【正文】 為超裝20％左右為宜，不宜超裝太多，大電弧爐基本上不超裝。 超高功率爐型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟：（以150噸電弧爐為例）① 求出爐內(nèi)鋼液和熔渣的體積；② 計(jì)算熔池的深度和直徑；③ 確定熔煉室空間的高度和直徑；④ 確定爐頂?shù)墓案吆秃蜖t蓋的厚度；⑤ 確定爐襯的尺寸和爐殼的直徑；⑥ 確定偏心爐尺寸 圖21 電爐爐型 熔池的形狀和尺寸電弧爐的大小以其額定容量（公稱容量）來表示，所謂額定容量是指新設(shè)計(jì)的電爐熔池所能容納的鋼水量。(3)車間生產(chǎn)能力的核算Qst=Σti(1+fch)ni式中：ni——電弧爐座數(shù)，指同一公稱容量爐子的座數(shù)。表21 生產(chǎn)規(guī)模與電爐容量的選擇序號(hào)車間年產(chǎn)鋼錠量，(t)電爐公稱容量，(t)1＜70000；3；5；10270000～2000005；10；20；303＞20000010；20；30；50；100電爐座數(shù) N=式中： P——實(shí)際出鋼量P=Ti(1+fch)；fch——超裝系數(shù)為10～20%，取20%；Ti——公稱容量，t；n——電弧爐座數(shù)，取2座。鋼水收得率＝合格鋼錠量/合格鋼水量 （3）冶煉周期電爐冶煉周期一般為60～70分鐘，取60分鐘，約為1小時(shí)。取95%。金屬收合率與冶煉鋼種、方法、鋼鐵料質(zhì)量、錠型大小、鑄錠方法、爐子公稱容量等因素有關(guān)。則η＝75/365100%＝%。當(dāng)電爐與全連鑄配合時(shí)，電爐有效作業(yè)日數(shù)為275～290天，當(dāng)電爐與全模鑄配合時(shí)，電爐有效作業(yè)日數(shù)為3l0～320天。有效作業(yè)時(shí)間＝日歷時(shí)間停工時(shí)間。 式中：Gst ——車間產(chǎn)品方案中規(guī)定年產(chǎn)量，t tc——冶煉周期，h，取1h ——電爐作業(yè)周期率%，一般為90～94%，取93%(343天/年) y——良錠收得率94%公式中幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)的確定和計(jì)算如下： （1）日歷作業(yè)率有效作業(yè)日數(shù)占日歷日數(shù)的百分比，稱為日歷作業(yè)率。但車間內(nèi)設(shè)置一、二座小容量電爐對(duì)生產(chǎn)是有利的座數(shù)也不宜過多，座數(shù)過多時(shí)車間生產(chǎn)調(diào)度復(fù)雜，各個(gè)電爐之間相互影響和干擾，同時(shí)車間勞動(dòng)條件亦會(huì)惡化。另外，車間內(nèi)的電爐類型不宜過多，一般不超過兩種。一般在要求一定的車間產(chǎn)鋼量的條件下，力求選用較大容量的電爐，因?yàn)榇笮碗姞t的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好，單位熱損失較小，電能等單位消耗較低。本次設(shè)計(jì)的電弧爐具有如下特點(diǎn)：具有較高的生產(chǎn)率，電能、耐火材料和電極消耗低，滿足多鋼種冶煉時(shí)冶金反應(yīng)的要求。隨著鋼的質(zhì)量不斷提高，熔煉工藝在革新，也向爐子結(jié)構(gòu)（包括耐火材料砌襯）提出了更高的要求。各種廢鋼帶入P量為：+++=則配料含P量為：鋼號(hào)產(chǎn)量礦石FeMnFeSiFeSi粉Al生鐵碳素廢鋼返回鋼45600000GCr158000001Cr18Ni9Ti1100000 備注1Cr18Ni9Ti配料Cr1: Ni: D42: 3Cr13: 1Cr18Ni9Ti返回鋼:全廠全年配料情況見表18表18 車間年配料2 超高功率電弧爐爐型設(shè)計(jì)計(jì)算 電弧爐是煉鋼電爐的一種，也是目前世界上焙煉優(yōu)質(zhì)鋼、特殊用途鋼種的主要設(shè)備。