PAGEPAGE75設(shè)計題目：設(shè)計一座2×220噸的轉(zhuǎn)爐煉鋼車間產(chǎn)品自定學(xué)生姓名：學(xué)號：專業(yè)班級：學(xué)部：指導(dǎo)教師：年月日摘要本設(shè)計題目為設(shè)計一座2×220t的氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間。本說明書是在廣泛參考相關(guān)專業(yè)書籍的基礎(chǔ)上結(jié)合.實習(xí)經(jīng)歷對專業(yè)知識的綜合運用。該車間主要設(shè)備為兩座公稱容量為220t的氧氣頂?shù)讖?fù)合吹轉(zhuǎn)爐，兩座LF爐，兩座RH爐和一座鐵水預(yù)脫硫站。該設(shè)計對轉(zhuǎn)爐以及與轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)相協(xié)調(diào)的一些輔助系統(tǒng)的設(shè)計方案進行了比較和確定，且均達到了國內(nèi)外平均先進水平。這些系統(tǒng)包括鐵水供應(yīng)系統(tǒng)、廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)、散裝料供應(yīng)系統(tǒng)、鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、爐外精煉系統(tǒng)，澆注系統(tǒng)和爐渣處理系統(tǒng)等。同時，本設(shè)計還對各系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進行了計算。主要包括轉(zhuǎn)爐爐型計算、氧槍計算、煙氣凈化系統(tǒng)計算、車間設(shè)備的計算和各跨間跨度的計算。另外濺渣護爐、鐵水預(yù)處理、爐外精煉技術(shù)以及鋼液面的控制均采取了國際先進水平。本設(shè)計得到氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間設(shè)計說明書一份，車間平面工藝布置圖、縱剖面圖、橫剖面圖各一張，為轉(zhuǎn)爐車間詳細的工藝設(shè)計提供了重要的依據(jù)。關(guān)鍵字：轉(zhuǎn)爐；設(shè)計；爐外精煉；鐵水預(yù)處理ABSTRACTThedesignofthesubjectforthedesignofa2×220tBOFsteelmakingshop.ThespecificationinawiderangeofreferencebooksrelatedtoprofessionalbasedonthecombinationofTangshanIronandSteelPlateinternshipexperiencesoftheintegrateduseofexpertise.Themainequipmentoftheworkshopforthetwonominalcapacityof220tTopandBottomoftheoxygen-blownconverter,twoLFfurnace,RHtwopre-heatersandahotmetaldesulphurizationstations.Thedesignoftheconverter,aswellascoordinationwiththeconverterproductionofsomeofthedesignsupportsystemforthecomparisonandidentification,andhavereachedtheadvancedleveloftheaveragehomeandabroad.Thesesystemsincludethehotmetalsupplysystem,scrapsupplysystem,bulkmaterialsupplysystem,ferroalloysupplysystem,oxygensupplysystems,fluegaspurificationsystems,andsecondaryrefiningslaghandlingsystem.Atthesametime,thedesignofthesystemcalculatedtherelevantparameters.Mainlyincludetheconverterfurnace,theoxygenlance,thefluegaspurificationsystem,thecalculationofworkshopequipmentandthecalculationofcross-inter-span.Inaddition,slagsplashing,hotmetalpretreatment,secondaryrefiningtechnologies,aswellasthecontrolofsteelsurfaceweretakentotheinternationaladvancedlevel.Thedesignofoxygenconvertersteel-makingworkshop,adesignspecification,processplantlayoutplane,profilemap,acrosssectionofthemapfortheconverterdetailedprocessdesignworkshopprovidedanimportantbasis.Keywords:converter;design;secondaryrefining;hotmetalpretreatment目錄目錄TOC\o"1-3"\u前言 11.設(shè)計方案的選擇的選擇與確定 21.1車間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)的確定 21.1.1有關(guān)資料的選擇 21.1.2生產(chǎn)規(guī)模的確定 21.1.3產(chǎn)品方案 31.2車間各主要系統(tǒng)所用方案的比較及確定 31.2.1鐵水供應(yīng)系統(tǒng) 31.2.2廢鋼供應(yīng)系統(tǒng) 41.2.3散狀料供應(yīng)系統(tǒng) 51.2.4鐵合金供應(yīng)系統(tǒng) 71.2.5鐵水預(yù)處理系統(tǒng) 81.2.6煙氣凈化系統(tǒng) 91.2.7爐外精煉系統(tǒng) 171.2.8澆注系統(tǒng) 191.2.9爐渣處理系統(tǒng) 271.3車間主廠房工藝布置 281.3.1車間跨數(shù)的確定及各跨的工藝布置 281.3.1車間跨數(shù)的確定及各跨的工藝布置 282.設(shè)備計算 352.1轉(zhuǎn)爐計算 352.1.1爐型計算 352.1.2轉(zhuǎn)爐傾動力矩計算及電機功率確定 392.2.氧槍設(shè)計 452.2.1噴頭設(shè)計 452.2.2槍身設(shè)計 462.3煙氣凈化回收系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計與計算 512.4.爐外精煉設(shè)備的選擇及主要參數(shù) 582.4.1主要設(shè)計及其特點 582.4.2主要工藝設(shè)備技術(shù)性能 593.車間計算 683.1原材料供應(yīng)系統(tǒng) 683.1.1鐵水供應(yīng)系統(tǒng) 683.1.2廢鋼廠及廢鋼斗計算 683.1.3散裝料供應(yīng)系統(tǒng) 703.1.4合金料供應(yīng)系統(tǒng) 713.2澆鑄系統(tǒng)設(shè)備計算 713.2.1盛鋼桶及盛鋼桶車 723.2.2連鑄機 743.2.3中間包的主要參數(shù)確定 823.3渣罐的確定 833.4車廠房主要尺寸的確定 843.4.1爐子跨主要尺寸的確定 843.4.2加料跨主要尺寸的確定 883.4.3精煉跨 893.4.4澆鑄跨的標(biāo)高、跨度和長度的確定 893.5天車 914新技術(shù)使用與說明 934.1頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù) 934.2濺渣護爐技術(shù) 944.3轉(zhuǎn)爐煤氣全干法靜電除塵技術(shù) 95參考文獻 97謝辭 98引言前言材料技術(shù)、能源技術(shù)和信息技術(shù)是構(gòu)成人類現(xiàn)代文明的三大支柱。材料是人類社會發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)。鋼鐵產(chǎn)品作為國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)原材料，是當(dāng)今世界各國追求工業(yè)文明和提高經(jīng)濟實力的重要標(biāo)志之一。鋼鐵是用途廣泛的金屬材料，人類使用的金屬中，鋼鐵占90％以上。人們生活離不開鋼鐵，人們從事生產(chǎn)或其他活動所用的工具和設(shè)施也都要使用鋼鐵。鋼鐵產(chǎn)量往往是衡量一個國家工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，鋼鐵的質(zhì)量和品種對國民經(jīng)濟的其他工業(yè)部門產(chǎn)品的質(zhì)量，都有著極大地影響。從金融危機之后，10年以后，2011年、2012年初期，中國鋼鐵呈現(xiàn)了三個特點：第一個是鋼鐵行業(yè)已進入微利周期，去年的百元銷售收入不足3%，今年一季度比去年還低，也不超過三。當(dāng)然這里面由于品種、企業(yè)不一樣，由于企業(yè)養(yǎng)人的多少，各自可能不太一樣。但總的來說，鋼鐵行業(yè)進入了微利時期。第二個是固定資產(chǎn)投資雖然投資量很大，但是增速已經(jīng)降下來了。在高能耗行業(yè)，鋼鐵行業(yè)是去年唯一一個一位數(shù)的增長。