【正文】 礦石 Fe2O3 O2 合計(jì) 凈耗氧量 － = 名稱 消耗量 Kg 成渣組分 Kg CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計(jì) 爐襯 電極 礦石 石灰 火磚 合計(jì) % 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 21 頁 2）確定金屬量：根據(jù)熔化期的金屬量及表 312 得元素?zé)龘p量和礦石還原出的鐵量，即可求得氧化末期得金屬量為： －（ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ） +=㎏。為了有效的去磷，要進(jìn)行換渣，通常除去 70%的熔化渣，而進(jìn)入氧化期只留下 30%的渣。詳見表 37。 表 36 爐料配入量 名稱 用量 配料成分 /kg C Si Mn P S Fe 廢鋼 100 焦炭 合計(jì) *碳燒損率為 25% 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 16 頁 表 37 凈耗氧量計(jì)算 項(xiàng)目 名稱 元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量（ kg） 耗氧量（ kg） 供氧量（ kg） 耗 氧 項(xiàng) 爐料 中元 素的 氧化 C [C]→{CO} 30%70%= [C]→{CO 2} 30%30%= Si [Si]→(SiO 2) 85%= Mn [Mn]→(MnO) 65%= P [P]→(P 2O5) 45%= Fe [Fe]→(FeO) 2%① 15%= [Fe]→(Fe 2O3) 2%85%= 小計(jì) 焦炭中碳 的氧化 C [C]→{CO %25%70%= [C]→{CO 2} %25%30%= 電極中碳 的氧化 C [C]→{CO} 99%70%= [C]→{CO 2} 99%30%= 合計(jì) 礦石 Fe 2Fe2O3=4Fe+3O2 1%96/320= 礦石 S 2CaO+2S=2CaS+O2 1%32/64= 石灰 S 2CaO+2S=2CaS+O2 2%32/64= 合計(jì) 凈耗氧量 = ① 令鐵燒損率為 2%，其中 80%生成 Fe2O3 揮發(fā)掉成為煙塵的一部分； 20%成渣。 表 33 冶煉鋼種成分設(shè)定值（ %） 成分 C Si Mn P S Cr Ni 廢鋼設(shè)定值 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 14 頁 表 34 原料成分表（ %） 名稱 C Si Mn P S V Al Fe H2O N 灰分 揮發(fā)份 碳素廢鋼 余量 煉鋼生鐵 余量 FeMn 80 FeSi SiMn 釩氮合金 Al 焦炭 電極 名稱 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2 Fe2O3 CO2 H2O P2O5 S 石灰 螢石 鐵礦石 火磚塊 高鋁磚 鎂砂 焦炭 灰分 電極 灰分 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 15 頁 表 35 其它數(shù)據(jù) 名稱 參數(shù) 定數(shù) 配碳量 比鋼 種 規(guī)格中限高 %，即達(dá) % % 熔化期脫碳量 30%，即 %30%＝ 30％ 電極消耗量 5kg/t（金屬料）；其中熔化期占 75%，氧化期占 25% 5kg/t 爐頂高鋁磚消耗量 （金屬料）；熔化期占 60%，氧化期占 40% 爐襯鎂磚消耗量 5kg/t（金屬料）；其中熔化期占 57％，氧化期占 43% 5kg/t 熔化期和氧化期所需氧量 50%來自氧氣，其余 50%來自空氣 50% 氧氣純度和利用率 99%，余者為氮?dú)?，氧可利用率?90％ 99% 焦炭中碳的回收率 75%，（系指配料用焦炭） 75% 碳氧化產(chǎn)物 均按 70%生成 CO， 30%生成 CO2 來考慮 煙塵量 按 14kg/t（金屬料）考慮 14kg/t 收入項(xiàng)有：廢鋼、焦炭、石灰、螢石、電極、爐襯鎂磚、爐頂高鋁磚、鐵合金、火磚塊、氧氣、空氣。 水冷爐蓋設(shè)計(jì) 超高功率電弧爐的水冷爐蓋形式有管式與噴淋式，多用管式，其材質(zhì)為鋼。 