年產(chǎn)量750萬噸全連鑄轉(zhuǎn)爐車間設(shè)計(jì)

1、南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書年產(chǎn)750萬噸轉(zhuǎn)爐煉鋼全連鑄車間設(shè)計(jì)冶金工程 0901 任人第二章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案2.1 金屬平衡計(jì)算92.8%鐵水817.25766.17萬噸入爐金屬料880.66萬噸7.2%廢鋼63.41114.49萬噸93%轉(zhuǎn)爐鋼水819.01萬噸97%鋼包794.44萬噸LF精煉794.44萬噸3%損失24.57萬噸2%損耗15.89萬噸98%RH精煉778.55萬噸0.7%損失5.45萬噸99.3%中間包773.10萬噸0.03%氧化鐵皮0.23萬噸97.5%鋼坯753.77萬噸1.2%連鑄切頭9.28萬噸1%中間罐結(jié)殼7.73萬噸0.5%連鑄廢品3.77萬噸99.5%

2、合格坯750萬噸圖2.1 金屬平衡表2.2 生產(chǎn)規(guī)模的確定該轉(zhuǎn)爐車間的生產(chǎn)規(guī)模是年產(chǎn)合格鑄坯750萬噸。2.2.1 轉(zhuǎn)爐座數(shù)和大小的確定設(shè)計(jì)年產(chǎn)750萬噸合格鑄坯的轉(zhuǎn)爐煉鋼系統(tǒng)。由金屬平衡表計(jì)算可知，所需的轉(zhuǎn)爐鋼水年產(chǎn)量為819萬噸。每一座吹煉轉(zhuǎn)爐的年出鋼爐數(shù)N為： （2-1）式中： T1每爐鋼的平均冶煉時間，min；T2一年的有效作業(yè)天數(shù)，d；1440一天的日歷時間，min；365一年的日歷天數(shù)，d；轉(zhuǎn)爐的作業(yè)率，取84%；轉(zhuǎn)爐車間年產(chǎn)鋼水量：W=n×N×q （2-2）式中： W轉(zhuǎn)爐車間年產(chǎn)鋼水量，t；n轉(zhuǎn)爐車間經(jīng)常吹煉爐子座數(shù)；N每一座吹煉爐的年出鋼爐數(shù)；q轉(zhuǎn)爐公稱容量

3、，t。n×q=8190000÷10034=816噸 所以，取n= 2，則q=420t所以：本設(shè)計(jì)選兩座420噸的轉(zhuǎn)爐進(jìn)行煉鋼。3.1 轉(zhuǎn)爐爐型選擇及計(jì)算轉(zhuǎn)爐爐型選筒球形，其中球缺體半徑取R=1.1D。3.1.1 轉(zhuǎn)爐主要尺寸參數(shù)的確定和計(jì)算（1）爐容比爐容比取0.90m3/t（2）熔池尺寸計(jì)算 熔池直徑D （3-1）式中： G新爐金屬裝入量，取公稱容量300t；t平均每爐鋼純吹氧時間，min，（取16min）；K系數(shù)（取1.50）D熔池直徑，mm； 熔池深度h （3-2） （3-3）式中： V池轉(zhuǎn)爐熔池有效容積，m3 ；T轉(zhuǎn)爐內(nèi)鋼水密度，取6.8t/m3 ；(3) 爐帽尺寸

4、計(jì)算 爐帽傾角：取=60 爐口直徑d口：d口=（0.430.53）D (3-4)本設(shè)計(jì)取d口=0.43D=0.43×6554=2818.2mm 爐帽高度H帽： （3-5）式中H口爐口直線段高度，取H口=300： 爐帽總?cè)莘eV帽：m3 （3-6）（4) 爐身尺寸計(jì)算 爐身體積V身：取爐容比為0.90m3/tVT=0.80×T=0.90×420=378m3 （3-7）V身=VT-V帽-V池=255.61m3 （3-8）式中：VT轉(zhuǎn)爐有效容積，m3； 爐身高度H身： (3-9)（5）出鋼口尺寸的確定 出鋼口中心線水平傾角1：取1=0°； 出鋼口直徑d出： （3

5、-10）（6）轉(zhuǎn)爐有效高度H內(nèi)：H內(nèi)= h+H身+H帽=2201.6+7576.6+3535.3=13313.5 (3-11)（7）轉(zhuǎn)爐總高H總：H總=H內(nèi)+H襯+底+帽=13313.5+1060+130=14503.5 （3-12）（8）爐殼直徑D殼：D殼=D+D襯+2身=6554+2020+160=8734 (3-13)式中：身爐身鋼板厚度，取80；D襯爐身處兩側(cè)爐襯的厚度；(9) 高寬比核定：H總/D殼=14503.5/8734=1.65 (在1.351.65范圍內(nèi)）所以設(shè)計(jì)合格。3.2 轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計(jì)爐襯設(shè)計(jì)得主要任務(wù)是選擇合適的爐襯材質(zhì)，確定合理的爐襯組成和厚度，并確定相應(yīng)各層厚度，以

