新疆地区设计一座年产680万吨钢全连铸转炉炼钢车间开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文献综述

1.1钢铁在国民经济中的地位和作用

钢铁行业作为我国的支柱型产业，在国民经济发展的过程中起着举足轻重的作用。

另外，钢铁工业是国家经济水平和综合国力的重要标志，钢铁发展直接影响着与其相关的国防工业及建筑、机械、造船、汽车、家电等行业。随着国际产业的转移和中国国民经济的快速发展，中国钢铁工业取得了巨大成就。

1.1.1我国钢铁工业的现状及发展

1990年，我国的粗钢产量只有6535万吨，位居日本、美国之后。1996年达到了10124万吨，开始跃居世界首位。2007年我国的钢产量增加到了48924万吨，比世界排名第2到第8名国家的总量之和还多(日本12020万吨、美国9721万吨、俄罗斯7222万吨、印度5308万吨、韩国5137万吨、德国4855万吨、乌克兰4283万吨，合计48546万吨)。2007年，我国年产钢2000万吨以上的企业由2家增加到5家。国家统计局披露的相关数据显示，2011年-2013年我国粗钢产量分别为6.95亿吨、7.17亿吨和7.79亿吨，钢铁行业由之前的飞速发展转入低速增长，钢铁企业的生产由粗放型向集约型转化成为大势所趋。根据钢铁工业和市场分析公司(MEPS)发布的全球钢铁产量报告，2013年中国以7.79亿吨的粗钢产量位居世界第一，占全球粗钢产量的48.5%。

然而我国的钢铁工业发展扔存在许多问题如：

1.我国钢铁产业集中度水平低，且呈现逆集中趋势；

2.高附加值产品比重低，部分品种需大量进口；

3.环境友好型[4]比较差，造成很大的污染。

钢铁工业的发展前景，循环经济和低碳经济将是今后发展的主流。我国钢铁企业将通过技术节能和管理节能手段实现在吨钢能耗、水耗和污染物排放指标方面的降低。真正符合可持续性发展理念的经济增长模式，做到低消耗、低排放、高效率，实现资源和能源的永续使用，最终做到钢铁工业绿色化。

1.2.国内外炼钢技术的发展

第二次世界大战后三十多年来，由于世界科学技术和生产领域工艺技术的变革和发

展，对钢铁产品的数量、品种和质量都提出了一系列更新更高的要求，各国对钢铁技术

的发展，倍加重视，从而促进了钢铁工业生产技术的不断发展和提高。现将国外炼钢的

发展概况，介绍如下：

顶吹氧气转炉法、底吹氧气转炉法、平炉法、电炉法、炉外精炼法、连续炼钢法、钢

的浇注。

从80年代初我国从日本引进技术开始发展转炉复合吹炼技术，使得我国开始得以开发、应用这项技术。至今已经有20多年了，期间经过主要的六五、七五、八五攻关，我国的钢铁科研人员做了大量的细致的研究工作，是我国的复吹转炉技术取得了长足的进步。在1983年开始用于工业生产，分别在首钢30吨转炉和鞍钢180吨转炉上推广使用，在当时虽在掌握复吹工艺及底部供气元件等方面取得初步成果，但相比较国外的先进水平，我国的顶底复吹技术还处于落后阶段，目前全国的顶底复吹钢比例占转炉钢比例约16%，因复吹工艺的发展与铁水预处理和炉外精炼的结合在我国的一些工厂开始形成了现代化炼钢新工艺流程，因而扩大了转炉钢品种，提高了转炉钢质量，因而开发出强搅拌技术，得以生产出高纯净、超低碳的钢种。用STB复吹法已可冶炼Cr不锈钢和超低碳Ni-Cr不锈钢。转炉产品优化，通过加强熔池的搅拌，促进了C的还原，开发出很大一部分超低碳钢种，已有相当一部分钢种已达到国际水平，代替了进口产品。

