【正文】 第二章關(guān)于電弧爐 。橫坐標(biāo)為電弧爐沿徑向的位置，縱坐標(biāo)軸為電弧爐的中心線，縱坐標(biāo)表示電爐的高度，圖中選取爐底耐材表面為高度的參照位置，高度設(shè)為0。電弧區(qū)溫度呈現(xiàn)中心溫度高、邊緣溫度低的趨勢(shì):但總體溫度相對(duì)較低，中心最高溫達(dá)到13000K，而Szekely對(duì)SOKA直流電弧的計(jì)算結(jié)果表明最高可達(dá)17000K以上，在保證擴(kuò)大的電弧區(qū)輻射總量保持不變的前提下，本模型的計(jì)算結(jié)果是合理的。電弧爐冶煉過程中，雖然電弧輻射傳熱的比例不大(應(yīng)在電弧傳熱總量的10%左右，不會(huì)超過20%)，但仍不可忽視。但電爐工程有一個(gè)特殊情況，即高線已經(jīng)建成再上電爐，而且電爐主要是跟高淺配套的，因此在確定電爐品種方案時(shí)不得不將滿足高線需要放在突出位置加以考慮，在某種意義上可以說高線的品種就是電爐要生產(chǎn)的品種。 產(chǎn)品方案是工程建設(shè)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿，包爐工程也不例外。電弧爐后步都配備有LF爐，或LF+VD等精煉裝置，鋼水全部連鑄成坯，即幾乎全部采用超高功率電弧爐一爐外精煉一連鑄三位一體的優(yōu)化工藝路線。這些新建的超高功率電爐爐容量多數(shù)在70^100 t，單位功率水平在600^1000 kV至1996年已建成投產(chǎn)爐容量40150 t的超高功率電爐煉鋼車間11個(gè)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力460萬ti年。由于容量小，無法配備爐外精煉設(shè)施，至今大多數(shù)還停留在熔化一氧化一還原的老三段模式中，因此導(dǎo)致冶煉時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)能力低、消耗高、質(zhì)量差、缺少市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。首先是爐容量過小、單位功率水平過低，現(xiàn)有電爐338。與1991年比較，在鋼產(chǎn)量中所占的比率卻下降了2. 14 0 o。 我國(guó)1995年的電爐鋼產(chǎn)量是1810萬t，占總鋼產(chǎn)量的18. 99%。所以，世界各國(guó)從80年代興起了“電爐小鋼廠”的建設(shè)。從整個(gè)鋼鐵工業(yè)系統(tǒng)看，對(duì)一定規(guī)模的年產(chǎn)鋼量，提高電弧爐鋼比例，顯然有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)。從兩種工藝排放出的COz氣體污染源的數(shù)量看，電弧爐為641kg/t鋼，高爐一轉(zhuǎn)爐工藝為1922kg/t鋼，是高爐一轉(zhuǎn)爐工藝的1/3。電弧爐煉鋼工藝技術(shù)的發(fā)展應(yīng)著眼于降低噸鋼冶煉的綜合能耗為中冶京誠(chéng)營(yíng)口中試基地100t國(guó)產(chǎn)化高阻抗超高功率電弧爐全冷料噸鋼能量平衡圖。第三，開發(fā)簡(jiǎn)單實(shí)用的電弧爐裝備。 手段 ：首先，開發(fā)大容量的電弧爐變壓器，進(jìn)一步提升電弧爐超高功率水平和高阻抗技術(shù)。過去僅能用轉(zhuǎn)爐流程生產(chǎn)的現(xiàn)代電弧爐亦能生產(chǎn)的一些品種，如高附加值的板材(薄板、中板、厚板)。 4)優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品對(duì)于電弧爐冶煉鋼種的品種結(jié)構(gòu)，目前主要的優(yōu)化方向應(yīng)著眼于:轉(zhuǎn)爐流程不適合生產(chǎn)的高合金鋼、高溫合金和大鍛件等。 3)優(yōu)化電弧爐煉鋼流程 要實(shí)現(xiàn)電弧爐的高效化生產(chǎn)，縮短冶煉周期是核心，而前提則是流程優(yōu)化。 2)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本在鋼鐵生產(chǎn)中，成本是決定性因素，必須降低成本以促進(jìn)電弧爐鋼的發(fā)展。 