300万吨炼钢工艺技改工程1450mm连铸连轧施工图方案设计说明书.doc
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1、唐山国丰南区300万吨技改工程1450mm连铸连轧项目施工图方案设计说明书(炼钢工艺)设计:审核:组审:室审:中国冶金科工集团公司中冶东方工程技术有限公司 炼钢 室二六年十二月2板坯连铸车间2.1概述:唐山国丰钢铁有限公司现有铁、钢、材综合产能为500万吨。目前公司正在实施南区300万吨技改工程,拟建设一套1450mm连铸、连轧生产线及其配套设施。炼钢连铸车间设2套铁水预处理装置、2座公称容量120t顶吹转炉、2座120tLF钢包精炼炉、1套120tRH真空脱气装置、2台双流板坯连铸机。炼钢、精炼部分由中冶京城设计,中冶东方负责板坯连铸工程的工厂设计(不包括连铸车间厂房设计,连铸车间主厂房之外
2、的水、电、风、气公辅系统设计)。新建的1450mm连铸、连轧生产线采用“高炉铁水铁水脱硫预处理顶底复吹转炉钢水二次精炼连铸连轧”先进的生产工艺流程。连铸、连轧生产线年产300万吨热轧板卷。本方案设计内容为新建2台两机两流板坯连铸机及配套设施。2.2 生产规模及产品方案2.2.1钢水供应条件l 转炉转炉座数:2座转炉平均出钢水量:135t转炉最大出钢水量:140t转炉平均冶炼周期:36minl 精炼炉: LF炉数量: 2座RH数量: 1套2.2.2生产规模2台两机两流中薄板坯连铸机生产线生产规模为305104t/a合格坯。2.2.3铸坯规格铸坯宽度: 7001300mm 铸坯厚度: 180 mm
3、、135 mm定尺长度: 612.7m 2.2.4生产品种按宽度分配的产量见表2-1钢种比例和代表钢号见表2-2产品种类分配比例见表2-3主要钢种及其成份见表2-4按宽度、厚度比例分配的产品方案 表2-1厚度(mm)代表宽度(mm)年产量700-10001000-11001100-12001200-1300(104t)(%)85010501150125018031.41579.382.35111.935305合计(%)10.326.027.036.7-100.0按钢种比例分配的产品方案 表2-2 钢 种代表钢号JIS标准(API)对应GB钢号国家标准年产量104t比例(%)普碳钢SS330SS
4、540SM400SM520SPHT1SPHT4SAPHSAPH45G3101G3106G3132G3113Q195Q275GB/T912-198991.530优碳钢SPHCSPHDG313108GB/T710-1991167.7555SPCCSPCEG314108AlSM41A,SM50B10#50#GB/T711-1988低合金钢SPA-HSMA490570WX42X70G3125G3114(510L)09CuPNiCr-AQ345A(B)09SiVL16MnLGB/T4171-2000GB/T1591-1994GB/T3273-198930.510无取向硅钢50W47050W130050W
5、450W130015.255 合 计305100 按产品种类比例分配的产品方案 表2-3产品种类品 种代表钢号年产量(104t)比例(%) 供冷轧用 热轧钢卷镀锌板08 08Al198.2565超深冲板08Al结构钢08 15 30 45Q215 Q23516Mn无取向硅钢50W47050W1300热轧商品钢卷低碳钢08106.7535结构钢Q215 Q2351050#16Mn65Mn汽车大梁用钢09SiVL 16MnL高耐侯性结构钢09CuPNiCr-A低合金高强度结构钢Q345A(B)510L管线钢X42X70合 计305100主要钢种及其成份 表2-4序号钢种代表钢号化学成分(%)CSi
6、MnPSCuCrNiNbVTiAls 1碳素结构钢Q1950.060.120.300.250.500.0450.0500.300.300.30Q2150.090.150.300.250.550.0450.0500.300.300.30Q2350.140.220.300.300.650.0450.0500.300.300.30Q2550.180.280.300.400.700.0450.0500.300.300.30Q2750.280.380.350.500.800.0450.0500.300.300.302优质碳素结构钢080.050.110.170.370.350.650.0350.0350
7、.250.100.3008Al0.050.110.170.370.350.650.0350.0350.250.100.30100.070.140.170.370.350.650.0350.0400.250.150.25150.120.190.170.370.350.650.0350.0400.250.250.30200.170.240.170.370.350.650.0350.0400.250.250.25250.220.300.170.370.500.800.0350.0400.250.250.25300.270.350.170.370.500.800.0350.0400.250.250.2
8、5350.320.400.170.370.500.800.0350.0400.250.250.25400.370.450.170.370.500.800.0350.0400.250.250.25450.420.500.170.370.500.800.0350.0400.250.250.25500.470.550.170.370.500.800.0350.0400.250.250.253低合金钢高强度结构钢板09CuPCrNi-A0.120.250.750.200500.070. 150.0350.250.550.301.250.65Q345(A)0.200. 551.001.600.0450.
