设计一座3×150t的转炉炼钢车间

目录摘要 (1)引言 (2)1 设计方案的选择确定 (3)1.1车间生产规模、转炉容量及座数、产品方案的确定 (3)1.1.1车间生产规模及座数的确定： (3)1.1.2产品方案的确定： (3)1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定 (3)1.2.1 铁水供应系统 (3)1.2.2 散状料供应系统 (4)1.2.3 烟气净化系统 (6)1.2.4 炉外精炼系统 (8)1.2.5 浇注系统 (8)1.2.6 出渣系统 (10)1.3炼钢车间工艺布置 (11)1.3.1 车间跨数的确定 (11)1.3.2 各跨的工艺布置 (11)1.4车间工艺流程简介 (12)1.4.1 工艺流程框图 (12)1.4.2 工艺流程说明 (12)1.5转炉冶炼指标及原材料消耗 (13)1.5.1 转炉冶炼作业指标 (13)2 设备计算 (14)2.1转炉设计 (14)2.1.1炉型设计 (14)2.1.2 转炉倾动力矩计算及电机功率确定 (17)2.2氧枪设计 (21)2.2.1氧枪喷头设计 (21)2.2.1氧枪枪身设计 (22)2.3烟气净化系统设备设计与计算 (26)2.4炉外精炼设备设计与计算 (39)3 车间设计 (40)3.1原料供应系统 (40)3.1.1铁水供应系统 (40)3.1.2 废钢厂和废钢斗计算 (40)3.1.3 散状料供应系统 (40)3.1.4 合金供应系统 (40)3.2浇注系统设备计算 (41)3.2.1 盛钢桶及盛钢桶车 (41)3.2.2 连铸机 (41)3.3渣罐(盘)的确定 (41)3.4车间尺寸计算 (42)3.4.1 炉子跨 (42)3.4.2 加料跨 (42)3.4.3 浇铸跨 (42)3.5天车计算 (42)致谢 (44)摘要本设计为设计一座3×150吨的氧气顶吹转炉炼钢车间，主要产品是低碳钢。

就设计部分而言，首先，初步确定设计方案及平面布置。

车间包括八个跨，有渣跨、加料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨。

经过反复推敲、修改、尽量做到平面布置的合理、美观。

其次，对转炉、氧枪、烟气净化系统等进行了设备计算；最后，进行了车间计算，包括连铸生产能力和车间各部分的尺寸。

并用CAD画出车间的平面布置图、炉子跨的纵剖图和车间横剖图。

关键词:转炉炼钢；精炼；设计引言钢铁是人类社会最主要的结构材料和功能材料材料,它以其诸多的性能优点,至今仍有其不可代替的战略地位。

但是从上世纪七十年代中期以来,世界年产钢量在七亿吨上下浮动,增长很慢，表明市场需求达到饱和，但期间发展中国家的钢产量却在逐年增长，尤其我国，去年钢产量已达到2.1亿吨，已连续几年成为世界上钢产量第一的国家。

但是应该看到，我国钢材质量和品种与世界发达国家存在差距，尤其特殊钢等对技术含量要求较高的产品。

成本高，质量较低，产品单一等已成为制约我国钢铁工业发展的阻力，只要我们在钢质量和品种方面提高自己的竞争力，处理好“投入—产出”的关系，我国钢铁企业仍有相当大的发展潜力。

特殊钢是钢铁工业的一个重要领域，特殊钢应用范围广，从经济建设、国防建设到日常生活用品都与特殊钢有密切的关系。

因而通常把特殊钢品种、质量、产量作为衡量一个国家钢铁工业科学技术和工业化水平的重要标志。

1 设计方案的选择确定1.1车间生产规模、转炉容量及座数、产品方案的确定1.1.1车间生产规模及座数的确定：3×150吨的转炉车间，三吹三，炉龄为12000炉转炉年作业天数取290天，则79.5%100%365290100%=⨯=⨯=日历天数转炉作业天数转炉作业率 确定转炉平均冶炼周期：()炉年出钢炉数348213660245%.793653=⨯⨯⨯⨯= ()炉每天出钢炉数12029034821==年产钢水量=150×34821=5223150(吨)=522.3(万吨)连铸坯收得率取η=99%，则年产良坯522.3×99%=517(万吨)1.1.2产品方案的确定：主要生产低碳钢，全部为薄板坯(连铸连轧)。

