【正文】 爐蓋直徑的確定：Dg=D 殼 +2????式中：D g—水冷爐蓋直徑；D 殼 —熔化室直徑；—添加系數(shù)，其值為 200mm?！妫?Fe＝ W/m?℃， λs＝ W/m不同尺寸的電極 I/S 值見(jiàn)表：表 26 電極 I/S值d 電極 /mm 450 500 550 600 700I/S（A/cm 2）19~27 18~27 17~26 17~25 17~25 電極心圓的尺寸設(shè)計(jì)依據(jù)：若三個(gè)電極靠的很近，則電弧爐墻較遠(yuǎn)，對(duì)爐墻壽命有利，但爐坡上爐料熔化困難，熔池加熱不均勻，且爐頂中心的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度很難保證，此131313 第 13 頁(yè)時(shí)電極把持器上下移動(dòng)也困難，當(dāng)電極心圓較大時(shí)，電弧靠近爐墻，爐墻的損耗要加劇，因此電極直徑與熔池溶液面直徑有關(guān)。表 25 80t超高功率電弧爐各部分尺寸設(shè)定值項(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 5100 爐襯絕熱層厚度 75熔池深度 H 1020 爐底厚度 1020球冠部分高度 h1 210 爐殼厚度 δ z 30截錐部分高度 h2 820 爐殼直徑 D 殼 6440球冠直徑 d 3470 爐門(mén)寬度 L 1330熔煉室直徑 D 熔 5300 爐門(mén)高度 b 1060熔煉室高度 H1 2150 出鋼口直徑 200爐頂高 h3 660 出鋼箱內(nèi)口與中心夾角α112176。=arcos[(7174h 41000)/(71741021)],所以 h4=204 mm。時(shí)鋼水在出鋼箱的流動(dòng)性最好。爐殼厚度一般為爐殼直徑的 1/200，即 δz=??殼200爐殼厚度與爐殼直徑的關(guān)系見(jiàn)下表：表 23爐殼厚度與爐殼直徑的關(guān)系D 殼 /m 3 3~4 4~6 6101010 第 10 頁(yè)δ z/mm 12~15 15~20 25 28~30因 D=，故 D 殼 6m，因 δ z與爐殼直徑 D 殼的關(guān)系為 ，取1200δz=30mm，則：D 殼 =D 熔 +2δ 壁 +2δ z=+2+2= 工作門(mén)和出鋼口 現(xiàn)代電弧爐只設(shè)一個(gè)工作門(mén)，用于加料，爐前操作和觀察情況。熔化室的高度應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)的熱交換情況來(lái)確定。85 175則：V 池 ==V 池 =V 金 +V 渣888 第 8 頁(yè)電爐的氧化期具有最大渣量。熔池的容積應(yīng)能足夠容納適宜熔煉重量的鋼液和爐渣，并留有余地，它應(yīng)能滿足冶金反應(yīng)順利進(jìn)行。666 第 6 頁(yè)777 第 7 頁(yè)2 電弧爐爐型設(shè)計(jì) [3] 電弧爐爐型電弧爐爐型是指爐子內(nèi)部空間的形狀和尺寸，不同的熔煉爐因工作條件不同，供熱熱源不同而有不同的內(nèi)部空間。555 第 5 頁(yè) 電爐各車(chē)間的布置情況由于是一臺(tái)超高功率電弧爐，且是全連鑄，考慮到物料順行、勞動(dòng)安全條件和未來(lái)發(fā)展，采用橫向高架式布置。 電爐車(chē)間生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)（1）產(chǎn)量指標(biāo) 合格鋼產(chǎn)量 60 萬(wàn)噸/年 冶煉時(shí)間 60min 熔化時(shí)間 40min （2）質(zhì)量指標(biāo) 鋼壞合格率 98% （3）作業(yè)率指標(biāo) 連鑄機(jī)作業(yè)率： 80%（4）材料消耗指標(biāo)1） 金屬材料消耗一般為廢鋼、返回廢鋼、合金料與脫氧合金。 由于受 LME 鎳價(jià)的波動(dòng)影響，不銹鋼價(jià)格波動(dòng)也比較大（隨 LME 鎳價(jià)反應(yīng)最快的是 304 不銹鋼） 。由于生產(chǎn)效率不斷提高，質(zhì)量不斷改進(jìn)，不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的 材料之一。 在鉻的添加量達(dá)到 %以上時(shí)，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加，但鉻含量更高時(shí)，盡管仍可提 高耐腐蝕性，但不明顯。3不銹鋼作用不銹鋼不會(huì)產(chǎn)生腐蝕、點(diǎn)蝕、銹蝕或磨損。2不銹鋼歷史畢業(yè)于英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的著名冶金科學(xué)家亨利不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進(jìn)行氧化，使銹蝕不斷擴(kuò)大，最終形成孔洞。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。