【正文】 1 二煉鋼廠 新 160tLF 精煉爐工程 初步設(shè)計 工程號： 05168 唐山鋼鐵設(shè)計研究院有限責(zé)任公司 2020年 12月 2 目錄 附圖： 新 160tLF精煉爐改造工程方案圖紙 4張。 圖號為： 05168依鋼 1 05168依鋼 2 05168依鋼 3 05168依鋼 4 3 1. 1 設(shè)計原則 該工程立足于提高鋼產(chǎn)品質(zhì)量，開發(fā)冶煉品種鋼。 LF的功能是： （ 1） 電弧加熱升溫； （ 2） 提高 合金收得率和鋼水成分微調(diào)； （ 3） 均勻鋼水成分和溫度； （ 4） 提高鋼的潔凈度和改變夾雜物形態(tài)； （ 5） 脫硫； （ 6） 作為轉(zhuǎn)爐與連鑄之間的緩沖環(huán)節(jié)，保證轉(zhuǎn)爐連鑄匹配率，實現(xiàn)多爐連澆。 工程的必要性 二煉鋼廠現(xiàn)在有 1 座 145tLF 精煉爐和一座剛剛投赴使用的 260tLF 精煉爐，現(xiàn)在需要上另外一臺新 160tLF 精煉爐，主要基于以下幾個因素考慮： （ 1）二煉鋼廠轉(zhuǎn)爐座數(shù)和連鑄機臺數(shù)較多，僅僅有一臺 60tLF 精煉爐不能滿足精煉鋼水的產(chǎn)量要求。 （ 2）原來的 145tLF 精煉爐容量只有 45 噸，現(xiàn)在經(jīng)過擴容改造的轉(zhuǎn)爐出鋼量已經(jīng)達到 58 噸，很顯然處理能力需要增大。 （ 3）原來的 145tLF 精煉爐沒有合金加料系統(tǒng)，不具備調(diào)節(jié)鋼水成分的功能。 （ 4）原來的 145tLF 精煉爐只有一個精煉工位，為了滿足生產(chǎn)節(jié)奏的要求，改造成回轉(zhuǎn)車雙工位形式，減少了輔助用時間，加快了生產(chǎn)節(jié)奏，相應(yīng)地 4 擴張了精煉處理能力。 2. 主要設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計特點 主要設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計內(nèi)容是從轉(zhuǎn)爐出鋼到精煉工位，進行精煉，然后將鋼水吊運至連鑄車間的整個過程。其中： LF 鋼包爐的主體設(shè)計由我方和設(shè)備制造廠家協(xié)同進行，其余高低壓供電外網(wǎng)配電系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)供水泵站及外網(wǎng)，鋼包底吹氬高壓氮氣系統(tǒng)、氬氣系統(tǒng)，精煉爐低壓氮氣系統(tǒng)外網(wǎng)，除塵系統(tǒng)外網(wǎng)，土建設(shè)施由我方設(shè)計。 設(shè)計特點 轉(zhuǎn)爐車間主要包括加料跨、爐子跨、鋼水跨、出渣跨等主要生產(chǎn)廠房。在本次設(shè)計中， LF 鋼包精煉爐只有設(shè)置在過渡跨才能減少占用空間，保證布局合理，工藝流程順暢。 “轉(zhuǎn)爐 — 精煉 — 連鑄”是轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝典型流程，它強調(diào)精煉站的在線布置。根據(jù)本工程的工藝布置，經(jīng)過多次研討，我們擬定 LF 精煉爐在 過渡跨 建設(shè)。具體布置見附圖。為了進一步減少空間的占用，我們沒有采用前一個 60tLF 精煉爐的雙車三工位形式，而是采用了鋼 包回轉(zhuǎn)臺（或回轉(zhuǎn)車）的形式，加快了精煉操作的節(jié)奏。同時，加料跨也布置在 過渡跨內(nèi)，進一步減少了空間占用。 由于增設(shè) LF 鋼包精煉爐，需要高壓 12020kVA， 10000V 高壓，是變壓器用電；低壓 300KVA， 380V 包括鋼包車運行，電極升降用電等。 設(shè)備冷卻用水共需 280m3/h,水壓 ，水質(zhì)為凈環(huán)水。 5 壓縮空氣壓力為 ~，流量 Q=30m3/h。氬氣與復(fù)吹工程統(tǒng)一考慮，從 2x30m3液氬罐引出供給。高壓氮氣與氬氣切換使用，壓力 ~，流量 Q=2x300NL/min。 增設(shè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)，用于爐外精煉操作過程產(chǎn)塵的排除和凈化 ,煙氣量80000m3/h(t≤ 180℃ ),粉塵量： 10g/Nm3,粉塵流量： 38kg/h。 