炼钢工艺设计2017

宝钢一炼钢于1985年 9月投产,设计年产量 648.5万t,目前产能可 以达到850万t。在后 来的生产过程中,根据 市场需要和产品开发 的需要,还逐步新增和 改造了一些工艺设备 装置,它是宝钢目前产 量最高、品种最多的 炼钢生产线。主要品 种有汽车板用钢、管 线钢、船板钢、塑模 钢、耐候钢、钢帘线 钢和高压锅炉管钢等。
普碳钢 优质碳素结构钢 低合金钢 冷镦钢
Q235B 20、45、65、70、82B HRB335、HRB400 ML08Al、SWRCH22A、 SWRCH35
炼钢工艺流程设计概述
氧气转炉炼钢在钢铁企业中处于整个钢铁生产流程的中间环节，起到 承上启下的作用，炼钢是决定钢材产量、质量、品种的关键所在。炼钢环 节的任何延误或产量、质量变化都会影响前后生产工序的协调运转。这都 与转炉炼钢的设备、工艺、组织管理等因素有关。所以在设计转炉炼钢车 间时，应当处理好各种设计问题，为正常生产，保持良好的生产秩序打下 基础。
炼钢原材料质量要求和供应 铁水成分 C Si Mn ＞0.3 4.0～4.3 0.4～0.6 （%） P ＜0.10 S ≤0.06
入炉铁水温度＞1250℃，年需铁水XXX万吨。 废钢形状及单重表
来源 厂内回收废 钢 种类 炼钢废钢 连铸废钢 成品废钢 形状尺寸（mm） 厚度 ＜250 ＜250 ＜300 宽度 ＜500 ＜500 ＜500 长度 ＜1000 ＜1000 ＜1000 单重（t） ＜1.0 ＜1.0 ＜1.0
炼钢车间工艺设计的任务
车间工艺设计的任务是以设计任务书为依据，对下列各项 内容完成较详细的设计与计算，编制设计说明书，绘制相应的 图纸。 (1)制订详细的产品方案(产品大纲)； (2)根据不同钢种，制订生产工艺大纲； (3)主体设备的选型、设计，确定设备数量、型号等； (4)选择各种辅助设备，提出非标准设备的设计工艺要求； (5)设计并绘制车间的工艺布置平面图与剖面图； (6)提供水、电、热力、土建、通风、照明、设备制造及总 图运输等各专业设计所需要的资料； (7)计算各项原材料的消耗量，计算炼钢到浇注生产过程的 各项技术经济指标； (8)编制劳动定员计划； (9)钢坯生产成本计算或提出成本计算的技术资料，提出进 行技术经济分析所需要的资料。
外购废钢
打包废钢
＜300ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
＜500
＜1000
＜0.8
年需废钢XXX万吨。
(4)氧气转炉的容量和座数(委托单项转炉设计时要说明，做全 车间设计时可作指定或根据年钢产量确定；如果转炉是在现有 厂房内的改造项目，则尚需提供转炉周围的厂房尺寸和图纸 )。 (5) 连铸机浇铸的各种连铸坯断面尺寸、单机的生产能力、要 求的连铸机流数和台数、要求的连铸机类型 (如弧形多点矫直、 立弯弧形多点矫直等 )和基本半径。如果连铸机是在现有厂房 内增建或改建项目，则需提供连铸机周围的厂房尺寸和图纸。 (6) 对于转炉全连铸炼钢厂整体设计，需提供到达车间的基本 原料(石灰、铁矿、氧化铁皮等)的成分和粒度，废钢(尤其是外 供废钢) 的类型和品质，可供应的各种能源的状况，可供耐火 材料(主要是炉衬材料)的类型和品质等，并且提出这些物品的 运输方式。 (7) 对于转炉全连铸炼钢厂整体设计，用户的有关具体要求， 如采用新技术的水平，已有配套辅助设备的利用，投资的使用 和限定，要求选用的有关配套设备如混铁车容量和炉外精炼的 类型等。
出铁倒渣
铁水兑入 同一转炉
脱碳 吹炼 出钢不倒渣
脱碳炉渣热回收 转炉A 转炉B
装入铁 水废钢
脱磷 吹炼 出铁倒渣
铁水兑入 另一转炉
脱碳 吹炼 出钢倒渣