9、0450.0150.0600.020.150.020.20Q345(B)0.200. 551.001.600.0400.0400.0150.0600.020.150.020.2009SiVL0.080.150.701.000.450.750.0350.0350.040.1016MnL0.120.200.200.601.201.600.0350.0350.300.300.300.040.104硅钢无取向硅钢0.011.82.20.150.350.0300.0080.20.42.3原料供应2.3.1钢水供应板坯连铸机在生产时,对钢水的供应、调度、钢水成分和温度有严格的要求。因为钢水是保证连铸坯质量
10、的最重要的条件,只要供应质量合格的钢水,才有可能保证连铸机的产品产量和质量。为此连铸机对钢水有如下要求:按生产计划及时地向连铸机提供钢水。钢水成分应符合国际规定成分要求。钢水温度应满足所浇钢种的温度要求。钢水由2座120t转炉供应。转炉出钢后由炉下钢水罐车运至钢水接受跨,由225/65/10t铸造起重机吊钢包至LF炉/RH进行精炼处理,再由225/65/10t铸造起重机吊钢包至连铸大包回转台。连铸机年需合格钢水313x104t/a,日需合格钢水:max10256t, ave9394t。2.3.1.1对钢水供应的要求根据连铸机的浇注计划安排,准确及时地向铸机提供合格钢水是保证多炉连浇、提高铸机作
11、业率的重要前提条件。因此,必须以连铸为中心组织生产,钢水的供应时间只能按计划适当提前,而不能拖后。2.3.1.2对钢水成分要求除应符合钢种规定的化学成分要求之外,钢中有害元素P、S和Cu等含量应尽量低, 不应大于标准中规定的极限值。硫对铸坯质量会产生相当大的影响,特别是容易形成内部裂纹和表面裂纹。硫的含量取决于被浇注钢种和被浇注钢种对裂纹的敏感性。对磷含量的要求主要是后工序特别是冷轧的要求。此外,钢中Mn、S含量的比值,对凝固区中心裂纹和偏析形成有很大影响,如果Mn/S高,会使裂纹和偏析减小,一般要求Mn/S2025。冶炼无取向硅钢应采用铁水脱硫措施,使铁水S0.003%,取向硅钢采用底吹氩进
12、行钢包内合金粗调。所有硅钢均经RH真空处理,以获得成分准确、钢质纯净和温度适宜的钢水。钢中的氧对铸坯质量和浇注工艺有重要的影响:钢水中大量的活性氧会产生铸坯的气孔;脱氧产物和二次氧化产物在铸坯内形成夹杂物;氧化物夹杂物可能堵塞浸入式水口,影响浇注正常进行。因此,除了使原始钢水有一个较低的含氧量之外,浇注过程中采取措施防止二次氧化亦是极重要的金属伴生元素含量高影响浇注温度及铸坯的进一步加工。除应符合钢种规定的化学成分要求之外,钢中有害元素P、S和Cu等含量应尽量低,开浇15min后,在中间包测量残余钢水的元素含量不能超过下列值:Cu:0.1%,Sn、As:每种元素0.02%,Zn、Ti、Nb、V
13、、W、Sb :每种元素0.01%,Pb :0.005%,S:见表24,H:5 ppm,P:0.020% 1)Nb含量:低合金结构钢除外2)对于H2裂敏感钢种H:5 ppm,其他钢种7 ppm3)钢水中氧含量不能超过35 ppm4)钢包内渣量每吨钢5kg,渣层厚30mm2.3.1.3对钢水温度的要求钢水温度是连铸机能否顺利浇注的最重要条件之一。因此钢包和中间包应有严格的烘烤和加热温度管理,钢水在出钢及炉外精炼后都应有适当的保温措施,使钢水在浇注前吹氩搅拌后,钢水罐内的钢水温度偏离目标值不得大于7。钢包加盖保温,中间罐的钢水应覆盖保护渣,防止二次氧化和热损失。连铸浇钢过程中,应尽可能控制低的浇注温