6、確保獲得經(jīng)濟(jì)上的最佳爐齡。3.2.1 爐襯材質(zhì)選擇表3.1 轉(zhuǎn)爐爐襯厚度選取值 名稱工作層/填充層/永久層/絕熱層/爐帽6009014020爐身（加料側(cè)）8009015020爐身（出鋼側(cè)）7009015020爐底60090350203.3 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部供氣構(gòu)件設(shè)計(jì)3.3.1 底氣種類本設(shè)計(jì)確定采用加強(qiáng)攪拌型，所以頂槍吹氧，底部吹惰性氣體和中性氣體N2等。3.3.2 底氣用量采用底吹N2、Ar、CO2等氣體時，供氣強(qiáng)度小于0.03m3/（t·min）時，其冶金特征已接近頂吹法；達(dá)到0.20.3m3/（t·min），則可以降低爐渣和金屬的氧化性，并達(dá)到足夠的攪拌強(qiáng)度。最大供氣強(qiáng)

7、度一般不超過0.3m3/（t·min）。全程吹A(chǔ)r，成本太高；全程吹N2，又會增加鋼中的氮。考慮到經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品需求，底部全程供氣，只是前期吹N2，末期再改吹A(chǔ)r。3.3.3 供氣構(gòu)件本設(shè)計(jì)采用類環(huán)縫式噴嘴，在環(huán)縫中設(shè)有許多細(xì)金屬管，它兼有透氣磚和噴嘴的優(yōu)點(diǎn)，適用于噴吹各種氣體和粉劑，還簡化了細(xì)金屬管磚的制作工藝，是很有發(fā)展前途的一種供氣構(gòu)件。在本設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于是250t轉(zhuǎn)爐，噴嘴數(shù)量選6個。3.3.4 底吹元件布置底吹噴嘴布置應(yīng)使底吹和頂吹產(chǎn)生的熔池環(huán)流運(yùn)動同向，且是熔池?cái)嚢杈鶆驎r間最短，以此獲得最佳的攪拌效果。噴嘴布置在按爐底部=0.45D同心圓上，且相互成60°分布即

8、偏軸心布置。3.4 轉(zhuǎn)爐爐體金屬構(gòu)件設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐金屬構(gòu)件是指爐殼、支承裝置（托圈與耳軸）和傾動機(jī)構(gòu)。3.4.1 爐殼設(shè)計(jì)爐殼通常由爐帽、爐身和爐底三部分組成。主要承受鋼水、爐渣及耐材的靜載荷，以及金屬料沖擊；熱應(yīng)力作用，其材質(zhì)應(yīng)具有高的強(qiáng)度，本設(shè)計(jì)采用鍋爐鋼板和合金鋼板。3.4.3 傾動機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用全懸掛式傾動機(jī)構(gòu)，采用無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速為0.151.5r/min。第四章 氧氣轉(zhuǎn)爐供氧系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 氧氣的供應(yīng)4.1.2 轉(zhuǎn)爐煉鋼車間需氧量計(jì)算（1）一座轉(zhuǎn)爐吹煉時的小時耗氧量計(jì)算 平均小時耗氧量Q1（Nm3/h）： Nm3/h （4-1）式中： G平均爐產(chǎn)鋼水量，t；W噸鋼耗氧量，m3/t，可

9、取4555m3/t；T1平均每爐鋼水冶煉時間，min。 高峰小時耗氧量Q2（m3/h）：Nm3/h （4-2）式中：T2平均每爐純吹氧時間，min。（2） 車間小時耗氧量 車間平均小時耗氧量Q3(m3/h）：Q3=NQ1=2×31500=63000m3/h (4-3)式中：N車間經(jīng)常吹煉的爐座數(shù)。 車間高峰小時耗氧量Q4（m3/h）：Q4=n/N×Q2=63000m3/h （4-4）4.1.3 制氧機(jī)能力的選擇根據(jù)轉(zhuǎn)爐車間的小時平均需氧量確定選取制氧機(jī)座數(shù)及能力。本設(shè)計(jì)選取3座26000m3/h的制氧機(jī)。4.2 氧槍設(shè)計(jì)氧槍由噴頭、槍身和尾部結(jié)構(gòu)三部分組成。噴頭常用紫銅制成

10、；槍身由三層無縫鋼管套裝而成；尾部結(jié)構(gòu)連接輸氧管和冷卻水進(jìn)出軟管。4.2.1 噴頭設(shè)計(jì)（1）噴頭類型與選擇本設(shè)計(jì)選用拉瓦爾型噴頭，孔數(shù)定為5孔，噴孔夾角為15°，噴孔布置選擇周邊布置，出口馬赫數(shù)M=2.0。（2） 噴頭尺寸計(jì)算 氧流量計(jì)算m3/min （4-5）式中：每噸鋼耗氧量為5565m3/t，本設(shè)計(jì)選55m3/t； 理論計(jì)算氧壓由等熵流函數(shù)表可查得：當(dāng)馬赫數(shù)M=2.0時，P/P0=0.1278，將選取的P=1.01×105Pa帶入，則可求得P0=7.90×105Pa其中： P轉(zhuǎn)爐爐膛內(nèi)氣體壓力，即噴孔出口處氣流的壓力，Pa，選取范圍（1.011.04）

