【正文】 司 HETFORD 廠重點(diǎn)生產(chǎn) 熱軋中厚板。美國短流程鋼廠的銅含量基本控制在 ％以下，采取的措施包括： 1） 廢鋼嚴(yán)格按來源，成分分類堆放。自 1989 年第一套生產(chǎn)設(shè)備投產(chǎn)以來，其推廣速度很快，截止 2020 年 12 月，全球已建立了 36 條生產(chǎn)線，共 54流，其生產(chǎn)能力達(dá) 5500 萬噸 /年。避免鋼中含碳量在敏感區(qū)，控制熱流密度在臨界熱流密度以下，選擇合理拉速等對提高薄板坯質(zhì)量，防止表面縱裂有重要作用。美國之所以大力發(fā)展短流程，有以下主要原因： 1） 廢鋼來源充足，國內(nèi)廢鋼加工，分類服務(wù)齊全，各州政府在政策上對以廢鋼鐵作為原料的環(huán)保型鋼廠給予支持。按照此銅含量反算，其廢鋼銅含量大致在％以下。 GALLATIN 廠除生產(chǎn)一般熱軋結(jié)構(gòu)鋼板外，也生產(chǎn)汽車鋼板，已在豐田，福特汽車上試用。 ② 鑄機(jī)垂直段加長至 8m 以上。對于 50mm 厚的 CSP 鑄機(jī)，最高 /ｍ in 的拉速是合適的。同時如不采取特別措施，其力學(xué)性能變化區(qū)間偏大，給后續(xù)工序帶來相應(yīng)的問題，應(yīng)此必須加以控制。 1998 年我國第一條生產(chǎn)線在珠江鋼鐵公司投產(chǎn)，此后邯鋼，鞍鋼，包鋼 3 條生產(chǎn)線陸續(xù)投入生產(chǎn)并繼續(xù)配 套完善。鑄坯各類缺陷中 50％ 為裂紋。在相同拉速下，含碳量為 ％的連鑄坯沒有發(fā)生表面縱裂；含碳量 ％的連鑄 坯發(fā)現(xiàn)表面縱裂；含碳量 ％的有嚴(yán)重的縱裂紋。 結(jié)晶器的熱流密度 日本住友金屬公司 90 年代在連鋼廠采用 50～ 100t 鋼包的鋼水，在冶金長度（ 90～ 120mm）的試驗板坯寬度為 1000mm，經(jīng)過大量實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，為了防止產(chǎn)生表面縱裂紋，需控制結(jié)晶器銅板的熱流密度在臨界熱流密度以下。可以看出，當(dāng)過熱度 20oC 時，鑄坯縱裂發(fā)生概率增大，這是因為高過熱度使鑄坯的柱狀晶粗大，加劇晶間裂紋的產(chǎn)生。在滿足產(chǎn)率的前提下，適當(dāng)降低拉速，保證結(jié)晶器出口有足夠的坯殼厚度，并嚴(yán)格控制澆鋼溫度。 通過準(zhǔn)確的出鋼溫度和溫度的過程溫度來實(shí)現(xiàn)中間罐鋼水適當(dāng)?shù)倪^熱度。裂紋不但沿一次樹枝晶間擴(kuò)展，在二次樹枝晶臂間也會發(fā)生縱裂紋的延伸和擴(kuò)展。設(shè)計任務(wù)是年產(chǎn) 100 萬噸鑄坯的全連鑄電爐煉鋼的設(shè)計。 電極消耗量 3～ 4Kg/t(金屬料 )，其中熔化期占 50％，氧化期占 35％，還原期占 15％。為了減少散熱表面，以球形為好。 V0= m3/t 所以 120t 鋼液體積 V 鋼 ＝ 120 ＝ m3 (2) 因為電弧爐 熔煉的氧化期有最大渣量，渣與鋼液重量之比 ，因此熔渣重量為 120 ＝ ，假定 1m3熔渣重 3 噸，則熔渣占有容積為： V 渣 ＝ 247。由于電 弧爐的容量為 120t，爐襯厚度 δ 壁 ＝ 600mm,則： D 殼內(nèi) ＝ D 熔 ＋ 2δ 壁 ＝ +2 ＝ 取爐殼鋼板厚度為 40mm，則 D 殼外 ＝ D 殼內(nèi) +2 ＝ +2 ＝ 爐底包括工作層、填充層，永久層。