年产200万吨合格连铸坯的转炉炼钢系统设计毕业设计

炉钢占总钢产量得比例已经超过80%，并接近90%。

过去钢铁冶炼得工艺流程基本是铁水 炼钢炉（转炉、电炉、平炉） 浇注（模铸、连铸） 轧钢得模式，这样得模式由于缺少铁水的预处理、炉外精炼工艺，只能冶炼普通钢种，难以冶炼优质特种高性能钢材，平炉由于其炉渣碱度低，脱磷、脱硫效果差，限制了钢材质量得提高，随着工业和科学技术得发展，对钢材质量和性能提出了更高的要求，迫使人们开发也冶炼更多品种得钢材，从而推动了炼钢技术的不断发展。转炉冶炼采用铁水预处理、炉外精炼工艺后，钢得质量大大提高，转炉钢品种增加，转炉不仅能冶炼普通钢种，而且能冶炼高级优质钢种，甚至能冶炼包括不锈钢在内的特种钢，这为转炉炼钢的发展提供了广阔的空间。

传统的钢水浇注一直以模注为主，不仅生产效率低、工人劳动强度大、车间环境恶劣，而且金属损失大、回收率低、难以浇注大型钢锭。采用连铸后，情况大为改观，生产效率和金属回收率大为提高，工人劳动强度降低，实现了浇注过程得完全自动化，近十年中炼钢连铸比不断提高，许多大型钢铁企业均已实现了全连铸。

高炉 铁水预处理 转炉顶底复合吹炼 炉外精炼 连铸连轧，已成为大型现代化钢铁企业钢铁生产模式。而高炉 铁水预处理 转炉顶底复合吹炼 RH真空精炼 连铸连轧或连铸 铸坯热送 直接轧制，则是现在转炉炼钢生产得最佳工艺流程。

1.6转炉新技术的介绍

1.6.1顶底复合吹炼技术

（一）顶底复合吹炼法可分为三类

顶吹氧、底吹惰性气体法，全世界广泛采用此法。 顶底复合吹氧法，日本和欧洲多为采用。 顶底吹氧、喷吹法燃料法，宜于100%废钢。 （二）工艺特点

1、反应速度快、热效率高，可实现炉内二次燃烧。

2、碳氧反应更趋平稳：当吹炼终点[C]=0.04%时，无复吹的终点[O]约为900×10－6左右。说明钢渣的氧化性大为降低，吹炼残Mn明显提高，合金收得率明显提高。

3、吹炼后期强化熔池搅拌，使钢－渣反应接近平衡，利于脱磷脱硫反应的进行。

4、保持顶吹转炉成渣速度快和底吹转炉吹炼平稳的双重优点。 5、冶炼低碳钢（C=0.01%～0.02%）时，避免了钢渣过氧化。 （三）复吹转炉的经济效益 1、渣中含铁量降低2.5%～5.0%。

2、金属收得率提高0.5%～1.5%，残Mn提高0.02%～0.06%。 3、磷含量降低0.002%。

4、石灰消耗降低3kg/t～10 kg/t，氧气消耗减少4Nm3/t～6 Nm3/t。 5、提高炉龄，减少耐火材料消耗，综合经济效益约为6～15元/吨。

1.6.2溅渣护炉技术

溅渣护炉技术是利用高MgO含量的炉渣，用高压氮气将炉渣喷吹到转炉炉衬上，进而凝固到炉衬上，减缓炉衬砖的侵蚀速度，从而提高转炉的炉龄。

（一）技术要点

1、炉内合理的留渣量，通常控制在80～120 kg/t较合适。 2、炉渣特性控制：

终渣MgO≥8%为宜（特别对镁碳砖转炉）。 FeO取12%～18%为宜。

合适的炉渣粘度：易溅起、挂渣、均匀又防止炉底上涨、炉膛变形。 3、溅渣操作参数控制

N2气压力与流量与氧气压力、流量相接近时，效果较好。枪位高度要根据企业实际摸索，可在1～2.5m之间变化。

溅渣时间通常为2.5～4min。枪位夹角多数企业的实践证明12°比较理想。 （二）溅渣护炉的经济效益 1、提高炉龄3～4倍以上。 2、提高转炉利用系数2%～4%。

3、降低炉衬砖消耗0.2～1.0kg/t，降低补炉料消耗0.5～1.0 kg/t。 4、减轻工人劳动强度。

5、投资回报率高。我国62座转炉测算投资回收期为1.3年。溅渣护炉的综合经济效益大约为2～10元/t钢。

（三）溅渣护炉与复吹转炉的关系

对于采用溅渣护炉与复吹冶炼并存的转炉，随着溅渣后炉龄的提高，炉底相应上涨，影响了底吹透气砖的工作，此时，底吹透气砖的寿命约为3000炉，这意味着从3000炉以后，复吹效果大大减弱，甚至消失。而溅渣护炉的炉龄远远大于3000炉（现在达2万多炉）。这就是一贯注重高纯净钢，普遍采用复吹技术的日本不愿意采用溅渣护炉技术的原因。目前，炼钢工作者正努力开发底吹喷嘴长寿技术，要点如下：

1、利用底吹喷嘴前蘑菇头的生长和控制技术，实现喷嘴长寿化。 2、炉役前期，利用粘渣、挂渣和溅渣迅速在喷嘴前端生成透气蘑菇头，避免喷嘴烧损。

3、炉役中后期注意控制蘑菇头高度，防止堵塞。 4、对堵塞喷嘴采用复通技术。[9]

1.7现代转炉炼钢技术存在的问题

现代转炉炼钢技术普遍存在的问题主要是随着社会对洁净钢的生产需求日益提高，迫切需要建立起一种全新的、能大规模廉价生产纯净钢的生产体系。因此，如何降低生产成本、能耗，生产出大量的纯净钢以达到社会的需求是当前必须解决的问题。

第二章 产品方案及品种

2.1生产规模

根据设计任务书要求，本设计生产规模为年产200万吨合格铸坯，钢水又由与之匹配的转炉车间提供。

2.2产品方案

2.2.1产品大纲

表2.1产品方案

钢种

代表钢号

量

石油套管

42MnMo7 Q235

普碳钢

Q255

30万吨

15%

25Mn5

30万吨

15% 产

例

比

铸坯规格

?200～?280

U75VM

280?325

重轨钢 U76NbRE 120万吨 60%

280?380

U71Mn SWRH32A(B)

?8～?20 硬线 20万吨 10%

SWRH82A(B) 这四种产品的精炼方法如下：普碳钢和硬线经过LF钢包精炼炉处理后进行连铸生产；重轨钢和石油套管对硫和气体的要求较高，需要经过LF钢包精炼炉和VD真空脱气处理，然后进行连铸生产。

2.2.2生产钢种

1）普碳钢：Q235，含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。 大量用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。C、D级钢还可作某些专业用钢使用。Q255的强度稍有提高，塑性有所降低。应用不如Q235广泛，主要用作焊接结构。