湖南工业大学专科毕业设计（论文）
第1章 绪论
1.1 钢铁工业的发展
钢铁工业是原材料工业，也是基础工业。它的发展是和整个经济发展规模和速度相适应的。钢铁工业又是用途广、用量大的材料，钢铁工业和各经济部门的发展密切相关，各经济部门使用钢材的数量和品种质量是不尽相同的，因此产业结构的变化和发展将直接影响到钢铁工业的发展速度和产品结构。一般情况，在经济发展初期，基础设施、基础工业、建筑业发展较快，钢材消费量增长较快，产品结构条钢型材比例较大。加工制造业快速发展时期，例如：汽车制造业、造船、农业机械、家用电器等等，板材扁平材比例增长较快。而当第三产业和高技术产业发展到一定比例时，钢材消费量便相对下降。
钢铁是经济建设和科学发展必不可少的基础材料。我国粗钢产量由2000年的12850万吨上升到2011年的6.955亿吨。由于我国经济飞速发展的需要，相当长的时期内看不出钢产量会出现萎缩或锐减的征兆；我国在继续发展基础设施、基础工业、加工制造业的同时也要努力发展高新技术和高新技术产业，改变经济结构，参与世界市场的竞争。因此，我国钢产量的增长势态也将减缓。当然我国的钢铁业虽然从1996年以来已成为世界第一钢产量大国，但改革和调整我国钢铁产业结构的任务还相当繁重，因此今后我国钢铁工业的发展和实现现代化，重点是大力改造老钢厂和重点增建现代化新钢厂。
表1-1 2000-2010年中国钢铁年产量统计
年代 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 粗钢产量(万吨) 12850 15163 18237 22234 27280 35310 42266 48966 50049 57357/56784 69432 钢材产量(万吨) 13146 15745 19200 23500/24119 29739 37117 46685 56461 58177/58434 69626/69244 79627 11
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图1-1 2000-2010年中国钢铁年产量示意图
现在我国钢铁企业面临的问题：
（1）受一度时期国家扩建基础设施、房产投资快速增长等市场因素和研发投入不足的影响，导致结构不合理，高端产品、新产品比重偏低。 （2）联合重组进展不快，产业布局有待优化。 （3）资源保障程度低，节能减排水平尚需提高。
（4）清洁生产、污染治理、节能降耗等方面与世界水平还有明显的差距。 （5）产能过剩与成本上升并存，经济效益水平偏低。 中钢协对中国钢铁工业提出的转变要求：
（1）在生产经营上，由追求产量扩张，靠资源投入的粗放经营，向注重品种质量效益提高，靠技术进步、科学管理、人才成长的集约化经营转变。
（2）在企业发展上，有只注重钢铁主业发展，向既做强钢铁主业，又向钢铁上游产业链延伸的一业为主，适度发展相关多元产业转变。
（3）在新增产能和产业布局调整上，要由过多在内陆发展，向沿海和靠近原料、靠近用户的地方发展转变。
（4）在科技创新上，要由消化引进技术集成创新，逐步向更多的原始发明创新、能引领行业发展转变。
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1.2 炼钢工艺流程
废钢 废钢槽 高炉 铁水 混铁车 铁水罐 称量 氧气 氧枪 转炉 挡渣出钢 烘烤炉 铁合金 保温剂 钢水 钢包 吹氩 LF炉 喂丝 中间包 保护渣 结晶器 二冷区 拉矫机 火焰切割机 回炉 废钢 铸坯 精整 合格坯 初轧 精轧 钢材 图1-2 转炉车间工艺流程图
渣液 渣罐 渣场 废气 气化冷却 烟罩 烟道 一级文氏管 二级文氏管 喷淋塔 抽气机 烟囱 煤气 排空 储气罐 废水 沉淀池 泥浆 石灰 萤石 矿石或铁皮 地下料仓 全胶带上料系统 高位料仓 称量漏斗 汇集漏斗 焦炭
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第2章 设计概述
2.1 设计原则及内容
2.1.1 设计原则
（1）贯彻执行党和国家经济建设的方针、政策及其有关规定，在选择厂址和进行工厂总平面布置时，应尽量避免或少占用现有耕地，节约土地；三废(废气、废水、废渣)的处理和排除不应有害于农业生产，且应综合利用。不应单纯追求产品的数量和速度，要特别注意保证产品的质量与厉行节约，降低生产成本，注重经济效益和社会效益。在确定企业规模和产品方案时，则要考虑到国家当前发展钢铁工业对建厂规模和发展远景的要求，适当留有余地。
