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文檔簡介
年產(chǎn)500萬噸轉(zhuǎn)爐煉鋼生產(chǎn)工藝及車間設(shè)計摘要在此次設(shè)計中對年產(chǎn)量為500萬噸大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的進(jìn)行設(shè)計,從最開始的物料平衡、生產(chǎn)規(guī)模爐型計算,再到最后廠房設(shè)計、煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計,具體囊括了原料系統(tǒng)設(shè)計、氧槍計算與設(shè)計及轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計和對連鑄設(shè)備具體數(shù)據(jù)的確定。此次設(shè)計包含轉(zhuǎn)爐2座,轉(zhuǎn)爐的公稱容量為300t。氧氣供氧系統(tǒng)的計算確定完后再計算氧槍的尺寸。板坯連鑄機(jī)2臺,1臺備用。13臺容量為600t的混鐵車。凈化煙氣的方法為未燃法。本設(shè)計合格坯為500萬噸,年需鐵水量為509.55萬噸,采用連鑄效率為77.88%的全連鑄工藝。關(guān)鍵詞:車間設(shè)計,LF精煉,轉(zhuǎn)爐,氧槍,全連鑄目錄1緒論 11.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 11.2國內(nèi)鋼鐵現(xiàn)狀 11.3發(fā)展及優(yōu)化過程 11.4未來展望 22氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間 42.1初始條件的計算 42.2熱平衡初始數(shù)據(jù)計算 103生產(chǎn)數(shù)據(jù)與其計算 163.1所需量的計算 163.2確定生產(chǎn)規(guī)模 163.3轉(zhuǎn)爐爐子型體的大小選擇與數(shù)據(jù)計算 173.3.1轉(zhuǎn)爐的主要參數(shù)的確定和計算 173.4轉(zhuǎn)爐的爐襯計算 193.4.1爐襯本身材料質(zhì)量的選擇 193.5轉(zhuǎn)爐爐體構(gòu)成的金屬材料 193.5.1爐子外殼的組成成份 193.5.2爐體受力支持的設(shè)備和具體要求 194原料供給方式的確 214.1共給鐵水 214.1.1物料所有的成分 214.1.2所用到的供給方法 214.2廢棄的鋼用量轉(zhuǎn)爐的熱平衡計算 224.2.1廢鋼的用量和種類 224.2.2主要的供應(yīng)方式和工藝大概的流程 224.2.3廢鋼的數(shù)據(jù)計算 224.3提供鐵合金的量 224.3.1各種鐵合金成分 224.3.2供應(yīng)鐵合金方法體系 234.4最主體的系統(tǒng)設(shè)備 234.4.1其他物料成分和組成 234.4.2石灰運(yùn)輸過程 235供氧的轉(zhuǎn)爐設(shè)備 245.1氧氣供應(yīng)系統(tǒng)計算 245.1.1氧氣在車間的需求量 245.1.2制氧機(jī)的能力 245.2氧槍的設(shè)備計算 245.2.1噴頭在氧槍上的計算 245.2.2氧槍中間身體部分計算 256鐵水提前處理 276.1鐵水預(yù)處理設(shè)備 276.2鐵水預(yù)處理耐火材料的應(yīng)用 286.2.1耐火材料在魚雷混鐵罐車上應(yīng)用 286.2.2噴槍上應(yīng)用耐火材料 287爐體外部設(shè)備布置 297.1精煉爐的數(shù)據(jù)確定 297.1.1精煉爐時間作業(yè)確定 297.1.2裝置的分布 297.1.3精煉爐具體經(jīng)濟(jì)消耗 308連鑄裝備大體數(shù)據(jù) 318.1連鑄機(jī)器選擇 318.2連鑄機(jī)性能數(shù)據(jù)的確定 318.2.1包鋼的時間在澆筑時的確定 318.2.2鑄坯的截面說明 318.2.3拉環(huán)上的速率選取 318.2.4連鑄機(jī)運(yùn)行速度 318.2.5全弧形連鑄機(jī)半徑 328.3連鑄機(jī)生產(chǎn)量計算 328.3.1連鑄澆注周期計算 328.3.2連鑄機(jī)工作效率 328.4連鑄機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù) 338.5鋼包數(shù)據(jù)確定 338.5.1鋼包中間材料選擇 338.5.2鋼包的工藝與尺寸確定 348.6中間包重要參數(shù)確定 348.6.1中間包的體積 348.6.2中間包水口直徑 358.6.3中間包載運(yùn)設(shè)備 358.7結(jié)晶器的參數(shù)計算 358.7.1結(jié)晶器的斷面尺寸 358.7.2結(jié)晶器的長度 358.7.3結(jié)晶器錐度 358.7.4結(jié)晶器筒壁厚度 358.7.5結(jié)晶器縫水面積 358.8 二次冷卻裝置 368.8.1二冷噴水冷卻系統(tǒng) 368.8.2二冷區(qū)水量計算 369主廠房設(shè)計 