最新中南大学冶金学院工厂设计课件第4章
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有色冶金工厂设计基础培训课件
一般应附说明书，对上述内容作简要说明。对拟采用的新技 术、新工艺、新设备及存在的问题也应予以提出，并规定需要开展 试验研究项目的具体安排和进度，提出解决问题的措施。
4、厂址选择
厂址选择（plant siting），即建厂地理位置的合理选定。根 据国民经济建设计划﹑技术经济政策﹐结合资源情况和工业布局的 要求确定，是落实工业生产力分布﹑实现建厂计划的重要环节。
（3）技术措施性项目设计：是工厂由于工艺流程改革或局部采 用新技术、新设备而提出的设计任务，设计任务较少，一般由原工 厂承担，经费来源于工厂的技术措施费用。
一个新建冶金厂的设计是以冶金工艺为主体，其它有关专业相 辅助的整体设计。
一份完整的设计通常分以下几部分完成:
1、总论和技术经济部分
总论部分：对项目的总体概述
适当与否，对企业的建设速度、建厂投资、发展生产、经济效 益、环境保护及工农关系等会带来重大影响。
5、环境影响评估报告
环境影响评价是项目评价体系的重要组成部分，内容包括项目 建设方案所需要的环境条件研究，影响项目建设环境因素的识别和 分析，需要采取的保护对策和措施，以及相关的环境损失和环境效 益经济分析。
（5）设备配置：按地形和运输条件考虑的各车间布置关系的 特点及物料运输方式运输系统的说明，配置方案的技术经济比较及 特点，关于新建、扩建和远近结合问题的说明等。
（6）自动化、质检和其它辅助设施
（7）“三废”处理 （8）定员定岗 （9）经济可行性分析 （10）建议与说明：设计中存在的主要问题和解决问题的建议 及其它需要特别说明的问题
说明书：
内容：
（1）绪论：设计的依据、规模和服务年限，原材料的来源、 数量、质量、特性及供应条件，产品品种及数量，厂址及特点， 运输、供水、供电，安全卫生及“三废”治理条件，采用的工艺 流程及自动化控制水平，建厂循序及扩建意见，主要技术经济指 标等。
中南大学冶金学院工厂设计第5章
《上一页》 《下一页》 《返 回》 《结 束》
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
第1节 第2节 第3节 第4节
6-1-2
400-650吨水/吨粗铜， 1000-1300千瓦小时/吨电铜 300-400吨水/吨Zn 3000-6000千瓦小时/吨电Zn， 15000-20000千瓦小时/吨Al 10万吨铝厂—25-30万KW发电站. 600吨水/吨钨粉 15000度电/吨钨粉 4、环境和节约用地问题 1）主导风向 2）在主要水流的下游位置 3）厂区应有良好的通风条件 4）按排好三废处理场地和废渣堆放场地 5）考虑厂址附近居民点，城市发展规划。
6-3-4
2、符合安全卫生的要求 1）建筑物之间的距离，建筑系数以15%左右为宜。 建筑系数=建筑面积/厂区总面积╳100% 建筑物之间距离为其高度的1.2-1.5倍为宜 2）易燃材料仓库及易燃易爆车间应布置在明火源的 上风方向. 3）产生有害气体的车间应布置在厂区边沿和下风 方向。 4）生活区应布置在厂区的上风方向。 5）厂内交通要做到人货分流。
§3、厂区布置设计
6-3-1
一、厂区布置设计的任务—将整个工程的全部生产
性项目、辅助性项目及生活福利设施进行合理的
配置设计。
总的原则：有利生产，方便生活。
二、厂区布置设计内容
1、厂区平面布置
a、厂区划分 b、确定建筑物位置 2、厂内外运输系统的
生产区
道 生活区 路
合理布置
铁路、公路、
人流、货流
3、厂区竖向布置：场地平整，利用地形
埸地利用： 埸地准备： 物流转换： 环境保护： 时间结构： 空间结构： 3：求总效能因子
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冶金原理课件(中南)-第4章课件PPT学习
第3页/共78页
4.1 熔化温度
图41 MgOFeOSiO2渣系熔化等温线图
第4页/共78页
4.1 熔化温度
当炼镍原料中含有较多的CaO时，可选用高钙渣。 图42中的C点为高钙渣CaO含量的下限，位于鳞石英相区 内1200C等温线下面。 D点代表高钙渣CaO含量的上限，位于硅灰石CaO SiO2相 区，紧靠1100C等温线。 高钙渣的熔化温度处于1100～1200C之间。 由于渣中MgO含量约为4%~9%或更高，高钙渣的熔化温度 可能更高。
+ 0.367(MgO) + 0.48 (P2O5) + 0.402(A12O3)，103m3·kg1
(MxOy) —— 氧化物MxOy的质量分数。
当T >1673K时，可按下式计算任意温度下的熔渣密度：
T
1673
0.071673 T ， 10 3 kg m3 100
第14页/共78页
4.2 密 度
SiO2
CaO / %(质量) CaO / %(mol)
