【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 殼。通常按耐火材料熱阻計(jì)算確定除水冷爐壁后剩余部分的襯磚厚度。操作末期被加熱的溫度不大于200℃，以免爐殼變形，是其計(jì)算依據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，增加爐襯厚度，爐殼受熱及熱損失可以減少，但是厚度δ達(dá)到一定值以后，再增加爐襯厚度δ，反而因?yàn)楹穸圈脑黾舆^(guò)大，而增加爐殼直徑，增加了散熱面積，耐火材料消耗增加，所以選擇優(yōu)質(zhì)材料，使用較薄的爐襯是最好的辦法。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：石棉厚度取100mm，絕熱層厚度取75mm；工作層厚度為300mm。δ=2(+100+75+300)爐底的總厚度應(yīng)由熱量計(jì)算來(lái)確定，近似等于熔池深度，即為1008mm。（5）爐殼及厚度爐殼的作用除了承受爐襯和爐料的質(zhì)量還要承受裝料時(shí)的撞擊力，同時(shí)抵抗襯磚在受熱膨脹時(shí)產(chǎn)生的部分膨脹力。 爐殼厚度與爐殼直徑的關(guān)系/m33～44～66/mm12～1515～202528～30爐殼直徑等于：=+2δ = + 2 = 由上表可以取=29mm（6）爐門尺寸的確定爐門尺寸在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足以下條件：，。電爐一般設(shè)一個(gè)加料爐門和一個(gè)出鋼口，其位置相隔180176。爐門尺寸的經(jīng)驗(yàn)值：爐門寬度=（～） ,= 。本設(shè)計(jì)取=。爐門高度=（～）=（～）m。門框應(yīng)向內(nèi)傾斜8176?！?12176。以便于密封，本設(shè)計(jì)取10176。（7）偏心爐底出鋼裝置1) 無(wú)渣出鋼的原理：當(dāng)出鋼口鋼液高度大于臨界高度時(shí)，不致產(chǎn)生漩渦效應(yīng)。出鋼時(shí)鋼渣分離，剩余鋼水占總鋼水量的21%。2）主要尺寸參數(shù)確定：① 出鋼箱內(nèi)口與中心角α為90176?！?100176。，本設(shè)計(jì)取95176。 ② 出鋼口偏心距L： （）③ 出鋼箱高度H內(nèi)：整個(gè)出鋼過(guò)程中爐子搖到最大角度出鋼時(shí)鋼水不能接觸水冷爐壁，并留有一定安全距離。出鋼箱內(nèi)高度H內(nèi) = H +（600～800）mm，本設(shè)計(jì)取出鋼箱內(nèi)高H內(nèi) = 1027 + 700 = 1727mm = 。④ 出鋼口直徑：鋼水流速V=，求出V=；本設(shè)計(jì)取出鋼時(shí)間t=2min=120s；由公式, （）求出 = 132mm。 變壓器的設(shè)計(jì)確定變壓器的功率的目的是選擇與電弧爐容量相匹配的變壓器。在一般情況下，變壓器的匹配和電弧爐的容量應(yīng)考慮以下因素：；，冶煉工藝；、超高功率電弧爐、爐體結(jié)構(gòu)等相關(guān)技術(shù)的C型變壓器；，是間歇生產(chǎn)或全負(fù)荷連續(xù)生產(chǎn)；；用能量平衡計(jì)算： （）式中 q——熔化每噸廢鋼所需的電量， kWh/t； G——廢鋼裝入量，本設(shè)計(jì)為公稱容量的70%；——熔化期平均功率因數(shù)，～，； ——電效率，≥，； N——變壓器功率平均利用系數(shù)，～，； ——廢鋼熔化時(shí)間,；求得P = kVA按國(guó)內(nèi)外現(xiàn)行變壓器額定容量（平均先進(jìn)水平）。 現(xiàn)行變壓器平均先進(jìn)水平額定容量（t）電極（mm）功率（kVA）7050050000 ～ 630009055063000 ～ 8000010061075000 ～ 83000 本設(shè)計(jì)取P = 70000 kVA 石墨電極的選用(1) 初步確定電極的直徑。① 經(jīng)驗(yàn)公式： （）式中d極——石墨電極直徑，mm； I——電流強(qiáng)度，A；I = = A ρ——石墨電極電阻系數(shù)，； K——系數(shù)，；求得d極 = 。② 參照比較國(guó)內(nèi)外石墨電極的直徑（）：本設(shè)計(jì)取d極 = 600mm。（2）校核電極密度。= ()求得，I/S=，符合設(shè)計(jì)要求。