379.1廠房布置 379.1.1原料跨廠房高度 379.1.2耳軸中心高度標(biāo)定 379.1.3轉(zhuǎn)爐跨吊車軌面標(biāo)高 379.1.4全弧形連鑄機(jī)長度 389.1.5連鑄跨總高和連鑄澆注跨吊車軌面標(biāo)高 389.2各跨見起重機(jī)的選擇和數(shù)量計算 3810轉(zhuǎn)爐車間煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計 3910.1最大爐氣量煙氣量計算 3910.1.1最大爐氣量計算 3910.1.2最大煙氣量計算 3910.2煙氣凈化及回收設(shè)備 3910.2.1OG系統(tǒng)主要過程 3910.2.2煙罩設(shè)計與計算 4110.2.3一級文氏管計算 4110.2.4二級文氏管計算 4210.3轉(zhuǎn)爐其他除塵系統(tǒng) 4310.4污水處理 43結(jié)論 44參考文獻(xiàn) 461緒論1.1國外發(fā)展現(xiàn)狀1856年英國人發(fā)明底吹酸性轉(zhuǎn)爐煉鋼法處于上世紀(jì)中葉轉(zhuǎn)爐煉鋼剛剛起步時期,近代煉鋼的開端由此開始。上世紀(jì)70年代到90年代處于連鑄技術(shù)和轉(zhuǎn)爐穩(wěn)定性提高時期。90年代末至今隨著潔凈鋼時期的到來,在市場需求的作用下潔凈鋼逐漸占領(lǐng)市場,為適應(yīng)市場的需求鋼廠企業(yè)迅速改變生產(chǎn)模式建立起了比以往規(guī)模更大更適應(yīng)潔凈鋼的生產(chǎn)系統(tǒng)。復(fù)合吹煉技術(shù)的歷程,20世紀(jì)末蒂森公司確立了TMB復(fù)合吹煉技術(shù),通過采用TMB法復(fù)合吹煉技術(shù)能在取得良好的經(jīng)濟(jì)效益的同時使成本較其他同種生產(chǎn)工藝大大降低其成本,提高了鋼水的獲取率,減少加入造渣劑的量,高合金回收率使鋼的成本降低5馬克/t鋼。例如:采用TMB技術(shù)的一家印度鋼廠脫磷效果在生產(chǎn)過程中很明顯。優(yōu)化轉(zhuǎn)爐少渣冶煉技術(shù),在資源、能源、環(huán)境的限制條件下。通過實(shí)施轉(zhuǎn)爐少渣冶煉技術(shù)能有效減少對鐵礦資源消耗的情況。運(yùn)用轉(zhuǎn)爐且少渣冶煉,提高鐵水的獲得率。并在減少污染廢棄物排放的同時,降低鐵損,轉(zhuǎn)爐鋼廠后期環(huán)境治理成本降低。1.2國內(nèi)鋼鐵現(xiàn)狀粗鋼產(chǎn)量河北、江蘇、山東、遼寧四省的粗鋼產(chǎn)量占全國粗鋼產(chǎn)量的一半,其中鋼鐵產(chǎn)量最高的是河北省占全國粗鋼產(chǎn)量的百分之26%左右可見主要的產(chǎn)鋼的省份主要集中于北方地區(qū),當(dāng)前存在嚴(yán)重的產(chǎn)能布局不合理問題。1.3發(fā)展及優(yōu)化過程我國唐山鋼鐵廠在1951年首先試驗(yàn)成功堿性空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐冶煉法,且迅速投入生產(chǎn)。首都鋼鐵試驗(yàn)廠在20世紀(jì)60年代把空氣側(cè)吹轉(zhuǎn)爐改建為氧氣頂吹,從此開始工業(yè)試驗(yàn)并投入生產(chǎn)。不斷發(fā)展的鋼鐵冶煉技術(shù),出現(xiàn)了許多由中、大型氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間組成的企業(yè),把平爐車間改為氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間。目前國內(nèi)的轉(zhuǎn)爐煉鋼廠多達(dá)好幾百家,憑借轉(zhuǎn)爐煉鋼的技術(shù)能生產(chǎn)出的鋼總量大概在70~220左右。很少部分的煉鋼廠的產(chǎn)量在70以下的。因?yàn)榈氖袌鲂枰?在我國的鋼鐵制造商在提高自己的鋼材產(chǎn)品質(zhì)量同時,也在側(cè)重于鋼材產(chǎn)品種類及性能改善以及成本降低方面增加了比例。之后又進(jìn)一步優(yōu)化了旋風(fēng)轉(zhuǎn)爐的制造工藝和流程。轉(zhuǎn)爐法煉鋼技術(shù)的傳統(tǒng)模式,由原來單純用轉(zhuǎn)爐法進(jìn)行冶煉發(fā)展成為以普通鐵水經(jīng)過預(yù)處理,而后重復(fù)吹風(fēng)轉(zhuǎn)爐法進(jìn)行吹煉,爐外加以精煉,最后再進(jìn)行連鑄法的新工藝流程。新的工藝流程在技術(shù)上具有了設(shè)備的大型化,更加現(xiàn)代化,連續(xù)性強(qiáng)的特征。其中氧氣轉(zhuǎn)爐主要是適用于進(jìn)行鋼水的脫碳及升溫。優(yōu)化轉(zhuǎn)爐高速吹煉技術(shù)我國轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)的核心是提高產(chǎn)率。而且高效率化的制造過程既能夠有效地降低鋼鐵企業(yè)產(chǎn)品的價格和成本,更是鋼鐵企業(yè)適應(yīng)市場激烈的殘酷競爭,迎接新時代挑戰(zhàn)的一個重要手段。