设计一座年产350万吨良坯的转炉炼钢车间

江西理工大学本科毕业设计（论文）题目：设计一座年产350万吨良坯的转炉炼钢车间学院：材料与化学工程学院专业：冶金工程班级：学生：学号：31指导教师：佟志芳职称：教授江西理工大学毕业设计（论文）任务书冶金工程专业06级（10届）3班学生肖山题目：设计一座年产350万吨良坯的转炉炼钢车间原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：本设计是在学生系统学习钢铁冶金专业知识的基础上，以及认真仔细地钢铁厂实地实习考察的基础上进行的。通过课程学习、实习考察使得学生掌握了大量的设计资料，具有良好的工作基础和设计条件。近年来，我国钢铁行业得到迅猛发展，急需该方面专业的技术人才。通过该设计使学生对钢铁厂生产工艺流程、主要技术条件、冶金计算、冶金设备等实际生产情况有比较全面的了解和掌握，使学生成为符合需要的合格专业技术人才。主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）：1、厂址与生产能力的选择2、物料平衡与热平衡计算：平衡计算以100Kg铁水为基础进行计算。3、氧气转炉设计4、氧枪设计5、氧气转炉炼钢车间设计6、车间生产概述7、转炉车间人员编制8、技术经济分析图纸：转炉主体设备图一张；转炉车间平面、剖面示意图各一张。其中剖面示意图要求用计算机CAD软件绘图。日程安排：第4周—第6周收集原始资料并进行文献检索，撰写开题报告。第7周—第10周冶金计算、设备选择计算第11周—第13周图纸绘制及论文编写第14周毕业答辩主要参考文献和书目：1、李传薪主编，《钢铁厂设计原理》，冶金工业出版社，2005.2、戴云阁等，《现代转炉炼钢》东北大学出版社，1998.3、王德全主编，《冶金工厂设计基础》东北大学，1998.4、杜挺等编，《钢铁冶炼新工艺》，北京大学出版社，19945、潘旒淳主编，《炼钢设备》，冶金工业出版社，1992。6、陈家祥主编，《钢铁冶金学（炼钢部分）》，冶金工业出版社，1990。7、其它相关科技期刊文章指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日教学院长签字：年月日注：1、本表可自主延伸2、本表一式两份，一份下达给学生，一份装订在《指导教师日志》中。江西理工大学毕业设计开题报告(综述)材料与化学工程学院冶金工程专业06级3班学生:肖山指导教师:佟志芳题目：设计一座年产350万吨良坯的转炉炼钢车间一、本课题来源，意义及国内外研究现状：1.本课题来源，意义：顶底复合吹炼技术在我国各转炉钢厂开发应用了已近二十年，除小容量转炉外，各转炉钢厂均采用了复吹技术，且在开发和引进过程中，不断优化工艺方案.改进生产操作，使得转炉冶炼品种得以扩大、生产效率得以提高、质量进一步提高、降低了生产成本，取得了一定的效果。展望未来，中国炼钢要适应经济的持续增长，必须坚持走炼钢生产流程连续化、紧凑化、高效化、职能化的发展道路，坚持高效连铸和近终形连铸连轧的发展方向，提高连铸比，加速发展转炉高效冶炼技术。我在新钢实习期间，深入炼钢车间同现场技术人员的交流，掌握了大量的现场第一手数据，了解到许多现场技术人员发现的实际生产中的问题，我决定设计一座年产350万吨良坯的转炉炼钢车间，希望可以在设计的过程中，吸取国内外的先进技术，结合实际和我在大学期间学习的知识，弥补我国转炉炼钢发展的一些不足，为我国炼钢事业的发展贡献自己的一份力量。同时希望在这个过程中更好的总结大学中学习的知识，积极思考，将专业基础提高成专业思维，更好的为以后工作中的专业实践服务。2.国内外研究现状:2.1国外现状全球转炉钢占总产量70%以上；炼钢装备技术已完成新的解析重组，形成了工序配套的铁水预处理一转炉冶炼一炉外精炼一连铸技术体系；炼钢技术的成就体现在转炉长寿高效、计算机全自动炼钢及高洁净钢系统技术、高效连铸和高品质铸坯生产技术以及综合节能、环保技术方面。