【正文】 161616 第 16 頁171717 第 17 頁3電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡 熔化期的物料平衡（1）計算所需的原始數(shù)據(jù)有冶煉鋼種及其成分表(3—1)，原材料成分（3—2）爐料中元素燒損率（表 3—3）被爐料帶入的（表 3—4）等其他數(shù)據(jù)表 31 冶煉鋼種及其成分鋼種化學(xué)成分%1Cr17Ni7C≤5Mn≤0Si≤0P≤5S≤0Ni~0Cr~0注：分母系計算時的設(shè)定值，取其成分中限表 32 爐料中元素燒損率成分 C Si Mn P S熔化期25～40，取 3070～95，取 8560～70，取 6540～50，取 45可以忽略燒損 率（%）氧化期① 全部燒損 20 ②25～30，取 27注： ①按末期含量取 %；②按末期含量取 %表 33 原材料成分%名稱 C Si Mn P S Cr Al Fe H2O 灰分 揮發(fā)分碳素廢鋼 余量FeMn 0004FeSi 0 00 2181818 第 18 頁Si 。????Dg=+2=爐蓋上開五個孔，其中三個為電極孔，一個為高位料倉加料孔，另一個為排塵孔。內(nèi)襯掛渣鉚釘為 20mm。℃????2???0式中：t 2—水冷管外表溫度，t 2500℃，取 480℃；t1—冷卻水平均溫度，t 0≈30℃。α Fe= =????W/m℃ ，L Fe為水冷管壁厚度，取 10 mm。計算得 d 支 = m（4）平衡掛渣厚度平衡掛渣厚度可用下式計算：Ls=[ ]??1???0?? 1??????????????????????式中：λ—水在平均溫度為 30℃時的導(dǎo)熱系數(shù)，h S—水冷爐壁的受熱面積，33m 2 G－冷卻水的流量，t/h —水的熱容，4190kJ/kg℃?????2???? t0—出水溫度℃ t1—進水溫度℃故 G =qs／[C PH2O(t0t1)]=360033／（419015）=720t/h冷卻水的實際流速與冷卻水通道結(jié)構(gòu)關(guān)系很大，因為爐壁熱流強度為，可選用管式水冷爐壁，水速定為 m/s。水冷爐壁應(yīng)確定幾個參數(shù)：水冷壁的熱流，水冷爐壁的面積，冷卻水流量，流速，冷卻水通道的尺寸（冷卻水管直徑） ；還有計算過程中所需要的對流換熱系數(shù)，綜合傳熱系數(shù)和最大熱流等參數(shù)值.（1）電弧爐爐壁的熱流：電弧爐爐壁承受的熱流主要來自電弧輻射熱，其大小與電弧功率、電弧和爐壁間距等因素有關(guān)。電極心圓直徑的經(jīng)驗值為：d 三極心 =（~）D所以 d 三極心==5105=1531mm表 27 變壓器功率及電參數(shù)項目 參數(shù) 項目 參數(shù)P 視 80M?VA d 直 700mmU 650V I/S 21A/cm2I 41026A d 三極心 1531mm由于電弧爐的高功率化，使爐內(nèi)熱負荷急劇增加，爐內(nèi)熱量分布不均勻加劇，從而使爐壁壽命大大降低，利用水冷掛渣爐壁來解決上述問題，對于超高功率電弧爐爐壁熱量很高，故選用管式水冷掛渣爐壁，其特點如下：1）一定厚度的此爐壁可以抗擊爐料撞擊或者爐料搭接打弧，以及吹氧不當造成的過熱；2）具有很好的掛渣能力；3）采用分離式爐殼，易于拆卸更換。故選取的電極直徑是合理的。 電極直徑的確定d 電極 =式中：I—電極上的電流強度，A；ρ—石墨電極 500℃時的電阻系數(shù)，1010 4Ω/cm ；k—系數(shù)，石墨電極取 178。