11、15;105Pa；P0使用氧壓，在設(shè)計(jì)噴頭時按理論計(jì)算氧壓選取，Pa； 選用噴孔出口馬赫數(shù)與噴孔數(shù)。綜合考慮，選取馬赫數(shù)Ma=2.0。參照武鋼煉鋼三分廠300t轉(zhuǎn)爐氧氣使用情況，選取轉(zhuǎn)爐噴孔數(shù)為5孔，能保證氧氣流股有一定的沖擊面積與沖突深度，熔池內(nèi)盡快形成乳化區(qū)，減少噴濺，提高成渣速度和改善熱效率。 計(jì)算吼口直徑。噴頭每個噴孔氧氣流量q：m3/min(標(biāo)態(tài)） （4-6）噴管實(shí)際氧氣流量QV： (4-7)式中： 一般單孔CD=0.950.96；三孔噴頭CD=0.900.96。由式(4-7)，并且取CD=0.96，T0=290K，又P0=7.90×105Pa，代入上式，則由上式可求得：

12、d喉=58 求噴孔出口直徑根據(jù)等熵流表，在Ma=2.0時，A出/A喉=1.6875，即，故噴孔出口直徑 （4-8） 計(jì)算擴(kuò)張段長度。取擴(kuò)張段的半錐角為4°，則擴(kuò)張段長度 （4-9） 確定噴孔傾角：多孔噴頭的各個流股是否發(fā)生交匯以效應(yīng)角為界，大于則各流股很少交匯，小于則必定交匯。按照經(jīng)驗(yàn)，噴頭傾角=12.8°15.4°為宜。綜合考慮選取=15°。 噴孔喉口段長度確定喉口段長度的作用：一是穩(wěn)定氣流；二是使收縮段和擴(kuò)張段加工方便，為此過長的喉口段反而會使阻損增大，因此喉口段長度推薦為510。本設(shè)計(jì)選取8。4.2.2 氧槍槍身設(shè)計(jì)氧槍槍身由三層無縫鋼管套裝而成，

13、內(nèi)層管是氧氣通道，內(nèi)層管與中層管之間是冷卻水進(jìn)水通道，中層管與外層管之間是冷卻水通道。(1) 槍身各層尺寸的確定 中心氧管管徑的確定管內(nèi)氧氣工況流量Q0： （4-10）/sm8.32/minm1431050273100.97290101.013253355=´´´´´=式中： P標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，Pa；P0管內(nèi)氧氣工況壓力，Pa；T標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溫度，273K；T0管內(nèi)氧氣實(shí)際溫度，一般取290K。取中心管內(nèi)氧氣流速V0=50m/s，則中心氧管內(nèi)徑 （4-11）式中： F1中心氧管內(nèi)截面積，；V0管內(nèi)氧氣流速，m/s，一般取4050m/s，這里取V0=45

14、m/s；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)熱軋無縫鋼管產(chǎn)品規(guī)格，選取中心鋼管為260×8。 中外層鋼管管徑根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取氧槍冷卻水耗量Q水=250t/h；冷卻水進(jìn)水速度V進(jìn)=6m/s，出水速度V出=7m/s。又中心氧管外徑d1外=260，則：進(jìn)水環(huán)縫面積 （4-12）出水環(huán)縫面積 （4-13）所以，中層鋼管的內(nèi)徑d2： （4-14）選取中層鋼管d2外=288×8。同理，外層鋼管內(nèi)徑 （4-15）選取外層鋼管d3外=310×8。（2）氧槍長度的確定氧槍全長包括下部槍身長度l1和尾部長度l2。氧槍尾部裝有氧槍把持器，冷卻水進(jìn)出管接頭，氧氣管接頭和吊環(huán)等。故l2的長度取決于爐子容量和煙罩

15、尺寸。本設(shè)計(jì)參照寶鋼三百噸轉(zhuǎn)爐參數(shù)，取氧槍總長為24m，氧槍工作行程為18m。第五章 轉(zhuǎn)爐車間原材料供應(yīng)5.1 鐵水供應(yīng)由于所建的是兩座420噸的轉(zhuǎn)爐，所以采用容量為600噸的混鐵車。車間所需混鐵車臺數(shù)N（臺）為： （5-1）式中： Pmax高爐鐵水最高日產(chǎn)量，t/d；Q混鐵車容量，t，取600t；n混鐵車裝滿系數(shù)，可取0.9；c混鐵車日周轉(zhuǎn)次數(shù)，一般取23次/d；混鐵車作業(yè)率，約取0.75；經(jīng)計(jì)算得知，選取20個魚雷罐車。5.1.2 鐵水包選擇由金屬料平衡可計(jì)算出每爐鋼水需要鐵水278t，考慮過余裝量10%后可裝308t，由此選擇鐵水包容量為310t。參照盛鋼桶尺寸計(jì)算，選取鐵水包全高為47

16、59，空鐵水包重72.05t，其它數(shù)據(jù)兼同鋼包。鐵水包耳軸位置選取為鐵水包全高一半偏上500。本設(shè)計(jì)鐵水包數(shù)選用6個，其中兩個為備用。5.2 廢鋼的供應(yīng)廢鋼是作為冷卻劑加入轉(zhuǎn)爐的。根據(jù)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐熱平衡計(jì)算，廢鋼的加入量一般為1030%。加入轉(zhuǎn)爐的廢鋼塊度，最大長度不得大于爐口直徑的1/3， 最大截面積要小于爐口的面積的1/7。根據(jù)爐子噸位的不同，廢鋼塊單重波動范圍為1502000kg。（1）廢鋼的加入方式目前在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間，向轉(zhuǎn)爐加入廢鋼的方式有兩種，一種是直接用橋式吊車吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐；另一種是用廢鋼加料車裝入廢鋼；本設(shè)計(jì)選用直接用橋式吊車吊運(yùn)廢鋼槽倒入轉(zhuǎn)爐。（2） 廢鋼堆場面積廢鋼