/ %(mol) SiO 2 / %(质量) SiO 2
Al2O3 / %(质量) 图45 A12O3CaOSiO2渣系的密度 （1500C，单位为103kg·m3）
Cu
1083
熔盐
熔渣 熔锍
Pb 铝电解质 镁电解质 锂电解质
327.5 ~960 580~700 350~360 1100~1400 700~1100
第2页/共78页
4.1 熔化温度
冶炼镍铜品位低、钙镁含量高的镍精矿时的渣型选择
根据矿石成分的变化可选择两种酸性渣型：高硅渣和高钙渣 两种渣型都能抑制氧化镁和磁性氧化铁的有害作用。 对于含镁高的矿石，采用高硅渣可以增加炉渣硅酸度，抑制 MgO(熔点约2800C) 的危害，同时使Fe3O4造渣： 2MgO + SiO2 = 2MgO·SiO2 2Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2 SiO2的加入量随原料成分而变化。 图中A点代表高硅渣中SiO2含量的下限，B点代表其上限。 高硅渣的熔化温度大致在1400~1500C之间。 炼镍鼓风炉的风口区温度可达1500~1800C，足以保证渣 的过热与排放。
4.1 熔化温度
图41 MgOFeOSiO2渣系熔化等温线图
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4.1 熔化温度
当炼镍原料中含有较多的CaO时，可选用高钙渣。 图42中的C点为高钙渣CaO含量的下限，位于鳞石英相区 内1200C等温线下面。 D点代表高钙渣CaO含量的上限，位于硅灰石CaO SiO2相 区，紧靠1100C等温线。 高钙渣的熔化温度处于1100～1200C之间。 由于渣中MgO含量约为4%~9%或更高，高钙渣的熔化温度 可能更高。
+ 0.367(MgO) + 0.48 (P2O5) + 0.402(A12O3)，103m3·kg1
(MxOy) —— 氧化物MxOy的质量分数。
当T >1673K时，可按下式计算任意温度下的熔渣密度：
T
1673
0.071673 T ， 10 3 kg m3 100
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4.2 密 度
SiO2
CaO / %(质量) CaO / %(mol)
/ %(mol) SiO 2 / %(质量) SiO 2
Al2O3 / %(质量) 图45 A12O3CaOSiO2渣系的密度 （1500C，单位为103kg·m3）
Cu
1083
熔盐
熔渣 熔锍
Pb 铝电解质 镁电解质 锂电解质
327.5 ~960 580~700 350~360 1100~1400 700~1100
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4.1 熔化温度
冶炼镍铜品位低、钙镁含量高的镍精矿时的渣型选择
根据矿石成分的变化可选择两种酸性渣型：高硅渣和高钙渣 两种渣型都能抑制氧化镁和磁性氧化铁的有害作用。 对于含镁高的矿石，采用高硅渣可以增加炉渣硅酸度，抑制 MgO(熔点约2800C) 的危害，同时使Fe3O4造渣： 2MgO + SiO2 = 2MgO·SiO2 2Fe3O4 + FeS + 5SiO2 = 5(2FeO·SiO2) + SO2 SiO2的加入量随原料成分而变化。 图中A点代表高硅渣中SiO2含量的下限，B点代表其上限。 高硅渣的熔化温度大致在1400~1500C之间。 炼镍鼓风炉的风口区温度可达1500~1800C，足以保证渣 的过热与排放。
《冶金厂设计基础》课件
制定成本控制措施，降低成本，提高 经济效益。
间接成本
包括管理费用、销售费用等非生产过 程中的费用。
经济效益评价方法
财务分析
通过财务分析指标，如投资回收期、内部收 益率等，评估项目的财务状况。
经济效益
综合考虑项目的经济效益、社会效益和环境 效益，进行综合评估。
不确定性分析与风险评估
要点一
不确定性因素
经济性
在满足功能和安全的前提下，尽量降低建设成本 和运营成本。
工艺流程布局
01
连续性
尽量使工艺流程连续进行，减少物 料的中断和等待时间。
高效性
优化工艺流程，提高生产效率，降 低能耗和物耗。
03
02
匹配性
确保各工艺环节的设备能力相互匹 配，避免出现瓶颈现象。
灵活性
考虑未来可能的生产调整和扩展， 预留一定的空间和接口。
04
安全与环保布局
安全防护距离
根据不同设施的安全距离要求，合理安排设 备位置。
消防设施
配备完善的消防设施，确保火灾发生时能够 及时扑灭。
三废处理设施
设置合理的废气、废水、废渣处理设施，确 保达标排放。
应急救援设施
设置应急救援通道和救援设施，确保员工安 全撤离和救援工作的顺利进行。
05
冶金厂环境保护与 治理
争力。
提高生产效率
通过科学的工艺流程设计和设 备选型，可以提高生产效率， 降低生产成本，提高企业的经 济效益。