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?？梢岳糜推?或耐氧化的金屬（例如，鋅，鎳和鉻）進(jìn)行電鍍來(lái)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。 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。而奧氏體不銹鋼由于鎳含量較高，價(jià)格也相對(duì)較高。本設(shè)計(jì)題目為年產(chǎn)量 60 萬(wàn)噸不銹鋼的煉鋼車(chē)間工藝設(shè)計(jì)。(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(chē)間設(shè)計(jì)方案 電爐煉鋼車(chē)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(lái)源； 2）產(chǎn)品銷(xiāo)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(wèn)題的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。（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)。～20176。~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。（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(mén)檻約 100mm 左右，及當(dāng)選定爐坡角度為 45176。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(jiàn)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。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(guò)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。80t 超高功率電弧爐各部分尺寸列于表 34，設(shè)定值見(jiàn)表 35。 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。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?！????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℃。161616 第 16 頁(yè)171717 第 17 頁(yè)3電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡 熔化期的物料平衡（1）計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù)有冶煉鋼種及其成分表(3—1)，原材料成分（3—2）爐料中元素?zé)龘p率（表 3—3）被爐料帶入的（表 3—4）等其他數(shù)據(jù)表 31 冶煉鋼種及其成分鋼種化學(xué)成分%1Cr17Ni7C≤5Mn≤0Si≤0P≤5S≤0Ni~0Cr~0注：分母系計(jì)算時(shí)的設(shè)定值，取其成分中限表 32 爐料中元素?zé)龘p率成分 C Si Mn P S熔化期25～40，取 3070～95，取 8560～70，取 6540～50，取 45可以忽略燒損 率（%）氧化期① 全部燒損 20 ②25～30，取 27注： ①按末期含量取 %；②按末期含量取 %表 33 原材料成分%名稱(chēng) C Si Mn P S Cr Al Fe H2O 灰分 揮發(fā)分碳素廢鋼 余量FeMn 0004FeSi 0 00 2181818 第 18 頁(yè)Si 。α Fe= =????W/m水冷爐壁應(yīng)確定幾個(gè)參數(shù)：水冷壁的熱流，水冷爐壁的面積，冷卻水流量，流速，冷卻水通道的尺寸（冷卻水管直徑） ；還有計(jì)算過(guò)程中所需要的對(duì)流換熱系數(shù)，綜合傳熱系數(shù)和最大熱流等參數(shù)值.（1）電弧爐爐壁的熱流：電弧爐爐壁承受的熱流主要來(lái)自電弧輻射熱，其大小與電弧功率、電弧和爐壁間距等因素有關(guān)。變壓器的功率由以計(jì)算式來(lái)求：P 視 =110?????式中：P 視 —變壓器視在功率，KV?A；D 殼 —爐殼直徑，m； τ—額定裝入量的熔化時(shí)間，h，取 40min，即 。出鋼箱的高度為箱底爐襯厚度及箱底鋼板厚度（38mm）共 1000mm，鋼液高度 838mm，安全高度 1400mm，三者之和為 3238mm。如果出鋼口到爐子中心距離——偏心度 E 過(guò)大，則出鋼口到爐子中心的距離越遠(yuǎn)，箱內(nèi)鋼液的溫度與爐內(nèi)的鋼液的溫度差越大。~ 12176。所以：H 1=D== （3）爐頂高 h3999