可考虑用微机按理论模型或阅历模型进行静态限制，小型转炉也可以用人工限制吹炼过程。无论接受何种限制方式，要提高转炉吹炼终点的命中率，首先要求入炉物料质量高，成分要均匀稳定，其次是各种计量、检测仪表要求完善和精确，这些是提高转炉自动化水平的前提条件。 钢水炉外精炼 钢水炉外精炼是改善钢的纯净度，提高钢水质量，扩大冶炼品种，以及协调转炉与连铸生产的重要手段。不同的钢水炉外精炼设施可
31、以分别完成脱碳、脱硫、脱氧、脱气、成分和温度调整、去除非金属夹杂物或变更其形态，以及成分和温度均匀化等。炉外精炼的型式很多，应根据钢种和钢水质量要求进行选择(见钢水炉外精炼设施设计)。 浇铸工艺 浇铸工艺对成品钢的质量、钢水收得率和成材率有干脆影响。浇铸工艺有模铸和连铸两种类型。模铸又可分为地面(坑)浇铸和车铸两种形式。地面(坑)浇铸仅适用于小型转炉炼钢车间，大、中型转炉炼钢车间多接受车铸。按钢水注入锭模的方向不同，模铸又可分为上注和下注，其中下注应用较为普遍。(见模铸系统设计)。连铸工艺是将钢水干脆浇成铸坯，其成材率大幅度提高，节能效果显著，因此进展很快。新建转炉炼钢车间和旧车间改造，应优先
32、考虑接受连续铸钢工艺，有条件的地方还应推广连铸坯热送或干脆轧制。(见连续铸钢车间设计)转炉修炉 转炉冶炼过程中，炉衬受到化学、机械和高温作用而慢慢变薄，需要定期更换。修炉操作包括旧炉衬冷却、撤除和新炉衬修砌等工作。转炉炉衬修砌一般都在炉座上进行，修炉方法有两种：(1)修炉设备和炉衬砖从转炉下部进入炉内的下修法。此法进砖便利，修炉不与其他作业发生干扰，但要求炉底与炉身为“分别式，多用于中、小型转炉。(2)修炉设备和炉衬砖从炉口上部进入炉内的上修法，其最大优点是保持转炉炉体的完好性，但固定烟道下段要求做成“活动式。大型转炉基本上都接受上修法。为适应修炉作业的需要，还需配置拆炉机、修炉机和下修法用的
33、炉底车等设备。 “三废治理转炉在生产过程中将产生大量的废气、废水和废渣(简称“三废)。为了爱惜环境，消退污染和开展综合利用，需要对“三废进行治理。转炉冶炼脱碳期的烟气中含有较高的CO气体，经净化处理后可以回收利用，煤气回收量为每吨钢6080m(热值约为8000kJm)。不能回收煤气的烟气，需经净化处理，到达国家规定的排放标准后通过烟囱排入大气。转炉烟气接受湿法除尘时，将产生大量的洗涤污水，污水经沉淀处理后可循环运用，沉淀后的污泥进行脱水、成型和枯燥后，可返回转炉作为造渣剂或送烧结厂作原料。接受干法除尘时，可将除尘干灰加粘结剂，经压块，于燥后返回转炉运用。转炉在生产过程中一般。每吨钢产生1001
34、50kg钢渣。多数转炉炼钢车间用火车或汽车将钢渣运往弃渣场，这种方法占地多，同时简洁污染环境，也有一部分转炉炼钢车间对转炉钢渣进行了加工处理和综合利用，同时回收渣中废钢。转炉钢渣的处理方法主要有水淬、风淬、热泼、盘泼、闷渣和激冷等工艺。经过处理的钢渣可返回烧结车间或高炉作为熔剂，也可以经进一步加工作为建筑材料，有的钢渣还可以作为肥料用于农业生产(见钢渣处理设施设计)。新建转炉炼钢车间应将“三废治理和综合利用与主体工程同时设计和施工。 生产实力计算 转炉炼钢车间年生产实力按下式计算： 3式中Q为转炉炼钢车间年生产实力，ta；1440为一天的分钟数，mind；G为一座转炉平均出钢量，t；T为转炉平
35、均冶炼周期，min；C为转炉年有效作业天数，d；n为转炉车间经常吹炼炉座数。 转炉平均冶炼周期根据转炉容量、原材料条件、冶炼钢种以及铁水预处理和钢水炉外精炼等设施的配置状况而异。以生铁为原料冶炼碳素结构钢时，可以参考如下数值：1525t转炉取2832min；3050t转炉取3238min；100t以上转炉取3845min。转炉年有效作业天数可按290310d考虑。接受全连铸的转炉炼钢车间，需要考虑转炉和连铸机生产的协作关系，因此转炉年有效作业天数略有削减。 设备选型 转炉炼钢车间的设备选型主要是确定设备的基本性能、技术参数、结构特点和进行数量计算等。转炉容量和座数主要取决于车间生产规模，一般转