變壓器的功率由以計算式來求：P 視 =110?????式中：P 視 —變壓器視在功率，KV?A；D 殼 —爐殼直徑，m； τ—額定裝入量的熔化時間，h，取 40min，即 。121212 第 12 頁熔煉室上緣直徑 D1 5720 偏心度 E 3580爐壁襯磚厚度 δ 350 出鋼傾翻角 β 14176。熔煉室上緣直徑 D1 5714 偏心度 E 3573爐壁襯磚厚度 δ 350 出鋼傾翻角 β 14176。80t 超高功率電弧爐各部分尺寸列于表 34，設(shè)定值見表 35。出鋼箱的高度為箱底爐襯厚度及箱底鋼板厚度（38mm）共 1000mm，鋼液高度 838mm，安全高度 1400mm，三者之和為 3238mm。這是新砌爐的最大傾翻角，由于爐內(nèi)溫度與出鋼箱溫度不等，爐子后期，爐底耐火材料的侵蝕會比出鋼箱嚴重，后期爐子的最大傾角壁 初期要大，但不會大于 β=arcos[(7174204)/7174]=14176。則：111111 第 11 頁β=14176?？紤]到出鋼口填料方便，出鋼口到爐體中心的距離為：E=[D 殼 /2+（350~400）]=3573mm（3）出鋼箱遠離中心內(nèi)測距離爐子中心的距離 L當爐壁厚度 S 為 535mm 時有 L=E+S=3573+535+600=4708mm。如果出鋼口到爐子中心距離——偏心度 E 過大，則出鋼口到爐子中心的距離越遠，箱內(nèi)鋼液的溫度與爐內(nèi)的鋼液的溫度差越大。考慮到弧形架對爐底的支撐，80t 超高功率電弧爐的 α 取 112176。α=100176。在一定范圍內(nèi)，α 越小，出鋼箱內(nèi)鋼水流動性越差，其與爐子中心溫度差越大，一般情況下，出鋼箱溫度比爐子中心的溫度低 50℃～80℃，如果過低會造成出鋼時箱體內(nèi)仍有固體冷塊料和未熔渣料，出鋼時會堵塞出鋼口造成事故。~ 12176。爐門應(yīng)該滿足以下的要求：(1)能清楚看見爐內(nèi)的爐料，爐頂中心，并便于觀察爐內(nèi)情況；(2)能方便的修補爐壁和爐底；(3)熔煉過程中，電極折斷時能將電極從爐門取出；(4)方便噴吹爐料和氧氣。 爐殼及厚度 δ z的確定爐殼要承受爐襯和爐料的重量，抵抗部分襯磚在受熱膨脹時產(chǎn)生的膨脹力，承受裝料時的撞擊力。比較經(jīng)濟的做法是選擇優(yōu)質(zhì)材料，使用較輕薄的爐襯，按經(jīng)驗值選，爐頂爐襯厚度見下表:表 21 爐頂爐襯厚度噸位/t 20 20~40 40δ/mm 230 300 350對 80t 電弧爐取 350mm。所以：H 1=D== （3）爐頂高 h3999 第 9 頁= （因爐頂磚不同而異，取 ）?3??熔 17 19 18則 h3=D 熔 /8=至此，爐底至爐頂中央高度H2=H1+H+h3=++=（4）熔池上緣直徑 D1熔煉室一般為上大下小，爐壁上薄下厚，即 D1D 熔 ，其爐墻內(nèi)側(cè)斜度，一般為爐坡水平面至拱基高度（H 1100）的 10%左右。經(jīng)驗值為：H1/D=~，40t 電爐； H1/D=~，40t 電爐。爐襯門檻較金屬門檻高出 80~100mm。（1）熔化室直徑 D 熔爐坡與爐壁交接處的直徑，為了防止鋼液沸騰時爐渣沖刷爐壁磚或爐渣到達爐坡與爐壁磚交界處，爐坡應(yīng)高于爐門檻約 100mm 左右，及當選定爐坡角度為 45176。~則：V 渣 /V 金 = =??7%??所以：V 池 = 金=?V 0式中：G—爐子容量，t； V0—噸鋼液體積，取 。對堿性電爐：G 鋼 /G 渣 =7%。