转炉炼钢车间设计

选矿
破碎筛分 化工副产品
铁矿粉造块
筛分
熄焦 矿
热风
高炉
炉渣
直接还原或 熔融还原 海 绵 铁 电炉 wk.baidu.com 铁 水
煤 氧
水 铁 氧气转炉
废钢
连铸
铸锭
轧机
成品钢材
炼钢原料
转炉炼钢的原材料分为金属料、非金属料和气 体。金属料包括铁水、废钢、铁合金，非金属料包 括造渣料、熔剂、冷却剂，气体包括氧气、氮气、 氩气、二氧化碳等。非金属料是在转炉炼钢过程 中 为了去除磷、硫等杂质，控制好过程温度而加入的 材料。主要有造渣料（石灰、白云石），熔剂（萤 石、氧化铁皮），冷却剂（铁矿石、石灰石、废 钢），增碳剂和燃料（焦炭、石墨籽、煤块、重 油）。
供气制度(底部供气)
底吹类型
非氧化性气体:Ar、N2 氧化性气体:O2、CO2、空气
底吹过程
吹炼前期N2搅拌,后期N2、Ar 切 换 ; 底 部 供 气 强 度 ≯0.3Nm3/t.min
温度制度
随铁水中元素氧 化,金属液相线温度升 高,浇注也要求过热度, 升温是炼钢重要任务 之一. 出钢温度T的确定:
铁水
炼钢过程 炼钢过程
•脱碳 •脱硫 •脱磷 •脱氧
•去气体 •去夹杂 •合金化 •调 温
钢

由于氧气顶吹转炉 反应速度快，生产 率及热效率很高， 可使用约20～30％ 的废钢以及便于自 动化控制，又克服 了空气吹炼时钢质 量差、品种少的缺 点，使它成为冶金 史上发展最迅速的 新技术。
转炉炼钢生产工艺
省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。 由此可节省基建投资费用约40%，减少占地面积约 30%，劳动力节省约70%。

提高了金属收得率
采用模铸工艺，从钢水到钢坯，金属收得率为 84%-88%，而连铸工艺则为95-96%，金属收得率 提高10-14%。
连续铸钢

降低了能源消耗
采用连铸工艺比传统工艺可节能1/4-1/2。
合金化
向钢水中加入合金元素使其 达到成品钢成分要求
转炉设备
供料系统
转炉系统 供气系统 净化系统 辅助设备
转炉冶炼的基本原理 ----物料平衡及热平衡
纯氧顶吹转炉炼钢优点
（1）生产速度快 因为用纯氧吹炼，会高速降碳， 快速提温，大大缩短冶炼时间。 （2）品种多、质量好 纯氧顶吹转炉既能炼普通 钢，也能炼普通低碳钢。如首钢采用这种方法成功 地试炼了一百多种钢材。用纯氧吹炼，钢中氮、氢 等有害气体含量较低。 （3）基建投资和生产费用低 纯氧顶吹转炉的基 建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％， 生产费用也低于平炉。
连续铸钢
连续铸钢(连铸)是将钢水通过连铸机直接
铸成钢坯，从而取代模铸和初轧开坯的一种钢 铁生产先进工艺。世界各国都以连铸比(连铸坯 产量占钢总产量比例)的高低来衡量钢铁工业生 产结构优化的程度和技术水平的高低。连铸的
好处在于节能和提高金属收得率。
连续铸钢
连续铸钢
连续铸钢的优越性

简化了工序，缩短了流程
连铸产业化主要方向

连铸研究的重点主要集中在以下五个方面：
1.亚快速凝固规律及控制模型 2.铸轧模型及其板形控制 3.熔池布流及液面波动控制 4.结晶辊 5.侧封板
现 代 冶 炼 厂 面 貌
（4）3～5min后加入第二批渣料继续吹炼（随吹炼进行钢中碳逐渐降低， 约12min后火焰微弱，停吹）；
（5）倒炉，测温、取样，并确定补吹时间或出钢；
（6）出钢，同时（将计算好的合金加入钢包中）进行脱氧合金化。
原矿
原煤 尾矿 洗煤 碎焦 返矿 精煤 炼焦炉
熔剂及辅 助材料
钢 铁 联 合 企 业 的 生 产 工 艺 流 程
转炉一炉钢的基本冶炼过程
（1）上炉出钢、倒渣，检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理； （2）倾炉，加废钢、兑铁水，摇正炉体（至垂直位置）； （3）降枪开吹，同时加入第一批渣料（起初炉内噪声较大，从炉口冒出赤 色烟雾，随后喷出暗红的火焰；3～5min后硅锰氧接近结束，碳氧反应 逐渐激烈，炉口的火焰变大，亮度随之提高；同时渣料熔化，噪声减 弱）；
供气制度
顶部供气
底部供气
供气制度(顶部供气)
供氧操作控制以下参数: 氧气流量:单位时间向熔池吹 入氧气体积; 供氧强度:单位时间向熔池吨 钢提供氧气的体积; 氧气工作压力:设定压力测定 点的氧气压力(0.8~1.2MPa); 枪位:喷头至静止金属熔池液 面的距离(化渣枪位、基本 吹炼枪位、拉碳枪位)