印度Jindal公司建設(shè)一座年產(chǎn)DRI200萬t的Danarex裝置，用煤制氣為還原劑，反應(yīng)器直徑7m,用60%一100%球團(tuán)礦和0^40%塊礦為原料，產(chǎn)品金屬化率93%以上。阿曼Shadeed鋼鐵公司近日向Midrex技術(shù)公司訂購(gòu)直接還原煉鐵裝置，可提供700℃熱直接還原鐵。 (5)原料多樣化:1)采用CORER/DR裝置供給CORER鐵水及直接還原鐵作為電弧爐原料例如，南非薩爾達(dá)尼亞廠設(shè)置C2000COREX及Midrex爐，和印度埃薩公司Hazira廠在原有的Midrex裝置基礎(chǔ)上新建兩臺(tái)CORER2000裝置，用以生產(chǎn)熱軋帶鋼。(4)短流程鋼廠規(guī)模不斷擴(kuò)大化俄羅斯馬格尼托哥爾斯克鋼鐵公司和土耳其Atlas合資建設(shè)的Atlas公司，配置一臺(tái)300t超高功率交流電弧爐，年鋼產(chǎn)量240萬t。俄羅斯聯(lián)合冶金公司Vyksa廠主要生產(chǎn)用于北極及其他高寒地區(qū)的管線鋼。 (3)生產(chǎn)品種的增加，從起初的長(zhǎng)材、扁平材到如今的高附加值產(chǎn)品進(jìn)入21世紀(jì)以來，電弧爐短流程鋼廠開始生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。(1)形成了電弧爐冶煉—連鑄“三位一體”或電路冶煉—連鑄一連軋“四位一體”的現(xiàn)代化電弧爐流程。3國(guó)內(nèi)外電弧爐煉鋼技術(shù)及裝備技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)全球電弧爐鋼產(chǎn)量呈不斷上升的趨勢(shì)很大一部分也是得益于電弧爐煉鋼技術(shù)和裝備技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步。 1993~2004年我國(guó)電爐鋼產(chǎn)量及電爐鋼比例的變化電弧爐發(fā)展史 綜上可見，電弧爐煉鋼自問世以來，呈不斷增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭，迄今為止占世界總鋼產(chǎn)量達(dá)31%以上，且保持著繼續(xù)上升的態(tài)勢(shì)。由此可以說在國(guó)外交流超高功率電弧爐已趨成熟，并向直流電弧爐方向發(fā)展。江蘇省張家港市中外合資的永新鋼鐵公司自英國(guó)引進(jìn)的二手貨70t超高功率交流電弧爐才于1991年6月初以高功率試運(yùn)行。直流電弧爐方面，以日本的130t單電極和法國(guó)82, 5t三電極的為最大。當(dāng)2020年左右實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后鋼鐵消費(fèi)將達(dá)到峰值，此后廢鋼資源將越來越多，而以廢鋼為主的電爐鋼資源的成本優(yōu)勢(shì)也將日益凸顯。廢鋼—電爐—鋼水與高爐—轉(zhuǎn)爐—鋼水兩種工藝相比，短流程總能耗僅為長(zhǎng)流程的50%。此外，電爐加熱鋼水會(huì)使熔池少量增碳，也不利于生產(chǎn)碳含量要求低的鋼種。 目前轉(zhuǎn)爐與電爐冶煉鋼種幾乎相同，鋼質(zhì)量差距不大。電爐煉鋼原料以廢鋼和生鐵為主，能量供給以電能為主。1996年以后，在有關(guān)部門的引導(dǎo)和支持下，一大批現(xiàn)代化的電爐投產(chǎn)、達(dá)產(chǎn)，電爐發(fā)展進(jìn)入新的歷史時(shí)期，但電爐鋼比例一直在16%左右徘徊。 電爐的出現(xiàn)，開發(fā)了煤的替代能源，使得廢鋼開始了經(jīng)濟(jì)回收，這最好使得鋼鐵成為世界上最易于回收的材料，也為可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。 文獻(xiàn)綜述第一章國(guó)內(nèi)外電弧爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展概況:：電爐是在電發(fā)明之后的1899年，由法國(guó)的海勞爾特（Heroult）在La Praz發(fā)明的。自60年代中期提出電弧爐超高功率概念以來，電弧爐建造趨于大型化、高功率化，出現(xiàn)現(xiàn)了多種新型式的電弧爐。2001年，電弧爐煉鋼占世界鋼產(chǎn)量的40％，成為最重要的煉鋼方法之一。