150t×3转炉精炼及连铸工艺设计本科毕业论文设计.doc

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1、摘要 摘 要 目前，我国钢铁行业处于低迷期，一些中小型钢铁厂生存艰难，究其 原因主要是这些企业能耗高，产品单一，产品科技含量低，缺乏市场竞争 力。要想让我国钢铁行业走出困境，就必须使得钢铁企业能够市场处科技 含量高，经济效益好的产品。日后，钢铁企业的发展方向将围绕节能减排、 提高科技水平、生产性能优越的产品，提高企业市场竞争力而不断改革发 展。 本课题的主要任务是：拟订产品生产工艺流程；转炉炉型选择，确定 转炉和精炼以及连续铸钢工序的配合；制定主炼钢种的操作规程；转炉车 间工艺布置方案的设计、厂房主要尺寸的计算；钢水浇铸方案及连铸机机 型选择，浇铸系统主要数据和连铸机主要尺寸的计算等。 南通是

2、东部发展最快的城市之一，各行各业对钢材的需求量大幅增加。 随着全国各地的钢铁企业不断合并重组，为了降低生产成本，提高生产效 率，减少能耗和生产成本，保护环境，各种转炉新技术被不断运用到现代 转炉炼钢中去。该工艺设计有机的结合了铁水预处理、转炉炼钢、炉外精 炼、连铸连轧等现代化工艺，形成紧凑的连续化生产线。 本设计采用公 称容量 150t 转炉 3 座，采用顶底复吹，实行三吹二的吹炼制度，冶炼过 程为 45min，吹氧时间 18min。连铸工艺采用两台 6 流的方坯连铸机和一 台 2 流的板坯连铸机。 关键词 钢铁行业 转炉炼钢 炉外精炼 连续铸钢 烟气除尘 重庆科技学院本科生毕业论文 II A

3、BSTRACT At present, Chinese iron and steel industry is in the doldrums, some small and medium-sized iron and steel plant survival difficult. The main reason is that the enterprises consum too much energy，produce a single production, product technology content is low, and lack of market competitivene

4、ss. To make Chinese iron and steel industry out of its predicament, we must make the iron and steel enterprises to produce high scientific and technological content, good economic returns of products. The future direction of development of iron and steel enterprises, will focus on energy-saving emis

5、sion reduction, improve the level of science and technology, the production of superior performance products, improving the market competitiveness of enterprises and the continuous reform and development. The main task of this topic is making the production process of products,selecting the convente

6、r,making the operation rulers formulation of th main chain steel and at the end Design and calculation of converter process layout, workshop programme workshop main dimensions. Nantong is one of the fastest growing city in the East.With 重庆科技学院本科生毕业论文 III the development of NanTong, all walks of life

7、 needs a substantial increase in the amount of steel. With the increasing development of iron and steel industry, the iron and steel enterprises in China are going merger and reorganization. In order to meet the requirements of steel products, reduce production costs, improve production efficiency,

8、reduce energy consumption and production cost and protect environment, new technologies in various converter are being used in contemporary converter steelmaking. The process design take pretreatment of molten iron, steel, refining, continuous casting and rolling organic together ，forming a continuo

9、us production line of compact.In this desing there are 3 converters which is 150t of their capacity,and the converting is of top and bottom blowing, Converting system to implement the three blow two. Smelting process is 45min, blowing time 18min. Billet continuous casting machine 2 sets of 6 flows a

10、nd a flow of the 2 slab caster with continuous casting process. Keywords： iron and steel industry；converter steelmaking；Ladle refining furnace；continuous casting and rollin；Flue gas dedusting 重庆科技学院本科生毕业论文 目录 摘 要 .I ABSTRACT II 1 绪论 .1 2 厂址选择可行性论证 .3 2.1 地貌特点 3 2.2 气候特点 3 2.3 资源特点 3 2.4 交通运输 3 2.5 技