1.3转炉炼钢技术的发展历程

氧气转炉炼钢是目前世界上最主的炼钢方法。即使在21世纪的前期,转炉钢的生产比例仍保持在60%一70%。回顾50年氧气转炉炼钢发展史，可划分三个时期:

转炉大型化时期(1950一1970年)

这一历史时期,以转炉大型化为技术核心，逐步完善转炉炼钢工艺与设备。先后开发出大型转炉设计制造技术、OG除尘气回收技术、计算机静态与副枪动态控制技术、镁碳砖综合砌炉与喷补挂渣等护炉技术[8]。转炉炉龄达到2000炉,转炉吹炼制度为三吹二或二吹一。

转炉技术完善化时期(1970-1990年)

这一时期,由于连铸技术的迅速发展,出现了全连铸的炼钢车间。对转炉炼钢的稳定性和终点控制的准确性,提出更高的要求。为了改善转炉吹炼后期钢渣反应远离平衡,实现平稳吹炼的目标,综合顶吹、底吹转炉的优点,研究开发出各种顶底复合吹炼工艺,在全世界迅速推广。这一时期,转炉炉龄达到5000炉,吹炼制度转变为二吹二或三吹三。

转炉综合优化时期(1990-2010年)

这一时期,社会对洁净钢的市场需求日益增高。迫切要求建立起一种全新的、能大规模廉价生产纯净钢的生产体系。围绕纯净钢生产,研究开发出铁水三脱预处理、高效转炉生产、全自动吹炼控制与长寿炉龄等重大新工艺技术。这一时期,炉龄超过10000炉,初步实现一座转炉吹炼制:即一座转炉的产量完全可满足一套主力轧机的生产能力,形成炼钢一轧钢短流程生产线。使联合企业逐步走向一个炼钢厂的生产体制,降低投资成本和生产成本,大幅度提高生产效率。

1.3.我国转炉炼钢技术的现状

截止2012年底，中国重点统计钢铁企业1000m及以上高炉占全国高炉生产能力的比例约为65%，3000m3以上高炉34座;转炉钢占全国钢产量的比例超过90%，100t及以上转炉占全国转炉炼钢生产能力比例约为63%，大部分企业已配备铁水预处理、钢水二次精炼设施，精炼比达到70%。同时，国内转炉钢厂仍然同时，国内转炉钢厂仍然致力于配套设备升级以及节能降耗技术的研究和应用，通过炼钢新流程实现洁净钢的高效率、低成本、稳定生产，高效脱磷技术、煤气干法除尘技术、少渣炼钢技术、高效挡渣技术等得到更广泛应用。

1.3.1设计转炉炼钢厂的重要性

目前，我国正处在发展中的关键阶段，国民经济实力需要大力提升，各个方面的硬件设施都需要大力完善，而钢铁行业在其中起着举足轻重的作用。其中我国又是钢铁生产和消费的大国，粗钢产量连续13年居世界第一。进入21世纪以来，我国钢铁产业快速发展，粗钢产量年均增长21.1%。2008年，粗钢产量达到5亿吨，占全球产量的38%，国内粗钢表观消费量4.53亿吨，直接出口折合粗钢6000万吨，占世界钢铁贸易量的15%[10]。钢铁产品基本满足国内需要，部分关键品种达到国际先进水平。钢铁产业有力支撑和带动了相关产业的发展，促进了社会就业，对保障国民经济又好又快发展做出了重要贡献。2008年，随着世界经济危机的蔓延，全球钢铁行业发展面临巨大压力，中国钢铁行业下游市场需求减缓，在应对经济危机方面，中国政府频频出台政策措施，对钢铁行业产生积极作用。2008年11月15日，中国政府推出刺激经济十项措施，在2010年底之前投资约4万亿，进一步扩大内需、拉动经济增长。激励范畴中的电力、铁路、房地产、能源、水利、交通等行业都是大的钢铁用户。考虑到我国的现状及主要面临的问题，说明我国虽然是一个钢铁大国，但是并不是一个钢铁强国。因此我们在修建钢铁厂的时候要注意加大高新技术的投入量，改进现有的设备和技术。做到科学合理布局，实现转炉炼钢，精炼，连铸一体化，提高原材料使用率，降低能耗，减少污染，高效生产高质量钢材。转炉炼钢的设计研究不仅可以使我对整个炼钢工艺流程加以熟悉，也锻炼我钻研的能力，为走上工作岗位，打下坚实的理论基础。