綱 二煉鋼廠，主要以生產(chǎn)普碳鋼和低合金鋼為主，代表鋼號是 Q23 Q345，主要精煉品種：硬線鋼、船用角鋼、 PC 鋼、冷鐓鋼、鉚螺鋼、抽油桿鋼等。 6 精煉過程的時序分析 序號 項目 單車時間（ min） 雙車時間（ min） 1 鋼包吊至鋼包車坐包 2 2 接吹氬管、試氣（測 溫取樣） 1 3 第一次側(cè)溫取樣 3 4 鋼包開至精煉工位 1 1 5 爐蓋、加渣料、送電 3 3 6 電極下落到位，第一次加熱 5~8 5~8 7 加合金 3 3 8 第二次加熱 6~12 6~12 9 第二次側(cè)溫取樣 3 3 10 電極、爐蓋升起到位 1 1 11 鋼包開出精煉工位 1 1 12 喂絲（終脫鈣處理） 3 3 13 斷開氬氣管路 1 14 吊包上連鑄 2 合計 35~44 26~35 考慮到生產(chǎn)節(jié)奏、檢修等各方面的影響，年作業(yè)天數(shù)按 310 天計，平均出鋼量按 56 噸計， 則一臺 LF 的年生產(chǎn)能力為： 310x24x60x56/35=； 其中： 310— LF 年有效作業(yè)天數(shù)， d。 24x60— 每天分鐘數(shù)， min/d。 45— LF 爐每爐平均處理鋼水量， t。 35— LF 爐平均處理周期， min； 由于實際生產(chǎn)中的匹配等問題，初步設(shè)計一臺 LF 一年能夠處理鋼水量約60 萬噸。 7 精煉的工藝流程 考察本工程的車間平面布置總圖、品種結(jié)構(gòu)和工藝流程，精煉的工藝流程圖 51。 回磷量主要取決于鋼包內(nèi)殘留的氧化渣量的大小，為此，務(wù)必加強管理和操作 ，通過擋渣、維護出鋼口等方法將鋼包內(nèi)渣量限制 50 mm 以內(nèi)。對于鋼水純升溫或鋼水保溫操作，如當(dāng)時生產(chǎn)節(jié)奏狀況允許，同時與其它需精煉爐次不發(fā)生沖突，升溫時間可不作限制。在精煉爐次生產(chǎn)組織過程中，應(yīng)盡量為精煉工序創(chuàng)造較好的條件，盡可能縮短精煉輔助時間，以達到最佳的匹配效果。 圖 51 LF 精煉工藝流程圖 生產(chǎn)工藝流程 吊車將鋼包吊到 LF 旋轉(zhuǎn)臺車上，人工接通 Ar 氣管線，進行吹氬和測溫轉(zhuǎn)爐出鋼鋼包吊運至精煉 鋼包回轉(zhuǎn)車 回轉(zhuǎn)車吊包工位 觀測鋼包凈空 接吹氬管路、測溫取樣 LF 精煉處理工位 加渣料、合金料、喂絲 加熱、測溫取樣 鋼包轉(zhuǎn)到吊包工位 側(cè)溫、取樣 斷開吹氬管路 去連鑄澆注 8 取樣，然后將鋼包運行至精煉工位，對旋轉(zhuǎn)平臺 進行定位（定位精度 177。 10mm），下降鋼包蓋，加入造渣劑，電極降下，開始通電加熱，在加熱過程中采用較小的吹氬量進行攪拌。第一階段約 7 分鐘，基本上達到了熱平衡，鋼液溫度不再下降，這時停止通電，提起電極，同時進行大流量的底吹攪拌，使得鋼水的溫度和快速均勻。 當(dāng)試樣分析結(jié)果出來后，自動傳送到主操作室及計算機系統(tǒng)內(nèi)， LF 的計算機系統(tǒng)根據(jù)化驗分析值與鋼種目標(biāo)值之間的差距，通過計算機數(shù)字模型進行計算，計算出需要加入的合金料的種類和數(shù)量。 合金料從操作門人工加入鋼包重，從而達到合金微調(diào)的目的。加入合金料后，繼續(xù)加熱約 12min，使鋼水的成分和溫度達到預(yù)定的目標(biāo)，此時進行最后一次側(cè)溫取樣，之后進行喂絲，采用雙線喂絲機喂入 CaSi 或 Al 絲，進行終脫 [O]，終脫 [S]，并改變夾雜物的形態(tài)，喂絲速度設(shè)定在 200m/min 左右，喂絲直徑為φ 6~φ 13mm。在喂絲的裝置上設(shè)有顯示喂入長度的計數(shù)器和速度控制器，當(dāng)以一定的速度喂入預(yù)訂長度時，喂絲機會自動停止喂絲。在此過程中采用較少的吹氬量，以獲得更純凈、更均勻的鋼水。喂絲結(jié)束后，包蓋升起，鋼包旋轉(zhuǎn)到吊包工位，斷開吹氬管路，吊車將鋼包吊走，至此 LF一個冶煉周期完成。 根據(jù)生產(chǎn)節(jié) 奏要求， LF 升溫速度應(yīng) 45℃ /min，可進行常壓電弧加熱、吹氬攪拌、測溫、取樣、合金成分微調(diào)。采用三相交流電弧精煉爐方案。其主要設(shè)備如下： 機械設(shè)備及主要參數(shù) 鋼包 9 設(shè)備包括： 鋼包由鋼包體、滑動水口、吹氬管等組成。 技術(shù)參數(shù)： 滑動水口由特殊液壓裝置驅(qū)動。吹氬單獨設(shè)置。吹氬管線上