【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)倒入坑內(nèi)的鐵水罐內(nèi)，稱(chēng)量后兌入電爐。不僅設(shè)備、廠房、建設(shè)投資以及生產(chǎn)費(fèi)用比采用混鐵爐時(shí)省，而且還能節(jié)能和優(yōu)化生產(chǎn)環(huán)境。但是運(yùn)輸過(guò)程中散熱少，減少了總的熱損失。鐵水溫度高，有利于脫磷硫處理。比較適合于高爐和電爐距離較遠(yuǎn)時(shí)使用。（3） 廢鋼供應(yīng)方式： 設(shè)立在單獨(dú)的廢鋼間，用火車(chē)或汽車(chē)向料坑或料倉(cāng)卸入本廠或外來(lái)廢鋼，按照類(lèi)型不同分類(lèi)堆放，用磁盤(pán)吊車(chē)或大鉗向廢鋼料斗裝入廢鋼，然后用熱力或電力料斗平車(chē)運(yùn)輸?shù)郊恿峡纾唬?）采用LF爐作為爐外精煉，在LF爐后將配置VD脫氣裝置1）LF爐：LF法主要是通過(guò)電極埋弧加熱、底吹A(chǔ)r攪拌鋼液和造還原渣(合成渣)實(shí)現(xiàn)精煉的，并完成深脫氧、深脫硫和去除夾雜物等主要任務(wù)。LF爐是鋼水在電弧爐出鋼后在鋼包內(nèi)精煉的設(shè)備，LF爐是由鋼包、爐蓋、電極加熱系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)等組成的。LF爐具有以下的功能：① 攪拌作用。LF爐底吹氬氣，攪拌鋼渣，均勻鋼水成分和溫度加快鋼渣界面的脫硫脫氧反應(yīng)，促進(jìn)夾雜物上浮，脫除氣體，凈化鋼液，提高鋼的純凈度；② 加熱作用。LF爐具有加熱功能，補(bǔ)充鋼水從初煉爐至開(kāi)澆前的溫降，并在精煉過(guò)程中進(jìn)行合金微調(diào)；③ LF爐爐蓋的封閉保持爐內(nèi)還原氣氛的功能。④ 儲(chǔ)存鋼水的調(diào)節(jié)作用?？稍贚F爐工位儲(chǔ)備1～2爐鋼水，待后續(xù)鋼水冶煉出來(lái)后再進(jìn)行連鑄作用，從而確保連鑄的順行。其工藝的優(yōu)點(diǎn)是：① 電弧加熱熱效率高，升溫幅度大，控制準(zhǔn)確度可達(dá)177。5℃；② 具有攪拌和合金化的功能，吹氬攪拌易于實(shí)現(xiàn)窄范圍合金成分的控制，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性；③ 設(shè)備投資少，精煉成本低，適合生產(chǎn)超低硫鋼、超低氧鋼。LF爐內(nèi)處理時(shí)，鋼水的化學(xué)成分的變化：① 脫氧。在LF精煉過(guò)程中，由于加入(或喂入)脫氧劑，或精煉渣中配有部分脫氧劑，因此有可能同時(shí)存在Si脫氧(如加入含Si物料)、Al脫氧(如加入Al)、復(fù)合脫氧劑脫氧(如加入CaSi. FeBaAlSi等)和爐渣(精煉渣)脫氧等幾種方式。使用強(qiáng)脫氧化劑的鋁粒作為終脫氧劑，%～%時(shí)鋼中的[O]幾乎全部轉(zhuǎn)變成Al2O3。 精煉時(shí)間與鋼中全氧含量的關(guān)系由上圖可知 ,精煉時(shí)間的延長(zhǎng)鋼中氧含量降低 ,但精煉時(shí)間大于 40min 鋼中氧含量的降低趨勢(shì)趨緩。同時(shí) ,終點(diǎn)弱攪拌時(shí)間大于 5min 具有一定的去氧效果。② 脫硫。