今年一到四月份有所提高，增長了13%左右。但是在我們原材料司分管的鋼鐵、有色、建材和石化行業(yè)里面，它增速也是最低的。并且我們對一到四月份進行了分析，煉鋼和煉鐵的投資增長還是比較高，但是軋鋼的投資是一個負增長，這個我們分析主要是現(xiàn)在國家要求淘汰落后，所以大家可能關(guān)小高爐上大高爐，這個也有一些。第三個是鋼鐵行業(yè)企業(yè)之間的生產(chǎn)業(yè)績拉開了很大差距。2011年我國大中型鋼鐵企業(yè)實現(xiàn)利潤實現(xiàn)900億，其中前20名占了83%，寶鋼就占了26%，這樣實際上優(yōu)強企業(yè)，以寶鋼為代表的，這個還是有一定利潤的，但是有不少企業(yè)都在微利和盈虧平衡線上下波動。所以，我們現(xiàn)在就是要保證政策的連續(xù)性和穩(wěn)定性，創(chuàng)造有利于鋼鐵工業(yè)市場調(diào)節(jié)環(huán)境。771.設(shè)計方案的選擇的選擇與確定1.1車間生產(chǎn)規(guī)模、轉(zhuǎn)爐容量及座數(shù)的確定1.1.1有關(guān)資料的選擇表1—1平均冶煉時間（min）轉(zhuǎn)爐兌鐵加廢吹氧測溫打出出鋼、堵出平均總時公稱容量水鋼取樣鋼口倒渣鋼口輔助間220t41.51421.54.51.5232爐齡取8000爐爐子作業(yè)率85%作業(yè)天數(shù)310天板坯收得率96%1.1.2生產(chǎn)規(guī)模的確定每天出鋼爐數(shù)（24×60）÷32＝45爐役天數(shù)8000÷45＝177.7修爐時間10天每爐年修次數(shù)310÷﹙177.7＋10﹚＝1.65次每個爐子年修爐天數(shù)10×1.65＝16.5天冶煉比﹙310－16.5﹚÷310＝0.947一座年出鋼爐數(shù)﹙310×24×60÷32﹚×0.947＝13210.65爐／年選轉(zhuǎn)爐公稱容量220t，2座，轉(zhuǎn)爐的冶煉比為0.947即2吹為1.894實際出鋼量220÷96%×13210.65=303萬噸303×2=606萬噸1.1.3產(chǎn)品方案生產(chǎn)鋼種主要有優(yōu)質(zhì)碳素鋼、管線鋼、冷軋用鋼、硅鋼等。主要用于汽車板、焊管、鋼結(jié)構(gòu)、冷軋、機械加工、等領(lǐng)域。表1—2產(chǎn)品方案表鋼種鋼號年產(chǎn)/104t斷面形狀斷面尺寸/mm×mm比例優(yōu)質(zhì)碳素鋼45200矩形220×160050%碳素工具鋼T10120矩形220×160020%T8Mn110矩形220×1600碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235120矩形220×160030%1.2車間各主要系統(tǒng)所用方案的比較及確定1.2.1鐵水供應(yīng)系統(tǒng)鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中鐵水從高爐直接裝入轉(zhuǎn)爐一共有三種方式﹙1﹚混鐵爐方式：其流程為高爐→鐵水罐→混鐵爐→鐵水灌→預(yù)處理→稱量→轉(zhuǎn)爐采用混鐵爐供應(yīng)鐵水，對高爐與轉(zhuǎn)爐之間的調(diào)節(jié)和供應(yīng)鐵水有利，鐵水成分和溫度比較均勻穩(wěn)定，有利于生產(chǎn)組織，穩(wěn)定轉(zhuǎn)爐操作。但它比混鐵車多倒一次鐵水，且占地較大投資較多，污染環(huán)境嚴重且耗能，適用于中型轉(zhuǎn)爐。﹙2﹚鐵水罐（一包到底）方式：其流程為高爐→鐵水罐→鐵水預(yù)處理→稱量→轉(zhuǎn)爐此種方式供應(yīng)的鐵水，此方式供應(yīng)鐵水倒包次數(shù)少，有利于前期扒渣和鐵水的預(yù)處理，不過此方式溫降大，且不利于鐵水成分的穩(wěn)定。﹙3﹚混鐵車方式:其流程為高爐→混鐵車→鐵水罐→預(yù)處理→稱量→轉(zhuǎn)爐混鐵車又叫魚雷罐車，此方案適應(yīng)于遠距離運輸鐵水，其運輸過程中熱損失小，鐵水溫度能夠保證。但一次性投資較大，運送混鐵車的鐵軌曲率半徑及坡度不宜過大，混鐵車在軌道上要求有較多的存放面積。本設(shè)計采用鐵水罐供應(yīng)鐵水。因為設(shè)計的車間為大型車間，隨著高爐轉(zhuǎn)爐大型化，鐵水包散熱已經(jīng)不成為主要矛盾，采用“一包到底”的技術(shù)，此技術(shù)倒包次數(shù)少，有利于扒渣級前期預(yù)處理。1.2.2廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)廢鋼作為轉(zhuǎn)爐吹煉過程的冷卻劑加入爐內(nèi)。目前國內(nèi)各轉(zhuǎn)爐廠廢鋼間的布置方式有：﹙1﹚設(shè)置單獨的廢鋼間:用火車或汽車向料坑或料倉卸入本廠或外來之廢鋼，按照輕重類型不同分類堆放，用磁盤吊車或大鉗向廢鋼料斗裝入廢鋼，然后用熱力或電力料斗平車運送廢鋼料斗到加料跨。﹙2﹚和裝料跨相端連在其一端設(shè)廢鋼間：廢鋼間和加料跨的起重機軌道線在一水平線上，設(shè)雙起重機。其流程為:火車或汽車→料坑→磁盤或大鉗吊車→廢鋼槽→稱量→廢鋼加料天車→轉(zhuǎn)爐。本設(shè)計采用第一種廢鋼間布置方式，可以保證廢鋼供應(yīng)，且使車間清潔，改善勞動條件。1.2.3散狀料供應(yīng)系統(tǒng)散狀料供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場、地面料倉、由地面料倉向主廠房的運輸提升設(shè)施、高位料倉，給料及稱重裝置和加料設(shè)施等。散裝料的供應(yīng)要求迅速、準(zhǔn)確、連續(xù)、及時。1﹚散裝料堆場根據(jù)外部供料條件及企業(yè)的總圖布置通常有三種布置方式：﹙1)轉(zhuǎn)爐車間設(shè)立單獨的散狀料堆場一般要求盡量靠近轉(zhuǎn)爐，以便實現(xiàn)“貯用合一”，從而減少原料的倒運和損耗，同時還可以減少地面料倉的容積，甚至將料場與料倉合并從而降低投資和成本。通常適應(yīng)于大型轉(zhuǎn)爐車間。﹙2）轉(zhuǎn)爐車間的原料場與煉鐵車間的原料場合并與煉鐵車間的原料場相比，轉(zhuǎn)爐車間的原料場小的多，二者合并可利用煉鐵原料場的卸車、貯存及加工設(shè)施，從而不過分增加負擔(dān)。﹙3）轉(zhuǎn)爐車間與石灰窯合用料場石灰窯一般靠近轉(zhuǎn)爐車間，石灰用量大而礦石、螢石等用量少，合用料場可統(tǒng)一解決各種原料的裝卸、貯存和加工問題。本設(shè)計采用第一種方案，一方面鑒于本廠距離高爐車間較遠，且與石灰窯合用料場不方便，另一方面所需散裝料也相對較多，故采用第一種方案，以便簡單調(diào)度原料供應(yīng)設(shè)施。2﹚地面料倉貯存和轉(zhuǎn)運散狀料，貯存可使用若干天的散狀料（一般3～10天），以消除來料時間波動對轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的影響。地面料倉分為地上式、地下式、半地上半地下式。由于地下式有利于底開車或翻斗汽車直接把料卸入料倉，卸車較方便，故本設(shè)計采用地下式。從地面料倉向爐上料倉供料此種供料方式有四種：﹙1﹚全皮帶運輸運輸能力大，供料過程連續(xù)，安全可靠，有利于實現(xiàn)自動化操作，原料破損少，利于自動化。適用于大中型轉(zhuǎn)爐車間和總圖布置不受限制的車間。﹙2﹚斜橋料車—皮帶運輸將垂直提升方式與皮帶運輸結(jié)合起來，減少了占地面積及投資，但供料不連續(xù)，且易粉碎、可靠性差。一般只適用于總圖布置受限制的情況。﹙3﹚翻斗提升機—皮帶運輸以翻斗提升機代替斜橋料車與皮帶運輸結(jié)合起來，其缺點與斜橋料車—皮帶運輸類似。﹙4﹚皮帶（或垂直提升機）—振動管運輸方式其優(yōu)點是占空間小，運輸可靠，密封性好，灰塵少。缺點是振動管維修量大，石灰粉較多，且要考慮振動對廠房結(jié)構(gòu)的影響。鑒于全皮帶運輸方式結(jié)構(gòu)簡單，運輸量大，有利于自動化控制且原料破損少等優(yōu)點，本廠采用全皮帶運輸方式。3﹚高位料倉設(shè)置高位料倉的作用是臨時貯料，保證轉(zhuǎn)爐的重力供料既及時又可靠，保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。使之不因加散狀料而影響轉(zhuǎn)爐的正常冶煉。按布置分有三種：﹙1﹚共享料倉：優(yōu)點是料倉數(shù)目少，停爐后能處理料倉中剩余的石灰；缺點是稱量及下部給料器的作業(yè)率太高，出現(xiàn)臨時故障會使轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)受影響。﹙2﹚部分共享料倉：料倉數(shù)目增加基本可消除下部給料器作業(yè)負荷過高的缺點，且轉(zhuǎn)爐兩側(cè)加料能保證成渣塊，改善對爐襯侵蝕的不均勻性，但設(shè)計時應(yīng)力求做到爐料應(yīng)落在中心部位上。﹙3﹚獨用料倉:優(yōu)點是使用的可靠性較大，缺點是停爐后料倉剩余石灰不好處理。本設(shè)計為大型轉(zhuǎn)爐車間，為保證轉(zhuǎn)爐正常冶煉采用獨用料倉，以保證供料可靠。4﹚給料稱量及加料設(shè)備保證散裝料分批定量且按順序向轉(zhuǎn)爐加料。有兩種稱量方式：﹙1﹚集中稱量：幾個料倉共用一個稱量漏斗，各種料迭加稱量。特點：設(shè)備少，布置緊湊，中、小型轉(zhuǎn)爐使用較多.﹙2﹚分散稱量：每個料倉配一個稱量漏斗，各種料單獨稱量。特點：稱量準(zhǔn)確性髙，便于操作和控制，特別對于臨時補加料較為方便。大、中型轉(zhuǎn)爐采用較多。本設(shè)計為220噸轉(zhuǎn)爐，采用電磁振動給料器向稱量漏斗給料，利用分散稱量方式把料加入?yún)R總漏斗，再由旋轉(zhuǎn)溜槽從轉(zhuǎn)爐兩側(cè)加入。