【正文】 命，直接影響電爐生產(chǎn)率。為了減輕三相功率不平衡的不良后果，可以采取如下措施： （ 1） 盡可能使短網(wǎng)導(dǎo)體對稱布置， 把 短網(wǎng)由原來的平面布置改為等邊三角形布置，或改進(jìn)平面型布置。 （ 2） 要求近爐門的電極成為增強相，進(jìn)出鋼口 側(cè)的電極為減弱相。 （ 3） 將中間相電極 向 爐子中心移動。此外，為了提高爐襯壽命，也可采用不均年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 12 頁 衡爐襯結(jié)構(gòu)，在熱點區(qū)域采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，在非熱點區(qū)采用一般耐火材料。 （ 4） 短網(wǎng)線路傳統(tǒng)為單線布法，應(yīng)盡量實行往返電流交叉排列的雙線布法。 水冷掛渣爐壁設(shè)計 由于電弧爐的高功率化，是爐內(nèi)熱負(fù)荷急劇增加，爐內(nèi)熱量分布不均勻加劇，從而使?fàn)t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(dāng)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。 水冷爐壁的形式有板式、管式及噴淋式多種，但較普遍的是管式水冷爐壁。整個水冷爐壁由 6～ 12 個水冷構(gòu)件組成。水冷爐壁材質(zhì)有鋼質(zhì)與銅質(zhì)，其中銅質(zhì)水冷爐壁在爐壁的下面靠近渣線附近。水冷爐壁布置，對于偏心底出鋼電爐，水冷爐壁布置在距渣線附近。水冷爐壁布置，對于偏心底出鋼電爐，水冷爐壁布置在距渣線 200～ 300 ㎜以上的爐壁上，占爐壁面積的 80～ 85%。另外，采用水冷爐壁后，爐容積擴大，增加了廢鋼裝入量。 管式水冷掛渣爐壁由多支冷卻管組合而成。冷卻管是用鋼爐鋼管，兩 端是用鍋爐鋼管彎頭或鍋爐鋼鑄造彎頭制作的。 水冷爐蓋設(shè)計 超高功率電弧爐的水冷爐蓋形式有管式與噴淋式，多用管式，其材質(zhì)為鋼。整個水冷爐蓋可由一個水冷構(gòu)件組成或由 5～ 6 個水冷構(gòu)件組成。采用超高功率電弧爐冶煉，為了延長爐蓋的使用壽命，采用水冷爐蓋，該爐蓋由上下兩層鋼板焊接而成，上薄下厚，其厚度各為 20 ㎜， 30 ㎜，水冷層厚度為 200 ㎜。內(nèi)襯掛渣鉚釘為 20 ㎜。爐蓋直徑的確定： Dg=Dr+2δc 式中： Dg—水冷爐蓋的直徑，㎜； Dr—熔化室直徑，㎜； δc—添加系數(shù)，取其值為 300 ㎜ 故： Dg=Dr+2δc=5250+2300=5850 ㎜ 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， 直徑為 500mm；另一個為排塵孔 ， 直徑為 450 ㎜，爐蓋圈的高度為 350 ㎜ 。年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 13 頁 3 電弧爐煉鋼物料平衡和熱平衡 物料衡算 熔化期物料計算 基本原始數(shù)據(jù)：冶煉鋼種及成分（見表 31）；爐料中元素?zé)龘p（見表 32）；冶煉鋼種成分設(shè)定值（見表 33）；原料成分表（見表 34）；其他數(shù)據(jù) （見表35）； 鋼種： 1Cr17Ni2 表 31 計算選定鋼種及其成分 (GB/T 122020xx 不銹鋼 ) C Si Mn P S Cr Ni ～ ≤ ≤ ≤ ≤ ～ ～ 注：括號內(nèi)是計算時的設(shè)定值，取其成份的中限。采用氧化法冶煉 。 表 32 爐料中元素?zé)龘p率 成份 C Si Mn P S 燒損率 （ %） 熔化期 25～ 40，取30 70～ 95，取85 60～ 70，取65 40～ 50，取45 可予忽略 氧化期 ① 全部燒損 20 ② 25～ 30，取27 ① 按末期含量比規(guī)格下限低 ～ %（取 %）確定（一般不應(yīng)低于%的脫碳量）； ② 按末期含量 %來確定。 