❶ 转炉炼钢每吨钢回收的余热蒸汽是多少
转炉炼钢不需要煤气
需要消耗氧气,产生的转炉煤气可以回收利用。
❷ 100吨转炉的设备要求
转炉技术
今天,全世界大约有600台转炉在从事生产活动,午粗钢产量4.5亿t,约占全球粗钢总产量60%。以奥钢联投产世界第—台转炉为起点,现代高效碱性氧气转炉是50余年不断发展的产物,在炉体寿命、增大装人量和降低维护等方面取得了显著的进步。这种设备暴露在高温环境中,遭受机械冲击和热应力的作用,其工程设计是一个巨大的挑战。悬挂系统在实现转炉长寿方面是高度重要的。为了生产优质钢,改进工艺的经济性,开发 发诸如副抢.炉底搅拌装置和高度精密而复杂的自动化系统。
转炉设计
炼钢工艺的过程状态造成直接观察到转炉内所发生的一切几乎是不可能。目前,还没有数学模型能完整的描述高温冶金及流体动力学过程。从转炉炼钢诞生开始便不断的对其进行研究改进,故此对冶金反应的了解更全面。然而,下面的两个例子清楚地表明还有许多凋研工作要做。
炉底搅拌风口的位置仍有待优化。这些风口对钢水提供更好的搅拌效果,更快的降低碳含量,应该能缩短冶炼周期。然而,今天风口的最佳位置和数量是建立在经验的基础上。为了更深人的了解,国外有人在2000年进行了调研工作,很快发现,高温流体动力学过程的描述是非常复杂的,而且只有进行许多假设才可行,例如,只能近似的描述气泡及它们与钢水的反应。
对吹炼过程中转炉摆动的数学描述仍需要详细阐述,尤其是那些底吹或侧吹工艺,它们的摇动非常剧烈。这些震动是由自发过程引起。吹氧过程中引入的能量促使该系统以极低的艾根频率摆动,通常为0,5—2.0Hz。能够描述这种非线性化学/力学上的流体动力学系统的数学模型的发掘工作还没有完成。
转炉炉壳
在转炉的机械部分中,容纳钢水的是内衬耐火材料的炉壳。这些耐火材料表现出复杂的非线性的热粘弹缩性行为。与钢壳非线性接触。人们对钢壳自身的行为或多或少的了解一些,描述这种随温度而变化的弹塑性材料及它的蠕变效应是可能。然而,钢壳与耐火材料间的相互作用仍然有许多未知的东西。转炉设计更大程度上被视为艺术而不是科学,然而,经验的积累、材料的改进及计算机技术的应用都有助于更好的理解、设计这个机构。
在优化炉壳设计方面存在几个标准。最重要的一个是耐火材料所包围的内容积。为了拥有最大的反应空间,实现最佳的冶金过程,这个容积应该在可用空间范围内达到最大化。在进行比较时使用反应空间与钢水质量的比值,这个比值一般为近似1.0m3/t。然而,因不断地追求以最低的投资提高炼钢设备的生产率,导致钢厂在保持原有炉壳不变的情况下加大了装入量,这就降低了这个比值。其后果是严重的喷溅——倾向于炉容比降到0.7-0.8m3/t时发生。今天,转炉本体的形状,即上下锥角、径高比等由炼钢者决定,或者由现有装备确定,如烟气系统、倾转轴高度、倾动驱动等。因此,在设计新炉时,只有少量的参数可以改动。
现代转炉由带有炉头铁圈的上部锥体、桶状炉身和采用碟形底的下部锥体构成。近几年.拆掉了上下锥与炉身之间、下锥与炉底之间的关节构件。生产经验表明,这些区域的应力没有最初设想的那么严重,可以通过使用优质炉壳材料解决,故上述做法是可行的。
炉壳设计准则
设计过程的一个重要步骤是炉壳结构校验,即应力与变形计算,并与所允许极限值进行比较。像转炉这样的冶金容器,其设计无需满足特定的标准。在转炉设计艺术的演变历程中,最初的炉壳设计参照了锅炉和压力容器的设计标准。依此设计的产品的成功投产表明了这些标准也适用于炼钢生产实践。然而,转炉毕竟不是压力容器,其内部压力来源于耐火材料的热膨胀,而不是锅炉中的液体或者气体,而且,诸如裂纹等破损也不会导致像高压容器那样发生爆炸。这也是为什么转炉的设计没有完全遵循压力容器设计标准的所在。
