设计1座年产300万吨的氧气转炉车间
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- .archivetemp张欣媛开题报告一、选题背景
本设计题目由刘增勋老师根据目前国内外转炉炼钢生产车间的典型规模进行安排的。意在让学生好好的总结大学中学习的知识,积极思考,将专业基础提高成专业思维,更好的为以后工作中的专业实践服务。
国外现状:
国际炼钢技术迅猛发展,钢铁企业的作用日益突出,全球转炉钢占总产量 70%以上,炼钢装备技术已完成新的解析重组,形成了工序配套的铁水预处理一转炉冶炼一炉外精炼一连铸技术体系。在炼钢新技术方面也取得了一定的成就,主要有:转炉长寿高效技术、计算机全自动炼钢及高洁净钢系统技术、高效连铸和高品质铸坯生产技术以及综合节能、环保技术等。
国内现状:
自上世纪 90 年代以来,我国钢铁工业技术的进步迅速,在技术方面我国大多数钢铁企业的转炉容量增大,钢的精炼比增长,溅渣护炉技术,转炉炉龄迅速提高,全连铸技术被大多数企业选用,达国际水平主装备率连铸机 74.8%,炼钢自动化水平有所提高,多数转炉有了静态模型,宝钢和武钢有了动态模型,消耗指标也有所降低,而且部分企业实现负能炼钢。
在取得这些成绩的同时我们也注意到我国的钢铁企业相较于国际水平还存在着一定的差距,具体表现在:炉外处理比率低;小容量转炉多,平均炉容偏小,大型转炉生产效率偏低;高效连铸技术与国外仍有差距,铸坯的质量有待进一步提高;
结合国内外的发展状况可知,我国的钢铁发展必须坚持走炼钢生产流程连续 化、紧凑化、高效化、职能化的发展道路,坚持高效连铸和近连铸连轧的发展方向,提高连铸比,加速发展转炉高效冶炼技术。并将转炉长寿高效技术、计算机全自动炼钢及高洁净钢系统技术、高效连铸和高品质铸坯生产技术以及综合节能、环保技术作为以后发展的重点,不断优化工艺方案. 改进生产操作,使得转炉冶炼品种得以扩大、生产效率得以提高、质量进一步提高、并且尽可能的降低生产成
二、设计方案
主要内容:
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概述。
具体内容:
1 设计方案的选择
1.1车间生产规模、转炉容量及座数的确定
连铸坯收得率为95%
年需钢水量=
按2吹2计算出钢炉数
冶炼周期为38~45min,取40min,
全年转炉有效作业时间308d即转炉有效作业率为
年出钢炉数=
每天出钢炉数=
平均炉产钢水量=
选取标准系列容量150t的转炉2座,按2吹2的方式进行生产。
最后再核算车间年产量:t 良坯
2.2炼钢车间各主要系统方案的确定
2.2.1铁水供应系统
本设计选取铁水罐供应贴水系统
供应贴水过程是:高炉-铁水罐-转炉
2.2.2铁水预处理系统
本设计在铁水预处理站的主要任务是进行铁水预脱硫处理,选用铁水罐喷吹法对铁水进行预脱硫处理
2.2.3废钢供应系统
本设计中废钢供应系统中废钢间的布置方式采用设立单独的废钢间的布置方式,按照情种类型不同分类堆放,用磁盘吊车向废钢斗装入废钢,然后用热力或电力料斗平车运送废钢料斗到加料跨。
2.2.4铁合金供应系统
本设计的转炉车间为大型转炉车间,所以采用全胶带工料系统。
2.2.5烟气净化和回收系统
1.转炉烟气净化处理方法
1)按吸入的气体量的多少:本设计采用未燃法:烟气主要是一氧化碳,经冷却和除尘后将煤气回收利用或点火放到大气中。
2)在操作工艺上本设计采用全湿法除尘。
即烟气进入一级净化设备立即与水相遇,其分为双塔一文式,双文一塔式,复喷管式。此系统耗水量大,且需要处理大量泥浆的设备。
2.烟气净化系统
烟气净化系统可概括为收集与疏导,降温与净化,抽引与放散三部分。
1)烟罩:
未燃法烟气净化系统中烟罩由固定烟罩和活动烟罩两部分组成,二者之间用水封连接。固定烟罩与烟道连接,而活动烟罩可上下升降,其主要作用是使转炉烟气顺利的进入烟罩并能很好地控制吸入的空气量,以提高回收煤气的质量。活动烟罩按照结构不同分为单烟罩和双烟罩两种。单烟罩又有死循环式和敞口式之分。
因本设计中控制炉口,本设计选用敞口式活动单烟罩与之配合以提高煤气质量。
活动烟罩冷却一般采用排管式或者外淋式水冷。本设计采用矩形无缝钢管拼焊水冷活动烟罩。
3.车间除尘
新型氧气转炉炼钢车间除专门设置转炉烟气净化设备外,还要对车间各个产生烟气和粉尘的场合设置相应的除尘设备进行除尘以净化整个车间环境,又称二次除尘,可分为局部除尘和厂房除尘。局部除尘常用的有干法布袋除尘器和旋风除尘器。厂房除尘要求厂方上部为密封结构,其天窗部分作为排烟吸引部。经过局部除尘和厂房除尘二者结合,可大大改善车间内的作业环境。
2.2.6炉外精炼系统
本设计的产品主要为低碳钢和薄板坯,所以炉外精炼系统选取丝法(WF)、IR-UT和RH-KTB系统进行精炼。