出鋼口距爐體中心線距離為： L =D 殼 /2++取 L= 爐體中心線距出鋼箱外壁的距離為 L’= 出鋼箱高度為 出鋼箱夾角取 120o 。 h t0—— 出水溫度，oC 。其距爐蓋中心線為 2200mm，對稱安裝，鋼板厚度為 60mm。 cosφ —— 熔化期平均功率因數(shù)，一般功率電爐取 ～ ，超高功率電弧爐取 η —— 變壓器有功功率的熱效率，η＝ ～ N—— 熔化期變壓器功率平均利用系數(shù)， N=～ 在本設(shè)計中 q=410 kwh/t G=120t ,按實(shí)際裝料可達(dá) 144t t=50min=5/6 h cosφ = η = N= 則： P=410 144/( 5/6)=115013 KVA 若按電爐額定容量計算，其單位功率＝ 115013/120＝ 958 KVA/t 電極直徑計算 電極位于短網(wǎng)的極端，它 是短網(wǎng)的重要組成部分。計劃廢鋼儲存 10 天，則廢鋼堆場面積 A（ m2）可按下式計算： A=Q X/( Hρ ) 式中： Q—— 每日所需廢鋼量， t/d； 本設(shè)計每爐冶煉時間 90min，則兩座電爐每日需廢鋼為： Q=2 120 1/ 24 60/90=2043 t/d X—— 廢鋼儲存天數(shù)，取 10 天 —— 裝滿系數(shù) H—— 廢鋼儲存允許高度，有坑時包含坑的深度，可按平均堆高 ～ 考慮，本設(shè)計取 ρ —— 廢鋼堆比重 t/m3；平均堆比重取 則 A=2043 10/( )= m2 根據(jù)實(shí)際情況可取 2500m2,分成十個堆坑，每個堆坑面積為 250m2,取長為 20m，寬為 。它是利用重力向爐內(nèi)及時可靠地供料，保證電爐的正常生產(chǎn)。靜電除塵具有凈化效率高，處理氣體量大，阻力損失小，可在高溫下使用等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計采用機(jī)械排出法，在電除塵器下面選用長條灰槽。 盛鋼桶內(nèi)渣量 出鋼時一般將爐內(nèi)熔渣全部留在爐內(nèi)。為了防止鋼液噴濺而引起爐蓋與桶體的粘連，在爐蓋下吊持一防濺擋板。鋼包置于真空泵中，罐上口加蓋， 抽真空進(jìn)行精煉。 廢鋼預(yù)熱室的計算 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 37 頁 共 63 頁 廢鋼預(yù)熱室是用來預(yù)熱廢鋼，以降低電能消耗。本設(shè)計采用板坯連鑄機(jī)。 通常拉坯速度有兩種，一種是理論拉速，又稱最大拉速，它受連鑄機(jī)設(shè)備能力的限制；另一種是工作拉速，又稱常用拉速，它受鑄坯質(zhì)量的限制。它是確定弧形連鑄機(jī)弧形半徑和二次冷卻區(qū)長度的一個重要工藝參數(shù)，也決定了拉矯機(jī)的設(shè)計位置 。但是考慮到連鑄機(jī)抗高溫、蠕變能力、以及合理調(diào)配，均衡組織生產(chǎn)，當(dāng)前我國常用的平衡連澆爐數(shù)大約為 3－ 12 爐。 按經(jīng)驗，連鑄機(jī)圓弧半徑 R可按下式初步估算： R＝ KD 式中： K—— 系數(shù)，一般 K＝ 35～ 45，本設(shè)計取 K＝ 45 D—— 鑄坯厚度， mm 則： R＝ 45 150＝ 6750mm＝ 考慮到要澆注更厚的板坯，弧形半徑取 10m 。 連鑄機(jī)的流數(shù) 一定容量的鋼包允許的最大澆注時間是一定的，一定斷面鑄坯的工作拉速也是確定的，為了使一個鋼包的鋼水在規(guī)定時間內(nèi)澆完，往往需要一臺連鑄機(jī)同時澆注幾根（幾流）鑄坯。 