30%=3Cr13返回鋼25%，25%=要求爐料中含Cr10%，則料中應(yīng)含有鉻量：10%=：%= 3Cr13返回鋼帶入Cr量：13%==所缺Cr用中碳鋼鉻鐵Cr1(Cr65%,%)補(bǔ)足，則應(yīng)配入的Cr1量為： 要求爐料中含Ni10%，則料中應(yīng)有Ni量為：10%= 1Cr18Ni9Ti返回鋼帶入Ni量為：%=尚缺Ni量為：=所缺Ni用金屬Ni(%)補(bǔ)足，則應(yīng)配Ni金屬為： %,則料中應(yīng)有Si量為：%= 1Cr18Ni9Ti返回鋼帶入Si量為：%= 3Cr13返回鋼帶入Si量為：%=設(shè)Cr1含Si3%，則Cr1帶入Si量為：3%=尚缺Si量為：=所缺Si由D42補(bǔ)足，則應(yīng)配入的D42量為：，綜合以上結(jié)果，本爐爐料組成如下：1Cr18Ni9Ti返回鋼 3Cr13返回鋼 D42返回鋼 Cr1 Ni金 共計(jì)： =。表 16 返回鋼牌號(hào) (%) 成分鋼種CCrMnNiSiP1Cr18Ni9Ti3Cr13D4220。同理得GCr15：鐵礦石加入量：鐵礦石進(jìn)鐵量：合金加入量： FeMn： FeSi：FeSi粉：進(jìn)入鋼液合金總量：配料量：各種廢鋼配比：返 回 鋼：中碳廢鋼：生 鐵：插鋁量： (6)返回吹氧法配料計(jì)算用返回吹氧法冶煉1Crl8Ni9Ti，爐料綜合回收率為96%。= =(5)氧化法配料計(jì)算45鋼的配料計(jì)算①配料量=%lO=鐵礦進(jìn)鐵量=55%80%=10脫1KgC所需鐵礦量，KgFeMn==FeSi== FeSi粉進(jìn)入液量=355%=(造還原渣時(shí)加入FeSi粉量為3kg/t，其回收率為55%)進(jìn)入鋼液鐵合金總量=++=配料量==②確定各種廢鋼配比設(shè)碳素廢鋼為x噸，生鐵加為y噸 。、Si成分均按表15中要求。，%計(jì)算。表14 電爐煉鋼用碳素廢鋼成分(%)元素種類CSiMnCr或Ni低C廢鋼中C廢鋼高C廢鋼注: 氧化法含煉時(shí)S%,P%氧化法冶煉高速工具鋼S%，P%(3)氧化法冶煉的工藝備件如下：%，%。設(shè)計(jì)中按所設(shè)計(jì)鋼種碳量相應(yīng)選擇碳素廢鋼，如45鋼一般選中碳廢鋼。硫、磷：爐料中的硫、磷越低越好，一般來說，返回法的配磷量≤%，氧化法的配硫和配磷因鋼種而異。鎳、鉬、鎢：成品中含量較高時(shí)按規(guī)格中、下限配入，并同爐料一起裝爐。錳：對(duì)于一般鋼種，化清錳含量一般不作要求，但對(duì)于某些重要的結(jié)構(gòu)鋼，%，以免抑制沸騰，錳的燒損為50～60%。如果熔化期吹氧助熔，則氧化法配料中碳應(yīng)該比 %～%，當(dāng)廢鋼含C量不足時(shí)，可以用增碳劑增碳。采用氧化法冶煉，%～%。、元素特性，冶煉方法和質(zhì)量要求等確定，對(duì)于普碳鋼和低合金鋼應(yīng)著重配好C，而對(duì)于高合金鋼則應(yīng)著重 配好幾個(gè)主要的合金元素。使用廢鋼時(shí)，還應(yīng)考慮其塊度和單位體積重量，不同塊度的爐料應(yīng)有適宜的配比，輕薄廢鋼所占比例不宜過大。另外，當(dāng)采用氧化法冶煉時(shí)，應(yīng)大量使用普通廢鋼。①配料原則。表12 車間產(chǎn)量分布冶煉鋼種年產(chǎn)量(t)裝入量i=a∕(1h)鋼水量j=i(1c)返回鋼j=i(hc)收得率k=1c收合率l=1h消耗系數(shù)n=i∕a4560000095%%GCr1580000095%%Cr18Ni9Ti110000095%%精煉后鋼水 94%精煉損失 6%中間包鋼水 %注余鋼水 %原坯 98%氧化鐵皮 %合格坯 450000 %廢品 %(2)配料計(jì)算配料任務(wù)在于確定爐料的化學(xué)組成及其配比。 