【文章內(nèi)容簡介】 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、辦事處，流程118公里（含與峨邊、沐川縣界河段），流成面積369．35平方公里，年平均經(jīng)流量為400億至500億立方米。境內(nèi)水力資源頗豐，開發(fā)利用條件好，境內(nèi)大中型水電站4座，總裝機容量280萬千瓦，供電設施齊備，有8座11萬伏變電站和1座22萬伏變電站。 樂山位于成渝經(jīng)濟區(qū)成綿樂發(fā)展帶南部，是四川的清潔能源、新材料和建材生產(chǎn)基地。樂山工業(yè)長期居四川工業(yè)第一方陣。樂山重點建設和規(guī)劃12個優(yōu)勢突出、特色鮮明、功能健全、配套完善、產(chǎn)業(yè)相對集中的工業(yè)集中發(fā)展區(qū)。集中力量把高新區(qū)建成國家級高新區(qū)，把樂山建設成為四川新型工業(yè)化的示范窗口、高新技術產(chǎn)業(yè)集聚中心和工業(yè)經(jīng)濟重要增長極。勞動力市場充足，鋼鐵行業(yè)的專業(yè)技術人員由于西南不銹鋼和德勝集團在沙灣的投資建設大量擁進樂山。 樂山處于西部大開發(fā)中心四川省，在這時代背景下為各基礎材料生產(chǎn)行業(yè)提供了大量的機遇。西部大開發(fā)在橋梁、建筑、汽車、輪船、家庭日用品都需要大量優(yōu)質鋼材，只要把握住這些，不銹鋼在西南是很容易銷售的。綜上述，在樂山沙灣區(qū)建不銹鋼廠是合理可行的。 煉鋼廠的產(chǎn)品生產(chǎn)方案根據(jù)下游企業(yè)的需要決定的，企業(yè)的產(chǎn)品計劃（即產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、產(chǎn)品的規(guī)格）確定了加工工序和加工設備類型，再依據(jù)加工工序的要求來確定煉鋼廠所應提供的鑄坯或鋼錠的質量與斷面形狀、尺寸，從而計算按不同鋼種所需供應的坯或錠的數(shù)量。 本產(chǎn)品大綱的設計原則是：生產(chǎn)有競爭力的優(yōu)勢產(chǎn)品，堅決淘汰落后的產(chǎn)品。因此，結合市場所需提出了本設計的產(chǎn)品。本設計為軸承鋼。綜上，本鋼廠主要生產(chǎn)以GCr15為主的不銹鋼，其余為碳素鋼、碳工鋼、硅鋼、彈簧鋼以及合金鋼。[1] 冶煉鋼種的化學成分軸承鋼GCr15~~~≤≤~≤≤ 以GCr15為例，有較高硬度、耐磨性，高的接觸疲勞強度和抗壓強度，良好韌性及較高的抗磨蝕性。因此要求鋼種非金屬夾雜的量少，尺寸小，塑形好和分布均勻。但從電爐生產(chǎn)實際來看，由于一般軸承鋼C量較高，非金屬夾雜不僅數(shù)量多，而且形狀不規(guī)則，所以常用渣洗和延長鎮(zhèn)靜鋼時間等辦法，不適合進行連鑄，連鑄冷卻強度大，鎮(zhèn)靜時間斷，易產(chǎn)生碳化物偏析和裂紋，為了去除一定數(shù)量雜物和偏析，用LF爐精煉。該鋼種用于制造滾珠軸承的滾珠，棱柱和內(nèi)外套圈。： 要求廢鋼及廢料儲存在車間原料跨內(nèi)，對這一工作用當特別重視。必須將合金鋼廢料儲存于專用貯存室內(nèi)。