设计年产395万吨合格连铸坯的转炉炼钢车间-毕业设计.docx

装订线XXXX大学 毕业设计（论文）说明书XXXX大学毕业设计任务书课题名称 设计年产395万吨合格连铸坯的转炉炼钢车间 学 院 冶金工程学院 专业班级 姓 名 学 号 毕业设计主要内容： 1、绪论 2、设计方案的确定和论证 3、物料平衡与热平衡计算 4、氧气顶底复吹转炉设计 5、氧枪设计 6、钢包设计 7、连续铸钢设计 8、车间主厂房的设计 9、转炉设计图一张、车间平面图、连铸机图各一张 指导教师签字： 摘 要 本设计为年产量为395万吨合格连铸坯的炼钢厂车间。冶炼的钢种主要为IF、X80、Q235、09CuPNi及E36。其中典型钢种为IF钢。根据典型钢种确定了生产路线为高炉铁水预处理脱硫脱磷转炉RH连铸。 本文设计了2座195吨的转炉，1座RH炉，以及其他设备，如钢包、行车、结晶器、中间包等，以及各种加料和烟气冷却处理装置。转炉冶炼周期为40分钟。 本设计还对物料平衡和热平衡，炉型的计算，炉外精炼，连铸以及烟气净化系统等做了详细的介绍。 关键词：转炉，二次精炼，连铸，IF钢，车间设计AbstractThis thesis is a design of a steel plant which can produce 3.95 million tons of qualified steel slab each yearThe main kinds of steel are IF, X80, Q235, 09CuPNi and E36And the typical steel is IF steelAnd then the main routine to smelt this is hot metal desulphurization and dephosphorization pretreatment BOF RH CCIn this paper,2 BOF of 195 tons, a RH furnace, as well as other equipments such as ladles, cranes, mold, tundish, and a variety of feeding and flue gas treatments devices are designedThe top-to-top time of BOF is 40minThe design of the material balance and thermal balance, the furnace shape, refining, continuous casting and the flue gas purification system, a detailed introduction were finishedKeywords：BOF, Second Refining, continuous casting, IF Steel, The workshop designs目录摘 要IAbstractII目录III绪论11 设计方案的确定与论证21.1 产品大纲的制定21.1.1 产品大纲制定的原则及方法21.1.2 产品大纲21.1.3 典型钢种（IF钢）的介绍31.1.4 E36船板钢41.1.5 Q235结构钢51.1.6 X80管线钢61.1.7 耐候钢61.2 方案的选择与论证71.2.1 炉容量与座数的确定71.2.2 冶炼与精炼方法的选择与论证81.2.3 连铸机的选择132 