因 d=D2h2=5H H= H。~熔池體積 V 池 （m 3）的計算公式為：V 池 = ( +dD++dD+ )+ (3 + )??12?2??2 ??2 ??6?1 ??24 ?21式中：h 1——球冠部分高度，m，一般取 h1=H/5。（2）熔池的尺寸計算。熔池設(shè)計為錐球形，圓錐部分對水平線的傾角為 45176。 熔池的形狀和尺寸（1）熔池的形狀?！?0176。作為發(fā)熱體，電極端部的三電弧位于爐內(nèi)中心部位。電弧爐近于球形體，從減少散熱面出發(fā)，以球形為最好。緩冷區(qū)用來存放良錠、坯件，其間有運輸線路直接通到軋鋼車間。（4）連鑄跨：此跨設(shè)有一機一流的弧形板坯連鑄機 1 臺、二冷裝置維修區(qū)、中間包維修及烘烤區(qū)、拉矯及切割維修區(qū)和結(jié)晶器維修區(qū)以及連鑄機設(shè)備維修區(qū)。 （2）爐子跨：此跨配一臺 80 噸超高功率的偏心底出鋼電弧爐，爐體爐蓋修理區(qū)，電爐裝料配置，電爐變壓器房。（1）原料跨:此跨主要是為廢鋼、返回廢鋼，散狀料等提供場地。 電爐煉鋼車間的組成完整的電弧爐車間應(yīng)包括：（1）煉鋼主廠房，包括原料跨、爐子跨、精煉跨及鋼水連鑄跨；（2）廢鋼料堆場及配料間包括廢鋼處理設(shè)施（預(yù)熱、烘烤等） ；（3）鐵合金及散狀材料間；（4）鋼錠、坯存放場地；（5）中間渣場；（6）機電維修間及快速分析室；（7）爐襯制作與各種備件修理場地；（8）耐火材料庫、備件備品庫、車間變、配電室；（9）水處理、煙氣凈化設(shè)施及車間管理、生活服務(wù)設(shè)施。(5)連鑄生產(chǎn)技術(shù)指標連鑄比 100%鑄坯合格率 98%連鑄收得率 98% 電爐車間設(shè)計方案 電爐煉鋼車間設(shè)計與建設(shè)的基礎(chǔ)材料（1）建廠條件 1）各種原料的供應(yīng)條件，特別是鋼鐵材料來源； 2）產(chǎn)品銷售對象及其對產(chǎn)品質(zhì)量的要求； 3）水電資源情況，所在地區(qū)的產(chǎn)品加工，配件制作的協(xié)作條件；（2）工藝制度確定工藝制度是整個工藝設(shè)計的基本方案，是設(shè)備選擇，工藝布置等一系列問題的設(shè)計基礎(chǔ)。4） 其它原材料消耗電極和工具材料。2） 煉鋼輔助材料消耗石灰、螢石以及其他造渣材料和脫氧粉劑。~Q= = =78tGa???8760???y 601041876090%98%所以選 80t 超高功率電弧爐一座。本設(shè)計題目為年產(chǎn)量 60 萬噸不銹鋼的煉鋼車間工藝設(shè)計。333 第 3 頁1電弧爐煉鋼車間的設(shè)計方案 [1][2] 電爐車間生產(chǎn)能力計算 電爐容量和臺數(shù)的確定電爐車間產(chǎn)量系指一定的生產(chǎn)期內(nèi)合格產(chǎn)品的產(chǎn)量。不銹網(wǎng)提供了 202030316L、310S、430 等常用不銹鋼的每日報價服務(wù)以及銷售服務(wù)。市場上最常見的幾種不銹鋼按價格高低依次 為:201202304j1304321316L309310S。而奧氏體不銹鋼由于鎳含量較高，價格也相對較高。6不銹鋼的標識方法 （1）用國際化學(xué)元素符號和本國的符號來表示化學(xué)成份，用阿拉伯字母來表示成份含量： 如：中國、俄國 12CrNi3A （2）用固定位數(shù)數(shù)字來表示鋼類系列或數(shù)字；如：美國、日本、300 系、400 系、200 系； 222