【正文】 還原精煉期的具體任務(wù)是:盡可能脫除鋼液中的氧；脫除鋼液中的硫；最終調(diào)整鋼液的化學(xué)成分,使之滿足規(guī)格要求；調(diào)整鋼液溫度,并為鋼的正常澆注創(chuàng)造條件。 鋼的爐外精煉是把電弧爐中要完成的任務(wù),如脫氧,脫硫。在出鋼過程中,爐體要保持輕微連續(xù)的傾動，,爐體迅速復(fù)位,向鋼包中加入活性脫硫渣劑,進(jìn)行預(yù)脫硫處理,同時(shí)鋼包底部吹A(chǔ)r攪拌。C 出鋼條件及操作 當(dāng)鋼水成分，溫度符合條件時(shí)，且出鋼和精煉的準(zhǔn)備工作已完成時(shí)便可出鋼。綜合氧化可以擴(kuò)大鋼渣反應(yīng)界面，造出高堿度高氧化性爐渣，促進(jìn)了脫磷和脫碳反應(yīng)的順行。吹入熔池中的氧氣與熔池中的氧劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生的CO氣泡在上浮過程中將非金屬夾雜物帶入爐渣，同時(shí)，碳氧反應(yīng)放出的熱量使熔池升溫，進(jìn)而使鋼液達(dá)到出鋼溫度，從而減少一部分電能的輸入。4） 熔末階段：爐料被熔化四分之三后，電弧完全暴露，而遠(yuǎn)離電弧的低溫區(qū)部分爐料尚未熔化，若長時(shí)間采用最大功率用電，電弧會強(qiáng)烈損壞爐襯和爐蓋，所以要在好泡沫渣，以屏蔽電弧，同時(shí)合理用氧，并不斷將剩余爐料推入熔池，以加速熔化。此時(shí)，電弧全部被爐料包圍，熱量全部被爐料吸收，故使用最大功率供電，一般穿井時(shí)間為10分鐘，約占熔化時(shí)間的1/4。也可以一開始就采用最大功率送電，以加速爐料熔化。B由于采用超高功率供電,電弧爐只做為一臺高效的熔化裝置,現(xiàn)代電弧爐煉鋼過程在熔化期就有吹氧助熔,又由于偏心底出鋼是留鋼留渣操作,實(shí)際上熔化和氧化并無明顯的界限,故稱之為熔氧期. 熔氧期的主要任務(wù)是：在保證爐體壽命的前提下，用最少的電耗快速地將爐料熔化及升溫，迅速形成熔池，并完成脫磷、脫碳、去氣、去除非金屬夾雜的工藝任務(wù)。合理的布料應(yīng)該是：先在爐底鋪一層石灰，%，再在石灰上加已定量的氧化鐵皮或碎礦石，之后加入部分小塊廢鋼，在小塊廢鋼的電弧作用區(qū)加入大塊廢鋼和難溶爐料，其周圍及上面裝入中型廢鋼；最后將小塊廢鋼裝入最上層填充空隙。（2）布料布料原則：下致密，上疏松，中間高，四周低，爐門口無大料，穿井快，不搭橋；布料順序：底部裝小料，其用量為小料總量的一半，然后在料罐的下部中心區(qū)裝入全部大料，低碳廢鋼或難熔爐料，在大料之間填充中小料，中型料裝在大料的上面及四周；在料的最上面（電極下面），放入剩余的小料（輕廢鋼），以便通電后電極能很快穿井埋入料中，減輕電弧光對爐蓋的輻射；熔點(diǎn)高的鐵合金應(yīng)放在高溫區(qū)，但不能裝在電極下面，易揮發(fā)的合金元素避免放在電極下高溫區(qū)；若配入增碳劑，如生鐵、焦粉、電極粉、電極塊等，應(yīng)將增碳劑放在生鐵大料塊上部，破碎電極塊或大包焦粉，電極粉放在料籃底部小料之上；裝料完畢，進(jìn)行計(jì)算做到準(zhǔn)確真實(shí)；裝料時(shí)料籃中心與爐膛中心線，必須在同一條垂直線上，料籃不得不碰撞爐襯和水冷件；冷裝完后兌鐵水，執(zhí)行兌鐵水規(guī)程。 （1）裝料為能有效地進(jìn)行煉鋼操作，在考慮金屬料配比量和裝料時(shí)總是以最大可能地提高生產(chǎn)率作為主要因素，提高熔化速度的基本條件如下：料籃容積一般設(shè)計(jì)成爐子容量相同，裝料后爐料不能高出爐子上口；第一籃料通電熔化后，進(jìn)第二籃料的時(shí)機(jī)應(yīng)選在既能提高熱效率，又不使?fàn)t料過高而影響送電；根據(jù)爐子容量，變壓器功率和吹氧情況確定合適的廢鋼堆積密度，密度過大，廢鋼落入熔池后使熔化條件變壞；密度過輕，廢鋼下落不穩(wěn)定，熔化速度減慢；廠內(nèi)自產(chǎn)或壓塊等大塊廢鋼應(yīng)裝在料籃下部，以防止熔化時(shí)滑落碰斷電極；裝料次數(shù)應(yīng)盡可能少，以減少熱損失；原料中低碳、高熔點(diǎn)、輕薄料多時(shí)要適當(dāng)配入含碳材料，降低熔點(diǎn)，加速熔化；加海綿鐵時(shí)如連續(xù)加入，應(yīng)從電極穿井后開始直至出鋼這段時(shí)間內(nèi)連續(xù)不斷地加入；如果分批加入，每次加入量宜少，既要避免發(fā)生爐料架橋，又能使?fàn)t壁處殘存的廢鋼起到保護(hù)耐火材料，免遭電弧輻射的損害；石灰溶劑可和爐料一起加入爐內(nèi)，以利早期成渣脫磷。裝入法、返回法不足之碳可用電極粉增碳，不得配入生鐵。凡航空鋼、艦板鋼、炮鋼、輕武器及特殊要求帶“頂”“發(fā)”“軍”%。 ： 1）必須正確地進(jìn)行配料計(jì)算和準(zhǔn)確地稱量爐料重量； 2）爐料的大小要求按比例搭配，以達(dá)到好裝，快化的目的； 3）各類爐料應(yīng)根據(jù)鋼的質(zhì)量要求和冶煉方法搭配使用； 4）配料成分必須符合工藝要求； 5）注意上爐冶煉含Ni、Cr、W、Mo等元素的高合金鋼，下爐應(yīng)配相應(yīng)的鋼種進(jìn)行澆爐，并注意殘余元素，不得出格。合金成分在5%以下的合金可按照鋼水成分要求稱量好后直接加入到鋼包內(nèi)，隨鋼包利用在線烘烤器一起烘烤。（2）隨廢鋼配料的合金料供應(yīng)方案 高碳鉻鐵采用隨廢鋼配料的方案，高碳鉻鐵料倉布置在廢鋼跨，來料采用底開式料罐供料方式，由料倉頂部卸入料倉配料時(shí)，利用起重機(jī)的吊鉤電子稱稱量，用簸箕將高C鉻Fe加入到廢鋼料籃內(nèi)，隨廢鋼加入電弧內(nèi)。其中供應(yīng)電爐生產(chǎn)用散狀料采用經(jīng)稱量后，直接用溜槽加入爐內(nèi)的方式，供爐后合金化。 （1）高位料倉供應(yīng)方案所需的散狀料和合金料中，冶金石灰、螢石、礦石以及硅鐵、錳鐵、硅鋁鐵、硅錳合金。對氧氣有如下幾點(diǎn)要求：含氧量99%、水分≤3103kg/m工作壓力（～）105Pa；（9）鐵礦石 鐵礦石在電弧爐煉鋼過程中主要用于脫磷、硫、氣和夾雜物。（1）鋁粉鋁粉脫氧能力強(qiáng)，主要用于冶煉低碳不銹鋼和某些低碳合金結(jié)構(gòu)鋼，以提高合金元的收得率和縮短冶煉還原時(shí)間，鋁粉使用前也應(yīng)干燥，使用粒度≤，水分≤%，Al95%；（2）硅鐵粉 硅鐵粉是用含硅75%得硅鐵磨制而成的，這樣比重輕，含硅量高，有利于進(jìn)行擴(kuò)散氧，使用粒度≤1毫米，水分≤%；（3）石灰 由石灰石在800～1000℃的高溫下焙燒而成，一般要求石灰中CaO含量90%，硫含量%，入爐石灰要求水量%；（4）白云石 主要成分為CaO、MgO，用于電弧爐補(bǔ)爐和堵爐門坎，也用于造渣，造渣用輕燒白云石，補(bǔ)爐用重?zé)自剖?；?）螢石 主要成分為CaF2，要求含量85%、SiO24%、CaO5%、S%、H2O%，使用前應(yīng)在100～200℃的低溫下干燥4小時(shí)以上，溫度不宜過高，可作為爐渣調(diào)節(jié)劑，改善爐渣流動性；（6）焦炭粉 主要作用1）在熔化后期和氧化期造泡沫渣；2）作為增碳劑加入爐內(nèi)或包內(nèi)。下面從原料要求、車間冶煉的工藝特點(diǎn)及操作要領(lǐng)等方面進(jìn)行說明。