所以,大力推進(jìn)了我國轉(zhuǎn)爐冶金煉鋼機(jī)的高速風(fēng)吹煉設(shè)備和制造技術(shù),優(yōu)化了工藝流程,增強(qiáng)了轉(zhuǎn)爐的產(chǎn)量與生產(chǎn)能力。優(yōu)化潔凈鋼的生產(chǎn)工藝流程,實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化的生產(chǎn)。隨著電爐冶煉鋼工藝流程的改進(jìn),建立了一套完善的潔凈鋼廠。1.4未來展望工信部《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃》曾經(jīng)明確提出"十三五"規(guī)劃時期,前10家以上鋼鐵工業(yè)公司的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展聚焦點(diǎn)幅度由之前34%左右大幅上升至達(dá)到60%左右。同期2016年5月國務(wù)院又正式發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)兼并重組處置僵尸企業(yè)的指導(dǎo)意見》中并指出,2025年的大部分的企業(yè)產(chǎn)能的過剩的量將會有機(jī)會提高到達(dá)60%-70%。從2018年國內(nèi)大型粗鋼企業(yè)總產(chǎn)量的持續(xù)集中增長程度情況來看,60%以上粗鋼產(chǎn)量對今年我國實(shí)體經(jīng)濟(jì)的直接貢獻(xiàn)主要來源于34家國內(nèi)粗鋼龍頭企業(yè)和整個集團(tuán),根據(jù)今年計劃未來這34家國內(nèi)粗鋼龍頭企業(yè)和整個集團(tuán)的粗鋼總產(chǎn)量很有可能會縮減到10家,可見后期國內(nèi)粗鋼龍頭企業(yè)破產(chǎn)重組的操作力度和持續(xù)發(fā)展盈利空間之大。關(guān)于今年國家部委工信部公開會議發(fā)布的關(guān)于推進(jìn)我國今年鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級的一個總體規(guī)劃:1)京津冀及其大部周邊地區(qū)、長江珠三角等區(qū)域地區(qū):在目前己經(jīng)基本形成了完善的沿海沿江產(chǎn)業(yè)布局的基礎(chǔ)上,著眼于有效減輕局部地區(qū)性經(jīng)濟(jì)環(huán)境壓力,依托內(nèi)陸鋼鐵企業(yè),通過不斷加快增產(chǎn)減量和加強(qiáng)資源整合重組,優(yōu)化和合理調(diào)整內(nèi)陸鋼鐵企業(yè),大幅度提升化解了產(chǎn)能過剩的中國鋼鐵生產(chǎn)能力。我們可以認(rèn)為其主要含義應(yīng)該認(rèn)為包含兩層面的意思:一層意義就是企業(yè)依托自己的鋼鐵優(yōu)勢企業(yè)品牌而對其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)資源整合;二層意思對大型鋼廠企業(yè)進(jìn)行了生產(chǎn)減量再造和生產(chǎn)兼并重組,尤其對于嚴(yán)重過剩影響產(chǎn)能和嚴(yán)重生產(chǎn)過剩的東部河北地區(qū),著重重點(diǎn)推動了這些城市大型鋼廠的企業(yè)整體改制撤資和資產(chǎn)置換;2)大力建設(shè)中西部華南地區(qū)、東北舊鋼鐵工業(yè)制造基地:就是依托區(qū)域內(nèi)一批具備相對較高企業(yè)技術(shù)綜合競爭力和優(yōu)勢的鋼鐵企業(yè),實(shí)施大型區(qū)域性產(chǎn)業(yè)資源整合,壓減部分鋼鐵企業(yè)產(chǎn)能,壓減過剩鋼鐵產(chǎn)能。我們預(yù)計主要會推行區(qū)域內(nèi)整合,包括優(yōu)勢兼并弱勢,大企業(yè)重組小企業(yè)等;3)東東南沿海和西部偏遠(yuǎn)地區(qū):以進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整完善我省"北重南輕"的特色鋼鐵產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)作為戰(zhàn)略著力點(diǎn),建好一批具有一流鋼鐵技術(shù)水平的廣東湛江、防城港等沿海高技術(shù)質(zhì)量的特色鋼鐵產(chǎn)業(yè)和沿海精品鋼鐵生產(chǎn)加工基地。即:重點(diǎn)加快推進(jìn)沿海軍事基地的規(guī)劃建設(shè),包括承接北部置出的合規(guī)產(chǎn)能。
2氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間2.1初始條件的計算計算原始數(shù)據(jù)表2.1鋼種、鐵水、廢鋼和終點(diǎn)鋼水的成分的設(shè)定值(%)注:本設(shè)計選取的計算后設(shè)定的冶煉鋼的規(guī)格選擇為Q235A表2.2鐵合金成分及其回收率(%)表2.3原料成分(%)表2.4其他工藝參數(shù)設(shè)定值物料平衡基本項目本設(shè)計內(nèi)所需要用到的物料平衡大概的數(shù)據(jù)所需的基本項目見表2.5:表2.5物料平衡原料表計算基本所需的量設(shè)定為100kg,在計算渣量成分和渣量的具體的合金化數(shù)據(jù),由此可得氧氣的實(shí)際具體所需要的量以及全部的渣量計算見表2.6。表2.6總渣量及其成分注1:①總渣量:13.620÷(1-8.25%-5%)=13.066kg。注2:②ω(Fe2O3)=13.06×0.0825=1.078kg。表2.7所有總渣的成分轉(zhuǎn)爐內(nèi)的氣體總量和具體的物質(zhì)包括了一氧化碳、氮?dú)?、二氧化碳、二氧化硫、水蒸氣。具體的氣體量查表2.6和2.8可得。表2.8爐內(nèi)氣體成分量在計算鋼水脫氧后合金化,由于鐵水量和鐵水物質(zhì)氧化以及所產(chǎn)生的殘渣、煙氣、塵埃、噴濺時所造成的損失鐵等于鋼水量。具體的物質(zhì)項目表2.9。表2.9物質(zhì)所需的量的物料平衡表注:具體的誤差應(yīng)小于-0.1%表2.10非鋼中元素氧化產(chǎn)物及其成渣量(kg)表2.11不需要的鋼的物料平衡表(具體基準(zhǔn)100kg鐵水)表2.12不需要的鋼的物料平衡表(100kg(鐵水和不需要的鋼)作為為基準(zhǔn))在計算鐵水去除氧氣和鐵水合金化后物料平衡的量,通過差表2.1和表2.2去計算具體的數(shù)據(jù)錳鐵應(yīng)該加進(jìn)去的量和硅鐵應(yīng)該加進(jìn)去的量從而得到表2.13。表2.13鐵合金中錳鐵和硅鐵燃燒所消耗的量(kg)表2.14在鐵水加入焦粉后所產(chǎn)生的物質(zhì)量(kg)表2.15所有的物質(zhì)需要的平衡表2.2熱平衡初始數(shù)據(jù)計算計算得到的開始數(shù)據(jù)表2.16進(jìn)到爐子的物質(zhì)和產(chǎn)生的物質(zhì)的溫度設(shè)定值表2.17物質(zhì)固態(tài)所有平均固態(tài)熱容表2.18在處于煉鋼時期的反應(yīng)熱效應(yīng)表2.19物質(zhì)處于鐵水中對鐵的熔點(diǎn)的影響值我以一百千克的鐵水作為基準(zhǔn)在計算熱收入時先確定鐵水所產(chǎn)生的物理熱,然后根據(jù)鐵的熔點(diǎn)和鐵水中的其他物質(zhì)對于鐵水基本影響再去確定和計算鐵水在受到影響后的具體熱熔和鐵水被改變后的實(shí)際溫度。物質(zhì)在被氧氣氧化后變成渣所產(chǎn)生的熱量具體的數(shù)值見表2.20。表2.20物質(zhì)被氧氣氧化后變成渣所產(chǎn)生的熱量值第二步:熱支出Qs的計算。總結(jié)計算得到的數(shù)據(jù)后得到表2.21。表2.21其他物質(zhì)所產(chǎn)生的物理熱物質(zhì)白云石在被氧氣氧化后產(chǎn)生的物理理熱量:Qb=2.5×(36.40%×1690+25.60%×1405)=2437.10kJ物質(zhì)反應(yīng)期間產(chǎn)生的具體物理的熱量損失本次我取百分之五。物質(zhì)廢棄鋼能夠產(chǎn)生的熱量用這熱量去計算剩下的熱量,即下面在全去計算廢棄鋼加進(jìn)去的量因此廢棄的鋼量為:熱平衡的結(jié)果數(shù)據(jù)表2.25。鋼水物理熱加上廢棄鋼的吸收熱量加上爐渣物理產(chǎn)生的熱量除以總量熱收入得到的具體值就是熱效率。表2.22熱具象平衡表表2.23原始物質(zhì)材料消耗量3生產(chǎn)數(shù)據(jù)與其計算3.1所需量的計算圖3.1所需具體鐵量圖3.2確定生產(chǎn)規(guī)模為了能夠產(chǎn)生出每年五百萬噸的鑄坯能合格,車間設(shè)計所需要的轉(zhuǎn)爐的轉(zhuǎn)爐座數(shù)尺寸的大小具體數(shù)據(jù),由圖3.1可知,所需入爐金屬料為579.04萬噸。計算一座轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù)N:3.3轉(zhuǎn)爐爐子型體的大小選擇與數(shù)據(jù)計算根據(jù)本次的需要我選取筒球型的爐子,取球缺體半徑R=1.1D。3.3.1轉(zhuǎn)爐的主要參數(shù)的確定和計算熔爐的具體比例大小選取熔爐比例取0.90一噸,每平方。設(shè)計熔池的具體尺寸大小設(shè)置熔池的最大直徑:D=K×3.4轉(zhuǎn)爐的爐襯計算具體計算爐襯:選取的爐襯得要滿足轉(zhuǎn)爐的要求,在選擇時應(yīng)當(dāng)需要考慮到經(jīng)濟(jì)價格。3.4.1爐襯本身材料質(zhì)量的選擇選取的爐襯大小、寬厚見表3.1。表3.1爐襯材質(zhì)的厚度選取值3.5轉(zhuǎn)爐爐體構(gòu)成的金屬材料3.5.1爐子外殼的組成成份爐子外殼的組成成分具體包括爐子的頭部,身體和底部這幾個重要組成部分。爐襯因?yàn)槠涮厥庑?,需要對爐襯承受能力標(biāo)準(zhǔn)比較高,當(dāng)爐襯被鋼水和爐渣以及各種材料造成重量上擠壓影響的時候不會因超載荷和其他物質(zhì)金屬元素的影響下發(fā)生結(jié)構(gòu)上面得到的受損。所以我選取的爐襯就需要爐襯的強(qiáng)度要很高。3.5.2爐體受力支持的設(shè)備和具體要求冶煉工藝中對于傾動式機(jī)械的技術(shù)要求主要表現(xiàn)為以下幾個方面:由于傾動式轉(zhuǎn)爐機(jī)械經(jīng)常都是在溫度很高煙氣灰塵多的地方工作所以它的轉(zhuǎn)動會隨著時間的推移變得難以轉(zhuǎn)動但是如果變成懸掛式結(jié)構(gòu)后放到耳軸傍邊處懸掛起來行對于速度和方向上的調(diào)整就會更加順暢。