（2）设计中的重大技术决定和方案必须紧密结合我国的具体情况，保证技术先进与经济合理相结合，在技术方案可靠的前提下，尽量节省基建投资。如对生产工艺流程和机器设备(装备水平)的选择必须考虑我国现有生产技术水平和提高机械化、自动化程度的可能性和必要性，即工艺流程要可靠，装备水平要合理，以保证企业建成投产后能够高产、优质、高效与低消耗地进行生产。
（3）加强协作建厂，加强联合，促进经济区域合作，以减少用于解决供水、供电、供气、交通运输及职工文化生活福利等方面的投资。
（4）充分利用当地物质资源和发挥现有工业基地的潜力。如生产和基建所需的一切物资应尽可能在当地或国内取得供应。考虑靠近现有工业基地建厂，以促进对原材料、动力和半成品的供销协作与生产协作，并有利于组织废料利用的生产。
（5）设计应充分体现社会主义制度对劳动者安全与健康的关怀，应把环境保护提到重要的位置。所有的生产流程、车间布置的设备等的设计都必须考虑应有的安全措施和劳动保护。特别是“三废”的排除不应影响职工住宅区和附近居民点的生活与健康。严格按环境保护法办事，严禁污染环境。
2.1.2 设计内容
设计内容包括：产品方案确定，转炉炉型设计（转炉公称容量及座数确定、炉型尺寸计算等），氧枪设计，转炉主厂房的设计（车间设备选择及布置，各跨间的设计），辅助系统的设计等。
2.2 建厂地理条件
衡阳市位于湖南省东南部，湘江中游，东邻株洲，南抵郴州，西南接永州，西北挨邵阳，北达娄底、湘潭，面积15310平方公里。衡阳景色优美、气候温和
衡阳是一座有着二千多年历史的名城，地处五岳独秀南岳衡山之南，传说“北雁南飞、至此歇翅停回”，故衡阳又称“雁城”。衡阳历来是“南北要冲，两广咽喉”，交通极为发达，京广和湘桂两条铁路干线在此交汇，京珠高速公路、107和322国道以及连接湘、赣、闽三省的“三南公路”贯穿全境。湘江航道建成后，千吨级货船可常年直达长江。航空方面，衡
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阳机场正在筹建之中，衡阳距长沙黄花国际机场200公里，长沙与国内主要城市都有直达航班，并已开通长沙至香港、澳门、曼谷直达航班。
2.3 产品方案
炼钢产品方案主要取决于轧钢对坯料的要求，同时也要考虑到目前转炉所能冶炼的品
种，连铸所能浇铸的铸坯断面及尺寸(坯重)，以及它们各自在技术上和经济上的合理性，使炼钢能力与轧钢能力相平衡。另外，也要考虑炼钢对铁水成分及温度、废钢以及其它原材料的要求。在制定产品方案时必须把技术上的先进性、可靠性和经济上的合理性很好地统一起来。一般来说，炼钢产品方案尽量希望品种单一，批量大，产量相对稳定，并留有一定的生产潜力。在制定金属平衡时。要考虑各个工序相应的合格产品收得率，其方法一般是根据钢材产品方案按轧钢-炼钢-炼铁的顺序逆向逐步推算出来。为了制定炼钢产品方案，首先要把钢铁联合企业三大主体车间的生产计划流程作出，然后根据轧材要求，最终确定炼钢产品方案。当然，炼钢产品方案中铸坯的总产量必须保持在上述生产计划流程中的总产量之内。
2.3.1 冶炼的钢种、代表钢号及其化学成分
本设计冶炼的钢种、代表钢号及其化学成分见表2-1所示。
表2-1 冶炼的钢种、代表钢号及其化学成分
钢种 普碳钢 低合金钢 钢号 Q235 Q275 16Mn 20MnSi 热轧硅钢 冷轧硅钢
化学成分w/% C 0.14～0.22 0.28～0.38 0.12～0.20 0.17～0.23 ≤0.08 ≤0.07 Si 0.12～0.30 0.15～0.35 0.20～0.60 0.40～0.70 3.80～4.40 2.8～3.20 Mn 0.35～0.55 0.5～0.8 1.2～1.6 1.3～1.6 ≤0.20 0.05～0.08 P ≤0.045 ≤0.045 ≤0.050 ≤0.045 ≤0.20 0.015～0.025 S ≤0.05 ≤0.05 ≤0.05 ≤0.045 ≤0.02 0.05～0.025 Cu ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 － － Al － － － － 0.05～0.12 ≤0.02 硅钢 2.3.2 产品方案
本设计的产品方案见表2-2所示。
钢 种 普 碳 钢 低合金钢 硅 钢 总 计
表2-2 产品方案
-1
连铸坯产量/(万t2a) 生产比例/%
100 120 40 260
15
精炼方式 吹氩或LF LF或LF+VD
RH
38.46 46.15 15.39 100