鋼鐵有限公司75t超高功率交流電弧爐技術(shù)改造工程可行性研究報告

75可 行 性 研 究 報 告 冶金設(shè)計院有限公司 二 年一月 I 目 錄 第一章 總 論 . 1 目名稱及建設(shè)單位 . 1 業(yè)概況 . 1 制依據(jù) . 1 目建設(shè)的必要性 . 2 目概況 . 2 計原則及范圍 . 3 品大綱 . 4 屬平衡 . 5 要原輔材料及動力供應(yīng) . 6 要綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) . 8 第二章 煉 鋼 . 10 述 . 10 鋼生產(chǎn)能力計算 . 10 藝流程 . 11 藝操作簡述 . 12 要原輔材料供應(yīng) . 14 間組成及工藝布置 . 16 要工藝設(shè) 備選型 . 16 要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及原材料、燃料及動力消耗指標(biāo) . 18 第三章 連鑄 . 20 述 . 20 鑄機(jī)機(jī)型的選擇 . 20 鑄車間組成及工藝布置 . 23 鑄工藝流程及生產(chǎn)操作簡述 . 24 鑄生產(chǎn)能力 . 26 鑄機(jī)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及能源介質(zhì)消耗 . 27 第四章 供配電及自動控制 . 29 述 . 29 電方案 . 29 功補(bǔ)償及諧波電流的抑制 . 31 電線路敷設(shè) . 31 鋼車間基礎(chǔ)自動化 . 32 第五章 供排水設(shè)施 . 35 述 . 35 排水系統(tǒng)設(shè)計原則 . 35 源 . 35 量及用水要求 . 36 排水系統(tǒng) . 37 六章 熱力燃?xì)庠O(shè)施和除塵設(shè)施 . 41 氣、氬氣、氮氣供應(yīng) . 41 氣供應(yīng) . 48 縮空氣供應(yīng) . 48 爐車間除塵 . 49 熱回收鍋爐 . 54 第七章 建筑結(jié)構(gòu) . 56 筑 . 56 構(gòu) . 58 第八章 總圖運(yùn)輸 . 62 述 . 62 圖布置 . 62 廠運(yùn)輸 . 62 廠綠化 . 63 廠消防 . 63 第九章 能源分析 . 64 序能耗 . 64 序能耗分析 . 64 能 措施 . 65 估 . 66 第十章 環(huán)境保護(hù)與綜合利用 . 67 計依據(jù) . 67 要污染源與污染物 . 67 理措施 . 67 棄物綜合利用 . 69 境影響分析 . 69 第十一章 勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 . 70 計依據(jù) . 70 產(chǎn)過程中不安全因素和職業(yè)危害因素分析 . 70 全技術(shù)措施 . 71 業(yè)衛(wèi)生防范措施 . 72 全與工業(yè)衛(wèi)生投資 . 73 全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計預(yù)期效果 . 73 第十二章 消 防 . 75 計依據(jù) . 75 程概況 . 75 程火災(zāi)因素分析 . 75 計采取的防范措施 . 75 第十三章 勞動定員 . 78 廠體制及組織機(jī)構(gòu) . 78 產(chǎn)班制及定員 . 78 員來源及培訓(xùn) . 80 第十四章 投資估算 . 81 述 . 81 制依據(jù) . 81 關(guān)說明 . 81 資估算 . 81 第十五章 技術(shù)經(jīng)濟(jì) . 83 濟(jì)評價方法的選擇 . 83 礎(chǔ)數(shù)據(jù)及計算條件 . 83 務(wù)計算 . 84 利能力分析 . 86 債能力分析 . 87 虧平衡分析 . 87 感性分析 . 87 論 . 88 主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總表 . 88 附圖： 75 平面布置圖 （ 090021 第一章 總 論 目名稱及建設(shè)單位 (1) 項目名稱 75(2) 建設(shè)單位 業(yè)概況 鐵有限公司位于 顧山鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)西區(qū)，是由 合金鋼鑄造有限公司與澳大利亞揚(yáng)揚(yáng)公司共同經(jīng)辦的中外合資企業(yè)。