36、炉炼钢车间要配置23座转炉。转炉炼钢车间有两种生产操作方式：即二吹一(车间有2座转炉，经常吹炼1座)和三吹二(车间有3座转炉，经常吹炼2座)操作。转炉容量不宜过小，以利于降低原材料消耗，改善技术经济指标，同时也有助于接受炉外精炼技术。在满意产量要求的状况下一般尽可能选择炉容量大、炉座少的方案。复合吹炼转炉兼有顶吹和底吹转炉的优点，可主动推广接受。连铸机的台数、流数、曲率半径和连铸坯断面等参数主要由生产规模和产品方案确定。连铸机的生产实力要与转炉生产实力相匹配，以实现连铸机的多炉连浇，提高连铸机的作业率和钢水收得率。钢水炉外精炼的形式很多，功能多样，可根据钢种质量要求和生产规模，选择不同的处理方
37、法和确定处理装置的功能和座数。兑铁水和浇铸用起重机是转炉炼钢车间的重要设备，起重机的主钩起重量应根据铁(钢)水、渣和铁(钢)水包三者的重量之和来确定。不带龙门钩的起重机，还需考虑活动龙门钩的自重。起重机的台数由各种占用起重机的作业时间来计算。炼钢车间的起重机一般按重级工作制选用。 车间组成和布置 转炉炼钢冶炼周期短，出钢次数频繁，原材料种类多，物流量大，因此在布置上尽可能削减各操作工序之间的互相干扰，使工艺流程合理，物料运输顺行。转炉炼钢车间宜接近炼铁车间，以削减铁水运输行程和温降损失，同时也可以缩短混铁车(铁水罐)的占用时间。转炉炼钢车间也要靠近轧钢车间，便于连铸坯热送轧钢车间。进行转炉炼钢
38、车间总体设计时，特别是对分期建设的车间，要考虑今后的进展余地，如总图布置、帮助设施和公用系统的进展潜力。车间改、扩建时，应充分利用原有设备和建筑物，以降低工程费用。 转炉炼钢车间由主厂房、帮助设施和公用系统等组成。 主厂房 由加料跨、转炉跨、浇铸跨(钢水接受跨)，连铸跨和出坯跨等组成。生产规模和工艺流程不同的车间，其主厂房跨间组成也有所区分。常见的转炉炼钢车问主厂房的平面布置如图2所示。 转炉炼钢车间主厂房接受多跨毗连布置。随着连铸工艺和钢水炉外精炼技术的进展，浇铸系统也往往由多跨厂房组成。主厂房三个主要跨间有加料跨一转炉跨一浇铸跨并列和转炉跨一加料跨一浇铸跨并列两种布置形式。(1)加料跨一转
39、炉跨一浇铸跨并列形式，炉下钢包车运行距离短，炉前操作平台采光和通风条件比较好。由于转炉跨在加料跨和浇铸跨之间，转炉跨高层框架厂房结构比较稳定。但转炉烟气净化系统的煤气管道和除尘污水槽的布置比较困难，且管路也比较长。这种布置形式在转炉炼钢车间设计中被广泛接受。(2)转炉跨一加料跨一浇铸跨并列形式，对转炉烟气净化设备的布置比较有利，烟气净化系统的烟气管道和除尘污水槽长度短；加料跨和浇铸跨的一部分厂房柱子可以公用，节省土建投资。但钢包车运行线路长，炉前操作条件差。这种布置形式在车间改造和小转炉炼钢车间运用较多。 氧气顶吹转炉炼钢车间常见的横断面布置如图3所示： 加料跨 转炉兑铁水、加废钢和炉前冶炼操
40、作均在加料跨进行。一般将转炉炼钢车间的铁水区和废钢区分别布置在加料跨的两端，中部为转炉炉前操作区。 高炉铁水通过两种主要途径供应转炉，即混铁炉或混铁车。混铁炉布置在加料跨，铁水吊运比较便利。也有个别车间为削减其对主厂房的污染，设置独立的混铁炉间，铁水经过跨线运至加料跨。混铁车供应铁水需设置倒罐站，多数车间将铁水倒罐站设在加料跨外侧的跨间内，铁水经过跨线运进加料跨，也有少数车间将铁水倒罐站设在加料跨内。铁水倒罐站一般为地坑式。 大型转炉炼钢车间废钢加入量较多，可在加料跨外设置独立的废钢间。废钢问一般与加料跨呈T字形布置，废钢装槽后通过24条过跨运输线送往加料跨。中、小型转炉炼钢车间的废钢区大都设
41、在加料跨的一端，废钢在地坪上或地坑内存放。废钢存放时间取决于废钢来源，接受本企业返回废钢可取35d，外来废钢为1015d。加料跨起重机的轨面标高，主要取决于加料跨起重机向混铁炉和转炉兑铁水以及向转炉加废钢时所需的高度。加料跨的跨度应满意转炉炉前操作的需要，同时也要考虑铁水区和废钢区工艺布置的要求。加料跨厂房的长度包括转炉操作区、铁水区和废钢区厂房的长度。 转炉跨 是转炉炼钢车间的核心部位。转炉、氧枪和供氧系统、副枪、散状原料加料系统、烟气除尘装置和烟道汽化冷却装置等均布置在转炉跨，有的车间还将钢水精炼装置也设在转炉跨。转炉跨为高层框架式厂房，按车间布置要求，一般设46层平台，其中主要的是转炉操