11、术优势 4 2.6 产品市场 4 3 产品大纲 .5 3.1 产品大纲及产品结构 5 3.2 工艺流程： 6 3.2.1 铁水供应方式 7 3.2.2 铁水预处理 7 3.2.3 转炉复合吹炼 7 3.2.4 炉外精炼 7 3.2.5 连续铸钢 7 3.3 技术可行性 8 目录 3.4 产量计算 8 3.4.1 转炉容量与吹炼制 度 8 3.4.2 计算年出钢炉数 9 3.4.3 计算年产钢量 9 4 铁水供应方式与铁水预处理方 案 11 4.1 铁水的供应 .11 4.2 铁水预处理 .12 4.2.1 铁水炉外脱硫 .12 4.2.2 KR 搅拌法脱硫工艺 12 4.2.3 脱硫剂的选择

12、.12 4.3 铁水炉外脱磷、脱硅 .13 4.4 工艺流程 .13 5 顶底复吹转炉 炼钢的物料平衡与热平衡计算 15 5.1 物料平衡计算 .15 5.1.1 计算原始数据 .15 5.1.2 物料平衡的基本项目 .16 5.1.3 计算步骤 16 5.2 热平衡计算 22 5.2.1 计算所需的原始数据 .22 5.2.2 计算步骤 23 6 转炉设计 25 6.1 转炉炉 型设计概述 .27 重庆科技学院本科生毕业论文 6.2 炉型种类及其选择 .27 6.3 转炉炉型各部分尺寸的确定 .28 6.4 转炉炉衬 .31 6.4.1 炉衬材质的选择 .31 6.4.2 炉衬组成及厚度确定

13、 .33 6.5 转炉金属构件和底部供气构件 .33 6.5.1 炉壳 33 6.5.2 底部供气构件 33 7 转炉氧枪设计 35 7.1 喷头类 型与选择 .35 7.2 喷头尺寸计算 .35 7.2.1 喷头参数选择原则 35 7.2.2 喷头计算 36 7.3 氧枪枪身设计 .37 7.3.1 氧枪各层尺寸的确定 .37 7.3.2 氧枪总长度和行程确定 .39 8 炉外精炼 41 8.1LF 精炼炉 .41 8.1.1LF 精炼炉的特点 .41 8.1.2LF 炉在车间内的布置 .41 8.2 钢水循环真空 脱气处理（RH 设备） 42 8.2.1 RH 设备的特点 42 目录 8.

14、2.2 RH 设备的工作原理 42 8.2.3 RH 真空精炼特点： 43 8.2.4RH 设备的转炉车间布置 .43 9 连铸机设备 45 9.1 连铸机机型的选择 .45 9.2 连铸机的主要工 艺参数 .46 9.2.1 钢包允许的最大浇注时间 .46 9.2.2 铸坯断面 .46 9.2.3 拉坯速度 46 9.2.4 连铸机的流数 47 9.3 铸坯的液面深度和冶金长度 .47 9.3.1 铸坯 的液相深 度 .47 9.3.2 铸坯的液相深度 .47 9.4 弧形半径 .48 9.5 连铸机生产能力的确定 .48 9.5.1 连铸浇注周期计算 48 9.5.2 连铸机的作业率 .5

15、0 9.5.3 连铸机的冶金长度 .50 9.5.4 连铸机生产能力的计算 .50 9.6 连铸机主要设备 .50 9.6.1 中间包容量的确定 51 9.6.2 中间包的主要尺寸 .52 重庆科技学院本科生毕业论文 9.6.3 结晶器的选择 52 9.7 连铸操作规程 .52 10 炼钢车间烟气 净化与回 收 .57 10.1 烟气净化方案选择 .57 10.1.1 转炉烟气净化方法 .57 10.2 烟气净化系统 .57 10.2.1 国内外转炉炼 钢烟尘处理系统概况 .57 10.3 烟气净化系统主要设备 .58 10.3.1 烟气冷却设备 .58 10.3.2 烟气净化设备 .59 1