本設(shè)計(jì)的其它數(shù)據(jù)請參閱電爐車間平面布置圖和剖面圖。緩冷區(qū)位于連鑄機(jī)旁側(cè)；良錠存放區(qū)位于跨間另一側(cè)，用來存放良錠、坯件，其間有運(yùn)輸線路直接通到軋鋼車間；連鑄備件的存放和修理區(qū)位于跨間另一側(cè)，另外還有配電室、剪切控制室、拉矯機(jī)控制室分別位于良錠存放區(qū)一邊靠近連鑄機(jī)的位置，其他具體設(shè)施依具體情況而定。 主要是緩冷區(qū)、良錠存放區(qū)及配電室等的布置。連鑄機(jī)總長度的計(jì)算公式為：L＝R+L+L+L+L+L 式中 R—連鑄機(jī)圓弧半徑，R=9m； L—矯直切點(diǎn)至拉矯機(jī)最后一個(gè)棍子的距離，主要有拉矯機(jī)的類型來定，取其值為2m； L—拉矯機(jī)至切割機(jī)前的距離，適當(dāng)加長冶金長度延長段有利于提高拉速，這里取其值為4m； L—切割區(qū)長度，3m； L—輸出軌道或鑄坯等待區(qū)長度，取其值為15m； L—冷床或者出坯區(qū)長度，取決于最大定尺尺寸在增加1米，這里取為11m。(4)平臺上操作室的尺寸：44。計(jì)算得: H=，取11米(2)澆注平臺的長度要考慮到中間包車的長度及布置，通常中間包車長度為 7米，所以澆注平臺的長度為45米。本跨間設(shè)有連鑄機(jī)一臺、二冷段維修區(qū)、拉矯及切割維修區(qū)、中間包維修區(qū)和結(jié)晶器維修區(qū)以及精煉設(shè)備維修區(qū)。鋼包的修理區(qū)及烘烤區(qū)則位于本跨間之另一端，其儲存依場地具體情況而定。其他布置主要為鋼包修砌區(qū)和烘烤區(qū)。回轉(zhuǎn)臂的另一端則停在鋼水接受跨，以更換鋼包?？紤]到車間整體高度及經(jīng)驗(yàn)所得，一般取回轉(zhuǎn)臺的高度為 15 米。 考慮到LF精煉爐的操作平臺，以及各種設(shè)備的修砌，整個(gè)廠間的布置因此將精煉爐放在電爐之間。LF精煉爐在電爐之間布置。設(shè)有公稱容量180噸的LF精煉爐，LF爐另一側(cè)設(shè)有LF爐的維修區(qū)域及鋼包的修砌區(qū)，另一側(cè)設(shè)有鋼包回轉(zhuǎn)臺。故計(jì)算吊車的軌面標(biāo)高為： h≥L+L+L+L+L+L 式中 L—起重機(jī)吊鉤的極限尺寸，取其值為 3000m； L—吊換電極用吊具的長度，取其值為 1000mm； L—需要吊出的電極的長度，其值為 4200mm； L—余量，取其值為300mm；L—電極把持器頂端降低到最地位置時(shí)與爐門坎的距離，取其值為3800mm； L—電弧爐爐門坎到車間地面的距離，取其值為8000mm。電弧爐直接出渣到爐下的渣罐車，渣罐車通過原料跨把電爐渣運(yùn)出廠房。爐子變壓器室應(yīng)該有足夠的空間方便各種設(shè)備的布置和檢修；另外，為了保證操作安全，電弧爐變壓器與房子的內(nèi)墻應(yīng)該有一部分距離。對于偏心底出鋼電弧爐，考慮到鋼包車及鋼包的高度。本跨配有吊車進(jìn)行車間的高空吊運(yùn)，爐下渣罐車出渣。平臺高度選取18米。表5—1原材料單耗指標(biāo) kg/t鋼鐵料Kg/t鐵合金Kg/t石灰Kg/t電極Kg/t爐襯耐火材料Kg/t鋼包耐材Kg/t氧氣Nm3/t10502970451025表5—2 計(jì)劃儲存天數(shù)外購廢鋼（天）返回廢鋼（天）鐵合金（天）石灰（天）螢石（天）鎂砂（天）5155155表5—3 各種材料堆積密度與允許堆高名稱外購廢鋼返回廢鋼鐵合金焦炭螢石礦石石灰輕中重密度（t/）高度 m2222表5—4 密度容器修正系數(shù)材料外來廢鋼渣料燃料修正系數(shù)經(jīng)過計(jì)算后，各種原料料坑的尺寸列入下表 表5—5 各種原料的占地面積尺寸（m2）名稱廢鋼鐵合金散狀料礦石煉鋼生鐵返回鋼尺寸 m（長寬）106581085858坑深 m222考慮到電弧爐車間的橫向布置的結(jié)構(gòu)及年使用廢鋼總量的占地面積,選取車間跨度為30m。