物料平衡和热平衡计算152.1原始数据152.1.1铁水成分及温度152.1.2原材料成分152.1.3冶炼钢种成分162.1.4平均比热162.1.5反应热效率（认为25与炼铁温度下两者数值近似）162.1.6有关参数的选用172.2 物料平衡计算172.2.1炉渣量及炉渣成分的计算172.2.2 矿石及烟尘中的铁量和氧量的计算222.2.3 炉气成分及重量的计算见表2-14222.2.4 未加废钢时氧气的消耗量的计算见表2-15232.2.5 钢水量计算242.2.6 未加废钢时的物料平衡表见表2-16242.3 热平衡计算（取冷料为25）242.3.1 热收入项242.3.2 热支出项252.3.3 热平衡表见表2-17262.4 加入废钢后的物料平衡计算272.4.1 加入废钢的物料平衡计算273 车间主体设备的设计303.1 转炉炉型的设计303.1.1 原始数据303.1.2 炉容比303.1.3 熔池尺寸的计算303.1.4 炉帽尺寸的确定313.1.5 炉身尺寸的确定323.1.6 出钢口尺寸确定323.1.7 炉衬厚度确定323.1.8 炉壳厚度确定323.1.9 验算高宽比333.1.10 转炉主要参数333.2 喷头及氧枪的设计计算333.2.1 喷头参数的选择333.2.2 氧枪枪身设计353.3 氧枪的升降机构与更换装置383.3.1 氧枪的升降机构383.3.2 升降卷扬机变速方式393.3.3 升降小车和固定导轨393.3.4 安全装置393.3.5 氧枪更换装置403.4 连铸机的主要设计参数403.4.1 钢包允许浇铸时间403.4.2 铸坯断面的选择403.4.3 理论拉速与工作拉速的确定413.4.4 冶金长度的计算423.4.5 连铸机圆弧（外弧）半径的计算R433.4.6 连铸机的流数的计算443.4.7 连铸机生产能力的计算443.5 盛钢桶的计算463.5.1盛钢桶容积计算463.5.2 钢包需要量计算493.5.3 钢包质量计算493.6 RH精炼513.6.1 处理容量513.6.2 处理时间513.6.3 循环因数523.6.4 循环流量523.6.5 真空度533.6.6 真空泵的抽气能力533.7 钢包回转台543.7.1 直臂式钢包回转台543.7.1 双臂式钢包回转台543.8 中间包的主要设计参数553.8.1 中间包的作用553.8.2 中间包的形状与构造553.8.3 中间包小车583.9 结晶器的主要设计参数593.9.1 结晶器结构内型593.9.2 结晶器结构参数的确定593.9.3 结晶器的振动与振动装置603.10 二次冷却系统的设计613.10.1 二次冷却装置613.10.2 喷水冷却系统。613.10.3 喷嘴的选择与布置623.10.4 夹辊辊径、辊距及其布置633.10.5 拉坯矫直机633.11 连铸机总体尺寸的确定643.11.1 连铸机总长度643.11.2 连铸机高度643.11.3 连铸区的总宽度654 车间主厂房的设计664.1 主厂房布置形式的选择664.2 主厂房主要尺寸的确定664.2.1 炉子跨主要尺寸的确定664.2.2 加料跨的主要尺寸的确定704.2.3 钢水接受跨的设计714.2.4 精炼跨的设计计算714.2.5 浇铸跨主要尺寸的确定724.3 供料系统与除尘系统设计734.3.1 供料系统734.3.2 除尘系统76致谢82参考文献83V绪论转炉是钢铁冶金主体设备之一, 当前, 社会和经济可持续发展价值观和环保新法规对转炉的设计与操作提出来越来越严格的要求, 能否实现最大限度的效率和最小程度的污染, 而且还要经济有效, 及其生存发展可能性等问题, 高效率, 高质量, 高寿命, 低污染, 低问题, 这是设计目标。