【正文】 都采用水冷爐壁、水冷爐蓋,其厚度取決于水冷構件的形式、材質及爐內熱負荷等。爐底厚度δ底取為1100ｍｍ，裝有電磁攪拌設備時，爐底厚度應該減薄10~15%，最終取為1000mm。另外下部的爐襯接近于爐渣，侵蝕快些，爐襯下厚下薄可以使整個熔煉室爐襯壽命趨于均勻。本設計是采用100萬噸電爐計算，出鋼量100，液=，液=3t/ m3=100/7= m3 =1007%=7，=7/3= m3 V池=+=+= m3D===H===H/5==4/5H=d=17/5H=熔化室指熔池以上至爐頂拱基的那部分容積，其大小應能一次裝入堆積密度中等的全部爐料。,在操作過程中熔池的形狀易于保持,且便于出鋼后修補爐坡，出鋼時鋼水與爐渣能夠倒盡。帶有球冠部分的熔池，球冠高ｈ1=Ｈ/5,爐底采用球形便于在熔化初期聚集一定的鋼液,既可保護爐底,又有利于吹氧助熔,加速熔化。為錐臺與水平的夾角。為錐臺狀鋼液高度。圖31中,Ｄ為鋼液面直徑,Ｈ為鋼液深度。隨著超高功率電及相關技術發(fā)展,爐體形狀向著制造簡便、結構堅固、砌筑容易及散熱少的方向發(fā)展。能保證鋼液順利流出。電弧爐設計應保證高的生產率，電能、耐火材料、電極等消耗要低，同時要滿足冶金反應順利進行，故應考慮以下因素：⑴選用大功率變壓器；⑵保證高的熱效率和電流效率；⑶采用高質量的耐火材料砌筑材料；⑷爐子各部分形狀和尺寸設計布局合理；⑸爐子熔煉室容積能一次裝入堆比量中等的全部爐料；⑹爐子傾斜10176。作為發(fā)熱體，電極端部的三電弧位于爐內中心部位。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。還設有連鑄機備件，備品檢修區(qū)，鑄坯精整等。(3)受鋼跨：主要是起過渡作用。廢鋼坑可按其塊度大小分幾個不同的坑；另外還有金屬料庫，熱裝鐵水的供應區(qū)；合金料和散裝料的烘烤區(qū)。 由于是一臺超高功率電弧爐，且是全連鑄，考慮到物料順行、勞動安全條件和未來發(fā)展，采用橫向高架式布置。 3）作業(yè)率指標 連鑄機作業(yè)率：80%4）連鑄生產技術指標 連鑄比 100% 鑄壞合格率 98% 連鑄收得率 98%（1）建廠條件1）各種原料的供應條件，特別是鋼鐵材料來源；2）產品銷售對象及其對產品質量的要求；3）水電資源情況，所在地區(qū)的產品加工，配件制作的協(xié)作條件；4）交通運輸條件，水路運輸及地區(qū)公，鐵路的現(xiàn)狀與發(fā)展計劃；5）當?shù)貧庀?，地質條件，環(huán)保要求；（2）工藝制度確定工藝制度是整個工藝設計的基本方案，是設備選擇，工藝布置等一系列問題的設計基礎。根據(jù)電弧爐的產量計算式：q＝At/8760ηy確定電弧爐容量及臺數(shù)= q1===；考慮偏心底出鋼預留鋼水10%～15%q1取180A車間產品方案中確定的年產量；式中η—作業(yè)率η＝； t－平均一爐的冶煉時間； 取45min=； y－鋼水鑄成鋼坯的收得率； 取95％；取電弧爐的公稱容量100t，且車間有2臺電弧爐即可滿足要求。2 電弧爐煉鋼車間的設計方案 電爐容量和臺數(shù)的確定 電爐車間產量系指一定的生產期內合格產品的產量，通常指經(jīng)檢驗合格的鋼坯產量。氧化法的主要特點是冶煉過程中有氧化期，通過氧化反應脫碳脫磷，并使熔池沸騰，以降低鋼種氣體和雜質含量。返回吹氧發(fā)就是在爐料中配入大量的合金返回料，一般用于冶煉高速工具鋼和少量特殊的不銹鋼。 