企業(yè)現(xiàn)有四臺 15 噸中頻爐，主要以加工鑄造及銷售普碳合金鋼產(chǎn)品為主，占地面積 方米，現(xiàn)有員工 300 人，其中各類工程技術(shù)人員 50 名。公司擁有 110電 所及電力設(shè)施 1 座， 300 噸位船泊碼頭 1 座， 10行車 16 臺，連鑄設(shè)備 1 套，年生產(chǎn)能力 30 萬噸。 2007 年實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值 78893萬元，工業(yè)增加值 12910萬元，與 2006年相比分別增長 制依據(jù) (1) 鐵有限公司關(guān)于 75 噸超高功率交流電弧爐技術(shù)改造工程 可行性研究報告的委托書； (2) 2007年 9月 21日下發(fā)的國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于請組織實施循環(huán)經(jīng)濟(jì)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重大專項的通知（發(fā)改辦高技（ 2007） 2289號）； (3)國務(wù)院 2000 年 7 月 27 日頒 布的國家計委、經(jīng)貿(mào)委七號令當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)指導(dǎo)目錄 (2000年修訂 )； 2 (4)2005年 12月 2日中華人民共和國國家發(fā)展改革委員會第 40號令產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄 (2005年本 )； (5)科學(xué)技術(shù)部編制 2007年科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金若干重點項目指南； 目建設(shè)的必要性 年向大氣中排放大量煙塵，造成周邊環(huán)境的污染，不符合環(huán)境保護(hù)要求。 成能源浪費(fèi)。 藝簡單，產(chǎn)品質(zhì)量差，影響市場 競爭力。 鐵 產(chǎn)業(yè)政策和有關(guān)規(guī)定，按照國家上大壓小，淘汰落后的方針，該煉鋼設(shè)備屬淘汰之列。 目概況 項目建設(shè)從電爐到連鑄的短流程煉鋼生產(chǎn)線，計劃年產(chǎn)電爐鋼連鑄方坯 30 萬噸。電爐鋼種為高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼坯、低合金鋼坯、高壓鍋爐管坯。連鑄坯規(guī)格為方坯： 150 15020 220管坯： 長定尺 9m。 工廠建設(shè)在 顧山鎮(zhèn)，原材料和產(chǎn)品的運(yùn) 輸以公路為主。全廠除電爐煉鋼、精煉、連鑄和公輔設(shè)施外，還建設(shè)有與之配套的廢鋼加工生產(chǎn)線和 棒材軋制生產(chǎn)線，以及全廠行政辦公設(shè)施。工廠總圖布置要求一次設(shè)計，分步實施。 電爐精煉爐和連鑄，選擇工藝設(shè)備要求先進(jìn)、可靠、高效、實用、經(jīng)濟(jì)，為了提高生產(chǎn)線的裝備水平，關(guān)鍵設(shè)備可選用國外先進(jìn)裝備，其 3 它選用國內(nèi)技術(shù)成熟，操作穩(wěn)定的產(chǎn)品。 電爐冶煉原料采用全廢鋼冶煉，廢鋼主要來源為外購，部分為本廠返回廢鋼。 計原則及范圍 （ 1）設(shè)計原則 遵循先進(jìn)、成熟、優(yōu)秀、經(jīng)濟(jì)的原則，立足于國內(nèi)，煉鋼車間采用目前經(jīng)生產(chǎn)考驗、成熟可靠、節(jié)能低耗的 流程生產(chǎn)工藝，達(dá)到提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成 本，獲取較好的經(jīng)濟(jì)效益。在技術(shù)裝備上以先進(jìn)實用為原則，并可以滿足生產(chǎn)所需產(chǎn)品的要求。 節(jié)能降耗是國家的一貫政策方針，也是保證產(chǎn)品具有競爭力的有效途徑，設(shè)計中給予充分考慮。 在滿足先進(jìn)適用、可靠耐用的前提下，采用國產(chǎn)設(shè)備，以降低投資和加快建設(shè)進(jìn)度。 設(shè)計中要充分考慮所處地理位置狀況，合理考慮總圖布置，使生產(chǎn)工藝流程合理順暢，充分利用可以利用的相關(guān)設(shè)施和生產(chǎn)輔助設(shè)施。 