所以在进行转炉炼钢厂的设计中，应充分考虑转炉炼钢工 艺流程的上述的这些炼钢工艺流程的科技进步，使转炉炼钢车 间在设备、工艺方面处于先进的水平，以适应产品需求。目前， 随着环境保护意识的增强，考虑到钢铁企业的可持续发展，在 设计中，要注意转炉炼钢的烟气净化与回收，目前新设计的转 炉都采用干法技术。炉渣处理回收等技术的应用，减少排放物， 甚至实现零排放的目标。 转炉双联法脱磷是在转炉内对不脱硅的铁水进行同时脱硅 脱磷预处理，脱磷结束后，将脱磷渣与脱磷后的铁水分离，然 后在同一座转炉或另一座转炉进行脱碳。在转炉内进行脱磷预 处理的优点是转炉的容积大、可以采用比铁水包或鱼雷罐预处 理脱磷工艺大的供氧强度，反应速度快，脱磷效率高，可节省 造渣剂的用量，吹氧量较大时也不易发生严重的喷溅现象，有 利于生产超低磷钢。但这一工艺由于中途要进行脱磷渣和预处 理后的铁水分离，总的炼钢周期长，热损失大，终点钢水的残 锰量低，铁损高。
热轧商品材
总能力：铁水823、钢坯874.9、热轧860、冷轧320（含酸洗）万吨
宝钢湛江项目总图及物流 二、总平面布置图
原料
预留二期用地
混匀 烧结
预留二期用地
2030冷轧 原料 球团
辅料
预留二期用地
2250热轧 炼钢连铸 1780热轧 1550冷轧
化产
预留二期用地
焦化
炼铁
预留二期用地
设计工作程序
冶金工厂设计基础 （钢铁冶金工厂设计）
钢铁生产工艺流程 1 长流程钢铁生产
2 短流程炼钢
钢铁厂实际设计中出现的问题
1、设备安全生产
设计的设备如果不能保证安全生产，投 产后将容易造成事故。 2、前后工序的产量匹配
（1）厂际之间：炼铁-炼钢之间产量匹配
（2）厂内工序之间：转炉-精炼-连铸匹配
电炉-精炼-连铸匹配
现代转炉炼钢工艺流程及车间构成
CAS RH
铁水预处理 复吹转炉炼钢 连铸 LF 炉外精炼
铁水预处 理间
加料跨
转炉跨
精炼跨（钢水接受跨）
浇铸跨
切割跨
CAS
RH
预处理 脱硫 连铸 预处理脱磷 脱碳 炉外精炼 LF
装料
废钢
脱硅脱磷
熔剂
倒渣
脱碳
出钢
熔渣回收
转炉A 脱碳炉渣热回收
装入铁 水废钢
脱磷 吹炼
宝钢二炼钢于1998年4月 投产 , 属于宝钢三期建设 项目 , 设计年产量 288 万 t 。 2006 年通过挖潜改造 , 新 增 1 座转炉、 1 台 RH 、 1 座 LF 、 1 座 IR-UT (Injection Refining-Up Temperature） 和1台连铸机,目前产能已 达到680万t。主要品种有 电工钢、镀锡板、汽车 用钢、高强度钢等。
炼钢厂设计的目的和基本内容
目的：是要建设新的生产厂，扩建或改建旧有企业使之更 适合国民经济发展的需要，提高产量和质量，改善生产环境。 任务：是要对建设单位作出技术与经济的详细规划，确定 企业的生产经济状况、技术经济指标，以及可能的工程建设进 度计划。设计中所拟定的劳动人员编制和建设投资估算与概算， 是企业招工定额、建立人员编制和申请拨付投资或贷款的依据。 基本内容： (1)车间工艺设计（与钢铁冶金专业直接相关）； (2)车间机械设备设计； (3)供电设施设计，通讯系统设计，照明设计； (4)给水、排水(包括污水处理)设计； (5)厂房通风与局部的采暖、通风设计； 、 (6)厂房与设备基础及其他构筑物设计； (7)环境保护与安全卫生设计。
为解决总体方案和建设总体部署等重大问题，需进行总体规划或总体设计。 一般建设项目的设计分为初步设计和施工图设计两个阶段。技术复杂而又缺乏设 计经验的专业工程，可以在施工图设计前增加技术设计，然后在此基础上编制施工 图设计。 (1)制订方案设计文件，它的目的是满足编制初步设计文件和控制概算的需要。 大中型建设工程的方案设计是在核准的立项文件的基础上，对建设项目进行总体 部署和安排，使设计意图具体化，细化总平面布局、功能分区、总体布置、空间组 合、交通组织等；细化总建筑面积等各项技术经济指标。 (2)初步设计的目的是为了满足编制施工招标文件、主要设备材料订货和编制施工 图设计文件等的需要。要做到六定：定规模、定设备、定方案、定总体、定定员和 定投资。对于建设一个炼钢厂，在做出的初步设计报告中，首先应阐述设计依据， 然后介绍钢厂的规模和产品的方案，生产的工艺流程，生产设备容量及其基本参数， 车间厂房的组成和基本尺寸，各项生产和原材料及能源的消耗指标，设计成本和投 资总概算，人员配备，各项工艺设备的性能和所需数量及其重量，车间平面图，车 间纵横剖面图，车间内各层平台平面图，炼钢炉炉型及连铸机辊列图等。此外，还 包括有关辅助专业的介绍，如燃气、氧气、热力、供排水、仪表、电力、通风、机 械化、技术经济和土建等。 (3)施工设计的目的应当满足设备材料采购、非标准设备制作和施工需要，并注明 建设工程合理使用年限。设计出进行施工所需的各种工艺施工图纸，如车间平面与 剖面总图、炉型及砌砖图、吹氧喷头图和中间包砌砖图等，主要是为有关专业的施 工图提供工艺条件和要求。
