【正文】 50萬噸電爐煉鋼車間設(shè)計方案 鋼鐵工業(yè)現(xiàn)狀 鋼鐵是使用最廣泛的金屬材料，人用金屬，鋼鐵占90%以上。沒有鋼鐵，人們不能活，生產(chǎn)或其他活動中使用的工具和設(shè)施也都是用鋼制的。鋼鐵生產(chǎn)往往是衡量一個國家的工業(yè)化水平和生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志，鋼鐵產(chǎn)品的質(zhì)量和品種，對國民經(jīng)濟和其他工業(yè)部門的產(chǎn)品質(zhì)量，有很大的影響。 轉(zhuǎn)爐煉鋼轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料是高爐冶煉，多數(shù)情況下，高爐的主要原料是鐵礦石。錠坯或鑄坯轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的產(chǎn)品是，他們不是最終產(chǎn)品，必須由各種類型和規(guī)格的鋼板、鋼、管等最終產(chǎn)品的軋制生產(chǎn)，提供市場。因此，氧氣轉(zhuǎn)爐不能獨立存在，它必須首先煉鋼，軋制，和其他輔助原料生產(chǎn)和供應(yīng)系統(tǒng)，鋼鐵生產(chǎn)的組合組成，我們稱這種生產(chǎn)方式為鋼鐵企業(yè)。電弧爐煉鋼是煉鋼的主要原料，或直接還原鐵及其制品，其產(chǎn)品仍為錠或坯，需要通過滾壓機軋制成最終產(chǎn)品，為市場需求。在這種情況下，作為一個成品鋼的生產(chǎn)單位，往往由鋼和鋼的2個部分，我們說這樣的生產(chǎn)模式，電爐鋼。隨著電弧爐的高功率和超高功率，精煉，連鑄連軋和一系列的技術(shù)開發(fā)和社會的廢料資源充足的積累，顯示了強勁的發(fā)展勢頭，由于資源和環(huán)境的影響“廢電弧爐連鑄軋鋼生產(chǎn)過程，與傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)相比，這種新型電弧爐鋼米爾斯也被稱為短流程。電爐煉鋼產(chǎn)品主要有軸承鋼、不銹鋼等。 電弧煉鋼廠近年來，電弧爐煉鋼在全球的不斷發(fā)展，電弧爐鋼在世界鋼鐵生產(chǎn)中所占的比重越來越。電弧爐煉鋼廠的廢料為原料，或直接還原鐵的一部分，構(gòu)成部分的冶煉通常是一個高功率或超高功率電弧爐和爐精煉設(shè)備，如爐和一個連續(xù)鑄造機，鋼坯熱交付到下一個滾動汽車直接軋制生產(chǎn)。由此我們可以看出，電爐煉鋼廠具有結(jié)構(gòu)緊湊、投資的優(yōu)勢，建設(shè)周期短，節(jié)約能源消耗，改善環(huán)境污染，勞動生產(chǎn)率優(yōu)勢，具有年產(chǎn)鋼可以從百萬噸到數(shù)百萬噸，品種種類繁多，從普通碳鋼高質(zhì)量合金鋼。與傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)相比，規(guī)模小，過程相對短，也被稱為“短流程”在我國電弧爐鋼產(chǎn)品有優(yōu)質(zhì)鋼材、合金鋼、鋼等特殊用途。在特殊鋼廠，由于品種和質(zhì)量要求，冶煉和加工技術(shù)更為復(fù)雜，還需要設(shè)置爐精煉爐、真空爐、電渣爐等多種類型的設(shè)備，滿足不同種類的鋼生產(chǎn)的需要。鋼水澆鑄方式的選擇：在冶煉鋼和生產(chǎn)規(guī)模適宜的條件下，應(yīng)在連鑄選擇方案、煉鋼、鑄造、鍛（軋）相比于傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，連鑄具有一系列的優(yōu)點：1）金屬產(chǎn)量可提高10% 15%；2）采用連鑄生產(chǎn)工藝，降低能耗25%至50%；3）節(jié)省基礎(chǔ)設(shè)施投資40%；4）促進生產(chǎn)過程自動化，擴大和提高鋼材質(zhì)量，鋼坯。 