產(chǎn)量計(jì)算(1)金屬平衡圖由計(jì)算知車間產(chǎn)量等分布情況，如表12。為了提高合金元素回收率，避免在強(qiáng)冷卻條件下產(chǎn)生裂紋，一般不銹鋼應(yīng)用模鑄，與LF爐相配合。生產(chǎn)品種圓鋼，方剛，六角鋼，扁鋼，熱軋厚鋼板和寬帶鋼，熱軋和冷軋薄板和鋼帶，鋼絲。大多數(shù)生產(chǎn)高精度薄鋼板，用于制造深沖壓和深拉延制品，如汽車用深沖板，各種貯器，油桶，搪瓷制品，儀表板等；也用于制成管子，墊片及心部強(qiáng)度要求不高的滲碳和氰化零件，如套筒，短軸，離合器盤，及電焊條等。(2)碳素結(jié)構(gòu)鋼這種鋼的強(qiáng)度不高，而且塑性和韌性甚高，有良好的沖壓，拉伸和彎曲性能，焊接性能良好。主要用來制造各種機(jī)械，機(jī)械零件和各種工程中金屬結(jié)構(gòu)，加汽車、柴油機(jī)及機(jī)床等上的齒輪，主軸等構(gòu)件。一般合金結(jié)構(gòu)鋼所用合金元素的種類卻很多。如軸承鋼GCr15，%~%的Cr，以增加鋼的淬透性，并使鋼中的合金碳化物均勻細(xì)密分布，保證了高硬度和耐磨性，提高鋼的強(qiáng)度和接觸疲勞抗力。前者廣泛用于建筑、車輛、造船、橋梁、石化、電站等。表11 冶煉鋼種化學(xué)成分表(%) 成分鋼種CSiMnPSNiCuCrTi優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼45～～～≤≤≤≤≤20～～～≤≤≤≤≤合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr～～～≤≤≤≤～20MnSi[1]～～～≤≤≤≤≤碳工鋼T8～～～≤≤≤≤硅鋼D22≤～～≤≤軸承鋼GCr15～～～≤≤≤≤～彈簧鋼60Si2Mn～～～≤≤不銹鋼1Cr18Ni9Ti≤≤≤≤≤～17～19[2]注：[1]：C+1/6Mn= [2]:5()～ 鋼種簡(jiǎn)介要求對(duì)所選鋼號(hào)的工藝性能，機(jī)械性能和用途作簡(jiǎn)要介紹。以下內(nèi)容，將舉例說明。具體鋼號(hào)可給定也可自行選擇（包括每類選2個(gè)以上鋼號(hào)，其比例自定），選擇原則如下：1）所選鋼號(hào)必須是該鋼種中典型的常用代表鋼號(hào)；2）綜合考慮中國(guó)的礦產(chǎn)資源狀況，我國(guó)的礦產(chǎn)資源基本是缺鉻少鎳多硅錳。%，平原、%。地貌為寧鎮(zhèn)山脈的一部分,%。(5)地質(zhì)條件南京市平面位置南北長(zhǎng)、東西窄，成正南北向；南北直線距離150公里，中部東西寬50～70公里，南北兩端東西寬約30公里。C，年平均降水量1106毫米。C，176。港區(qū)全長(zhǎng)98公里，有64個(gè)泊位，其中16個(gè)可?？咳f噸級(jí)船舶。還有在水運(yùn)方面，南京港是全國(guó)第一大內(nèi)河港口、長(zhǎng)江沿岸僅次于上海外高橋和蘇州港的第三大集裝箱港。滬寧城際高速鐵路已正式開通，丘陵開工建設(shè)的城際鐵路有寧杭、寧安鐵路，列入規(guī)劃的尚有沿江城際、寧淮城際、寧淳城際、寧金城際、寧興城際、寧揚(yáng)城際、寧郵城際、寧明城際、寧定城際、寧巢城際、揚(yáng)巢城際。目前南京有京滬鐵路、寧蕪鐵路、寧啟鐵路、寧西鐵路以及寧合鐵路交匯于南京，使南京成為連接華北、華東和華中的重要鐵路交通樞紐。境內(nèi)河流主要有秦淮河與金川河兩大水系。近10年來，南京相繼發(fā)現(xiàn)了一批礦產(chǎn)地，新增礦產(chǎn)儲(chǔ)：、銀556噸、鈷250噸，并已納入開發(fā)利用規(guī)劃。江蘇的金屬礦產(chǎn)主要分布在南京。鐵、銅、鋁、鋅、金、銀、鍶等15種礦儲(chǔ)量屬江蘇省第一位，鍶、凹土等4種礦產(chǎn)儲(chǔ)量進(jìn)入全國(guó)前6位。