❶ 轉爐煉鋼每噸鋼回收的余熱蒸汽是多少
轉爐煉鋼不需要煤氣
需要消耗氧氣,產生的轉爐煤氣可以回收利用。
❷ 100噸轉爐的設備要求
轉爐技術
今天,全世界大約有600台轉爐在從事生產活動,午粗鋼產量4.5億t,約佔全球粗鋼總產量60%。以奧鋼聯投產世界第—台轉爐為起點,現代高效鹼性氧氣轉爐是50餘年不斷發展的產物,在爐體壽命、增大裝人量和降低維護等方面取得了顯著的進步。這種設備暴露在高溫環境中,遭受機械沖擊和熱應力的作用,其工程設計是一個巨大的挑戰。懸掛系統在實現轉爐長壽方面是高度重要的。為了生產優質鋼,改進工藝的經濟性,開發 發諸如副搶.爐底攪拌裝置和高度精密而復雜的自動化系統。
轉爐設計
煉鋼工藝的過程狀態造成直接觀察到轉爐內所發生的一切幾乎是不可能。目前,還沒有數學模型能完整的描述高溫冶金及流體動力學過程。從轉爐煉鋼誕生開始便不斷的對其進行研究改進,故此對冶金反應的了解更全面。然而,下面的兩個例子清楚地表明還有許多凋研工作要做。
爐底攪拌風口的位置仍有待優化。這些風口對鋼水提供更好的攪拌效果,更快的降低碳含量,應該能縮短冶煉周期。然而,今天風口的最佳位置和數量是建立在經驗的基礎上。為了更深人的了解,國外有人在2000年進行了調研工作,很快發現,高溫流體動力學過程的描述是非常復雜的,而且只有進行許多假設才可行,例如,只能近似的描述氣泡及它們與鋼水的反應。
對吹煉過程中轉爐擺動的數學描述仍需要詳細闡述,尤其是那些底吹或側吹工藝,它們的搖動非常劇烈。這些震動是由自發過程引起。吹氧過程中引入的能量促使該系統以極低的艾根頻率擺動,通常為0,5—2.0Hz。能夠描述這種非線性化學/力學上的流體動力學系統的數學模型的發掘工作還沒有完成。
轉爐爐殼
在轉爐的機械部分中,容納鋼水的是內襯耐火材料的爐殼。這些耐火材料表現出復雜的非線性的熱粘彈縮性行為。與鋼殼非線性接觸。人們對鋼殼自身的行為或多或少的了解一些,描述這種隨溫度而變化的彈塑性材料及它的蠕變效應是可能。然而,鋼殼與耐火材料間的相互作用仍然有許多未知的東西。轉爐設計更大程度上被視為藝術而不是科學,然而,經驗的積累、材料的改進及計算機技術的應用都有助於更好的理解、設計這個機構。
在優化爐殼設計方面存在幾個標准。最重要的一個是耐火材料所包圍的內容積。為了擁有最大的反應空間,實現最佳的冶金過程,這個容積應該在可用空間范圍內達到最大化。在進行比較時使用反應空間與鋼水質量的比值,這個比值一般為近似1.0m3/t。然而,因不斷地追求以最低的投資提高煉鋼設備的生產率,導致鋼廠在保持原有爐殼不變的情況下加大了裝入量,這就降低了這個比值。其後果是嚴重的噴濺——傾向於爐容比降到0.7-0.8m3/t時發生。今天,轉爐本體的形狀,即上下錐角、徑高比等由煉鋼者決定,或者由現有裝備確定,如煙氣系統、傾轉軸高度、傾動驅動等。因此,在設計新爐時,只有少量的參數可以改動。
現代轉爐由帶有爐頭鐵圈的上部錐體、桶狀爐身和採用碟形底的下部錐體構成。近幾年.拆掉了上下錐與爐身之間、下錐與爐底之間的關節構件。生產經驗表明,這些區域的應力沒有最初設想的那麼嚴重,可以通過使用優質爐殼材料解決,故上述做法是可行的。
爐殼設計准則
設計過程的一個重要步驟是爐殼結構校驗,即應力與變形計算,並與所允許極限值進行比較。像轉爐這樣的冶金容器,其設計無需滿足特定的標准。在轉爐設計藝術的演變歷程中,最初的爐殼設計參照了鍋爐和壓力容器的設計標准。依此設計的產品的成功投產表明了這些標准也適用於煉鋼生產實踐。然而,轉爐畢竟不是壓力容器,其內部壓力來源於耐火材料的熱膨脹,而不是鍋爐中的液體或者氣體,而且,諸如裂紋等破損也不會導致像高壓容器那樣發生爆炸。這也是為什麼轉爐的設計沒有完全遵循壓力容器設計標準的所在。