連鑄坯生產(chǎn)的技術(shù)和經(jīng)濟效益顯著，連鑄技術(shù)的發(fā)展是煉鋼和鑄造工藝的重大變革，以及后續(xù)工序的銜接，提高生產(chǎn)率，降低能耗，各種新技術(shù)也都是因為水平連鑄的提高而得以實現(xiàn)的：通過連鑄連軋、鑄坯熱送、熱裝、連鑄坯直接結(jié)扎。 煉鋼廠生產(chǎn)規(guī)模與物料平衡 煉鋼廠生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品大綱 鋼廠（車間）的生產(chǎn)規(guī)模是指合格的連鑄坯質(zhì)量的數(shù)量。對于一個車間，還應(yīng)區(qū)分其“生產(chǎn)能力”和“實際（或計劃）輸出”，當(dāng)設(shè)備正常運行，沒有意外事故的外部因素，兩者實際上是相同的。 煉鋼廠的產(chǎn)量是由該工廠的煉鋼生產(chǎn)所決定的。根據(jù)工廠的產(chǎn)品計劃，該廠的產(chǎn)品產(chǎn)量，品種和規(guī)格的產(chǎn)品，如各種參數(shù)，以確定加工工藝和加工設(shè)備類型，再根據(jù)工藝的要求，以確定的煉鋼車間應(yīng)提供鑄坯質(zhì)量和截面形狀和大小，根據(jù)不同的鋼材等級要求提供的板坯數(shù)量（噸），這通常是一個產(chǎn)品的生產(chǎn)車間的概述。 煉鋼車間的設(shè)計應(yīng)該首先制定車間生產(chǎn)計劃（或計劃的產(chǎn)品設(shè)計，清單的鋼鐵，冶煉鋼鐵有一些工具的代表，鋼鐵產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比例。以這種方式，產(chǎn)品種類，生產(chǎn)，和生產(chǎn)車間的比例明確表示。 煉鋼廠的物料平衡 煉鋼廠（車間）生產(chǎn)物料平衡是指進入車間的原材料（月消耗量或年消耗量，公斤或噸），用一段時間來生產(chǎn)合格鋼坯數(shù)量，排出渣，工業(yè)廢物的量和排放量和回收的煙塵量的平衡計算。它是一個車間的投入和產(chǎn)出之間的關(guān)系。煉鋼過程中，消耗的原材料對金屬材料的量（廢料和鐵水）是最大的，所以在物料平衡應(yīng)是金屬材料的平衡。 超高功率電弧爐熔煉主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)項 目單 位主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)冶 煉 周 期min/爐40 ～ 70冶 煉 電 耗kwh/t250 ～ 400石墨電極消耗量kg/tAC:3；DC:單位功率水平kvA/t700 ～ 1000電爐的公稱容量t60 ～ 150 車間物料平衡計算的意義： 1）的大小的輸入和輸出任務(wù)的一個一定規(guī)模的生產(chǎn)車間，即，數(shù)量的概念店的吞吐量。從這一點，我們可以選擇各種原材料的輸入，成品和廢產(chǎn)品的輸出應(yīng)使用在運輸方式。計算出的運輸量和任務(wù)的大小也是設(shè)計布局和運輸?shù)幕A(chǔ)。 2）由原材料貯存、貯存容器或貯存區(qū)所消耗的材料的量。 3）選擇好或壞的指標(biāo)是一種直接反映經(jīng)濟的設(shè)計是否合理，特別是金屬材料的消耗和金屬在生產(chǎn)過程中的一部分，可以展示設(shè)計過程中的先進性，金屬含量的利用率。 煉鋼車間設(shè)計的內(nèi)容 煉鋼車間的設(shè)計一般應(yīng)包括以下基本內(nèi)容：車間工藝設(shè)計；車間機械設(shè)備設(shè)計；電源設(shè)備設(shè)計，電信系統(tǒng)設(shè)計，照明設(shè)計；供水和排水（包括污水處理）的設(shè)計；通風(fēng)及局部加熱，通風(fēng)設(shè)計；廠房及設(shè)備基礎(chǔ)及其他結(jié)構(gòu)設(shè)計；車間工藝設(shè)計的任務(wù)。