因為匯總漏斗可縮短加料時間并適應(yīng)轉(zhuǎn)爐吹煉時間短和批料加入的間隔短的特點，且電磁振動給料器可比較準(zhǔn)確的給料。1.2.4鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)鐵合金的供應(yīng)由鐵合金貯料間、車間鐵合金料倉、溜槽、稱量、輸送設(shè)施和向鋼包加料設(shè)施等幾部分組成。在鐵合金間貯存、烘烤及加工成合格塊度，由鐵合金間運入轉(zhuǎn)爐車間，鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)有三種方式：﹙1﹚對于用量不大的小型轉(zhuǎn)爐車間，一般是把自卸式料罐用汽車或火車運到轉(zhuǎn)爐跨間。再用吊車卸入車間鐵合金料倉，需要時經(jīng)稱量后用鐵合金料車經(jīng)溜槽卸入鋼包。﹙2﹚中型轉(zhuǎn)爐一般采用單斗提升機將鐵合金提升到設(shè)在轉(zhuǎn)爐跨間的鐵合金料倉上方，再用皮帶機輸送卸入料倉暫存，需要加鐵合金時，經(jīng)稱量后通過加料小車或溜槽卸入鋼包內(nèi)。﹙3﹚大型轉(zhuǎn)爐車間采用類似于散狀料系統(tǒng)的全皮帶（或斗式提升）供料系統(tǒng)。其特點是可靠，運送量大，機械化程度高等，適用于鐵合金品種多、用量大的大型車間。本設(shè)計屬于大型轉(zhuǎn)爐車間，采用第三種方式，以便于控制轉(zhuǎn)爐原料的供給及車間調(diào)度，使冶煉連續(xù)。1.2.5鐵水預(yù)處理系統(tǒng)采用鐵水預(yù)處理工藝，是現(xiàn)代化煉鋼廠的重要標(biāo)志?？杀ＷC轉(zhuǎn)爐擴大品種，穩(wěn)定生產(chǎn)，提高鋼質(zhì)量，改善經(jīng)濟指標(biāo)，實現(xiàn)少渣煉鋼，提高生產(chǎn)率，實現(xiàn)自動化。1﹚鐵水預(yù)處理的分類和選擇：鐵水預(yù)處理可歸納為單一脫硫和三脫(即脫硅、脫磷、脫硫）兩大類型。﹙1﹚脫硫劑的選擇:目前較為普遍應(yīng)用的脫硫劑有：蘇打、碳化鈣、鎂基、石灰粉等，一般輕脫硫采用石灰粉（[S]〈0.03﹪)，深脫硫采用碳化鈣或鎂基（[S]〈0.01﹪)，蘇打因為利用率低，勞動條件差，現(xiàn)已基本不用。﹙2﹚脫硫方法的選擇：到目前為止，脫硫的方法有很多種，主要應(yīng)用的有攪拌法、噴吹法(不含鎂基)、噴鎂法三種。其比較如下：

表1—3脫硫的方法方法脫硫效率適用特點攪拌法70—90﹪[S]≤0.005—0.002超低硫鋼用鐵水投資小，上馬快，操作方便，鐵水溫降小，鐵水有噴濺噴吹法80﹠以上[S]≤0.01—0.02低硫鋼用鐵水脫硫能力強，渣量小，時間短，鐵損少，煙氣污染大，價格昂貴，技術(shù)復(fù)雜噴鎂法90﹪以上[S]≤0.005—0.001超低硫鋼用鐵水三脫(即脫硅、脫磷、脫硫)，其流程為：高爐出鐵廠脫硅→鐵水罐→前扒渣→鐵水預(yù)處理(即脫硅、脫磷、脫硫)→后扒渣→稱量→轉(zhuǎn)爐本設(shè)計采用三脫鐵水預(yù)處理方式，因為此方式有利于少渣冶煉，有利于提高金屬收得率，在資源日益緊缺的今天，采用此方式顯得尤為重要。1.2.6煙氣凈化系統(tǒng)1﹚.轉(zhuǎn)爐煙氣凈化處理方法﹙1）按吸入的氣量多少主要分兩類：燃燒法：將含有大量CO的爐氣在出爐口進入除塵系統(tǒng)時與大量空氣混合使之完全燃燒。燃燒后的煙氣經(jīng)過冷卻和除塵后排放到大氣中去。燃燒法由于未能回收煤氣，吸入大量空氣后，使煙氣量比爐氣量增大幾倍，從而使凈化系統(tǒng)龐大，建設(shè)投資和運轉(zhuǎn)費用增加，煙塵的粒度細小，煙氣凈化效率低。因此，國內(nèi)新建大中型轉(zhuǎn)爐一般不采用燃燒法除塵。但是燃燒法操作簡便，系統(tǒng)運行安全，對于不回收煤氣的小型轉(zhuǎn)爐仍可采用。未燃法：爐氣出爐口后，通過降下活動煙罩縮小煙罩與爐口之間的縫隙，并采取其它措施控制系統(tǒng)吸入少量空氣(α＝0.08～0.1)；使?fàn)t氣中的CO只有少量(約8～10％)燃燒成CO2，而絕大部分不燃燒，煙氣成分主要是CO，然后經(jīng)冷卻和除塵后將煤氣回收利用。未燃法具有能夠回收煤氣，煙氣量小，因而設(shè)備體積小，煙塵粒度較大，除塵效率高的優(yōu)點，所以目前國內(nèi)外采用未燃法除塵的甚多。但是，未燃法煙氣是一種CO含量很高的可燃性氣體，要求整個除塵系統(tǒng)必須嚴密，防止爆炸和系統(tǒng)漏氣引起煤氣中毒。﹙2﹚在操作工藝上分為全濕法、干濕結(jié)合法或全干法三種形式。全濕法：煙氣進入一級凈化設(shè)備立即與水相遇，叫全濕法除塵系統(tǒng)。全濕法除塵系統(tǒng)有雙塔－文式，兩極文氏管。雖然型式不同，但整個除塵系統(tǒng)中，都是采用噴水的方式來達到煙氣降溫和除塵的目的。除塵效率與文氏管的用水量有關(guān)。這種系統(tǒng)耗水量大，且需要有處理大量泥漿的設(shè)備。干濕結(jié)合法：煙氣進入次級凈化設(shè)備才與水相遇。叫做干濕結(jié)合法(或半干半濕法)除塵系統(tǒng)。前者采用旋風(fēng)除塵器，后者采用文氏管除塵，這是部分小型轉(zhuǎn)爐曾用過的一種除塵方式，新建轉(zhuǎn)爐不采用。全干法：凈化過程中煙氣完全不與水相遇，叫全干法除塵系統(tǒng)。全干法除塵所得的煙塵是干灰，布袋除塵是全干法除塵。靜電除塵與顆粒層除塵分為干法與濕法兩種。用干法靜電除塵時，清除沉積板上的集塵，采用噴入少量的水，保持煙塵的濕潤，用機械震動的方法除去。而濕法除塵清除集塵，則用機械震動和用水沖洗相結(jié)合的方法。因此除塵后需要有污水處理設(shè)備。顆粒層除塵，顆粒層中的集塵用反吹風(fēng)的方法可以得到干灰，用水反沖洗集塵則得到的是濕泥。﹙3﹚按使用的主要設(shè)備又分為文氏管全濕法除塵系統(tǒng)、靜電除塵系統(tǒng)、平旋器除塵系統(tǒng)?？刂坡房凇獰熣珠g隙吸氣量的方法有三種：①氮幕法：此法的基本原理是在活動煙罩與爐口之間設(shè)置氮氣密封圈向外吹氮，將空氣與煙氣隔絕，此法在爐口基本上不吸入外界空氣，所以煙氣量少，回收系統(tǒng)容量小，設(shè)備費用低。但要消耗大量氮氣(僅爐口氮消耗15～20Nm3/噸鋼)。②爐口微壓差控制法：此法是通過降下活動煙罩，縮小煙罩與爐口之間的縫隙，并調(diào)節(jié)可調(diào)喉口文氏管的喉口流通面積來調(diào)節(jié)煙氣系統(tǒng)阻力，使煙罩內(nèi)外壓差為零或微正壓(一般為~10Pa)。從而控制α值，即控制系統(tǒng)吸入的空氣量。國內(nèi)轉(zhuǎn)爐基本上都是采用這種方法控制α值。③雙煙罩法:此法的優(yōu)點在于煙氣中一氧化碳含量較高，對爐口壓力的自動調(diào)節(jié)也不像單煙罩要求的高，車間的環(huán)境也有所改善，但由于設(shè)備耗電量、維護工作量都顯著增加，廠房高度也有所增加，故此法應(yīng)用不多。2﹚煙氣凈化系統(tǒng)煙氣凈化系統(tǒng)可概括為收集與輸導(dǎo)，降溫與凈化，抽引與放散三部分。﹙1﹚煙氣的收集煙罩：在未燃法煙氣凈化系統(tǒng)中，煙罩由固定煙罩和活動煙罩兩部分所組成，二者之間用水封連接。固定煙罩與煙道連接，而活動煙罩可以上下升降，其主要作用是使轉(zhuǎn)爐煙氣順利地進入煙罩，并能很好地控制吸入的空氣量，以提高回收煤氣的質(zhì)量?；顒訜熣职唇Y(jié)構(gòu)的不同有閉環(huán)式(如：OG法活動煙罩)和敞口式(如：微壓差控制法活動煙罩)之分。①閉環(huán)式活動單煙罩，這是在未燃法中目前采用較多的用于控制爐口CO燃燒的OG法，其特點是，煙罩下部裙罩口內(nèi)徑略大于水冷爐口外沿，縫隙的最小尺寸約為50mm左右。當(dāng)活動煙罩下降至最低位置，使煙罩下沿與爐口之間處于最小距離。以利于控制罩口微壓差，直至進而實現(xiàn)閉罩操作；同時也不致使?fàn)t口的少量粘鋼而焊住罩裙使其抬不起來。此類煙罩回收的煤氣CO含量高，并對實現(xiàn)自動連續(xù)定碳創(chuàng)造了有利條件。②敞口式活動單煙罩。下口為喇叭狀，其特點是能容納瞬時變化較大的爐氣量，使之不致外逸。由于煙罩較大，對于控制罩口吸入空氣量，需要設(shè)置較精確的微壓差自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，控制煙氣流量調(diào)節(jié)閥使煙罩內(nèi)外的壓力差為零或微正壓(一般為0～＋9.806Pa)，以提高煤氣質(zhì)量。敞口式活動單煙罩如圖5－4所示。其主要尺寸的確定如下：本設(shè)計中控制爐口—煙罩縫隙吸入空氣量采用爐口微壓差調(diào)節(jié)法，故在此選用敞口式活動單煙罩與之配合提高煤氣質(zhì)量。固定煙罩的冷卻有箱型水冷、排管水冷和汽化水冷等形式。本設(shè)計采用氣化冷卻固定煙罩，因耗水量?。ㄋ涞?∕30—1∕60）不易結(jié)垢，且使用壽命長，在生產(chǎn)中使用效果良好?；顒訜熣掷鋮s一般采用排管式或外淋式水冷。本設(shè)計采用矩形無縫鋼管拼焊水冷活動煙罩。﹙2﹚煙氣冷卻煙道的作用是將煙氣導(dǎo)入除塵系統(tǒng)，冷卻煙氣，回收余熱。煙道的冷卻形式有：水冷煙道、廢熱鍋爐和汽化冷卻煙道三種。①水冷煙道：耗水量大，余熱未被利用，易漏水，壽命低，現(xiàn)在很少采用。②廢熱鍋爐：適用于燃燒法，可充分利用煤氣的物理熱和化學(xué)熱生產(chǎn)蒸汽，出口煙氣溫度在300℃以下，其缺點是鍋爐設(shè)備復(fù)雜，體積龐大，不能回收轉(zhuǎn)爐煤氣且需存在轉(zhuǎn)爐停吹時燃燒燃料的裝置，故采用的也不多。③汽化冷卻煙道：一般由無縫鋼管排列圍成，出口溫度在800—1000℃左右，回收熱量較少，煙道結(jié)構(gòu)簡單，適用于未燃法回收煤氣操作。本設(shè)計采用強制循環(huán)氣化冷卻煙道系統(tǒng)，與未燃法回收煤氣配合。