【正文】 裝滿鋼水和熔渣后盛鋼桶質(zhì)量 W’ ＝ ++ W0＝ 150＋ 150＋ ＝ 盛鋼桶耳軸的安裝 通過計算可知，空盛鋼桶比盛滿鋼水、熔渣時的重心低，因此只需算出盛滿鋼水、熔渣時的重心位置，就無傾覆的危險。爐蓋上還設(shè)有 合金加料口，渣料加料裝置及測溫，取樣裝置。根據(jù)電極調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用反應(yīng)良好，靈敏度高的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于不設(shè)加熱裝置，因此僅用于加脫氧劑和成分微調(diào)，加料時間越短越好。本設(shè)計采用含 casi合金粉料的包芯線，用來脫氧和使夾雜變性加入 casi合金可防止連鑄過程水口堵塞現(xiàn)象，且降低過程溫降，利于連鑄生產(chǎn)。廢鋼預(yù)熱室裝入量取決于總裝入量。 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 38 頁 共 63 頁 8. 連鑄設(shè)備的設(shè)計與計算 本世紀 50 年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)開始用于工業(yè)，從 60 年代起連鑄得到普遍應(yīng)用和發(fā)展。 鋼包最大澆注時間 鋼包允許的最大澆注時間受多種因素影響，如鋼種、鋼包容量、包襯材質(zhì)、烘烤條件、覆蓋保溫劑，鋼包加蓋等。在鋼種、鑄坯斷面和流數(shù)確定后，拉速大小對連鑄機的生產(chǎn)能力起著決定作用。在實際生產(chǎn)中連鑄機不能按理論拉速進行，為改善鑄坯質(zhì)量，應(yīng)使用比理論拉速小的工作內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 39 頁 共 63 頁 拉速 V 拉速 。 當一臺連鑄機只澆注一種斷面時，其流數(shù) N 的計算如下： N＝ G/(tFvρ )， 式中： G—— 鋼包容量， t t—— 鋼包澆注時間， min。 Ll＝ tVmax＝（ D/2K） 2Vmax＝ D2Vmax/(4k2) 式中： Ll—— 液相深度， m D—— 鑄坯厚度， mm 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 40 頁 共 63 頁 VMAX—— 最大拉速， m/min K—— 綜合凝固系數(shù)， mm/min1/2，在本設(shè)計中取 25 則 : Ll＝ 1502 （ 4 252）＝ 由計算可取 Ll＝ 18 m 連鑄機的冶金長度 從本質(zhì)上講，根據(jù)最大拉速計算出來的液相深度就等于冶金長度，但在設(shè)計時，不僅要考慮連鑄機可能要達到的最大拉速和最大的鑄坯厚度，而且還要考慮到投產(chǎn)后連鑄技術(shù)的發(fā)展，因此： L 機 =(～ ) Ll＝ ～ 根據(jù)實際情況，本設(shè)計取 22m。 連鑄機生產(chǎn)能力的確定 連鑄 澆注周期計算 連鑄澆注周期時間包括澆注時間和準備時間，計算如下式： T＝ t1＋ nt2 式中： T—— 澆注周期時間， min t1—— 準備時間， min；指從上一連鑄爐次中間包澆完至下一連鑄爐次開澆的間隔時間，板坯連鑄機約 25～ 45min，此設(shè)計取 30min。本設(shè)計中連澆爐數(shù)計算如下： ％803651000000? ＝ 1440 nn ??? 4030 98120＋ ％ ，解之得： n＝ ，則取 n＝ 4 所以： T＝ t1＋ nt2＝ 30＋ 4 40＝ 190 min 連鑄機的作業(yè)率 連鑄機的作業(yè)率直接影響到連鑄機的產(chǎn)量，每噸鑄坯的操作費用和投資費用的利用率。 就提高連鑄機產(chǎn)量而言，連澆爐數(shù)越多，鑄機產(chǎn)量越高。它既影響鑄坯質(zhì)量，也影響連鑄機的總高度和設(shè)備質(zhì)量，還是標志能澆注最大鑄坯厚度的一個重要參數(shù)。 鑄坯的液相深度和冶金長度 鑄坯的液相深度 所謂鑄坯的液相深度（即液芯長度）是指鋼液從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固完畢時的長度。 鑄坯厚度對拉坯速度影響最大，由于板坯的寬厚比較大，所以最大理論拉速可由下式確定： Vmax＝ km2Lm/[s]2 mm/min km—— 結(jié)晶器內(nèi)凝固系數(shù)， k＝ 20 [s]—— 出 結(jié)晶器下口時安全凝殼厚度，取 13mm Lm—— 結(jié)晶器有效長度，取 800mm 則： Vmax＝ 202 800/132＝ 注：參照武鋼二煉鋼 170（ 700～ 1600），其拉速為 ～ ，則本設(shè)計取 。