16、1 转炉车间主厂房的工 艺布置及尺寸 61 11.1 转炉车间主厂房工艺布置 .61 11.2 装料跨布置 .61 11.2.1 铁水供应与铁水预处理布置 .61 11.2.2 废钢供应布置 62 11.2.3 出渣方式 63 11.2.4 装料跨尺寸 .63 11.3 转炉跨布置 64 11.3.1 转炉跨的位置 .64 11.3.2 转炉跨的横向布置 .64 11.3.3 转炉跨纵向布置 .67 11.3.4 转炉跨各层平台的布置 67 目录 11.3.5 转炉跨吊车轨面标高及转炉跨宽度和长度 .69 11.4 连铸各跨布置 .70 11.4.1 连铸浇注跨 .70 11.4.2 连铸出坯

17、跨 .70 11.4.3 连铸精整跨 .71 11.4.4 连铸区域尺寸确定 .75 12 拟订生产组织 及安全生产制度 .75 12.1 生产组织安排 .75 12.1.1 原料部分 .75 12.1.2 冶炼部分 .75 12.1.3 连铸及铸坯精整部分 .75 12.2 安全制度的制定 .75 参考文献 79 致谢 80 绪论 1 1 绪论 钢铁产业是国民经济的重要支柱产业，在每个行业中都扮演着不同 程度的重要角色。一个国家的钢铁冶炼实力最能体现这个国家的经济水平 与国防力量。 炉炼钢技术的发展史，可以分为：（1）LD基本技术的完善及转炉大 型化时代。这一时期，处于转炉炼钢技术的发展初期

18、，技术完善的首要任 务是安全、连续、稳定地炼钢生产，且考虑提高生产能力和适应品种。随 着基本炼钢技术的不断发展，提出了转炉大型化以获得更高的生产能力和 经济效益；（2）转炉复合吹炼技术的开发与完善时代。底吹转炉发明后， 人们发现，底吹工艺与顶吹工艺相比有以下优点：熔池搅拌强度增大，脱 碳速度加快，碳氧反应更趋于平衡。全连铸的出现，对转炉炼钢在冶炼时 间、温度、成分及钢水质量等方面提出了更高的要求。随着复吹技术的推 广，转炉终点操作得到了明显的改善，吹炼后期渣反应更趋近平衡，磷、 硫的分配比更高。终点钢水和钢渣氧化性的降低，对提高钢水质量和提高 炉龄有着很重要的作用；（3）高效、高自动化、高洁净

19、度炼钢时代。随 着对钢材质量要求的增高，炼钢技术的发展重点就体现在长寿高效、计算 机全自动炼钢、高洁净度钢系统生产技术这三个方面。 1 炉外精炼与铁水预处理已成为现代钢铁生产必不可少的环节，是现代 钢铁生产重要技术进步。钢铁企业采用炉外精炼技术，便能大幅降低生产 成本，提高产品质量，最终为企业赢得更多的利润与更大的发展空间。炉 重庆科技学院本科生毕业论文 外精炼具有精确控制化学成分及温度、顶渣还原脱S、Ca处理、夹杂物排 除、夹杂物形态控制、去除H、O、C、S等杂质、真空脱气等功能。只有强 化每项功能的作用,才能发挥炉外精炼的优势,生产出高品质纯净钢种。目 前,我国绝大多数大、中型转炉装备精良

20、,工艺流程先进,它们都采用了铁 水脱硫预处理、炉外精炼、计算机终点动态控制等先进技术，是我国钢铁 行业的领头军。 钢铁行业的日益发展和各地的钢铁企业不断合并重组，以适应对钢品 种的要求，降低生产成本，提高生产效率，减少能耗和生产成本，保护环 境为目标的现代化钢铁厂，不断采用各种转炉新技术，如：铁水预脱硫技 术、水冷炉口技术、顶底复合吹炼技术、烟气除尘及煤气回收利用技术、 挡渣出钢技术、溅渣护炉技术和终点控制技术等，使转炉实现了自动化、 高效化、节能化、寿命长寿化、钢种多样化、环境友好化。 由于市场对钢材的大量需求，现代化的炼钢设备都在向着大型化的方 向发展。本设计 150t 炼钢转炉，以满足市