17、間面積的大小決定于廢鋼需要的堆存用的面積、鐵路條數(shù)、料槽位置及稱量設(shè)備占用的面積，高度取決于工藝操作所需要的吊車軌面標(biāo)高。廢鋼堆積的面積可按下式估算： （5-2）式中： Q每日所需廢鋼量，t/d；x廢鋼儲存定額（天數(shù)），d，取3天；H廢鋼儲存允許高度，有坑時包含的深度，取1.2m；廢鋼堆積密度，t/m3，取2.2t/m3；（3） 廢鋼料斗容積V（m3）：廢鋼入爐一般通過廢鋼料斗，由普通吊車像兌鐵水那樣裝入轉(zhuǎn)爐。廢鋼料斗容積的大小決定于每爐廢鋼的裝入量。廢鋼料斗容積V計(jì)算如下： （5-3）式中： q每爐加入廢鋼量，t；n料斗裝滿系數(shù)，取0.8；f每爐加入廢鋼的斗數(shù)，取1；廢鋼堆積密度，t/m3；

18、5.3 散狀材料的供應(yīng)轉(zhuǎn)爐散狀材料包括石灰、白云石、螢石、鐵礦石、氧化鐵皮、焦炭等。品種多，批量少，批次多，要求迅速、準(zhǔn)確、可靠的供料。供應(yīng)系統(tǒng)包括散狀料堆場、地下（地面）料倉、由地下料倉送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉、稱量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。散狀料供應(yīng)流程如5.3.1 散狀料的供應(yīng)流程5.3.2 散狀料供應(yīng)和主要設(shè)備選型（1） 地面料倉容積和數(shù)量的確定地面料倉的容積V（m3）： （5-4）式中： Q一天需要的原料量，t；t貯存天數(shù)；0.8料倉裝滿系數(shù)；Y散料堆積密度，t/m3；根據(jù)公式5-4可得：鐵礦石： 石灰： 螢石： 白云石： 焦炭粉： 選用標(biāo)準(zhǔn)料倉，總?cè)萘繛椋?V總=126m3

19、故料倉需要個數(shù)：鐵礦石料倉個數(shù)： n=1606.5/126=12.75 取13個石灰料倉個數(shù)： n=1747.7/126=13.87 取14個螢石料倉個數(shù)： n=869.4/126=6.9 取7 個白云石料倉個數(shù)： n=6520.6/126=51.7 取52個焦炭粉料倉個數(shù)： n=307.9/126=2.4 取3 個（2） 上料方式的選擇本設(shè)計(jì)采用全膠帶運(yùn)輸上料系統(tǒng)，其作業(yè)流程如下：地下（或地面)料倉固定膠帶運(yùn)輸機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)漏斗可逆式膠帶運(yùn)輸機(jī)高位料倉分散稱量漏斗電磁振動給料器匯集膠帶運(yùn)輸機(jī)匯集料斗轉(zhuǎn)爐這種上料系統(tǒng)的特點(diǎn)是運(yùn)輸能力大，上料速度快而且可靠，能夠進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，有利于自動化；但它的占地面積

20、大，投資多，上料和配料時有粉塵外逸現(xiàn)象。5.3.3 高位料倉容積和數(shù)量的確定高位料倉的作用在于臨時儲料，并利用重力向轉(zhuǎn)爐及時和可靠地供料保證轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)。高位料倉的橫截面一般為矩形，上部為長方體，下部為四角錐形。椎體部分的傾角不小于45°50°，放料口尺寸為標(biāo)準(zhǔn)散狀料尺寸的36倍以上，一般大致為150300，以保證料倉內(nèi)的散狀料能自由下落，避免堆積成拱和卡料。高位料倉沿爐子跨縱向布置有三種方案，分布為共用高位料倉、部分共用高位料倉、單獨(dú)高位料倉。本設(shè)計(jì)選用共用高位料倉。高位料倉容積計(jì)算： （5-4）式中： V料倉容積；q一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量，t；0.8料倉裝滿系數(shù)；t原料貯

21、存時間，h；Y散料堆積密度，t/m3；石灰按68小時備料，其它24h，白班上料，Y堆比重t/m3。鐵礦石： 石灰： 螢石：白云石：焦炭粉：各散料標(biāo)準(zhǔn)倉計(jì)算和數(shù)量的確定：鐵礦石、石灰、螢石、白云石、焦粉用料倉容量選25m3，則：鐵礦石料倉的個數(shù)為：160.7/25=6.4 取7個石灰料倉個數(shù)： 582.6/25=23.3 取24個螢石料倉個數(shù)： 86.94/25=3.4 取4個白云石料倉個數(shù)： 652.1/25=26.1 取26個焦炭粉料倉個數(shù)： 30.79/25=1.2 取2個采用共用料倉，其優(yōu)點(diǎn)是料倉數(shù)目少，停爐后料倉中剩余石灰處理方便。缺點(diǎn)是稱量及下部給料器的作業(yè)頻率太高，出現(xiàn)臨時故障時會