1.2车间各主要系统所用方案的比较及确定1.2.1 铁水供应系统1、铁水罐车供应铁水，其工艺流程为：高炉—铁水罐车—铁水罐—称量—转炉此种方法的优点： 供应铁水与混铁车相比投资省。

缺点： 铁水罐散热损失要更严重，倒灌时温降很大，且因罐的容积小，随高炉出铁成分的变化而变化，从而使转炉的操作难于稳定，不利于组织生产，易粘包不易处理，车间污染也非常严重。

2、 混铁炉供应铁水，其工艺流程如下：高炉铁水—铁水罐车—混铁炉—铁水包—称量—转炉优点：此种方式铁水成分和温度都均匀，尤其对于高炉与转炉之间调节和均衡铁水有利。

供应的铁水其成分和温度比较均匀，有利于组织生产。

缺点：其设备体积大，并需要增设铁水吊车，占地大，投资大。

但多倒一次铁水，温度损失比较大，因此要设加热系统。

3、混铁车供应铁水，其工艺流程如下：高炉—混铁车—铁水罐—称量—转炉优点：兼有储存和运输双重作用，热损失小，尤其适用于高炉与炼钢车间距离远时，切实用与高炉大型化发展的要求。

基础建设投资省，便于操作，维修费用低！缺点：仍受高炉铁水成分和温度的影响，要求高炉生产稳定。

因受轨距和弯曲轨道曲率半径的因素而使扩容受到限制。

鉴于此，作为一个钢铁联合企业本设计采用混铁车供应铁水。

其容量的计算如下：按惯例混铁车的容量应满足兑一炉或两炉考虑，采用取150吨混铁车。

1.2.2 散状料供应系统散状料主要包括：炼钢过程中使用的造渣材料和冷却剂如活性石灰、矿石、萤石、铁皮、轻烧白云石及烘炉用焦炭。

供应特点：要求迅速、准确、连续及时。

其系统包括：高位料仓、插板阀、电振斗、称量斗、扇形阀、汇总斗、下料管、氮封运送路线：从主厂房外边的贮料仓提升到炉顶料仓其工艺流程如下：地下料仓→固定胶带运输机→转运漏斗→可逆胶带运输机→高位料仓→分散称量漏斗→电磁震动给料器→汇总漏斗→转炉散装料供应系统包括散装料堆场、地面（或地下）料仓，由地面料仓向主厂房的运料设施、炉上料仓及其称量和加料设备。

散装料的供应要求迅速、准确、连续、及时。

1、散装料堆场根据外部供料条件及企业的总图布置通常有三种布置方式：①转炉车间自设单独的散装料堆场一般要求尽量靠近转炉，以实现“贮用合一”，从而减少原料的倒运和损耗，同时还可以减少地面料仓的容积，甚至将料场与料仓合并从而降低投资和成本。

适用于大型转炉车间。

②转炉车间的原料场与炼铁车间的原料场合并与炼铁车间的原料场相比，转炉车间的原料场小的多，二者合并可利用炼铁原料场的卸车、贮存及加工设施，而不过分增加负担，此种方式比较经济。