（2）確定電極心圓直徑。D極 = （ ～ ）D ()取D極 = = = 。 水冷爐壁的設(shè)計(jì)（1） 水冷爐壁的特性： 有自發(fā)的掛渣能力，直到掛渣層溫度達(dá)到爐渣的熔點(diǎn)時(shí)不再掛渣有保護(hù)水冷爐壁的作用。 水冷爐壁的輸出熱流越大掛渣越厚，水冷爐壁承受的熱流強(qiáng)度越大，掛渣越薄。（2）管式水冷爐壁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：① 管子內(nèi)徑選擇，管內(nèi)水流速，控制水冷管輸出熱流強(qiáng)度；② 水冷爐壁由若干塊水冷件組成，每塊水冷件單獨(dú)供水，10～15塊；③ 采用分離式爐殼（分體式爐殼）有利于水冷爐壁更換；④ 在水冷構(gòu)件上安置掛渣釘（掛渣爪），提高爐壁掛渣能力；⑤ 控制管壁厚度，保證水冷爐壁有足夠的強(qiáng)度。（3）管式水冷爐壁設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算確定：1） 最大熱流強(qiáng)度： ()式中，P——變壓器額定功率； η——電效率，超高功率電弧爐中，η≥，；cosφ——功率因數(shù)，超高功率電弧爐中，cosφ=～，；R——熔池半徑，m；,一般K=～；求得，2） 水冷壁面積：當(dāng)電弧爐傾動(dòng)最大角度時(shí)，水冷爐壁不能浸泡在鋼液中，并留有一定安全距離，250mm以上，水冷爐壁面積占爐壁總面積的80%～90%，本設(shè)計(jì)取85%。 S= 85%=85%=3） 冷卻水流量和流速及水冷管內(nèi)徑的確定： () () ()，當(dāng)時(shí)，D為最大直徑； ()式中，——冷卻水流量； ——冷卻水流出和流入時(shí)的溫度，進(jìn)出水溫差為5～8℃，本設(shè)計(jì)取5℃； D——水冷管內(nèi)徑； ——冷卻水流速； ——水冷件塊數(shù)；本設(shè)計(jì)取12塊當(dāng)臨界水流速時(shí)，求得：=500；D=59mm；= 電弧爐主要技術(shù)參數(shù) 電弧爐主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng) 目單 位參 數(shù)爐型超高功率電弧爐電爐爐殼直徑mm6230電爐額定出鋼量t58電爐最大容量t120留鋼量t21出鋼方式EBT電爐變壓器額定功率MVA70+20%電爐變壓器二次電壓V618電極橫臂水冷導(dǎo)電鋁合金電極直徑mm248。 600電極心圓直徑mm248。 1570電極行程mm4200電極提升速度自動(dòng)mm/s110～150手動(dòng)mm/s110～300電極下降速度：自動(dòng)mm/s100電爐傾斜角度出鋼176。8～10出渣176。10電爐傾動(dòng)時(shí)間：出鋼s7爐蓋旋轉(zhuǎn)角度176。70爐蓋旋轉(zhuǎn)時(shí)間s6～8爐蓋提升時(shí)間s4爐子傾動(dòng)方式全液壓爐蓋提升行程mm600 連續(xù)加料裝置的設(shè)計(jì) 所示，Consteel 可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料，連續(xù)預(yù)熱廢鋼、生鐵、預(yù)還原鐵礦等金屬料，同時(shí)可以減少煙塵排放量。設(shè)備結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)交流爐相比沒(méi)有無(wú)大的差異其 工藝應(yīng)用于交流煉鋼電弧爐。 Consteel加料系統(tǒng) 它從廢場(chǎng)或鐵路貨車，廢料放在電荷轉(zhuǎn)移機(jī)，通過(guò)送料輸送輸送自動(dòng)連續(xù)從電爐的爐殼部分的廢料爐電極側(cè)，并始終在爐中保持一定數(shù)量的鋼。同時(shí)，電爐煙氣通過(guò)預(yù)熱爐預(yù)熱段，不斷對(duì)預(yù)熱進(jìn)行預(yù)熱，使電弧可以直接加熱鋼水。通過(guò)直接熔融熔融鋼廢料，運(yùn)行平穩(wěn)，對(duì)電網(wǎng)影響不大，減少變壓器容量，節(jié)約能源。根據(jù)電弧爐生產(chǎn)能力以及煉鋼廠場(chǎng)地狀況本設(shè)計(jì)采用水平高架配置方式連續(xù)送料系統(tǒng)（） 水平高架配置式連續(xù)送料系統(tǒng) 鋼包尺寸的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)根據(jù)軸承鋼的生產(chǎn)工藝要求，爐外精煉采用LF+VD的工藝路線。