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炼铁学毕业设计论文.doc

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炼铁学毕业设计论文.doc

唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第1页共30页摘要本设计论述了方坯连铸在国内外的发展现状及趋势。设计中详细地计算和选择了连铸机的工艺设备参数、生产工艺流程以及车间工艺布置。为提高连铸机生产率和提高产品质量,在设计中采用了一些新技术、新工艺和先进的设备。设计中选用弧形结晶器弧形连铸机、钢包回转台、大容量和深熔池的中间包,以及结晶器四连杆式振动、水喷嘴冷却、五辊拉矫装置等先进技术。本次设计题目为年产300万吨钢方连铸车间的设计,为更好地实现热送热装工艺,更有利于高温铸坯的快速输送和提高生产率,设计的两台八机八流的现代化方坯连铸机在车间内为横向布置,连铸机长度为27.5m,端面尺寸为165165mm,定尺长度为1200mm。所铸的钢种包括普碳钢、优碳钢、低合金钢、硅钢等关键词方坯连铸机、热装热送、工艺参数、横向布置、高效连铸唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第2页共29页1概述早在十九世纪中期H.贝塞麦(H.Bessemer)就提出连续浇注液态金属的设想。随后还有其他人对此项技术进行过研究。但由于当时科学水平的限制,并未能用于工业生产。直到1933年,现代连铸的奠基人S.容汉斯(S.Junghans)提出并发展了结晶器振动装置之后,才奠定了连铸在工业上应用的基础。1950年容汉斯和曼内斯曼(Mannesmann)公式合作,建成世界上第一台能浇注5t钢水的连铸机。60年代后,连铸进入稳步发展时期。机型方面,70年代以来,连铸生产技术围绕提高连铸生产率,改善铸坯质量,降低连铸坯能耗这几个中心课题,已经有了长足的发展。80年代连铸技术的进步,主要表现在对铸坯质量设计和质量控制方面到一个新的水平。已逐步实现连铸坯热送和直接轧制,由于这一新工艺能够大幅度地降低能耗,缩短生产周期,因而已成为目前连铸发展的主要方向。中国是世界上开发和应用连铸技术较早的国家之一。上世纪50年代就进行过连续铸钢方面的试验研究。进入20世纪80年代末和90年代以来,宝山钢铁公司和鞍钢钢铁公司分别在1989年和1990年投产了从日本引进的大型双流板坯连铸机。改革开放以来,国家对发展连铸技术一直予以高度重视,大力发展连铸生产和建设成为我国钢铁技术发展中的重要政策。唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第3页共29页2主要设计原则和规划2.1连铸机型的选择和特点2.1.1连铸机设计原则(1)充分利用新厂房的总体设计选择连铸机机型。(2)连铸机要实现高效化,能连续稳定的生产合格铸坯。(3)连铸机装备水平按先进、实用、可靠、经济的原则考虑。(4)连铸机主要设备要能整体更换,离线检修。(5)采用的工艺、技术、设备做到投产后的一定时间内,工艺流程、装备水平和主要技术经济指标保持同类机组的先进水平。2.1.2连铸机机型的选择原则(1)满足钢种和端面规格的要求(2)满足铸坯质量的要求(3)节省投资和环保2.1.3连铸机机型的确定本设计采用的是弧形结晶器弧形连铸机、五辊矫直装置、水喷雾冷却、铸坯断面尺寸165mm165mm方坯。2.2连铸车间生产规模2.2.1钢水供应条件转炉(1)氧气顶底复吹转炉2座(2)平均出钢量130吨(3)最大出钢量140吨(4)平均冶炼周期35分钟LF精炼炉2座2.2.2生产规模两台八机八流方坯连铸机生产规模为年产合格连铸坯300万吨。唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第4页共29页3连铸车间的平面布置3.1主要工艺参数的确定3.1.1拉速的确定连铸机的拉速的确定主要取决于以下几个原则①选取连铸机的拉速必须在所浇钢种的允许范围之内,确保产品质量。②以满足钢种产量的要求为前提,选取的拉速考虑和冶炼设备的生产周期匹配。③连铸机拉速要考虑铸坯断面尺寸、弧形半径、冶金长度和铸机结构特性等因素。理论拉速理论上所能达到的最大拉速。按照结晶器出口处铸坯最小坯壳厚度计算,根据本设计的钢种铸坯断面尺寸最小坯壳厚度选取为10mm。结晶器出口处最小坯壳厚度式中Km结晶器内钢液凝固系数mm/min1/2取20Lm结晶器有效长度m,0.85计算得出Vmax=3.4m/min工作拉速根据经验为理论拉速的85%,确定工作拉速为2.8m/min3.1.2冶金长度的计算冶金长度为连铸机的机身长度,指从结晶器钢液面到拉矫机最后一对辊子中心线的长度。min10maxLmKmmmV唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第5页共29页式中L-铸机的冶金长度,mmaxD-最大的设计铸坯厚度,mmmaxV-最大的设计拉坯速度,m/minK-综合凝固系数,/minmm取30计算出冶金长度L25.71m3.1.3作业率的确定1日历时间365dx248760h2铸机计划年检时间一年1次,共10d240h3铸机计划定期检修时间每周1次,共8h,全年400h年计划工作时间87602404008120h4非计划检修时间连铸机90h5工序干扰停工时间转炉及前工序150h连铸机120h加热炉80h连轧机80h小计430h6铸机有效作业时间8120904307600h7铸机有效作业率7600/(24x365)x10086.73.1.4收得率的确定收得率浇注收得率精整收得率2maxmax2.4DVLKm唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第6页共29页合格板坯量/钢水量100294.9/30010098.3式中钢水量为钢包内的钢水量。3.1.5钢包允许的最大浇注时间maxlog0.270.2min0.3Gtf式中maxt钢包最大允许浇注时间,minG钢包的容量,130tf质量系数,取113.1.6连铸机流数的确定连铸机流数计算公式式中G钢包容量,t,130tt钢包浇注时间min,一般t≤maxt,t取32minF铸坯断面面积2m,0.02722mV此断面下的工作拉速,m/min,2.8m/min铸坯密度,7.6t/3m.本设计中N取8,车间共两台八机八流的方坯连铸机。3.2连铸机生产能力的计算3.2.1连铸机与转炉的匹配计算本次设计要求合格铸坯为300万吨。则所需钢水量7.012GNtFv唐山科技职业技术学院(成)毕业设计(论文)第7页共29页300000030518810.983Qt式中A钢水收得率,0.983根据转炉车间的生产能力设转炉座数为n,转炉的公称容量为q3651440nqQT36514400.836305188136nq可得nq250t,可取n为2,q为125t。其中T为转炉的冶炼周期,36min。所以本次设计与120吨的转炉相匹配。3.2.2连铸机生产能力计算1连铸机作业率根据前面计算,连铸机作业率为86.7。2每炉钢水量G本设计与公称容量为120t的转炉相匹配,连铸用钢水量平均按每炉130t计算。3铸坯收得率A据连铸设计技术规格书中经济指标可知铸坯收得率为98.3。4连浇炉数Cn连浇炉数与转炉及连铸的配合有关,同时与炉子的容量有关,同时与炉子的容量大小,浇注时间长短,耐火材料质量也是有密切关系的。本次设计取Cn15炉。5每炉钢浇注时间0t00.9GtnSrV31min式中n铸机流数,n8V拉坯速度,m/min,2.8m/minr铸坯密度,7.6t/3m

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