熔渣的脫硫能力常用渣中的硫含量與鋼中的硫含量之比 ,即硫的分配系數(shù)(Ls = (%S)/ [S]) 表示。通過(guò)批量取樣分析，可得出精煉時(shí)間和硫的分配系數(shù)之間的關(guān)系。 LF爐精煉時(shí)間與硫在渣鋼間的分配系數(shù)之間的關(guān)系脫硫反應(yīng)：如前所述，目前精煉渣基礎(chǔ)渣系仍以CaOAl203 (SiO2)和CaOCaF2 (SiO2)為主，屬高堿度還原渣。因此精煉渣脫硫反應(yīng)通式可按離子理論寫(xiě)成:(O2) +[S]= (S2) +[O] △G=7196538T, 可見(jiàn)，增大渣中(02)、降低鋼中[O]和高溫對(duì)脫硫有利。所以，當(dāng)鋼液中的（FeO）的含量小于10%時(shí)，鋼液處于還原性氣氛，極易去除硫，這時(shí)可以使得脫硫率達(dá)到50%以上。③ [C] + (FeO) = [Fe] + CO,由于（FeO）的含量很小，所以反應(yīng)消耗的碳含量較為穩(wěn)定。但是，由于電極的作用和微合金化時(shí)加入的爐料帶入的碳量，所以LF精煉中，極有可能增碳。④ 2[P] + 5(Fe2+) + 8(O2)= 2(PO43) +5[Fe],由于渣中的(O2)含量降低，所以反應(yīng)會(huì)向著逆方向進(jìn)行，從而使磷含量升高，產(chǎn)生“回磷”的現(xiàn)象。⑤ 合金化后的鋼水，在LF吹氬精煉過(guò)程中，鋼液中的氮可以不斷地向氬氣泡中擴(kuò)散，并由氬氣泡帶出鋼液；但是因?yàn)槌跏嫉坎桓咔倚纬煞€(wěn)定的氮化物，故LF吹氬精煉時(shí)，不會(huì)有明顯的脫氮效果。同時(shí)，由于加入鐵合金帶入氮，雖然大量吹氬，可是鋼液暴露于大氣中，所以會(huì)出現(xiàn)增氮的現(xiàn)象。2）脫氣裝置選擇VD精煉工藝：VD法是在伴有底吹A(chǔ)r的情況下，通過(guò)抽真空(67pa)降低鋼水上部的氣壓實(shí)現(xiàn)精煉的，并完成以脫氣為主要目的的功能，通常與LF爐相配合使用。其主要特點(diǎn)為：① 脫氫和脫氮。鋼中的氣體含量與熔池溫度和氣相中該氣體分壓有關(guān)。在減壓條件下，氣相中的P（H2）和P（N2）分壓降低，從而降低鋼液中的氣體含量。由于氫在鋼水中的活性很高，擴(kuò)散系數(shù)很大(DH= (～)103cm/s)，所以抽真空時(shí)大部分氫能迅速逸出。但氮的活性較小，其在鋼中的擴(kuò)散系數(shù)也小(DH =(1～4)104 cm/s )，所以鋼水脫氮效果略差，除非加大真空度。② 脫氧和脫碳。在減壓條件下，PCO分壓降低，脫碳反應(yīng)平衡向產(chǎn)生CO的方向移動(dòng)，鋼中的W[O]和W[C]下降，即減壓條件下提高了碳的自脫氧能力。③ 去除夾雜物。真空精煉過(guò)程中，由于脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，能夠促進(jìn)夾雜物從鋼液中上浮進(jìn)入渣中。④ 功能齊全，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作靈活方便。（5）選取全弧形連鑄機(jī)連鑄。 連鑄是將高溫鋼水連續(xù)不斷地澆鑄到一個(gè)或一組水冷銅制結(jié)晶器內(nèi)，鋼水沿結(jié)晶器周邊逐漸凝固成坯殼，待鋼液面上升到一定高度，坯殼凝固到一定厚度后由拉矯機(jī)將鑄坯拉出，并經(jīng)二冷區(qū)噴水冷卻使鑄坯完全凝固，由切割裝置根據(jù)軋鋼要求切成定尺。