21、场对钢材的需求，促进经济的 稳定发展。 绪论 3 重庆科技学院本科生毕业论文 2 厂址选择可行性论证 2.1 地貌特点 经过多方面考虑，本设计选择在江苏省南通市。 南通位于华东地区，与无锡、苏州、上海，背依广袤的苏北平原、 “据江海之会、扼南北之喉”素有“江海门户”之称。南通是首批对外开 放的 14 个沿海城市之一，地处长江三角洲北部，与中国经济最发达的上 海及苏州隔江相望，被誉为“北上海” 。 南通的地形地貌主要是冲积平原，境内水道纵横交错，交通十分发达。 南通拥有长江岸线与海岸线数百公里，集“黄金海岸”与“黄金水道” 优势于一身，其中可建深水港口的海岸线有 40 公里。 2.2 气候特点

22、南通属北亚热带季风气候，气候温和，四季分明，雨水充沛。年平均 气温约 15 度，一月份平均气温 2 度，最低达-12 度；七月份平均气温 28 度，最高达 38 度。年平均日照时间 21002200 小时，年均降水量 1000 毫 米以上。 2.3 资源特点 南通并没有太多现成的矿场资源，目前已知的仅有少许有色矿和未开 发的油气田，在中国来说属于矿场资源贫乏地区。但南通的水路运输能力 厂址选择可行性论证 5 很强，这为将来钢铁厂建成后原料和产品的运输提供了一个方便的途径。 南通属于东部沿海地区，GDP 稳居全国地级市前列，每年都有很多外来人 员来这里务工，这也使得南通的人力资源十分充沛。 2.

23、4 交通运输 以平原为主的南通交通十分便利，目前境内有沈海高速（G15） 、沪陕 高速（G40） 、启扬高速（S28） 、通锡高速（S19） 、通洋高速（在建） ，南 通市区设有 6 个互通上下道口。世界级的大桥-苏通长江公路大桥和崇启 长江大桥是南通到上海和苏南的便捷通道，更得于南通的经济腾飞，而通 过境内的 204 和 328 国道，使得南通的公路网日益成型，趋于成熟。铁路 方面，新长铁路、宁启铁路穿境而过，境内主要的客站有：南通站，如皋 站和海安县站。南通站现已融入国家铁路网，从南通可以到达全国各地， 海安县站为江苏省除徐州外的最大的二级编组站。另外沪通铁路大桥正在 规划建设中，建成之后

24、南通站将成为华东地区的枢纽站。南通东站已开通 货运。 南通东抵黄海，南望长江，境内河流纵横交错，水路运输十分方 便，其中，以如皋地区的焦港运河最具代表性。南通港是中国十大港口之 一，也是长江水系江河运输直达中转的枢纽 ，年吞吐量达 1.85 亿吨！其 中金属矿石、煤炭、石油及制品为南通港的支柱货物。 2.5 技术优势 在南通周边有好几家知名的钢铁企业，如常州的中天特钢、张家港的 沙钢集团和世界领先的上海宝钢，这些企业的存在可以为新钢铁厂提供相 重庆科技学院本科生毕业论文 关的技术支持，各企业之间的合作与竞争也会推动本厂更好更快的发展！ 2.6 产品市场 近年来，南通的造船、汽车制造、铁路建设、

25、房地产开发等相关产业 的大力发展，对钢材的需求量正逐年增加，而目前南通却没有自己的大型 钢铁厂，所需钢材大部分从上海、常州等地区进口。为给南通未来的发展 提供充足的优质钢材，在该地修建新的钢铁厂是十分必要的。若该厂建成， 以南通方便的海陆交通运输条件，产品很方便被运输到世界各地，这对企 业的成长有着很大的帮助。 产品大纲 7 3 产品大纲 3.1 产品大纲及产品结构 目前，钢铁行业竞争激烈，我国现在只是钢铁大国还不是钢铁强国， 所冶炼的产品大多只是在国内销售，相当一部分高科技特种钢材还需要从 海外进口。一个钢铁企业要想走出国门，跻身世界先进行列，只有冶炼出 科技含量高的产品才能在日益激烈的竞争

