【正文】 可靠（6）臨界熱流量與最大熱流量臨界熱流量與最大熱流量可用如下公式計(jì)算q 臨 ＝α Fe(tW－t H2O)＝（10030）＝ W/m 2qmax=[4106u1/3＋4800(t W－t H2O)u1/3]＝10 7 W/m2（7）水冷爐蓋計(jì)算采用超高功率電弧爐冶煉，為了延長爐蓋的使用壽命，采用水冷爐蓋，該爐蓋由上下兩層鋼板焊接而成，上薄下厚，其厚度各為 20mm，30mm，水冷層厚度為 200mm。Re=10 6＝153741。（3）管徑的確定水速確定后，根據(jù)所需水流量計(jì)算管徑 d 支 ，其計(jì)算公式為= ?u?ρ3600??????4 ??2支式中：u—冷卻水速， m/s ρ—水的密度，1000kg/m 3 N—S 面積分為 N 塊，取 10。水冷掛渣爐壁各基本參數(shù)確定的主要依據(jù)是爐子工作條件下通過爐壁所傳出的熱量大小。其中 I= = 41026A1000??視3?? 1000800003650最高二次電壓 U=15 15 =646V≈650V3??視 380000計(jì)算地 d 電極 =688mm≈700mm由所得的電極上的電流強(qiáng)度 I 可得出電流密度I/S=41026/（π/45050）=21A/cm2。 電弧爐變壓器功率和電參數(shù)的確定 確定變壓器的功率由熔化時(shí)間來計(jì)算變壓器功率；熔化期長短主要是由供電功率來確定。表 24 80t 超高功率電弧爐各部分尺寸項(xiàng)目 尺寸/mm 項(xiàng)目 尺寸/mm熔池容積 V 池 m3 爐襯工作層厚度 460熔池直徑 D 5105 爐襯絕熱層厚度 75熔池深度 H 1021 爐底厚度 1021球冠部分高度 h1 204 爐殼厚度 δ z 30截錐部分高度 h2 817 爐殼直徑 D 殼 6435球冠直徑 d 3471 爐門寬度 L 1326熔煉室直徑 D 熔 5305 爐門高度 b 1061熔煉室高度 H1 2144 出鋼口直徑 200爐頂高 h3 663 出鋼箱內(nèi)口與中心夾角α112176。即爐體最大傾角為 14176。（4）出鋼傾翻角 β 和出鋼箱高度取出鋼最大傾角為 14176。（2）出港口到爐子中心的距離——偏心度 E出鋼口位置的確定應(yīng)該考慮填料方便，便于檢修。因此出鋼箱內(nèi)口和中心夾角 α 要確保鋼水流動(dòng)性好，鋼水溫差小。爐門尺寸的經(jīng)驗(yàn)值： 爐門寬度 l＝()D 熔 ＝爐門高度 b＝?l＝為了密封，門框應(yīng)向內(nèi)傾 8176。爐壁部位厚度見下表：表 22 爐壁部位厚度噸位/t 20 2040 40工作層/mm 230 345 460絕熱層/mm 75 75 75爐底部位 總厚度近似等于熔池深度對(duì) 80t 電弧爐爐壁厚度取工作層 460mm，絕熱層 75mm，爐底厚度 1021mm，爐壁厚度為 δ 壁 =460+75=535mm。此處取 。時(shí)：D 熔 =D+2100因 D==5105mm，則 D 熔 =5305mm（2）熔化室的高度 H1金屬爐門檻至爐頂拱基的空間高度為熔煉室高度。而渣的比重為 ，取每立方米渣重 ，則每噸鋼的體積為 。 h2——截錐部分高度，m，h 2=Hh1=4/5H； D——熔池液面直徑，m，通常采取 D/H=5，即 D=5H； d——球冠直徑，m。這樣的形狀可保證爐料加速熔化，鋼液可積蓄在球形熔池底上，且易于修爐。能保證鋼液順利流出?，F(xiàn)代電弧爐爐體中部是圓筒形，爐底為弧型，爐頂為拱形。（5）出坯跨：主要是緩冷區(qū)、良錠存放區(qū)及配電室等的布置。廢鋼坑可按其塊度的大小分幾個(gè)不同的坑。1）冶煉方法：利用超高功率電弧爐進(jìn)行單渣法冶煉，然后進(jìn)行爐外精煉；2）澆注方法：采用全連鑄；3）連鑄坯的冷卻處理與精整：鑄坯在冷床上冷卻并精整；4）在技術(shù)或產(chǎn)量方面應(yīng)留有一定的余地。3） 耐火材料消耗 主要用于爐襯的各種耐火磚以及鋼包的耐火材料。首先估算每次出剛量Q=Ga???8760???y式中：Ga—車間產(chǎn)品方案中確定的年產(chǎn)量，t； τ—冶煉周期， 取 600min； η—作業(yè)率 η= 100%，一般 η=90% 94%，取 90%；年作 業(yè) 天數(shù)年日 歷 天數(shù) ~ y—良坯收得率，連鑄一般 95% 96%。網(wǎng)站報(bào)價(jià)在每次市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)的時(shí)候都會(huì)及時(shí)更新。