傳統(tǒng)堿性電弧爐煉鋼的工藝方法，一般可分為氧化法、不氧化法、幾返回吹氧法。 電極升降自動調節(jié)系統(tǒng)的任務是根據(jù)冶煉要求，通過調整電極和爐料之間的距離，調節(jié)電弧電流和電壓。電爐變壓器是降壓變壓器，具有很大的過載容量。電弧爐的主電路由隔離開關、高壓斷電器、電抗器、電爐變壓器及低壓短網(wǎng)等組成。電弧爐的電氣設備主要分為主電路和電極升降自動調節(jié)系統(tǒng)。傳動方式有機械傳動和液壓傳動。傳動方式有鋼絲繩傳動、齒輪傳動、液壓傳動3種。再熔煉過程中，電極的升降受電極自動調節(jié)裝置的控制。電極夾持器有兩個作用：夾緊或放松電極，把電流傳到電極上。電弧爐爐體由金屬構件和耐火材料兩部分組成，爐體的金屬構件包括爐殼、爐門、出鋼槽、爐蓋圈和電極密封圈。電弧爐的主體設備由爐體、電極夾持器及電極升降裝置、爐體傾動裝置、爐蓋提升和旋轉裝置組成。操作方便，易于控制污染也是電弧爐煉鋼的優(yōu)點。此外，電能的成本穩(wěn)定，供應便捷。冶煉出各種特種鋼和合金。 電爐煉鋼與其他煉鋼方法比較，由以下特點：靠電弧加熱，溫度可高達2000攝氏度以上；熱量集中，熱效率高；可以根據(jù)工藝要求在不同的氣氛下進行加熱，用電能加熱可以精確的控制出鋼溫度。目前, 美洲和大洋州DRI的生產工藝用的是天然氣, 而在西歐DRI生產工藝中, 煤還是占主導地位。即使認為DRI/HBI不是理想的爐料, 但還是要使用一些。生鐵是廣受歡迎的, 預計上市的生鐵會越來越多。(3)廢鋼資源不會短缺, 低殘余元素的廢鋼可以以現(xiàn)在的價格甚至更低的價格買到。廢鋼還是主要的爐料, 其它為輔助爐料。(2)到2010年, 典型的電弧爐電能消耗為360Wh/t, 供電時間為45min。電爐鋼的市場份額將進一步擴大, 特別是在扁平材方面。超高功率電弧爐的主要優(yōu)點是：縮短融化時間、提高生產率、改善熱效率、降低電耗。直流電弧爐和普通三相電弧爐相比，具有很大優(yōu)越性，電極消耗明顯降低，耐火材料消耗降低，電耗降低，電壓閃爍程度小，對電網(wǎng)干擾小，噪聲低，操作費用低等。酸性電弧爐對爐料要求很高，一般只有鑄鋼廠和少數(shù)機械廠采用。電弧爐的迅速發(fā)展是由于ＤＣ電弧爐的出現(xiàn),但非連續(xù)出鋼操作仍為其生產障礙,因此當今電弧爐技術將朝著連續(xù)作業(yè)方向發(fā)展節(jié)能、節(jié)省勞力，有利于環(huán)保，將是對未來電弧爐的主要要求堿性電弧爐爐襯用堿性耐火材料，造堿性渣，能大幅度地去除鋼中的有害雜質磷、硫等，廣泛用于煉鋼。在發(fā)展電爐技術的同時，與之匹配的各種各樣的爐外精練的方法得到廣泛的應用。為了進一步改善電弧爐煉鋼的經(jīng)濟性，60年代初，美國研制成功容量為135t的超高功率電弧爐，生產效率提高了將近1倍。二戰(zhàn)后合金鋼需求量減少，迫使許多電爐鋼廠改煉碳素鋼。1940年以前，所有的電弧爐都被用來冶煉制造飛機、坦克用的合金鋼及不銹鋼、工具鋼。20世紀80年代開發(fā)了直流電弧爐，并獲得了迅速發(fā)展。功率水平不斷提高，20世紀60年代出現(xiàn)了超高功率電弧爐。此后電弧爐設備不斷改變，1936年出現(xiàn)了爐蓋旋轉式電弧爐。電弧爐煉鋼始于1878年，第一座電弧爐是由德國西門子（Willian Von Simens）制造的，為單相間電弧爐。 