爐殼厚度
傳統壓力容器壁厚度的選取主要以內部壓力為依據。然而,在轉爐上,這個壓力是不能確切計算的,其原因是由耐火材料與爐殼之間的作用和生產操作兩方面因素確定的。在決定爐殼厚度時,其它載荷、因素也要考慮在內,主要包括:因設備、耐火材料和鋼水重量引起的機械載荷;爐殼與耐火材料襯相互作用產生的內部壓力,即二次壓力;由外力,如動態質量效應、兌鐵水、加廢鋼、出鋼等造成的機械載荷;爐殼上的溫度與溫度梯度;爐殼在溫度作用下變形,在懸掛系統上引起機械載荷;因爐殼、懸掛系統溫度分布不均,使爐殼產生二次應力。
AISE的第32小組委員會曾試圖給出一個簡單的「菜譜」程式來計算爐殼厚度。但有的研究表明,在確定爐殼厚度方面,定義一個簡單的程式或者准則是不可能。這些准則在已經證實的基礎上可以用來確定爐殼,然而,引入的力,例如來自懸掛系統的力,必須用有限元法進行詳盡地計算。國外開發的懸掛系統是靜定的,因此該系統內的所有載荷均能精確計算。這個特徵的優點是能非常准確地計算出局部應力和變形。
轉爐壽命
世界經驗表明,因長期的變形,轉爐壽命是有限的。當爐殼碰到托圈時轉爐便走到了終點,通常是20~25a。這個變形是由蠕變引起的。蠕變是高溫環境下(>350℃)材料的典型行為。蠕變變形與溫度、應力水平和所用材料有關。只有有限的幾種可行方法能延長轉爐壽命,如冷卻爐殼、材料選擇和生產操作等。
冷卻系統
原則上,設備的強製冷卻並不是絕對必要的,自然通風冷卻已經足夠了。許多實際應用證明了這一點。然而,強製冷卻降低了設備溫度,對減輕蠕變變形有積極的效果,從而延長了耐火材料的壽命,保證了在生產溫度下有更高的屈服強度。一些鋼廠對轉爐殼應用了冷卻系統,如水冷、強制通風、復合氣水冷卻(氣霧冷卻)等。最有效的冷卻手段是水冷。
材料選擇
最初,爐殼材料主要選用耐高溫的壓力容器鋼。為了承受許多未知的載荷與應力,尤其偏重細晶粒鋼。這種鋼材屈服強度比較低,但在屈服點以亡有相當高的應變硬化容量。其優點是,當發生過載時,會有足夠的過余強度,甚至在出現裂紋時也不會發生脆性裂紋擴,裂紋要麼終止發展,要麼以非常緩慢的速度生長。爐殼用鋼一般選用A516Cr.60、Alr41、Altherm4l、WStE285、WStE355、P275NH、P355NH等。
這個原則對新轉爐仍然是有效的,但最近的10—15年內,由於使用了鎂碳磚、濺渣護爐技術等,爐襯壽命延長。這些變化導致爐殼溫度上升,促進了蠕變效應,致使爐殼壽命縮短。為了抵消蠕變效應,更多的選用了抗蠕變材料,如A204Cn60、16M03、A387Cn 11、A387Cr.22、13CrM044等。不利的因素是這些鋼材具有昔通晶粒尺寸,且焊接困難。
懸掛系統是轉爐的一個重要零部件。理想的懸掛系統不應該影響爐殼的行為,生產中無須維護。在過去的數年中開發出了許多不同的轉爐懸掛系統。最初,托圈與轉爐是一體的,但很快就分開了。各種懸掛系統的原理基礎是不同的,例如,日本採用剛性系統,與「自由轉爐」對立。剛性托圈抑制了爐殼的變形,但對熱膨脹的任何約束都會產生非常高的應力,增加了爐殼產生裂紋的機會。
要允許轉爐膨脹或者變形,且托圈不能製造附加應力,這就要求將懸掛系統設計成靜定的。根據這一原理,VAI開發了一系列轉爐懸掛系統,如托架系統、VAI-CON Disk、VAI-CON Link、VM-CON Quick等。VM-CON Link是一個無需維護的懸掛系統,它的設計獲得了良好的應用反饋。一個典型的應用是巴西保利斯塔黑色冶金公司的160t轉爐。其尺寸參數為:鋼水量160t、容積160m3、爐容比1.0 m3/t、轉爐高8920mm、爐身部爐殼厚度70mm、底錐厚度55mm、碟形底厚度55mm、轉爐外徑7300mm。爐殼材質為Mo合金鋼16Mo3(相當於ASTM A204GrB)。托圈採用箱型截面焊接結構,與爐殼間隙250mm,以便與爐身空冷板組裝在一起。上錐裝備了已經被充分驗證的水冷系統。這兩個冷卻系統主要是延長耐火爐襯的壽命,同時也冷卻爐殼。該轉爐採用了VAI-CON Link懸掛系統。出於冶金上的原因,爐殼上裝備了6個爐底攪拌風口。