1.4我国转炉近几年开发的新技术及发展前景

1.4.1转炉少渣炼钢技术

首钢技术研究院、迁钢公司和首秦公司共同开发的转炉少渣炼钢工艺技术得到全面应用，2012年的转炉吨钢白灰消耗量22～24kg，达到国际领先水平。转炉少渣炼钢工艺技术的核心思路是循环利用脱碳炉渣，即将上一炉脱碳阶段的炉渣留在炉内供下一炉冶炼使用，改变了传统的转炉冶炼过程在脱碳结束后排出高碱度炉渣的操作;同时，为了确保转炉炉内合理的渣量，在转炉吹炼脱磷结束后排出低碱度炉渣。通过研究，解决了转炉留渣情况下安全兑铁以及高效脱磷、大渣量溅渣护炉等技术难题，并且成功开发了转炉少渣炼钢工艺转炉脱磷、脱碳阶段工艺控制模型，实现了自动控制。2012年，首钢210t转炉应用少渣炼钢工艺技术生产例达到60%以上，100t转炉的应用比例达到70%。与传统转炉炼钢工艺相比，采用该技术后，吨钢石灰消耗量降低40%，吨钢白灰消耗量降低至22～24kg;轻烧白云石消耗量降低42%，维持在吨钢7～9kg;转炉总渣量由吨钢110kg降低至65kg。实践证明，此项技术的成功应用不仅大大降低了炼钢工序成本，而且具有显著的社会效益，对节能减排和环境保护将发挥重要的作用。

1.4.2高效挡渣技术

转炉高效挡渣技术可以减少转炉出钢到钢包的下渣量，降低精炼过程中钢水的回磷及氧化物夹杂数量，提高钢水清洁度，同时提高合金收得率，减少脱氧剂、合金消耗，降低炼钢成本。转炉高效挡渣技术是在转炉出钢口安装液压滑动水口，配备远红外下渣监测装置，实现精确自动控制滑板出钢。不仅操作方便、控制精确、自动化程度高，还降低了劳动强度。国内的滑板挡渣效率≥95%，合金收得率提高1%～2%，钢包下渣厚度＜30mm。三明钢铁、宝钢、京唐、莱钢等十几个钢厂在超过40座60～300t转炉上先后采用此挡渣技术，应用前景良好。

1.4.3未来转炉炼钢技术发展的重点

1.高效率、低成本洁净钢生产集成性平台技术该技术已成为体现新一代钢铁生产流程优越性的重要特征之一，并对推动诸多炼钢厂的科技进步具有引导作用。近年来，我国一些转炉炼钢厂在现有工厂布置条件下，大力推行铁水包多功能化的一包到底技术和高温高活度脱硫技术，并研发铁水不同形式的三脱预处理工艺和少渣炼钢新工艺，取得了大幅度减少渣料消耗、降低生产成本的效果，钢水质量全面提高;恒速高效连铸技术已被认为是钢厂确保生产稳定、铸坯质量优良的关键。