作为四年大学对所学专业的一次总结, 我把书本上学到的知识做一次总结和综合的应用, 力求达到设计目标。自1996年中国钢产量首次突破1亿吨以来, 中国就成为世界第一产钢大国, 迄今为止, 已连续多年稳居世界第一的位置, 2003年, 已占世界总产量的25%；2004年, 我国钢产量2.7亿吨, 生铁产量2.5亿吨, 2020年, 我国要实现GDP翻两番, 钢铁需求量将进一步增加, 钢铁工业存在着较大的发展潜力。因此我们进行转炉炼钢车间设计是很有积极意义的。此次设计根据所给的各种参数和条件, 本着因地制宜, 经济适用的原则, 但由于知识和资料有限等问题其中有一些设备具体情况知识选择而不能具体设计。由于编者时间和水平有限, 本设计难免存在诸多不足之处, 敬请老师给予批评指导。1 设计方案的确定与论证1.1 产品大纲的制定1.1.1 产品大纲制定的原则及方法 根据典型钢种的冶炼工艺流程与连铸坯的类型, 如板坯、方坯或圆坯等, 再结合目前市场钢产品的调研, 预测未来市场需要什么类型的钢种, 也就是运用市场的战略眼光预测出将来的市场最需要哪种钢材, 因此来确定本车间的产品大纲。1.1.2 产品大纲冶炼钢种及化学成分（见表1-1、1-2）主要钢种：IF钢表 1-1 IF的化学成分(%)CSiMnPS0.0020.0050.0100.0300.1000.2000.003 0.0150.007 0.010AlNTiNbO0.020 0.0700.001 0.0040.020 0.0400.004 0.0100.003其他钢种的化学成分表 1-2 其他钢种牌号及化学成分（%）钢种CSiMnPSQ235（碳素结构钢）0.1400.2200.3000.3000.6500.0450.050X80（管线钢）0.0200.0600.1000.2501.4001.8000.0130.002E36(船板钢)0.1500.4000.100-0.1500.0150.01009CuPNi(耐候钢)0.1200.2500.7500.2000.5000.070.154.5, 白渣保持时间10min。在造渣过程中遵循“快、白、稳”的原则, 并配合合理的吹氩搅拌工艺。在精炼后期, 利用其良好的动力学及热力学条件完成钢水的深脱硫, 精炼结束硫含量可降至0.004%以下。同时对于 B、D级船板精炼结束后, 进行钙处理及保证足够的软吹时间, 钙处理效果要保证, 目标值中包钙含量达(20-30)ppm。 考虑到生产节奏的控制, RH炉真空周期一般在40min以内, 极限真空度设计为 0.015%时, 磷的偏析急剧增加, 并促使偏析带硬度增加, 使裂纹性能下降。此外, 磷还恶化焊接性能, 显著降低钢的低温冲击韧性。因此X80管线钢对钢中的磷含量也有严格要求。1.1.7 耐候钢耐候钢, 即耐大气腐蚀钢, 是指含少量耐候性合金元素, 在大气中具有良好的耐腐蚀性能, 相对于不锈钢价格较低的低合金钢。耐候钢的耐大气腐蚀性能是普碳钢的2 8倍, 并且使用时间越长, 耐腐蚀性能越突出。耐候钢可以裸露使用、涂装使用或稳定化处理后使用。耐候钢作为一种高效钢材, 一直是大气腐蚀用钢品种开发与腐蚀研究的热点。美国是最早商业化耐候钢产品的国家, 1933年美国钢铁公司研制出Corten系耐候钢产品。此后, 世界上其它国家以Corten系耐候钢为基础开始大规模研制耐候钢, 并开发出了符合各国资源特点和使用要求的产品。如印度的Sailcor-A系列, 韩国的RAWS50、日本的SPA-H、CUPT-EN-G, 德国的ST 35等等。