14 转炉炼钢车间设计

转炉容量与生产能力计算


①首先根据生产规模和产品 方案计算出年需钢水量;再按 年产合格铸坯量 年需合格钢水量 照标准系列来选择转炉公称 炉外精炼收得率 连铸合格率 容量； 1440 365 年出钢炉数 n. ②计算出钢炉数 ③按标准系列确定炉子容量 为简化设计和便于设备配套，转炉容量应该符合国家规定的标 准系列容量：30t、50t、80t、100t、120t、150t、200t、250t、 300t，一般≤150吨的炉子最大出钢量不超过公称容量的120%; 转炉设备向大型化发展，国外容量大多在100吨以上，最大达 到380吨；
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铁水预处理 间
原料跨
倒渣站
集烟罩
铁水倒罐站
混铁车 混铁车移动装置
扒渣机 铁水罐 渣罐 称量运输车
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高位料仓
配电站 操作室 喷粉枪
粉剂分配器
混铁车
倒渣站
铁水预处理间
450/100/30桥式起重机
铁水罐维修区
休息室
4）原料跨轨面标高 原料跨厂房的高度:应能保证加 料跨天车顺利地将铁水和废钢 加入转炉为原则；采用混铁炉 和混铁车两种方式供应铁水的 计算方法也不同； ① 采用混铁炉供应铁水，并且混铁炉布置在原料跨内， 则要保证能顺利地将高炉来得铁水兑入到混铁炉内，
转炉车间的组成
专用设备、运输系统和厂房等在车间的布置方式并非固定不
变的，每个车间都有都有各自的布置特点，大部分中小型转炉 车间都是把这些工序紧凑地布置在一个主场房内。 大型转炉车间还把某个工序布置于单独的跨间，如设置混铁 炉跨、废钢跨、连铸跨等；现在国内几乎所有的转炉炼钢厂都 把加料、吹炼、浇铸三个工序置于一个厂房内进行，构成炼钢 车间的核心——主厂房； 各工序在车间内的布置方式不同，构成了各种类型车间； 目前建成的500多座转炉车间，形成了一定趋势，但也不能 说最合理的车间布置方案已经形成。各车间布置各有不同的特 点，需要对现有车间进行分析比较，研究发展趋势，以便选择 合理的布置方案；
3）铁水的供应 铁水系统作业区：主要进行高炉铁水的转运和向转炉兑入铁 水，以及铁水包的修砌和烘烤等作业；如果采用铁水预处理 还要设置铁水脱硫和扒渣作业区。如宝钢铁水预处理站脱硫； 此外首钢二炼钢及武钢的炉前颗粒镁脱硫工艺；脱硫效率达 到80%-90%；操作成本也低于铁水预处理站脱硫，因而近几 年发展较快； 在高炉和转炉中应该增加铁水预处理工序，进行脱硫或同时 脱硫脱磷处理，当前，最有效的方法是喷粉处理。例如脱硫 用石灰粉、电石粉配加少量石灰石粉。脱磷有石灰系和苏打 系两类，石灰系处理后渣较粘，可用机械扒渣法除渣，苏打 系处理时渣稀，可用真空吸渣法除渣效果较好。 此外脱磷技术中的宝钢的转炉少渣脱磷实验，首先在转炉入 炉铁水脱磷，半钢兑入脱磷钢包脱磷，再复回转炉少渣冶炼。 与混铁车脱磷相比，投资仅为后者的1/8，是值得重视的新技 术；
转炉炼钢车间设计
2.6 转炉炼钢车间设计概述




钢铁联合企业里，炼铁、炼钢和轧钢三大主体车间都是集中 布置在一起，并与选矿、烧结、焦化、机修、供水、供氧一 系列车间相互衔接、紧密联系，形成一个完整的生产系统。 氧气转炉炼钢车间的特点是冶炼周期短，出钢炉数多，产量 大，生产率高，所以，车间布置必须根据其工艺流程紧凑而 合理地安排，要求各工序互不干扰，物料流向顺行，运输线 路通畅，设备运行安全可靠； 要正常生产，就必须不断地向车间运送铁水、废钢、铁合金、 散状料、耐火材料等各种原料以及易耗设备，同时必须及时 地把钢坯、废钢、炉渣等运输走，吞吐量为年产量的3-6倍； 炼钢主厂房是炼钢过程的加料、冶炼、炉外精炼、浇注等主 要工艺操作场所，因此主厂房内布置关系到车间正常生产与 否及技术经济指标的高低，是炼钢车间设计的核心。
② 采用混铁车时,兑铁水吊车轨面标高应保证能把 铁水包中的铁水全部兑入转炉。 此时铁水吊车的轨面标高H为:H=h1+h2+h3+h4
（向混铁炉内兑铁水的高度比向转炉内兑铁水需要的高度高）
以其最高点来确定天车的轨面标高
以其最高点来确定 天车的轨面标高； H=H1+h2+h3+h1
H1-混铁炉中心标高； h3兑铁水时混铁炉中 心至铁水罐耳轴中心 距离； h2安全距离； h1吊车主钩升高极限；

h1-铁水吊车的升高极限,取决于吊车； h2-为安全距离,取1m； h3-铁水包兑铁水时,一般铁水包倾翻100度，转炉倾动45度，铁水耳轴中心 至转炉耳轴中心的距离； h4-转炉耳轴中心标高
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进行主厂房工艺布置考虑因素