原材料堆存或者存入料倉等容器所需用的場合面積或容器容積的計(jì)算公式如下：q＝QT/n；Q＝A單耗指標(biāo)；q—某種原材料的儲存量，t；Q—該種材料的全年消耗量，t；n—年作業(yè)天數(shù)；T—計(jì)劃儲存天數(shù)；A—車間年產(chǎn)鋼量，t/a 。 電弧爐在廠房布置（位置與方向）基本類型有兩種，即橫向布置與縱向布置 電弧爐車間一般來說生產(chǎn)力小于轉(zhuǎn)爐車間，原材料供應(yīng)較少，且多以固體冷料（廢鋼與生鐵）為主要原料的車間，故運(yùn)輸量比轉(zhuǎn)爐車間小，但是電弧爐車間的特點(diǎn)是返回鋼的品種多，批量小，需要的合金量種類多，遭渣料的質(zhì)量要求嚴(yán)格，因此，電弧爐車間的供料工作又比轉(zhuǎn)爐車間復(fù)雜。令總熱收入為：Qs＝++++++Qs（8%＋6%） 整理得：＝； Qs= KJ. = KJ其中Qq＝Qs＝；Qb＝13115 KJ熱平衡總表列于表427表427 熱平衡表收入支出項(xiàng)目熱量（kJ）%項(xiàng)目熱量（kJ）%物料物理熱鋼水物理熱氧化熱和成渣熱爐渣物理熱其中 C氧化8521吸熱反應(yīng)消耗熱 Si氧化8710爐氣物理熱 Mn氧化909煙塵物理熱 P氧化冷卻水吸熱Fe氧化23356其它熱損失SiO2成渣3336.變壓器系統(tǒng)熱損失13115P2O5成渣電能*合計(jì)合計(jì)5電弧爐煉鋼車間的工藝布置電弧爐車間工藝布置要按照生產(chǎn)規(guī)模、爐子容量、工藝流程及前后工序的銜接等諸多元素來選擇和確定。8）變壓器及短網(wǎng)系統(tǒng)的熱損蝕一般，該項(xiàng)熱損失為總熱收入的5～7%。其損失量與設(shè)備大小，冶煉時(shí)間等等因素有關(guān)。開啟爐蓋熱損失。包括爐體表面散熱熱損蝕。K）則得， Qy＝(+)[（120025）]＝ KJ6)冷卻水吸熱Ql。K），由爐氣量可得: Qx＝[（120025）]＝ KJ5)煙塵物理熱Qy。表426 吸熱量名稱消耗量化學(xué)反應(yīng)△H（KJ/Kg）吸熱量（KJ）金屬脫碳%＝[]＋（）＝[]＋[Fe]62443896渣中和C=+[]=（）+26244金屬脫硫[]＋（）＝（）＋（）2143石灰燒減%＝＝＋4177水分揮發(fā)石灰?guī)?＝→{}1200℃1227空氣帶入++＝礦石帶入%=小計(jì)合計(jì)4)爐氣物理熱Qx。SiO2)16203336P2O5成渣%+%=4（CaO）+(P2O5)＝(4CaO該鋼熔點(diǎn)為： 1536（65+8+5＋30＋25+3）6≈1502℃；出鋼溫度控制在中下限，本計(jì)算取1580℃按氧氣轉(zhuǎn)爐的計(jì)算方法，可得，Qg＝[（150225）+272+（15801502）]＝。根據(jù)消耗的熱量確定。1）爐料的物理熱，計(jì)算結(jié)果列于表4－232）元素氧化熱及成渣熱計(jì)算結(jié)果列表424。將表416和421歸類合并，即得總物料平衡表422。表418 空氣消耗量及其帶入的水分空氣供氧量/㎏隨O2帶入的N2量/㎏（）（77/23）=（ m）空氣消耗量=+=㎏（ m）空氣帶入的水分=[（273+20）/273（）] =㎏表419 爐氣量項(xiàng)目氣態(tài)產(chǎn)物/㎏備注COCO2N2H2OH2SiF4揮發(fā)分合計(jì)C粉帶