具體地說，設(shè)計任務(wù)的過程是設(shè)計任務(wù)書的基礎(chǔ)，為下面的內(nèi)容完成更詳細(xì)的設(shè)計和計算，編寫本書的設(shè)計，繪制相應(yīng)的圖紙：（1）制定詳細(xì)的產(chǎn)品計劃（產(chǎn)品概要）；2）根據(jù)不同的鋼制生產(chǎn)工藝方案；3）主要設(shè)備的選型，確定設(shè)備的數(shù)量、型號等；4）選擇各種輔助設(shè)備，對設(shè)計過程中的非標(biāo)設(shè)備要求；5）設(shè)計并繪制車間工藝平面布置圖，并將部分圖；6）水、電、熱、土木工程、通風(fēng)、照明、設(shè)備制造及一般布局及交通等專業(yè)設(shè)計；7）計算原材料的消耗量，計算煉鋼和鑄造生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)；8）編制勞動定額計劃；9）對連鑄板坯生產(chǎn)成本的計算和成本計算的技術(shù)資料，并提出了技術(shù)和經(jīng)濟分析所需的數(shù)據(jù)。 本設(shè)計主要解決工藝設(shè)計。一般來說，是制定產(chǎn)品方案，確定的主要過程，選擇的主要生產(chǎn)設(shè)備（電爐、精煉設(shè)備、鑄造設(shè)備、每跨需要一些重型設(shè)備）進行了鑒定，解決了生產(chǎn)車間各部分的布局問題（主要指電爐、精煉過程設(shè)備，鑄造設(shè)備布局），繪制植物配置圖、剖面和電弧爐爐型的人物，會計的主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)的車間。2 設(shè)計方案的確定 產(chǎn)品大綱的制定 產(chǎn)品大綱（1）冶煉鋼種主要鋼種：軸承鋼其他鋼種：碳素鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、冷鐓鋼、碳素工具鋼（2） 代表鋼號成分。 代表鋼號成分 成分牌號CSiMnPSCrGCr9（軸承鋼）~~~≤ ~Q235（碳素鋼）≤≤~≤~30Mn2（合金結(jié)構(gòu)鋼）~~~ML15（冷鐓鋼）~~~≤T7（碳素工具鋼）~≤≤≤≤ （3）各鋼種代表鋼號、產(chǎn)量以及產(chǎn)量比 （%）。 。 各鋼種代表鋼號、產(chǎn)量以及產(chǎn)量比 單位：萬噸鋼 種代表鋼號產(chǎn)量產(chǎn)量比(%) 高碳鉻軸承鋼GCr93960碳素鋼Q2351320合金結(jié)構(gòu)鋼30Mn210冷鐓鋼ML155碳素工具鋼T75 制定產(chǎn)品大綱的依據(jù)近年來，隨著我國軸承市場的快速發(fā)展，機械、汽車等行業(yè)的快速發(fā)展，為軸承行業(yè)的發(fā)展提供了市場空間，擴大了軸承鋼的市場空間，給軸承鋼的發(fā)展帶來了機遇和前景。所以在現(xiàn)階段，除了保證軸承鋼的生產(chǎn)外，還應(yīng)大力提高冶煉、優(yōu)質(zhì)軸承鋼的生產(chǎn)水平，為今后國內(nèi)航空航天、汽車、船舶、計算機等行業(yè)的發(fā)展提供保障。 鋼種的特性以及用途(1) 高碳鉻軸承鋼GCr9。 GCr9的化學(xué)成分元素CSiMnCrPSNHOTi含量(％)~~~~≤≤80ppm≤1~2ppm≤12ppm≤15ppm 1）特點： 淬透性和高耐磨性，冷變形和切削介質(zhì)，可焊性較差，對白點形成熱處理回火脆性敏感。gcr9已經(jīng)成為最廣泛的高碳鉻軸承鋼因其良好的性能和低合金含量。淬火和回火后，具有均勻的結(jié)構(gòu)，良好的耐磨性，高硬度和高接觸疲勞性能。 2）使用： 用于生產(chǎn)滾動體和軸承環(huán)。例如：生產(chǎn)汽車、火車、鉆床、各種機械、環(huán)、鋼球、滾子軸承。有時用來制造模具、工具等。