表 33 冶煉鋼種成分設(shè)定值（ %） 成分 C Si Mn P S Cr Ni 廢鋼設(shè)定值 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 14 頁 表 34 原料成分表（ %） 名稱 C Si Mn P S V Al Fe H2O N 灰分 揮發(fā)份 碳素廢鋼 余量 煉鋼生鐵 余量 FeMn 80 FeSi SiMn 釩氮合金 Al 焦炭 電極 名稱 CaO SiO2 MgO Al2O3 CaF2 Fe2O3 CO2 H2O P2O5 S 石灰 螢石 鐵礦石 火磚塊 高鋁磚 鎂砂 焦炭 灰分 電極 灰分 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 15 頁 表 35 其它數(shù)據(jù) 名稱 參數(shù) 定數(shù) 配碳量 比鋼 種 規(guī)格中限高 %，即達(dá) % % 熔化期脫碳量 30%，即 %30%＝ 30％ 電極消耗量 5kg/t（金屬料）；其中熔化期占 75%，氧化期占 25% 5kg/t 爐頂高鋁磚消耗量 （金屬料）；熔化期占 60%，氧化期占 40% 爐襯鎂磚消耗量 5kg/t（金屬料）；其中熔化期占 57％，氧化期占 43% 5kg/t 熔化期和氧化期所需氧量 50%來自氧氣，其余 50%來自空氣 50% 氧氣純度和利用率 99%，余者為氮氣，氧可利用率為 90％ 99% 焦炭中碳的回收率 75%，（系指配料用焦炭） 75% 碳氧化產(chǎn)物 均按 70%生成 CO， 30%生成 CO2 來考慮 煙塵量 按 14kg/t（金屬料）考慮 14kg/t 收入項有：廢鋼、焦炭、石灰、螢石、電極、爐襯鎂磚、爐頂高鋁磚、鐵合金、火磚塊、氧氣、空氣。 支出項有：鋼水、爐渣、爐氣、揮發(fā)的鐵。 計算步驟 .以 100Kg 金屬爐料為基礎(chǔ)，按工藝階段 —熔化期、氧化期和還原期分別進(jìn)行計算， 然后匯成總物料平衡表。 計算步驟。以 100 Kg 金屬爐料廢鋼 +為基礎(chǔ)，按工藝階段分別進(jìn)行計算，然后會總成物料平衡表。 （ 1） 確定物料消耗量： A 金屬爐料配入量。加入廢鋼 100kg。其結(jié)果列于表 36。 表 36 爐料配入量 名稱 用量 配料成分 /kg C Si Mn P S Fe 廢鋼 100 焦炭 合計 *碳燒損率為 25% 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 16 頁 表 37 凈耗氧量計算 項目 名稱 元素 反應(yīng)產(chǎn)物 元素氧化量（ kg） 耗氧量（ kg） 供氧量（ kg） 耗 氧 項 爐料 中元 素的 氧化 C [C]→{CO} 30%70%= [C]→{CO 2} 30%30%= Si [Si]→(SiO 2) 85%= Mn [Mn]→(MnO) 65%= P [P]→(P 2O5) 45%= Fe [Fe]→(FeO) 2%① 15%= [Fe]→(Fe 2O3) 2%85%= 小計 焦炭中碳 的氧化 C [C]→{CO %25%70%= [C]→{CO 2} %25%30%= 電極中碳 的氧化 C [C]→{CO} 99%70%= [C]→{CO 2} 99%30%= 合計 礦石 Fe 2Fe2O3=4Fe+3O2 1%96/320= 礦石 S 2CaO+2S=2CaS+O2 1%32/64= 石灰 S 2CaO+2S=2CaS+O2 2%32/64= 合計 凈耗氧量 = ① 令鐵燒損率為 2%，其中 80%生成 Fe2O3 揮發(fā)掉成為煙塵的一部分； 20%成渣。在這 20%中，按 3:1 的比例分別生成 (FeO)和 (Fe2O3)。 