14、度,原因在于:1) 随着浇注温度升高,漏钢危险增加。2) 高的浇注温度导致柱状晶区扩大,易产生裂纹。但是,浇注温度太低也可能导致钢水的冷凝和水口堵塞,特别是在开浇时更危险。因此控制中间罐内钢水过热度十分重要,钢水过热度是随钢种而异的。硅钢由于含硅量较高(特别是当Si1.7%),其导热率则比普碳钢低,所以凝固速度也较低,这可以从其晶粒粗大的铸造组织得到证明,一般硅钢应采用低温浇注。中间罐钢水过热度:l 普碳钢:305l 结构钢:255l 合金钢、管线钢:205l 电工硅钢:5102.3.2耐火材料供应2.3.2.1 中间包耐材用量:0.61 x104t/a中间罐浇铸料要求见表2-5。 中间罐浇铸
15、料要求 表2-5名称AL2O3SiO2体积密度g/cm3(1100)耐压强度Mpa(1100)抗折强度Mpa(1100)高铝料72122.51752.3.2.2中间罐涂料镁质涂料,用量:0.763 x104t/a中间罐镁质涂料要求见表2-6中间罐镁质涂料要求 表2-6MgOSiO2Al2O3CaO体积密度耐压强度81.8%9.4%2.4%1.6%2.3g/cm3(110024h时)14MPa (110024h时)15.5 MPa (1503h时)2.3.2.3结晶器保护渣用量:0.153 x104t/a正常浇铸保护渣要求见表2-7正常浇铸保护渣要求 表2-7类型CaO/SiO2(%)Al2O3
16、(%)Na2O+Li2O(%)F(%)(1300)/Pas凝固点()熔点()A0.935.314.57.80.08980980B0.823.311.67.30.101020950C0.985.09.511.10.1110601080D1.072.415.29.80.05100010802.3.2.4中间包保温剂用量:0. 153 x104t/a中间包保温剂要求见表2-8中间包保温剂要求 表2-8SiO2(%)Fe2O3(%)CaO (%)Al2O3(%)MgO(%)K2O(%)Na2O(%)F(%)CaF2(%)C(%)灼碱(%)28.928.92.18.80.30.24.55816.520.
17、3矿物质组成以CS为主,少量CS2、CS3。2.3.2.5钢包长水口铝碳质长水口,用量:0. 0275 x104t/a铝碳质长水口要求见表2-9铝碳质长水口要求 表2-9 Al2O3FCSiCSiO2耐火度耐压强度MPa体积密度g/cm3显气孔率抗折强度(常温)耐急冷急热性(1100水冷)41%32%24%1770232.2217.5%9MPa10次2.3.2.6中间包浸入式水口铝碳质浸入式水口,用量:0. 0122 x104t/a铝碳质浸入式水口要求见表210 铝碳质浸入式水口要求 表210浸入式水口本体渣线部分化学成分Al2O3FCSiCSiO2ZrO2ZrO2FCCaO40%(25+9)
18、%18%7%45%1818其他技术条件耐火度耐压强度体积密度显气孔率抗折强度热膨胀率(1100以下)177023MPa2.25g/cm317.2%7MPa0.28%2.3.2.7塞棒耐材铝碳质整体塞棒,用量:0. 0092 x104t/a铝碳质整体塞棒要求见表211。 铝碳质整体塞棒要求 表211Al2O3FCSiC耐火度显气孔率体积密度耐压强度耐急冷急热性(1100水冷)55%25%177020%2.20g/cm320MPa10次2.3.3结晶器铜板用量:0. 0015 x104t/a2.3.4测温头年用量:72189个2.4车间生产工艺流程及金属平衡(1) 车间生产工艺流程在转炉出钢前,首
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