所以奧氏體不銹鋼特別是304 不 銹鋼的價(jià)格一般跟 LME 鎳價(jià)正相關(guān)。中國不銹鋼營銷網(wǎng)整 合了不銹鋼及不銹鋼供應(yīng)鏈信息的服務(wù)平臺(tái)，通過設(shè)立不銹鋼行業(yè)資訊、行業(yè)觀察、企業(yè)管理、不銹鋼設(shè)計(jì)、不銹鋼論壇、設(shè)備材料、展會(huì)信息、不銹鋼知識(shí)、人才 招聘等各種欄目，通過最新信息、資料庫、數(shù)據(jù)庫、分析預(yù)測(cè)、交流平臺(tái)等為會(huì)員單位和世界各國用戶，提供中國不銹鋼業(yè)以的信息和咨詢服務(wù)；為不銹鋼業(yè)和相關(guān) 產(chǎn)業(yè)提供貿(mào)易信息，尋找商業(yè)機(jī)會(huì)；傳播不銹鋼文化和家居生活藝術(shù)，提供不銹鋼消費(fèi)知識(shí)。5 未來展望由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說是獨(dú)一無二的，而其發(fā)展仍在繼續(xù)。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護(hù)表 面，防止進(jìn)一步地氧化。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開始銹 蝕。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計(jì)的完整性。布雷爾利發(fā)明的不銹鋼于 1916 年取得英國專利權(quán)并開始大量生產(chǎn)，至此，從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風(fēng)靡全球，亨利 不銹鋼的發(fā)明和使用，要追溯到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期。因此，不銹鋼一般 wCr均在 13%以上。如果保護(hù)層被破壞，下面的鋼便開始銹蝕 鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當(dāng)鋼中含鉻量達(dá)到 12%左右時(shí)，鉻與腐蝕介質(zhì)中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（自鈍化膜） ，可阻止鋼的基體進(jìn)一步腐蝕。設(shè)計(jì)方案以技術(shù)新、效益高為原則，充分體現(xiàn)了先進(jìn)、靈活、多功能的特點(diǎn)，具備可持續(xù)發(fā)展性。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題 目：年產(chǎn)60萬噸不銹鋼的煉鋼車間工藝設(shè)計(jì)院（系）： 冶金工程學(xué)院專 業(yè)： 冶金工程學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師（簽名）：主管院長（主任）（簽名）：時(shí) 間：一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容（含主要技術(shù)參數(shù)）1. 進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，完成實(shí)習(xí)任務(wù)要求的實(shí)習(xí)內(nèi)容；2. 選擇適宜的冶煉設(shè)備，并綜述其基本特點(diǎn)；3. 產(chǎn)品方案的確定；物料平衡及各種消耗指標(biāo)的計(jì)算；熱平衡及各種消耗指標(biāo)的計(jì)算；冶金工藝指標(biāo)的可行性分析；編制配料計(jì)算、熱平衡計(jì)算相應(yīng)的說明書；4. 煉鋼生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)及爐型設(shè)計(jì)；5. 煉鋼車間生產(chǎn)工藝布置；6. 主要設(shè)備選擇（型號(hào)規(guī)格、數(shù)量）；7. 生產(chǎn)組織編制及各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的確定；8. 