B 其它原材料消耗量。為了提前造渣脫磷，先加入一部分石灰（ 20kg/t（金屬料））。和礦石（ 10kg/t（金屬料））。爐頂、爐襯和電極消耗量見表 36。 （ 2）確定氧氣和空氣消耗量：耗氧項包括爐料中元素的氧化，焦炭和電極中碳的氧化；而礦石則帶來部分氧，石灰中 CaO 被自身 S 還原出 部分氧。前后二者之差即為所需凈氧量 。詳見表 37。 根據(jù)表 35中的假定，應(yīng)由氧氣的供給的氧為 50%，即 50%＝ ，空氣供氧量應(yīng)為 ，由此可計算凈耗氧量，見表 3－ 8。 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 17 頁 表 38 氧氣與空氣的實際消耗量 氧氣 （ kg） 空氣 （ kg） 帶入氧氣 帶入氮氣 帶入氧氣 帶入氮氣 ① 1%= （ 77/23） = （ ) ① 計算式中 77/23 為空氣中氮氣與氧氣的質(zhì)量比 3） 確定爐渣量：爐渣源于爐料中的 Si、 Mn、 P、 Fe 等元素的氧化產(chǎn)物，爐頂和爐襯的蝕損，碳粉和電極的灰分，以及加入的各種溶劑。結(jié)果見表 39。 表 39 熔化期爐渣量的確定 名稱 消耗量 kg 成渣組分（ kg） CaO SiO2 MgO Al2O3 MnO FeO Fe2O3 P2O5 CaS 合計 爐料中元素的氧化 Si Mn P Fe ① 爐頂 爐襯 焦炭 電極 礦石 石灰 合計 % ① 見表 37 之注 ② 石灰和礦石中的 CaO 被自身的 S 還原，分別消耗 和 ③ Fe2O3 還原出的 Fe 量為 112/160=。 （ 4） 確定金屬量： 金屬量＝ 金屬爐料重＋礦石帶入的鐵量－料中 C、 Si、 Mn、 P 和 Fe 的燒損量＋焦炭配入量 ＝ 100＋ － ＋ ＝ 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 18 頁 （ 5） 確定爐氣量：爐氣來源于爐料和電極中碳的氧化物 CO 和 CO2，氧氣和空氣帶入的 N2，物料中的 H2O 及其反應(yīng)產(chǎn)物，游離 O2 及其反應(yīng)產(chǎn)物，石灰的燒減（ CO2），結(jié)果列于表 310。 表 310 爐氣量計算 項目 氣態(tài)產(chǎn)物 （ kg） CO CO2 N2 H2O H2 揮發(fā) 物 合計 爐料中 C 的氧化 28/12= 44/12= 焦炭帶入 28/12= 44/12= 電極帶入 28/12= 44/12= 礦石帶入 %= 石灰?guī)? 氧氣帶入 空氣帶入 游離 O2 參 與反應(yīng)：CO+1/2O2=CO2 10%28/16= 10%44/16= H2O 參與 反應(yīng)：H2O+CO=H2+CO2 28/18= 44/18= 2/18= 合計 % *H2O 參與反應(yīng)全部消耗 *計算條件是：常溫（ 20℃ ）（ ）下空氣相對濕度為 %； 20℃ 的飽和蒸汽壓為 ；為 14℃ ；先求濕空氣體積（ (273＋ 20)/273(－)=) （ 6）熔化期總物 料平衡表見表 311 氧化期物料計算 引起氧化期物料波動的因素有：扒除熔化渣，造新渣；金屬中元素進(jìn)一步氧化；爐頂，爐襯的損蝕和電極的燒損。 [6] 1) 確定渣量： A． 留渣量。為了有效的去磷，要進(jìn)行換渣，通常除去 70%的熔化渣，而進(jìn)入氧化期只留下 30%的渣。其組成見表 312。 B． 金屬中元素的氧化產(chǎn)物。根據(jù)表 32 給出的值可計算產(chǎn)物量，詳見表312。 年產(chǎn) 130 萬噸連鑄坯的電弧爐煉鋼車間設(shè)計畢業(yè)論文 第 19 頁 C． 爐頂、爐襯的損蝕和電極得燒損量。根據(jù)表 35 得假定，其結(jié)果一并列入表 312。 D. 造渣時加入石灰、礦石、和帶入的渣量。見表 3