转炉车间设计

转炉车间设计

车间组成和布置转炉炼钢冶炼周期短，出钢次数频繁，原材料种类多，物流量大，因此在布置上尽可能减少各操作工序之间的相互干扰，使工艺流程合理，物料运输顺行。转炉炼钢车间宜接近炼铁车间，以减少铁水运输行程和温降损失，同时也可以缩短混铁车(铁水罐)的占用时间。转炉炼钢车间也要靠近轧钢车间，便于连铸坯热送轧钢车间。进行转炉炼钢车间总体设计时，特别是对分期建设的车间，要考虑今后的发展余地，如总图布置、辅助设施和公用系统的发展潜力。车间改、扩建时，应充分利用原有设备和建筑物，以降低工程费用。

转炉炼钢车间由主厂房、辅助设施和公用系统等组成。

主厂房由加料跨、转炉跨、浇铸跨(钢水接受跨)，连铸跨和出坯跨等组成。生产规模和工艺流程不同的车间，其主厂房跨间组成也有所区别。常见的转炉炼钢车问主厂房的平面布置如图2所示。

转炉炼钢车间主厂房采用多跨毗连布置。随着连铸工艺和钢水炉外精炼技术的发展，浇铸系统也往往由多跨厂房组成。主厂房三个主要跨间有加料跨一转炉跨一浇铸跨并列和转炉跨一加料跨一浇铸跨并列两种布置形式。(1)加料跨一转炉跨一浇铸跨并列形式，炉下钢包车运行距离短，炉前操作平台采光和通风条件比较好。由于转炉跨在加料跨和浇铸跨之间，转炉跨高层框架厂房结构比较稳定。但转炉烟气净化系统的煤气管道和除尘污水槽的布置比较困难，且管路也比较长。这种布置形式在转炉炼钢车间设计中被广泛采用。(2)转炉跨一加料跨一浇铸跨并列形式，对转炉烟气净化设备的布置比较有利，烟气净化系统的烟气管道和除尘污水槽长度短；加料跨和浇铸跨的一部分厂房柱子可以公用，节省土建投资。但钢包车运行线路长，炉前操作条件差。这种布置形式在车间改造和小转炉炼钢车间使用较多。

氧气顶吹转炉炼钢车间常见的横断面布置如图3所示：

加料跨转炉兑铁水、加废钢和炉前冶炼操作均在加料跨进行。一般将转炉炼钢车间的铁水区和废钢区分别布置在加料跨的两端，中部为转炉炉前操作区。

高炉铁水通过两种主要途径供应转炉，即混铁炉或混铁车。混铁炉布置在加料跨，铁水吊运比较方便。也有个别车间为减少其对主厂房的污染，设置独立的混铁炉间，铁水经过跨线运至加料跨。混铁车供应铁水需设置倒罐站，多数车间将铁水倒罐站设在加料跨外侧的跨间内，铁水经过跨线运进加料跨，也有少数车间将铁水倒罐站设在加料跨内。铁水倒罐站一般为地坑式。

大型转炉炼钢车间废钢加入量较多，可在加料跨外设置独立的废钢间。废钢问一般与加料跨呈T字形布置，废钢装槽后通过2～4条过跨运输线送往加料跨。中、小型转炉炼钢车间的废钢区大都设在加料跨的一端，废钢在地坪上或地坑内存放。废钢存放时间取决于废钢来源，采用本企业返回废钢可取3～5d，外来废钢为10～15d。加料跨起重机的轨面标高，主要取决于加料跨起重机向混铁炉和转炉兑铁水以及向转炉加废钢时所需的高度。加料跨的跨度应满足转炉炉前操作的需要，同时也要考虑铁水区和废钢区工艺布置的要求。加料跨厂房的长度包括转炉操作区、铁水区和废钢区厂房的长度。

转炉跨是转炉炼钢车间的核心部位。转炉、氧枪和供氧系统、副枪、散状原料加料系统、烟气除尘装置和烟道汽化冷却装置等均布置在转炉跨，有的车间还将钢水精炼装置也设在转炉跨。转炉跨为高层框架式厂房，按车间布置要求，一般设4～6层平台，其中主要的是转炉操作平台。

转炉跨的跨度主要取决于转炉容量、氧枪和副枪的位置、烟道汽化冷却装置、烟气除尘装置和散状原料加料系统等的布置。相邻两座转炉的中心距，需满足有关设备布置、工艺操作和设备检修的要求。转炉跨的长度与转炉座数、转炉之间中心距、以及钢包精炼炉的布置有关。转炉跨还需考虑楼梯、电梯和氧枪吊装孔的位置。转炉跨的厂房高度主要根据更换氧枪和副枪的起重机的轨面标高确定，同时也要兼顾烟道汽化冷却装置、加料系统和转炉烟气除尘装置的高度。

浇铸跨浇铸方法、浇铸能力对车间组成和布置有很大影响。浇铸方法主要取决于产品方案，对于生产275mm以下的小钢锭，一般采用地面浇铸或横向车铸。钢水浇铸、脱模和整模等作业集中在1～2跨厂房内进行。这种布置工艺流程简单，设备少，但劳动条件差，而且仅适用于小规模车间。生产规模较大、钢锭单重在2t以上的转炉炼钢车间，大都采用车铸工艺。车铸又分为纵向车铸和横向车铸两种形式(见模铸系统设计)。20世纪70年代以来，连铸技术获得迅速发展。新建转炉炼钢车间一般都采用全连铸工艺，车间技术改造也应积极推广这种工艺。多数转炉炼钢车间的连铸机采用横向布置，少数车间采用纵向布置。当转炉炼钢车间有多台连铸机时，连铸机分别布置在出钢线的两侧。为避免浇铸作业的相互干扰，应将钢水接受和浇铸作业分别安排在相邻两跨间内进行，也有将这两项作业集中在同跨内进行的。

辅助设施包括废钢配料间、铁水预处理站、散状原料转运站、转炉烟气净化和回收装置、污水处理装置、钢渣处理设施、炉前化验室、机修间、电气室以及各种仓库设施等。

公用系统包括车间变电所、空气压缩机站、乙炔站和水泵房等。此外在全厂性公用设施中还需设置氧气站、炉衬制造车间和石灰煅烧窑等。

技术经济指标转炉设计的主要技术经济指标见表。

转炉炼钢车间浇铸系统分为连铸和模铸两种形式，由于生产工艺不同，连铸坯和钢锭的消耗指标也有所差别，表中所列数据均为每吨铸坯的消耗指标。