【導(dǎo)讀】特別是冶金工藝流程的革命性變換，如電爐從三期操作發(fā)展到只提供初煉。工藝服務(wù)的電爐裝備也取得了突破性的發(fā)展。近十年，我國(guó)從國(guó)外先后引進(jìn)了交流超。高功率電弧爐、直流電弧爐、高阻抗電弧爐、雙殼爐和豎爐。通過(guò)這些設(shè)備的調(diào)試、操作、維護(hù)以及備品的制造，提高了我國(guó)電爐制造的設(shè)計(jì)制造水平。新的基礎(chǔ)上，我國(guó)大容量電弧爐的國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)前電弧爐正朝著大型電弧爐、外精煉，連鑄設(shè)計(jì)，煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，車(chē)間布局設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)由內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院武哲毅設(shè)計(jì)。在編寫(xiě)的過(guò)程中得到了。張芳老師的指導(dǎo)，在此特別表示感謝。電爐的主要產(chǎn)品是鋼材，而鋼的質(zhì)。本設(shè)計(jì)根據(jù)指導(dǎo)老師的課題范圍，查閱相關(guān)資料，結(jié)合南京地區(qū)實(shí)際條件，優(yōu)化設(shè)計(jì)150t直流電弧爐煉鋼車(chē)間。的、方法，并向老師請(qǐng)教可行性方案。理》、《煉鋼設(shè)計(jì)原理》等資料進(jìn)行設(shè)計(jì)提綱的書(shū)寫(xiě)。爐煉鋼的原料配比。鋼車(chē)間布局，結(jié)合國(guó)內(nèi)大型電爐進(jìn)行設(shè)定并向蘇老師探討可行的方法和數(shù)據(jù)。

　　

【正文】 。采用 EBT 工藝，出鋼時(shí)鋼包底部加入的合金料或新的渣料，可以防止鋼流對(duì)包底的沖刷。同時(shí)，垂直密實(shí)的鋼流，不會(huì)沖刷包壁及使鋼包周?chē)Y(jié)瘤，這樣可提高鋼包壽命 20%~40%。 。 EBT 或 RBT 電弧爐由于在出鋼時(shí)爐子傾角小，鋼水不會(huì)浸沒(méi)水冷爐壁，因此可使水冷爐壁面積加大，從占整個(gè)面積 70%一 80%擴(kuò)大到 80%一 90%，從而大大提高爐襯壽命，大面積用 水冷爐壁，允許電弧爐采用最大功率供電，每爐鋼熔化時(shí)間可縮短 3 一5min 左右，與此同時(shí)冶煉電耗也可以得到降低 [7]。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 我國(guó)電爐煉鋼現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題 廢鋼資源現(xiàn)狀 廢鋼資源的短缺：我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程短，社會(huì)廢鋼資源不足，而且鋼鐵制造過(guò)程技術(shù)進(jìn)步使自產(chǎn)廢鋼不斷減少，同時(shí)廢鋼進(jìn)口量也相應(yīng)下降，所以我國(guó)廢鋼資源短缺、價(jià)格居高不下 [9]。 電能電價(jià)現(xiàn)狀 電能短缺與電價(jià)成本：我國(guó)電力緊缺，短時(shí)期內(nèi)仍難滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)電爐鋼生產(chǎn)用電需求，缺電和限電導(dǎo)致電爐間歇式生產(chǎn)，生產(chǎn)成本更趨升高 [14]。 有害元素的困擾 廢鋼循環(huán)過(guò)程中 有害元素的富集：廢鋼作為短流程的主要原料，其質(zhì)量在不斷惡化。一方面隨著廢鋼循環(huán)次數(shù)的增加，有害元素不斷富集；另一方面鋼材表面涂層技術(shù)和復(fù)合材料的廣泛應(yīng)用使回收的廢鋼帶有 C u 、 Z n 、 P b 、 S n 、 M o 、 N i 等元素，這會(huì)不同程度地對(duì)鋼材質(zhì)量造成影響。大部分短流程沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)優(yōu)化，生產(chǎn)效率不理想。