電弧爐煉鋼技術(shù)已有100年的歷史，第二次世界大戰(zhàn)后電爐煉鋼才有較大發(fā)展，在最近的20年，電弧爐煉鋼技術(shù)發(fā)展尤為迅速，電弧爐的應(yīng)用帶來了煉鋼技術(shù)的革命。上個(gè)世紀(jì)，電弧爐煉鋼是如何進(jìn)入鋼鐵行業(yè)，是誰造就了其建立的偉大之舉。請(qǐng)盡量調(diào)整字號(hào)大小，使1行能夠顯示題名和副題名，畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：100噸交流電弧爐煉鋼車間設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 文獻(xiàn)綜述 2 7 7 8 爐料入爐 15第四章 建設(shè)所選電弧爐煉鋼工程的必要性和可行性分析 15電弧爐車間設(shè)計(jì) 19 1911..1電爐容量和座數(shù)的確定 19 19參考文獻(xiàn)..................................................................................................................................................致謝..........................................................................................................................................................摘 要錯(cuò)過了工業(yè)革命，我國(guó)的鋼鐵實(shí)業(yè)一直落后。論文題名在整本論文中不同地方或填寫學(xué)位申請(qǐng)有關(guān)表格中出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)完全相同。論文題名一般不宜超過25個(gè)漢字。題名應(yīng)避免使用不常見的縮略詞、首字母縮寫，避免使用英文字符、代號(hào)、公式和上下標(biāo)等，對(duì)于題名和副題名的具體要求請(qǐng)看文中說明。不用此信息時(shí)，刪除此框。每一個(gè)學(xué)子都應(yīng)該了解鋼鐵的形成，發(fā)展，前景，以及趨勢(shì)。相信經(jīng)融危機(jī)的影響早已波及到鋼鐵行業(yè) ，如何才能高效，合理，環(huán)保，綠色的進(jìn)行生產(chǎn)，這是我們應(yīng)該關(guān)心的話題。盡管全球粗鋼年產(chǎn)總量的增長(zhǎng)速度很緩慢，但以廢鋼為主要原料的電弧爐煉鋼的產(chǎn)量所占的比重卻在逐年上升。與高爐鐵水煉鋼相比，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)在于投資費(fèi)用和運(yùn)行成本。在發(fā)展大型電弧爐的過所以，就必須了解交流電弧爐的特點(diǎn)，工作原理，車間布置，未來的必要性， 發(fā)展大容量電爐和提高電爐自動(dòng)化水平，采用大功率靜止式動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，用水冷構(gòu)件代替耐火材料，爐蓋第四孔直接排煙與電爐周圍密封罩相連接的煙塵凈化系統(tǒng)，爐蓋第五孔機(jī)械化自動(dòng)化加料系統(tǒng)，電爐使用還原鐵比例逐漸擴(kuò)大，爐外廢鋼預(yù)熱，爐內(nèi)燃料助燃，強(qiáng)化熔池用氧，開發(fā)底氣攪拌系統(tǒng)和泡沫渣覆蓋下的冶煉工藝，從冷卻水和廢氣中回收熱能，采用全連鑄，發(fā)展纖維石墨電極和采用優(yōu)質(zhì)高效堿性鎂碳爐襯等。它被建在阿爾卑斯山（Alps）的峽谷中，原因是在距它不遠(yuǎn)處有一個(gè)火力發(fā)電廠。1995年以前，電爐鋼比例保持在20%左右，但多數(shù)爐型較小，且以模鑄為主。2004年以后，電爐鋼比例出現(xiàn)新低。我國(guó)電力緊缺，短時(shí)期內(nèi)仍難滿足國(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。然而在電弧作用下，電弧區(qū)鋼液易于吸氮，影響鋼水質(zhì)量，不利于生產(chǎn)氮含量較低的鋼種。