廢料的儲存應符合下列幾項基本要求：（1）與其他雜質隔開；（2）設置各種金屬及各種廢料的單獨儲存室；廢鋼生鐵合金等渣劑與溶劑類材料廢鋼料筐機械化加工系統(tǒng)EAFAODLF連鑄精整熱軋模鑄 工藝流程圖（3）原料跨個儲存室的位置必須便于裝料及節(jié)省廢料的運輸工作；（4）如果是廢鋼板及鐵屑，則在這些廢料的儲存室之間必須有專門的捆壓機及團壓機，以便達到電爐冶煉需要的致密度。廢鋼及碳素鋼的分類存放原則：（1）為能合理的使用廢鋼，就必須進行爐料種類的分選和分類存放，以使廢鋼的化學成份準確，塊度適當；（2）碳素返回鋼和廢料可以用來熔煉碳素鋼和合金鋼，為此，碳素返回鋼在存放中必須注意和防止鋼種混合。只有經(jīng)過精心挑選過的返回料才能作為電弧爐的金屬爐料[1]。 料筐頂裝料是目前最理想的裝料方法，爐料入爐速度快，只需3～5min就可完成，熱量損失小，節(jié)約電能，能提高爐襯的使用壽命，還能充分利用熔煉室的空間。另外，料筐中的料可在原料跨間或貯料場上提前裝好，時間充裕、布料合理，裝入爐內(nèi)的爐料仍能保持它在料筐中的布料位置，如爐料質量好，一次即可完成裝料。為了縮短時間，保證合金元素的收得率，降低電耗和提高爐襯的使用壽命，裝料時要求做到：準確無誤、裝得致密、布料合理及快速入爐。裝料前，值班調(diào)度員要審查配料單，檢查爐號、鋼種、配定成分、錠型及重量等是否符合計劃要求；對于持有疑義的料單，不能用于裝料。裝料工應嚴格按照配料單準確裝料，因此在裝料前需核定鋼鐵料的組別、合金或份，還要校核計量儀器，保證全熔后化學成分合適、重量準確，以利于冶煉的順利進行。爐料裝得致密，可求得一次裝完，并能改善爐料的導電傳熱性能，電極穿并時，弧光穩(wěn)定，有利于熔化。要達到致密，裝料時必須依靠大、中、小爐料合理的搭配。合理的布料更為為重要，一般均是將部分小料雜鐵裝在料筐底部，借以保護料筐的鏈板或蛤頁板，減緩重料對爐底的沖擊。在小料的上面，料筐的中心部位裝大料或難熔料，中間填小料，作到平整、致密、無大空隙，使之既有利于導電，又可消除料橋及防止塌料時折斷電極。其余的中小料裝在大料或難熔料的上邊及四周，%～%的雜鐵，以利于起弧、穩(wěn)定電流和減輕弧光對爐蓋的輻射損傷。爐料入爐前，電爐煉鋼工應根據(jù)作業(yè)計劃、配料單審核爐料中的重量及合金元素與成分，并在爐底墊入料重1%～2%的石灰。如料單中寫明配入石墨碳、電極塊或焦炭等配碳劑、應在裝料前裝到爐內(nèi)，以利于提高它們的收得率及保證配碳的準確性。料筐頂裝料要有專人指揮，抽爐或旋轉爐蓋時，爐蓋要完全抬起，電極要升到頂點且下端脫離爐膛、以防剮壞爐蓋或電極，同時又要求電極下端不許超出爐蓋的水冷圈或絕緣圈，避免搖晃擺動時將電極折斷而滾落到它處砸壞設備或砸傷人。爐膛裸露后，應迅速將料筐吊入爐內(nèi)的中心位置，不得過高、過偏與過低。過高容易砸壞爐底．且吊車震動大；過偏特使爐料在爐中布局偏倚，抬料筐時也容易帶剮爐壁；過低易粘壞料筐的鏈板[1]。 送電爐料入爐后并在送電前，電爐煉鋼工和設備維護人員應對爐蓋、電極、水冷系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、電氣設備等進行檢查，如發(fā)現(xiàn)故障要及時處理，以免在冶煉過程中造成停工；還應檢查滬料與爐門或水冷系統(tǒng)是否接觸，如有接觸要立即排除、以免送電后被擊穿。如電極不夠長時，最好在送電前更換，當完成上述工作并確認無誤后，方可正常送電轉入熔化期。