200萬噸/年連鑄坯的電弧爐煉鋼車間工藝設計畢業(yè)論文目 錄前言 8緒論 91電弧爐煉鋼 9 9 11 11 11 12 122 電弧爐煉鋼車間的設計方案 13 13 電爐容量和臺數(shù)的確定 13 電爐車間生產技術指標 13 14 14 15 15 153電爐爐型設計和變壓器的選擇 16 16 16 16 17 18 19 19 20 20 21 21 21 21 22 22 23 23 23 244電弧爐煉鋼的物料平衡和熱平衡 26 26 26 34 46 465電弧爐煉鋼車間的工藝布置 50 50 50 51 52 52 52 52 5跨度、高度 53 53 53 54 54： 54 54 5長度、寬度 54 55 55 56 566電弧爐煉鋼工藝設計 57 57 58 58 59 60 61 62 63 647電弧爐主要設備選擇 65 65: 66 66 66 66 67 68 69 70 70 708中間其運載設備 71 71 72 72 73 73 74 74 74 74 75. 75 75 75 75 78 78 78 78 789車間人員編制及主要經(jīng)濟技術指標 79 79 79 79 79 79 79...........................................................................................................................................80緒論1電弧爐煉鋼電弧爐煉鋼是以電能作為熱源，由爐用變壓器供電，靠電極和爐料間放電產生的電弧，使電能在弧光中轉變?yōu)闊崮?，用電弧的熱量來熔化爐料并進行必要的精煉，并借助輻射和電弧的直接作用加熱并熔化金屬和爐渣，冶煉出所需要各種成分的鋼和合金的一種煉鋼方法，它是電爐煉鋼的一種煉鋼方法。目前，世界上電爐鋼產量的95%以上都是由電弧爐生產的，其它類型的電爐，如感應爐、電渣爐、電子束爐、等離子爐等所煉鋼數(shù)量極少，因此我們通常所說的電爐煉鋼，主要指電弧爐煉鋼。1899年由法國海勞爾特（Paul Heroalt）首創(chuàng)了三相交流電弧爐。電弧爐容量不斷擴大，最大到400噸級。隨著超高功率技術的應用和完善，帶動了電弧爐煉鋼技術的發(fā)展，諸如水冷爐體技術、電極保護技術、底出鋼技術、底吹氣技術、廢鋼預熱技術、計算機應用技術等。20世紀90年代又出現(xiàn)了豎爐電弧爐，可充分利用廢氣預熱廢鋼，進一步降低電耗，最新研制的電弧爐有：轉爐電弧爐、多段廢鋼預熱爐、連續(xù)打弧、連續(xù)操作的熔融反應器等。所以，當時不論電弧爐的數(shù)量還是容量都極有限，大于25噸的電弧爐全世界只有5臺。電爐冶煉碳素鋼的產量從1960年的3100萬噸增至1970年的7400萬噸，因普通鋼的需求量很大，促使電爐容量增大，70年代先后出現(xiàn)300t，360t，400t容量的大型電弧爐。80年代初，底出鋼電弧爐、直流電弧爐相繼問世。電弧爐煉鋼正日益發(fā)展,在20世紀90年代初電爐鋼約占鋼總產量的30%,現(xiàn)在約占38%,估計到2010年將達到50%。電弧爐煉鋼，通常是指堿性電弧爐煉鋼。根據(jù)電源的不同，電弧爐分為直流電弧爐和交流電弧爐。 