26、中保持优势。考虑各种因素，本 厂只要的冶炼产品为：造船钢板、钢筋钢和轴承钢。 造船钢板是指用造船专用的结构钢，用于制造船舶的船体结构的薄钢 板和厚钢板。造船用结构钢包括碳素钢和低合金钢，钢号的末尾标有 C（船） 。碳钢素有 2C、3C、4C 和 5C，低合金钢有 12MnC、16MnC、15MnTiC、14MnVTiReC 等钢种。厚度为 2.550 毫米。 表 3-1 造船钢板钢种 化学成分（质量分数）/%钢 种 牌号 C Mn Si P S Al Nb V 造 船 钢 板 AH36 0.1 8 0.70 1.6 0 0.10 0.5 0 0.0 4 0.0 4 0.01 5 0.015 0

27、.05 0 0.030 0.10 0 钢筋钢也称混凝土结构用钢，是工程结构的主要材料之一。钢筋钢必 重庆科技学院本科生毕业论文 8 须具有塑性、焊接性、成分均匀性和与混凝土的粘结性。钢筋钢是钢铁市 场中最常见、最普通的产品，每一个地区的发展都需要它，所以，钢筋钢 有着良好的市场需求量。 表 3-2 易切削钢钢种 化学成分（质量分数）/% 钢种 牌号 C Si Mn P S 钢筋钢 Q235 0.18 0.25. 0.55 0.045 0.050 滚动轴承钢主要用来制造各种机械上的滚动轴承件，如滚珠、滚柱、 滚针、内外套圈等；也有少量用于制造油泵、油嘴及其他工具、模具等。 轴承钢要具有以下要求：

28、高疲劳强度，尤其是抗接触疲劳强度、高的耐 磨性和弹性极限、一定的冲击性；高而均匀的硬度，良好的尺寸稳定性 和一定的耐腐蚀性。目前用量最多的是 GCr15，国外相应的牌号：美国为 AISIE52100、日本 JISSUJ2、德国 DIN100Cr6 表 3-3 轴承钢钢种 化学成分（质量分数）/% 钢种 牌号 C Mn Si P S Ni Cu Cr 轴承 钢 GCr15 0.95 1.0 0.25 0.4 0.15 0.3 0. 025 0. 025 0. 30 0. 25 1.40 1.6 产品大纲 9 转炉复合吹 炼 5 5 5 5 表 3-4 产品方案 钢 种 代表钢号 年产量/万 t

29、断面形状 断面尺寸 比例/% 造船用钢 AH36 120 板坯 200mm1500mm 37.5 钢筋钢 Q235 80 方坯 200mm200mm 25.0 轴承钢 GCr15 120 方坯 200mm200mm 37.5 总计 320 - - 100 3.2 工艺流程： 高炉 混铁炉 铁水预处理 铁水预处 渣洗 LF 炉精炼 RH（或 VD）真空 处理 3.2.1 铁水供应方式 高炉铁水直接热装入转炉时有混铁炉和混铁车两种方式：高炉铁水 连铸连轧 图 3-1 工艺流程图 重庆科技学院本科生毕业论文 10 罐混铁炉铁水罐称量转炉和高炉混铁车混铁罐称量转炉。 高炉的大型化和炼铁操作的精确化，高