配料任務在于確定爐料的化學組成及其配比；合理利用返回鋼，節(jié)約合金元素，減少消耗，縮短冶煉時間。（1）配料原則1）配料的準確性即爐料重量和配料成分要準確。2）合理使用廢鋼，廢鋼的化學成分必須符合所冶煉鋼種的要求。另外，當采用氧化法冶煉時，應大量使用普通廢鋼；而在采用返回法時，必須使用優(yōu)質返回鋼。使用廢鋼時，還應考慮其塊度和單位體積重量，不同塊度的爐料應有適宜的配比，輕薄廢鋼所占的比例不宜過大。3） 確定適宜的配料成分，配料成分由鋼種成分、元素特性、冶金方法和質量要求等確定。（2） 確定配料（以軸承鋼GCr15為例）不銹鋼冶煉工藝的特殊性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：鋼中合金含量高，總量為13%～30%；2)合金元素中鉻含量很高，而碳含量很低(%～%)；3)鉻比鐵易于氧化，鉻的氧化物熔點高，渣子粘稠；4)合金元素價格昂貴，提高Cr、Ni、Mo的收得率十分重要；5)近年來由于對表面質量要求日益提高，故對夾雜和氧、硫等雜質的潔凈化要求也日益提高；6)不銹鋼脫磷問題仍未解決。配料時，應把P的含量配到鋼種規(guī)格之下，使鋼液中P的含量應盡可能低，以滿足不銹鋼生產(chǎn)的需要。（3）返回吹氧法的特點在冶煉過程中，存在較短的氧化期，進行短時間的吹氧操作，這有利于去碳，碳的氧化沸騰加速了氣體和夾雜物的排出，提高鋼的質量。氧化操作時只進行吹氧，而不加入礦石或氧化鐵皮，以減少合金元素的損失。返回吹氧法有短暫的氧化期，吹氧脫碳使鋼液沸騰，有利于脫氣和夾雜物的排出，鋼的質量與氧化法相當，并能回收返回鋼中的合金元素。用返回吹氧法冶煉GCr15，出鋼量以100Kg計算，爐料綜合回收率取90%。用模鑄，合金FeMn其中Mn收得率98%；FeSi中Si收得率95%；爐料有80%外來廢鋼。 GCr15所用原料成分（%）成分CSiMnPSFe 碳素廢鋼 余量煉鋼生鐵 余量 FeMn FeSi 礦石進入鐵量=Kg ()FeMn添加量=Kg ()FeSi添加量=Kg ()裝入量=Kg ()外來廢鋼=80%= ()配生鐵量=Kg ()返回廢鋼量=Kg ()計算結果為：，[2]。 車間所煉鋼種以自動化設備用鋼為主，各項技術指標均可行，再加上鐵水預處理和爐外精練得預煉鋼種都較易生產(chǎn)得到。爐外精煉采用AOD以及LF爐，LF爐具有埋弧加料功能，可以兼做煉鋼和連鑄之間的緩沖設備，AOD爐可以使碳含量降到很低的水平，并且抑制鋼中鉻的氧化。AOD法幾乎可以生產(chǎn)所有牌號的不銹鋼，保證車間全連鑄方案的順利實現(xiàn)。再加上車間所煉鋼種在其他鋼廠的實踐，表明它們的連鑄方案都能實踐，更進一步說明了產(chǎn)品方案的可行性。 根據(jù)實際情況證明以上技術在國內(nèi)外煉鋼廠得到使用，屬于成熟技術，考慮本設計的情況均可借鑒，并在原來的基礎上使其更優(yōu)化，設計出適合本設計要求的技術方案。所以技術可行。 3 電弧爐設計 3 電弧爐設計年產(chǎn)70萬噸不銹鋼的煉鋼車間工藝設計。電弧爐產(chǎn)量一般計算式： （）式中 n全年實際有效作業(yè)日數(shù)，n=365作業(yè)率，d； g一爐熔煉鋼水量（出鋼量）； t平均每一爐冶煉時間，h； a鋼水鑄成良錠的收得率，%； 24晝夜時數(shù)。