在一定的工藝，設(shè)備條件下，選擇拉速主要應(yīng)保證鑄坯出結(jié)晶下口時有一定的坯殼厚度，以防止變形太大甚至漏鋼，還要保證鑄坯內(nèi)部外 部質(zhì)量良好。主要取決于對澆注溫度控制的要求，對要求嚴格控制中心偏析和疏散的鋼種，鋼水過 熱度要小，取 f＝ 10 則： tmax＝（ log150－ ） 10/＝ 79 min 鑄坯斷面 鑄坯斷面的形狀和尺寸根據(jù)軋機類型和鋼種，選擇鑄坯斷面為 150 1000，定尺長為 8m 。 連鑄機機型 按連鑄機外形分，有立式、立彎式、 弧形、超低頭和水平連鑄機。 渣罐個數(shù) 車間所需渣罐數(shù)量 Q10＝ Q11＋ Q12＋ Q13 式中： Q11—— 車間每晝夜周轉(zhuǎn)使用的渣罐數(shù)量， Q11＝ Z T4/24 Q12—— 生產(chǎn)時常安放在爐下和其它位置上的渣罐； 2 個 /每臺連鑄機 Q13—— 車間渣罐備用數(shù)，約取總數(shù)的 10～ 15％，本設(shè)計取 15％ Z—— 每晝夜車間 T4—— 一個渣罐的作業(yè)周轉(zhuǎn)時間，取 8h 所以： Q10=2 24 60/9 8/（ 3 24）＋ 2 1+15％ Q10，得： Q10＝ 按實際需要取 12 個。 其它設(shè)備設(shè)計 料籃的設(shè)計 料籃主要 用來載運廢鋼、生鐵料，供應(yīng)電弧爐的冶煉。預(yù)先將料加入料倉，在真空精煉過程中分批加入 VD爐內(nèi)。 VD 爐的設(shè)計 VD 爐的配置有真空罐、鋼包、加料系統(tǒng)、真空泵、終點控制儀表和取樣、測溫裝置等組成。吊架上有升降機構(gòu)，可根據(jù)需要調(diào)整爐蓋位置。 LF 爐爐蓋設(shè)計 為了保持盛鋼桶的強還原氣氛，及防止鋼桶散熱和提高加熱效率， LF 爐爐蓋是水冷的。鋼液比容取 ，熔渣比容取 m3/t，因此鋼與渣的總體積，即鋼桶容積應(yīng)為： + ＝ （ m3） ,若采用 H/D=1，則盛鋼桶的下部內(nèi)徑為： DH=Db－ = 盛鋼桶容積按圓錐臺計算： V＝ Hb/3(π Db2/4＋π DbDH/4＋π DH2/4) 若 Hb =Db， DH=，代入可得 V＝ Db3＝ 下部內(nèi)徑： DH＝ ＝ 應(yīng)考慮電爐超裝 20％，并留鋼 10％，所以決定實際出鋼量為 132t，故選取盛鋼桶額定容量為 P=150t，則： Db＝ DH＝ ＝ ＝ m 盛鋼桶磚襯厚度 盛鋼桶磚襯包括保溫層與耐火工作層，一般砌筑總厚度為 100～ 250mm 。 盛鋼桶容納鋼水量 設(shè)盛鋼桶的額定容量為 P(t)，一般考慮 10％的過裝余量，則盛鋼桶內(nèi)鋼水實際容量為 (t)。 根據(jù)風機的風量，風機的風壓等要求，選擇合適的風機型號，除灰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖 6－ 1： 圖 6－ 1 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 33 頁 共 63 頁 圖 6－ 1 中： 1 電除塵器 2 灰斗 3 多灰松灰棒 4 振動器 5 螺旋輸送機 6 貯灰斗 7 卸灰閥 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 34 頁 共 63 頁 7. 爐外精練設(shè)備的設(shè)計與選取 選擇精練工藝應(yīng)考慮產(chǎn)量，爐子容量，鋼的質(zhì)量、鋼種特性以及所選爐外精練的經(jīng)濟小效果，其中尤以適應(yīng)鋼的質(zhì)量要求為首要目的。 電除塵器的干塵排出系統(tǒng)一般有兩種方式：一種是氣體輸送法，另一種是機械排出法。由于設(shè)備較高，煙氣通常從其上部直接排入大氣，因而是在正壓下工作的。 靜電 除塵的原理是利用放電作用，使煙氣中氣體分子電離，因此導致塵粒帶電，然后被靜電吸引，沉積于集塵電極上，從而起到除塵效果。 鐵合金的供應(yīng) 鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠鐵合金間，車間鐵合金料倉及稱量和輸送設(shè)施，向鋼包加料設(shè)施等幾部分組成。高位料倉起到臨時儲料的作用。取其 長為20m，寬為 10m。 