炼钢工程设计规范 GB50439-2015
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5.1 总体工艺设计

5.1.1 转炉炼钢车间设计应根据产品大纲,确定转炉公称容量、转炉座数和炉外精炼的配置。

5.1.2 转炉炼钢车间内转炉座数宜配置2座或3座,不宜大于4座,不应设置备用炉座。多于3座转炉的车间,转炉宜分组分开布置。

5.1.3 转炉的公称容量应为炉役期的平均出钢量,最大出钢量应为公称容量的1.05倍~1.10倍,转炉生产宜采用分阶段定量法操作。

5.1.4 转炉吹炼炉座的年生产能力应按下列公式计算:

    式中:Q——每一吹炼炉座年产合格钢水量(t/a);

    G——转炉炉役期内每炉平均出钢量(t/炉);

    T——每炉钢平均冶炼周期(min/炉);

    N——转炉的年有效作业天数(d/a);

    n1——年修炉天数(d/a);

    n2——年日常计划检修天数(d/a);

    n3——年车间集中检修天数(d/a);

    n4——年生产耽误天数(d/a)。

5.1.5 转炉炼钢车间的组成宜符合下列规定:

    1 主要生产系统宜包括主厂房、铁水预处理站、废钢配料间、炉渣间、烟气净化及煤气回收设施、余热蒸汽回收设施;

    2 辅助生产系统宜包括铁合金贮运设施、散状原料贮运设施、快速分析室、空压站、车间变配电所、水处理设施、除尘设施、生活福利设施;

    3 设计可根据生产规模、原材料供应情况等具体条件确定车间实际组成。

5.1.6 铁水中含有可利用的铌、钒、钛等合金元素时,应采用合理的冶炼工艺予以回收。

5.1.7 新建转炉的冶炼控制,宜采用以副枪检测系统和(或)炉气 成分连续分析系统作为实时信号反馈的动态闭环过程控制。

5.1.8 转炉的各种工艺过程和能源介质的工作参数,均应配置检测仪表,所有被检测参数应输入到基础自动化控制系统。冶炼试样应采用快速分析系统,数据应传输到过程控制计算机系统。

5.1.9 转炉炼钢使用的气体介质、燃料、冷却水及其管道,应符合下列规定:

    1 氧气、氩气、氮气、蒸汽、压缩空气和燃料的供应能力应按设计规定的工作制度配备,并应按吨钢耗量和转炉车间的小时生产率计算;

    2 贮气罐容积应满足车间高峰用量,同时能适应用量的波动和当供应源因事故停供时,贮气罐的贮备量至少应能满足一炉钢冶炼的需要;

    3 车间分期建设时,各种介质的主管道宜按最终规模一次建成,而相关公用设施可视具体条件,或在总图上预留发展面积,也可在厂房内预留增建机组的条件。

5.1.10 新建转炉炼钢车间主要技术经济指标宜按表5.1.10确定。

表5.1.10 新建转炉炼钢车间主要技术经济指标

    注:1 消耗指标均为每吨合格钢水消耗;

    2 铁合金消耗量按生产普碳、低合金钢种考虑;

    3 活性石灰消耗量按经过铁水脱硫预处理考虑;

    4 氧气消耗量包括车间零星用氧;

    5 炉衬消耗量按溅渣护炉考虑,炉龄约5000炉~15000炉;

    6 转炉煤气热值取6.69×106J/Nm3

    7 以上数据系按常规转炉冶炼模式考虑。

条文说明

5.1.2 根据实际生产经验,在转炉炼钢车间工程设计中,转炉的工作制度通常按“二吹二”或“三吹三”设计。为降低投资、减少占地面积、简化生产管理、提高生产效率,在满足产量要求的前提下,应选用较大的炉容量和较少的炉座数,车间内转炉炉座数过多、日产炉数过高,对生产组织与调度作业带来困难,增加耽误与相互干扰,以致生产效率降低,影响技术经济指标。故车间内转炉座数不宜大于4座。

5.1.3 我国转炉钢厂常习惯于转炉超装操作,有的出钢量超过公称容量的50%,这既加速了设备的损坏,破坏了相关系统与装备的协调关系,又造成技术经济指标的恶化,极不合理。故规定转炉公称容量为其平均出钢量,最大出钢量为公称容量的1.05倍~1.1倍,并推荐转炉采用定量法操作。因为定量法操作有利于车间内各工序稳定地运行,有利于保护设备,有利于提高工效。

5.1.4 目前工程设计中,炼钢炉年生产能力的计算有两种方法:一种是传统的计算方法,按年有效作业天数计算,即本条文规定的方法;另一种是按平均日产钢炉数计算的方法。这两种方法实际上没有本质上的不同,只是对炼钢炉的实际工作时间的表达方式不同而已,但前一种方法更能反映出炼钢生产各相关主辅系统的配合要求,尤其是对各生产部门与工序最大生产能力的配合要求,后一种方法在这方面显然有所不足,故本规范采用传统计算方法。

    年有效作业天数,当炼钢炉与单台连铸机配合时,由于炼钢炉本身的作业率往往高于连铸机的作业率,这时连铸成了车间产量的决定因素,炼钢炉的作业将因连铸造成耽误,故炼钢炉的有效作业天数将与连铸一致。当炼钢炉与多台连铸机或部分连铸(即带有模铸)配合时,炼钢炉的有效作业天数可按年日历天数扣除各项非生产天数计算。

5.1.6 凡需通过炉渣回收有用元素时,设计中应对炉渣的富集与处理作出妥善安排,如冶炼高磷铁水(或对高磷铁水进行预脱磷处理)时,应对P2O5含量高的炉渣与普通炉渣分类堆存与处理,以便将高磷炉渣回收作为生产磷肥的原料。

5.1.7 转炉烟气中含有较多的氧化铁粉尘,散状料系统的各转运点会外溢石灰等粉尘,都会严重污染环境,必须予以收集净化处理,净化后排放废气的含尘量应符合国家标准的规定。

    转炉一次烟尘除尘系统与煤气回收系统具有爆炸与中毒的危险,设计必须采取相应安全措施,如设置废气成分连续检测与控制设施、现场设置危险警示牌等。

5.1.10 新的转炉工序能耗标准正在拟订中,国内目前大、中型转炉车间已可实现负能炼钢。实现负能炼钢的关键就是回收利用转炉煤气(吨钢回收煤气80Nm3~110Nm3)与余热蒸汽(吨钢回收不小于80kg)。

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