1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1. 本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

1.1 本课题的目的及意义

钢铁是用途最广泛金属材料，每个人的生活离不开钢铁。钢铁产量往往是衡量一个国家工业水平和生产能力的重要标准，钢铁的品种和质量对国民经济和国家综合国力都有极大的影响。目前，还没有任何材料，可以替代钢铁现在的地位。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本设计为年产150万吨钢全连铸转炉车间的设计，重点对LF钢包精炼炉及其附属设备的设计、工艺布置做详细的说明并绘制钢包精炼系统剖面图。本设计的主要内容包括设计概述、产品方案及金属平衡、物料平衡及热平衡计算、车间炉子座数及容量的确定、转炉炉型设计及转炉设备选型、转炉供氧及氧枪设计、转炉车间组成及平面布置、连铸车间设计等几大部分，并对部分工艺流程进行说明。

涉及到的计算部分有金属平衡计算、物料平衡及热平衡计算、转炉炉型、氧枪结构尺寸、钢包炉工艺参数等相关计算。设备选择主要包括转炉设备的选择、钢包炉及其附属设备的选择及连铸设备选择等。同时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.

精炼是冶炼高质量钢材必不可少的环节。目前得到公认并被广泛应用的炉外精炼方法有：LF法、RH法、VOD法。其中LF法1971年由日本大同制钢公司发在ASEA-AKF和VAD的基础上开发的一种新型炉外精炼技术。本设计采用LF精炼法。

2.2.1 LF精炼法原理

LF精炼是把转炉氧化末期钢水，倒入LF炉中并去掉氧化渣50~90%，加入还原渣料和脱氧剂，以便进行还原精炼。适当增加加热下的搅拌时间、渣量和搅拌功率，出钢时除渣100%，进一步降低钢中硫含量，使氧和硫的含量低于一定值，使钢为纯净钢。^[8]

图2.1 LF钢包精炼炉结构剖面和原理图

2.2.2 国内部分大型钢铁厂LF相关情况^[9]

表2.1 国内部分大型钢铁厂LF相关参数

2.2.3 LF精炼工艺

2.2.4 LF精炼的主要操作

（1）考虑埋弧加热、脱氧、脱硫、吸附夹杂物的造渣制度；

（2）考虑防止吸气和加快夹杂物去除的吹氩搅拌处理；

（3）考虑温度控制下的电弧加热；

（4）考虑最低成本下的钢液成分微调。

2.2.5 LF精炼设备

LF炉精炼的主要设备是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。

2.2.6 LF钢包精炼的优点

（1）可以均匀钢水的温度和调整钢水的成分。LF钢包精炼炉底吹氩气可对钢水进行搅拌， 使钢水的成分和温度均匀。^[10]

（2）提高钢水连铸比。由于LF精炼炉具有加热且能精确调整赚成分和温度功能， 从而可保证浇铸前钢水适当的过热度和合格的钢水成分，有利于提高铸坯质量和钢水连祷比。

（3）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。^[11]

（4）可以在转炉和连铸间起缓冲作用，精炼炉具有灵活性，使作业时间、温度控制较为协调，与连铸更加通畅。

（5）投资少，成本低，适合生产超低硫钢、超低氧钢。^[12-13]

2.2.7 LF钢包精炼的缺点及改善措施

（1）精炼脱硫速率慢

第一次钢渣循环利用时，不需要补加渣料。在第二、第三次钢渣循环利用时，适当补加渣料并减少钢渣的回收量，来保提高精炼脱硫速率。

（2）增碳困难

回收后，往往因钢包净空太小，氩气强搅拌过程钢渣外溢，影响生产，而不进行强搅拌，就会影响增碳效果。提高转炉工序所炼钢种碳含量下限的要求，减轻精炼增碳的任务。

（3）在生产节奏紧张时，钢渣利用率较低

提高转炉的操作水平，减少辅助时间，保证整体工序具有一定弹性，减少钢水等渣的现象。钢渣等待时间不宜过长，超过10min的等待时间可直接到入渣罐。^[13-14]

2.3 本课题采用的技术

(1) 铁水预处理（脱硫、脱磷、脱硅）：采用进CaO 加Mg 粉复合喷吹脱硫技术，实现全量铁水脱硫和部分铁水三脱预处理。^[15]

（2）溅渣护炉技术：在转炉出钢后将炉体保持直立位置，利用顶吹氧枪向炉内喷射高压氮气(1. 0MPa)，将炉渣喷溅在炉衬上。^[16]

（3）挡渣出钢：采用。目前国内本钢、鞍钢、沙钢、唐钢、邯钢、马钢、柳钢、宣钢、湘钢、三明钢厂等几十个钢厂的大中型转炉使用挡渣塞挡渣法，挡渣有效率高于90 %。^[17]

2.4 本课题实现的途径

（1）查阅专业文献，了解我国转炉炼钢的工艺及设计方案；

（2）参考国内外先进的炼钢技术，根据自身情况，选择合理优化的技术方案；

（3）考虑经济、能源、环保等因素，设计工艺流程；

（4）根据生产规模，进行相关计算。并合理选择炉型等；

（5）经过系统论证及相关计算、绘图，完成课题设计。

2.5 可能遇到的困难及解决措施

2.5.1 可能遇到的困难

（1）由于炼钢厂设计这个领域之前接触较少，所以刚开始时可能比较难上手；

（2）设计中涉及大量计算，可能会粗心出现错误，从而影响后面的计算。

2.5.2 解决措施

（1）在遇到问题时，积极查阅资料，或向老师请教；

（2）认真对待每一步，完成每一小步后，需要检查几遍。

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