22、影響生產(chǎn)。5.4 鐵合金的供應(yīng)鐵合金料倉容積計(jì)算： （5-5）式中： V料倉容積；Q一天內(nèi)轉(zhuǎn)爐原料消耗量，t；0.8料倉裝滿系數(shù)；t原料貯存時間，h；Y鐵合金堆積密度，t/m3；鐵合金儲存天數(shù)為3天FeSi（Si45）： FeMn（Mn76）： 各種鐵合金標(biāo)準(zhǔn)倉計(jì)算和數(shù)量的確定：鐵合金用料倉容量選25m3，則：FeSi（Si45）所用料倉個數(shù)：159.6/25=6.38 取7個FeMn（Mn76）所用料倉個數(shù)：167.9/25=6.72 取7個大型轉(zhuǎn)爐煉鋼車間的鐵合盒供應(yīng)采用類似于散狀料系統(tǒng)的全膠帶供料系統(tǒng)。這種系統(tǒng)工作可靠，運(yùn)輸量大，機(jī)械化程度高，對于需要鐵合金品種多，用量大的煉鋼車間特別適

23、用。第六章 轉(zhuǎn)爐車間煙氣凈化與回收6.1 轉(zhuǎn)爐煙氣與煙塵6.1.1 煙氣特征（1） 煙氣來源及化學(xué)組成在轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，熔池碳氧反應(yīng)生成的CO和CO2，是轉(zhuǎn)爐煙氣的基本來源；其次是爐氣從爐口排出時吸入部分空氣，可燃成分有少量燃燒生成廢氣，也有少量來自爐料和爐襯中的水分，以及生燒石灰中分解出來的CO2氣體等。在未燃的煙氣中，煙氣主要成分是CO，含有少量CO2和N2以及極少量的O2和H2。（2） 煙氣溫度轉(zhuǎn)爐未燃煙氣溫度為14001600，燃燒煙氣溫度為18002000，因此煙氣凈化系統(tǒng)中必須設(shè)置冷卻設(shè)備。（3） 煙氣量轉(zhuǎn)爐未燃法平均煙氣量為6080m3/t。（4） 煙氣的發(fā)熱量轉(zhuǎn)爐未燃法中，當(dāng)煙

24、氣含60%80%CO時，其發(fā)熱量波動在7745.9510048.8kJ/m3。6.1.2 煙塵的特征（1） 煙塵的來源在氧氣轉(zhuǎn)爐熔池反應(yīng)區(qū)內(nèi)，局部溫度可達(dá)25002800，使一定數(shù)量的鐵和鐵氧化物蒸發(fā)，并夾帶部分散料粉塵和渣粒，組成煙塵，隨爐氣排出。煙塵量約為入爐金屬料量的0.8%1.3%，煙氣中的含塵量為15120g/m3。在大型爐每熔煉1t鋼約產(chǎn)生20kg粉塵，吹氧時煙氣含塵濃度可達(dá)2030g/m3。（2） 煙塵成分未燃法轉(zhuǎn)爐煙塵中60%以上為FeO，其顏色呈黑色。（3） 煙塵粒度轉(zhuǎn)爐未燃法塵粒大于10m的達(dá)70%。6.2 煙氣凈化方案選擇(1) 爐口附近煙氣處理方法轉(zhuǎn)爐煙氣從爐口逸出，在

25、進(jìn)入煙罩過程中或燃燒，或不燃燒，或部分燃燒，然后經(jīng)過汽化冷卻煙道或水冷煙道，溫度有所下降；進(jìn)入凈化系統(tǒng)后，煙氣還需進(jìn)一步冷卻，有利于提高凈化效率，簡化凈化設(shè)備系統(tǒng)本設(shè)計(jì)爐口煙氣處理方法選用未燃法，并選用爐口微壓差控制法來控制煙罩不吸入空氣。（2） 轉(zhuǎn)爐煙氣凈化方法本設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐煙氣凈化采用未燃法干法靜電除塵，未燃法電除塵通常是將空氣過剩系數(shù)控制在0.3以下，故煙氣量小得多，且可回收煤氣和獲得干塵，被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)的方法，越來越受到各國的重視。6.3 煙氣凈化系統(tǒng)參照邯鋼集團(tuán)邯寶公司煉鋼廠2座250t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐,年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力是520萬t轉(zhuǎn)爐除塵系統(tǒng)26。本設(shè)計(jì)采用LT法干法除塵系統(tǒng)。該LT法煙氣凈

26、化系統(tǒng)的主要參數(shù)如下：爐氣量： 17000m3/h爐口煙氣溫度： 1450從汽化冷卻煙道出來煙氣溫度：8001000從蒸發(fā)冷卻器出來煙氣溫度：150200放散管處煙塵濃度： 68mg/m3煤氣進(jìn)入煤氣柜溫度： 70煤氣回收量： 100m3/t6.4 煙氣凈化回收系統(tǒng)主要設(shè)備6.4.1 煙罩煙罩位于爐口之上，主要作用是收集煙氣使之不外溢，且可控制吸入的空氣量。煙罩一般有固定段與活動段兩部分組成，二者用水封連接?；顒訜熣窒卵刂睆紻2：D2（2.53）d口=7045.58454.6 取8000式中：d口轉(zhuǎn)爐爐口直徑，；活動煙罩的高度Ht：Ht0.5d口=0.5×2818.2=1409.1可