﹙3﹚車間除塵新型氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間除專門設(shè)置轉(zhuǎn)爐煙氣凈化設(shè)備外，還要對車間各個產(chǎn)生煙氣和粉塵的場合設(shè)置相應(yīng)的除塵設(shè)備進行除塵以凈化整個車間環(huán)境，又稱二次除塵，可分為局部除塵和廠房除塵兩種。局部除塵常用的有干法布袋除塵器和旋風(fēng)除塵器。廠房除塵要求廠房上部為密封結(jié)構(gòu)，其天窗部分作為排煙吸引部。經(jīng)過局部除塵和廠房除塵二者結(jié)合，一般可使煉鋼車間空氣中含塵量降至5mg/Nm3以下，近似于通常環(huán)境空氣中的含塵量，可大大改善車間內(nèi)的作業(yè)環(huán)境。本設(shè)計采用脈沖噴吹布袋除塵器，因其有構(gòu)造簡單、基建投資小、除塵效率高(98﹪以上)且操作管理方便等優(yōu)點，而旋風(fēng)除塵器除塵效率較低(60—70﹪)且不夠穩(wěn)定。3﹚爐煤氣凈化回收的操作工藝﹙1﹚OG法(全濕法未燃法凈化回收系統(tǒng)）OG法裝置，是目前世界上濕法系統(tǒng)凈化效果較好的一種。OG法裝置的主要特點：A煙氣冷卻設(shè)備由裙罩，下煙罩，上煙罩及煙道組成。煙罩采用密封型溫水冷卻系統(tǒng)，煙道采用汽化冷卻系統(tǒng)。B除塵設(shè)備采用兩級文氏管除塵。在一文喉部裝有兩只手動調(diào)節(jié)閘板，為獲得所需壓力損失，在試車階段設(shè)定開口度。在二文喉部有橢圓形的滑板形閥門控制罩內(nèi)壓力。其給水噴嘴的清洗，由氮氣罐作遠離操作。C排煙機上設(shè)置液力偶合器以控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速，節(jié)約非吹煉時消耗電力。排氣量小時，為防止可能發(fā)生的喘振現(xiàn)象，在風(fēng)機入口處有遠離操作閥門，并設(shè)置有振動計監(jiān)視。轉(zhuǎn)軸密封采用水封。D放散管采用鋼制三角集合自立型，高度為80m，放散管中部設(shè)測定含塵量的取樣孔，點火裝置采用低電壓直接點火方式，常燃點火用轉(zhuǎn)爐煤氣或焦?fàn)t煤氣。E煤氣回收裝置由三通閥，水封逆上閥，旁通閥及V形水封閥。煤氣柜所組成。該裝置的運轉(zhuǎn)全部按“OG”程序時間表自動地、安全地進行。﹙2﹚LT法（轉(zhuǎn)爐煤氣干法凈化回收技術(shù)）當(dāng)轉(zhuǎn)爐吹氧冶煉時，氧氣和鐵水中的碳之間反應(yīng)產(chǎn)生含高濃度CO的轉(zhuǎn)爐煤氣，采用干式工藝可回收能源，減少廢氣排放，獲得高熱值的轉(zhuǎn)爐煤氣，并可省去轉(zhuǎn)爐廢水處理系統(tǒng)。LT法具有以下顯著優(yōu)點：(1)利用電場除塵，除塵效率高達99％，可直接將煙氣中的含塵量凈化至10mg／N以下，供用戶使用；(2)可以省去龐大的循環(huán)水系統(tǒng)；(3)回收的粉塵壓塊可返回轉(zhuǎn)爐代替鐵礦石利用；(4)系統(tǒng)阻損小，節(jié)省能耗。綜上所述，本設(shè)計采用LT法。LT法與OG法相比的主要優(yōu)點：(1)除塵凈化效率高，粉塵質(zhì)量濃度降至10mg／以下；(2)該系統(tǒng)全部采用干法處理，不存在二次污染和污水處理，可以省去龐大的循環(huán)水系統(tǒng)；(3)系統(tǒng)阻損小，煤氣發(fā)熱值高，回收粉塵可直接利用，降低了能耗；(4)系統(tǒng)簡化，占地面積小，便于管理和維護。在我國能源日趨緊張，環(huán)保的要求越來越嚴格的今天，從發(fā)展的角度看，對于大型轉(zhuǎn)爐煤氣凈化與回收，采用LT法是值得推廣的最佳方案。4﹚LT的介紹和選擇系統(tǒng)工藝流程為：本項目工藝范圍是從煙氣進入蒸發(fā)冷卻器開始到煤氣冷卻器為止，主要由蒸發(fā)冷卻器、圓筒電除塵器、風(fēng)機、切換站、煤氣冷卻器等設(shè)備組成。工藝過程為轉(zhuǎn)爐煙氣通過活動煙罩、熱回收裝置及氣化冷卻煙道后，溫度為800—1000℃，進入到蒸發(fā)冷卻器，蒸發(fā)冷卻器內(nèi)采用雙介質(zhì)霧化噴嘴，用高壓蒸汽將水霧化后冷卻煙氣，這時粗顆粒的粉塵在水霧的作用下團聚沉降，形成的粗粉塵通過粗灰輸送系統(tǒng)到粗灰料倉；冷卻后的煙氣通過管道進人圓筒型電除塵器，溫度為150—1肋℃，電除塵器設(shè)四個電場，采用高壓直流脈沖電源，捕集剩余的細粉塵，將其通過電除塵器下的鏈?zhǔn)捷斔蜋C、細灰輸送系統(tǒng)到細灰料倉；經(jīng)過電除塵器的煙氣含塵量在10mg／m3以下，最終的合格煙氣經(jīng)過煤氣冷卻器降溫到70℃進入煤氣柜，不合格煙氣放散。本項目粗、細灰通過汽車運輸至燒結(jié)廠作為燒結(jié)原料再利用，未設(shè)置熱壓塊裝置。干法煤氣凈化回收的設(shè)備：（1）蒸發(fā)冷卻器為獲得圓筒形干式電除塵器的最佳煙氣除塵效果，煙氣在進入電除塵器之前在蒸發(fā)冷卻器里進行調(diào)質(zhì)和降溫。蒸發(fā)冷卻器通過霧狀噴水直接冷卻煙氣，并根據(jù)煙氣含熱量精確調(diào)節(jié)噴水量，所噴的水完全變成蒸汽。致使煙氣在任何時候下都是干燥的，而且在離開蒸發(fā)冷卻器時經(jīng)過適當(dāng)調(diào)質(zhì)，然后進入圓筒形電除塵器。噴水裝置中的噴嘴、水量調(diào)節(jié)閥的質(zhì)量很關(guān)鍵。在煙氣冷卻和調(diào)質(zhì)的同時在蒸發(fā)冷卻器里還發(fā)生粗粉塵的沉淀過程，大約占粉塵量40％~45％的粗粉塵沉淀在蒸發(fā)冷卻器里，這些粗粉塵含鐵很高，具有很好的回收價值。（2）圓筒型電除塵器圓筒型電除塵器安裝在轉(zhuǎn)爐車間外面，在電除塵器里煙氣被凈化到符合要求的程度。圓筒型電除塵器結(jié)構(gòu)方面有以下特點：(1)電除塵器殼體耐壓0．3MPa。(2)在電除塵器進出口裝有可選擇性啟閉的安全泄爆閥，以疏導(dǎo)可能產(chǎn)生的壓力沖擊波，當(dāng)壓力超過5000Pa，安全泄爆閥打開。(3)電除塵器配有四個電場，煙氣出口濃度可達到≤10mg/。(4)同極距為400mm，通道數(shù)16個。(5)收集的粉塵溫度在150C左右。（3）風(fēng)機、切換站和煤氣冷卻器風(fēng)機、切換站和煤氣冷卻器位于凈煤氣側(cè)，電除塵器的下游。干法除塵由于系統(tǒng)阻力小，采用軸流式風(fēng)機，功率750kW，這種風(fēng)機具有效率高和讓煙氣直接通過的優(yōu)點(這優(yōu)點對于防爆很重要)，風(fēng)機采用變頻調(diào)速，這意味著作業(yè)運行條件可無級改變。切換站是干法除塵系統(tǒng)的最重要的設(shè)備之一，它主要由兩個嚴密密封的具有調(diào)節(jié)性能的鐘型閥組成，切換站負責(zé)在火炬和煤氣柜之間進行快速切換，以達到回收盡可能多的轉(zhuǎn)爐煤氣的目的，另外切換必須不會導(dǎo)致煙氣壓力的突然變化，否則在轉(zhuǎn)爐煙氣捕集段將產(chǎn)生干擾性的煙氣喘振現(xiàn)象，為此鐘型閥配有液壓裝置，這個液壓裝置同鐘型閥的氣流調(diào)節(jié)板協(xié)同保證在火炬和煤氣柜之間閥門快速切換的同時而無壓力突變現(xiàn)象。煤氣冷卻器的任務(wù)僅是把回收的轉(zhuǎn)爐煤氣體積盡可能減少到最小程度，這是通過使用過量的冷卻水實現(xiàn)的，在這個過程中不存在廢水問題，因為煤氣在此之前已經(jīng)過凈化處理，冷卻水循環(huán)使用。（4）粉塵的輸送設(shè)備捕集到的粗粉塵和細粉塵有兩種輸送設(shè)備可供使用：(1)鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C。(2)使用氮氣作為輸送媒介的氣力輸送機。輸送機械的選擇主要取決于具體的條件。本項目采用的是鏈?zhǔn)焦伟遢斔蜋C，簡單可靠。同時由于整個系統(tǒng)的氣密性要求較高，輸送設(shè)備前的雙層卸灰閥也很關(guān)鍵。1.2.7爐外精煉系統(tǒng)爐外精煉也稱二次精煉或鋼包冶金。它是提高冶金產(chǎn)品質(zhì)量、擴大品種的重要手段；是優(yōu)化冶金生產(chǎn)工藝流程、進一步提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本的有力手段；是保證煉鋼—連鑄—鑄坯熱送和直接軋制高溫連接的必要工藝手段；是現(xiàn)代化冶金生產(chǎn)中不可缺少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。爐外精煉的手段有：渣洗、真空、攪拌、加熱、噴吹、過濾。目前爐外精煉的方法主要有以下幾種：（1）渣洗：快速脫硫，有效脫氧，去夾雜，減輕出鋼過程中的二次氧化。有異爐渣洗、同爐渣洗、混合煉鋼三種工藝。（2）吹氬：屬于這類的精煉方法有：鋼包吹氬、SAB(又稱CAS)、CAB法。主要用于鋼液脫氣。（3）真空脫氣：屬于這類精煉方法有：真空澆注(又稱VC法)、真空室鋼包脫氣法、倒包法(又稱SLD法)、出鋼過程中的真空脫氣法(簡稱TD法)、連鑄在線真空脫氣法、芬克爾法(又稱VD法)、ISLD法、VSR法。（4）大噸位鋼液的真空脫氣：有DH法、RH法、PM法。（5）帶有加熱裝置的爐外精煉法：有LF、GRAF、ASEA-SKF、VAD、CAS-OB、鋁氧加熱法、LFV法等。（6）低碳鋼液的冶煉方法：有VOD、SS-VOD、RH-OB、AOD、CLU法等。（7）固體料的添加方法：有IRSLD、TN法、SL法、ABS法、WF法(喂線法)、柱塞式料斗罩。目前生產(chǎn)中應(yīng)用的爐外精煉設(shè)備大體上有三種類型：鋼包﹑轉(zhuǎn)爐型容器、專用設(shè)備。鋼包是爐外精煉中應(yīng)用廣泛的一種設(shè)備，大多數(shù)真空裝備和鋼包爐都采用鋼包；轉(zhuǎn)爐型處理容器主要用于超低碳鋼和高鉻低碳合金；專用設(shè)備具有專門的精煉功能，用于特殊的處理目的如噴射冶金的TN法和SL法?