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 30 頁 共 63 頁 5. 供料系統(tǒng)計算 廢鋼的供應(yīng) 廢鋼堆場的面積決定于廢鋼的儲存定額，通常也考慮廢鋼來源，運輸?shù)惹闆r。 當電流流經(jīng)電阻時將其加熱，此時有 8％的電能損失，為了減輕電極上電能損失，最好采用大直徑的電極。 爐子變壓器功率的計算 計算公式為： P=Gq/(tmcosφη N) 式中： P—— 爐用變壓器額定容量， KVA q —— 熔 化每 噸廢 鋼 料及 熔化 相應(yīng) 的渣 料并 升 溫所 需的 電量 ，kwh,q=410kwh/t G—— 電爐裝入量， t tm—— 預(yù)期的熔化時間， h。本設(shè)計采用三槍布局方案，水平傾角 28o 。 ③ 電爐除塵煙道安裝在大爐蓋上，其直徑為 φ 1000mm，與爐蓋中心相距2900mm；爐蓋圈上設(shè)有四個吊掛點，為爐蓋吊掛、提升，安裝使用。 電弧爐爐蓋 d’壁 ＝ [G 4 1000/（ π 3600 uρ） ]1/2 ＝ [ 4 1000/（π 3600 1000） ]1/2 ＝ =194mm d’支 ＝ [ 4 1000/（π 3600 uρ） ]1/2 式中 ： N—— 水冷塊數(shù)，取 9塊 則 d’支 =[ 4 1000/（π 3600 1000） ]1/2＝ ＝ 65mm 總管壁厚取 10mm，則 d’壁外 ＝ 194+2 10＝ 214mm 支管壁厚取 8mm, 則 d’支外 ＝ 65＋ 2 8＝ 81mm 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 27 頁 共 63 頁 則電弧爐爐蓋采用 φ 214 10mm 和φ 81 8mm 的無縫鋼管制成。 h S—— 水冷爐壁的受熱面積， m2 Cp—— 水的熱容， 103KJ/Kg本設(shè)計中水冷爐蓋采用全冷式，水冷爐壁在渣線以上 200mm 處。 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 25 頁 共 63 頁 偏心底出鋼出鋼箱 偏心底出鋼砌筑耐火材料后，出鋼口直徑為 200mm，但在爐殼底部需開一直徑為 φ 603mm 的孔，以便出鋼口砌筑耐火磚。 當爐子公稱容量 40t 時，爐頂厚度δ＝ 350mm(水冷爐壁 )。綜合考慮取： H1/D= ,則 : H1== ＝ 爐頂拱高 h3與熔煉室直徑 D 熔 的關(guān)系，由于爐頂是高鋁磚，所以 取 h3＝ D 熔 /9,即： h3=D 熔 /9=。偏心底出鋼所采用的出鋼箱容積約 為鋼液總體積的 1/5，爐子向出鋼口方向傾動角為 5－ 120，具體尺寸見圖 31。 熔池的形狀和尺寸 (1) 120t 鋼液所占體積： V=G V0 式中 G—— 爐子額定容量， t； G=120t V0—— 一噸鋼液的體積， m3/t。現(xiàn)今電弧爐都不同程度地使用高功率或超高功率，以提 高爐子容量。電弧爐的爐型主要是指爐子的內(nèi)部空間形狀與尺寸。 氧氣純度和利用率 純度為 ％，余者為氮氣，氧利用率為 90％。 365＝ 85％ 電爐作業(yè)指標 電爐平均出鋼量 120 噸 電爐出鋼至出鋼周期 90min 爐外精煉時間： 鋼包爐精煉（包括喂絲） ～ 45min MPE 處理 ～ 15min 真空脫氣（包括喂絲） ～ 35min 一座 120 噸高功率電爐可能達到的年產(chǎn)鋼水能力計算 Q＝ 24 60 120 310/90=595200 t/a 原料條件 碳素鋼成分（％） C Si Mn P S Fe 生鐵成分（％） C Si Mn P S Fe ～ ～ ～ ～ ～ 石灰成分 CaO SiO2 MgO AlO2 燒減 S ～ ～ ～ ～ 余數(shù) ～ 內(nèi)蒙古科技大學 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 19 頁 共 63 頁 螢石成分（％） CaF SiO2 MgO Al2O3 P2O5 S ～ ～ ～ ～ ～ ～ 礦石成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 P2O5 S Fe2O3 H2O ～ ～ ～ ～ ～ 磚塊成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ 61～ 74 ～ 33～ 37 ～ 高鋁磚成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ ～ ～ ～ ～ 爐襯配比（鎂碳磚）