炉壳厚度
传统压力容器壁厚度的选取主要以内部压力为依据。然而,在转炉上,这个压力是不能确切计算的,其原因是由耐火材料与炉壳之间的作用和生产操作两方面因素确定的。在决定炉壳厚度时,其它载荷、因素也要考虑在内,主要包括:因设备、耐火材料和钢水重量引起的机械载荷;炉壳与耐火材料衬相互作用产生的内部压力,即二次压力;由外力,如动态质量效应、兑铁水、加废钢、出钢等造成的机械载荷;炉壳上的温度与温度梯度;炉壳在温度作用下变形,在悬挂系统上引起机械载荷;因炉壳、悬挂系统温度分布不均,使炉壳产生二次应力。
AISE的第32小组委员会曾试图给出一个简单的“菜谱”程式来计算炉壳厚度。但有的研究表明,在确定炉壳厚度方面,定义一个简单的程式或者准则是不可能。这些准则在已经证实的基础上可以用来确定炉壳,然而,引入的力,例如来自悬挂系统的力,必须用有限元法进行详尽地计算。国外开发的悬挂系统是静定的,因此该系统内的所有载荷均能精确计算。这个特征的优点是能非常准确地计算出局部应力和变形。
转炉寿命
世界经验表明,因长期的变形,转炉寿命是有限的。当炉壳碰到托圈时转炉便走到了终点,通常是20~25a。这个变形是由蠕变引起的。蠕变是高温环境下(>350℃)材料的典型行为。蠕变变形与温度、应力水平和所用材料有关。只有有限的几种可行方法能延长转炉寿命,如冷却炉壳、材料选择和生产操作等。
冷却系统
原则上,设备的强制冷却并不是绝对必要的,自然通风冷却已经足够了。许多实际应用证明了这一点。然而,强制冷却降低了设备温度,对减轻蠕变变形有积极的效果,从而延长了耐火材料的寿命,保证了在生产温度下有更高的屈服强度。一些钢厂对转炉壳应用了冷却系统,如水冷、强制通风、复合气水冷却(气雾冷却)等。最有效的冷却手段是水冷。
材料选择
最初,炉壳材料主要选用耐高温的压力容器钢。为了承受许多未知的载荷与应力,尤其偏重细晶粒钢。这种钢材屈服强度比较低,但在屈服点以亡有相当高的应变硬化容量。其优点是,当发生过载时,会有足够的过余强度,甚至在出现裂纹时也不会发生脆性裂纹扩,裂纹要么终止发展,要么以非常缓慢的速度生长。炉壳用钢一般选用A516Cr.60、Alr41、Altherm4l、WStE285、WStE355、P275NH、P355NH等。
这个原则对新转炉仍然是有效的,但最近的10—15年内,由于使用了镁碳砖、溅渣护炉技术等,炉衬寿命延长。这些变化导致炉壳温度上升,促进了蠕变效应,致使炉壳寿命缩短。为了抵消蠕变效应,更多的选用了抗蠕变材料,如A204Cn60、16M03、A387Cn 11、A387Cr.22、13CrM044等。不利的因素是这些钢材具有昔通晶粒尺寸,且焊接困难。
悬挂系统是转炉的一个重要零部件。理想的悬挂系统不应该影响炉壳的行为,生产中无须维护。在过去的数年中开发出了许多不同的转炉悬挂系统。最初,托圈与转炉是一体的,但很快就分开了。各种悬挂系统的原理基础是不同的,例如,日本采用刚性系统,与“自由转炉”对立。刚性托圈抑制了炉壳的变形,但对热膨胀的任何约束都会产生非常高的应力,增加了炉壳产生裂纹的机会。
要允许转炉膨胀或者变形,且托圈不能制造附加应力,这就要求将悬挂系统设计成静定的。根据这一原理,VAI开发了一系列转炉悬挂系统,如托架系统、VAI-CON Disk、VAI-CON Link、VM-CON Quick等。VM-CON Link是一个无需维护的悬挂系统,它的设计获得了良好的应用反馈。一个典型的应用是巴西保利斯塔黑色冶金公司的160t转炉。其尺寸参数为:钢水量160t、容积160m3、炉容比1.0 m3/t、转炉高8920mm、炉身部炉壳厚度70mm、底锥厚度55mm、碟形底厚度55mm、转炉外径7300mm。炉壳材质为Mo合金钢16Mo3(相当于ASTM A204GrB)。托圈采用箱型截面焊接结构,与炉壳间隙250mm,以便与炉身空冷板组装在一起。上锥装备了已经被充分验证的水冷系统。这两个冷却系统主要是延长耐火炉衬的寿命,同时也冷却炉壳。该转炉采用了VAI-CON Link悬挂系统。出于冶金上的原因,炉壳上装备了6个炉底搅拌风口。