拉坯速度 拉坯速度是以連鑄每一流，每一分鐘拉出的鑄坯的長度來表示， m/min。 鋼包個數(shù) Q20＝ Q21＋ Q22＋ Q23 式中： Q21—— 車間每晝夜生產(chǎn)周轉(zhuǎn)使用的鋼包個數(shù)， Q21＝ AT/（ 24 60） Q22—— 車間晝夜冷修的鋼包數(shù)， Q22＝ At/24F Q23—— 車間備用鋼包數(shù)，取鋼包數(shù)的 10～ 20％，本設(shè)計取 15％ A—— 車間每晝夜出鋼爐數(shù)； A＝ 2 24 60/90＝ 32 爐 T—— 每爐鋼使用鋼包的作業(yè)時間，本設(shè)計取 230min F—— 鋼包使用壽命，本設(shè)計取 30 次 t—— 每個冷修鋼包修理周期時間， h； 30h 則 Q20＝ 32 230/（ 24 60）＋ 32 30/（ 24 30）＋ Q20 取 17 個。 WF 精煉用喂絲機(jī) 鋼水喂絲處理工藝用于爐外精煉工序的最后環(huán)節(jié)，喂絲的同時伴有鋼包底吹氬攪拌。 電弧加熱裝置 LF 爐所用電爐加熱系統(tǒng)，與煉鋼電弧爐相似，其不同之處在于 LF爐無熔化過程，直接采用埋弧加熱方法，因此可采用更低的二次電壓。 盛鋼桶壁磚砌厚度約等于： Tc＝ ＝ ＝ 盛鋼桶底磚砌厚度約等于： Td＝ ＝ ＝ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 35 頁 共 63 頁 盛 鋼桶外殼 桶壁一般用 14～ 28mm 厚的鋼板，桶底用 18～ 35mm 厚的鋼板焊制或鉚接。本設(shè)計中考慮到必須與連鑄機(jī)設(shè)備配套，必須有加熱裝置，綜合考慮 采用 LF 爐， VD 爐和 WF 技術(shù)等。而臥式電除塵器中氣流水平地通過電除塵器。在鐵合金倉庫內(nèi)儲存、烘烤及加工成合格塊度，按鐵合金的品種，牌號分類存放，并且保存好出廠化驗單。 散狀料的供應(yīng) 散狀料包括石灰、礦石、螢石、火磚塊，焦炭等。 電極直徑計算可用經(jīng)驗公式 d 極心 /d 電極 ＝ ～ ， d 極心 ＝ = =,所以 d 電極 ＝ (～ )m=(523～ 627)mm 電壓級數(shù) 為了熔煉的正常進(jìn)行，應(yīng)在熔煉的各個期中使用不同的電力及不同的電弧，這可用改變爐子變壓器高壓側(cè)線圈的匝數(shù)及其接法來達(dá)到?！緟⒖?1993年第 10 期《鋼鐵》】 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 28 頁 共 63 頁 4. 電弧爐變壓器功率和參數(shù)的選擇 電弧爐配用變壓器的容量和二次電壓不斷提高，電爐向大型化發(fā)展同時，也在向高功率化發(fā)展。 ① 爐蓋基本尺寸：外徑 6900mm，內(nèi)徑 6102mm。 (1) 水冷爐壁面積 Sb Sb=π （ D 殼內(nèi) － 298）（ H1－ 200） ＝ π（ 6628－ 298）（ 2614－ 200） ＝ 107mm2 （ 2）水冷爐蓋面積 Sd 設(shè)爐蓋所在球形半徑為 R, 則有： （ R－ h3）＋ (D 殼內(nèi) /2)2=R2 即 : (R－ 603)2＋（ 6628/2） 2=R2 解之得： R＝ 9408mm Sd=2π Rh3－π 7002－π 3002 ＝ 2π 9408 603－π 7002－π 3002 ＝ 107mm2 (3) 總水冷面積 S S=Sb+ Sd= 107+ 107＝ 107mm2 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 26 頁 共 63 頁 (4) 冷卻水流量 G G=q S/Cp(t0－ t1) 式中： G—— 冷卻水流量 m3/h q—— 爐壁熱流， KJ/m2 加料門尺寸 中等和小容量的爐子具有一個加料門和一個出鋼口。