27、使煙罩下沿能降到爐口以下200300處。活動煙罩的升降行程S為300500。固定煙罩內(nèi)的直徑要大于爐口煙氣射流進(jìn)入煙罩時的直徑。取煙氣從爐口噴出自由射流的擴(kuò)張角25°，由此可求得煙氣射流直徑為：d口+2Httan25°=4132.3所以本設(shè)計(jì)固定煙罩直徑D1取4200。煙氣在煙道內(nèi)的流速取3040m/s。煙道垂直段高度一般為34m，斜煙道的傾斜角為55°60°。6.4.3 靜電除塵器靜電除塵的原理是利用放電作用，使煙氣中氣體分子電離，由此導(dǎo)致塵粒帶電，遂被靜電吸引沉積于集塵電極上。根據(jù)收塵電極的形式可分為管式電除塵器和板式電除塵器。管式電除塵器的管徑通常

28、為150300，長25m。煙氣在靜電除塵器內(nèi)的流速一般為23m/s，煙氣溫度控制在不低于150200。靜電除塵器效率高，可達(dá)到99.9%，而且除塵效率穩(wěn)定，不受氣量波動的影響，最適合于捕集小于1m的煙塵，處理氣體量大，阻力損失?。ㄒ话阍?00Pa以下）。6.4.4 煤氣柜煤氣柜是貯存煤氣之用，以便于連續(xù)供給用戶成分、壓力、質(zhì)量穩(wěn)定的煤氣，是復(fù)吹轉(zhuǎn)爐回收系統(tǒng)中重要設(shè)備之一。由于轉(zhuǎn)爐煤氣容易爆炸，從安全與回收煤氣質(zhì)量出發(fā)，要求整個系統(tǒng)嚴(yán)密，并規(guī)定當(dāng)煤氣中含O2量大于2%時停止回收，利用燃燒器所產(chǎn)生的CO2廢氣，清洗煙道中殘存的O2以保證安全。經(jīng)過靜電除塵器精除塵的煙氣經(jīng)煤氣冷卻器降溫至70后進(jìn)入煤

29、氣柜。參照參照邯鋼集團(tuán)邯寶公司煉鋼廠250t轉(zhuǎn)爐煙氣回收系統(tǒng)，選用10萬m3的煤氣柜。第七章 冶金輔助設(shè)備的計(jì)算7.1 盛鋼桶的計(jì)算7.1.1 盛鋼桶容積計(jì)算（1） 盛鋼桶容納鋼水量本設(shè)計(jì)盛鋼桶的額定容量為P=420t，一般考慮應(yīng)有10%的過余裝量，則鋼包內(nèi)鋼水實(shí)際容量為：P+0.1P=1.1P=1.1×420=462t (7-1)(2） 盛鋼桶內(nèi)渣量出鋼時一般將爐內(nèi)熔渣全部或絕大部分隨鋼水倒入鋼包內(nèi)。渣量一般為金屬量的3%5%,設(shè)計(jì)時取較大比例為15%，即渣量為：1.1P×0.15=462×0.15=69.3t （7-2）（3） 盛鋼桶的容積及尺寸計(jì)算盛鋼桶的實(shí)

30、際容積即為鋼與渣的總?cè)莘e，取鋼液比容為0.15m3/t，熔渣比容取0.28m3/t。因此，鋼包容積為：0.15×1.1P+0.28×（1.1P×0.15)=0.2112P=88.7m3 （7-3）設(shè)鋼包內(nèi)型上部寬為D，下部寬度DH,高為H，若采用D/H=1,錐度為15%，則鋼包下部內(nèi)徑寬：DH=D-0.15H=0.85D （7-4）盛鋼桶的容積按圓錐臺計(jì)算： （7-5）將H=D,DH=0.85D帶入上式得：V=0.673D3 （7-6）所以可求得：D=0.680P1/3=5.09mH=0.680P1/3=5.09mDH=0.578P1/3=4.33m（4） 盛鋼桶

31、磚襯的厚度鋼桶桶壁磚襯厚度約等于：Jb=0.07D=0.07×5090=356.3鋼桶磚襯厚度約為：Jd=0.1D=0.1×5090=509（5) 盛鋼桶外殼。桶壁一般選1428，桶底用1835的鋼板焊制或銜接。b=0.01D=50.9d=0.012D=61.08其中 b桶壁殼板厚度，；d桶底殼板厚度，；已求得盛鋼桶內(nèi)部尺寸、磚襯厚度、鋼殼厚度之后，可計(jì)算出外殼的外部尺寸：外殼內(nèi)高： H1=H+Jd=D+0.1D=5599外殼全高： H2=H+Jd+d=D+0.1D+0.012D=5660外殼上部內(nèi)徑： D1=D+2Jb=1.14D=5802外殼上部外徑： D2=D+2Jb

