年产510万t钢转炉炼钢厂工艺大学本科毕业论文.doc
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1、(2013届)本科毕业设计(论文)资料 题 目 名 称: 年产 510万t钢转炉炼钢厂工艺设计 学 院(部): 冶 金 工 程 学 院 专 业: 冶金工程 学 生 姓 名: 王 盼 班 级:冶金工程092 学号: 09495200127 指导教师姓名: 高泽平 职称: 教 授 最终评定成绩: 湖南工业大学教务处 2013届本科毕业设计资料第一部分 毕业设计说明书 (2013届)本科毕业设计(论文)题 目 名 称: 年产510万t钢转炉炼钢厂工艺设计 学 院(部): 冶 金 工 程 学 院 专 业: 冶金工程 学 生 姓 名: 王 盼 班 级:冶金工程092 学号: 09495200127 指导
2、教师姓名: 高泽平 职称: 教 授 最终评定成绩: 2013年 6月湖南工业大学本科毕业设计诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计,题目年产510万t钢转炉炼钢厂工艺设计是本人在指导教师的指导下,进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文章以明确方式注明。除此之外,本设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。作者签名:日期: 年 月 日摘 要 本设计简要叙述了转炉炼钢技术的发展趋势。根据设计说明书要求,结合本专业所学理论知识设计一座年产510万t合格铸坯的转炉炼钢车间。选取了两座250t顶底复吹转炉。采用了先进且具有
3、较大发展余地的工艺流程:铁水预处理转炉精炼连铸。为提高钢材质量并符合高效连铸的要求,车间配备LF、VD和RH精炼设备。本设计整个生产过程由计算机自动进行动态和静态控制。主要设计内容包括:物料平衡与热平衡计算;转炉炉型及氧枪设计;主要技术经济指标的确定;厂房布置。为了更加详细说明转炉车间设计中的一些工艺及设备结构,本设计穿插了图形,为能够明确、直观的介绍了转炉炼钢车间的工艺布置。设计方案以技术新,效益高为原则,并充分体现了其可持续发展性。关键词:转炉炼钢;物料平衡;热平衡;工艺流程ABSTRACTThe design briefly described the development trend
4、s of converter steelmaking technology. According to the demand of the design explanation combined the knowledge of metallurgy subject learned before to design an annual output of 5.1million tons of converter steel mill slab qualified. Two BOF blowing converters with the capacity of 250t have been se
5、lected.It choosed the process flow which is advanced and possess greater space for development: Molten iron pretreatmentConverterRefiningContinuous casting. In order to improve the quality of steel and keep with the needs of high-efficiency continuous casting, workshops are provided with LF, VD and
6、RH refining device. Computer being operated automatically control the technological process of whole plant dynamically and satirically. The design includes: the balance of material and quantity of heat; the design of furnace shape and oxygen lance; the settlement of major technological and economic
7、quota; layout of the workshopFor more detailed description of some of the converter workshop design technology and equipment structure, the design with graphics, which can clear, intuitive introduces converter steelmaking plant process arrangement. Design program is based on new technique and high p
8、rofit, it presents sustainable development either.Keywords: Converter steel making; Material balance; Heat balance; Process flowV湖南工业大学本科毕业设计(论文)目 录第1章 绪论 .11.1 选题背景 1 1.2 我国钢铁工业现状 11.3 国外钢铁工业现状 11.4 现代转炉炼钢工工艺流程与新技术 11.4.1 铁水预处理 11.4.2 转炉炼钢 11.4.3 炉外精炼 21.4.4 连续铸钢 21.5 节能环保技术 21.6 转炉炼钢技术发展趋势 2第2章 设计