水冷爐壁的形式有板式、管式及噴淋式多種，但較普遍的是管式水冷爐壁。電流越大，三相電弧功率的不平衡現(xiàn)象越嚴(yán)重。 為了減少短網(wǎng)的電阻和感抗，要盡量縮短短網(wǎng)的長度；導(dǎo)體的接頭處要緊密連接；導(dǎo)體要有足夠大的截面，并且截面形狀應(yīng)采用較大高寬比的矩形截面或空心銅管，還必須注意合理的布線，導(dǎo)體與粗大的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)離得遠(yuǎn)一些。這段硬銅母線通常采用矩形銅排，考慮到交流電的集膚效應(yīng)矩形銅排的高寬比為10～ 20。 電極極心圓的尺寸 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)。 [4] 表 3－ 2 90t 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 15m3 爐壁工作層厚度 460 熔池直徑 D 5050 爐壁絕熱層厚度 90 熔池深度 H 1020 爐底厚度 900 球冠部分高度 h1 204 爐殼厚度 δz 30 截錐部分高度 h2 816 爐殼直徑 D 殼 6410 球冠直徑 d 3418 爐門寬度 L 1263 熔煉室直徑 D 熔 5250 爐門高度 b 1010 熔煉室高度 H1 2205 出鋼口直徑 180 爐頂高 h3 656 出鋼箱內(nèi)口與中心夾角 α 120176。同時(shí)，考慮到在出鋼口上蓋的操作方便，偏心區(qū)不能過小。/S。 出鋼口 偏心底出鋼電爐的出鋼口位于出鋼箱的底部，利用出鋼口的開閉機(jī)構(gòu)和傾動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)無渣出鋼、留渣操作。偏心底出鋼電弧爐（ EBT 電爐）采用留鋼留渣操作，不但做到了無渣出鋼，留鋼操作增加了電弧爐冶煉的連續(xù)性，熔化期電弧穩(wěn)定，熔池形成較快，可以實(shí)現(xiàn)提前吹氧，有效地 提高了氧利用率以及電弧爐熱效率；偏心底出鋼電弧爐出鋼鋼流短，出鋼時(shí)間大大縮短，減小了出鋼過程中的鋼水溫降及鋼水對(duì)鋼包內(nèi)襯的沖刷，爐后合金化的進(jìn)行提高了合金的回收率；偏心底出鋼電弧爐傾爐角度較出鋼槽電弧爐大為減小，有條件對(duì)短網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。 工作層直接與鋼液和爐渣接觸，化學(xué)侵蝕嚴(yán)重，機(jī)械沖刷強(qiáng)烈，熱負(fù)荷高，故應(yīng)充分保證其質(zhì)量。對(duì)于小于 15t 的爐子 , 爐底厚度不小于鋼液深度 , 即 δ 底 ≥H 。 由經(jīng)驗(yàn)公式可得： D= 式中 C=+5= 則 D= 所以 H=D/5==1010mm,取 H=1020mm 為了減輕爐渣對(duì)爐與爐坡接縫處的侵蝕，爐門坎平面應(yīng)高于渣液面2040mm，爐缸與爐壁連接面應(yīng)高于爐門檻 3070mm。 目前使用的多為錐球形熔池，上部分為倒置的截錐，下部分為球冠。作為發(fā)熱體，電極端部的三電弧位于爐內(nèi)中心部位?；剞D(zhuǎn)臺(tái)一側(cè)設(shè)有中間包修砌區(qū)，連鑄機(jī)二冷段的維修區(qū)等。 1） 冶煉方法 ：利用超高功率電弧爐進(jìn)行單渣冶煉，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。 電爐車間生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) （ 1） 產(chǎn)量指標(biāo) 合格鋼產(chǎn)量 130 萬噸 /年 小時(shí)出鋼量 180t/h 冶煉周期 60min 冶煉時(shí)間 50min （ 2） 質(zhì)量指標(biāo) 鋼坯合格率 % （ 3） 作業(yè)率指標(biāo) 連鑄機(jī)作業(yè)率 80% （ 4） 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 97% A 金屬材料消耗 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 2 頁 一般為廢鋼、返回廢鋼、合金料與脫氧合金。 