保障安全生产
合理的工厂布置和安全卫生设 施设计，可以降低生产过程中 的安全风险，保障员工和企业 的安全。
保护环境
通过环保设施的设计和采用环 保技术，可以减少冶金生产对 环境的污染，保护环境，实现
冶金工厂设计基础课件
可行性研究报告的基本要求： ①是否符合国家的建设方针和投资优先方向； ②能否与现有企业的生产技术协调匹配； ③产品是否适应市场需求，有足够的销售市场； ④能否得到足够的物质和人力投入； 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设计方案和投资计划是否合理； 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项目有无较大风险； ⑩多方案比较时是否属于最佳方案。
(2)冶炼工艺设计。这是主体部分，包括设 计依据及生产规模，原材料、燃料等的性能、 成分、需要量及供应，产品品种和数量，工 艺流程和指标的选择与说明，工艺过程冶金 计算，主要设备的设计计算与选择，车间组 成及车间设备配置和特点，厂内外运输量及 要求，主要辅助设施及有关设计图纸等。
(3)总图运输部分。企业整体布置方案的比较与确定， 工厂总平面布置和竖向布置，厂内外运输(运输条 件、运输量和运输方式、铁路与公路的设计技术标 准、车站及接轨站的决定和行车组织等)及厂内外 道路的确定以及有关设计图纸等。 (4)土建设计。包括有关土壤、地质、水文、气象、地 震等的资料，主要建筑物和构筑物的设计方案比较 与确定，行政福利设施和职工住宅区的建设规划， 主要建筑物平、剖面图，建筑一览表及建筑维修等。
初步设计图纸 初步设计一般包括如下图纸： (1)区域位置图； (2)厂区总平面图； (3)全厂生产车间工艺平面布置图、车间纵剖 图和横剖图； (4)建筑物和构筑物特征一览表； (5)其它专业的主要系统、总体图等。
冶金工厂设计的工作内容主要在设计阶段。设计阶段又可分为方案设计和施工图 设计两部分。
1.3.2冶金工厂设计的主要内容
1、项目建议书 A)什么是项目建议书？ 项目建议书是建设单位向国家提出申请建设某一具体项目的建议 文件。 B）项目建议书包括哪些内容？ 项目建议书的主要内容包括以下几方面。 (1)项目名称和主要内容摘要。 (2)建设项目提出的目的、必要性和依据。（属于引进技术和设备 的项目，还有说明国内外技术差距和概况以及进口的理由。技术 改造项目，要说明技术改造企业生产技术的现状及国内外技术的 差距） (3)产品方案，拟建规模，建设地点的初步设想及市场需求的初步 预测。 (4)资源情况，建设条件及外部协作关系。 (5)投资估算和资金筹措设想及清偿能力的测算。 (6)项目的主要内容和进度安排。 (7)经济效益和社会效益的初步分析。
中南大学工厂供电课程设计(某冶金机械修造厂供配电系统设计)
由于电气设备种类繁多，以及手头资料的限制，所以我并不能保证所选设备为最合适。本次设计尚有不完整的地方，请指导老师批评指正。
第一章
1.1 论文的背景及意义
电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。在目前各种形式的能源中，电能具有如下特点：易于去其它形式的能源相互转化；输配电简单经济；可以精确控制、调节和测量。因此，电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。本论文主要对冶金机械修造厂进行全面的配电系统设计。
0.45
No.3车变
1×
1号水泵房
28
0.75
0.8
小计（KΣ=0.9）
4
空压站
390
0.85
0.75
No.4车变
1×
机修车间
150
0.25
0.65
锻造车间
220
0.3
0.55
木型车间
186
0.35
0.60
制材场
20
0.28
0.60
综合楼
20
0.9
1
小计（KΣ=0.9）
5
锅炉房
300
0.75
0.80
1.5
1．设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择要求列表
2．电气主接线图（三号图纸）
3．继电保护配置图（三号图纸）
第二章
2.1 负荷计算的意义
计算负荷又称需要负荷或最大负荷Pmax。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用半小时最大平均负荷P30作为按发热条件选择电器或导体的依据。
第一章
1.1 论文的背景及意义
电能是一种清洁的二次能源。由于电能不仅便于输送和分配，易于转换为其它的能源，而且便于控制、管理和调度,易于实现自动化。在目前各种形式的能源中，电能具有如下特点：易于去其它形式的能源相互转化；输配电简单经济；可以精确控制、调节和测量。因此，电能在工业生产和人民日常生活中得到广泛应用，生产和输配电能的电力工业相应得到极大发展。本论文主要对冶金机械修造厂进行全面的配电系统设计。
0.45
