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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計說明書:年產(chǎn)100萬噸煉鋼電弧爐(已修改)

2024-12-19 16:30 本頁面
 

【正文】 1 第一章 設(shè)計方案 設(shè)計概述 設(shè)計的基本原則及內(nèi)容 設(shè)計的基本原則 (1)貫徹執(zhí)行黨和國家建設(shè)四化的方針、政策及其有關(guān)規(guī)定。在廠址選擇及進行工廠總平面布置時,盡量少占有現(xiàn)有耕地,“三廢”的處理和排除不應(yīng)污染環(huán)境,不應(yīng)有害農(nóng)業(yè)生產(chǎn),且應(yīng)綜合利用。在方案的確定和選擇上要考慮到國家的現(xiàn)狀和要求以及未來發(fā)展的需要。 (2)設(shè)計中的技術(shù)決定緊密結(jié)合我國的具體情況,保證技術(shù)先進與經(jīng)濟合理相結(jié)合。在生產(chǎn)工藝流程和機器設(shè)備的選擇上。考慮到我國現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平,盡可能 她 提高機械化,自動 化的程度。以達到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗,提離經(jīng)濟效益。 (3)充分利用本地資源,發(fā)揮現(xiàn)有工業(yè)基地的潛力, 降低資。 (4)設(shè)計應(yīng)充分體現(xiàn)社會主義制度對勞動者的安全與健康的關(guān)懷,應(yīng)把環(huán)境提到重要位置,重視“三廢”處理及綜合利用。 設(shè)計內(nèi)容 設(shè)計內(nèi)容包括:產(chǎn)品方按確定,配料計算, 爐型設(shè)計 (爐子容量及座數(shù)確定,爐型尺寸計算、變壓器及電器參數(shù)選擇等 ),電爐車間的設(shè)計 (車間設(shè)備選擇及布置,各跨間的設(shè)計 )等。 建廠條件評述 通過實地調(diào)查,利用收集到的資料,就該地區(qū)資源、電力、交通、水文、地質(zhì)、氣候等方面加以 評述,以論證在該地建廠發(fā)苦難性與合理性。 本次設(shè)計中,我們的設(shè)計是根據(jù)衡陽地區(qū)的條件進行的,下面就將該地條件表述如下,以供參考使用。 資源,能源 衡陽地區(qū)是湖南礦藏比較集中的地區(qū),種類繁多,藏量豐富,尤以有色金屬等最為著名,號稱“非金屬之鄉(xiāng)”。有豐富的水電資源。 2交通運輸 衡陽是湘南地區(qū)的交通樞紐,有眾多廠礦鐵路專線。公路縱橫交錯,里程達2308公里,湘江從衡陽流過,因此,原料,產(chǎn)品運輸十分方便。 氣象條件 (1) 氣溫 極端最高氣溫 41℃ 2 極端最低氣溫 2℃ 全年平均氣溫 ℃ (2) 風(fēng) 主導(dǎo)風(fēng)向: 東北風(fēng) 最大風(fēng)速: 8m/s(1978) 10m/s(1974) 七月份最大風(fēng)速 ,最小風(fēng)速 (3) 降水量 年平均降水量 , 19581970年最大月降雨量 (4) 濕度 冬季最冷月相對濕度 75% 夏季最熱月相對濕度 8166% 地質(zhì)條件 衡陽地區(qū)地下埋藏著第四紀(jì)沖積黏土,卵石和石灰?guī)r,其抗壓強度: 黏土 —— 卵石 —— 石灰?guī)r —— 風(fēng)量修正,基本風(fēng)壓 月份 風(fēng)量修正系數(shù)( K值) 漏風(fēng)損失( %) 入爐風(fēng)量( Nm3/min) 七月 12 613 一月 12 727 全年平均 12 672 基本風(fēng)壓值 35kg/m2, 基本雪壓值 30kg/m2 在這節(jié) 里,年產(chǎn)量,冶煉鋼種及其產(chǎn)量比例均由設(shè)計任務(wù)書規(guī)定得知。具體鋼號可給定也可以自行選擇。選擇原則如下: (1)所選鋼號必須是該鋼種中典型的常用代表鋼號; (2)綜合考慮中國的礦產(chǎn)資源狀況,我國的礦產(chǎn)資源基本上是缺鉻少鎳多硅錳; (3)考慮到市場的需求情況。 冶煉的鋼種 。 