轉爐技術
與轉爐設計一道,現代先進的轉爐技術包括:
*使用惰性氣體的爐底攪拌和少渣操作改善了冶金過程;
*大量的二次冶金並入了轉爐技術中;
*計算機工藝自動化及相關感測器技術提高了質量、生產效率、生產安全性,降低了生產成本;
*用於設備平穩操作的工具、裝備,易維護性,以及壽命延長的耐材;
*提高廢棄物環境兼容性的系統。
轉爐技術繼續深入開發的目標是改進工藝的經濟性,即優化物流和設備操作,優化工藝技術。工藝技術的優化不是簡單的局限於目標分析、目標溫度的確定和添加材料的選擇,他還包括生產操作,如氧槍操作的槍位和吹煉模式、副槍的浸沒時間與深度、添加系統的添加模式、爐底攪拌系統的攪拌模式等。所有這些都必須在設備投產前標准化,在試車調試中針對所生產的鋼種進行優化。
動態工藝控制需要副槍系統和放散煤氣分析。副槍系統測量溫度、含碳量和熔池液面位置,在煉鋼過程中取樣。因此,在吹煉中實現測量時可能的,也不會損失生產時間。副槍系統是完全自動化的,測量探針能在90s內能完成更換。近幾年在工藝自動化領域里的發展是使用Dynacon系統實現了完全的動態控制。該系統通過連續的煤氣分析,實現從吹煉起點到吹煉終點的煉鋼過程式控制制。
擋渣器的作用是降低盛鋼桶的爐渣攜帶量。擋渣操作降低了脫氧材料的消耗,尤其是在生產低碳鋼種時。另一個特點是在二次冶金中需要鋼包渣脫硫,擋渣操作也能降低鋼包渣添加劑的用量。同時,也避免了盛鋼桶的除渣操作和溫度損失。二次冶金需要的鋼包渣就這樣在轉爐出鋼過程中形成了。
根據經驗,當不使用擋渣器時,出鋼時的爐渣攜帶量為10-14kg/t鋼,在採用擋渣後,爐渣攜帶量降低到了3-5kg/t鋼的水平。與爐渣感應器配合使用,爐渣攜帶量可穩定地控制在2、3kg/t鋼的范圍內。它的另一個優點是降低了磷含量,從大約30ppm降到了10ppm。因此,磷含量不合格的爐次減少了。
鑒於底吹轉爐改進的冶金效果,如OBM/Q-BOP、K-OBM等,決定開發頂吹轉爐的爐底惰性氣體攪拌技術。該系統應該利用底吹的優點,同時要避免爐役中期更換爐底的缺點。以奧鋼聯第三轉爐廠為例,當1650℃無攪拌條件下,吹煉終點碳含量0,035%[C]×ao的平 均值為0.0033,當採用噸鋼流量為0.08Nm3/min的底吹攪拌時,這個值降低到了0.0023。如果不採用底吹攪拌,大約有1%的鐵損,石灰消耗增加約25%。假定鋼包中爐渣攜帶量12kg./t鋼(無擋渣),則噸鋼鋁消耗量增加0.7kg。而且,相應的,轉爐渣量越大,也越能消耗耐火材料。在沒有底吹攪拌的BOF轉爐上,吹煉終點碳達到0.035%是不經濟的,碳含量一般限定在0.045%~0.050%范圍內。
物流優化和路徑演算法是專門為鋼廠和生產設備的布置而設計的,用來尋找最佳的配置。用戶友好型界面和標准化輸出使其成為一個非常好用的工具,能夠優化、模擬任何鋼廠的配置,允許用戶測試多種不同的布局和工藝選擇方案。它使用戶能夠找到在生產時間管 理、維護、附屬設備產能等方面的最佳的解決方案。
為了確定不同鋼種最經濟的生產方式和使用不同的生產設備,就需要長期的經驗積累和大量的計算,來比較各種可供選擇的辦法。計算機輔助工具,比如煉鋼專家系統,對於進行這種計算是必需的。這種工具可以應用到整個生產線中。
僅供參考,希望對你有所幫助!