因此應(yīng)以循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求來(lái)衡量，保證生產(chǎn)順行，減少設(shè)備故障和生產(chǎn)事故，合理調(diào)度，提高作業(yè)率 [14]。 環(huán)保問(wèn)題 在節(jié)能環(huán)保方面存在較大差距：由于認(rèn)識(shí)不足、生產(chǎn)管理不善以及缺乏技術(shù)和投資等原因，造成大 量的能源浪費(fèi)及環(huán)境污染。 電弧爐短流程發(fā)展趨勢(shì) 短流程生產(chǎn)工藝體系的優(yōu)化 電爐短流程煉鋼工藝是集中了當(dāng)今先進(jìn)的煉鋼生產(chǎn)技術(shù)于一身的先進(jìn)生產(chǎn)工藝，其關(guān)鍵技術(shù)將是整體工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)、物流參數(shù)的合理匹配以及總體裝備水平的最佳配置。短流程生產(chǎn)工藝體系的整體優(yōu)化不僅包括了大型電爐及其相關(guān)配套技術(shù)、精煉技術(shù)、近終型連鑄技術(shù)等單項(xiàng)的技術(shù)優(yōu)化進(jìn)步，更需要注意建設(shè)過(guò)程中的生產(chǎn)布局優(yōu)化和生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)物流優(yōu)化和工序持續(xù)優(yōu)化。傳統(tǒng)的工程初步設(shè)計(jì)往往采用類(lèi)似工程的簡(jiǎn)單套用和基于設(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 的主觀判斷法，并不能體現(xiàn)全局綜合物 流優(yōu)化效果，而采用仿真技術(shù)將會(huì)成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，其能夠?qū)Χ喾N方案進(jìn)行分析比較，將復(fù)雜動(dòng)態(tài)的鋼鐵運(yùn)行過(guò)程通過(guò)模型得以再現(xiàn)，可定量對(duì)多方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，優(yōu)化短流程生產(chǎn)工藝中的時(shí)間節(jié)奏和物流流量的匹配銜接，從而發(fā)揮短流程優(yōu)勢(shì)，為鋼鐵工業(yè)的資源優(yōu)化、能源優(yōu)化、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化提供了一條最優(yōu)化的工藝布局和路線(xiàn)。 電爐冶煉高效化 電爐作為短流程工序的生產(chǎn)核心，其生產(chǎn)的高效化直接影響著該生產(chǎn)流程效益的發(fā)揮。電爐冶煉高效化追求的目標(biāo)是冶煉周期、通電時(shí)間盡可能縮短，冶煉電耗盡量降低。隨著電爐轉(zhuǎn)爐化的趨勢(shì) 越來(lái)越明顯，電爐的熔化周期成為短流程煉鋼的研究熱點(diǎn)，已有學(xué)者以能量平衡為基礎(chǔ)分析了影響電爐熔化周期的因素指出進(jìn)一步強(qiáng)化電弧爐煉鋼、提高生產(chǎn)率的手段主要在于提高能量供應(yīng)量和供應(yīng)強(qiáng)度，表現(xiàn)在技術(shù)層面上就是裝備的大型化、更高功率、提高化學(xué)能輸入強(qiáng)度以及減少非通電操作時(shí)間或輔助操作時(shí)間等 [15]。 值得一提的是，讓電爐具有高爐連續(xù)生產(chǎn)特征的 CRISP 連續(xù)電弧爐煉鋼工藝已成功完成中試實(shí)驗(yàn)，以 DRI 為原料的 CRISP 爐，完全可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料、連續(xù)冶煉和周期出鋼：像高爐煉鐵一樣的連續(xù)煉鋼，該工藝在未來(lái)短流程的成果應(yīng)用 將有效提高整個(gè)生產(chǎn)流程的生產(chǎn)效率。 低生產(chǎn)成本的過(guò)程管理與控制 成本是制約短流程發(fā)展的關(guān)鍵因素。在短流程煉鋼工藝中，成本構(gòu)成包括原料成本、能源成本以及生產(chǎn)管理成本等。