根據(jù)電弧爐功率水平的高低，將電弧爐劃分為普通功率（RP）、高功率（HP）、超高功率（UHP）電弧爐，超高功率電弧爐的功率水平為700～1000kVA/t。世界電弧爐發(fā)展方向及預測：(1)電弧爐煉鋼還是鋼鐵工業(yè)很有吸引力的工藝, 在未來的年內, 不會受到其它新工藝的挑戰(zhàn)。在一定程度上, 北美和大洋州的電爐生產者與歐洲和亞洲人有不同的觀點, 他們認為, 在2010年前, 生產合格的被鋅板還要用傳統(tǒng)的工藝進行。生產工藝要與用二次燃燒技術加熱到的300℃的廢鋼相匹配。最有創(chuàng)新性的觀點是電弧爐能適應鐵料鐵水、生鐵塊及帶人爐內的能量的變化、全封閉設計、高溫預熱廢鋼以及連續(xù)加料工藝。(4)高爐生鐵代替廢鋼只在西歐可行, 然而, 在北美, RHF/SAF類型的熱爐料會日益普遍。碳鐵是很好的爐料, 但在2010年前數(shù)量不會太多。氣體/團塊狀類型的DRI工藝還將占主導地位, 但是提高工藝水平還是可以增加其市場份額。電弧爐煉鋼是靠電極和爐料間放電產生電弧，電能在弧光中轉變?yōu)闊崮?，借助輻射和弧的直接作用，加熱并熔化金屬和爐渣，冶煉出各種成分的鋼和合金。由于電弧爐具有以上優(yōu)點，故能冶煉出硫、磷、氧含量都很低的鋼種，能使各種元素（包括鋁、鈦等易氧化元素）進行合金化。與長流程的轉爐鋼相比，電弧爐基建投資少，占地面積小，不需要龐大的煉鐵、煉焦系統(tǒng)。電弧爐設備簡單。電弧爐的構造主要由煉鋼工藝決定，同時又與電弧爐的容量大小，裝料方式，傳動方式等有關，電弧爐的基本結構如圖1所示。爐體是電爐的主體，用于熔化爐料和進行各種冶金反應。見下頁圖1。一般由夾頭、橫壁和放松電極機構等3部分組成。電極升降裝置由橫臂、立柱和傳動機構組成。爐體傾動裝置是為傾動爐體或出鋼或扒渣操作而設，有側傾和底傾兩種類型。 爐頂裝料可采用爐體開初或爐蓋旋出兩種方法，后者須有爐蓋提起和旋轉機構，一般采用液壓可電動傳動。主電路的任務是將高壓轉變?yōu)榈蛪捍箅娏鬏斚螂娀t，并以電弧的形式將電能轉變?yōu)闊崮堋?電爐通過高壓電纜供電，電壓300V以上。電爐變壓器的一側（高壓側）有隔離開關和高壓斷路器。電極調節(jié)裝置主要由電流和電壓的測量比較部分及其后的執(zhí)行部分構成。不氧化法在冶煉過程中沒有氧化期，能充分吸收原料中的合金元素。生產實踐中不氧化法及返回吹氧法采用較少，一般都采用氧化法冶煉。主要的工藝流程有補爐、裝料、熔化期、氧化期、還原期及出鋼等7個階段。本設計題目為年產量200萬t電弧爐煉鋼車間設計。 電爐車間生產技術指標1）產量指標 合格鋼產量 200萬噸/年； 冶煉時間 45min 2）質量指標 鋼壞合格率98%。1)冶煉方法：利用超高功率電弧爐進行單渣冶煉，然后進行爐外精煉；2)澆注方法：采用全連鑄；3)連鑄坯的冷卻處理與精整：鑄坯在冷床上冷卻并精整；4)在技術或產量方面應留有一定的余地本設計題目為新建一座年產200萬/t連鑄坯的電弧爐煉鋼車間工藝設置，根據(jù) ＧＢ700—88的≤碳素結構鋼≥，與產品大綱一并列表如下鋼種鋼號產量碳素鋼Q255 200萬t(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施（預熱、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)機電修間及快速分析室；(7)爐襯制作與各種備件修理場地；(8)耐材庫、備件備品庫