代表鋼號及化學(xué)成分確定為表 11所列: 3 表 11 冶煉鋼種化學(xué)成分表 鋼種簡介 要求對所選鋼號的工藝性能,機械性能和用途作簡要介紹。 合金結(jié)構(gòu)鋼 如 20MnSi、 4OCr等,所含合金元素的總量一般不超過 5%,但所用合金元素的種類卻很多。各種 合金元素對其性能產(chǎn)生一定影響 ,至使其具有良好的綜合機械性能 (σ b、? k、δ、Ψ等 ),通過吹氬攪拌便可進行連注。主要用來制造各種機械,機械零件和各種工程中金屬結(jié)構(gòu),加汽車、柴油機及機床等上的齒輪,主軸等構(gòu)件。目前世界上合金結(jié)構(gòu)鋼的總產(chǎn)量已達總產(chǎn)量 10%,占合金銅總產(chǎn)量 45%以上。 滾珠軸承鋼 如 GCr15有較高硬度、耐磨性,高的接觸疲勞強度和抗壓強度,良好韌性及較高的抗磨蝕性。但從電爐生產(chǎn)實際來看,由于一般軸承鋼 C量較高,非金屬夾雜不僅數(shù)量多,而且形狀不規(guī)則,隨著軸承鋼爐外精煉技術(shù)的發(fā)展,連鑄鋼水的質(zhì)量有 了很大的提高,現(xiàn)在國內(nèi)外大多使用連鑄機生產(chǎn)軸承鋼。 不銹鋼 加 lCrl8Ni9Ti等,它們含 Cr、 Ni等合金元素很高,特別是 Cr含量為 18~ 20%,而 C含量要格別較低水平,生產(chǎn)中要特別注意“脫 C保 Cr” 控制。為了提高合金元素回收率,避免在強冷卻條件下產(chǎn)生裂紋,一般不銹鋼應(yīng)用模鑄,與 LF爐相配合。由于不銹鋼具有高的抗氧化,耐磨蝕性能,所以被廣泛應(yīng)用于原子能、航空、海洋開發(fā)、化學(xué)、石油工業(yè)及日常生活之中。 產(chǎn)量計算 金屬平衡圖 金屬平衡圖 參見表 12,由計算知車間產(chǎn)量等分布情況, 如表 13。 成分 鋼種 C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo 碳工鋼 45 ≤ ≤ ≤ ≤ 彈簧鋼 T8 ≤ ≤ ≤ ≤ 不銹鋼 1Cr18Ni9Ti ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 1719 5 179?!?〕 4 表 13 車間產(chǎn)量分布 金屬平衡圖如下: 連鑄 (以 T8和 GCr15為例 ),見圖 11。 圖 11 金屬平衡圖 配料計算 配料任務(wù)在于確定爐料的化學(xué) 組 戒 及其配比 。合理利用返回鋼,節(jié)約合金元素,減少消耗,縮短冶煉時間。 (1)配料原則 1)配料的準(zhǔn)確性即爐料重量和配料成分要準(zhǔn)確。 2)合理使用廢鋼,廢鋼的化學(xué)成分須符合所煉鋼種要求。另外,當(dāng)采用氧化法冶煉時,應(yīng)大量使用普通廢鋼 。而在采用返回法時,必須使用優(yōu)質(zhì)返回鋼。 使用廢鋼時,還應(yīng)考慮其塊度和單位體積重量,不同塊度的爐料應(yīng)有適宜的配比,輕薄廢鋼所占比例不宜過大。當(dāng)廢鋼含 C量不能滿足配 C要求或廢鋼來冶煉鋼種 年產(chǎn)量(t) 裝入量i=a∕(1h) 鋼水量j=i(1cy) 返回鋼j=i(hcy) 收得率k=1cy 收合率l=1h 消耗系數(shù)n=i∕a 45 400000 95 T8 400000 95 1Cr18Ni9Ti 202100 95 裝入量 100% t 100% 吹煉后鋼水 +595939595% 熔換 t 5% 精煉后鋼水 94% 精煉損失 6% 中間包鋼水 % 注余鋼水 % 原坯 98% 原坯 % % 氧化鐵皮 % 切頭切尾 t % 合格坯 450000 % 廢品 % 清理損失 % %% 中間包鋼水 % 注余鋼水 % 事故及回爐鋼水 % 合格坯 % % 廢品 % 其它損失 t % 5 源不足時,可以配入部分生鐵或廢鐵,其配比氧化法可達 40%,返回法則約為 10%。 3)確定適宜的配料成分 配料 成分由鋼種成分、元素特性,冶煉方法和質(zhì)量要求等確定,對于普碳鋼和低合金鋼應(yīng)著重配好 C,而對于高合金鋼則應(yīng)著重 配好幾個主要的合金元素。 碳:確定配 C量時,應(yīng)考慮碳在熔化期的燒損,氧化期的脫 C量及還原期的增 C量。 采用氧化法冶煉,爐料化清時的碳含量應(yīng)該比規(guī)格下限高出 %~ %。而返回法則應(yīng)高 %。