转炉技术
与转炉设计一道,现代先进的转炉技术包括:
*使用惰性气体的炉底搅拌和少渣操作改善了冶金过程;
*大量的二次冶金并入了转炉技术中;
*计算机工艺自动化及相关传感器技术提高了质量、生产效率、生产安全性,降低了生产成本;
*用于设备平稳操作的工具、装备,易维护性,以及寿命延长的耐材;
*提高废弃物环境兼容性的系统。
转炉技术继续深入开发的目标是改进工艺的经济性,即优化物流和设备操作,优化工艺技术。工艺技术的优化不是简单的局限于目标分析、目标温度的确定和添加材料的选择,他还包括生产操作,如氧枪操作的枪位和吹炼模式、副枪的浸没时间与深度、添加系统的添加模式、炉底搅拌系统的搅拌模式等。所有这些都必须在设备投产前标准化,在试车调试中针对所生产的钢种进行优化。
动态工艺控制需要副枪系统和放散煤气分析。副枪系统测量温度、含碳量和熔池液面位置,在炼钢过程中取样。因此,在吹炼中实现测量时可能的,也不会损失生产时间。副枪系统是完全自动化的,测量探针能在90s内能完成更换。近几年在工艺自动化领域里的发展是使用Dynacon系统实现了完全的动态控制。该系统通过连续的煤气分析,实现从吹炼起点到吹炼终点的炼钢过程控制。
挡渣器的作用是降低盛钢桶的炉渣携带量。挡渣操作降低了脱氧材料的消耗,尤其是在生产低碳钢种时。另一个特点是在二次冶金中需要钢包渣脱硫,挡渣操作也能降低钢包渣添加剂的用量。同时,也避免了盛钢桶的除渣操作和温度损失。二次冶金需要的钢包渣就这样在转炉出钢过程中形成了。
根据经验,当不使用挡渣器时,出钢时的炉渣携带量为10-14kg/t钢,在采用挡渣后,炉渣携带量降低到了3-5kg/t钢的水平。与炉渣感应器配合使用,炉渣携带量可稳定地控制在2、3kg/t钢的范围内。它的另一个优点是降低了磷含量,从大约30ppm降到了10ppm。因此,磷含量不合格的炉次减少了。
鉴于底吹转炉改进的冶金效果,如OBM/Q-BOP、K-OBM等,决定开发顶吹转炉的炉底惰性气体搅拌技术。该系统应该利用底吹的优点,同时要避免炉役中期更换炉底的缺点。以奥钢联第三转炉厂为例,当1650℃无搅拌条件下,吹炼终点碳含量0,035%[C]×ao的平 均值为0.0033,当采用吨钢流量为0.08Nm3/min的底吹搅拌时,这个值降低到了0.0023。如果不采用底吹搅拌,大约有1%的铁损,石灰消耗增加约25%。假定钢包中炉渣携带量12kg./t钢(无挡渣),则吨钢铝消耗量增加0.7kg。而且,相应的,转炉渣量越大,也越能消耗耐火材料。在没有底吹搅拌的BOF转炉上,吹炼终点碳达到0.035%是不经济的,碳含量一般限定在0.045%~0.050%范围内。
物流优化和路径算法是专门为钢厂和生产设备的布置而设计的,用来寻找最佳的配置。用户友好型界面和标准化输出使其成为一个非常好用的工具,能够优化、模拟任何钢厂的配置,允许用户测试多种不同的布局和工艺选择方案。它使用户能够找到在生产时间管 理、维护、附属设备产能等方面的最佳的解决方案。
为了确定不同钢种最经济的生产方式和使用不同的生产设备,就需要长期的经验积累和大量的计算,来比较各种可供选择的办法。计算机辅助工具,比如炼钢专家系统,对于进行这种计算是必需的。这种工具可以应用到整个生产线中。
仅供参考,希望对你有所帮助!