No.3车变
1×
1号水泵房
28
0.75
0.8
小计（KΣ=0.9）
4
空压站
390
0.85
0.75
No.4车变
1×
机修车间
150
0.25
0.65
锻造车间
220
0.3
0.55
木型车间
186
0.35
0.60
制材场
20
0.28
0.60
综合楼
20
0.9
1
小计（KΣ=0.9）
5
锅炉房
300
0.75
0.80
1.5
1．设计说明书，包括全部设计内容，负荷计算，短路计算及设备选择要求列表
2．电气主接线图（三号图纸）
3．继电保护配置图（三号图纸）
第二章
2.1 负荷计算的意义
计算负荷又称需要负荷或最大负荷Pmax。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用半小时最大平均负荷P30作为按发热条件选择电器或导体的依据。
中南大学工厂供电课程设计(某冶金机械修造厂供配电系统设计)
（2.3）
式中， cos 为车间供电设备的平均功率因素。
计算电流 I30为
I30
S30 3UN
式中， UN 为用电设备组的额定电压。
每个车间中，每一组设备进行总负荷计算式需要乘以需要系数： 及
计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否正确合理，直接 影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电 器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小， 又将使电器和导线电缆处于过负荷状态下运行，增加电能损耗，产生过热，导致 绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是 负荷情况复杂，影响负荷计算的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循， 但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的 性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷 计算只能力求接近实际[2]。
2.2 计算负荷的确定
车间计算负荷是选择工厂内配电线路电缆型号和主要电气设备包括车间变 压器的基本依据。我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法、利用 系数法和二项式法。需要系数法是最常用的一种，即先从用电端逐级起往电源方 向计算，首先按照需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车 间变电所的变压器有功及无功功率损耗，既得车间变电所高压侧的计算负荷。其 次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也加上高压用电设备的 计算负荷），同时加上厂区配电线路的功率损耗，再乘以同时系数，便得出工厂 总降压变电所低压侧计算负荷，然后考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压 器的功率损耗，其总和就是全厂的计算负荷。本设计采用需要系数法进行负荷计 算，计算的基本公式如下：
钢铁冶金学教程ppt课件-2024鲜版
建立完善的质量控 制体系
包括原料、生产过程、成品检验 等环节，确保产品质量全程可控。
02
制定严格的质量控 制标准
根据国家标准、行业标准和企业 实际情况，制定适用于本企业的 质量控制标准。
03
加强员工培训
提高员工的质量意识和操作技能， 确保各环节质量控制得到有效执 行。
2024/3/28
27
产品质量检测方法与标准
的生产。
18
复合式连铸机
结合了立式、弧形和水 平连铸机的特点，具有 更高的灵活性和生产效
率。
连铸生产工艺流程
钢水准备
包括钢水成分调整、温度控制等预处理工序。
浇注操作
将钢水从钢包中注入中间包，再由中间包注入结 晶器。
结晶器振动
通过结晶器振动装置，使结晶器按一定频率和振幅 振动，以改善铸坯表面质量。 2024/3/28
2024/3/28
多辊轧机
具有更高的刚性和稳定性，可进一步提高产品的精度和表面 质量。同时，通过采用先进的控制技术和自动化系统，可实 现高效、精准的生产。
23
轧制生产工艺流程
01
02
03
04
坯料准备
包括坯料的选取、加热、除鳞 等工序，以确保坯料的质量和
轧制的顺利进行。
2024/3/28
粗轧
将加热后的坯料进行多道次的 轧制，使其变形并达到一定的
感谢观看
2024/3/28
30
钢铁冶金学教程ppt课件
2024/3/28
1
CATALOGUE
目录
2024/3/28
• 钢铁冶金学概述 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸工艺及设备 • 轧制工艺及设备 • 钢铁冶金产品质量控制