9、概述 32.1 厂址选择论证 32.2 产品方案 32.3 金属平衡 42.4 转炉车间作业指标 52.4.1 转炉作业率 52.4.2 铸坯收得率 52.5 转炉容量和座数的确定 5第3章 物料平衡与热平衡计算 63.1 原始数据的选取 63.1.1 原材料成分 63.1.2 假设条件 73.2 物料平衡计算 73.2.1 渣料及其成分计算 73.2.2 冶炼中吹损计算 11 3.2.3 氧气消耗量计算 11 3.2.4 炉气量及成分计算 123.2.5 物料平衡表 123.3 热平衡计算 133.3.1 热收入 133.3.2 热支出 143.3.3 热平衡表 153.4 吨钢物料平衡 1
10、5第4章 转炉炉型设计 174.1 转炉炉型的选择 174.2 转炉炉容比比高宽比 174.2.1 炉容比 174.2.2 高宽比 174.3 转炉主要尺寸确定 174.3.1 熔池尺寸 174.3.2 炉帽尺寸 174.3.3 炉身尺寸 184.3.4 出钢口尺寸184.3.5 炉衬 184.3.6 炉壳 194.3.7 高径比确定 194.4 炉壳设计 204.5 炉衬各层填充材料的选择 20第5章 氧枪及底部供气构件设计 215.1 氧枪设计 215.1.1 氧气流量 215.1.2 工况氧压和喉口直径 215.1.3 喷孔出口直径 215.1.4 喷孔其他几何尺寸 22 5.1.5 枪
11、身各层钢管 225.1.6 氧枪长度的确定 235.2 转炉底部供气构件设计 235.2.1 底气种类 23 5.2.2 底气用量 235.2.3 供气构件 235.2.4 底吹元件布置 23第6章 生产工艺设计 246.1 装料制度 246.2 供养制度 246.3 造渣制度 256.3.1 炉渣碱度的控制与石灰加入量的确定 256.3.2 炉渣黏度的控制 256.3.3 炉渣氧化性的控制 256.3.4 泡沫渣及其控制 266.3.5 放渣及留渣操作 266.4 温度制度 266.5 终点控制和出钢 266.6 脱氧制度及合金化 27第7章 车间主要设备的设计 287.1 原料跨主体设备
12、287.1.1 混铁车的设计 287.1.2 废钢料斗的计算 287.2 转炉跨主体设备 297.2.1 钢包的计算 297.2.2 渣罐数量的确定 297.3 精炼跨主体设备 307.3.1 钢包吹氩设备布置 307.3.2 LF炉设备与工艺布置 307.3.3 RH真空循环脱气装置工艺布置 317.4 连铸机参数的确定 317.5 车间起重机的选择 33第8章 主厂房工艺布置 348.1 原料跨间布置 348.2 转炉跨间布置 358.2.1 横向布置 368.2.2 转炉跨各层平台的确定 378.3 转炉跨起重机轨面标高 398.4 连铸机设备的布置 40第9章 转炉车间烟气净化与回收
13、439.1 转炉烟气与烟尘 439.1.1 转炉烟气 439.1.2 烟尘的特征 439.2 烟气净化方案的选择 439.2.1 炉口附近烟气处理方法 449.2.2 转炉烟气净化方法 449.3 烟气净化系统 449.4 烟气净化回收系统主备 449.4.1 烟罩 449.4.2 静电除尘器 459.4.3 煤气柜 45结 论 .46参考文献 .47致 谢 .48湖南工业大学本科毕业设计(论文)第1章 绪 论1.1 选题背景本设计题目根据目前国内外转炉炼钢生产车间的生产状况,意在将学生四年的学习的基础和专业知识加以综合运用,并结合现有先进技术,对钢铁企业炼钢生产车间和连铸车间的工艺布置及主体
14、设备进行设计和计算,从而对钢铁生产过程具有更加深刻的理解。1.2 我国钢铁工业现状长期以来,我国钢铁工业进行结构调整,以完成钢铁工业的合理布局,提高工艺装备水平,淘汰落后的工艺装备, 采用高新技术改革传统产业提高质量,增强企业的整体竞争能力,而不是以盲目的规模扩张为主旨。由于激烈的市场竞争和日益严格的环保要求,要求企业必须在充分保护环境的同时,不断降低生产成本,以提高竞争力1。钢铁企业都以增强市场竞争能力为核心,围绕着优化物流、优化工艺、减少消耗、降低成本、生产高质量产品来进行。随着计算机技术的迅猛发展,炼钢模型的开发和利用也不断进步。目前,中国大部分转炉实现了模型控制,这有利于转炉高效化与钢
15、水洁净化。1.3 国外钢铁工业现状经过几年的结构调整、专业分工、技术升级、企业购并、资源整合,国外的大型钢铁企业通过加大对科学技术的投入和开发,实施产权战略等方式,不断巩固自身的国际竞争地位,并从中获得高额利润。美国转炉炼钢技术特点是普遍采用铁水脱硫、溅渣护炉、钢包炉精炼,并开发新的终点控制方法等。转炉大型化复合吹炼是日本的主要技术特征。日本转炉技术的进步突出在以下两个方面:一是分阶段精炼,二是智能控制。国外在转炉炼钢中研究出了许多新的加强熔池搅拌的方法以提高熔池搅拌强度。如比利时冶金研究开发中心开发的LD-HC、新日铁开发的LD-OB、川崎开发的K-BOP法等2。1.4 现代转炉炼钢工艺流程
16、与新技术1.4.1 铁水预处理近年来,铁水炉外脱硫技术在工业生产中广泛应用。在处理方法上,KR机械搅拌法和喷吹法是最基本的两种方法;在脱硫剂的选择上,镁基脱硫剂是最佳的铁水脱硫剂之一。1.4.2 转炉炼钢(1)长寿转炉技术。国内大力开展溅渣护炉技术的研究开发和推广应用工作,使转炉炉龄逐步提高到30000炉以上。(2)副枪法动态控制。采用副枪能再不倒炉的情况下,快速检测转炉熔池钢水温度、碳含量、氧含量以及取钢样渣样等。 (3)复吹转炉强化冶炼技术。1.4.3 炉外精炼 炉外精炼方法都是一种或几种精炼手段的综合利用。目前与转炉配合常用的精炼方法有LF、RH、CAS-OB等,这些工艺促进了纯净钢生产
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