(1)钢铁制造流程向连续化、短流程方向发展连铸的发展促进了钢铁制造流程向连续化方向发展，并最终形成了炼钢短流程生产线。炼钢短流程生产线的基本特点是：围绕相对单一的产品形成配置最佳的生产线进行连续生产。主要生产设备采用单机匹配原则，即一一对应。主体生产单元间物流配合依靠辊道或管线输送。其优点是设备投资少，生产效率高，生产节奏快，生产周期短。但因在生产线上的缓冲能力小，必须依靠生产设备运行十分可靠，生产秩序稳定而有节奏。(2)形成高效化生产技术为了降低生产成本，近20年国际钢铁企业一直在致力于高效生产工艺的研究开发和推广工作。特别是最近10年，钢铁生产高效化技术突飞猛进，取得了重大的进展。高效化生产，通常包括以下三方面的内容。①提高冶炼强度，缩短生产周期。转炉冶炼周期可小于25min，转炉利用系数超过100t/t·d；②延长炉体寿命，提高设备作业率。溅渣护炉技术的开发与应用，使炉龄可以提高到1.2万炉以上，最高3.7万炉，提高了转炉作业率。③加强设备维护，提高生产作业率。如国外高效连铸工艺，使连铸机作业率高达98%，转炉的作业率达到97%。(3)完善的洁净钢生产工艺技术洁净钢生产工艺技术的目标是能大批量、廉价地生产高品质钢材，使洁净钢的生产成本能低于传统流程普通钢的生产成本。采用的主要技术如下：①高炉铁水全量“三脱”预处理工艺。脱S，铁水[S]最低可达15ppm；脱硅，脱[Si]率可达80%以上；脱P，可满足生产超低磷钢(P≤15ppm)的要求。实现全量铁水“三脱”预处理、铁水[s]≤0.01%，[P]≤0.01%后，才能大幅度降低洁净钢的生产成本。②高效吹炼，低[O]冶炼。转炉的任务简化为脱碳升温，使炉渣量下降50%，石灰、合金消耗减少60%，氧气利用率提高10%，铁损减少30kg/t，缩短冶炼时间40%，经济效益非常明显。③采用出钢挡渣，使下渣量≤3kg/t；并采用出钢过程炉渣改质技术，使钢渣中(FeO%+MnO%)≤3%，出钢过程脱硫率可达到30%～40%。有利于提高精炼效率和降低生产成本。④广泛采用炉外精炼技术生产洁净钢。根据钢材洁净度的不同要求，选择或组合不同的炉外精炼工艺，实现超洁净钢生产。目前，经炉外精炼的钢水洁净度可达到：[S]≤5×10-6，[P]≤20×10-6，[N]≤25×10-6，[H]≤2×10-6，T.O≤6×10-6，[C]≤3×10-6。日本、欧美等先进的钢铁生产国，炉外精炼比超过90%，其中真空精炼比超过50%，有些钢铁厂已达到100%。(4)无缺陷高效连铸为了改善钢材的表面质量，采用结晶器电磁搅拌制动技术，抑制涡流卷渣。采用立弯式连铸机促进夹杂物上浮，避免凝固过程中产生大型非金属夹杂，以改善钢材表面质量。采用凝固末端连铸坯液芯轻压下工艺，消除凝固疏松与成分偏析，提高连铸坯的内部质量。高效连铸技术归结为提高拉速、提高作业率。国外最高铸机作业率达97%。(5)炼钢节能负能炼钢(炼钢工序能耗最低-10.67kgCe/t)；降低铁钢比，最低0.79；回收煤气(新日铁141m3/t)，回收蒸气。(6)实现无污染排放吨钢SO2，排放量0.4kg/t；吨钢烟尘排放量0.7kg/t。2.2国内现状自上世纪90年代以来，我国钢铁工业技术的进步是迅猛的，提升了各项技术经济指标，大大缩短了与先进国家的差距，有些技术水平居世界领先位置。1、技术进步的特点(1)转炉容量增大，平均炉容55t一座，炉座产能提高，中小转炉利用系数居国际领先水平，(济源15t转炉最高达98.85t/t·d，作业率92%)。已有一批大型转炉利用系数超过50t/t·d。(2)钢的精炼比增长，2003年达28%，加上60%以上的吹氩喂丝，形成了铁水预处理一转炉复吹一炉外精外的优化工艺路线，钢水质量明显提高；(3)推广溅渣护炉技术，转炉炉龄迅速提高(武钢复吹下达29942炉，莱钢37271炉)，奠定了转炉高效化基础(平均系数36.54t/t·d，作业率80.78%、最高92.7%)；(4)全连铸技术被大多数企业选用，达国际水平主装备率连铸机74.8%。