包括原料、生产过程、成品检验 等环节，确保产品质量全程可控。
02
制定严格的质量控 制标准
根据国家标准、行业标准和企业 实际情况，制定适用于本企业的 质量控制标准。
03
加强员工培训
提高员工的质量意识和操作技能， 确保各环节质量控制得到有效执 行。
2024/3/28
27
产品质量检测方法与标准
的生产。
18
复合式连铸机
结合了立式、弧形和水 平连铸机的特点，具有 更高的灵活性和生产效
率。
连铸生产工艺流程
钢水准备
包括钢水成分调整、温度控制等预处理工序。
浇注操作
将钢水从钢包中注入中间包，再由中间包注入结 晶器。
结晶器振动
通过结晶器振动装置，使结晶器按一定频率和振幅 振动，以改善铸坯表面质量。 2024/3/28
2024/3/28
多辊轧机
具有更高的刚性和稳定性，可进一步提高产品的精度和表面 质量。同时，通过采用先进的控制技术和自动化系统，可实 现高效、精准的生产。
23
轧制生产工艺流程
01
02
03
04
坯料准备
包括坯料的选取、加热、除鳞 等工序，以确保坯料的质量和
轧制的顺利进行。
2024/3/28
粗轧
将加热后的坯料进行多道次的 轧制，使其变形并达到一定的
感谢观看
2024/3/28
30
钢铁冶金学教程ppt课件
2024/3/28
1
CATALOGUE
目录
2024/3/28
• 钢铁冶金学概述 • 炼铁工艺及设备 • 炼钢工艺及设备 • 连铸工艺及设备 • 轧制工艺及设备 • 钢铁冶金产品质量控制
冶金原理课件中南大学
✓ 如电渣重熔用渣、铸钢用保护渣、钢液炉外精炼用渣 等。
✓ 这些炉渣所起的冶金作用差别很大。
▪ 例如，电渣重熔渣一方面作为发热体，为精炼提供 所需要的热量；另一方面还能脱出金属液中的杂质 、吸收非金属夹杂物。
▪ 保护渣的主要作用是减少熔融金属液面与大气的接 触、防止其二次氧化，减少金属液面的热损失。
五、熔渣的其它作用
作为金属液滴或锍的液滴汇集、长大和沉降的介质
冶炼中生成的金属液滴或锍的液滴最初是分散在熔渣中的，这些分 散的微小液滴的汇集、长大和沉降都是在熔渣中进行的。
在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的化学组成直接决定了炉缸 的最高温度。
对于低熔点渣型，燃料消耗量的增加，只能加大炉料的熔化量而不 能进一步提高炉子的最高温度。
化 学 组 成 / %(质量)
铝电解的电解质 镁电解的电解质
(电解氯化镁)
镁电解的电解质 (电解光卤石)
锂电解的电解质 铝电解精炼的电解质
(氟氯化物体系)
铝电解精炼的电解质 (纯氟化物体系)
镁熔剂精炼熔剂
Na3AlF6 82~90，AlF3 5~6，Al2O3 3~7，添加剂 (CaF2、MgF2 或 LiF) 3~5 MgCl2 10，CaCl2 30~40，NaCl 50~60，KCl 10~6
▪ 其它的碱金属、碱土金属，钛、铌、钽等高熔点金属以
及某些重金属（如铅）的熔盐电解法生产
▪ 利用熔盐电解法制取合金或化合物
如铝锂合金、铅钙合金、稀土铝合金、WC、TiB2等
熔盐的冶金应用（二）
▪ 某些氧化物料（如TiO2、MgO）的熔盐氯化
◇ 适合处理CaO、MgO含量高的高钛渣或金红石 ◇ 流程短、原料适应性强、设备生产率高、产物杂质含量低。
✓ 这些炉渣所起的冶金作用差别很大。
▪ 例如，电渣重熔渣一方面作为发热体，为精炼提供 所需要的热量；另一方面还能脱出金属液中的杂质 、吸收非金属夹杂物。
▪ 保护渣的主要作用是减少熔融金属液面与大气的接 触、防止其二次氧化，减少金属液面的热损失。
五、熔渣的其它作用
作为金属液滴或锍的液滴汇集、长大和沉降的介质
冶炼中生成的金属液滴或锍的液滴最初是分散在熔渣中的，这些分 散的微小液滴的汇集、长大和沉降都是在熔渣中进行的。
在竖炉（如鼓风炉）冶炼过程中，炉渣的化学组成直接决定了炉缸 的最高温度。
对于低熔点渣型，燃料消耗量的增加，只能加大炉料的熔化量而不 能进一步提高炉子的最高温度。
化 学 组 成 / %(质量)
铝电解的电解质 镁电解的电解质
(电解氯化镁)
镁电解的电解质 (电解光卤石)
锂电解的电解质 铝电解精炼的电解质
(氟氯化物体系)
铝电解精炼的电解质 (纯氟化物体系)
镁熔剂精炼熔剂
Na3AlF6 82~90，AlF3 5~6，Al2O3 3~7，添加剂 (CaF2、MgF2 或 LiF) 3~5 MgCl2 10，CaCl2 30~40，NaCl 50~60，KCl 10~6
▪ 其它的碱金属、碱土金属，钛、铌、钽等高熔点金属以
及某些重金属（如铅）的熔盐电解法生产
▪ 利用熔盐电解法制取合金或化合物
如铝锂合金、铅钙合金、稀土铝合金、WC、TiB2等
熔盐的冶金应用（二）
▪ 某些氧化物料（如TiO2、MgO）的熔盐氯化