这些耐候钢均是以Cu-P-Cr-Ni或Cu-Mn-Cr系为基础, 称为传统耐候钢, 其强度级别均较低。目前, 高强度耐候钢发展较为前沿的是瑞典SSAB公司的Domex500-700W系列, 其屈服强度达到了700MPa级, 但产品规格存在局限性, 厚度在6 mm以下。我国从20世纪60年代开始研制耐候钢, 目前, 已开发出了一系列耐候钢产品, 主要是Cu-P-Ti-RE、Cu-P-Cr-Ni或Cu-Mn-Ni-Cr系, 在铁路车辆、集装箱、桥梁、建筑、汽车等行业得到了广泛的应用。我国的耐候钢产品主要用于铁路车辆、集装箱、桥梁等领域, 建筑、工程机械、煤矿机械等大量暴露于大气或特殊工况条件下器械, 由于腐蚀引起使用寿命缩短而造成经济损失, 或因腐蚀失效造成重大事故, 因此, 这一领域对耐候结构钢的需求将会日益增多, 但由于在具有良好机械性能、成型性、焊接性和低温韧性的基础上, 同时具有良好的耐腐蚀性能造成耐候结构钢的成本偏高, 因此开发具有低成本的经济耐候结构钢具有良好的市场前景和市场竞争力7。1.2 方案的选择与论证1.2.1 炉容量与座数的确定1.2.1.1 转炉车间内的转炉座数 要保持车间正常的生产, 就必须要一定数目的转炉经常吹炼状态, 根据国内外生产的实践, 普遍认为：转炉车间保持2-3座转炉同时吹炼比较合理, 转炉太多, 反而相互干扰。影响正常的生产, 设备的利用率低。 由于炉衬材料的改进和溅渣护炉技术的采用, 炉衬寿命大幅度的提高, 无需按照3吹2或2吹1的生产方式配置修砌和待吹转炉, 所以转炉车间的常吹炉座数即为车间的炉座总数。综上所述本设计选用2吹2的模式配置。1.2.1.2 转炉容量根据炼钢产品方案, 同时参照同类型车间的生产经验, 选取平均先进指标连铸坯的收得率为96%, 转炉有效作业天数为300天, 转炉冶炼周期为40min进行初步计算, 计算步骤如下：（1） 根据生产规模和产品方案计算出年需钢水量年需钢水量 = 年需良坯量良坯收得率已知不同钢种的连铸薄板坯395104 t。参照同类型的先进技术指标。则年需钢水量 = 39596% = 411.46104 t（2） 计算出钢炉数（按2吹2计算）年出钢炉数 = 2= 2 转炉作业率 = 100%= 100% = 82.2%年出钢炉数 = 236582.2%2460/40 = 21600(炉)每天出钢炉数 = 年出钢炉数/年作业率 = 21600/300 = 72(炉)平均炉产钢水量 =年产钢水量/年出钢炉数= 411.46104 t/21600=190t（3） 确定转炉容量简化设计和便于计算本设计选定195吨转炉2座, 按照2吹2方式生产（4） 核算车间年产量1952160096%=404.3104 t良坯1.2.2 冶炼与精炼方法的选择与论证1.2.2.1 生产流程的选择与论证IF钢对钢水纯净度有着较为苛刻的要求, 生产工艺流程的选取直接影响到IF钢的品质和生产的顺行。当前IF钢的生产有三种典型的工艺流程, 必须根据企业现有的装备条件来选择合适的流程。工艺路线A：高炉铁水脱硫顶底复吹转炉氩气搅拌RH真空处理连铸工艺路线B：高炉铁水脱硫转炉冶炼氩气搅拌RH真空处理LF精炼连铸工艺路线C：高炉铁水脱硫转炉冶炼氩气搅拌LF精炼RH真空处理连铸工艺A是目前国内外生产IF钢最常用的方法, 适用于传统厚板坯连铸机, 由于其不需要经过LF精炼处理, 生产成本最低, 工艺设备基本上能满足IF钢的生产需要。工艺B和工艺C由于采用了LF精炼, 能使大包渣得到很好改性, 有利于渣吸收夹杂物, 净化钢液。目前马钢、本钢采用LF-RH双联法在薄板坯连铸机上成功实现IF钢的批量生产, 但是这两种工艺路线相对复杂, 成本相对较高。