30、炉铁水成分波动小，又因转炉的大 型化，混铁炉的混合作用已不明显，因此，混铁车在大中型转炉车间已被 广泛使用。所以，本设计选择混铁车。 3.2.2 铁水预处理 铁水预处理指铁水兑入到炼钢炉之前所进行的去除铁水中杂质元素或 回收铁水中有价值元素的一种针对铁水的处理方法。包括对铁水所进行的 铁水脱硫、脱磷和脱硅即铁水的“三脱”处理。 本工艺中，采用石灰粉进行脱硫、磷和硅，主要成分为 CaO，它具有 资源丰富，价格便宜的特点，在成本方面具有很大的优势。 3.2.3 转炉复合吹炼 本设计中采用顶底复吹转炉。 顶底复吹转炉相对于顶吹转炉而言有着很大的突出优点，例如：冶金 效果良好，碳氧反应更接近平衡，冶炼

31、低碳钢时可避免钢水的过度氧化， 脱磷、脱硫能力优良，终点残锰量高，石灰单耗低，渣量少，铁水收得率 高，吹炼平稳和喷溅少等优势。 3.2.4 炉外精炼 随着现代科学技术的发展和农工业对钢材质量要求的提高，钢厂需要 采用炉外精炼工艺来提高产品的质量。炉外精炼是一项提高产品质量，降 低成本的先进技术，是一个现代化钢铁企业必须掌握的重要技术。钢水炉 外精炼包括在钢水包中对钢水进行调整温度、成分、去气、去夹杂及去除 有害元素的操作和处理，以达到钢水洁净，成分和温度均匀与稳定的目的。 产品大纲 11 本设计中，炉外精炼需进行渣洗、LF 炉精炼、RH（或 VD）真空处理 等步骤。 3.2.5 连续铸钢 连铸

32、的现代冶金过程中具有无可替代的地位，它的出现，使工序简化， 流程苏段，金属收得率得到大大提高，能耗大幅降低。生产过程机械化， 自动化程度高，提高了产量，扩大了品种。目前，多点弯矫的连铸机是发 展的主流，板坯、薄板坯、矩形坯和方坯是主要的连铸板坯。本设计中采 用的是多点弯矫的连铸机，产品的形状有板坯和方坯。 3.3 技术可行性 为了生产高附加值的钢材产品，必须对工艺技术进行优化，每个生产 阶段都必须严格要求，确保每个环节认真落实。本设计结合市场、地理和 技术等方面的综合考量，所选择的生产工艺均复合要求。采用优质铁水， 铁水预处理，转炉少渣冶炼，钢水多功能炉外精炼，钢水全过程保护浇铸 等工艺操作，

33、是完全能够生产本大纲中的产品的。但是需要特别重视的是： 人才的培养才和新技术的创新是提高企业竞争力的关键。 3.4 产量计算 3.4.1 转炉容量与吹炼制度 转炉容量 转炉在一个炉役期内，由于炉衬受侵蚀而逐渐减薄，炉容量随之增大， 因此，需要一个统一的衡量标准，叫做公称容量。我国转炉公称容量一般 用一个炉役期内的平均炉产钢水量来表示。新建转炉公称容量按表 3-1 的 重庆科技学院本科生毕业论文 12 系列选定。 表 3-1 转炉公称容量系列（单位：t） 转炉 公称 容量 20（ 15） 30 50 100 120 150 200 250 300 最大 出钢 量 30（ 20） 36 60 12

34、0 150 180 220 275 320 钢包 容量 30 （20 ） 40 60 120 150 180 220 275 320 浇注 吊车 起重 量 63 （16 ） 63/1 6 80/2 0 100/ 32 180/ 63/2 0 225/ 63/2 0 280/ 80/2 0 360/ 100/ 20 450/ 100/ 20 由表 3-1 可知：本设计中是 150t 转炉，则最大出钢量为 180t，钢包 容量为 180t。 吹炼制度 转炉座数的确定与采用的吹炼制度有关，即采用“三吹二”制或“二 吹一”制。所谓“三吹二” ，就是保持二个转炉生产，一个转炉处于修炉 或待用状态；“二吹