，F(xiàn)代煉鋼車間不僅有作為初煉爐的轉(zhuǎn)爐，還包括有可提供一種或多種精煉功能的爐外處理設(shè)備組成完善的煉鋼生產(chǎn)工藝優(yōu)化系統(tǒng)。初煉爐和爐外處理設(shè)備的選擇和組合應(yīng)該能夠保證對鋼液進行最佳的精煉處理，使最后的產(chǎn)品達到所要求的最大限度的純凈度，符合不同品種的質(zhì)量要求和提高鋼液的可澆性，并且在生產(chǎn)率、節(jié)能和降低原材料消耗等方面獲得良好的社會效益?；谝陨显瓌t，本設(shè)計中轉(zhuǎn)爐車間的產(chǎn)品基本定位在中厚板坯上，考慮到品種開發(fā)和以后的趨勢，采用兩套RH和鋼包精煉法(LF)的精煉裝置，以滿足板材的生產(chǎn)需求，保證生產(chǎn)的順利進行。LF法設(shè)備簡單，冶金功能齊全，操作方便，投資少，所以能達到所要求的冶金效果，并實現(xiàn)最低成本控制，其比較經(jīng)濟，具有發(fā)展前景。介紹RH原理：當(dāng)進行真空脫氣處理時，將真空室下部的兩根浸漬管插入鋼液內(nèi)100-150mm的深度后，啟動真空泵將真空室抽成真空，于是真空室內(nèi)、外形成壓差，鋼液便從浸漬管中上升到壓差相等的高度（循環(huán)高度），此時，鋼液并不循環(huán)，為了使鋼液循環(huán)，與此同時從上升管下部約三分之一處吹入驅(qū)動氣體，該氣體進入上升管內(nèi)的鋼液后由于受熱膨脹和壓力降低，引起等溫膨脹，在上升管內(nèi)瞬間產(chǎn)生大量的氣泡核，由于氣泡核受熱膨脹和壓力降低而使體積成百倍的增大，鋼液比重變小；又由于氬氣泡內(nèi)的氫氣和氮氣的分壓力為零，所以鋼液內(nèi)溶解的氣體向氬氣泡內(nèi)擴散，膨脹的氣體驅(qū)動鋼液以約5m/s的速度上升，成噴泉狀噴入真空室內(nèi)。氣泡進入真空室后破裂，鋼液被破碎成小的液滴，使脫氣表面積大增加，加速了脫氣過程，氣體自鋼液內(nèi)析出被真空泵抽走，大大的加速了脫氣過程。而脫氣后的鋼液匯集到真空室底部，由于重量的差異，經(jīng)下降管以1~2m/s的速度返回到鋼包內(nèi)。未經(jīng)脫氣的鋼液又不斷從上升管進入真空室脫氣，周而復(fù)始，從而形成連續(xù)循環(huán)過程。如此反復(fù)循環(huán)n(2~4)次后達到脫氣目的，脫氣過程結(jié)束。冶金效果：脫氫（脫50%-80%）、脫氮（約20%）、脫氧（約65%-70%）、脫碳（可降到0.0015%以下）和合金化條件都較好。多功能的RH真空精煉技術(shù)已經(jīng)成為一種不可缺少的爐外精煉手段，其應(yīng)用為煉鋼廠實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、低耗、多品種、高效益奠定了可靠的礎(chǔ)。介紹LF(V)法（鋼包爐精煉法）這種方法是把電弧爐的還原精煉原樣移到鋼水包中操作，將電弧埋入鋼液面以上的熔渣層中加熱鋼液，吹氬攪拌，在還原氣氛下采用高堿度合成渣精煉，也叫做埋弧桶爐法。無真空工位的叫LF法，有真空工位的叫LFV法。特點：冶金功能齊全，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，投資少，在國內(nèi)特殊鋼，普通鋼和鑄鋼等工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為我國純凈鋼的主要爐外精煉方法之一；由于LF法用吹氬攪拌，在大氣壓下加熱，而不采用真空加熱，因此它比ASEF-SKF法和VAD法簡單，其冶金效果與前兩種基本相同。冶金效果：鋼液溫度滿足連鑄工藝要求；處理時間滿足多爐連澆要求；成分微調(diào)能保證產(chǎn)品具有合格的成分及實現(xiàn)最低成本控制；鋼液純凈度能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。1.2.8澆注系統(tǒng)1﹚煉鋼車間的澆注系統(tǒng)方式﹙1﹚縱向連鑄煉鋼車間。﹙2﹚橫向連鑄煉鋼車間。﹙3﹚全連鑄車間。目前，世界基本實現(xiàn)了全連鑄氧氣轉(zhuǎn)爐車間的生產(chǎn)，在澆注跨內(nèi)高有兩臺或兩臺以上連鑄機時，連鑄機宜采用橫向布置，即連鑄機的中心線與廠房柱列線相垂直，此種布置方式盛鋼桶運送距離短，物流合理，便于增建和擴大連鑄機生產(chǎn)能力，特別適于把不同的連鑄機相關(guān)的作業(yè)分散在不同的廠房進行，使各項操作互不干擾。對于一個2×220噸轉(zhuǎn)爐的大型車間，為了適應(yīng)鋼材市場和自身競爭能力的要求，使連鑄和煉鋼切實結(jié)合起來，行之有效的生產(chǎn)。本設(shè)計采用兩臺兩流的中厚板坯連鑄機。2﹚連鑄機機型分類及特點連鑄機可以按多種形式來分類。若按結(jié)構(gòu)外形可把連鑄機分為立式連鑄機，立彎式連鑄機，帶直線段弧形連鑄機，弧形連鑄機，多半徑橢圓形連鑄機和水平連鑄機。如果按照連鑄機所澆鑄的斷面的大小和外形來區(qū)分，連鑄機又可分為板坯連鑄機、小方坯連鑄機，大方坯連鑄機、圓坯連鑄機、異形斷面連鑄機和薄板坯連鑄機。若按連鑄機在共用一個鋼水包下所能澆鑄的鑄坯流數(shù)來區(qū)分，則可分為單流、雙流或多流連鑄機。在一臺連鑄機上，跟據(jù)生產(chǎn)要求，既可澆鑄板坯又能同時澆鑄幾流方坯的連鑄機叫做方、板坯復(fù)合連鑄機或簡稱為復(fù)合式連鑄機。3﹚澆注系統(tǒng)中的主要設(shè)備﹙1﹚鋼包回轉(zhuǎn)臺，其類型有：①直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺：兩個鋼包支撐在同一直臂的兩端，同時旋轉(zhuǎn)運動，兩個鋼包可以同時作升降運動。②單臂回轉(zhuǎn)式鋼包回轉(zhuǎn)臺：承載臂分別安裝，兩個可以單獨按澆注要求進行轉(zhuǎn)動。③單臂升降回轉(zhuǎn)式鋼包回轉(zhuǎn)臺：兩個承載臂可以單獨回轉(zhuǎn)、升降，也可同時回轉(zhuǎn)和升降。本設(shè)計采用直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺，因其具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，制造成本低的優(yōu)點。﹙2﹚中間包中間包是鋼包與結(jié)晶器間的一個中間容器，其作用為：①穩(wěn)定鋼流，減少鋼流對結(jié)晶器的沖擊和擾動，穩(wěn)定澆注操作。均勻鋼度和成分。使脫氧生成物和非金屬夾雜物分離上浮。②控制鋼流，降低鋼液靜壓力并穩(wěn)定鋼水液面。③在多流連鑄機上起分配鋼液的作用。在多爐連鑄時，中間包能儲存一定鋼水，以保證在更換鋼包時不停澆。中間包形狀根據(jù)鑄機流數(shù)和布置形式多種多樣，有長方形、三角形、圓形和方形等，對于板坯—般是1～2流，對方坯是3～6流。使用梯形者較多。為了提高連鑄坯的質(zhì)量，防止鋼水二次氧化，從鋼包到中間包的注流采用長水口，或者采用氣體保護澆鑄。中間包容量主要是考慮澆鑄時更換鋼水包有足夠的充裕時間和有利于夾雜物上浮?！闶侨′撍萘?5～40％。中間包的容量要選擇適當(dāng)，尤其在多爐連澆時，在不降低拉速又要保證罐內(nèi)必須的最低液面高度（大于250mm)的前提下，應(yīng)使罐的容量大于更換鋼包期間連鑄機所必須的鋼水量。罐內(nèi)鋼液深度不應(yīng)小于400～450mm，一般為500～600mm以上，最大可達1000mm。罐內(nèi)鋼液面到中間包上口應(yīng)留有200mm左右的高度。中間包長度主要決定于鑄機流數(shù)和流間距，應(yīng)使其邊部鋼流能注入到最外邊—流的結(jié)晶器內(nèi)，過長會使邊部鋼水溫度降低，耐火材料消耗增加。流間距一般為l～1.3m。水口中心離中間包壁邊緣約200mm。

中間包寬度應(yīng)保證鋼水沖擊點到中間包水口的最短距離不小于500mm，又不要影響操作工的視線。罐壁以有10～20%的倒錐度為宜。本設(shè)計采用梯形中間包，中厚板坯兩流。﹙3﹚中間包小車中間包小車是在澆鑄平臺上放置和運送中間包用的。在澆鑄前，小車載著烘烤好的中間包開至結(jié)晶器上方。使中間包水口對準(zhǔn)結(jié)晶器寬度方向的對稱位置。澆鑄完畢或發(fā)生事故不能澆鑄澆鑄時，它載著中間包迅速離開澆鑄位置。此外小車上還應(yīng)該設(shè)有中間包的稱量裝置，以控制包內(nèi)鋼液面。通常每臺連鑄機上配備兩臺中間包小車，交替使用。﹙4﹚結(jié)晶器對于連鑄設(shè)備，設(shè)計結(jié)晶器目的可使從結(jié)晶器中出來的鑄坯具有一定厚度的均勻坯殼，并且在機械應(yīng)力和熱應(yīng)力的綜合作用下既不會被拉斷，也不致于產(chǎn)生歪扭變形和裂紋等質(zhì)量缺陷。結(jié)晶器的形式：①按拉坯方向內(nèi)壁的線型分為直結(jié)晶器和弧形結(jié)晶器。兩種結(jié)晶比較：若采用直結(jié)晶器，從工藝上，鋼水注入直結(jié)晶器時流股對稱，且在鑄坯斷面相同的條件下澆注面積較大，因此，對坯殼沖刷均勻，易形成均勻坯殼，鑄坯中非金屬夾雜物分布也比較均勻。從設(shè)備角度看，其結(jié)構(gòu)比較簡單，加工制造容易，耗銅少，壽命長，安裝時易對中。從導(dǎo)熱性能看，由于弧形結(jié)晶器在其內(nèi)弧中間部位和外弧下部形成氣隙降低了導(dǎo)熱性，但高溫薄坯殼在直線段拐點處要承受帶液芯彎曲容易產(chǎn)生內(nèi)裂，而弧形結(jié)晶器避免了這一點，況且，由于大型連鑄機曲率半徑大，鋼水注入結(jié)晶器時流股的不均勻性不突出，雖然內(nèi)弧夾雜增多，但由于應(yīng)用浸入式水口，非金屬夾雜物不均勻分布并不嚴重，因此認為對一些裂紋敏感性較強的鋼種，只要保證鋼水的純凈度，還是采用弧形結(jié)晶器為好，而且目前采用弧形結(jié)晶器的較多。