本设计采用：铁水预处理转炉冶炼RH真空精炼连铸的工艺路线。1.2.2.2 转炉进铁方式转炉进铁方式一般分为三种：鱼雷罐车进铁方式, 混铁炉进铁方式和铁水罐直接进铁方式。（1） 鱼雷罐车进铁鱼雷罐车进铁又称混铁车进铁, 是指高炉铁水用鱼雷罐车运输, 其基本流程是：鱼雷罐运到炼钢车间后, 经过倒罐站倒入转炉铁水罐, 再进行铁水预处理或直接兑入转炉。鱼雷罐车进铁的优点：入转炉铁水能够准确计量, 便于转炉炼钢的自动控制, 利于转炉炼钢生产和稳定炼钢生产；鱼雷罐的形状可以保证有较小的热损失, 铁水保温效果好, 使得铁水温降小；炼钢工艺布置也比较容易；利于生产组织调度。铁水运输不需加隔离车, 铁路运行安全。鱼雷罐车进铁的缺点：一次性投资较大；鱼雷罐维修相对铁水罐需要有较大的维修设施。（2） 混铁炉进铁混铁炉进铁是指高炉铁水通过混铁炉后再装入转炉, 这种进铁方式是一种在中小转炉常用的进铁方式, 在我国使用比较普遍, 其基本流程是：高炉铁水用铁水罐车运到炼钢车间, 先倒入混铁炉, 再由混铁炉倒入转炉铁水罐。混铁炉进铁的优点：能够保证铁水成分和温度的均匀稳定, 有利于转炉的冶炼；入转炉铁水能够准确计量, 便于转炉炼钢的自动控制, 利于转炉炼钢生产和稳定炼钢生产。混铁炉进铁的缺点：由于采用煤气保温, 增加炼钢能耗6.0kg/t；增加一次铁水倒转次数, 铁水温降1015；不宜工艺布置, 影响车间工序；铁水罐机车不易布置。（3） 铁水罐直接进铁铁水罐直接进铁是指高炉铁水用铁水罐车运到炼钢车间, 直接作为转炉铁水罐, 不再进行倒罐。铁水罐进铁的优点：直接进铁, 减少了铁水的倒转, 铁水温降在三种进铁方式中温降最小, 节能效益最大, 主要投资相对较小。铁水罐进铁的缺点：由于高炉出铁时出铁量不易控制, 不能保证转炉铁水装入量的准确和稳定, 给转炉冶炼带来很大困难。综上所述, 从工艺顺行和节能方面进行分析, 铁水罐直接进铁工序简单, 铁水温降小, 是一种有很大发展前景的转炉进铁工艺, 但高炉现未能解决计量问题。混铁炉进铁方式是一种能耗较高的进铁方式, 新建炼钢车间不宜选取。结合本设计的车间要求年产钢量为395万吨, 采用鱼雷罐车进铁方式合适。1.2.2.3 铁水预处理采用铁水预处理的目的在于提高铁水质量和分散转炉的冶炼功能, 减轻或取消转炉的脱磷、脱硫负担, 从而使转炉的冶炼功能着重于脱碳、升温, 提高钢的质量, 具有单一化、专业化的特点。另外减去了转炉脱磷、脱硫操作, 实现了少渣精炼。缩短冶炼时间, 提高钢的质量。现在铁水预处理脱硫的方法主要有KR法和喷吹法。KR法是指将浇注耐火材料并经过烘烤的十字形搅拌头, 浸入铁水包熔池一定深度, 借其旋转产生的漩涡, 使氧化钙或碳化钙基脱硫粉剂与铁水充分接触反应, 达到脱硫目的。其优点是动力学条件优越, 有利于采用廉价的脱硫剂如CaO, 脱硫效果比较稳定, 效率高(脱硫到0.005%), 脱硫剂消耗少, 适应于低硫品种钢要求高、比例大的钢厂采用。不足是设备复杂, 一次投资较大, 脱硫铁水温降较大。喷吹法是利用惰性气体（N2或 Ar ）作载体将脱硫粉剂（如CaO, CaC2和Mg）由喷枪喷入铁水中, 载气同时起到搅拌铁水的作用, 使喷吹气体、脱硫剂和铁水三者之间充分混合进行脱硫。目前, 以喷吹镁系脱硫剂为主要发展趋势, 其优点是设备费用低, 操作灵活, 喷吹时间短, 铁水温降小。相比KR法而言, 一次投资少, 适合中小型企业的低成本技术改造。喷吹法最大的缺点是, 动力学条件差, 有研究表明, 在都使用CaO基脱硫剂的情况下, KR法的脱硫率是喷吹法的四倍。