❸ 生铁冶炼年用水量如何计算
生铁冶炼厂生产用水主要有原水、工业水、过滤水、软水和除盐水。 总用水量=重复利用量+一次水取水量
原水是指从水源取出的原料水,如某些地下水、水库水,其水质能满足用户要求时,可直接供给生产用户,一般情况下需对原水进行不同的处理才能满足用户要求,对地表水进行混凝沉淀处理后,其悬浮物含量可降到20mg/L。以下,即所谓工业水(也称净化水),工业水通常能满足大多数冷却水、洗涤水、补充水的要求。工业水经砂过滤处理后,其悬浮物一般减少到5~10mg/L,称过滤水,可供给对悬浮物含量要求较低的用户和作为软化与除盐处理的给水。经软化处理的水总硬度较低,一般在1德国度以下,称为软水,主要用于软水密闭循环系统的补充水、气化冷却和低压锅炉的补充水、镀层配液用水等。除盐水是经过处理把含盐量降低到微量(以电导率≤10μs/cm计)的水,其主要用户有轧钢酸洗线配酸、酸再生站吸收塔洗涤和中高压锅炉等用水。非生产用水主要有生活用水和消防用水。 生铁冶炼厂的用水量随工厂规模和产品的不同变化较大,一个由烧结、焦化、炼铁、炼钢、轧钢等主要生产车间和相应的辅助车间组成的钢铁联合企业,生产lt钢的总用水量一般为220m3左右。其中新水用量,采用开路循环给水系统时,根据不同的循环率,每吨钢一般为10~’40m。。部分设备采用软水密闭循环系统和串级用水时,新水用量可降到每吨钢10m。以下某些工序的用水量,如高炉冶炼工序每吨生铁的总用水量为20~55m3,氧气转炉冶炼工序每吨钢的总用水量为10~35m3,轧制工序每吨钢材的总用水量随品种而不同,为20~70m3。其中新水用量。根据不同的循环系统和循环率而确定。 生铁冶炼用水重复利用率: 指在一定的计量时间(年或月)内,生产过程中使用的重复利用水量与总用水量之比。
计算公式:重复利用水量÷(生产中取用的新水量+重复利用水量)×100% 复利用率=重复利用量/总用水量×100%
❹ 转炉一天能炼多少吨钢
一般一个公称吨位的转炉一年产钢量约10000吨,比如50吨转炉,一年产钢量应该在50万吨左右,如果按照一年作业时间90%计算,你就可以计算一天应该产多少钢啦。
❺ 炼钢氧气单耗和氮气单耗
1、(氧枪工作流量h*纯供氧时间s)/3600s/出钢量=吨钢耗氧量. 是转炉炼钢吗,不考氮气虑单耗的。
2、制氧厂生产炼钢用氧气的单耗:制氧厂生产的产品主要为炼钢、炼铁生产需要的氧气、氮气、氩气,原料为空气,制氧机组的各设备主要是消耗电能,经济技术指标主要是以每立氧气综合耗电为标准。有把氧气耗电为1.15KWh/m3做为考核指标的。氮气没听过,副产品,有多少氧就有多少氮。
❻ 生产一吨钢铁需要多少脱氧剂
看你用什么脱氧剂,冶炼什么品种。一般来讲,冶炼普通建筑材,硅铁,锰铁,铝作为脱氧剂,每吨钢8~12公斤,铝每吨钢0.4公斤左右。
❼ 转炉炼钢炼一吨钢需要发生多少煤气 领导问我 急急急 求住
平均炼一吨钢回收70立方米煤气
❽ 转炉煤气发电的流程以及吨钢产煤气量、吨钢发电量、吨钢产蒸汽多少急求!!
转炉煤气燃烧通过锅炉产生蒸汽,蒸汽通过汽轮机发电。吨钢产煤气90立方米左右(国外能上100,国内有些企业也曾上过100,现在基本90左右),吨钢产蒸汽(转炉蒸汽)0.07-0.08,国家规定不低于0.07,吨钢发电量不明白你是怎样计的,只用转录蒸汽也可发电,转炉煤气更可以发电,一般题吨钢耗电量,不提发电量,以热定电,即汽轮机的汽耗率提的较多。
❾ 转炉炼钢,吨钢产气量
如果外部条件控制的好的话可以回收40%左右浓度CO的煤气140~145Nm3/吨钢。这个是唐钢2012年8月份的水平。
❿ 如何去比较转炉、电炉两种炼钢方式的吨钢成本
如果只考虑能源方面,其实也有很多的因素需要考虑,如电炉的能源有消耗能源-电能、天然气等,而转录就没有这方面的消耗了。单说从能源来比较,不能很全面的比较二者的成本。