连铸比迅速提高达96.43%，超过世界平均水平；高效连铸技术取得成效，2003年与上年相比作业率提高10%，台时产量提高30%；，连铸工艺优化进一步深入；连铸钢的品种增加，质量提高；(5)炼钢自动化水平有所提高，多数转炉有了静态模型，宝钢和武钢有了动态模型；(6)消耗指标有所降低，部分企业实现负能炼钢。2、差距(1)炉外处理比率低。炉后精炼率不到30%，严重阻碍了钢材质量(特别是钢纯净度)的提高；(2)小容量转炉多，平均炉容偏小；大型转炉生产效率偏低，大型转炉作业率波动在40%～65%，转炉利用系数在20～35t/m3·d；(3)高效连铸技术与国外仍有差距，铸坯的质量有待进一步提高；3、炼钢技术发展的重点(1)转炉长寿高效技术：转炉复吹下的溅渣护炉技术、转炉少渣快速吹炼技术、转炉功能分解、冶炼周期缩短，从而实现转炉“高效化”。(2)计算机全自动炼钢技术。利用计算机和副枪监测、炉气分析、声纳噪音分析为工具，使冶炼过程预测优化和实测工艺过程控制，使转炉炼钢实现全过程自动控制，终点碳、温双命中率稳定保持在90%以上，同时能降低终点钢水氧含量。(3)高洁净度钢生产技术。铁水预处理、炉外精炼技术，形成新的、能大规模廉价生产洁净钢的生产体系。(4)高效连铸工艺。无缺陷铸坯的生产技术；铸轧一体化技术中连铸的高效率。包括：高效连铸技术的应用和开发；改善铸坯组织均匀化技术；无缺陷铸坯生产技术；连铸坯热送热装和连铸连轧技术；薄板坯连铸连轧技术的引进消化和再开发技术。(5)钢铁生产过程系统模拟优化技术研究。(6)炼钢一连铸生产工艺智能化控制检验技术。(7)新型耐火材料、铁合金、功能渣系的开发研究二、课题研究目标、内容、方法和手段毕业设计是对毕业生综合运用所学基本理论，基本技能和基本方法的全面检验，是我们接受综合培训进而提高分析问题，解决问题能力。希望通过毕业设计可以达到如下目标：1、进一步巩固，加深对所学基本理论，基本技能和专业知识的掌握，使之系统化，综合化。2、初步掌握科学研究的基本方法和能力。包括调查研究、查阅文献和搜集资料的能力，理论分析和制定设计方案的能力，设计计算和制图的能力等。3、树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、敢于创新的科学研究精神；养成善于与他人合作的工作作风；培养独立思考，独立获取知识以及综合运用已学知识解决实际问题的能力。本设计主要内容包括：物料平衡和热平衡计算，转炉炉型及氧枪设计；主要经济技术指标的确定和生产流程的确定；车间设计及车间生产过程概述。三、设计提纲及进度安排1.设计提纲第一章厂址选择第二章氧气顶底复吹转炉的物料平衡与热平衡计算2.1物料平衡计算2.2热平衡计算第三章氧气转炉设计3.1转炉炉型设计3.2炉衬设计3.3高宽比核定第四章氧枪设计4.1设计过程4.2氧枪枪身设计4.3氧枪全长及有效行程4.4氧枪热平衡与冷却水量的确定第五章氧气转炉炼钢车间设计5.1转炉炼钢车间的主厂房设计5.2转炉炼钢车间主要设备5.3连铸跨的参数设置及其设备第六章车间生产过程概述6.1车间总体布置与组成6.2炼钢厂生产过程所采用的先进设备及技术第七章车间人员编制7.1炼钢车间定员表7.2连铸车间定员表第八章技术经济分析8.1单位产品的收入估算表8.2成本估算表2.进度安排第4周～第6周收集原始资料并进行文献检索，撰写开题报告第7周～第10周冶金计算、设备选择计算第11周～第13周图纸绘制及论文编写第14周毕业答辩四.主要参考文献和书目：[1]侯安贵,蒋晓放.宝钢炼钢的技术进步与展望.[J].宝钢技术.2008,2.28（1）：7-10..[2]于亦峰.世界转炉炼钢现状及科研方向.[J].柳钢科技.2003,17（8）：56-60.[3]李华.完美转炉设计面面观国外转炉发展技术简介.[J].金属世界.2004,48（7）：5-9.[4]赵征志.我国钢铁工业产业现状及其发展.[J].新材料产业.2008,52（17）：31-34.[5]潘秀兰，王艳红，梁慧智等.日本转炉炼钢工艺的最新进展.[J].冶金信息导刊.2009,55（15）：78-81.[6