同時(shí)，廢鋼中殘余元素（Cr、Ni、Cu等）的循環(huán)富集，也影響電爐生產(chǎn)高純凈度的鋼種。 據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)將在2008～2009年結(jié)束工業(yè)化中期階段，鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)將出現(xiàn)拐點(diǎn)，之后鋼鐵增長(zhǎng)速度必將迅速明顯減緩。1978 ～ 1998年20年間轉(zhuǎn)爐鋼與 電爐鋼產(chǎn)量的變化如下：德 國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼增 2%，電爐鋼增102%；法 國(guó)轉(zhuǎn)爐鋼減32%，電爐鋼增138%；西班牙轉(zhuǎn)爐鋼減27%，電爐鋼增119%；意大利轉(zhuǎn)爐鋼不變， 電爐鋼增 24% 現(xiàn)在國(guó)外最大容量的交流電弧爐，美國(guó)為350t，日本為250t，英國(guó)和蘇聯(lián)各為200t，西德為175t。在我們國(guó)內(nèi)，迄今為止還沒有一臺(tái)自制的交流超高功率電弧爐，合作生產(chǎn)的百噸級(jí)的電弧爐正在進(jìn)行。直流電弧爐方面，自從太原重型機(jī)器廠雙電極的投產(chǎn)后，西安電磁機(jī)械廠在設(shè)備上作了改進(jìn)，增設(shè)了磁鏡線圈，已制成W TD系列、容量為40t以下的雙電極直流電弧爐產(chǎn)品，株洲電爐廠也有類似產(chǎn)品，至于有底電極的直流電弧爐，迄未投入工業(yè)性生產(chǎn)。而在國(guó)內(nèi)，交流超高功率電弧爐還剛起步，直流電弧爐也處在初創(chuàng)階段，相比之下，差距甚大。我國(guó)電弧爐鋼產(chǎn)量近幾年也在不斷攀升，2007年，我國(guó)電弧爐煉鋼產(chǎn)量達(dá)到5843萬噸，己超過電弧爐鋼生產(chǎn)大國(guó)一美國(guó)，比德國(guó)、韓國(guó)全年鋇產(chǎn)量還要多，但我國(guó)相對(duì)焦煤資源較多、人力成本較低、廢鋼資源積累有限，電力資源價(jià)格仍較高，所以電弧爐鋼產(chǎn)量增幅遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)爐鋼產(chǎn)量的增長(zhǎng)速度，比例呈下降趨勢(shì)。，電弧爐短流程鋼廠的生產(chǎn)技術(shù)有了眾多新發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(2)電弧爐功能逐漸變?yōu)槌鯚挔t技術(shù)的不斷進(jìn)步，改變和結(jié)束了原電弧爐的熔時(shí)長(zhǎng)((3個(gè)多小時(shí))、老三期操作(熔化期、氧化期、還原期)以及產(chǎn)量低、渣量大、爐容小、成本高的狀況。如美國(guó)新建Severcorr鋼廠以生產(chǎn)汽車板為主。我國(guó)天津無縫鋼管公司、衡陽(yáng)鋼管公司、舞陽(yáng)鋼鐵公司在無縫鋼管和高質(zhì)量特厚鋼板生產(chǎn)方面也表現(xiàn)突出。土耳其Colakoglu鋼廠已建成一臺(tái)裝有特大功率變壓器(240MVA+200})，出鋼量約320t的電弧爐，年產(chǎn)鋼能力200萬t/a(現(xiàn)已達(dá)到月產(chǎn)21萬t鋼)。 2)近年來，SMS公司和Midrex技術(shù)公司聯(lián)合推出從鐵礦石到熱軋帶的電弧爐短流程鋼廠 據(jù)介紹，該工藝流程較傳統(tǒng)高爐轉(zhuǎn)爐流程，有更高的能源利用效率，且C02排放量能減少一半。 3)在缺乏天然氣資源的地區(qū)，最近已開發(fā)出用煤制氣，作為直接還原煉鐵裝置的還原氣體，建設(shè)聯(lián)合小鋼廠。電弧爐煉鋼工藝技術(shù)的發(fā)展可以從電弧爐煉鋼技術(shù)和電弧爐裝備技術(shù)兩大方面進(jìn)行推進(jìn)電弧爐煉鋼技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展將來電弧爐煉鋼技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面:1)繼續(xù)加強(qiáng)電弧爐的高效化生產(chǎn)操作 為縮短冶煉