繪制出三張?jiān)O(shè)計(jì)圖（車間工藝平面布置圖；車間工藝布置剖面圖；煉鋼爐型圖）；9. 完成專題研究：中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 10. 翻譯冶金工程專業(yè)有關(guān)英文1～2篇。并根據(jù)國內(nèi)外煉鋼技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、鋼鐵產(chǎn)品的發(fā)展方向，選擇了先進(jìn)且有較大發(fā)展余地的短流程工藝：廢鋼→超高功率電弧爐→AOD 爐精煉→連鑄。可以利用油漆或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來保護(hù)碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。不銹鋼中的主要合金元素 是 Cr，只有當(dāng) Cr 含量達(dá)到一定值時(shí)，鋼才有耐蝕性。布雷爾利（Harry Brearley）于 20 世紀(jì)初期發(fā)明了不銹鋼。那時(shí)，士兵用的步槍槍膛極易磨損，布雷爾利想發(fā)明一種不易磨損的合金鋼。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強(qiáng)度最高的材料之一?？梢岳糜推?或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來保證碳鋼表面，但是，正如人們所知道的那樣，這種保護(hù)僅是一種薄膜。原因是用鉻對(duì)鋼進(jìn)行合金化處理時(shí)，把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。 因此，所有的不銹鋼元素都具有一種共同的特性，即鉻含量均在 10．5%以上。 不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身，所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。而奧氏體不銹鋼由于鎳含量較高，價(jià)格也相對(duì)較高。不銹網(wǎng)提供了 202030316L、310S、430 等常用不銹鋼的每日?qǐng)?bào)價(jià)服務(wù)以及銷售服務(wù)。本設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)量 60 萬噸不銹鋼的煉鋼車間工藝設(shè)計(jì)。2） 煉鋼輔助材料消耗石灰、螢石以及其他造渣材料和脫氧粉劑。(5)連鑄生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)連鑄比 100%鑄坯合格率 98%連鑄收得率 98% 電爐車間設(shè)計(jì)方案 電爐煉鋼車間設(shè)計(jì)與建設(shè)的基礎(chǔ)材料（1）建廠條件 1）各種原料的供應(yīng)條件，特別是鋼鐵材料來源； 2）產(chǎn)品銷售對(duì)象及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求； 3）水電資源情況，所在地區(qū)的產(chǎn)品加工，配件制作的協(xié)作條件；（2）工藝制度確定工藝制度是整個(gè)工藝設(shè)計(jì)的基本方案，是設(shè)備選擇，工藝布置等一系列問題的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。（1）原料跨:此跨主要是為廢鋼、返回廢鋼，散狀料等提供場(chǎng)地。（4）連鑄跨：此跨設(shè)有一機(jī)一流的弧形板坯連鑄機(jī) 1 臺(tái)、二冷裝置維修區(qū)、中間包維修及烘烤區(qū)、拉矯及切割維修區(qū)和結(jié)晶器維修區(qū)以及連鑄機(jī)設(shè)備維修區(qū)。電弧爐近于球形體，從減少散熱面出發(fā)，以球形為最好?！?0176。熔池設(shè)計(jì)為錐球形，圓錐部分對(duì)水平線的傾角為 45176。~熔池體積 V 池 （m 3）的計(jì)算公式為：V 池 = ( +dD++dD+ )+ (3 + )??12?2??2 ??2 ??6?1 ??24 ?21式中：h 1——球冠部分高度，m，一般取 h1=H/5。對(duì)堿性電爐：G 鋼 /G 渣 =7%。