這種使高溫鋼水直接澆鑄成鋼坯的工藝稱(chēng)為連續(xù)鑄鋼。它的出現(xiàn)從根本上改變了一個(gè)世紀(jì)的鋼錠初軋工藝。連鑄的優(yōu)越性① 簡(jiǎn)化生產(chǎn)工序② 提高金屬的收得率③ 節(jié)約能量消耗④ 改善勞動(dòng)條件，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化⑤ 鑄坯質(zhì)量好全弧形連鑄機(jī)的結(jié)晶器是弧形的，二冷區(qū)夾輥安裝在四分之一圓弧內(nèi)，鑄坯在垂直中心線切點(diǎn)位置被矯直，然后切割成定尺，從水平方向出坯，因此，鑄機(jī)的高度基本上等于圓弧半徑。這種連鑄機(jī)的主要特點(diǎn)如下。，因此，它的高度比立式、立彎式要低，這一特點(diǎn)使它的設(shè)備質(zhì)量較輕，投資費(fèi)用較低，設(shè)備的安裝和維護(hù)方便，因而得到廣泛應(yīng)用。，鑄坯在凝固過(guò)程中承受的鋼水靜壓力相對(duì)較小，可減小坯殼因鼓肚變形而產(chǎn)生的內(nèi)裂和偏析，有利于改善鑄坯質(zhì)量和提高拉速。，易造成鑄坯內(nèi)部夾雜物分布不均勻，另外，由于內(nèi)、外弧形冷卻不均勻，容易造成鑄坯中心偏析而降低鑄坯質(zhì)量。 車(chē)間生產(chǎn)能力核算及主要原材料的消耗車(chē)間生產(chǎn)能力是衡量電爐煉鋼廠生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。隨著我國(guó)電爐煉鋼的迅速發(fā)展, 不論是新鋼廠設(shè)計(jì)或老企業(yè)改造, 還是現(xiàn)有車(chē)間的生產(chǎn)組織，年生產(chǎn)能力越來(lái)越為工程設(shè)計(jì)人員和企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者所重視。電爐車(chē)間的生產(chǎn)能力:Q = 1440 n a KGηN/T ()式中 Q——車(chē)間電爐的年產(chǎn)鋼水量，t/a； 1440——每天日歷時(shí)間，min/d； n——電爐一全年工作天數(shù)，d/a，本設(shè)計(jì)取320天； a——金屬收得率，取95%； K——過(guò)裝系數(shù)，； T——每爐鋼平均冶煉時(shí)間，min/爐； G——每爐平均出鋼量，t/爐； η——鑄坯的收得率，本設(shè)計(jì)取96%； N——車(chē)間內(nèi)電爐座數(shù)；則 Q = 618014t/a主要原材料消耗如下：①金屬料 724kg/t廢鋼+310kg/t鐵水；②石灰 ③電極 ④爐襯耐火材料 ⑤氧氣 ⑥冶煉電耗 kWh /t 車(chē)間組成和工藝布置 電爐車(chē)間的工藝布置必須滿足：工藝流程合理，各種工序的操作順利，特別是電爐操作要方便，廠房電源等費(fèi)用投資要低，并預(yù)留發(fā)展的余地。（1）車(chē)間的組成 一個(gè)電爐煉鋼車(chē)間要具備如下功能：原料的存儲(chǔ)及爐前的準(zhǔn)備，冶煉，澆鑄，鋼錠（坯）的冷卻和處理，耐火材料的存儲(chǔ)和準(zhǔn)備，爐襯和爐蓋的修砌以及其他輔助生產(chǎn)準(zhǔn)備。