我國冶金熔煉爐一般均為連續(xù)生產(chǎn)，節(jié)假日不停工，故正常生產(chǎn)時作業(yè)率可達90%，即340天左右，模鑄良錠收得率一般為8185%，計算取85%[2]。（1）估算每次出鋼量： （）由上式計算得q=根據(jù)爐子實際出鋼量與額定容量有不同超裝，超裝量為2025%，計算時取f=。（2） 核算年產(chǎn)量 T ()A≥As=700000t根據(jù)計算所得，該設計方案可行，滿足設計的年產(chǎn)鋼能力[2]。電弧爐是電路煉鋼車間的核心設備，電爐設計的好壞直接影響到煉鋼生產(chǎn)的順利與否。如果設計不合理造成先天性缺陷，一旦投產(chǎn)就很難再做改動，所以對于電爐設計應予以重視。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。電弧爐近于球形體，從減少散熱面出發(fā)，以球形為最好?，F(xiàn)代電弧爐爐體中部是圓筒形，爐底為弧形，爐頂為拱形。作為發(fā)熱體，電極端部的三電弧位于爐內(nèi)中心部位。電弧爐設計應保證高的生產(chǎn)率，電能、耐火材料、電極等消耗要低，同時要滿足冶金反應順利進行，故應考慮以下因素：（1） 選用大功率變壓器；（2） 保證高的熱效率和電流效率；（3） 采用高質量的耐火材料砌筑材料；（4） 爐子各部分形狀和尺寸設計布局合理；（5） 爐子熔煉室容積能一次裝入堆比量中等的全部爐料；（6） 爐子傾斜10176?！?0176。能保證鋼液順利流出。 電弧爐的大小以其額定容量來表示，所謂額定容量是指新設計的電爐熔池所能容納的鋼水量。實際生產(chǎn)過程中，隨著熔煉爐數(shù)的增多，熔池容積逐漸增大，裝入量或者出鋼量也就不斷增加。另外生產(chǎn)中還經(jīng)常用提高爐門檻即造假爐門檻的辦法來增加爐產(chǎn)量，這樣就出現(xiàn)了超裝問題，一般認為超裝20%為宜，不宜超裝太多，大電弧爐基本上都不超裝[2]。熔池：容納鋼液和熔渣的那部分容積。熔池的容積應能足夠容納適宜熔煉的鋼液和熔渣，并留有余地。（1） 池的形狀其形狀應有利于冶煉反應的順利進行，砌筑容易，修補方便。目前使用的多為錐球型熔池，上部分為倒置的截錐，下部分為球冠。球冠形電爐爐底使得熔化了的鋼液能積蓄在熔池底部，迅速形成金屬熔池，加快爐料的熔化并及早造渣去磷。截錐形電爐爐破便于補爐，爐坡傾角45176。，其優(yōu)點如下：45176。角叫自然錐角，砂子等松散材料成堆后的自然錐角正好也是45176。熔池尺寸計算熔池容積V池。根據(jù)定義： V池=V液+V渣 （） V液=T/ρ液 （） 式中 T—出鋼液量； ρ液—鋼液的密度，179。 V渣=G渣/ρ液 （） 式中 G渣—按氧化期最大渣量計算，鋼液量的7%（堿性）； ρ渣—3～4t/m179。，179。熔池直徑D（渣面直徑）和深度H之比D/H。 在計算熔池直徑D和深度H之前，首先要確定一個合適的D/H值。在熔池容積一定的條件下，D/H越大，則熔池越淺。熔池容積一定，熔池越淺，熔池表面積越大，即鋼、渣界面積越大，有利于鋼渣之間的冶金反應，因此，希望D/H大一些。但是D/H太大，則熔池直徑和熔煉室直徑都增大，于是路殼直徑增大，導致D殼太大，爐殼散熱面積增大，電耗也增大，所以D/H又不能太大。 如果D/H太小，熔池太深，鋼液加熱困難，溫度分布不均勻性大。