4原料供給方式的確4.1共給鐵水4.1.1物料所有的成分表4.1物質(zhì)成分含量4.1.2所用到的供給方法計算后得到數(shù)據(jù)分析,轉(zhuǎn)爐的選擇上應(yīng)該選擇使用兩百噸容量的轉(zhuǎn)爐兩座,混鐵車的尺寸大小容量體積選擇六百噸。具體的兩臺計算過程:在計算完混鐵車的大小后,發(fā)現(xiàn)魚雷罐車的數(shù)量最好是選擇十三臺。關(guān)于魚雷罐車的主要關(guān)鍵的介紹:隨著耐火材料的興起鋼鐵行業(yè)最先一批把耐火材料運(yùn)用到煉鋼的領(lǐng)域但是雖然煉鋼量每一年都在增加但是耐火材料確實(shí)每一年用料都在減少,這主要是新的技術(shù)帶來的實(shí)體行業(yè)的發(fā)展方向上的改變與機(jī)遇,過去的幾十年耐火磚的使用的總量在不斷的減少魚雷罐車因?yàn)槭艿竭@種影響下產(chǎn)量也慢慢的減少了對耐火材料的需求轉(zhuǎn)變?yōu)閷τ谄渌滦筒牧系男枨罅吭黾恿可习l(fā)生巨大改變。因魚雷罐車的四周全部封嚴(yán)呈現(xiàn)出的是一個罐狀的結(jié)構(gòu)形態(tài)所以在接了鐵水在運(yùn)行到結(jié)束的具體階段部分魚雷罐車都能夠一直不讓鐵水溫度熱量消耗掉以及運(yùn)輸?shù)倪^程上大概率不會出現(xiàn)有鐵水灑出來的情況,而且鐵水中的有些物質(zhì)如硫、磷等其他雜志物質(zhì)部分能夠被魚雷罐車在運(yùn)向終點(diǎn)的過程中給脫離掉,在魚雷罐車的下面底部部分配備了加熱輔助設(shè)備系統(tǒng)這樣確保魚雷罐車能一邊往前行走驅(qū)動一邊給底部下面加熱始終處于高溫下脫磷脫硫,雖然魚雷罐車體積龐大但是它的運(yùn)輸速度依然十分迅速這得益于在其前面加了液壓驅(qū)動的機(jī)構(gòu)亦或是小型軌道火車頭帶動魚雷罐車前往終點(diǎn)。4.2廢棄的鋼用量轉(zhuǎn)爐的熱平衡計算4.2.1廢鋼的用量和種類經(jīng)過上述的計算后得到的廢鋼主要大概的量為四十八點(diǎn)六四萬噸,廢棄鋼不僅僅只有最終返回得到的最后鋼量期間在運(yùn)輸過程中依然有其他廢棄鋼從小汽車內(nèi)飛濺出來。4.2.2主要的供應(yīng)方式和工藝大概的流程考慮到廠房中機(jī)械的氧化和空氣中塵埃對于設(shè)備老化與破壞供應(yīng)方式主要使用到吊車去吊裝滿廢棄鋼鐵水后的漏斗。工藝流程:圖4.1廢鋼收購工藝流程4.2.3廢鋼的數(shù)據(jù)計算4.3提供鐵合金的量4.3.1各種鐵合金成分鐵合金主要成分表:表4.2物質(zhì)在鐵合金比例成分表4.3.2供應(yīng)鐵合金方法體系開罐小車底部的鐵合金在里面一起被送到目的地轉(zhuǎn)爐子跨,主要選用10t的吊車載送到爐靠后的平臺上的鐵合金料倉中儲存。首先由振動給料機(jī)把料送到稱量小車?yán)?振動給料機(jī)位置是在鐵合金高位料倉,每當(dāng)稱量小車達(dá)到一定的重量時振動給料機(jī)將會停止加料,再由稱量小車送物料一直到集裝箱內(nèi)準(zhǔn)備待用,在經(jīng)過其他小汽車的頭頂時按照系統(tǒng)設(shè)置的規(guī)定時間內(nèi)送到隨途中加料,具體的成分在鐵合金中的物質(zhì)會被傳到電腦CRT屏幕前面便于工作人員的審看。4.4最主體的系統(tǒng)設(shè)備4.4.1其他物料成分和組成其他物料成分及組成見表2.2。4.4.2石灰運(yùn)輸過程圖4.2石灰供應(yīng)工藝流程
5供氧的轉(zhuǎn)爐設(shè)備5.1氧氣供應(yīng)系統(tǒng)計算5.1.1氧氣在車間的需求量5.1.2制氧機(jī)的能力制氧機(jī)最主要還是得用于吹氧工序里面給轉(zhuǎn)爐中的物質(zhì)雜志最大限制的氧化后成渣,氧氣的需求需要看車間內(nèi)的大小和機(jī)器消耗來確定制氧機(jī)的能力,可以實(shí)現(xiàn)每個鋼鐵車間最大高峰消耗氧氣量。根據(jù)計算出來的結(jié)果與數(shù)據(jù)選擇35000Nm3/h系列的制氧機(jī)。5.2氧槍的設(shè)備計算5.2.1噴頭在氧槍上的計算5.2.2氧槍中間身體部分計算圖5.1具體氧槍平面結(jié)構(gòu)
6鐵水提前處理高溫鐵水金屬物質(zhì)在熱預(yù)處理的主要方式是用鐵水預(yù)先處理的方式把剛剛進(jìn)入爐內(nèi)的鐵水中其他雜質(zhì)物質(zhì)元素給氧化去除掉這里需要用到大量的氧氣和含碳物質(zhì)焦炭,熱金屬進(jìn)入煉鋼大爐子前必須除去硫硅磷,為了確保經(jīng)濟(jì)最大節(jié)省預(yù)先處理需要對三脫順序弄清,在轉(zhuǎn)爐之后進(jìn)入高爐前把鐵水在進(jìn)入爐內(nèi)前加了一個重要而且是十分有必要的工序,先進(jìn)的預(yù)處理不僅僅在設(shè)備上去除其他無用物質(zhì)效率提高方法技術(shù)也有十分先進(jìn)的革新。6.1鐵水預(yù)處理設(shè)備大量的設(shè)備要求見如表6.1所示。