（1）熔化室直徑 D 熔爐坡與爐壁交接處的直徑，為了防止鋼液沸騰時(shí)爐渣沖刷爐壁磚或爐渣到達(dá)爐坡與爐壁磚交界處，爐坡應(yīng)高于爐門檻約 100mm 左右，及當(dāng)選定爐坡角度為 45176。經(jīng)驗(yàn)值為：H1/D=~，40t 電爐； H1/D=~，40t 電爐。比較經(jīng)濟(jì)的做法是選擇優(yōu)質(zhì)材料，使用較輕薄的爐襯，按經(jīng)驗(yàn)值選，爐頂爐襯厚度見下表:表 21 爐頂爐襯厚度噸位/t 20 20~40 40δ/mm 230 300 350對(duì) 80t 電弧爐取 350mm。爐門應(yīng)該滿足以下的要求：(1)能清楚看見爐內(nèi)的爐料，爐頂中心，并便于觀察爐內(nèi)情況；(2)能方便的修補(bǔ)爐壁和爐底；(3)熔煉過程中，電極折斷時(shí)能將電極從爐門取出；(4)方便噴吹爐料和氧氣。在一定范圍內(nèi)，α 越小，出鋼箱內(nèi)鋼水流動(dòng)性越差，其與爐子中心溫度差越大，一般情況下，出鋼箱溫度比爐子中心的溫度低 50℃～80℃，如果過低會(huì)造成出鋼時(shí)箱體內(nèi)仍有固體冷塊料和未熔渣料，出鋼時(shí)會(huì)堵塞出鋼口造成事故。考慮到弧形架對(duì)爐底的支撐，80t 超高功率電弧爐的 α 取 112176?？紤]到出鋼口填料方便，出鋼口到爐體中心的距離為：E=[D 殼 /2+（350~400）]=3573mm（3）出鋼箱遠(yuǎn)離中心內(nèi)測(cè)距離爐子中心的距離 L當(dāng)爐壁厚度 S 為 535mm 時(shí)有 L=E+S=3573+535+600=4708mm。這是新砌爐的最大傾翻角，由于爐內(nèi)溫度與出鋼箱溫度不等，爐子后期，爐底耐火材料的侵蝕會(huì)比出鋼箱嚴(yán)重，后期爐子的最大傾角壁 初期要大，但不會(huì)大于 β=arcos[(7174204)/7174]=14176。80t 超高功率電弧爐各部分尺寸列于表 34，設(shè)定值見表 35。熔煉室上緣直徑 D1 5720 偏心度 E 3580爐壁襯磚厚度 δ 350 出鋼傾翻角 β 14176。 電極直徑的確定d 電極 =式中：I—電極上的電流強(qiáng)度，A；ρ—石墨電極 500℃時(shí)的電阻系數(shù)，1010 4Ω/cm ；k—系數(shù)，石墨電極取 178。電極心圓直徑的經(jīng)驗(yàn)值為：d 三極心 =（~）D所以 d 三極心==5105=1531mm表 27 變壓器功率及電參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù)P 視 80M?VA d 直 700mmU 650V I/S 21A/cm2I 41026A d 三極心 1531mm 水冷掛渣爐壁設(shè)計(jì)由于電弧爐的高功率化，使?fàn)t內(nèi)熱負(fù)荷急劇增加，爐內(nèi)熱量分布不均勻加劇，從而使?fàn)t壁壽命大大降低，利用水冷掛渣爐壁來解決上述問題，對(duì)于超高功率電弧爐爐壁熱量很高，故選用管式水冷掛渣爐壁，其特點(diǎn)如下：1）一定厚度的此爐壁可以抗擊爐料撞擊或者爐料搭接打弧，以及吹氧不當(dāng)造成的過熱；2）具有很好的掛渣能力；3）采用分離式爐殼，易于拆卸更換。h S—水冷爐壁的受熱面積，33m 2 G－冷卻水的流量，t/h —水的熱容，4190kJ/kg℃?????2???? t0—出水溫度℃ t1—進(jìn)水溫度℃故 G =qs／[C PH2O(t0t1)]=360033／（419015）=720t/h冷卻水的實(shí)際流速與冷卻水通道結(jié)構(gòu)關(guān)系很大，因?yàn)闋t壁熱流強(qiáng)度為，可選用管式水冷爐壁，水速定為 m/s?！?，L Fe為水冷管壁厚度，取 10 mm?！????2???0式中：t 2—水冷管外表溫度，t 2500℃，取 480℃；t1—冷卻水平均溫度，t 0≈30℃。????Dg=+2=爐蓋上開五個(gè)孔，其中三個(gè)為電極孔，一個(gè)為高位料倉加料孔，另一個(gè)為排塵孔。 100Kg 金屬爐料為基礎(chǔ)，按工藝階段——熔化期、氧化期分別進(jìn)行計(jì)算，然后匯成總物料平衡表。以 100Kg 金屬爐料（廢鋼）為基礎(chǔ)，不足碳量用焦炭來配。為了提前造渣脫磷，先加入一部分石灰（20Kg/t 金屬料）和礦石（10kg/t 金屬料） 。根據(jù)表 34 的規(guī)定，應(yīng)