生产过程机械化、自动化程度高 设备和操作水平的提高，采用全过程的计算机管理，不仅 从根本上改善了劳动环境，还大大提高了劳动生产率。

提高质量，扩大品种 几乎所有的钢种均可以采用连铸工艺生产，如超纯净度钢、 硅钢、合金钢、工具钢等约500多个钢种都可以用连铸工艺 生产，而且质量很好。
酒钢碳钢薄板坯连铸连轧产品
钢与铁的区别
铁合金 含碳量 生铁 2%～4.3% 硅、锰、硫、磷（少量） 钢 0.03%～2% 硅、锰（少量）
成分
其它元素
硬而脆无韧性
机械性能
坚硬韧性大，塑性好
可铸、不可锻
可铸、可锻、可压延
氧气转炉炼钢法的特点
吹炼速度快，生产率高
品种多，质量好
原材料消耗少，热效率高，成本低 基建投资少，建设速度快 容易与连续铸钢相匹配
年产500万吨转炉炼钢车间
姓名：xx 学号：xxxxxxxxxxxxxx
指导老师：xxxx
职位;助教
摘要


现代转炉炼钢要求采用大型、连续、高效设备先进生产工艺， 布局合理、管理先进、节约能耗、减少污染、降低投资成本。 本设计主要任务是设计一座年产800万吨良坯的转炉炼 钢车间，建有三座350吨顶底复吹转炉，采用“三吹二”操 作，为提高钢材质量和高效连铸的要求，车间建有CAS-OB 和RH真空处系统，本设计要求100%的连铸比。整个生产过 程由计算机自动进行动态和静态控制。本设计主要内容包括： 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。 关键词：复吹转炉；氧枪；连铸;物料平衡；热量平衡
装料制度
造渣制度 供气制度 温度制度 出
钢 脱氧及合金化
装料制度



装入量是指每炉装 入的铁水和废钢的总量,一 般废钢占15~30%,装入量分 为三种形式: 1.定量装入:整个炉役期保 持每炉的金属装入量不变; 2.定深装入:随容积的扩大 而增加装入量,保持熔池的 深度不变; 3.分阶段定量装入:将整个 炉役分为若干阶段,每阶段 定量装入.
造渣制度





造渣制度包括以下内容: 1.炉渣碱度和石灰加入量:碱度指渣 中碱性氧化物/酸性氧化物，一般为 2.5~4.0，高[S]、[P]铁水控制在 3.5~4.0,吨钢石灰消耗70~80kg 2:炉渣氧化性:用∑(%FeO)表示,高利 于成渣,脱P,但降低金属回收率.一般 初期高,终点15%左右,[C]、[P]要求 高时，控制在20~25%。 3.渣中(MgO):为防止炉渣侵蚀炉衬, 造渣时加入含镁材料,一般终渣 (MgO)为6~8%,采用溅渣护炉则 8~10%. 4.造渣方法:单渣法、双渣法、双渣 留渣法.渣料分批加入,开吹时加入 1/2~1/3,其余分批加入.
An annual output of 8 million tons of good characterize the converter steelmaking workshop


Abstract


With the rapid development of iron-steel industry now days, modern steel plants require adopting long-scale, continuous and high efficient equipment, advanced management. It should save energy, and make less pollution and reduce the investment cost. This workshop is designed to produce 8000 thousand tons qualities ingots. Three BOF which are brown oxygen from their top adoption “three blowing two”. In the while, the refining equipment RH and CASOB are used for raising the steel quality and high efficient continuous casting. Computer being operated automatically control the technological process of whole plant dynamically and satirically .This design include: the balance of material and quantity of heat; the design of shape and equipment of the workshops. Key words: BOF of blowing air on the top and bottom; Equipment of blowing oxygen; Continuous casting；Material balance；Heat balance
T=浇注钢种液相线温度+浇 注过热度+钢水镇静及炉 外精炼温度降+出钢温度 降
出钢
出钢过程
先测定[C]、[P]、 [S]及T,判断是否满足 出钢要求,否则补吹;采 用挡渣技术与红包出 钢.
脱氧及合金化
脱氧
吹 炼 终 点 钢 水 [O]=0.02~0.08%,向钢中加 入一种(或几种)与氧亲和力 比Fe大的元素,常用脱氧剂 Fe-Si、Fe-Mn、Al、Si-AlCa、Si-Al-Ba等；
金属材料发展情况介绍
据国际钢协经济委员会预测，截止到2010年，
全世界钢的需求量预计每年将增长4.9%，其 中，中国对钢的需求量预计每年将增长8.4% 2010年至2015年期间，全世界钢需求量的年 增长速度为4.2%。国内市场对钢铁产品的需 求将继续呈现适度、稳定增长态势 到2010年我国钢消费将达到4.7亿吨，其中钢 材将达到4.4亿吨。
钢铁工业在国民经济中的地位与作用
复合材料
材料
金属材料
高分子材料
陶瓷材料
转炉炼钢
转炉炼钢（converter steelmaking）是以铁水、 废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁 液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而 在转炉中完成炼钢过程。转炉按耐火材料分为酸性 和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧 吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧 气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大， 单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍 的炼钢设备。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜 和镍的冶炼 。