（500～700）mm是LF要求鋼包凈空高度， （800～1000）mm是VD要求鋼包凈空高度，因此，本設(shè)計(jì)取凈空高度為800mm。（1）包容納的鋼水量。設(shè)鋼包的額定容量為P(t)，一般考慮應(yīng)10%的過(guò)裝余量，則鋼包內(nèi)鋼水實(shí)際容量為:P + = = 50 = 55t （）（2）鋼包內(nèi)渣量。出鋼時(shí)一般會(huì)有少量的爐渣隨鋼水傾入鋼包內(nèi)；考慮到爐外精煉時(shí)會(huì)造渣，本設(shè)計(jì)爐渣量取鋼水量的5%。即渣量為： = 55 = ()（3）鋼包的容積。容積根據(jù)鋼包實(shí)際容納金屬液與熔渣量來(lái)計(jì)算。因此，鋼與渣的總體積即鋼包的容積應(yīng)為：+=55+= ()取D/H=1，錐度=15%，則鋼包下部直徑： ()鋼包的容積按圓錐臺(tái)計(jì)算： ()整理得： ()： D=故有 H=D=,。又因凈空高度=，錐度是15%，即鋼包上口內(nèi)徑=+=；=+=。（4）鋼包磚襯的厚度。鋼包磚襯包括保溫層（外層）與耐火工作層（內(nèi)層），一般砌筑總厚度100～250mm。工作層砌筑有多種形式，除列入標(biāo)準(zhǔn)的鋼包襯磚磚型外，可針對(duì)專用鋼包桶依據(jù)其錐度、直徑、高度等參數(shù)設(shè)計(jì)專用磚襯，則砌筑工作更為方便順利，砌筑質(zhì)量也較高。鋼包包壁磚襯厚度約等于： ()式中 ——鋼包內(nèi)壁厚度（上下厚度一致），mm D0——鋼包上部?jī)?nèi)徑，mm得本設(shè)計(jì)取mm鋼包底磚襯的厚度 ()得，本設(shè)計(jì)取鋼包外殼。 一般用下面兩個(gè)公式計(jì)算鋼包殼壁和殼底厚度。 () () ——鋼包殼壁厚，mm；——鋼包殼底厚，mm；——鋼包上部?jī)?nèi)徑，mm得出，=，本設(shè)計(jì)取=28mm =，本設(shè)計(jì)取=34mm綜上，鋼包的尺寸如下：外殼內(nèi)高：外殼全高：外殼上部?jī)?nèi)徑： m外殼上部外經(jīng)：外殼下部?jī)?nèi)徑：外殼下部外徑： 連鑄的設(shè)計(jì) 連鑄機(jī)的主要參數(shù)設(shè)計(jì) 連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：鋼包允許的澆鑄時(shí)間、鑄坯斷面、拉坯速度（理論拉速、工作拉速）、冶金長(zhǎng)度、液芯長(zhǎng)度的計(jì)算、鑄機(jī)曲率半徑和連鑄機(jī)的流數(shù)。它們是決定設(shè)備性能和總體尺寸的基本要素。（1）鋼包允許澆鑄時(shí)間 為了保證澆鑄的順利進(jìn)行鋼包內(nèi)的鋼液不能因散熱太多而形成包底凝殼，澆鑄時(shí)間也應(yīng)足夠長(zhǎng)，鋼包的容量允許澆鑄時(shí)間也應(yīng)有差異?？藗惣{及塔爾曼經(jīng)驗(yàn)公式 ()式中，——鋼包允許的最長(zhǎng)澆注時(shí)間，min； G——鋼包的容量，t； f ——質(zhì)量系數(shù)，要求嚴(yán)格的鋼種f 取 11。所以，取57min。（2）鑄坯斷面 本設(shè)計(jì)中，鑄坯斷面取300 300mm的大方坯。(3) 拉坯速度 從提高生產(chǎn)力的角度，希望提高速度。但由于受多種因素的影響，拉速是受影響的主要因素，是鋼水的凝固速度和對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響。在選擇拉速時(shí)，主要是為了保證板坯具有一定的殼厚，從而防止了變形過(guò)大，甚至出現(xiàn)漏鋼。鑄造速度有兩個(gè)含義：一是理論的鑄造速度也被稱為最高速度。它受連鑄機(jī)的能力的影響；另一種稱為工作、鑄造速度，也被稱為普通鑄造速度，它是受鑄坯質(zhì)量的限制。通常指工作的工作速度。 1）拉速理論。無(wú)變形或拉漏的鑄坯所需的最小坯殼厚度是由最小殼厚確定的。因此，確定的速度的方法是：獲得所需的最小厚度板坯結(jié)晶器坯殼。鑄坯在模具所需的停留時(shí)間，獲得凝固坯殼的厚度。根據(jù)晶體長(zhǎng)度得到了理論的澆鑄速度。由凝固定律求得鑄坯出結(jié)晶器時(shí)的坯殼厚度δ為：