处理容器采用鱼雷罐时其内流场极不均匀, 漩涡横向发展, 造成的死角多, 尤其是鱼雷罐两头、底部、以及中间部分区域的铁水流动性较差, 在很大程度上恶化了脱硫的动力学条件, 所以处理容器选择铁水包8。故本设计采用KR法CaO铁水包脱硫。1.2.2.4 转炉冶炼氧化转炉炼钢法可分为顶吹法, 底吹法, 顶底复台吹炼法。氧气顶吹转炉炼钢法(LD法)同平炉法相比较, 主要优点是:炉内反应速度快, 生产率高。但是铁的蒸发率, 渣中含铁高, 烟尘大, 吹损大, 金属收得率低, 同时热损失增大。顶吹对整个熔池的搅拌强度不够, 存在采滞区域, 存在着温度梯度和浓度梯度, 熔池具有不均匀性, 渣-钢混合不完全, 渣中FeO含量高。特别在低碳区炉渣强烈过氧化, 吹炼过程容易出现喷溅, 限制了供氧强度的提高, 因而限制了顶吹法生产率和金属收得率的进一步提高。同氧气顶吹法相比较, 底吹法的优点是:吹炼过程平静, 喷溅少, 金属收得率提高, 残锰量较高, 铁合金消耗减少, 吹炼时间缩短, 生产率提高。氧气流从下向上吹入穿过熔池, 对熔池的搅拌力增强, 使熔池的温度和成分更加均匀, 渣一钢之间混合得更好和更接近平衡, 防止了熔池的过氧化。氧流从下向上吹入穿过熔池直接与金属接触, 有利于碳的直接氧化和碳氧反应CO气泡在熔池底部的生成, 改善了脱碳反应的动力学条件, 使脱碳反应优先于脱磷反应, 易于吹炼极低碳钢9。但是缺点是热效率低, 前期去P能力差, 炉底易损坏。显然, 氧气底吹法与氧气顶吹法相比较, 各有长短。底吹可弥补顶吹某些不足之处(如搅拌力弱), 但却失去顶吹的某些长处(如前期去磷率高), 只有两者结合才能达到最佳的冶金效果。故本设计选择顶底复吹转炉进行冶炼。1.2.2.5 精炼方式的选择与论证炉外精炼即将转炉或电炉中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程, 也叫“二次炼钢”。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫, 去除夹杂物和进行成分微调等。这样将炼钢分两步进行, 可提高钢的质量, 缩短冶炼时间, 简化工艺过程并降低生产成本。 常用炉外精炼的方法：（1）真空：如RH、VOD、DH等；（2）搅拌：如VD（吹氩）、ASEA-SKF（电磁搅拌）等；（3）加热：如LF、VAD（电加热）、CAS（化学加热）等；（4）吹氧：AOD、VOD、RH-OB等；（5）喂丝：加铝线、加包芯线等。炉外精炼设备具有熔池搅拌功能, 这项操作可以钢水的温度以及其中所包含的成分更为均匀, 以确保所生产出来的钢材质量更为均匀。炉外精炼设备的提纯精炼功能, 在对于钢水提纯的过程中, 主要采用钢渣反应的方法和喷射冶金的方法以及真空冶炼的方法, 将钢水中的杂质去除, 包括钢水中所夹杂的硫、磷、氮、碳、氢、氧等等都会得到有效的清除。炉外精炼设备的控制温度功能可以对钢水中的成分进行微调, 以使钢水的质量符合规定的产品标注。此外, 在钢材的生产阶段, 炉外精炼设备还具有良好的生产调节功能, 可以促进炼钢和连铸生产的均衡性。（1） LF炉精炼LF钢包精炼炉, 是用来对初炼炉(电弧炉、平炉、转炉)所熔钢水进行精炼, 并且能调节钢水温度, 工艺缓冲, 满足连铸、连轧的重要冶金设备。钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。钢包精炼炉主要功能：1） 使钢液升温和保温功能。钢液通过电弧加热获得新的热能, 这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分, 也可以补加渣料, 便于钢液深脱硫和脱氧。