2.炼钢生产节能减排优化技术得到进一步发展和推广

铁水包多功能化，直接或间接节能减排效果明显;转炉负能炼钢，近5年来重点统计企业转炉煤气和蒸汽回收水平提高了50%以上，转炉干法除尘装备和技术基本立足于国内。

3.炼钢自动控制智能化生产技术成为炼钢生产技术进步的重要特征

进入新世纪以来，重点钢铁企业转炉冶炼过程和终点控制技术水平得到大幅度提高，转炉全自动控制炼钢(俗称一键式炼钢)技术获得全面优化和推广应用。

4.对炼钢生产工艺产生较大影响的技术创新正在引起业界广泛的关注

钢铁企业不断进行技术创新的研究，例如转炉滑动水口挡渣出钢技术，CO2在氧枪、底吹、精炼、连铸中的应用，超高拉速连铸技术等均取得了较大的进展。

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

2.1本设计的主要内容

（1）厂址的选择，并进行可行性论证；

（2）制定详细的产品方案（产品大纲）；

（3）根据不同钢种，制定生产工艺大纲；

（4）金属平衡、物料平衡及热平衡的计算；

（5）确定车间炉子座数及容量的确定；

（6）转炉炉型设计及转炉设备选型；

（7）转炉供氧及氧枪设计；

（8）转炉车间组成及平面布置；

（9）连铸车间设计；

设计的同时应结合国内外相同炉容转炉的一些先进的生产操作和相关的数据，力争使该设计的转炉做到高度机械化、自动化，符合现代社会的要求，以期达到最佳的生产效益。

2.2本设计的重点内容

（1）计算部分，包括金属平衡、物料平衡及热平衡计算、转炉炉型计算、氧枪等相

关计算；

（2）设备选择，包括转炉设备的选择、转炉供料系统的设备选择、转炉烟气净化与

回收系统设备选择、钢渣处理系统设备及连铸设备选择；

（3）转炉炉设计部分，包括炉子座数及容量的确定、转炉炉型设计及转炉设备选型；

（4）氧枪设计部分，包括车间转炉供氧及氧枪设计；

（5）国内炼钢厂环境保护技术的发展及展望，我国各炼钢厂采用的一系列环保新技术,主要有烟气除尘、炼钢尘泥的综合利用及炼钢车间废水的处理等。

2.3任务书的要求

（1）对说明书的要求：1、对设计任务的态度应严肃认真；

2、设计合理，计算准确；

3、设计说明书工整、符合论文撰写标准。

（2）对图纸的要求：绘图正确、尺寸标记完整、图面整齐、清洁。

（3）对专题的要求：1、广泛查阅相关资料

2、条理清晰、分析合理、结论正确。

（4）对外文翻译的要求：1、译文准确、达意；

2、不得使用软件通篇翻译。

2.4本课题的实现途径

查阅大量与课题相关的书籍以及文献资料来对本课题进行系统的分析，拟定出一种种设计方案，加以分析比较，选出一种节能环保、经济可靠的方案作为进一步设计的基础。收集准备相关资料，拟定设计总体思路。最后通过系统论证及相关计算，绘图等，最后完成课题设计。

主要设备有转炉系统设备，原料供应设备，供养设备，副枪设备，烟气净化及回收处理设备。

主要工艺有过程有装入制度，造渣制度，供养制度，温度制度，终点控制制度，脱氧和合金化制度，溅渣护炉，吹损和喷溅。

2.5可能遇见的困难

(1)厂址的选择问题，以及主要原材料、燃料和辅助料的供应问题；

(2)设备的选择问题，以及在转炉的炉型、转炉尺寸、氧枪尺寸、喷头尺寸、底部供气元件的选择问题；

(3)在钢铁厂设计中各部分设备尺寸计算、绘图的问题；

(4)(4)制定合理的操作规程制度与安全措施方面缺少实践经验。

2.6主要工具

计算机，计算器，绘图工具等。

2.7解决问题的方法和措施

(1)参考文献和期刊主要通过网络及图书馆等方式下载或借阅，收集目前最新的研究现状及研究成果；

(2)在遇到困难时要及时与老师交流解决问题，认真完成毕业设计；

（3）按照老师发的任务书中的进程安排，合理安排时间，有条理的完成各阶段的任务。

2.8毕业设计进程安排