在 此次設(shè)計(jì)中，主要冶煉的鋼種為不銹鋼，生產(chǎn)鋼板為主。 根據(jù)電弧爐的產(chǎn)量計(jì)算式：確定電弧爐容量及臺(tái)數(shù) （ 1） 電弧爐的產(chǎn)量計(jì)算式 attnga24?A 式中 n—全年實(shí)際有效作業(yè)日數(shù)， n=365作業(yè)率（ 90%)=330 g—每次熔煉鋼水的量 t—平均一爐的冶煉時(shí)間 取 60min a—鋼水鑄成鋼坯的收得率 取 95% ∴ g= g=f車間設(shè)計(jì)產(chǎn)品大綱見下表： （ 5） 連鑄生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo) 連鑄比 100% 鑄坯合格率 % 連鑄 收得率 97% （ 6） 生產(chǎn)的鋼種：主要生產(chǎn)不銹鋼，代表性鋼號(hào)： 1Cr17Ni2。 （ 2） 爐子跨：此跨配以兩臺(tái) 90 噸的 超 高功率的偏心底出鋼電弧爐；爐體徹修區(qū)，爐蓋修理區(qū)，耐材干燥室；電爐裝料配置，電爐變壓器房和精煉爐變壓器房，供氧系統(tǒng)，粉塵處理系統(tǒng)；高架行車進(jìn)行跨間的整體運(yùn)輸工作。 [1] 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 4 頁 2 電弧爐爐型設(shè)計(jì) 電弧爐爐型設(shè)計(jì) 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。熔池設(shè)計(jì)為錐球形，圓錐部分對(duì)水平線的傾角為 45。一般情況下，比值越大則鋼 渣接觸面越大，利于鋼水精煉。熔化室上部直徑： D1=Db＋ 2H1tanβ=5250＋ 464=5714mm 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 6 頁 （ 3） 爐頂高度 h3/Dr=1/7～ 1/9(因爐頂磚不同而異，取 1/8) 則 h3=656mm 爐襯厚度 (1)爐頂厚度：由于電爐頂采用 高鋁磚，根據(jù)額定容量取其值為 350mm； (2)爐壁厚度：爐壁根部厚度 δ 壁，爐壁根部厚度即爐缸平面處爐襯的厚度，一般取 δ 壁 400600mm。絕熱層厚 95mm。 工作門和出鋼口 現(xiàn)代電弧爐只設(shè)一個(gè)工作門，用于加料，爐前操作和觀察情況。內(nèi)通冷卻水，用以增加爐殼的剛度，防止?fàn)t殼 由于受熱而變形，保證爐殼與爐蓋接觸嚴(yán)密 。,向出鋼口最大傾動(dòng) 15176。本例 90t 爐的 α取 120176。 4）出鋼箱的高度 出鋼箱的高度確定應(yīng)保證爐體傾斜 10～ 15176。/m； k—系數(shù)，石墨電極取 178。 短網(wǎng)的結(jié)構(gòu) ，主要由硬銅母線（銅排）、軟電纜和爐頂水冷銅管及部分組成，電極有時(shí)也算做短網(wǎng)的一部分。軟電纜一般為裸銅電纜，如在裸銅電纜外套水冷膠管，可使允許電流密度提高兩倍左右，這樣既減少電纜根數(shù)，節(jié)約銅材，又可提高使用壽命。這樣中間相的電弧功率通?？偸浅^其他兩相的。此外，為了提高爐襯壽命，也可采用不均年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 12 頁 衡爐襯結(jié)構(gòu)，在熱點(diǎn)區(qū)域采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，在非熱點(diǎn)區(qū)采用一般耐火材料。另外，采用水冷爐壁后，爐容積擴(kuò)大，增加了廢鋼裝入量。年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)論文 第 13 頁 3 電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡 物料衡算 熔化期物料計(jì)算 基本原始數(shù)據(jù)：冶煉鋼種及成分（見表 31）；爐料中元素?zé)龘p（見表 32）；冶煉鋼種成分設(shè)定值（見表 33）；原料成分表（見表 34）；其他數(shù)據(jù) （見表35）；