35、一”即一个转炉生产，另一个转炉处于修炉或待用状 态。 产品大纲 13 由于炉衬材质的改进和溅渣护炉技术的采用，炉龄大幅度提高，生产 实践中，往往采用“二吹二”或“三吹三”模式，而本设计是针对 3150t 转炉，选择“三吹二”制。 3.4.2 计算年出钢炉数 每一座吹炼转炉的年出钢炉数 N 为： （3-1）11236540T 式中 T 1每炉钢的平均冶炼时间，min； T2一年有效作业天数，d； 1440一天的日历天数，min； 365一年的日历天数，d； 转炉的作业率，%，若转炉与模铸或与部分连铸配合时，一 般取 =82%85%，若全连铸则取 =75%80%。本车间采用全连铸设计 作业率为 7

36、5%。 表 3-2 氧气转炉平均冶炼时间 公称容量/t 15 30 50 1001 20 150 200 250 300 平均供氧时间 /min 12 14 14 15 15 16 1618 18 19 19 20 20 21 21 22 平均冶炼时间 /min 25 28 28 30 30 33 3336 36 38 38 40 40 42 42 45 由上式可知，本设计是 150t 转炉，则平均供氧时间选 18min，平均冶 重庆科技学院本科生毕业论文 14 炼时间选 37min，则每座转炉年出钢炉数： （3- 2） 3.4.3 计算年产钢量 本课题采用 3 座 150t 转炉，实行三吹二

37、制度。根据公式 （3-3）nNqW 吨319620510642 式中 W车间产钢水量，t； n车间经常吹炼炉座数； N每一座吹炼炉的年出钢炉数； q转炉公称容量，t。 炉1065437%65140N 产品大纲 15 重庆科技学院本科生毕业论文 16 4 铁水供应方式与铁水预处理方案 4.1 铁水的供应 高炉铁水直接热装入转炉时有混铁炉和混铁车两种方式。本设计选择 的是：高炉铁水罐混铁车铁水罐称量炉外处理转炉。 混铁车（又称鱼雷罐车） ，由罐车支承、倾动机构和车体等部分组成， 其形状可保证有较小的热损失，如图 4-1 所示。由于混铁车的倾动机构可 使炉身转动向外倒铁，因此，不需要建设专门的厂房，

38、只需在主厂房内流 出必要的倒铁水的位置，这就节约了厂房建设的成本。 图 4-1 混铁车示意图 混铁车的容量根据转炉的容量而定，一般为转炉容量的整数倍，并与 高炉出铁量相适应，选择标准系列.转炉炼钢车间所需混铁车台数 N（台） 计算式如下： 2maxNQncP （4-1） 式中 P max高炉铁水最高日产量，t/d； 铁水供应方式与铁水预处理方案 17 P2钢锭模车间所需铁水量。t/d； N2钢锭模车间所需混铁车台数； Q混铁车容量，t； n混铁车装满系数，可取 0.9； c混铁车日周转次数，一般取 23 次/d； 混铁车作业率，约取 0.75 带入数据得： 175.0.69.0314N 4.2

39、 铁水预处理 铁水预处理是指铁水在兑入炼钢炉合资前，为去除或提取出某种成分 而进行的处理过程. 包括对铁水所进行的铁水脱硫、脱磷和脱硅铁水 的“三脱”处理。铁水进行三脱可以改善炼钢汉族原料的状况，实现少渣 或无渣操作，简化红钻路炼钢操作工艺，经济有效地生产低 P、S 优质钢， 提高自动化水平。 4.2.1 铁水炉外脱硫 铁水炉外脱硫，是近些年钢铁生产流程中革命性的变革之一，铁水预 脱硫主要有搅拌法和喷吹法。本设计选用搅拌法脱硫，搅拌法无论是脱硫 剂在铁水旋窝中下降还是在铁水中上浮，都可以与铁水发生反应，因而脱 硫剂的利用率高、稳定性好、脱硫周期短。不足之处是，设备复杂，一次 投资大，脱硫铁水温