未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的勝利者將是那些所有擁有的技術(shù)能夠控制成本的廠家，因此任何降低成本的技術(shù)均能促進(jìn)短流程的發(fā)展 [16]。 1）減少原料成本的技術(shù)：如加強(qiáng)對(duì)廢鋼的分類(lèi)加工和管理。 2）降低能源消耗的技術(shù)：展開(kāi)電爐供電技術(shù)優(yōu)化的研究加強(qiáng)爐氣物理熱和化學(xué)熱的回收，如采用電爐熱裝海綿鐵以及廢鋼預(yù)熱技術(shù)以及連續(xù)上料裝置的實(shí)現(xiàn)。據(jù)報(bào)道德國(guó)奧蒙德輸送技術(shù)有限公司（ Aumund fordertechnik 公司）開(kāi)發(fā)出一種新的直接還原鐵輸送系統(tǒng)，可以將熱直接還原鐵密封輸送，該技術(shù)的應(yīng)用可使電能消耗最多降 20%，另外，在缺電地區(qū)，可發(fā)展 EOF(Energy Optimizing Furnace)的短流程煉鋼工藝。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 控制生產(chǎn)成本的技術(shù) 操作過(guò)程的連續(xù)化和自動(dòng)化，縮短熱停工時(shí)間，以及圍繞縮短電爐冶煉周期的新技術(shù)和新裝備的研發(fā)，從而起到強(qiáng)化電爐冶煉，降低能耗提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，以使噸鋼能耗、耐材和電極等輔助材料消耗及勞動(dòng)成本大幅度降低。 節(jié)能環(huán)保 實(shí)現(xiàn)短流程工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展電爐短 流程本就是有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的生產(chǎn)流程，據(jù)統(tǒng)計(jì)在滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求的鋼產(chǎn)量一定時(shí)，生產(chǎn)一噸電爐鋼比生產(chǎn)一噸轉(zhuǎn)爐鋼可以多循環(huán)利用廢鋼 500～ 600 公斤，少消耗鐵礦石 噸，降低可比能耗 265 公斤標(biāo)煤，減少二氧化碳排放 公斤。生產(chǎn)一噸轉(zhuǎn)爐鋼約排放二氧化碳 噸，生產(chǎn)一噸電爐鋼約排放 ，為轉(zhuǎn)爐鋼的 1/3。從節(jié)能環(huán)保、實(shí)現(xiàn)電爐短流程可持續(xù)發(fā)展角度，需研究大量關(guān)鍵技術(shù)，如控制電弧爐冶煉中二惡英產(chǎn)生和排放的技術(shù)；以提高能源與資源利用率為目標(biāo)的多種能源與多種爐料的匹配與優(yōu)化技術(shù)；以降低冷卻水能耗與 水耗為目標(biāo)的氣化冷卻技術(shù)；以改善氧氣利用率和降低排放為目標(biāo)的加壓與密封技術(shù)；基于先進(jìn)連續(xù)檢測(cè)、成分與溫度預(yù)報(bào)模型和智能化控制技術(shù)的計(jì)算機(jī)集成制造技術(shù)；實(shí)現(xiàn)將材料制造、能源生產(chǎn)和廢物處理等功能相結(jié)合的綜合管理和控制技術(shù)等，讓短流程成為清潔生產(chǎn)、能量和資源循環(huán)利用的典范 [17]。 電弧爐短流程展望 與轉(zhuǎn)爐長(zhǎng)流程相比，電爐短流程在投資、資源（包括土地）、能源（包括鐵礦石、焦煤等）和節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等方面都具有優(yōu)勢(shì)。而短流程必須依靠自主創(chuàng)新來(lái)支撐電爐煉鋼工藝，以進(jìn)一步優(yōu)化工藝過(guò)程，降低生產(chǎn)成本。隨著世界 范圍內(nèi)低碳經(jīng)濟(jì)的呼聲越來(lái)越高以及國(guó)家關(guān)于節(jié)能環(huán)保等相關(guān)政策的實(shí)施，短流程的發(fā)展將會(huì)主要圍繞原料和能源兩方面展開(kāi)。