炼钢主厂房是炼钢过程的加料、冶炼、炉外精炼、浇注等主 要工艺操作场所，因此主厂房内部布置关系到车间正常生产 与否及技术经济指标的高低，是炼钢车间设计的核心。 依据主厂房的总图位置进行主厂房内部布置时，应考虑到以 下几点：
（1）确定合理的生产工艺流程，并满足每项设备的工艺操作要求，各工序 紧密联系，顺行通畅； （2）注意进出主厂房的物料流向和各种管线去向，做到物料流动均衡、顺 畅简捷，避免折返、迂回及交叉运输； （3）对铁水、钢水或钢坯特种运输铁路，尽可能短捷并呈直线运行，最大 限度地减小曲线的长度，尽量偏角大于120°，严禁弯道或铁路信号进入 主厂房内布置； （4）充分利用造价很高的转炉跨各层平台及其跨间高度，一些空间较高的 工艺设备尽可能布置在该跨内，以靠近转炉和节省投资费用； （5）对大中型转炉应留有上新技术的余地，可采用同时设计，分步实施的 办法，避免新技术施工困难甚至不能实施； （6）转炉炼钢的辅助设施(电、气、水等系统) 应尽量靠近主厂房集中布置； （7）在大中型转炉车间应设置参观和人行安全架走空道，保证安全； （8）应符合生产和施工的安全、卫生、防火、防震和环保要求及规定。
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转炉容量与生产能力计算
（1）公称容量及其表示方法

炉役期内，由于炉衬受到侵蚀而逐渐减薄，转炉容量也随之增 大。平均的炉产钢水量比新炉增加10%-40%。必须有统一的标 准来衡量转炉的能力，即公称容量； 1) 平均炉装金属料量，便于做物料和热平衡计算，做炉体设计； 2）平均炉产良铸坯量，便于直接衡量车间的生产规模和各项经 济技术指标； 3）平均炉产钢水量，便于相互换算比较，而且不受操作方法和 浇铸方法的影响，可比性强。设计值与生产实际值基本一致，有 利于设备系列化； 一般取炉役期内平均炉产钢水量；≤150吨的最大出钢量不超过 公称容量的120%，≥200吨的，以定量法操作；
转炉的座数与容量的确定及生产能力计算
（2）转炉的座数:生产实践认为，转炉车间保持1～2座转炉同时 吹炼比较合理，设计座数太多可能会相互干扰，影响正常生 产；设备利用率低； （3）工作制度：即几座炉子生产，几座处于修炉和待用状态。 在炉龄较低时，多采用“二吹一制”和“三吹二制” 随着高寿命炉衬技术及溅渣护炉的应用，炉衬寿命大幅度提 高；在美国，平均值10000次以上，最高已达到40000次以上， 转炉的作业率提高到97%。我国有95.2%的转炉采用了这一技 术，有20多家的平均炉衬寿命超过了10000炉。到2005年底， 武钢80吨转炉寿命达到30368炉，莱钢25吨炉达到了37271炉。 炉衬寿命长达30个月； 转炉作业制度上已具备实现“二吹二”和“一吹一”的条件； 新建厂设计中，通常常吹座数即为车间内炉座总数；


①混铁炉供应铁水：早期的 铁水供应方式为混铁 炉，能均匀铁水成分和温度，有利于转炉吹炼， 形状为短圆筒形。现在国内的许多企业还有混铁 炉铁供应方式：如酒钢2×600吨，莱钢600吨， 攀钢2×1300吨； 缺点：需要多倒一次铁，污染较大，投资也高； 随着高炉大型化，广泛采用混铁车作为铁水供应 设备，一般大于100吨的大型转炉优先采用混铁 车供应铁水，中小型转炉可以采用混铁炉；
2.7 主厂房工艺布置
主厂房工艺布置主要要确定各跨间的长、宽、高，主要设
备在车间的位置，主要平台的标高。
2.7.1 原料跨间的布置
主要完成兑铁水、加废钢和转炉炉前工艺操作。 1）废钢系统作业区：主要进行废钢来料转运、装料、称量 和加入转炉等作业； ① 在原料跨一端设废钢工段，废钢由汽车或火车运入，用 电磁盘吊车转入废钢料斗待用； ② 转炉废钢用量大时，在原料跨的外侧另建废钢间，可以 由铁路运输来料； 2）转炉渣罐的转运：一般可将渣罐车横穿原料跨，运往主 厂房外的中间渣场倒运或处理；一般1-4炉渣装1渣罐；
车间设计步骤
车间设计一般包括如下步骤： 1）根据设计任务书给定的生产规模和产品方案来确定 转炉的座数和容量；

