转炉原料系统设计(design of converter raw material system)

转炉炼钢所用的铁水、废钢、散状原料和铁合金的供应方式和设施的设计。是转炉炼钢车间设计的主要组成部分。

铁水供应 铁水占转炉入炉钢铁料总重的75％～90％，是转炉炼钢的主原料。转炉炼钢车间需要的铁水有铁水罐车、混铁炉、混铁车和化铁炉四种供应方式。

(1)铁水罐车供应铁水的工艺流程为：

这种铁水供应方式的设备少、投资省，占地也少，比较适合中小型转炉炼钢车间采用。但转炉与高炉的生产配合难度大，铁水温度和成分波动也较大，影响转炉的稳定生产，而且铁耗也较高。

(2)混铁炉供应铁水的工艺流程为：

这种方式供应的铁水化学成分和温度都比较均匀、稳定，并能较好地协调高炉与转炉之间的生产不均衡性，适合于中型转炉炼钢车间采用。但这种方式多一次铁水倒罐，增加了温度损失和操作程序。铁水在混铁炉内贮存的时间约为8h，依此来选择混铁炉的容量和座数。

(3)混铁车供应铁水的工艺流程为：

这种铁水供应方式的特点是减少了铁水翻倒次数和温度损失，除尘也比较容易解决；高炉操作稳定，铁水的化学成分和温度波动范围小，适于大型转炉炼钢车间采用。

(4)化铁炉供应铁水的工艺流程为：

采用这种铁水供应方式的车间，大多是没有高炉供应铁水的小型转炉炼钢车间。化铁炉供应的铁水温度比较均匀，但化铁炉的铁耗和能耗都很高，占地面积较大，对环境也有污染。除特殊情况外，一般不宜采用。

转炉炼钢车间铁水供应方式的选择，要因地制宜。大容量转炉炼钢车间宜采用混铁车供应铁水方式，而中小容量转炉炼钢车间多采用混铁炉供应铁水方式。铁水在兑入转炉前一般需要进行预处理，为此在炼钢车间设计中还应设置铁水预处理站(见铁水预处理站设计)。兑入转炉的铁水应尽量减少带渣量，可用扒渣机扒除铁渣。

废钢供应 转炉入炉钢铁料中的废钢比例，依转炉容量大小和铁水含硅、磷量的不同而波动在10％～25％之间。加入转炉的废钢，要求夹渣量不大于10％，并应少锈、无潮，最大边长小于0．5～0．7倍炉口直径，最大单重小于500～1000kg。为稳定转炉操作，废钢要实行分类管理。加工处理后的合格废钢用汽车或火车运至炼钢车间加料跨或废钢配料间。中小型转炉炼钢车间的废钢装槽和称量作业通常在主厂房加料跨的一端进行，而大型转炉炼钢车间的上述作业通常是在单独设置的废钢配料间内完成的。向转炉内加废钢的方式，主要有桥式起重机吊起废钢料槽加入或废钢料车加入两种。桥式起重机加废钢操作方便且平稳，废钢料车加废钢操作比较繁锁，而且容易对转炉产生碰撞。

散状原料供应 散状原料主要是指转炉炼钢过程中使用的造渣材料和冷却剂，如石灰、氧化铁皮、铁矿石、白云石、萤石和烘炉用的焦炭等。散状原料供应系统如图所示，包括由低位料仓至高位料仓的上料系统和由高位料仓至转炉的加料系统。低位料仓可接受汽车、火车或胶带运输机的来料，其贮存量应满足车间3～5d的需要量，但石灰容易受潮变质，贮存时间不宜过长，一般为8～12h。低位料仓至高位料仓的散状原料运送系统，有单斗提升机一胶带运输机(带卸料小车)形式、多斗提升机一胶带运输机(带卸料小车)形式、全胶带运输机(带卸料小车)形式以及胶带运输机一管式振动输送机形式等四种。前两种形式，设备少，占地面积小，投资也省，但运输能力较小，仅适用于小容量转炉炼钢车间。胶带运输机上料能力大，速度快，运输可靠，灰尘较少，适用于大中型转炉炼钢车间，但这种形式的设备和构筑物较多，占地面积较大，投资也比较高。高位料仓的贮料时间不小于8h，上料种类和贮料仓位都在上料系统操纵室进行控制，高位料仓内的料面可采用料位计控制，也可采用人工就地控制。除少数转炉炼钢车间采用单边向转炉加料外，大多都采用分散称量、两边加料的方式，高位料仓、称量料斗和汇集料斗都是以转炉为中心分两边呈对称布置，而且称量料斗与高位料仓通常采用一对一配置。汇集料斗和加料溜槽都要采用氮气密封。加料系统的操作在转炉主操纵室内集中控制。散状原料供应系统一般都有自动和手动两种操作方式，并设有各种联锁。为了防止上料和加料过程中产生的粉尘污染，在散状原料的转运点要设置除尘装置。

铁合金供应 转炉炼钢使用的铁合金主要是硅铁、锰铁和其他铁合金，其粒度为5～50mm，化学成分要符合标准要求。转炉炼钢车间一般都设置铁合金贮存仓库，对铁合金进行分类管理。如果铁合金粒度不符合要求，仓库内还要设置破碎筛分设施。中小型转炉炼钢车间通常采用如下的铁合金供应流程：汽车把合格的铁合金从合金仓库运到炼钢车间主厂房的加料跨或转炉跨，由桥式起重机卸入转炉近旁的铁合金料仓或铁合金烘烤炉内待用。转炉需要时，将铁合金放到又式翻斗车或手推车内，称量后经旋转溜槽加入到钢包内。大型转炉炼钢车间的铁合金上料和加入系统流程一般为：低位料仓→胶带运输机(带卸料小车)→高位料仓→称量料斗→胶带给料器→中间料斗→振动给料器→旋转溜槽→钢包。向高位料仓上料也可采用其他供料方式。高位料仓通常设置在每座转炉的旁边，其数目取决于炼钢车间生产的钢种数量。铁合金的贮存和运输要特别注意防潮。转炉冶炼普通碳素钢和低合金钢时，使用的铁合金一般不需要烘烤；冶炼合金钢而车间又设有真空处理设施时，使用的铁合金一般也不需要烘烤。仅在多雨、湿度较大的南方地区；或贮存运输中防潮设施不完备；或转炉生产合金钢需用大量铁合金而车间又未设置真空处理设施的情况下，应设置铁合金烘烤设旋，将铁合金烘烤至450～600℃。烘烤过的铁合金不再运至高位料仓，而是卸入铁合金运输小车内，经称量后送至转炉炉后，通过铁合金旋转料斗和活动溜槽加入钢包。