表6.1設(shè)備的具體應(yīng)用在預(yù)處理中當(dāng)在處于脫去鐵水中雜質(zhì)物質(zhì)時期主要還是得需要快速的噴槍,如果噴槍的速度提高到非常高的速度的時候再加上能噴吹出具有明顯的除雜質(zhì)物質(zhì)的藥劑最好是流動性能也是十分優(yōu)質(zhì)的,此時除的時候才能夠全方面的去磷,一般選取的噴頭的上位尺寸大小選則使用直徑為三十六毫米口徑的噴槍,藥劑的選用具體方面上選擇使用多種不同均勻的混在一起,同時發(fā)射出,根據(jù)具體電腦系統(tǒng)所能夠計算出來的數(shù)據(jù)去處理,同步的信息隨時間的遷移每一步都要求精確再精確,確保其他雜質(zhì)物質(zhì)的含量降到最低,處理過程里面磷的處理過后具體含量偏差不能大于十萬分之一硫元素的含量同樣不能大于超過萬分之二,再根據(jù)前文介紹的魚雷罐車去除其他雜質(zhì)物質(zhì)時需要一直時刻保持著魚雷罐車整個罐子的溫度均勻三百六十度的旋轉(zhuǎn)并且在魚雷罐車的底部部分加熱機(jī)器的持續(xù)性加熱一般需要持續(xù)好幾天,具體的實(shí)時數(shù)據(jù)會一直發(fā)送傳進(jìn)電腦中里面直到送進(jìn)到終點(diǎn)然后返回到原有位置。同步進(jìn)行的好處能夠大大降低其生產(chǎn)上的成本還能對于環(huán)境也減少了污染排放以及對生產(chǎn)產(chǎn)品改造了質(zhì)量。6.2鐵水預(yù)處理耐火材料的應(yīng)用6.2.1耐火材料在魚雷混鐵罐車上應(yīng)用在此之前,魚雷罐需要提前加入耐火材料,耐火材料的主要作用為:當(dāng)直接與鐵水在預(yù)先處理的時候耐火材料主要會和鐵水觸碰到,所以其作用之一便是和鐵水的高溫度下不會發(fā)生結(jié)構(gòu)上的破壞;耐火材料在面對非常嚴(yán)重的腐蝕性材料預(yù)處理劑時,耐火材料必須滿足抗腐蝕的性能;當(dāng)耐火材料面對混鐵燃?xì)夤捃嚳展迌?nèi)溫度高達(dá)八百多度,以及流入罐內(nèi)的鐵水后混鐵罐車體溫度高達(dá)一千多度,材料必須要耐高溫性,耐火材料在當(dāng)鐵罐車進(jìn)行高溫的噴吹攪拌過程中其內(nèi)襯材料會造成巨大結(jié)構(gòu)上破壞。6.2.2噴槍上應(yīng)用耐火材料首先鐵水提前處理時噴槍不能遭到損壞,當(dāng)在攪拌去除鐵水中的S、P和H2O的過程中,需要將噴槍插入鐵水中。預(yù)處理后的產(chǎn)物以氧、氮為主要生成物,經(jīng)噴槍吹入鐵水中,與鐵水充分混合反應(yīng)。噴涂槍在預(yù)處理過程中運(yùn)行時,由于位置未知,處于不同位置的機(jī)械所受到的損傷程度也會有所不同
7爐體外部設(shè)備布置為了去除鋼水中前面加工后剩余雜質(zhì)物質(zhì),當(dāng)鋼水經(jīng)過LF精煉包鋼爐作為爐體外部的設(shè)備時的溫度把控需要控制到一定值,所能用到的設(shè)備基本上都要求處于真空狀態(tài)才能保證處理的時候能順利進(jìn)行。7.1精煉爐的數(shù)據(jù)確定7.1.1精煉爐時間作業(yè)確定表7.1精煉爐LF爐工作時間7.1.2裝置的分布裝置分布:圖7.1裝置分布流程圖表7.2精煉爐主要的性能7.1.3精煉爐具體經(jīng)濟(jì)消耗表7.3精煉爐具體的大概經(jīng)濟(jì)消耗量8連鑄裝備大體數(shù)據(jù)8.1連鑄機(jī)器選擇根據(jù)上述數(shù)據(jù)的總結(jié)思考后選擇全弧形連鑄機(jī),冷卻水系統(tǒng)就處于全弧形連鑄機(jī)的運(yùn)動方向上鋼件再由于冷卻水溫作用下冷卻形態(tài)從液態(tài)轉(zhuǎn)變到固體的形狀態(tài)。而且由于二冷裝備系統(tǒng)就鑲嵌再圓弧的四分之一,若再選用全弧形連鑄機(jī)情況下還能從結(jié)構(gòu)上拉低成本的花費(fèi)。8.2連鑄機(jī)性能數(shù)據(jù)的確定8.2.1包鋼的時間在澆筑時的確定t8.2.2鑄坯的截面說明根據(jù)上述的大部分機(jī)器設(shè)備參數(shù)需求制作材料時的規(guī)格和品種要求,所需的高壓縮的切割比在軋制過程中,對各種軋機(jī)的耐磨能力,連鑄坯的尺寸需要符合技術(shù)要求的各種成形工藝等計算過后總結(jié)出來的數(shù)據(jù)選用應(yīng)該更加合適的材料。8.2.3拉環(huán)上的速率選取8.2.4連鑄機(jī)運(yùn)行速度N=8.2.5全弧形連鑄機(jī)半徑弧形半徑又稱曲率半徑指的是連鑄機(jī)鑄坯外弧。當(dāng)需要計算鑄坯外錐直徑和坯體厚度時主要用到最大的弧形半徑:8.3連鑄機(jī)生產(chǎn)量計算8.3.1連鑄澆注周期計算T=t1+nt2=40+30.92×3=132.76mint8.3.2連鑄機(jī)工作效率η=表8.1連鑄機(jī)工作效率8.4連鑄機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)連鑄機(jī)具體實(shí)際上每小時產(chǎn)出鋼量:每天平均連鑄機(jī)的產(chǎn)出鋼量:A=1440每年平均連鑄機(jī)的產(chǎn)出鋼量P=365Aη=365×9517.93×77.88%=270.55萬噸/年車間所需要連鑄機(jī)數(shù)量N8.5鋼包數(shù)據(jù)確定8.5.1鋼包中間材料選擇由于鋼包材料的隔熱襯里材料由鋁、鈣、鎂、聚碳復(fù)合粘土磚制成,強(qiáng)度輕。