◇ 适合处理CaO、MgO含量高的高钛渣或金红石 ◇ 流程短、原料适应性强、设备生产率高、产物杂质含量低。
4-转炉炼钢
• • • • • •
转炉本体 兑铁系统 供氧系统 散装料系统 烟气回收系统 渣钢处理系统
第4章-炼钢
车间
第4章-炼钢
4 炼钢的主要工艺 炼钢的基本任务是脱碳、脱磷、脱硫、脱氧， 去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整 成分。
归纳为：“四脱”（碳、氧、磷和硫），
“二去”（去气和去夹杂），“二调整”（成分 和温度）。采用的主要技术手段为：供氧，造渣， 升温，加脱氧剂和合金化操作。
第4章-炼钢
4）海绵铁
海绵铁是用氢气或其他还原性气体还原精铁 矿而得。 一般是将铁矿石装入反应器中，通入氢气或 CO气体或使用固体还原剂，在低于铁矿石软化点
以下的温度范围内反应，不生成铁水，也没有熔
渣，仅把氧化铁中的氧脱掉，从而获得多孔性的 金属铁即海绵铁。
第4章-炼钢
5）铁合金
◆ 简单合金：Fe-Mn，Fe-Si，Fe-Cr，Fe-V，
Fe-Ti，Fe-Mo，Fe-W等
◆复合脱氧剂：Ca-Si合金，Al-Mn-Si合金，
Mn-Si合金，Cr-Si合金，Ba-Ca-Si合金， Ba-Al-Si合金等 ◆纯金属：Mn、Ti（海绵Ti）、Ni、Al。
第4章-炼钢
6）造渣剂
（a）石灰
碱性炼钢方法的造渣料，主要成分为CaO，由石 灰石煅烧而成，是脱P、脱S不可缺少的材料，用量 比较大。 其质量好坏对吹炼工艺、产品质量和炉衬寿命 等产生主要影响。因此，石灰CaO含量高，SiO2和S 含量低，生过烧率低，活性高，块度适中，此外， 石灰还应保持清洁、干燥和新鲜。
因此，在电炉炼钢的氧化期应绝对禁用。在还原 期要适量少用，只用在冶炼不锈钢或高硫钢时才稍用 多一些。
第4章-炼钢
（e）合成造渣剂
《冶金厂设计基础讲》课件
循环利用
提高水的循环利用率，减少新鲜水的使用量，降低废水排放 量。
噪声污染控制措施
噪声源控制
优化设备布局，减少高噪声设备的数量 和功率，从源头上降低噪声的产生。
VS
噪声传播途径控制
采用消声器、隔音墙等设备，阻断或降低 噪声的传播。
固体废弃物处理措施
要点一
资源化利用
对有价值的固体废弃物进行回收和再利用，减少废弃物的 处置量。
冶炼工艺流程
总结词
冶炼工艺流程是实现原料到金属成品的转化过程，需要综合考虑多种因素，如原料成分、工艺条件、设备选型等 。
详细描述
在冶炼工艺流程设计阶段，需要根据原料成分和产品要求，选择合适的冶炼工艺，如火法冶金、湿法冶金等。同 时，还需要确定适宜的工艺条件，如温度、压力、时间等，并对关键设备进行选型和设计，以确保冶炼过程的效 率和稳定性。
连铸设备选型与配置
连铸设备用于将液态金属连续浇 注成各种规格的铸坯，是冶金厂
的重要环节之一。
选型时需要考虑铸坯的尺寸、材 质、生产效率等方面的要求，以
及设备的可靠性和耐久性。
配置时需要合理安排设备的布局 ，确保浇注过程的稳定性和铸坯
的质量。
轧制设备选型与配置
轧制设备用于将铸坯加工成各 种形状和规格的钢材，是冶金 厂的关键设备之一。
03
冶金厂设备选型与配置
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
熔炼设备选型与配置
熔炼设备是冶金厂的核心设备之一，用于将原料熔化并制备成适合后续处理的液态 金属。
选型时需要考虑原料的化学成分、生产规模、产品质量等方面的要求，以及设备的 能耗、环保性能等因素。
配置时需要结合工艺流程和生产线布局，确保设备之间的协调性和生产的连续性。
提高水的循环利用率，减少新鲜水的使用量，降低废水排放 量。
噪声污染控制措施
噪声源控制
优化设备布局，减少高噪声设备的数量 和功率，从源头上降低噪声的产生。
VS
噪声传播途径控制
采用消声器、隔音墙等设备，阻断或降低 噪声的传播。
固体废弃物处理措施
要点一
资源化利用
对有价值的固体废弃物进行回收和再利用，减少废弃物的 处置量。
冶炼工艺流程
总结词
冶炼工艺流程是实现原料到金属成品的转化过程，需要综合考虑多种因素，如原料成分、工艺条件、设备选型等 。
详细描述
在冶炼工艺流程设计阶段，需要根据原料成分和产品要求，选择合适的冶炼工艺，如火法冶金、湿法冶金等。同 时，还需要确定适宜的工艺条件，如温度、压力、时间等，并对关键设备进行选型和设计，以确保冶炼过程的效 率和稳定性。
连铸设备选型与配置
连铸设备用于将液态金属连续浇 注成各种规格的铸坯，是冶金厂
的重要环节之一。
选型时需要考虑铸坯的尺寸、材 质、生产效率等方面的要求，以
及设备的可靠性和耐久性。
配置时需要合理安排设备的布局 ，确保浇注过程的稳定性和铸坯
的质量。
轧制设备选型与配置
轧制设备用于将铸坯加工成各 种形状和规格的钢材，是冶金 厂的关键设备之一。
03
冶金厂设备选型与配置
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