32、+2b=5904外殼下部內(nèi)徑： D3=DH+2Jb=5042外殼下部外徑： D4=DH+2Jb+2b=51447.1.2 鋼包需要量計(jì)算車間需要的盛鋼桶數(shù)Q10的計(jì)算式如下： （7-7）式中： Q11車間每晝夜生產(chǎn)周轉(zhuǎn)使用的盛鋼桶個數(shù)，Q11=AT1/(24×60)；Q12車間每晝夜冷修的盛鋼桶個數(shù)，Q12=At/24F;Q13車間備用的盛鋼桶數(shù)，取盛鋼桶總數(shù)的1020%，取10%；A車間每晝夜出鋼爐數(shù)；T1每爐鋼使用盛鋼桶的作業(yè)時間，即周轉(zhuǎn)時間（min），取260min；t每個冷修盛鋼桶修理周轉(zhuǎn)時間（h），取44h；F盛鋼桶使用壽命，視盛鋼桶容量、包襯材質(zhì)及修砌方式等而不同，取20

33、；7.1.3 鋼包質(zhì)量計(jì)算盛鋼桶質(zhì)量可由上述已經(jīng)確定的主要尺寸參數(shù)與選材可較粗略地算出盛鋼桶的質(zhì)量。（1） 桶襯質(zhì)量。桶壁磚襯體積為：=0.219D3=28.86m3 （7-8）桶底磚襯體積為： （7-9）磚襯總體積：V總=（0.219+0.077）D3=0.296D3=39.04 （7-10）磚襯質(zhì)量計(jì)算時，取各種耐材的平均密度約為1.81t/m3計(jì)算，得：W總=0.219D3×1.81+0.077D3×1.81=0.396D3+0.139D3=0.535D3=70.55t （7-11）（2） 外殼鋼板質(zhì)量外殼鋼板質(zhì)量：Wk=0.384D3=50.64t （7-12）（3

34、） 空的盛鋼桶質(zhì)量W1=0.535D3+0.384D3=0.919D3=121.19t （7-13）（4） 裝滿鋼水與熔渣后的總質(zhì)量盛鋼桶容量可超裝10%，渣量為金屬量15%計(jì)，則裝滿鋼水與熔渣后的最大質(zhì)量為：W2=W1+1.1P+0.165P=652.5t （7-14）7.2 渣罐計(jì)算車間所需渣罐數(shù)量Q40為： （7-15）式中： Q41車間每晝夜周轉(zhuǎn)使用的渣罐數(shù)量，Q41=Z×T4/24;Q42生產(chǎn)時常安放在爐下渣車上和其它指定位置上的渣罐或渣盤數(shù)（一般漏鐵爐前12個、每個鑄錠平臺前12個鑄余渣罐），取4；Q43車間渣罐備用數(shù)，約取總數(shù)的1015%；Z每晝夜車間生產(chǎn)需要的渣罐或渣

35、盤數(shù)，取4爐裝一罐，則Z=9;T4一個渣罐或渣盤的作業(yè)周轉(zhuǎn)時間，取13h；第八章 轉(zhuǎn)爐車間主廠房工藝布置氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼車間主廠房設(shè)計(jì)為三跨式，包括原料跨、爐子跨和澆注跨三個跨間。布置設(shè)計(jì)為爐子跨位于主廠房中間，其一側(cè)為原料跨，另一側(cè)為澆注跨，可實(shí)行兩面操作，一側(cè)兌鐵水和加廢鋼，另一側(cè)出鋼，互不干擾，物料流順行。8.1 原料跨間布置在原料跨間內(nèi)主要完成兌鐵水、加廢鋼和轉(zhuǎn)爐爐前的工藝操作。一般在原料跨的兩端分別布置鐵水工段和廢鋼工段。鐵水供應(yīng)：所建為250t的大型轉(zhuǎn)爐，所以采用混鐵車。采用混鐵車供應(yīng)鐵水時，應(yīng)設(shè)鐵水罐倒灌站。鐵水罐倒灌站布置于原料跨一端的外側(cè)，混鐵車在此將鐵水倒入鐵水坑內(nèi)的鐵水罐中，

36、通過移送車將鐵水罐運(yùn)往原料跨。廢鋼供應(yīng)布置：由于所建轉(zhuǎn)爐加入的廢鋼量較大，所以選擇在原料跨一端的外側(cè)另建廢鋼間（一般垂直于原料跨），在廢鋼間內(nèi)加工處理后的廢鋼裝入料斗稱重后，由地面或高架臺車送進(jìn)原料跨待用。轉(zhuǎn)爐渣罐的運(yùn)轉(zhuǎn)方式：從原料跨內(nèi)直接轉(zhuǎn)運(yùn)，渣罐運(yùn)輸線一般與廢鋼線在跨間的同一端或?yàn)樨炌ň€。原料跨廠房的長度為鐵水供應(yīng)區(qū)、廢鋼供應(yīng)區(qū)、和轉(zhuǎn)爐加料區(qū)三者長度之和，并加上兩端檢修吊車所需長度。原料跨廠房的寬度取決于轉(zhuǎn)爐容量及工藝布置，一般在2127m之間。取決于兌鐵水、加廢鋼以及受鐵坑所占的寬度，本設(shè)計(jì)取25m。原料跨廠房的高度：吊車軌面標(biāo)高應(yīng)保證能將鐵水包中的鐵水全部兌入轉(zhuǎn)爐。鐵水吊車軌面標(biāo)高H(