所以該材料的保溫層優(yōu)先選擇強(qiáng)度非常高的鋁質(zhì)耐火材料用以防火生產(chǎn)。砌塊砌筑成臺階狀,即沿整塊砌磚基層的坡度高度自身轉(zhuǎn)換所需磚塊數(shù)。8.5.2鋼包的工藝與尺寸確定由整個鋼包上部的滑動和下水口由整個鋼包的滑動上部和下水口、上面的滑板、五個部分連接組成。表8.2鋼包內(nèi)襯厚度8.6中間包重要參數(shù)確定8.6.1中間包的體積8.6.2中間包水口直徑d=8.6.3中間包載運(yùn)設(shè)備由于中間裝送做大包裝包具體的設(shè)備普通一般就是中間封裝包的一種主要載運(yùn)包裝設(shè)備,通常普遍上是每臺多爐連鑄機(jī)組中都會分別配備兩臺中間裝的包裝車,用于在進(jìn)行多爐連鑄時澆中鑄機(jī)進(jìn)行包裝更換中間封裝包,其中小車回轉(zhuǎn)臺與承運(yùn)小車各有兩個。8.7結(jié)晶器的參數(shù)計算8.7.1結(jié)晶器的斷面尺寸鑄坯周邊寬度的傾斜方向大小約取2%,即1500(1+2%)=1530mm8.7.2結(jié)晶器的長度L8.7.3結(jié)晶器錐度▽一般取(0.4~0.9)%/m,本設(shè)計取1.1%/m8.7.4結(jié)晶器筒壁厚度一般取30mm8.7.5結(jié)晶器縫水面積S二次冷卻裝置8.8.1二冷噴水冷卻系統(tǒng)用的噴嘴為廣角扁平噴嘴,噴射角120°鑄坯內(nèi)弧側(cè)的噴水量是外側(cè)1/2~1/3。8.8.2二冷區(qū)水量計算二冷庫庫區(qū)建筑總耗能用水量的實(shí)際計算式式表如下Q
9主廠房設(shè)計現(xiàn)代煉鋼轉(zhuǎn)爐處理冶金廠和迄今為止目前化煉鋼有鐵水通過大型機(jī)械加工生產(chǎn)車間,大部分選取的生產(chǎn)上方面工藝技術(shù)基本上都是從最開始煉鋼鐵水到轉(zhuǎn)爐預(yù)處理,在經(jīng)過由煉鋼爐反復(fù)噴吹氧氣后到達(dá)煉鋼轉(zhuǎn)爐,車間爐子外部部分進(jìn)行冶金的逐步分布精煉,再由車間中及其設(shè)備機(jī)器的全方面上連鑄。爐子再氧轉(zhuǎn)爐處理后的主要優(yōu)勢在于其冶煉工藝時間短,日產(chǎn)爐數(shù)多,吞吐量大,生產(chǎn)頻率高。爐子內(nèi)物料物質(zhì)必須走過了所以的料跨寬后被儲存到貨物大倉庫以及鐵的大量合金倉中,再經(jīng)過具體的設(shè)備部分包括散鋼運(yùn)輸所需車輛,原來物質(zhì)材料進(jìn)入到大倉庫理的具體方式有被電腦監(jiān)控的過程下完成存儲相關(guān)內(nèi)容部分系統(tǒng)。主廠房中間轉(zhuǎn)爐跨度一側(cè)是連鑄跨度,另一側(cè)是原料跨度,其中主要包括有鐵水和廢鋼,與把所有類型的物料都運(yùn)送到指定的位置。9.1廠房布置9.1.1原料跨廠房高度9.1.2耳軸中心高度標(biāo)定9.1.3轉(zhuǎn)爐跨吊車軌面標(biāo)高9.1.4全弧形連鑄機(jī)長度9.1.5連鑄跨總高和連鑄澆注跨吊車軌面標(biāo)高9.2各跨見起重機(jī)的選擇和數(shù)量計算表9.1部分起重機(jī)的選擇
10轉(zhuǎn)爐車間煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計10.1最大爐氣量煙氣量計算10.1.1最大爐氣量計算VV10.1.2最大煙氣量計算由于爐中氣體包含10%CO被燃燒成CO2CO+最多的煙氣量QmaxQQ10.2煙氣凈化及回收設(shè)備轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中產(chǎn)生大量的CO和CO2,若放散開來會造成環(huán)境的污染,所以需要處于車間中設(shè)定一個裝置主要用來回收系統(tǒng)產(chǎn)生物質(zhì)氣體??諝獾闹虚g內(nèi)部分塵埃產(chǎn)生的具象體現(xiàn)在于每次的爐子在運(yùn)行煉制過程產(chǎn)生,所用到的回收專門所用得到的電機(jī)用來捕獲空氣中間氣體塵埃,在經(jīng)濟(jì)的開銷上能夠大幅度的減少車間對在環(huán)境環(huán)節(jié)上面的支出,主要還能利用對電機(jī)改變幅度大小更加能夠面對車間內(nèi)空氣流量的大體上的變化。10.2.1OG系統(tǒng)主要過程OG系統(tǒng)的主要過程圖10.1OG系統(tǒng)主要過程OG內(nèi)部設(shè)備具體作用:主要的噴射過程冷卻時從設(shè)備上考慮對鋼水溫度降低要求十分明顯,處理空氣塵埃方法經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,大體的設(shè)備性能優(yōu)越性能好并且在其上面的涂料使用和選擇更加優(yōu)質(zhì),主要還有冷卻塔它對于環(huán)境大體具有非常好的作用因?yàn)樗镔|(zhì)循環(huán)能大大的促進(jìn)車間內(nèi)部溫度的變化。