③转炉车间与石灰窑合用料场石灰窑通常靠近转炉车间，石灰用量大而矿石、萤石等用量少，合用料场可统一解决各种原料的装卸、贮存和加工问题。

鉴于本厂距高炉车间较远，且与石灰窑合用料场不方便，故采用第一种方式以便简单调度原料供应设施。

2、地面料仓：其作用为贮存和转运散装料，以消除来料时间的波动对转炉的影响。

一般贮存3~10天的散装料。

地面料仓分地下式、地上式、半地上半地下式。

由于地下式可采用底开车或翻斗汽车直接把料卸入料仓，卸车较方便，故本厂采用地下式。

3、从地面料仓向炉上料仓供料方式有四种：①全皮带运输：运输量大，安全可靠，可连续供料，使用较多。

适用于大中型转炉车间及总图布置不受限制的情况。

②斜桥料车—皮带运输：其特点是将垂直提升方式与皮带运输结合起来，从而减少了占地面积及投资，但供料不连续，且易粉碎、可靠性差。

一般只适用于总图布置受限制的情况。

③翻斗提升机—皮带运输：以翻斗提升机代替斜桥料车与皮带运输结合起来，其缺点与斜桥料车—皮带运输方式类似。

④皮带(或垂直提升机)—振动管运输方式：其优点是占空间小，运输可靠，密封性好，灰尘少。

缺点是振动管维修量大，石灰粉较多，且要考虑震动对厂房结构的影响。

鉴于全皮带运输方式结构简单，有利于自动化控制且原料破损少等优点，本厂采用全皮带运输方式。

4、高位料仓：又称炉上料仓，其作用为临时贮料，保证转炉重力给料，既及时又可靠的满足转炉正常冶炼，按其布置形式分有三种：①共用料仓：优点是料仓数目少，停炉后能处理料仓中剩余的石灰;缺点是称量及下部给料器的作业率太高，出现临时故障会使转炉生产受影响。

②部分共用料仓：料仓数目增加基本可消除下部给料器作业负荷过高的缺点，且转炉两侧加料能保证成渣快，改善对炉衬侵蚀的不均匀性，但设计时应力求做到炉料应落在中心部位上。

③独用料仓:优点是使用的可靠性较大，缺点是停炉后料仓剩余石灰不好处理且料仓数目太多。

本设计为150吨转炉车间，实行三吹三操作，为保证转炉正常冶炼采用独用料仓以保证及时保质保量的上料。

5、称量及加料设备保证散状料分批定量且按顺序向转炉加料有两种称量方式：①集中称量：其特点是设备少，布置紧凑，适用于中小型转炉。

②分散称量：其特点是称量准确，便于操作和控制，临时补加方便，适用于大中型转炉。

本设计为150吨转炉，采用电磁振动给料器向称量漏斗给料，利用分散称量方式把料加入到汇总漏斗，再由旋转溜槽从转炉两侧加入。

因为汇总漏斗可缩短加料时间并适应转炉吹炼时间短和批料加入的间隔时间短的特点，且电磁振动给料器可比较准确的给料。

1.2.3 烟气净化系统1、转炉烟气净化处理方法主要有：未燃法和燃烧法①燃烧法将含有大量CO的炉气在出炉口进入除尘系统时与大量空气混合使之充分燃烧，燃烧后的烟气经冷却和除尘后排放到大气中去。

缺点：由于不回收煤气，吸入大量空气后使烟气量增大了几倍，从而使净化系统庞大基建投资大，运转费用大，而且烟尘粒度细小，烟气净化效率低优点：操作简便，系统运行安全，适用于小型转炉。

②未燃法定义：炉气出炉后绝大部分不燃烧，烟气主要成分为经冷却和除尘后将烟气回收利用或点燃放散到大气中去。

缺点：整个系统需要严密，对防爆和防漏要求高，以防引起煤气中毒，另外需要增设升降烟罩机构和控制空气吸入量装置。

优点：能回收煤气，烟气量小，烟尘粒度大，除尘效率高。

2、控制炉口与烟罩间隙吸入空气量的方法有三种形式：①I—C法此法的烟罩大约为炉口的直径的二倍，罩内形成一个较大的空间，对炉口烟气量的波动起着较大的缓冲作用，集烟效果好。

但实际运行中，回收煤气的质量较差，同时结构庞大，因此，本设计不采用。

②氮幕法：此法的基本原理是在活动烟罩与炉口之间设置氮气密封圈向外吹氮，将空气与烟气隔绝，此法在活动基本上不吸入外界空气，所以烟气量少，回收系统容量小，设备费用低，但要消耗大量氮气。

③炉口微压差控制法：此法是通过炉口微压差装置控制在未燃状态下进行处理，以最大限度地回收煤气，并提高煤气质量。

此法技术安全可靠，自动化程度高，综合利用好，因此本设计采用此法。

3、根据从烟气中分离出来的烟尘的干湿状态，将烟气净化设备分为全干法和全湿法及干湿结合法。