37、m)為：H=h1+h2+h3+h4 （8-1）式中： h1鐵水吊車主鉤升高極限，m，取1.8m；h2安全距離，一般取1m；h3兌鐵水時鐵水包耳軸中心線至轉(zhuǎn)爐耳軸水平中心線的距離，m；h4轉(zhuǎn)爐耳軸中心線標(biāo)高，m；h3取鐵水包約傾翻100°,轉(zhuǎn)爐約45°左右，經(jīng)過計(jì)算：h3=1800+4340=6140=6.1m式中：4340根據(jù)轉(zhuǎn)爐耳軸到爐口距離計(jì)算求得，1800為選取值。耳軸中心線標(biāo)高h(yuǎn)4計(jì)算如下：h4=h11+h22+h33+R=1200+3569+300+6436.6=11505.6=11.5m式中： h11鋼包車的臺面標(biāo)高，取1200mm；h22鋼包車的臺面至塞棒最高

38、點(diǎn)（采用滑動水口時為鋼包的上沿）的距離，m，取鋼包高度的3/4，為3569；h33鋼包最高點(diǎn)到轉(zhuǎn)爐最大旋轉(zhuǎn)位置的最小距離，取300；R轉(zhuǎn)爐最大回轉(zhuǎn)半徑，通過以上數(shù)據(jù)可得到鐵水吊車軌面標(biāo)高H(m)：H=h1+h2+h3+h4=1.8+1+6.1+11.5=20.4m8.2 爐子跨布置爐子跨是主廠房的核心部分，很多重要的生產(chǎn)設(shè)備和輔助設(shè)備都布置在這里，如轉(zhuǎn)爐、轉(zhuǎn)爐傾動系統(tǒng)、散狀料供應(yīng)系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、底吹氣系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)、鐵合金供應(yīng)系統(tǒng)、出鋼出渣設(shè)施等，有的還把拆修設(shè)備及爐外精煉設(shè)備也布置在此跨內(nèi)。8.2.1 橫向布置橫向布置是指跨間橫向柱列線中心線之間的布置。(1) 轉(zhuǎn)爐在橫向上的位置。轉(zhuǎn)爐應(yīng)

39、布置在靠近原料跨處，轉(zhuǎn)爐中心線與靠近原料跨的廠房縱向柱列線中心線的距離a，既要保證原料跨的吊車能順利向轉(zhuǎn)爐兌入鐵水和加入廢鋼，又要在可能條件下，盡量保持足夠大的距離，以便較好的布置氧槍升降機(jī)構(gòu)，保證氧槍和副槍的正常工作。a值的關(guān)系式為：a=R+r-l1-l2=4340+2000-2200-1540=2600=2.6m （8-2）式中： R轉(zhuǎn)爐傾動到30°45°受鐵位置時，爐口內(nèi)沿到轉(zhuǎn)爐耳軸中心線的水平距離；r鐵水罐內(nèi)全部鐵水兌入轉(zhuǎn)爐時，罐嘴前沿到鐵水罐耳軸中心線的水平距離，根據(jù)鐵水罐耳軸到罐上沿距離1880,選取r=2000；l1兌鐵水吊車鉤中心線至吊車軌道中心線的極限尺寸

40、，取2200；l2吊車軌道中心線與廠房柱子中心線的距離，取1540；（2） 煙罩、煙道和氧槍、副槍的布置。通常煙罩和煙道沿跨間橫向朝爐后彎曲，一是便于氧槍和副槍穿過煙罩插入轉(zhuǎn)爐內(nèi)，二是有一個連續(xù)的更換氧槍的通道，換槍方便。氧槍通道寬度約為1m左右，而且副槍總是布置在靠煙道一側(cè)。（3） 高位料倉的布置。散狀料的各個高位料倉一般是沿爐子跨縱向布置，在其頂部有分配皮帶機(jī)或振動管通過，因此，高位料倉只能布置在緊靠固定煙道的前面或后面。前者高位料倉中心線與轉(zhuǎn)爐中心線距離小，加料溜槽傾角大，便于實(shí)現(xiàn)重力加料，但煙道傾角較小，易于積渣灰。后者煙道傾角較大，不易積灰，但高位料倉的標(biāo)高應(yīng)提高。（4） 除塵系統(tǒng)設(shè)

41、備布置。除塵系統(tǒng)大多布置于爐子跨內(nèi)，其布置與除塵系統(tǒng)類型有關(guān)。此外，還應(yīng)留出必要的設(shè)備檢修空間和人行通道等。爐子跨的跨度一般為1224m，主要依據(jù)轉(zhuǎn)爐容量大小和該跨內(nèi)各設(shè)備的布置要求來確定，本設(shè)計(jì)選取24m。8.2.2 縱向布置轉(zhuǎn)爐沿廠房縱向柱列線排成一行，每座轉(zhuǎn)爐及其傾動機(jī)構(gòu)安裝在廠房兩根柱子之間，所以，轉(zhuǎn)爐的中心距即為它所在爐子跨的柱間距。此外，還應(yīng)考慮兩相鄰轉(zhuǎn)爐的操作條件，爐子跨的總長度一般與原料跨長度取其。本設(shè)計(jì)選取轉(zhuǎn)爐中心距離為24m。8.2.3 爐子跨各層平臺的布置爐子跨內(nèi)設(shè)備較多，根據(jù)它們的安裝、維修以及操作要求，分別設(shè)置不同高度的平臺。（1） 轉(zhuǎn)爐操作平臺操作平臺標(biāo)高一般低于耳軸標(biāo)