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165×165mm，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165mm×165mm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：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。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。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20；Lm-结晶器有效长度m,0.85；计算得出：Vmax3.4mmin工作拉速根据经验为理论拉速的85，确定工作拉速为2.8mmin3.1.2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，mminK综合凝固系数，/minmm取30计算出冶金长度L=25.71m3.1.3作业率的确定(1)日历时间：365(d)x24=8760h(2)铸机计划年检时间：一年1次，共10d(240h)(3)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：8760-240-400=8120h(4)非计划检修时间：连铸机：90h(5)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：430h(6)铸机有效作业时间：8120-90-430=7600h(7)铸机有效作业率：7600/（24x365）x100%=86.7%3.1.4收得率的确定收得率=浇注收得率(%)×精整收得率(%)2maxmax2.4DVLKm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×100%=294.9/300×100%=98.3%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,130t；t-钢包浇注时间min,一般tmaxt，t取32min；F-铸坯断面面积2m,0.02722m；V-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q:3651440nqQT36514400.836305188136nq可得：nq=250t,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Cn=15炉。5)每炉钢浇注时间0t00.9GtnSrV=31min；式中n-铸机流数，n=8；V-拉坯速度，m/min,2.8m/min；r-铸坯密度，7.6t/3m；