炼钢车间产品大纲，根据任务书列出的所要冶炼的钢种、各 钢种具有的代表性钢号的产量、铸坯形状及后续流向等等；
2）确定车间的类型和工艺布置；
3）确定各跨间的主要尺寸参数； 4）确定车间主要设备的参数和位置；

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车间类型
按照主厂房跨间划分 ①三跨式布置：
炉子跨：布置转炉及其倾动机构，散状料供应系统，氧 枪及其升降装置和烟气净化系统； 加料跨：布置铁水和废钢的供应和储存供应，转炉的吹炼 操作； 浇铸跨：布置连铸机及其浇铸作业； 比较适应于车间操作频繁、运输量大的特点； ②多跨式（四跨以上，核心是三跨，为了适应连铸的需 要，在三跨基础上加设精炼跨及钢水接收跨、过渡跨、出 坯精整跨等）布置； 浇铸出坯能力是车间生产能力的限制性环节，所以有的 车间采用一跨浇铸、双跨出坯的布置；
车间工艺布置
标准型布置：*把原料跨和浇铸跨分别布置在转炉跨两侧，转
炉可实现双向操作，即从加料侧兑铁水、加废钢及出渣； 对应的浇铸一侧出钢；使钢水和原料及炉渣的运输分开，保 证物流通畅； **大型转炉车间是多跨式布置，① 除了三跨外，还设有精炼跨 （钢水接受跨）、切割跨、出坯跨、精整跨。② 原料跨还设有 混铁车倒罐站、废钢准备间及炉渣处理跨等；③ 此外炉子跨还 有散状料及铁合金皮带运输机；④ 给排水及供电线路分别用地 下水管廊和地下电缆进入主厂房；⑤ 烟气净化系统及汽化冷却 设施布置在房顶；分别通过管道与主厂房外的煤气回收装置、 转炉污水池和蓄热器连通；
车间类型

按照生产规模，可以分为大型车间（一般转炉容量≥100t或 年产量大于200万吨）、中型车间（转炉公称容量介于5080t或年产量介于100万吨和200万吨之间）和小型车间（转 炉公称容量≤于30t或年产量小于100万吨） ；
按照转炉操作平台可以分为地坑式和高架式； 地坑式：转炉布置在地面上，钢包放入地坑内出钢，劳动条 件差，清渣时间长，转炉作业率低，已经被淘汰； 高架式：在转炉周围建专门的高架式操作平台，钢包和渣罐 置于地面的平车上。新建车间都是采用高架式布置； 解决了出钢、出渣的困难，改善清渣劳动条件，缩短清渣时 间，提高炉座利用率，减少天车的负担和相互干扰，缩短了 冶炼周期；
600吨混铁炉
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②采用混铁车供应铁水，设置铁水预处理间、倒渣 站和铁水倒罐站。 铁水预处理站 :铁水预处理站和倒渣站位于炼铁车间 与铁水倒罐站之间，且彼此平行布置。经预处理后 的混铁车每隔2-3次送倒渣站倒渣，倒渣站设扒渣机， 可将渣子扒净。 铁水倒罐站：布置于原料跨一端的外侧，铁水倒罐 站内设2条运输线和与其垂直分布的受铁坑，一个受 铁坑有2个铁水转注位置，混铁车在此将铁水倒入铁 水坑内的铁水罐中，通过移送车将铁水罐运入原料 跨，用扒渣机将铁水罐内渣子扒净，再由吊车调起 以供应转炉铁水。

④核算车间年产量；
转炉车间的组成
现代完整的转炉炼钢车间需要完成：
① 原料供应: 完成兑铁水、加废钢、散状料与铁合金供应等； 铁水预处理站及铁水倒罐间；废钢堆场与配料间；铁合金仓库 及散状原料贮运设施； ② 吹炼及出钢； ③ 浇铸；连铸、精整和外运； ④ 炉渣及垃圾的清理和外运； ⑤ 烟气净化及回收处理； ⑥ 水处理设施；分析、检测及计算机监控设施;备品备件库； 机修间；生产必须的生活福利设施；水、电、气等供应设施。 要完成这些工序，要有专用的设备和运输系统并合理地布 置于车间内。转炉炼钢车间就是由完成上述工序的专用设备、 运输系统和厂房所组成。