氧气转炉炼钢车间的设计涉及到炼钢原材料的供给、冶炼、 连铸、铸坯向下一步工序的输送等主体专业的设计和为保证正 常生产的各种辅助工序，如供电、供水、通风、建筑、环保等 辅助专业的设计。
物流方向
产品大纲及生产流程举例
序号
1 2 3 4 5 6
钢种
钢号
比例/%
执行标准
GB/T700-88 GB/T699-1999 GB/T1499-2007 GB6478-86 GB/T3429 GB/T3077-1999
炼钢工艺设计 1概述
炼钢厂设计的依据
炼钢厂设计的依据是用户向设计部门提出的经政府有关部 门核准的设计项目建议书或规划书，设计任务可能是： （1）整个钢铁企业设计内容的一部分； （2）单独的一个炼钢厂； （3）炼钢厂的部分设施如炼钢炉炉体、连铸机等单项工程， 也可单独设计。 另外，炼钢厂设计的依据，除了项目建议书外，有一些依 据需由相邻专业提供。 例如对于转炉全连铸钢厂设计来说，主要包括： (1)炼钢的生产规模(万t/a)，要注明一期和二期，或者是否 要留有未来发展的余地。 (2)产品的品种，包括钢种和产品尺寸(此项可由轧钢专业按 总任务书提出)。 (3)铁水成分，包括铁水中C、Si、Mn、P、S等元素的含量， 以及V、Ti、Nb等微量元素的含量(此项可由炼铁专业按总任 务书提出)。
宝钢湛江项目金属料平衡图
高炉炼铁 2×5050m3
823
转炉炼钢
509.74
3×300t
892.8
383.06
2150mm板坯连铸x2
499.51
1650mm板坯连铸x2
315.4
60
2250mm热轧
550
1780mm热轧
310
平整横 切机组
2030mm 冷轧
酸洗
热轧商品 材（供南 沙冷轧）
平整分 卷机组
设计前期工作
设计工作
项目实施



冶金工程项目基本建设工作流程图
政府部门
①项目 申报
设计部门
项目 申请 设计项目建议书 修改意见
用户
项目 批复 修改意见
施工方案施工图
建设部门
②项 目设 计
设计方案设计图
③项 目施 工
投产、生产、管 理
一个建设项目的设计，需要各种专业设计人员共同协作完成。 如在转炉炼钢车间的设计中，作为主体专业的钢铁冶金专业设计 人员所负责完成的任务是根据设计任务书，进行转炉炼钢厂的工 艺设计，它主要包括制定产品大纲；对生产的钢种，制定生产工 艺路线；炼钢主体设备的设计与选择；设计并绘制炼钢车间的工 艺布置平面图和剖面图；提出其他辅助专业设计所需要的设计工 艺要求和资料等。
氧气转炉炼钢自1952年在奥地利诞生以来，因其生产率高、 建设费用低、节省劳动力、不需外加能源、生产成本低、钢质 量好、耐材消耗少、易与连铸配合等优点而得到迅速发展。
世界转炉钢产量占总的钢产量的百分比从 1961 年的 6% 上 升到 1970 年的 43.0% ，到 1996 年，转炉钢产量的比例达到 60.2% 。 2007 年中国的钢产量为 4.9 亿 t ，转炉钢产量达到 4.4 亿t，转炉钢产量占总钢产量的 90%。2010年，我国粗钢产量 6.27亿吨，其中转炉钢产量约为 5.6亿吨，约占粗钢总产量的 89.4%。2016年全国钢产量8.0837亿t。
90
比 例
40000 85 80
转 炉钢产量/万t
30000
产量
75 20000 70 10000 65 0 60
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
年份
转 炉钢比 例/%
转炉炼钢生产流程及车间的发展
传统转炉炼钢工艺流程及车间
宝钢一期炼钢车间平面布置示意图
10—430吨/80吨桥式起重机, 21—440吨/80吨桥式起重机，22—3吨悬臂吊车;