熔炼设备选型与配置
熔炼设备是冶金厂的核心设备之一，用于将原料熔化并制备成适合后续处理的液态 金属。
选型时需要考虑原料的化学成分、生产规模、产品质量等方面的要求，以及设备的 能耗、环保性能等因素。
配置时需要结合工艺流程和生产线布局，确保设备之间的协调性和生产的连续性。
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=89.94米2
D膛=1.13×F膛1/2=1.13×89.941/2=10.7(米)
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
第1节 第2节 第3节 第4节
5-2-10
6、炉腹角
根据物料流动性、安息角确定，这里Q取200
7、炉膛高度
中南大学冶金学院工厂设 计课件第4章
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
§2、冶金主体设备设计
第1节 第2节 第3节 第4节
5-2-1
包括以下几个内容：
1、设备的选型与主要结构的分析研究 2、主要尺寸的计算与台数的确定 3、某些结构的改进 4、相关设备的配备 5、主要结构材料的选择与消耗量的估计 一、主体设备的选型与结构的改进 1、深入了解冶金过程的主要目的，即发生的主 化学反应是什么，有什么特点
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
5、炉膛面积和直径
5-2-9
F膛=aV烟(1+βt膛)F床/86400W膛 (m2)
a—沸腾炉单位面积生产率,吨/米2天
V烟—单位炉料烟气产出量,标米3/每吨锌精矿。 由物料平衡计算：2027.52
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
(二)、按设备有效容积生产率计算
5-2-11
常压浸出槽的设计
1、确定所需设Βιβλιοθήκη 总体积（米3）V总=V液t/24η（米3） V总—所需设备总体积（米3） V液—每天处理的矿浆或溶液的总体积, 米3 t--矿浆在槽内停留的总时间（小时）
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
槽子柱形部分体积=π(D/2)2× (H-0.29D)
5-2-13
槽子椎形部分体积=π/3(D/2)2×0.29D
槽子总体积=π(D/2)2× (H-0.29D)+ π/3(D/2)2×0.29D
4、浸出槽壁厚的确定： 对承受一定的压力的浸出槽 S=PD/（2[б]ф-P）+C S—壁厚，(mm) P—设计压力,Kg/cm2, D—内径,mm
t膛—炉膛温度,9500C. F床—炉床面积,米2,63米2. W膛--KW带. W带--颗粒带出速度,一般为1.35米/秒,和精矿粒度
有关，K取0.3-0.55,这里取小值0.3.
W膛=0.3×1.35=0.405米/秒
β—1/273
F膛=[5.5×2027.52+(1+950/273)×63]/(86400×0.45)
第1节 第2节 第3节 第4节
5-2-8
3、加料前室面积及沸腾炉床直径的确定
前室有矩形和扇形两种.一般为1.5-2米2,
这里取F前=2米2
D床=[4（F床-F前）/π]1/2 =1.13(F床-F前)1/2 =1.13(63-2)1/2=8.83米
4、沸腾层高度H层 可用公式计算,也可根据同类设备取经验数据, 一般为0.9-1.3米,这里取1.2米.
1)、未扩大直筒部分H1，根据操作和安装方便而定， 一般取2.6米.
2)、扩大部分高度H2 H2=1/2（D膛-D床）ctg200 =1/2(10.7-8.33)×2.75=2.6米
3)、炉膛高度H膛 H膛=aV烟(1+βt膛)F床τ/86400F膛 τ—烟气在炉内必须停留的时间，秒，取20秒
H膛=[5.5×2027.52(1+950/273)×63×20]/(86400×89.94) =8.1米
如硫化物精矿的焙烧过程
MS(s)+O2(g)==MO(g)+SO2(g) 为气固多相反应
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
3、浸出槽具体尺寸的确定
5-2-12
一般采用椎底圆柱型,其椎底角度一般为1200,
高径比H/D与搅拌方式有关,机械搅拌为1.0-1.3,
空气搅拌为2-5,
D 1200
h2 H
h1
椎体高度h1=(D/2)tg300=D/2×1/31/2=0.29D h2=H-h1=H-0.29D
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η—设备容积的利用系数，一般为0.8
V液=[Q+(L/S)Q]/r (米3) Q—日处理的固体物料量，吨/天
L/S—液固比
r—混合料浆密度,吨/米3.