而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证, 有利干铸坯质量的提高。2） 氩气搅拌功能。氩气通过装在钢包底部的透气砖向钢液中吹氛, 钢液获得一定的搅拌功能。3） 真空脱气功能。通过钢包吊入真空罐后, 采用蒸汽喷射泵进行真空脱气, 同时通过包底吹入氩气搅动钢液, 可以去除钢液中的氢含量和氮含量, 并进一步降低氧含量和硫含量, 最终获得较高纯净度的钢液和性能优越的材质。钢包精炼炉的应用对整个企业来看, 至少可增加如下得益：加快生产节奏, 提高整个冶金生产效率。LF炉工艺的主要优点有：1） 精炼功能强, 脱氧、脱硫、净化钢水效果好, 钢的质量显著提高；适宜生产超低硫、超低氧钢种。2） 具有电弧加热功能, 热效率高, 升温幅度大, 温度控制精度高。3） 具备搅拌和合金化功能, 易于实现窄成分控制, 提高产品的稳定性。4） 采用渣钢精炼工艺, 精炼成本低。5） 设备简单, 投资较少。（2） RH炉精炼RH法是将钢水不断地提升到真空室内进行脱气、脱碳等反应, 然后回流到钢包中。RH技术的优点是：1） 反应速度快, 处理能力大, 处理周期短, 一般一次完整的处理需要15min, 即10min处理时间, 5min合金化及混匀时间。对于深脱碳和脱氢反应可以在30min内完成。2） 反应效率高, 钢水直接在真空室内进行反应。3） 可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿, 减少处理温降。4） 可进行喷粉脱硫, 生产超低硫钢。（3） VOD炉VOD炉主要用于冶炼低碳不锈钢, 在钢包炉内真空条件下吹氧脱碳(脱碳量为0.3%0.6%)。采用消耗式喷枪或水冷喷枪吹氧。VOD炉没有热源, 一般不用造渣精炼。VD/VOD装置精炼处理的时间长温降大不合适与大转炉配合。另外DH精炼一根管通过提升钢液进行精炼, 但设备复杂、投资和操作费都比较高, 现在基本已将淘汰。IF钢生产中要求极低的w(C)和较低的w(N), 通常均小于0. 003%, 并具有较高的纯净度, 加入合金达到钢中无间隙原子, 从而获得低的屈服强度、高的伸长率、高的垂直塑性各项异性应变比、高的硬化指数和无时效性的深冲性能指标。鞍钢采用复吹转炉冶炼RH真空处理连铸热轧冷轧的IF钢生产工艺, 精炼过程中关键技术之一就是RH真空脱碳工艺技术的完善与稳定, 同时也是保证IF钢生产和质量的前提。首先铁水脱硫使硫降到0.01%以下, 并同时吹氩搅拌使成分均匀, 然后进行转炉冶炼。要使钢中的含碳量达到超低碳的要求, 只有通过RH真空脱气处理来降低碳含量。1.2.3 连铸机的选择连续铸钢：将合格钢水铸成适合于轧制或锻压加工所需要的一定形状、尺寸和单重的铸坯（或铸锭）；也称连铸。连铸的优越性：(1)提高综合成材率(2)降低能耗(3)产品的均一性高、质量好(4)易于实现机械化自动化。分类标准不同, 机型也不同；按照结构外形分可以分为：立式连铸机、立弯式连铸机、带直线段弧形连铸机、弧形连铸机、多半径椭圆形连铸机和水平连铸机等。（1）立式连铸机的基本特点：主要设备布置在垂直线上； 有利于钢水中非金属夹杂物上浮； 铸坯不受任何弯曲、矫直作用； 设备高度大, 2535m 以上, 建设费用大, 设备维护及事故处理很困难； 对于板坯因钢水静压力大, 鼓肚变形较为突出。 （2）立弯式连铸机的特点：上半部与立式连铸机相同：在垂直方向上进行浇铸及冷却凝固。不同：铸坯完全凝固后, 顶弯90, 在水平方向上切断和出坯。