❸ 生鐵冶煉年用水量如何計算
生鐵冶煉廠生產用水主要有原水、工業水、過濾水、軟水和除鹽水。 總用水量=重復利用量+一次水取水量
原水是指從水源取出的原料水,如某些地下水、水庫水,其水質能滿足用戶要求時,可直接供給生產用戶,一般情況下需對原水進行不同的處理才能滿足用戶要求,對地表水進行混凝沉澱處理後,其懸浮物含量可降到20mg/L。以下,即所謂工業水(也稱凈化水),工業水通常能滿足大多數冷卻水、洗滌水、補充水的要求。工業水經砂過濾處理後,其懸浮物一般減少到5~10mg/L,稱過濾水,可供給對懸浮物含量要求較低的用戶和作為軟化與除鹽處理的給水。經軟化處理的水總硬度較低,一般在1德國度以下,稱為軟水,主要用於軟水密閉循環系統的補充水、氣化冷卻和低壓鍋爐的補充水、鍍層配液用水等。除鹽水是經過處理把含鹽量降低到微量(以電導率≤10μs/cm計)的水,其主要用戶有軋鋼酸洗線配酸、酸再生站吸收塔洗滌和中高壓鍋爐等用水。非生產用水主要有生活用水和消防用水。 生鐵冶煉廠的用水量隨工廠規模和產品的不同變化較大,一個由燒結、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼等主要生產車間和相應的輔助車間組成的鋼鐵聯合企業,生產lt鋼的總用水量一般為220m3左右。其中新水用量,採用開路循環給水系統時,根據不同的循環率,每噸鋼一般為10~』40m。。部分設備採用軟水密閉循環系統和串級用水時,新水用量可降到每噸鋼10m。以下某些工序的用水量,如高爐冶煉工序每噸生鐵的總用水量為20~55m3,氧氣轉爐冶煉工序每噸鋼的總用水量為10~35m3,軋制工序每噸鋼材的總用水量隨品種而不同,為20~70m3。其中新水用量。根據不同的循環系統和循環率而確定。 生鐵冶煉用水重復利用率: 指在一定的計量時間(年或月)內,生產過程中使用的重復利用水量與總用水量之比。
計算公式:重復利用水量÷(生產中取用的新水量+重復利用水量)×100% 復利用率=重復利用量/總用水量×100%
❹ 轉爐一天能煉多少噸鋼
一般一個公稱噸位的轉爐一年產鋼量約10000噸,比如50噸轉爐,一年產鋼量應該在50萬噸左右,如果按照一年作業時間90%計算,你就可以計算一天應該產多少鋼啦。
❺ 煉鋼氧氣單耗和氮氣單耗
1、(氧槍工作流量h*純供氧時間s)/3600s/出鋼量=噸鋼耗氧量. 是轉爐煉鋼嗎,不考氮氣慮單耗的。
2、制氧廠生產煉鋼用氧氣的單耗:制氧廠生產的產品主要為煉鋼、煉鐵生產需要的氧氣、氮氣、氬氣,原料為空氣,制氧機組的各設備主要是消耗電能,經濟技術指標主要是以每立氧氣綜合耗電為標准。有把氧氣耗電為1.15KWh/m3做為考核指標的。氮氣沒聽過,副產品,有多少氧就有多少氮。
❻ 生產一噸鋼鐵需要多少脫氧劑
看你用什麼脫氧劑,冶煉什麼品種。一般來講,冶煉普通建築材,硅鐵,錳鐵,鋁作為脫氧劑,每噸鋼8~12公斤,鋁每噸鋼0.4公斤左右。
❼ 轉爐煉鋼煉一噸鋼需要發生多少煤氣 領導問我 急急急 求住
平均煉一噸鋼回收70立方米煤氣
❽ 轉爐煤氣發電的流程以及噸鋼產煤氣量、噸鋼發電量、噸鋼產蒸汽多少急求!!
轉爐煤氣燃燒通過鍋爐產生蒸汽,蒸汽通過汽輪機發電。噸鋼產煤氣90立方米左右(國外能上100,國內有些企業也曾上過100,現在基本90左右),噸鋼產蒸汽(轉爐蒸汽)0.07-0.08,國家規定不低於0.07,噸鋼發電量不明白你是怎樣計的,只用轉錄蒸汽也可發電,轉爐煤氣更可以發電,一般題噸鋼耗電量,不提發電量,以熱定電,即汽輪機的汽耗率提的較多。
❾ 轉爐煉鋼,噸鋼產氣量
如果外部條件控制的好的話可以回收40%左右濃度CO的煤氣140~145Nm3/噸鋼。這個是唐鋼2012年8月份的水平。
❿ 如何去比較轉爐、電爐兩種煉鋼方式的噸鋼成本
如果只考慮能源方面,其實也有很多的因素需要考慮,如電爐的能源有消耗能源-電能、天然氣等,而轉錄就沒有這方面的消耗了。單說從能源來比較,不能很全面的比較二者的成本。