42、作平台。 转炉跨的跨度主要取决于转炉容量、氧枪和副枪的位置、烟道汽化冷却装置、烟气除尘装置和散状原料加料系统等的布置。相邻两座转炉的中心距，需满意有关设备布置、工艺操作和设备检修的要求。转炉跨的长度与转炉座数、转炉之间中心距、以及钢包精炼炉的布置有关。转炉跨还需考虑楼梯、电梯和氧枪吊装孔的位置。转炉跨的厂房高度主要根据更换氧枪和副枪的起重机的轨面标高确定，同时也要兼顾烟道汽化冷却装置、加料系统和转炉烟气除尘装置的高度。 浇铸跨 浇铸方法、浇铸实力对车间组成和布置有很大影响。浇铸方法主要取决于产品方案，对于生产275mm以下的小钢锭，一般接受地面浇铸或横向车铸。钢水浇铸、脱模和整模等作业集中在1
43、2跨厂房内进行。这种布置工艺流程简洁，设备少，但劳动条件差，而且仅适用于小规模车间。生产规模较大、钢锭单重在2t以上的转炉炼钢车间，大都接受车铸工艺。车铸又分为纵向车铸和横向车铸两种形式(见模铸系统设计)。20世纪70年头以来，连铸技术获得快速进展。新建转炉炼钢车间一般都接受全连铸工艺，车间技术改造也应主动推广这种工艺。多数转炉炼钢车间的连铸机接受横向布置，少数车间接受纵向布置。当转炉炼钢车间有多台连铸机时，连铸机分别布置在出钢线的两侧。为避开浇铸作业的互相干扰，应将钢水接受和浇铸作业分别支配在相邻两跨间内进行，也有将这两项作业集中在同跨内进行的。 帮助设施 包括废钢配料间、铁水预处理站、散状
44、原料转运站、转炉烟气净化和回收装置、污水处理装置、钢渣处理设施、炉前化验室、机修间、电气室以及各种仓库设施等。公用系统 包括车间变电所、空气压缩机站、乙炔站和水泵房等。此外在全厂性公用设施中还需设置氧气站、炉衬制造车间和石灰煅烧窑等。 技术经济指标 转炉设计的主要技术经济指标见表。 转炉炼钢车间浇铸系统分为连铸和模铸两种形式，由于生产工艺不同，连铸坯和钢锭的消耗指标也有所差异，表中所列数据均为每吨铸坯的消耗指标。 第三篇：钢铁厂设计总结 1.高炉本体包括高炉基础、钢结构、炉衬、冷却装置，以及高炉炉型等。2.3.4.5.高炉炉型高炉内部炉衬形成的工作空间的几何形态称为高炉炉型或称高炉内型。设计炉
45、型依据设计尺寸砌筑的炉型。 操作炉型高炉投产后，工作一段时间，炉衬侵蚀，形态发生转变的炉型。 合理炉型冶炼效果较好，获得优质、低耗、高产和长寿的炉型。具有时间性和相对性。 6.高炉有效高度高炉大钟下降位置的下缘或无料钟高炉的流槽最低位置的下缘到铁口中心线间的距离。 7.高炉有效容积有效高度范围内，炉型所包括的空间。 8.炉衬侵蚀机理：高温渣铁的侵蚀与渗透a渣中FeO、MnO、CaO与砖中SiO2作用 b铁水沿砖缝与气孔渗透高温顺热震破损：高炉超作中经常产生温度波动，受热速率发生巨大转变，当受热速率超过一临界值时，温度梯度产生的巨大热应力超过炉衬的强度极限，使之破损。炉料和煤气的摩擦冲刷及煤气碳
46、素沉积的破坏作用：高炉煤气流速，携带大量粉尘，有很大冲刷磨损作用。在400800 ，Fe的催化作用下：COC+O2，当温度转变时，沉积碳晶型转变，体积发生转变，使耐材龟裂。碱金属及其他有害元素的破坏作用：碱金属和Zn在炉内循环富积，氧化物与炉衬Al2O3、SiO2反应生成低熔点铝硅酸盐。碱金属与赤热焦炭反应生成KCN、NaCN，KCN、NaCN与水蒸汽和CO2反应生成HCN，HCN渗入砖缝内分解产生碳素沉积。碱金属和Zn蒸汽进入砖缝，与CO反应，同样可产生碳素沉积。 9.高炉用耐火材料：陶瓷质耐火材料碳质耐火材料不定型耐火材料 10.耐火材料的要求：a耐火度与荷重软化点要高；起先软化温度为耐火度；有负荷0.2Mpa时称荷重软化点。b化学成分c重烧收缩率小d气孔率低 11.高炉冷却目的： 维持炉衬在确定温度下工作，使其不失强度，保持炉型； 形成渣皮，爱惜炉衬代替炉衬工作； 爱惜炉壳及各钢结构，使其不因受热变形或破坏。 12.冷却设备喷水冷却风口、渣口冷却冷却壁冷却水箱 13.高炉本体钢结构的形式：大框架和炉缸支柱式炉缸支柱式