處于回收處理空氣中彌漫的煤氣這一個過程里面二文噴水器所具備的優(yōu)勢部分不是其他機(jī)器設(shè)備所能夠相當(dāng)?shù)?,作為車間內(nèi)部分設(shè)備機(jī)器中地位略見一斑與其想提并肩唯有RSD喉口并加上伺服液壓自動的裝置能夠與之抗衡,到達(dá)一定時間后系統(tǒng)設(shè)備會自動的把其他與之相配套設(shè)備部分發(fā)生相應(yīng)的進(jìn)程改動。OG主要的系統(tǒng)具體特點(diǎn):此次的煙氣收集系統(tǒng)中如果選擇的是OG凈化系統(tǒng)會更好,系統(tǒng)最優(yōu)更加可以隨時間的改變從而達(dá)到能夠回收掉絕大部分空氣中的塵埃,為了更加好的增強(qiáng)安全措施設(shè)備性能首先是在電腦的牽引的具體作用下,當(dāng)裝置內(nèi)部閥門狀態(tài)在發(fā)生改變時電腦系統(tǒng)將會下達(dá)指令使得凈化系統(tǒng)的正常運(yùn)行起來,同時確保了車間內(nèi)部不會因?yàn)槟承┰驈亩鸬碾y以想象的災(zāi)難性無法挽回的嚴(yán)重結(jié)果,整個過程里面所用到的實(shí)體物質(zhì)主要還是水,水的存在形態(tài)也能反映整個系統(tǒng)的具體到了哪一個步驟同時水的形態(tài)也能夠通過電腦屏幕前觀察得到結(jié)果,從而了解系統(tǒng)內(nèi)部到底在發(fā)生著什么樣子物理具體過程和化學(xué)的變化。其氣體內(nèi)主要的危險氣體煤氣如果處理不是十分的徹底理想則可能由這一點(diǎn)造成大規(guī)模車間毀滅性打擊,在這個系統(tǒng)里面的部分中的比例煤氣占比的量被利用水的形態(tài)水蒸氣在空氣中的小水滴溶解掉,同樣情況下系統(tǒng)內(nèi)的不良?xì)怏w肯定有不少的部分無法完完全全的被水溶解,此時就需要把專門用來發(fā)散氣體的煙囪閥門打開經(jīng)過燃燒處理方法后經(jīng)過其他能夠具備過濾功能系統(tǒng)發(fā)散出去,期間的作為動力主要是風(fēng)力和壓力共同作用下把生成的產(chǎn)物打包推進(jìn)。通過煤氣切換閥之前逐一設(shè)置CO、O2放散煙囪自動點(diǎn)火以及連續(xù)自動點(diǎn)火檢測裝置和蒸汽的吹掃檢測裝置,在新風(fēng)機(jī)裝上去前。轉(zhuǎn)爐煤氣回收條件被滿足后,煤氣切換閥會把燃燒器切換到轉(zhuǎn)爐煤氣回收,此時轉(zhuǎn)爐的煤氣經(jīng)過燃燒器的水然后會被三通切換閥自動送往放散煤氣柜;此時若不能夠被滿足轉(zhuǎn)爐煤氣回收條件,這時煤氣切換閥將會把燃燒器切換至送往放散煙囪的模式下,經(jīng)過轉(zhuǎn)爐放散煙囪煤氣將經(jīng)過旁通管排出。之后在把混合轉(zhuǎn)爐煤氣燃燒器點(diǎn)火,此時煤氣會由混合轉(zhuǎn)爐煤氣經(jīng)旁通管直接供給。如果煤氣切換閥轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)爐煤氣回收時,在轉(zhuǎn)爐放散煙囪底部的吹掃檢測裝置備以及自動蒸汽點(diǎn)火設(shè)置會把燃燒器打開,在吹掃放散煙囪中殘留的轉(zhuǎn)爐煤氣后,約2分鐘后將會自動關(guān)閉。10.2.2煙罩設(shè)計與計算煙氣的比熱容Cp的計算當(dāng)煙氣氣溫處于1700℃時Cp1=CO%CPCO+CO2%CPCO2+N2%CPN2+SO2%CPSO2+H2O%CPH2O+O2%CPO2=0.8453×0.355+0.1905×0.5655+0.1247×0.3493+0.0004×0+0.0013×0.45+0.0039×0.36=0.4534kcal/Nm3?℃當(dāng)煙氣氣溫處于1000℃時Cp2=CO%CpCO+CO2%CpCO2+N2%CpN2+SO2%CpSO2+H2O%CpH2O+O2%CpO2=0.8453×0.338+0.1905×0.5204+0.1247×0.1496+0.0004×0.445+0.0013×0.4092+0.0039×0.3535=0.4056kcal/Nm3?℃煙氣成分如表10.2表10.1煙氣所有成分表(體積%)根據(jù)熱平衡的物理學(xué)原理,煙罩內(nèi)的罩外煙氣平均散熱量系數(shù)Qf應(yīng)該相當(dāng)于煙罩內(nèi)煙氣冷卻水快速流動所造成的罩內(nèi)煙氣平均散熱量Qs。10.2.3一級文氏管計算具體計算時基本上負(fù)壓取2200pa10.2.4二級文氏管計算Q=15000×當(dāng)υ喉=100m/s時計算得喉口面積F當(dāng)在喉口擴(kuò)張段平均的流速υ2=20m/s,則喉口擴(kuò)張面積F10.3轉(zhuǎn)爐其他除塵系統(tǒng)此設(shè)備系統(tǒng)主要作用與絕大部分功能就是盡可能降低空氣中間塵埃所占的比例含量大小組成,物料物質(zhì)因?yàn)樵谒俣仁挚焖俚膫魉蛶厦孀邉拥臅r間段里面伴隨著不是十分劇烈抖動就會出現(xiàn)微小塵埃顆粒被抖下來的情況,同理在其他工藝流程里面也會出現(xiàn)相似的情況下發(fā)生所以在車間里面的所有的機(jī)器設(shè)
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