所以一個(gè)電爐煉鋼車(chē)間一般設(shè)有原料跨、爐子跨、澆鑄跨、出坯精整跨。耐火材料間、爐襯修砌間，鋼渣處理間以及其他輔助設(shè)施。上述各間并不一定必須獨(dú)立設(shè)立，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)電爐的布置和澆鑄方式的不同，幾個(gè)工序合并在一個(gè)跨間內(nèi)進(jìn)行，考慮原則應(yīng)是工藝流程合理，原料和成品運(yùn)輸暢通，運(yùn)輸線路短，布置緊湊，生產(chǎn)方便。一般設(shè)原料跨、爐子跨、精煉跨、澆鑄跨、出坯精整跨。（2）工藝布置1） 原料跨布置煉鋼用的各種原料：廢鋼塊、鐵合金、各種造渣材料等。通常單獨(dú)布置在一個(gè)跨間內(nèi)，與爐子跨毗連，平行布置或垂直布置。其大小應(yīng)能保證儲(chǔ)存冶煉所需的各種原料以及流出運(yùn)輸所需的空間。各種原料應(yīng)分類(lèi)放置。2）爐子跨 安裝電爐設(shè)備和冶煉操作。 ①電爐在車(chē)間的平面布置如下。電爐縱向布置：電爐的出鋼方向與車(chē)間柱子縱向行列線平行。這種布置一般是把冶煉和澆鑄布置在同一個(gè)跨間。電爐橫向布置：電爐的出鋼方向與車(chē)間柱子縱向行列線相垂直。當(dāng)冶煉和澆鑄分別在兩個(gè)跨間進(jìn)行時(shí)，宜采用橫向布置。本設(shè)計(jì)中電爐采用橫向布置。 ②立面布置如下。a. 低架式布置：電爐布置在地平面，出鋼在出鋼坑內(nèi)進(jìn)行；操作在地平面上進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單，廠房標(biāo)高低。但出鋼條件差。這種布置是較早的小型電爐的布置形式，新建鋼廠極少采用。b. 高架式布置：電爐布置在高架操作平臺(tái)上，冶煉操作也在平臺(tái)上進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)是爐前勞動(dòng)條件好，可采用爐下渣車(chē)出渣，改善除渣條件，爐下檢修設(shè)備也比較方便，不必做防水坑工程，電氣室可分為二層布置。但是，一次投資費(fèi)用高，地面向平臺(tái)搬運(yùn)物品占用吊車(chē)時(shí)間多。大型電爐和新建電爐采用較多。本設(shè)計(jì)中電爐采用高架式布置。 3） 澆鑄跨本設(shè)計(jì)中連鑄機(jī)采用橫向布置。橫向布置：連鑄機(jī)與電爐布置在多跨的廠房?jī)?nèi)，連鑄部分通常由鋼水接受跨，澆鑄跨，出坯跨，精整跨組成，出坯方向與跨間垂直。這種布置方式可容納多臺(tái)電爐和連鑄機(jī)，車(chē)間生產(chǎn)能力大。 （3）緊湊式布置電爐車(chē)間超高功率電弧爐煉鋼技術(shù)迅速發(fā)展和爐外精煉技術(shù)的開(kāi)發(fā)成功，使得電爐的還原精煉移到爐外進(jìn)行，充分發(fā)揮了超高功率電弧爐的快速熔化作用，縮短了冶煉時(shí)間，這種快節(jié)奏的電弧爐煉鋼促使電爐配連鑄，出現(xiàn)了一種緊湊式電弧爐煉鋼廠，這種緊湊式布置可避免多跨式布置的缺點(diǎn)。 其布置原則是最緊湊的將煉鋼生產(chǎn)的各種工藝設(shè)備布置在最少跨間內(nèi)，盡量壓縮各跨間的距離，最大限度的削減運(yùn)輸環(huán)節(jié)，只使用少量的提升和運(yùn)輸設(shè)備達(dá)到占地面積小，節(jié)省投資，降低經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，獲得更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的。