2、确定台数
N=V总/V0+n N—所需槽数 n—备用槽数
V0---选定的单个槽容积(米3)
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[б]—材料在工作温度时的许用压力，Kg/cm2, ф—焊缝系数 C—壁厚附加量
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(三)、按设备的负荷强度进行计算
熔盐电解槽的结构计算
D膛=1.13×F膛1/2=1.13×89.941/2=10.7(米)
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5-2-10
6、炉腹角
根据物料流动性、安息角确定，这里Q取200
7、炉膛高度
中南大学冶金学院工厂设 计课件第4章
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章
§2、冶金主体设备设计
第1节 第2节 第3节 第4节
5-2-1
包括以下几个内容：
1、设备的选型与主要结构的分析研究 2、主要尺寸的计算与台数的确定 3、某些结构的改进 4、相关设备的配备 5、主要结构材料的选择与消耗量的估计 一、主体设备的选型与结构的改进 1、深入了解冶金过程的主要目的，即发生的主 化学反应是什么，有什么特点
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5、炉膛面积和直径
5-2-9
F膛=aV烟(1+βt膛)F床/86400W膛 (m2)
a—沸腾炉单位面积生产率,吨/米2天
V烟—单位炉料烟气产出量,标米3/每吨锌精矿。 由物料平衡计算：2027.52
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(二)、按设备有效容积生产率计算
5-2-11
常压浸出槽的设计
1、确定所需设Βιβλιοθήκη 总体积（米3）V总=V液t/24η（米3） V总—所需设备总体积（米3） V液—每天处理的矿浆或溶液的总体积, 米3 t--矿浆在槽内停留的总时间（小时）
第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第1节 第2节 第3节 第4节
槽子柱形部分体积=π(D/2)2× (H-0.29D)
5-2-13
槽子椎形部分体积=π/3(D/2)2×0.29D
槽子总体积=π(D/2)2× (H-0.29D)+ π/3(D/2)2×0.29D
4、浸出槽壁厚的确定： 对承受一定的压力的浸出槽 S=PD/（2[б]ф-P）+C S—壁厚，(mm) P—设计压力,Kg/cm2, D—内径,mm
t膛—炉膛温度,9500C. F床—炉床面积,米2,63米2. W膛--KW带. W带--颗粒带出速度,一般为1.35米/秒,和精矿粒度
有关，K取0.3-0.55,这里取小值0.3.
W膛=0.3×1.35=0.405米/秒
β—1/273
F膛=[5.5×2027.52+(1+950/273)×63]/(86400×0.45)
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5-2-8
3、加料前室面积及沸腾炉床直径的确定
前室有矩形和扇形两种.一般为1.5-2米2,
这里取F前=2米2
D床=[4（F床-F前）/π]1/2 =1.13(F床-F前)1/2 =1.13(63-2)1/2=8.83米
4、沸腾层高度H层 可用公式计算,也可根据同类设备取经验数据, 一般为0.9-1.3米,这里取1.2米.
1)、未扩大直筒部分H1，根据操作和安装方便而定， 一般取2.6米.
2)、扩大部分高度H2 H2=1/2（D膛-D床）ctg200 =1/2(10.7-8.33)×2.75=2.6米
3)、炉膛高度H膛 H膛=aV烟(1+βt膛)F床τ/86400F膛 τ—烟气在炉内必须停留的时间，秒，取20秒
H膛=[5.5×2027.52(1+950/273)×63×20]/(86400×89.94) =8.1米
如硫化物精矿的焙烧过程
MS(s)+O2(g)==MO(g)+SO2(g) 为气固多相反应
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3、浸出槽具体尺寸的确定
5-2-12
一般采用椎底圆柱型,其椎底角度一般为1200,
高径比H/D与搅拌方式有关,机械搅拌为1.0-1.3,
空气搅拌为2-5,
D 1200
h2 H
h1
椎体高度h1=(D/2)tg300=D/2×1/31/2=0.29D h2=H-h1=H-0.29D
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η—设备容积的利用系数，一般为0.8
V液=[Q+(L/S)Q]/r (米3) Q—日处理的固体物料量，吨/天
L/S—液固比
r—混合料浆密度,吨/米3.
2、确定台数
N=V总/V0+n N—所需槽数 n—备用槽数
V0---选定的单个槽容积(米3)
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[б]—材料在工作温度时的许用压力，Kg/cm2, ф—焊缝系数 C—壁厚附加量
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(三)、按设备的负荷强度进行计算
熔盐电解槽的结构计算