通過以上比較，故本設(shè)計采用弧形結(jié)晶器。②按結(jié)晶器結(jié)構(gòu)分為整體式結(jié)晶器、套管式結(jié)晶器和組合式結(jié)晶器。整體式結(jié)晶器：優(yōu)點：這種結(jié)晶器剛性大，易維護。缺點：制造費用高，冷卻能力比套管式和組合式差；最大的缺點是當(dāng)使用若干次后，由于要切削加工表面，故使鑄坯尺寸增大，同時銅耗高，現(xiàn)在連鑄機已極少采用。套管式結(jié)晶器：特點：結(jié)構(gòu)簡單，制造和維修方便，廣泛用于澆鑄中小斷面的方坯和矩形坯。組合式結(jié)晶器：特點：由四塊壁板組裝而成，每塊壁板都包括內(nèi)壁和外壁兩部分，用雙對螺栓聯(lián)結(jié)；為使冷卻均勻穩(wěn)定，一般各面實行獨立冷卻；通常四塊復(fù)合壁板的組裝方式大都采用寬面壓窄面。大方坯和板坯連鑄機一般都使用這種結(jié)晶器，而且采用可調(diào)寬度或?qū)捄窬烧{(diào)的組合式結(jié)晶器。通過以上比較根據(jù)本設(shè)計的產(chǎn)品方案中的產(chǎn)品為中厚板坯，因此采用組合式結(jié)晶器。綜合以上本設(shè)計結(jié)晶器采用組合式的弧形結(jié)晶器。結(jié)晶器的振動機構(gòu)現(xiàn)在普遍使用的有差動式、雙搖桿式、四偏心式等。本設(shè)計采用高頻率小振幅結(jié)晶器振動結(jié)構(gòu)，其可使保護渣均勻流入結(jié)晶器和坯殼之間，使振痕減少，消除橫裂紋，提高鑄坯表面質(zhì)量。⑸二次冷卻裝置二次冷卻區(qū)通常是指結(jié)晶器以下到拉矯機前的區(qū)域，二次冷卻裝置是連鑄機的重要組成部分。它對鑄坯質(zhì)量有著關(guān)鍵性的影響，因此，它的工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計對連鑄機性能將起至關(guān)重要的作用。二次冷卻裝置的作用與工藝要求：從結(jié)晶器里出來的鑄坯雖已成形，但坯殼一般只有10～30mm厚，內(nèi)部溫度很高，因此鋼液靜壓力對坯殼產(chǎn)生很大的力，使其產(chǎn)生鼓肚變形，甚至出現(xiàn)裂紋和發(fā)生漏鋼，特別是大方坯和板坯更為嚴重。設(shè)置二冷裝置的目的，就是對鑄坯進行強制、均勻的冷卻，促使坯殼迅速凝固變厚，預(yù)防坯殼變形超過極限，避免產(chǎn)生裂紋和發(fā)生漏鋼事故，同時對鑄坯和引錠桿予以支撐和導(dǎo)向，防止跑偏。在采用直形結(jié)晶器的弧形連鑄機中，二冷裝置還需要將直坯彎成弧形坯。在上裝引錠桿的連鑄機中，二冷裝置中須設(shè)置驅(qū)動輥，以驅(qū)動引錠桿并實現(xiàn)拉坯；在多半徑弧形連鑄機中，二冷裝置又起到將弧形鑄坯分段矯直的作用；在多輥拉矯機中，二冷區(qū)的部分夾輥又是驅(qū)動輥，起到拉坯作用。⑹拉坯矯直機拉坯矯直裝置的作用：①拉坯，并將鑄坯矯直。②送引錠桿到結(jié)晶器內(nèi)。③把鑄坯拉至切割處，再把引錠桿脫掉。對拉坯矯直裝置的要求：①應(yīng)具有足夠的拉坯力，能將鑄坯順利拉出。②能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)拉速，適應(yīng)不同斷面尺寸和鋼種的工藝要求，滿足快速送引錠桿的要求。拉坯系統(tǒng)應(yīng)與結(jié)晶器振動、液面自動控制、二次冷卻實現(xiàn)計算機閉環(huán)控制。③應(yīng)具有足夠的矯直力，以適應(yīng)可澆鑄的最大斷面和矯直的最低溫度。④在結(jié)構(gòu)上要考慮未矯直的冷鑄坯能通過。采取合理的冷卻措施，保證設(shè)備在高溫條件下能正常使用。⑺引錠桿引錠裝置的作用引錠裝置包括引錠頭、引錠桿和引錠桿的存放裝置。引錠頭作為結(jié)晶器的活底堵住結(jié)晶器的下口，并使鋼液在引錠桿頭部凝固，通過拉矯機從結(jié)晶器中拉出引錠桿及與引錠頭連在一起的鑄坯，經(jīng)過二次冷卻區(qū)，在通過拉矯機之后，鑄坯被矯直，脫開引錠頭，進入正常拉坯狀態(tài)，引錠桿便離開連鑄生產(chǎn)線，進入引錠桿存放裝置，待下次開澆時使用。鑄坯切割裝置和后步工序其他設(shè)備已完成凝固的鑄坯，需要按用戶或下道工序的要求將鑄坯按定尺或倍尺切割，因此在連鑄生產(chǎn)線上都安裝有切割裝置。鑄坯的切割是在鑄坯的運動過程中完成的，因此要求切割裝置能夠與鑄坯同步運動。目前常用的切割方法有兩種，即火焰切割和機械剪切。本設(shè)計采用火焰切割，因其可實現(xiàn)自動定尺和最佳尺寸的自動切割，要求切割槍效能高，切割速度快，斷面質(zhì)量好，切縫小，工作穩(wěn)定可靠，抗回火能力強，切割設(shè)備具有防熱防塵措施，能在強烈輻射熱和塵埃等惡劣工況條件下長期正常運轉(zhuǎn)。后步工序其他設(shè)備：有輸出輥道、鑄坯橫移設(shè)備、鑄坯冷卻設(shè)備。⑻連鑄機連鑄機型按結(jié)構(gòu)分為立式連鑄機、立彎式連鑄機、直結(jié)晶器弧形連鑄機、弧形連鑄機、多半徑弧形連鑄機和水平連鑄機。①立式連鑄機優(yōu)點：鋼水是在直立結(jié)晶器和二冷段逐漸結(jié)晶，有利于鋼水中非金屬夾雜物上浮，坯殼冷卻比較均勻，對澆鑄優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼有利；鑄坯在整個凝固過程中不受任何彎曲、矯直作用，更適合于裂紋敏感性高的鋼種澆鑄。缺點：設(shè)備高，建設(shè)費用大，設(shè)備的維護和鑄坯的運送都比較困難；從工藝上來說，鑄坯因鋼水靜壓力大，鼓肚變形較為突出。②立彎式連鑄機立彎式連鑄機是連鑄技術(shù)發(fā)展過程中的一種過渡機型，目前已很少采用。③直結(jié)晶器弧形連鑄機優(yōu)點：工藝上保留立式連鑄機的特點，鋼水在垂直結(jié)晶器和二冷直線段凝固，非金屬夾雜物有充分時間上浮，有利于特殊鋼的澆鑄；設(shè)備高度低，建設(shè)費用較低；采用連續(xù)彎曲和多點矯直技術(shù)，可保證鑄坯在兩相區(qū)不產(chǎn)生裂紋。缺點：設(shè)備總質(zhì)量大，安裝，調(diào)整難度較大。④弧形連鑄機優(yōu)點：由于它布置在1/4圓弧內(nèi)，因此，它的高度比立式、立彎式連鑄機低，使得它的設(shè)備質(zhì)量較輕，投資費用較低，設(shè)備的安裝和維護方便，因而得到廣泛應(yīng)用；由于設(shè)備高度較低，鑄坯凝固過程中承受的鋼水靜壓力相對較小，可減小坯殼因鼓肚變形而產(chǎn)生的內(nèi)裂和偏析，有利于改善鑄坯質(zhì)量和提高拉速。缺點：鋼水在凝固過程中非金屬夾雜物有向內(nèi)弧側(cè)聚集的傾向，易造成鑄坯內(nèi)部夾雜物分布不均勻；由于內(nèi)、外弧形冷卻不均勻，容易造成鑄坯中心偏析而降低鑄坯質(zhì)量。⑤多半徑弧形連鑄機特點：弧形區(qū)采用多半徑，其它與弧形連鑄機相同，因此鑄機安裝調(diào)整較復(fù)雜，維護較困難。⑥水平連鑄機優(yōu)點：設(shè)備高度低，投資省，建設(shè)速度快，適合中、小企業(yè)技術(shù)改造；鋼水無二次氧化，鑄坯質(zhì)量得到改善，無需液面檢測和控制；鑄坯在水平位置凝固成形，不受彎曲、矯直作用，有利于特殊鋼和高合金鋼的澆鑄；設(shè)備維護簡單，處理事故方便。缺點：拉坯時受慣性力限制，更適合澆鑄200mm以下中小斷面方坯、圓鑄坯，鑄坯定尺也受限制。比較以上連鑄機的形式的優(yōu)缺點，鑒于弧形連鑄機設(shè)備投資費用低，安裝和維護方便，應(yīng)用也比較廣泛，也可生產(chǎn)大斷面尺寸的鑄坯，因此，本設(shè)計采用弧形連鑄機。1.2.9爐渣處理系統(tǒng)爐渣并不是一種廢物，而是一種重要的原材料，特別是高爐渣，它是一種良好的建筑材料。煉鋼爐渣的成分比較復(fù)雜，處理煉鋼爐渣的主要目的之一是回收渣中的金屬鐵，也可用來鋪筑瀝青混凝土路面，用作鐵路道渣，生產(chǎn)礦渣肥料、水泥和作為路面抗滑材料。轉(zhuǎn)爐爐渣是在固態(tài)下進行破碎、篩分和磁選。轉(zhuǎn)爐渣以外的鋼鐵渣，如鋼水罐渣、連鑄鋼水罐渣及鐵水包渣等的處理方法或采用落錘處理間進行處理。1)爐渣運出方式⑴在加料跨用加料天車更換渣罐，再用機車將渣罐運也廠房；⑵采用機車直接將爐下渣拉出主廠房；⑶靠近加料跨單獨平行設(shè)一出渣跨，爐下渣罐車開到出渣跨，在出渣跨設(shè)置專門的換罐吊車；⑷在加料跨用特別搖臂吊車更換渣罐，用載重汽車運出廠房。由于方式⑴調(diào)度復(fù)雜；方式⑵不易處理回收渣；方式⑶和方式⑷類似，而方式⑶多為現(xiàn)代轉(zhuǎn)爐車間采用，簡單易行，對渣的回收利用處理較好，故本設(shè)計爐渣運出方式采用第⑶種方式。2﹚爐渣處理方法⑴熱潑法：將轉(zhuǎn)爐渣運往熱潑間，熱潑在平地或預(yù)留坑內(nèi)，然后噴水冷卻，待熔渣凝固龜裂后，用推土機堆集運出，經(jīng)破碎、篩分、磁選后即可利用。優(yōu)點：工藝和設(shè)備簡單、安全。缺點：占地面積大，作業(yè)周期長，勞動條件較差。⑵水淬法：是利用壓力水將鋼渣流擊散?；焖倮鋮s方法，也叫水力沖渣。優(yōu)點：工藝流程簡單，占地面積小，能快速排渣，且運輸方便。缺點：耗水量大，如果渣水比控制不當(dāng)容易引起爆炸事故。⑶淺盤水淬法（ISC法）：是一種新的處理鋼渣的方法，采用多次噴水快速冷卻的工藝過程。此法克服了水淬法容易引起爆炸和干法處理作業(yè)周期時間長，占地面積大的缺點。⑷新型滾筒法方法：高溫液態(tài)鋼渣在裝置內(nèi)急冷固化、破碎，渣與鋼同時進行分離，得到穩(wěn)定的、能直接利用的鋼渣。流程：液態(tài)鋼渣由渣罐倒入溜橫槽，進入特殊裝置內(nèi)進行處理，并通水冷卻。鋼渣和廢鋼同時排出，蒸汽由煙筒中排放。效果：流程短，設(shè)備體積小，占地少，鋼渣的冷卻、破碎、處理一次完成。處理后的鋼渣不需要長期堆放陳化，?