這種電爐車(chē)間布置綜合了許多現(xiàn)代化的技術(shù)和裝備，其平面布置包括：廢鋼和配料區(qū)，廢鋼預(yù)熱裝置，超高功率電弧爐，合金化系統(tǒng)，爐外精煉設(shè)備，連鑄機(jī)等生產(chǎn)工序和設(shè)備。這些先進(jìn)設(shè)備連成一排，前后有序，不強(qiáng)求傳統(tǒng)式排列，只要求最佳的物料流程。從原料開(kāi)始到澆鑄成坯，沒(méi)有任何中間干擾，車(chē)間運(yùn)輸距離壓縮到最短，而且考慮必要的提升和運(yùn)輸設(shè)備，電爐通過(guò)偏心爐底無(wú)渣出鋼，運(yùn)至精煉爐處理，隨后吊至連鑄機(jī)澆鑄。這種緊湊式布置所需空間只是一般電爐車(chē)間的25%，廠房大大簡(jiǎn)化，基建費(fèi)用大幅度減少。3 車(chē)間物料與熱平衡及主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 物料平衡計(jì)算(1) 計(jì)算所需原始數(shù)據(jù)?；緮?shù)據(jù)有：冶煉鋼種及其成分（）；原材料成分（）；爐料中元素的燒損（）；合金元素的回收率（）；其他數(shù)據(jù)（）。 冶煉鋼種及其成分 成分鋼種CSiMnPSCrNHOGCr9～～～≤≤～≤80ppm≤1～2ppm≤12ppm 原材料成分名稱(chēng)CSiMnPSCrAlFeH2O灰分揮發(fā)分廢鋼鐵水FeMnFeSiFeCr70Al焦炭電極名稱(chēng)CaOSiO2MgOAl2O3CaF2Fe2O3CO2H2OP2O5S石灰螢石生白云石爐頂爐襯*焦炭灰分電極灰分*注：爐襯主要指爐殼熔池部分的內(nèi)側(cè)的耐火材料爐襯，下同。 爐料中元素?zé)龘p率成 分CSiMnPS燒損率（%）熔化期忽 略氧化期全部燒損 回收率（%）合金材料 CSiCrMnP、S、FeFeMn 907582全部進(jìn)入鋼水中FeCr90788480FeSi907680 合金元素的回收 其它數(shù)據(jù)名稱(chēng)參數(shù)配碳量﹪，﹪熔化期配碳量30﹪，30﹪=電極消耗量(金屬料)：其中熔化期占75﹪，氧化期占25﹪爐頂高鋁磚消耗量( 金屬料）：其中熔化期占60﹪，氧化期40﹪爐襯鎂砂消耗量(金屬料)：其中熔化期占57﹪，氧化期占43﹪熔化期和氧化期所需氧量90﹪來(lái)自氧氣，其余10﹪來(lái)自空氣氧氣純度和利用率﹪，余者為N2，氧利用率90﹪焦炭中碳的回收率76﹪（系指配料用焦）碳氧化產(chǎn)物均按90﹪生成CO，10﹪生成CO2考慮煙塵量按12Kg/t(金屬料）考慮（2）爐料平衡基本項(xiàng)目。 收入項(xiàng)：廢鋼、鐵水、焦炭、石灰、生白云石、電極、爐襯鎂砂、爐頂高爐磚、氧氣和空氣。 支出項(xiàng)：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵、焦炭中揮發(fā)分。（3）計(jì)算步驟。以100kg金屬爐料（廢鋼+生鐵）為基礎(chǔ)，按工藝階段—熔化期和氧化期分別進(jìn)行計(jì)算，然后匯總成總物料平衡表。第一步：熔化期計(jì)算 確定物料