已發(fā)現(xiàn)54種礦產(chǎn)，210余處礦產(chǎn)地，初步探明的34種礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量20億噸以上。南京的工業(yè)以電子信息、石油化工、汽車機(jī)械、生物制藥、食品飲料、儀器儀表等產(chǎn)業(yè)為主。屬亞熱帶濕潤(rùn)氣侯，四季分明、雨水充沛、光能資源充足。22’~119度32東接江蘇省鎮(zhèn)江市、句容市，西鄰安徽省滁州市、巢湖市、馬鞍山市，南接安徽宣城市、江蘇省溧陽市，北連江蘇省儀征市、安徽省天長(zhǎng)市，北緯31度本次設(shè)計(jì)中，參考南京地區(qū)的條件進(jìn)行的，下面就將該地條件表述如下，以供參考使用(1)地理概況南京是江蘇省省會(huì)，位于長(zhǎng)江中下游平原東部蘇皖兩省交界處，江蘇省西南部。(2)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：產(chǎn)品方案確定，配料計(jì)算，爐型設(shè)計(jì)(爐子容量及座數(shù)確定，爐型尺寸計(jì)算、變壓器及電器參數(shù)選擇等)，連鑄車間設(shè)計(jì)，電爐和精煉車間的設(shè)計(jì)和選擇(車間設(shè)備選擇及布置，各跨間的設(shè)計(jì)),煙氣凈化設(shè)計(jì)等。充分利用本地資源，發(fā)揮現(xiàn)有工業(yè)基地的潛力，降低成本?？紤]到我國(guó)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)水平，盡可能地提高機(jī)械化，自動(dòng)化的程度。② 設(shè)計(jì)中的技術(shù)緊密結(jié)合我國(guó)的具體情況，保證技術(shù)先進(jìn)與經(jīng)濟(jì)合理相結(jié)合。在廠址選擇及進(jìn)行廠總平面布置時(shí)，盡量少占有現(xiàn)有耕地，“三廢”的處理和排除不應(yīng)污染環(huán)境，不應(yīng)有害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，且應(yīng)綜合利用。繪制電弧爐平面圖和電爐煉鋼車間平面布置圖。對(duì)電爐進(jìn)行配料計(jì)算，計(jì)算出電爐煉鋼的原料配比。本次設(shè)計(jì)查閱國(guó)內(nèi)大型電爐車間設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容和文獻(xiàn)資料，明確本次設(shè)計(jì)的目的、方法，并向老師請(qǐng)教可行性方案。電爐的主要產(chǎn)品是鋼材，而鋼的質(zhì)量取決于電爐冶煉技術(shù)和工藝，目前我國(guó)鋼鐵產(chǎn)業(yè)大量整合趨向于集中，整合資源優(yōu)化升級(jí)。在編寫的過程中得到了蘇振江教授的指導(dǎo)，在此特別表示感謝。本設(shè)計(jì)機(jī)密結(jié)合實(shí)際，包括八個(gè)部分，配料計(jì)算，爐型設(shè)計(jì)，電氣設(shè)備選擇，爐外精煉，連珠設(shè)計(jì)，煙氣凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，車間布局設(shè)計(jì)。在消化吸收與創(chuàng)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)。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。 ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料題 目 名 稱：根據(jù)南京地區(qū)設(shè)計(jì)年產(chǎn)250萬噸鋼的全連鑄電爐煉鋼車間 學(xué) 院（部）： 冶金工程 專 業(yè)：