进步：铸机总高度减小了, 铸坯运输方便, 铸坯定尺不受限制；适于浇铸小断面的铸坯( 100100mm )。（3）弧形连铸机的主要特点：铸机高度低；铸坯在凝固过程中承受的钢水静压力小, 鼓肚变形小, 内裂和偏析少；钢水在凝固过程中, 非金属夹杂物有向内弧聚集的倾向, 铸坯内部夹杂物分布不均。（4）水平连铸机的特点：设备高度最低；钢水无二次氧化, 铸坯内部质量得到改善；钢水在水平位置凝固成型, 不受弯曲矫直作用, 有利防止产生裂纹；结晶器与铸坯间的润滑困难；能够浇注小断面铸坯, 多浇铸圆坯。（5）多半径椭圆形连铸机的特点：铸机高度大大降低, 适宜在老厂房内布置；钢水静压力低, 铸坯鼓肚小, 中心裂纹缺陷得到改善；钢水中的夹杂物几乎无上浮机会；对钢水纯净度的要求很严格。（6）带直线段弧形连铸机的特点：分散应变；铸坯固液界面变形率降低；带液芯矫直, 不产生内部裂纹；有利于提高拉速。立弯式连铸机由于具有垂直结晶器和垂直导向段, 因此有利于使板坯内部未凝固钢液中夹杂物的上浮、分离, 而在弧型连铸机中, 夹杂物容易在板坯内弧侧14/1/5厚度处聚集, 影响板坯质量；铸坯在凝固时散热均匀, 同一断面坯壳凝固厚度均匀, 不易产生中心偏析, 在生产特厚板坯和特殊钢种时板坯质量能够得到保证；铸坯完全凝固后再进行弯曲和矫直, 减小了铸坯凝固过程的内应力, 能够有效地防止铸坯产生内部裂纹；立弯式连铸机通过铸坯的在线弯曲和矫直, 有利于铸坯的切割、去毛刺和下线10。因此, 本次设计最后决定采用立弯式板坯连铸机。2 物料平衡和热平衡计算2.1原始数据2.1.1铁水成分及温度铁水成分及温度见表2-1。表2-1 铁水成分及温度成分CSiMnPS铁水温度%4.3000.4100.1500.0700.00613302.1.2原材料成分原材料成分见表2-2。表2-2 原材料成分%CaOSiO2MgOAl2O3SP石灰91.151.601.401.420.03矿石1.505.800.521.000.07轻烧镁球5.005.0070.000.400.040.10轻烧白云石46.0015.5030.000.50炉衬1.000.9280.400.28%FeOFe2O3烧碱H2OC石灰4.40100矿石28.861.810.50100轻烧镁球19.46轻烧白云石8.00100炉衬17.401002.1.3冶炼钢种成分冶炼钢种成分见表2-3。表2-3 冶炼钢种成分%CSiMnPSIF钢0.0020.0050.0100.0300.1000.2000.003 0.0150.007 0.0102.1.4平均比热平均热见表2-4。表2-4 平均比热材料固态平衡比热容kJ/kgC熔化潜热kJ/kgC液态或气态平衡比热容kJ/kgC生铁0.7452180.837钢0.6992720.837炉渣2091.248炉气1.137烟尘0.996209矿石1.0462092.1.5反应热效率（认为25与炼铁温度下两者数值近似）表2-5反应热效率反应式kJ/kmolkJ/kg(元素)分子量C +O2=CO131365.010949.1C 12.0C+O2=CO2414481.734521.0C 12.0Si+O2=SiO2795023.628314.0Si 28.02P+O2=P2O51172078.618922.6P 30.9Mn+O2=MnO384959.07020.3Mn 54.9Fe+O2=FeO266635.05021.2Fe 55.82Fe+O2=Fe2O3822156.07340.7Fe 55.82CaO+SiO2=2CaOSiO2124600.42071.1S