40、降较大。搅拌法主要有 KR 法、DO 法、RS 法和 NP 法， 本设计采用 KR 法。 重庆科技学院本科生毕业论文 18 4.2.2 KR 搅拌法脱硫工艺 KR法是一种机械搅拌法，是将耐火材料制成的搅拌器插入铁水罐液面 下一定深处，并使之旋转。搅拌器的转数一般为90120r/min，搅动功率 为1.01.5kW/t。当搅拌器旋转时，铁水液面形成“V”形漩涡，如图2所 示。在搅动11.5min后，开始加入脱硫剂。脱硫剂微粒在桨叶端部区域内 由于湍动而分散，并沿着半径方向被外推，随着铁水流的循环一部分向下 循环，另一部分向上循环，随后悬浮，绕轴心旋转和上浮于贴水中。然后 又被桨叶从上下两个方向“

41、吸入” ，随后又沿半径方向被“吐出” 。因此， 脱硫剂在桨叶旋转的机械搅动作用下被卷入铁水中，并在与铁水的充分接 触、混合和搅动中进行着脱硫反应。搅动器开动时，在液面上看不到脱硫 剂，当搅动1015min停止搅动。将生成的浮到铁水面上的干稠状渣扒除后 即达到脱硫的目的。 图4-2 铁水罐KR法脱硫的流场示意图 4.2.3 脱硫剂的选择 选择脱硫剂主要从脱硫能力、成本、资源、环保、对耐火材料的侵蚀 程度、形成硫化物的形状、对操作影响以及安全等因素综合考虑而确定的。 目前，使用的脱硫剂主要有：电石粉、石灰粉、石灰石粉、金属镁和镁基 材料、苏打灰等。本设计采用石灰石粉做脱硫剂，其特点是：石灰石分解

42、铁水供应方式与铁水预处理方案 19 排出的 CO2强烈搅动铁水，有利于脱硫反应；同时 CaCO3在铁水深处分解 时能生成极细 的石灰粉粒，具有很高的活度，可以提高脱硫效率；使用 石灰石脱硫不会过分降温；最重要的是石灰石资源丰富，价格便宜。 4.3 铁水炉外脱磷、脱硅 磷是钢中的有害元素，它显著降低钢的低温冲击韧性。脱磷是在钢铁 冶炼中的重要操作，在炉外精炼中脱磷也是必不可少的。贴水预脱磷与炉 内脱磷的原理相同，即在低温、高氧化、高碱度熔渣条件下脱磷。与钢水 相比，铁水预脱磷具有低温、经济合理的优点。全量铁水预处理可以明显 地降低转炉、精炼的负担，提高冶炼速度，成分控制命中率达到 100%，扩

43、大钢的品种，大幅提高钢质量。 而铁水脱硅技术是基于铁水脱磷发展起来的。铁水中硅与氧的亲和力 大于与磷的亲和力，当加入氧化剂脱磷时，硅先于磷氧化，形成 SiO2大大 降低渣的碱度，所以，脱磷前必须线脱硅。 铁水脱磷方法以前有在铁水罐中喷射脱硫剂并吹氧脱磷，也有在鱼雷 罐车中喷射脱磷剂并吹氧脱磷，目前铁水脱磷主要在转炉中进行操作。 用转炉进行铁水脱磷、脱硅预处理，有利于实现全量（100%）铁水预 处理，此方法具有以下特点： 与喷吹法相比，放宽对铁水硅含量的要求 控制中等碱度渣（R=2.53.0） ，可得到良好的脱磷效果 Wp0.015%。 严格控制处理温度，目标温度 1320左右，加入轻、薄废钢避免熔 池文对于升高，保证脱磷，抑制脱碳。 重庆科技学院本科生毕业论文 20 增强熔池搅拌强度和弱供氧制度，顶吹供氧强度是一般转炉供氧迁 都的一半，适当增加底吹供气强度，避免喷溅。 减少渣量，缩短冶炼时间，加快生产节奏，炉龄提高。 4.4 工艺流程 本工艺流程为：铁水罐铁水脱硫前扒渣测温取样加入脱硫剂 机械搅拌脱硫测温取样铁水脱硫后扒渣转炉脱磷、脱硅。