【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的爐型設(shè)計(jì)和原料成分；第二部分為供料系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)計(jì)算；第三部分為爐外精煉設(shè)備的設(shè)計(jì)和選取；第四部分為連鑄設(shè)備的設(shè)計(jì)與選??；第五部分為車間廠房及設(shè)備的設(shè)計(jì)與選?。坏诹糠譃檐囬g定員。 100％ 20％ 30％ 100％ 100％ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 16 頁(yè) 共 63 頁(yè) 2. 生產(chǎn)計(jì)劃及金屬平衡 生產(chǎn)計(jì)劃 煉鋼車間生產(chǎn)計(jì)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。 生產(chǎn)鋼種 鋼種 普碳鋼 低合金鋼 特殊鋼 年產(chǎn)量（萬噸） 比例（％） 10 10 80 主要生產(chǎn)鋼種成分 鋼種分類 鋼號(hào) 主要化學(xué)成分 C Si Mn S P Ni Cr 特殊鋼 10F ～ ≤ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ 普碳鋼 Q235 ～ ≤ ～ ≤ ≤ 低合金鋼 16Mn ～ ～ ～ ≤ ≤ 連鑄機(jī)斷面規(guī)格及產(chǎn)量分配 鑄坯斷面尺寸（ mm） 150 1000 150 800 170 1000 定尺長(zhǎng)度（ m） 8 10 8 年產(chǎn)量（萬噸） 80 10 10 金屬平衡 年產(chǎn)良坯 100 萬噸，需廢鋼量為 萬噸。金屬平衡表如下： 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 17 頁(yè) 共 63 頁(yè) 鋼鐵料平衡圖 90％ 86％ 100％ ％ 98％ ％ ％ ％ % 99％ ％ % 50%廢鋼 50％ DRI 電爐鋼水 鋼包精煉鋼水 損耗 中間罐鋼水 返回廢鋼 損耗 返回廢鋼 連鑄坯 合格鑄坯 損耗 返回廢鋼 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 18 頁(yè) 共 63 頁(yè) 電爐鋼水產(chǎn)量計(jì)算 電爐作業(yè)制度 車間全年日歷工作天數(shù) 365 天 車間全年大修天數(shù) 25 天 每十天計(jì)劃?rùn)z修 8 小時(shí)（包括修爐），全年合計(jì)天數(shù) 10 天 車間不可預(yù)計(jì)的生產(chǎn)故障耽誤天數(shù) 20 天 電爐全年實(shí)際生產(chǎn)天數(shù) 310 天 電爐作業(yè)率： 310247。 365＝ 85％ 電爐作業(yè)指標(biāo) 電爐平均出鋼量 120 噸 電爐出鋼至出鋼周期 90min 爐外精煉時(shí)間： 鋼包爐精煉（包括喂絲） ～ 45min MPE 處理 ～ 15min 真空脫氣（包括喂絲） ～ 35min 一座 120 噸高功率電爐可能達(dá)到的年產(chǎn)鋼水能力計(jì)算 Q＝ 24 60 120 310/90=595200 t/a 原料條件 碳素鋼成分（％） C Si Mn P S Fe 生鐵成分（％） C Si Mn P S Fe ～ ～ ～ ～ ～ 石灰成分 CaO SiO2 MgO AlO2 燒減 S ～ ～ ～ ～ 余數(shù) ～ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 19 頁(yè) 共 63 頁(yè) 螢石成分（％） CaF SiO2 MgO Al2O3 P2O5 S ～ ～ ～ ～ ～ ～ 礦石成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 P2O5 S Fe2O3 H2O ～ ～ ～ ～ ～ 磚塊成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ 61～ 74 ～ 33～ 37 ～ 高鋁磚成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ ～ ～ ～ ～ 爐襯配比（鎂碳磚） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ ～ ～ ～ ～ 鐵合金成分 1) 硅鐵（ 70＃） C Si Mn P S 余 Fe ～ ～ ～ ～ 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 20 頁(yè) 共 63 頁(yè) 2) 錳鐵（ 75＃） C Si Mn P S 余 Fe ～ ～ 76～ ～ ～ 3）鉻鐵 C Si Cr P S 余 Fe ～ ～ ～ 68 ～ ～ 4）鋁 Al： ～ Fe： ～ 5)鎳 Ni:99 工藝參數(shù)設(shè)定 配碳量 配碳量＝（ C 鋼種規(guī)格下限 －（ ～ ）％＋（ ～ ）％） /（ ～ ） 化期脫碳量： 30％ 其它原料加入量 為提前造渣脫磷，先加入部分石灰（ 15～ 20Kg/t(金屬料 )）和礦石（ 10kg/t(金屬料 )。 