；阅芊€(wěn)定，可直接利用，粒度均勻，游離氧化鈣含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)4%的鋼渣，污染小，蒸汽集中排放，排放蒸汽的含量小于100mg/m3，投資省，施工周期短。通過比較以上４種方法，鑒于新型滾筒法具有的效果比前３種更優(yōu)，因此本設(shè)計采用第４種方法于新型滾筒法。1.3車間主廠房工藝布置1.3.1車間跨數(shù)的確定及各跨的工藝布置根據(jù)車間類型確定，車間類型主要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、跨間布置、廠房結(jié)構(gòu)等來劃分按生產(chǎn)規(guī)模，轉(zhuǎn)爐車間分為大型車間(轉(zhuǎn)爐公稱容量≥100噸)，中型車間(轉(zhuǎn)爐公稱容量50-80噸)，小型車間(轉(zhuǎn)爐公稱容量≤30噸)。按主廠房跨間布置分為三跨式車間和多跨式車間。三跨式車間由加料跨、爐子跨和澆鑄跨組成，其各跨間作業(yè)的專業(yè)化程度比較高，天車作業(yè)的互相干擾大大減少，比較適應(yīng)于操作頻繁、運輸量大的車間。多跨車間是在三跨基礎(chǔ)上加設(shè)精煉跨及鋼水接收跨，過渡跨，出坯精整跨等。按廠房結(jié)構(gòu)可分為地坑式和高架式兩種。地坑式車間，轉(zhuǎn)爐布置在地面上，鋼包放入地坑內(nèi)出鋼，勞動條件差，清渣時間長，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率低，所以此類車間憶被淘汰。高架式車間，是在轉(zhuǎn)爐周圍建專門的高架式平臺，鋼包和渣罐置于地面的平車上，這種布置主要解決了出鋼、出渣的困難，改善了勞動條件，從而縮短了清渣時間，提高了爐座利用率，減少了天車的負擔(dān)和互相干擾，縮短了冶煉周期，提高了車間的生產(chǎn)率。本設(shè)計采用高架多跨式車間，轉(zhuǎn)爐車間主廠房共8跨，分別是爐渣跨、加料跨、轉(zhuǎn)爐跨、精煉及鋼水接收跨、澆注跨、連鑄跨、出坯跨、連鑄精整跨。(1)爐渣跨爐渣采用滾筒法處理?？缍热?4m。(2)加料跨加料跨布置包括鐵水供應(yīng)與鐵水預(yù)處理的布置、廢鋼供應(yīng)布置、出渣方式、加料跨尺寸的確定。在加料跨兩端分別布置鐵水供應(yīng)區(qū)和廢鋼供應(yīng)區(qū)。加料跨跨度取27m。(3)轉(zhuǎn)爐跨轉(zhuǎn)爐跨是主廠房的核心部分，主要完成轉(zhuǎn)爐吹煉作業(yè)、進行散狀料加料、煙氣的冷卻和凈化、出鋼、加鐵合金、出渣、吹氧管的更換和吊運以及維修作業(yè)。本設(shè)計中轉(zhuǎn)爐跨設(shè)置兩座300噸的頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，跨度為24m。沿轉(zhuǎn)爐跨度方向上設(shè)有6層平臺：①轉(zhuǎn)爐操作平臺：主要布置轉(zhuǎn)爐爐體及支座轉(zhuǎn)爐傾動裝置，爐前操作室和爐前操作設(shè)備。②修爐平臺：布置有活動煙罩開出機構(gòu)和提升機構(gòu)，鐵合金稱量漏斗及振動給料器。③匯總漏斗平臺：布置有匯總斗及稱量斗之給料裝置。④稱量斗平臺：布置有稱量斗及爐頂料倉之給料裝置。⑤爐頂料倉卸料車平臺：布置爐頂料倉、卸料車、二次儀表室和卸料除塵設(shè)備。⑥吹氧管卷揚機平臺：布置有吹氧管、卷揚機和橫移小車。(4)精煉及鋼水接收跨精煉跨主要完成鋼水的精煉，鋼包的冷修、熱修，鋼包的烘烤，以及連鑄鋼水的接收準(zhǔn)備等工作，跨度為27m。(5)澆注跨澆注跨主要完成鋼水的澆注，中間包烘烤與維修，結(jié)晶器存放等任務(wù)。連鑄澆注跨一般設(shè)有1～2個操作區(qū)，操作區(qū)兩旁用于中間包維修與烘烤，其余的區(qū)域根據(jù)具體要求作適當(dāng)布置，跨度為30m。連鑄跨主要任務(wù)是完成連鑄設(shè)備的維修及存放。(7)出坯跨連鑄出坯跨占1～2個跨間。板坯連鑄機出坯流程：拉矯機末輥→切割機(火焰)→拉坯機→并流裝置→去毛刺機→噴印機→橫移臺車→堆垛機→卸垛機→精整區(qū)。方坯連鑄機出坯流程：拉矯機末輥→剛引錠機→切割機(剪切或火焰)→鏈引錠機(無剛引錠機時)→傳送輥道(印號機)→出坯床→傳送輥道→轉(zhuǎn)坯機。(8)連鑄精整跨連鑄精整跨主要用于板坯的精整清理，主要用火焰清理和手工清理。1.3.2車間工藝流程1)生產(chǎn)工藝流程框圖散狀料堆場散狀料堆場↓地下料倉地下料倉↓廢鋼皮帶運輸機廢鋼皮帶運輸機↓↓汽車高爐鐵水制氧站高位料倉汽車高爐鐵水制氧站高位料倉↓↓↓↓廢鋼間混鐵車管道輸送稱量漏斗廢鋼間混鐵車管道輸送稱量漏斗↓↓↓↓底吹氣體廢鋼槽預(yù)處理閥門站匯總漏斗底吹氣體廢鋼槽預(yù)處理閥門站匯總漏斗↓↓↓↓↓透氣磚稱量鐵水包氧槍旋轉(zhuǎn)溜槽透氣磚稱量鐵水包氧槍旋轉(zhuǎn)溜槽↓↓↓↓↓轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐↓↓↓稱量漏斗溜槽鋼水爐渣煙氣稱量漏斗溜槽鋼水爐渣煙氣↓↓↓↑合金料倉精煉渣罐除塵系統(tǒng)合金料倉精煉渣罐除塵系統(tǒng)↓↓↓↓↑澆注皮帶運輸機滾筒處理放散煤氣柜澆注皮帶運輸機滾筒處理放散煤氣柜↓↑連鑄成坯鐵合金地下料倉連鑄成坯鐵合金地下料倉2)工藝流程說明對于轉(zhuǎn)爐車間的整個工藝流程，按照不同的轉(zhuǎn)爐設(shè)計模式而形成自己獨特的工藝流程。對于本設(shè)計的工藝流程，簡要介紹如下：(1)鐵水供應(yīng)：鐵水是轉(zhuǎn)爐的主要原料，在鋼鐵料中的比例約占80%~90%。為了減輕轉(zhuǎn)爐的冶金任務(wù)，達到提高煉鋼轉(zhuǎn)爐的生產(chǎn)率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和降低成本，對高爐出來的鐵水在出鐵場進行鐵水脫硅，采用250噸混鐵車向轉(zhuǎn)爐供應(yīng)鐵水，扒渣后，運至鐵水預(yù)處理站，進行脫硫、脫磷和深脫硅處理，然后稱量運至轉(zhuǎn)爐加料跨，經(jīng)扒渣機扒渣后將鐵水況入轉(zhuǎn)爐。(2)廢鋼供應(yīng)：轉(zhuǎn)爐加廢鋼可以利用轉(zhuǎn)爐富余的熱能，對轉(zhuǎn)爐中鐵水進行冷卻降溫，煉鋼過程中產(chǎn)生的渣量小，降低煉鋼成本，提高效益。廢鋼由廢鋼間至加料跨的兩端的廢鋼區(qū)，按輕重、類型不同分類堆放于地面，用磁盤吊車把轉(zhuǎn)爐所需的廢鋼裝入廢鋼料斗，然后用電力料斗平車運送廢鋼料斗到加料跨，最后用廢鋼裝料起重機吊起廢鋼料斗，將廢鋼加入轉(zhuǎn)爐。(3)散狀料供應(yīng)：散狀料是轉(zhuǎn)爐造渣的主要原料。除了活性石灰直接由石灰車間用皮帶機送至地下料倉外，其余均采用汽車運輸并送入地下料倉貯存，需要時通過皮帶機運送至轉(zhuǎn)爐高位料倉，經(jīng)加料系統(tǒng)加入轉(zhuǎn)爐或鋼水罐中。供應(yīng)方式為在轉(zhuǎn)爐開吹時加入一些，剩余部分再分幾次加入，以保證盡快化渣。(4)鐵合金供應(yīng)：鐵合金用于調(diào)整鋼液成分和脫除鋼中雜質(zhì)（氧、硫、氮等），一般在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中加入鋼包內(nèi)，在真空處理時也可調(diào)整鋼水成分；在冶煉優(yōu)質(zhì)鋼或高合金時，加入的鐵合金需加熱烘烤。鐵合金用自卸汽車從鐵合金倉庫送到地下料倉儲存，經(jīng)皮帶機送至轉(zhuǎn)爐跨中位料倉、RH和鋼包爐料倉中。在轉(zhuǎn)爐后的鋼包吹氧站、RH鋼包爐處理位置，鐵合金均可通過加料系統(tǒng)加入鋼水包內(nèi)或真空室中，RH和鋼包爐的鐵合金料倉和加料系統(tǒng)是共用的。(5)出渣系統(tǒng)：處理轉(zhuǎn)爐產(chǎn)生的爐渣，保證車間正常生產(chǎn)，同時回收爐渣中鐵，提高資源利用率，降低生產(chǎn)成本。(6)除塵系統(tǒng)：設(shè)置除塵系統(tǒng)，防止污染環(huán)。本設(shè)計中轉(zhuǎn)爐煙氣采用未燃法處理，干法煤氣交貨回收利用，煙氣的冷卻采用汽化冷卻，蒸氣和煙塵回收利用。產(chǎn)生煙塵的地方均設(shè)有二次除塵，以改善工作環(huán)境。(7)出鋼系統(tǒng)：出鋼前，應(yīng)用薄鋼板把出鋼口堵上，防止鋼渣注入鋼包，當(dāng)轉(zhuǎn)爐傾轉(zhuǎn)到一定度時，薄鋼板熔化，可安全出鋼，出鋼時加入鐵合金，以便利用鋼液的沖擊力攪拌鋼液，使鐵合金更好的脫氧及去除鋼中的雜質(zhì)，用擋渣系統(tǒng)擋渣。出完鋼后，濺渣護爐，提高爐子壽命。(8)精煉系統(tǒng)：轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼水運送至精煉跨，加入LF爐內(nèi)精煉，可完成鋼水的升溫、脫氣、脫硫、去夾雜等任務(wù)，實現(xiàn)連鑄對鋼水的要求。(9)澆注系統(tǒng)：經(jīng)二次精煉的鋼水運至澆注跨進行澆注，采用全連鑄形式，澆注時及時供應(yīng)鋼水，達到多爐連澆。澆注過程中注意保護鋼水，防止鋼水二次氧化，可采用浸入式水口澆注，和結(jié)晶器內(nèi)加保護渣等措施。(10)連鑄坯精整：主要用于板坯的精整清理，主要用手工清理和火焰清理。