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 23 頁 共 63 頁 rDLD RRD 熔100mmh3H1h2h1H 圖 3－ 1 V 池 ＝ π h2(R2+Rr+r2)/3+π h1(r2/2+h12/6) ??????① 又因 h1=D/20,R=D/2,r=d/2,h1+h2=H,D/H=4,R+h2=R 所以 ： d= r= R=2H 將以上數(shù)據(jù)代入式 ①，整理后得： V 池 ＝ 又因為（ 1－ 1/5）（ V 鋼 +V 渣 ）＝ 4(+)/5= m3=V 池 則可得： H= D=4H= h1=H/5= h2=Hh1== 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 24 頁 共 63 頁 熔煉室尺寸 在鋼液沸騰時為了使?fàn)t渣不至于沖刷爐壁磚襯，或不會到達(dá)爐坡與大塊壁磚接觸處，減輕爐渣對爐壁與爐坡接觸處的侵蝕，爐缸與爐壁應(yīng)高于爐門坎（即爐渣面） 80～ 100mm，在此取 100mm，因此在爐坡上緣水平處的工作室直徑（即熔煉室直徑）為： D 熔 ＝ D+200＝ +＝ m 當(dāng)決定熔煉高度 H1時，也就是由爐門坎到爐頂拱基的距離時，應(yīng)當(dāng)考慮到爐頂?shù)膲勖脱b料的情況。應(yīng)用偏心底出鋼等新技術(shù)，以提高爐體壽命和生成效率，降低生產(chǎn)成本，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益。 碳 的氧化產(chǎn)物 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 21 頁 共 63 頁 均按 70％生成 Co， 30％生成 Co2考慮。 100％ 20％ 30％ 100％ 100％ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 16 頁 共 63 頁 2. 生產(chǎn)計劃及金屬平衡 生產(chǎn)計劃 煉鋼車間生產(chǎn)計劃根據(jù)軋機(jī)生產(chǎn)能力要求、煉鐵廠高爐供應(yīng)的鐵水量和全廠廢鋼平衡，以及煉鋼車間主體設(shè)備的生產(chǎn)能力進(jìn)行綜合分析確定的。 【 4】 任迅 .連鑄坯縱裂的成因與對策 . 連鑄 .2020 年第 3 期。鋼中碳含量是影響表面缺陷的重要因素，包晶鋼極易出現(xiàn)縱裂；此外，結(jié)晶器熱流密度超過臨界值或不均和拉速過高都會造成縱裂紋的產(chǎn)生。 武鋼三煉廠在生產(chǎn)中對 [S]控制如下： ① 入爐鐵水全部預(yù)脫硫，并按不同鋼種質(zhì)量要求及缺陷情況決定深脫（ [S]≤內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 共 63 頁 ％）或淺脫（ [S] ≤ ％）； ② 根據(jù)不同鋼種對 [S]的要求，采用合理的廢鋼模式； ③轉(zhuǎn) 爐吹煉終點(diǎn) [S]較高時，可采用鋼包底加石灰出鋼脫硫或到有脫硫功能的鋼包爐脫硫。在應(yīng)力作用下細(xì)小縱裂紋沿樹枝晶低塑性區(qū)撕裂，同時表面頸縮加重。 拉速的