（2）碳鋼Q235 1）特點： 中碳含量適中，塑性、韌性、焊接性能、冷加工性能良好。強度好，易于加工。 2）使用： 大量生產(chǎn)的鋼板、鋼筋、鋼、橋梁、車輛等。質(zhì)量好的含S、P低C、D級Q235，相當(dāng)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，適用于制造框架、連桿、軸、軸套環(huán)等的要求比較高，焊接工程機械結(jié)構(gòu)件的韌性。（3）碳素工具鋼T7 1）特點： 亞共析鋼，具有良好的韌性和強度。 2）使用： 用于制造承受沖擊負(fù)荷的工具，如沖壓、模具、鉗工工具、鉆頭、用大鐵錘，密封方面，相對于單純的外科醫(yī)療器械等。（4）ML15鋼 1）特點： 良好的塑性和韌性，耐冷性的影響。 2）使用： 用于鉚釘、銷、彈簧螺栓、螺釘?shù)?。?）合金結(jié)構(gòu)鋼30Mn2 1）特點： 經(jīng)過處理后，具有很好的強度、韌性和耐磨性。圖、冷鍛和熱處理工藝在小尺寸零件制造、機械加工和焊接中表現(xiàn)較好，一般不作為焊接件。 2）使用：汽車、拖拉機車架、傳動齒輪、軸、淬火和回火零件的大截面都是用于制造，起重機的后橋和其他高強度的心臟也可用于生產(chǎn)碳。 工藝方案與工藝流程的選擇 爐容量與座數(shù)的確定大電爐技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)較好，熱損失和電耗較小，因此一般力求選用較大容量的電爐。車間的生產(chǎn)規(guī)模，冶煉周期，作業(yè)率等因素對電弧爐的爐容量影響較大。每次的出鋼量q由此可以估算出： ()式中——車間產(chǎn)品方案中確定的年產(chǎn)量，t； τ —— 冶煉周期，； η —— 作業(yè)率，取88%； y —— 良坯收得率，連鑄一般 95%~96%；求得q = 58 t 。%，由此確定電弧爐的公稱容量為74 t ?，F(xiàn)代電弧爐煉鋼車間一般配置1座電弧爐——1套爐外精煉裝置——1臺連鑄機——1套成品連軋機的“四位一體”一對一的生產(chǎn)作業(yè)線。這種配置方式具有生產(chǎn)管理方便，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)先進，相對投資省的優(yōu)點。 工藝方法與工藝流程的選擇與論證現(xiàn)代電爐的生產(chǎn)過程是以電爐生產(chǎn)的現(xiàn)代化和高效化為基礎(chǔ)的。在生產(chǎn)高碳鉻軸承鋼江陰興澄特種鋼鐵有限公司中居世界第一，世界先進水平。生產(chǎn)各種產(chǎn)品的主要工藝過程，包括棒線材：較大的棒材生產(chǎn)工藝：高爐鐵水10優(yōu)質(zhì)廢鋼、100t電爐超高功率偏心底出鋼電弧爐、100t鋼包精煉爐、100t VD真空脫氣爐、12M，5機5 300mm300mm大方坯連鑄、熱送熱裝、加熱、軋制、拋丸、矯直（，渦流檢測，超聲波檢測）。規(guī)模較小的酒吧生產(chǎn)過程：高爐鐵水10優(yōu)質(zhì)廢鋼、100t電爐超高功率偏心底出鋼電弧爐、精煉爐真空脫氣100tlf，100tvd，12M 5 5流300mm300mm大方坯連鑄熱送熱裝，加熱、軋坯機、中間坯加熱、軋制（、拋丸、矯直直、倒角、渦流探傷、超聲波探傷）。線材的生產(chǎn)工藝：高爐鐵水10優(yōu)質(zhì)廢鋼、100t電爐超高功率偏心底出鋼電弧爐、精煉爐真空脫氣100tlf，100tvd，12M 5 300mm300mm 5流小方坯連鑄機。本設(shè)計考慮實際和先進的使用：煙道Consteel電弧爐（UHPEAF，EBT） 80t LF精煉爐、VD真空脫氣爐80t，12M 3機3流小方坯連鑄機300mm300mm大方熱送、熱負(fù)荷、加熱、軋制（拋丸、矯直，渦流探傷、超聲波探傷）。（超高壓超高功率電爐、偏心底出鋼法）（1）Consteel電弧爐實現(xiàn)連續(xù)進料、預(yù)熱廢料、生鐵、預(yù)