2.設(shè)備計算2.1轉(zhuǎn)爐計算2.1.1爐型計算原始條件爐子平均出鋼量為220t，鋼水收得率取92﹪，最大廢鋼比取20﹪，采用廢鋼礦石法冷卻。鐵水采用P08低磷生鐵[ω(Si)≤0.85％,ω(P)≤0.2％,ω(S)≤0.05％]。氧槍采用四孔拉瓦爾型噴頭，設(shè)計氧壓為1.0MPa.爐型選擇根據(jù)原始條件采用筒球形爐型作為本設(shè)計爐型。爐容比取V∕T＝1.05。﹙4﹚熔池尺寸的計算①熔池直徑的計算。熔池直徑的計算公式D＝K確定初期金屬裝入量G：取B＝15％則G＝m3b.確定吹氧時間：根據(jù)生產(chǎn)實踐，噸鋼耗氧量，一般低磷鐵水約為50-57∕t(噸)，高磷鐵水約為62-69∕t(鋼)，本設(shè)計采用低磷鐵水，取噸耗氧量為57∕t(鋼)，并取吹氧時間為14min。則[∕(t·min﹚]取K=1.57則②熔池深度計算筒球形熔池深度的計算公式為：確定D=6.214m,h=1.447m。③熔池其他尺寸確定球冠的弓形高度：爐底球冠曲率半徑：爐帽尺寸的確定①爐口直徑②爐帽傾角θ：取θ=64°。③爐帽高度H帽：取H帽=400mm，則整個爐帽高度為：H帽=H膛+H口=3.312+0.4=3.712m在爐口處設(shè)置水箱式水冷爐口，其主要優(yōu)點：吹煉時噴濺到爐口上的爐渣能自動脫落，結(jié)渣也較易清除，減輕爐口變形，延長爐口壽命，保持爐口形狀，煙氣凈化回收的正常操作。爐帽部分容積：爐身尺寸確定①爐膛直徑D膛=D(無加厚段)②根據(jù)選定的爐容比為1.05，可求出爐子總?cè)莘e為V總=1.05×220=231③爐身高度則爐型內(nèi)高出鋼口尺寸的確定①出鋼口直徑②出鋼口襯磚外徑③出鋼口長度④出鋼口傾角β：取β=18°。﹙8﹚爐襯厚度確定爐身工作層選750mm，永久層120mm，填充層80mm，總厚度為750+120+80=950mm。爐殼內(nèi)徑為爐帽和爐底工作層均選600mm，爐帽永久層150mm，填充層100mm，則爐帽總厚度為600+100+150=850mm，爐底永久層用標(biāo)準(zhǔn)鎂磚立砌一層230mm，黏土磚平砌三層65×3=195mm，則爐底磚襯總厚度為600+230+195=1025mm。故爐殼內(nèi)型高度為=9.704+1.025=10.729m。工作層材質(zhì)全部采用鎂碳磚。﹙9﹚爐殼厚度確定爐身部分選80mm厚的鋼板，爐帽和爐底部分選用70mm厚的鋼板，則=10729+70=10799mm=8114+2×80=8274mm爐殼轉(zhuǎn)角半徑SR1=SR2=950mmSR3=0.5δ底=0.5×1025=510mm﹙10﹚驗算高寬比可見≥1.3，且在1.2﹣1.4之間，符合高寬比的推薦值，因此認為所設(shè)計的爐子尺寸基本上是合適的，能夠保證轉(zhuǎn)爐的正常冶煉進行。根據(jù)上述計算的爐型尺寸繪制出爐型圖如圖所示。

圖2—1爐型圖2.1.2轉(zhuǎn)爐傾動力矩計算及電機功率確定⑴傾動力矩計算包括轉(zhuǎn)爐的重量及重心計算和傾動力矩計算兩部分。計算步驟為：A空爐重量及重心計算；B鐵水重量及重心計算；C確定最佳耳軸位置，計算傾動力矩。本設(shè)計通過計算機程序計算，依據(jù)全力距原則確定最佳耳軸位置。⑵空爐重量及重心計算圖2—2計算空爐重心預(yù)設(shè)耳軸位置坐標(biāo)為（0，4980）。⑶鐵水重心計算用計算機軟件計算如下：

表2—1鐵水重心計算角度X坐標(biāo)mmY坐標(biāo)mm預(yù)設(shè)位置合力矩4516261506-310.444716721554-270.664917181605-227.735117641659-181.875318091717-133.545518541779-82.965718981844-30.93591943191522.10611988199375.326319942130149.676520572198190.886721202271227.616921832349258.797122472431283.327323092518300.367523722610308.927724342710308.447924962818298.808125582936280.398326183065253.798526773213219.958727343381181.068927883576139.23912836381697.37932876411158.26952902448625.0597290749600.729928995397-10.5310128925700-12.5710328865930-11.1010528816115-8.33。由上表最小合力矩為0.22，角度為97度取得。最大合力矩為308.92，角度為75度取得。確定最佳耳軸位置坐標(biāo)為（0，5093）。⑷電機功率的確定①傾動機構(gòu)的選擇一般大、中型轉(zhuǎn)爐具有兩種以上的傾動速度。煉鋼工藝設(shè)計規(guī)定30t以下的轉(zhuǎn)爐可以不調(diào)整轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速通常為0.7r/min。50-100t轉(zhuǎn)爐用兩級調(diào)速，低速0.2r/min，高速0.8r/min。容量不小于150t的轉(zhuǎn)爐采用無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速為0.15~1.5r/min。本設(shè)計為220t轉(zhuǎn)爐，采用無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速為1.2r/min。②傾動機構(gòu)的配置形式本設(shè)計采用全懸掛式，并采用多點嚙合柔性支撐傳動，本設(shè)計中為8點嚙合。因為全懸掛多點嚙合柔性傳動傾動機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、占地面積少、運轉(zhuǎn)安全可靠、工作性能好。全懸掛結(jié)構(gòu)由于整套傳動裝置都掛在耳軸上，托圈的翹曲變形不會影響齒輪副的確正常嚙合。③傾動電動機功率的確定轉(zhuǎn)爐耳軸的扭矩。=308.92噸·米低速軸上的扭矩計算公式為=式中：——扭矩，;——低速軸上的功率，Kw;n——轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速，r/min。高速軸上的功率為=式中：——齒輪、軸承、萬向聯(lián)軸器等零件的傳動效率。表2—2傳動效率值軸承類型滾動軸承滾柱軸承齒輪萬向聯(lián)軸器0.990.980.97≤≥0.97~0.980.95~0.97本設(shè)計中轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)速，慢速為0.2r/min，快速為1.4r/min；全懸掛式有17對軸承（滾動軸承），12次齒輪嚙合，采用4個電機傳動，轉(zhuǎn)爐托圈及附件重量為360t，耳軸處懸掛齒箱組的質(zhì)量為100t，耳軸直徑為1200mm，耳軸處摩擦系數(shù)為=0.05。耳軸處的摩擦力矩：=（）=（78.879+300+360+100）=25166.37t·mm=25.17t·m轉(zhuǎn)爐耳軸的扭矩：=308.92+25.17=334.09t·m低速軸上的功率：===148.03高速軸上的功率為===253.1采用4個電機傳動,則每個電動機的功率為==63.275最后根據(jù)電動機型號，選擇標(biāo)準(zhǔn)的電動機。2.2.氧槍設(shè)計2.2.1噴頭設(shè)計﹙1﹚原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)爐公稱容量220t，低磷鐵水，冶煉鋼種以低碳鋼為主；轉(zhuǎn)爐參數(shù)：爐容比V／T=1.05，熔池直徑D=6214mm,有效高度H內(nèi)=9704mm，熔池深度h=1447mm。﹙2﹚計算氧流量取噸鋼耗氧量57m3，吹氧時間14min，則氧流量qV=57×220／14=895.7m3/min﹙3﹚選用噴孔參數(shù)出口馬赫數(shù)為M=2.0，采用四孔噴頭，噴孔夾角為11°。﹙4﹚設(shè)計工況氧壓查看熵流表，當(dāng)M=2.0時，p／p0=0.1278,定p膛=1.3×105Pa，則﹙5﹚計算喉口直徑每孔氧流量利用公式求得dT=0.0545m=54.5mm。取喉長長度LT=20mm。﹙6﹚計算d出依據(jù)M=2.0，查等熵流表A出/A喉=1.688﹙7﹚計算擴張段長度取半錐度為5°，則擴張段長度﹙8﹚收縮段長度取收縮α擴=50°，則收縮半角為25°，收縮段的長度由作圖法確定，L1=93.2mm。﹙9﹚由上面計算出的尺寸繪制的轉(zhuǎn)爐噴頭如圖所示。圖2—3轉(zhuǎn)爐噴頭2.2.2槍身設(shè)計﹙1﹚原始數(shù)據(jù)冷卻水流量，冷卻水進水速度，冷卻水回水速度，冷卻水噴頭處流速，中心氧管內(nèi)氧氣流速，吹煉過程中水溫升℃，其中回水溫度℃，進水溫度℃；槍身外管長，槍身中層管長，中心氧管長，局部阻損系數(shù)ξ=1.5。中心氧管管徑的確定中心氧管管徑的公式為

管內(nèi)氧氣的工況體積流量中心氧管的內(nèi)截面積中心氧管的內(nèi)徑根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為φ212×5mm的鋼管驗算氧氣在鋼管內(nèi)的實際流速符合要求。﹙3﹚中層套管管徑的確定環(huán)縫間隙的流通面積中層管的內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為Φ251×4mm的鋼管。驗算實際流速符合要求。﹙4﹚外層套管管徑的確定出水通道的面積為外管內(nèi)徑為根據(jù)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品目錄，選擇標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品規(guī)格為Φ293×10mm的鋼管。驗算實際水速符合要求。﹙5﹚中層套管下沿至噴頭面間隙h的計算該處的間隙面積為又知故氧槍在使用的過程中，因受熱膨脹。會改變中層套管至噴頭間隔最大值。為了防止中層套管擺動影響環(huán)縫間隙，通常是在中心氧管和中心氧管外焊置定位塊，以便保持三層套管的同心度。﹙6﹚氧槍總長度和行程確定