因此，能適應(yīng)原料以及帶入爐內(nèi)的能量的變化，同時(shí)采用全封閉設(shè)計(jì)，高溫預(yù)熱廢鋼以及連續(xù)加料工藝的連續(xù)電弧爐煉鋼工藝在未來(lái)發(fā)展中將會(huì)比較有潛力。中國(guó)鋼鐵行業(yè)的工程公司和研究機(jī)構(gòu)應(yīng)致力于加大對(duì)煉鋼短流程工藝和設(shè)備技術(shù)方面的研發(fā)力度，形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、獨(dú)創(chuàng)性的相關(guān)技術(shù)，逐步追上國(guó)際同行的步伐，才能在不久的將來(lái)煉鋼短流程迅猛發(fā)展的時(shí)代占據(jù)一席之地?？傊?，隨著對(duì)煉鋼短流程工藝以及各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，中 國(guó)的電爐煉鋼短流程將會(huì)有更大的發(fā)展和提升，也會(huì)大大促進(jìn)我國(guó)鋼鐵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[17]。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 參 考 文 獻(xiàn) 柴毅忠 毛新平中國(guó)電爐煉鋼問(wèn)題鋼 鐵 .(12). 武振廷 芮樹(shù)森 .中國(guó)大型電弧爐發(fā)展概況特殊鋼 .(4). 張責(zé)磊 韓兆玲現(xiàn)代電弧爐煉鋼技術(shù)綜述河南冶金 1998. 3.(28). 現(xiàn)代電弧爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展 .江蘇冶金 (1). 短流程煉鋼新技術(shù)研究貴州大學(xué) 2021 屆工程碩士究 生學(xué)位論文 . ,洪新 .電爐短流程回顧和發(fā)展中的若干問(wèn)題中國(guó)冶金 (7). 黃其明 何臘梅 游香米 吳 令煉鋼短流程工藝國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 鋼 鐵 論 壇 . 8．吳建常電弧爐煉鋼的發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步 2021 特鋼年會(huì)論文集 . 王承寬我國(guó) 50~150 t 電弧爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展 .特殊鋼 .(1). 何春來(lái) 劉潤(rùn)藻 李京社電弧爐煉鋼裝備技術(shù)的發(fā)展中國(guó)冶金 .(4). 電爐短流程工藝的設(shè)計(jì)優(yōu)化包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào) 10049762(1999)Sup033105. ,李偉立 ,劉仁剛 ,等現(xiàn)代電弧爐煉鋼〔 M〕北京 :原子能出版社 ,1995,615 ,姜桂連 150 t 超高功率電弧爐生產(chǎn)高質(zhì)鋼的工藝技術(shù)煉鋼 ,2021,16(5): 14. 傅杰 . 現(xiàn)代電弧爐冶煉周期綜合控制理論及應(yīng)用 [J]北京科技大學(xué)學(xué)報(bào) , 2021, 26(6): 588595. 15. 李士琦 ,劉潤(rùn)藻 ,李峰 ,等 .電弧爐煉鋼技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā) [J].中國(guó)冶金 ,2021,(2):12215. 16. 金 琳 . 未來(lái)電爐煉鋼的技術(shù)發(fā)展 .冶金管理 , 2021, (1) 17. 李士琦 ,郁健 ,高金濤 ,等 .電弧爐煉鋼的鐵源問(wèn)題 [J].鋼鐵研究學(xué)報(bào) ,2021,20(增刊 ):109. 18. .王令福 . 煉鋼設(shè)備及車(chē)間設(shè)計(jì) .（第二版） .電爐部分冶金工業(yè)出版社， . 19. 劉海彬 . 100t 直流電弧爐煉鋼車(chē)間供料系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介鋼鐵廠設(shè)計(jì)（ 21~23）