1.喂丝法设备简单,操作简便,占地面积小,投资少,安全可靠,处理成本低,无烟雾,温降小,钢液吸气量少,合金收得率高。
2.IR-UT的特点:1)取消了包底的多孔通气砖,改底吹氩为顶吹氩,可以有力地搅拌钢液,促使钢液成分和温度均匀2)处理时间一般为20min左右,其中加热时间为5min。
IR-UT的优点:
1)提高合金收得率,节约和金,降低成本;
2)微调成分,夹杂物含量明显减少,钢液纯净度高;
3)设备简单,无需复杂的真空设备,成本低
4)均匀调节钢液成分和温度方法。
3.RH法
通过对近年来大型转炉车间使用炉外精炼设备的比较可以看出,RH精炼由于其优越的脱气、脱氧、脱碳和合金化条件,使得RH真空精炼能取得较好的冶金效果。
2.2.7浇注系统
在连铸机的选取上,通过比较对各种形式连铸机的比较,带直线段的弧形连铸机有利于非金属杂物的上浮,有利于特殊钢的浇铸,适用于浇铸板坯,所以本设计选取带直线段的弧形连铸机,同时采用结晶器电磁搅拌系统。
引锭杆选用链式刚性引锭杆。
2.2.8出渣系统
本设计采用滚筒水淬法处理转炉炼钢车间的钢渣。其设备主要有:炉渣运输系统(渣罐,渣罐台车,天车),滚筒装置(滚筒,除尘风机),冷却水系统(供水泵,蓄水池)。
滚筒水淬法处理有明显的优越性:处理后渣子的稳定性好,粒度小而均匀,改善环境污染,工程流程短,占地面积小等等。
2.3转炉车间类型及跨数的确定
通过以上对转炉车间各类型的比较,本设计式设计一座年产300万吨转炉车间,所以该转炉车间为大型转炉车间:
主厂房的跨数选取以三跨为基础的多跨式转炉车间:
转炉操作平台采用高架式车间设计方式。
多跨式转炉车间中各跨分别为:渣处理跨、加料跨、炉子跨、精炼跨及钢水接受跨、浇铸跨、出坯跨和铸坯精整跨。
3 采取的方法与手段
通过查找与设计相关的参考资料来初步确定炼钢厂的设计方案,然后对方案进行可行性研究,通过可行性研究改进设计方案中的不足与缺陷,最终确定出炼钢厂设计的最终确定型方案,根据方案中对设计的要求查找资料,计算和选取以求出相关设备的设计数据和设备参数,确定炼钢厂的平面布置,绘制其设计的工艺布置草图,并绘制出最终工艺布置图。
在设计中,通过查找有关资料并与指导老师配合进行设计,从而设计处在实际中有实际意义的炼钢厂设计方案和工艺布置图。
1.4 车间工艺流程简介
1.5 转炉冶炼指标
1.6 原材料供应
1.6.1铁水供应
1.6.2废钢供应
1.6.3散装料和铁合金供应
1.7 产品处理
2 设备计算
2.1转炉计算
2.1.1炉型设计
2.1.2转炉空炉重心及倾动力矩
2.2氧枪设计
2.2.1技术说明
2.2.2喷头设计
2.2.3枪身设计
2.3烟气净化系统设备设计与计算
2.3.1吹炼条件
2.3.2参数计算
2.3.3 流程简介
2.3.4主要设备的设计和选择
2.3.5计算资料综合
2.4炉外精炼设备的选择及主要参数
2.4.1主要设计及其特点
2.4.2主要工艺设备技术性能
3车间计算
3.1原材料供应系统
3.1.1铁水供应系统
3.1.2废钢场和废钢斗计算
3.1.3散状料供应系统
3.1.4合金料供应系统
3.2 浇注系统设备计算
3.2.1钢包及钢包车
3.2.2连铸机
3.3渣包的确定
3.4车间尺寸计算
3.4.1炉子跨
3.4.2其余各跨跨度
3.5天车
4新技术和先进工艺、设备的应用
4.1全悬挂四点啮合柔性传动的倾动装置
4.2转炉炉腹空冷
4.3分块水冷炉口
4.4炉外精炼
4.5连铸部分
预期目标:
1、进一步巩固,加深对所学基本理论,基本技能和专业知识的掌握,使之系统化,综合化。
2、初步掌握科学研究的基本方法和能力。包括调查研究、查阅文献和搜集 资料的能力,理论分析和制定设计方案的能力,设计计算和制图的能力等。
3、树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、敢于创新的科学研究精神;养成善于与他人合作的工作作风;培养独立思考,独立获取知识以及综合运用已学知识解决实际问题的能力。
三、进度安
第 4 周~第 6 周 收集原始资料并进行文献检索,撰写开题报告
第 7 周~第 11 周 冶金计算、设备选择计算
第 12 周~第15周 图纸绘制及论文编写
第16周 毕业答辩
四、参考文献
⑴ 炼钢设计原理 冯聚和编著 化学工业出版社
⑵ 炼钢工艺及设备 蒋仲乐主编 冶金工业出版社
⑶ 炼钢设计参考资料(工艺设计部分) 冶金工业出版社
⑷ 炼钢设计参考资料(通用资料部分) 冶金工业出版社
⑸ 氧气转炉净化与回收设计参考资料 冶金工业出版社
⑹ 连续铸钢500问,《中国冶金报》社编,冶金工业出版社
⑺ 铁水预处理与炉外精炼 冯聚和编著 冶金工业出版社
⑻ 钢铁厂设计原理 李传薪 冶金工业出版社
⑼ 现代转炉炼钢 戴云阁等 冶金工业出版社
⑽ 连续铸钢工艺及设备 王雅贞 张岩 刘术国编著 冶金工业...