如果熔化期吹氧助熔,則氧化法配料中碳應(yīng)該比 規(guī)格下限高 %~ %,當(dāng)廢鋼含 C量不足時,可以用增碳劑增碳。 硅:氧化法熔煉時不人為的配入硅,當(dāng)化清時鋼液含 Si量大于 %時,將會抑制沸騰, 用返回吹氧法煉不銹鋼時,適當(dāng)提高爐料配 Si量可以提高返回鋼中 Cr的回牧率,但也不宜超過 %。 錳:對于一般鋼種,化清錳含量一般不作要求,但對于某些重要的結(jié)構(gòu)鋼, 化清時錳含量應(yīng)不大于 %,以免抑制沸騰,錳的燒損為 50~ 60%。 鉻:用氧化法冶煉時,爐料中鉻應(yīng)盡量少,即 使量鉻結(jié) 構(gòu)鋼也是如此,冶煉高鉻鋼時,其配鉻量,裝入法按規(guī)定中下限配入,返回法則應(yīng)低于下限。 鎳、鉬、鎢:成品中含量較高時按規(guī)格中、下限配入,并同爐料一起裝爐。 釩、鈦、鋁:極易氧化,不在配料時加入。 硫、磷:爐料中的硫、磷越低越好,一 般來說,返回法的配磷量≤ %,氧化法的配硫和配磷因鋼種而異。 配料成分 (%) 一般結(jié)構(gòu)鋼 軸承鋼 工具鋼 不銹鋼 P ≤ ≤ ≤ ≤ S ≤ ≤ ≤ ≤ (2)設(shè)計條件 產(chǎn)品方案見表 12 本例設(shè)計配料均采用返回鋼 :碳素廢鋼和生鐵 (GCr15SiMn只用碳素廢鋼、生鐵 ),碳素廢鋼的要求見表 14。 表 1— 4 電爐煉鋼用碳素廢鋼成分 (%) 元素 種類 C Si Mn Cr或 Ni 低 C廢鋼 中 C廢銅 高 C廢銅 6 注 : 氧化法含煉時 S%,P% 氧化法冶煉高速工具鋼 S%, P% 設(shè)計中按所設(shè)計鋼種碳量相應(yīng)選擇碳素廢鋼,如 45鋼一般選中碳廢鋼。其它金屬料加返回鋼、生鐵、鐵合金成分及收得率見表 15。 表 15 金屬料成分 (%) 終插鋁量 (鋁條含鋁 99%) 低碳鋼 [C]% 插 Al量 ~ 中碳鋼 [C]~ % 插 Al量 ~ 高碳鋼 [C]% 插 Al量 ~ 注:插 Al量取中限 七種鋼除 lCrl8Ni9Ti采用返回吹氧法冶煉外 , 其余均采用氧化法冶煉。 1)氧化法冶煉的工藝備件如下: ○ 1 化清時鋼中 C合量均化比規(guī)格下限高 %,料中配 C量均高出規(guī)格下限%。 ○ 2 造還原渣時加入硅粉時均按 3Kg/t計算,還原后加硅鐵時,鋼中殘 Si量按%計算。 ○ 3 還原初期調(diào)整鋼液錳含量時,鋼中殘錳量按 %計算。 ○ 4 鋼中 Mn、 Si成分均按表 15中要求。 2)氧化法配料基本共系式: 成分 原料 C Si Mn P S Ti Cr Ni %收得率 45返回鋼 T7返回鋼 GCr15SiMn返回鋼 55SiMnMo返回鋼 0Cr18Ni9返回鋼 18 10 生鐵 FeMn 63 97 FeSi 45 98 FeSi粉 75 55 FeTi 25 75 FeCr 60 98 鎳 99 98 7 ○ 1 配料量 =裝入量 鐵合金總補入量 鐵礦進鐵量 ○ 2 鐵礦進鐵量 =鐵礦加入量179。鐵礦含鐵量179。鐵的回收率 鐵礦加入量一般按出鋼量的 %計算,鐵礦含鐵量約為 50~ 60%,鐵的回收率約為 80%。 ○ 3 鐵合金加入量 = 回收率鐵合金成分 爐中成分)(控制成分出鋼量 ? ?? ○ 4 插 Al量 = 量鋁條含 量每噸鋼需要出鋼量 Al Al? (3)氧化法配料計算 (以 T8為例 ) 1)配料量 ○ 1 鐵礦加入量 =179。 179。 lO= 鐵礦進鐵量 =179。 55%179。 80%= 10脫 1KgC所需鐵礦量, Kg ○ 2 求鐵合金加入量 FeMn= 4 1 4 3 9 4 .7 6 5 (0 .6 5 0 .1 )%6 3 % 9 7 %??? = FeSi= 4 1 4 3 9 4 .7 6 5 (0 .2 7 0 .1 5 )%4 5 % 9 8 %???= FeSi粉進入液量 =3179。 179。 55%179。 10001 = (造還原渣時加入 FeSi粉量為 3kg/t, 其回收率為 55%) 進入鋼液鐵合金總量 =++= 配料量 == 2)確定各種廢鋼配比 設(shè)碳素廢鋼為 x噸,生鐵加為 y噸 。 x+y+= %x+%y+%179。 =%179。 (料中配碳 %) 得 x= y= 故本爐爐料的配比為: 返 回 鋼 = 中碳廢鋼 =
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