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％。 爐襯鎂碳磚消耗量 (金屬料 )，其中熔化期占 40％，氧化期和還原期各占 30％。 熔化期和氧化期所需氧量 50～ 60％來自氧氣，其余來自空氣和礦石。 氧氣純度和利用率 純度為 ％，余者為氮?dú)猓趵寐蕿?90％。 碳 的氧化產(chǎn)物 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 21 頁(yè) 共 63 頁(yè) 均按 70％生成 Co， 30％生成 Co2考慮。 煙塵量 按 7～ 8％ Kg/t(金屬料 )考慮。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 22 頁(yè) 共 63 頁(yè) 3. 電弧爐型設(shè)計(jì) 電弧爐是目前世界上熔煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊用途鋼的主要設(shè)備。電弧爐的爐型主要是指爐子的內(nèi)部空間形狀與尺寸。為了減少散熱表面，以球形為好。現(xiàn)代電弧爐爐體中部是圓桶型，爐底為弧形，爐頂為拱形。后因采用高功率和超高功率技術(shù)，新型電弧爐多數(shù)采用水冷爐壁，以及水冷爐頂，因此將電弧爐爐壁均做成柱形。現(xiàn)今電弧爐都不同程度地使用高功率或超高功率，以提 高爐子容量。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。 本次設(shè)計(jì)的是 2 120t 超高功率電弧爐，采用偏心底出鋼、水冷掛渣爐壁、廢鋼預(yù)熱等技術(shù)，以達(dá)到最優(yōu)化。電弧爐內(nèi)部分為熔池和熔化室兩部分。 熔池的形狀和尺寸 (1) 120t 鋼液所占體積： V=G V0 式中 G—— 爐子額定容量， t； G=120t V0—— 一噸鋼液的體積， m3/t。 V0= m3/t 所以 120t 鋼液體積 V 鋼 ＝ 120 ＝ m3 (2) 因?yàn)殡娀t 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。 3＝ m3 (3) 熔池形狀 一般選用球冠加倒置的圓錐臺(tái)，圓錐部分與水平線的傾角為 450， 這樣的形狀可保證爐料的加速熔化，便于出鋼后修補(bǔ)爐坡，出鋼時(shí)實(shí)現(xiàn)無渣出鋼，留鋼操作。帶有球冠部分的爐缸，球冠高約為鋼液總深度的 20％，即 h1=H/5,取鋼液面直徑 D 和鋼液深度 H 的比值為 D/H=4 ，它是確定爐型尺寸的基本參數(shù)。偏心底出鋼所采用的出鋼箱容積約 為鋼液總體積的 1/5，爐子向出鋼口方向傾動(dòng)角為 5－ 120，具體尺寸見圖 31。 內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 第 23 頁(yè) 共 63 頁(yè) 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?yàn)椋?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(jì)說明書 第 24 頁(yè) 共 63 頁(yè) 熔煉室尺寸 在鋼液沸騰時(shí)為了使?fàn)t渣不至于沖刷爐壁磚襯，或不會(huì)到達(dá)爐坡與大塊壁磚接觸處，減輕爐渣對(duì)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(shí)，也就是由爐門坎到爐頂拱基的距離時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮到爐頂?shù)膲勖脱b料的情況。這個(gè)距離越大，爐頂壽命越高，裝入堆比重輕的爐料也越多。但是熔煉室高度越大，散熱面積也隨之增大，其結(jié)果使單位電耗增加。綜合考慮取： H1/D= ,則 : H1== ＝ 爐頂拱高 h3與熔煉室直徑 D 熔 的關(guān)系，由于爐頂是高鋁磚，所以 取 h3＝ D 熔 /9,即： h3=D 熔 /9=。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。其中工作層材質(zhì)為粘土磚，填充層材質(zhì)為鎂砂磚和焦油，永久層材質(zhì)為粘土磚。爐底厚度（包括隔熱層和工作層總厚度）約等于鋼液深度的尺寸，則 δ B＝ H＝ 又爐頂拱高 h3,即 hR與爐頂拱腳處直徑 DR滿足 hR/hR=,所以 ： DR＝ hR/=。 當(dāng)爐子公稱容量 40t 時(shí)，爐頂厚度δ＝ 350mm(水冷爐壁 )。 加料門尺寸