設(shè)計遵循環(huán)保治理三同時原則，對環(huán)境保護(hù)、節(jié)能、安全與工業(yè)衛(wèi)生、消防等均嚴(yán)格按國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)范執(zhí)行，對三廢排放按國家規(guī)定 排放標(biāo)準(zhǔn)考慮。 （ 2）設(shè)計范圍 煉鋼車間：電爐 連鑄主廠房；車間設(shè) 757575空精煉爐一座，四機(jī)四流方圓兩用合金鋼連鑄機(jī)一臺；與之配套的設(shè)備基礎(chǔ)、平臺、輔房、供配電、給排水、車間內(nèi)部管線、非 4 標(biāo)設(shè)備等； 與煉鋼、軋鋼生產(chǎn)相配套的廠內(nèi)變電所、水處理站、空壓站、供電、給排水、除塵設(shè)施、環(huán)保設(shè)施及總圖運(yùn)輸。 另外，對工程項目進(jìn)行投資估算。 品大綱 生產(chǎn)規(guī)模：本項目生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 30萬噸合金鋼方圓連鑄坯，加工成年產(chǎn) 30 萬噸合金鋼材。煉鋼車間建設(shè) 75一座， 75煉爐一座， 75機(jī)四流方圓兩用合金鋼連鑄機(jī)一臺。 生產(chǎn)鋼種：石油套管鋼，代表鋼種 高合金鋼，代表鋼種 504020 低合金鋼管坯，代表鋼種 2020 本項目產(chǎn)品方案見表 1 產(chǎn)品方案 表 1號 鋼種名稱 代表鋼號 年產(chǎn)鑄坯量 104t 比例（ %） 1 低合金 鋼坯 27345 8 2 高 /中 /低壓 鍋爐 管坯 20G,1591,10#,20#,A,B,C 6 20 3 化肥廠高壓管 管坯 20G,152 4 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 坯 10# 45#,40552 40 5 造船用管 管坯 320,410 合 計 30 100 產(chǎn)品規(guī)格：斷面方坯： 150 15020 220管坯： 尺長 9m。 產(chǎn)品主要供應(yīng)本廠軋鋼廠生產(chǎn)。 5 屬平衡 項目的年生產(chǎn)規(guī)模 鋼水 104t/a 連鑄坯 104t/a 全廠金屬平衡圖 單位： 104t/a 99% 97% 99% 1% 大包鋼水 間罐鋼水 包注余損失 化鐵皮 坯 頭、切尾 間罐注余溢流損失 格鑄坯 品 鋼 35 75t 電爐 水 5t 精煉爐 1920 鐵合金 6 要原輔材料及動力供應(yīng) 要原輔材料供應(yīng) （ 1）外購廢鋼 煉鋼廠年需廢鋼 35 104t/a，由市場購入。對入爐廢鋼的質(zhì)量要求如下： 體積密度： 格：長度 面 重： 1t 元素含量： S P （ 2）返回廢鋼 煉鋼廠年返回廢鋼 104t/a。部分廢鋼挑選處理后入爐。 （ 3）鐵合金 年需各類鐵合金 104 （ 4）電極 年需電極約 1573t 由進(jìn)口或國內(nèi)供應(yīng)解決。 力供應(yīng) （ 1）供水 鋼廠工業(yè)總用水量為 4500m3/h，將在廠區(qū)自建水源泵站供水，工業(yè)凈水重復(fù)利用率為 生活用水平均為 15m3/h，工業(yè)和生活用水補(bǔ)充新水量為 173m3/h。 （ 2）供電 經(jīng)計算煉鋼廠電爐、鋼包爐負(fù)荷 79983它動力負(fù)荷 13040廠總計算負(fù)荷 93023工程將新建 1座 110附近區(qū)域變電站引兩路 200，總降變電所內(nèi)設(shè)三臺主變， 1臺 35包爐，另 2臺主變供煉鋼全廠動力用電和軋鋼廠部分用電，總降變電所內(nèi)包括動態(tài)功率因子補(bǔ)償裝置及相應(yīng)的高低壓開關(guān)等電器設(shè) 7 備。煉鋼廠 保安電源利用 0 （ 3）氧氣、氬氣 煉鋼廠冶煉用氧 3570h，車間用氧 410h，共計 39800h，鋼廠將新建 1座 4000的需要。 （ 4）壓縮空氣 全廠壓縮空氣總耗量為 55在煉鋼廠區(qū)內(nèi)建空壓機(jī)站一座，站內(nèi)安裝 螺桿壓縮機(jī)組 4臺 （ 3用 1備） ， 每臺壓縮機(jī)容積流量為 20 料儲運(yùn) （ 1）原料庫 鋼廠建室內(nèi)廢鋼堆場一座，用于廢鋼的轉(zhuǎn)運(yùn)和堆存。鐵合金庫、電極庫、粉料庫、耐火材料庫、白云石和螢石庫棚等倉儲設(shè)施均考慮利用，不足時另行解決。 本設(shè)計預(yù)計建一個配料跨， 90米長， 35 米寬，行車軌面標(biāo)高 13米。合計 3150堆放廢鋼外，再堆部分返回廢鋼和耐火材料。 （ 2）成品連鑄坯堆場 成品連鑄坯堆場面積為 105米長 30米寬，面積為 3150 成品連鑄坯主要直接送至軋鋼車間，因此堆放時間不會很長 ，按照市場經(jīng)濟(jì)組織生產(chǎn)。成品連鑄坯堆場除堆放連鑄坯外，可存放一些連鑄中間包，結(jié)晶器檢修等。 （ 3）運(yùn)輸 8 根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，廠外運(yùn)輸委托社會運(yùn)輸力量，不專設(shè)運(yùn)輸系統(tǒng)。 要綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 序號 指標(biāo)名稱 單位 指標(biāo) 備 注 1 生產(chǎn)規(guī)模：鋼水 104t/a 連鑄坯 104t/a 坯率 97% 2 原材料及動力消耗 廢鋼 104t/a 35 鐵合金 104t/a 石灰 104t/a 螢石 t/a 1573 耐火材料 t/a 11008 電極 t/a 1573 水（總用水量） M3/h 4500 循環(huán)使用 補(bǔ)充新水 M3/h 173 電 108壓縮空氣 5 天然氣 萬 m3/a 240 氧 h 4000 3 設(shè)備總重 T 6500 4 占地面積 9395 5 運(yùn)輸量 104t/a 130 其中廠外運(yùn)入 104t/a 廠外運(yùn)出 104t/a 6 綠化用地率 % 20 7 全廠勞動定員 人 350 8 經(jīng)濟(jì)效益 固定資產(chǎn)投資 萬元 32950 年銷售收入 萬元 114000 總成本 萬元 106050 年所得稅 萬元 1916 所得稅后利潤 萬元 5747 全部投資收益率 (稅后 ) % 投資回收期 年 設(shè)期 結(jié)論與評價：上述測算結(jié)果顯示，本項目建設(shè)具有較好的經(jīng)濟(jì)效益， 9 抗風(fēng)險能力較強(qiáng)，將 4 臺設(shè)備落后、產(chǎn)量低、消耗大、污染嚴(yán)重的中頻爐改造建設(shè)成技術(shù)裝備先進(jìn)、自動化程度高、消耗低不污染環(huán)境的短流程 生產(chǎn)線，為軋鋼廠提供穩(wěn)定的方圓鑄坯。本項目固定資產(chǎn)投資 32950萬元，建成年產(chǎn) 30萬噸合金鋼連鑄坯的先進(jìn)工廠，每年給國家上繳各種稅金 1606萬元，效益顯著。建議盡快立項建設(shè)。 10 第二章 煉 鋼 述 煉鋼工程包括以配料跨，電爐精煉跨 連鑄跨 出坯跨組成的主廠房和輔助設(shè)施。 煉鋼連鑄系統(tǒng)設(shè) 75t 超高功率高阻抗交流電弧爐一座， 75外精煉裝置 1 座， 75空精煉爐 1 座， 機(jī)四流管坯連鑄機(jī) 1臺。 75、 車間生 產(chǎn)規(guī)模為鋼水 104t/a ，連鑄坯 104t/a。 生產(chǎn)主要鋼種為 石油套管鋼、高合金鋼、低合金鋼管坯 ，并提供上述鋼種的方坯和管坯，供軋鋼廠軋制。 連鑄坯斷面方坯： 150 15020 220管坯： 150230尺長 9m。 鋼生產(chǎn)能力計算 本項目擬采用超高功率高阻抗交流偏心底出鋼電爐，充分利用電能熱量，吹氧及燒嘴供熱，降低冶煉時間，具有明顯的節(jié)電和高強(qiáng)度冶煉效果。 電爐平均爐產(chǎn)鋼水量 75t 電爐（初煉爐）冶煉周期 90中：通電熔化 5211 升溫 9鋼及出鋼口維修 6爐、調(diào)換電極 8廢鋼 10溫取樣 5間晝夜出鋼爐數(shù) 16爐 車間有效作業(yè)天數(shù)（作業(yè) 率 262天 年產(chǎn)鋼水量 16 75 262 = 314500t D 精煉爐產(chǎn)量計算 由于 煉爐的生產(chǎn)與電爐冶煉作業(yè)相對應(yīng)，出鋼周期為60在 位進(jìn)行合金化和保溫操作，從而跟電爐的 90期相匹配。 5t，因此， 1 座 煉爐的年產(chǎn)量約為 314500 噸。 的能力尚有一定的潛力。 藝流程 12 藝操作簡述 （ 1）加料操作 廢鋼：廢鋼配料在廢鋼配料跨內(nèi)進(jìn)行，配料時間用電磁盤將廢鋼裝入料籃，料籃放在電動平車上，可根據(jù)裝料的需要來回移動，以縮短裝料時間。料裝完經(jīng)計量后，由廢鋼料籃車將廢鋼料籃運(yùn)到爐子跨，用 160料籃內(nèi)還原鐵加入到電爐里?？樟匣@返回廢鋼配料跨。 （ 2）鐵合金和散狀料加料操作 煉鋼所需的鐵合金，須符合塊度的要求，分別存放于鐵合金倉庫及車間料倉待用。 外部運(yùn)來的散狀料由自卸車倒入地下轉(zhuǎn)運(yùn)倉 ，然后通過皮帶機(jī)運(yùn)入爐前加料系統(tǒng)的料倉內(nèi)，電爐配一套加料系統(tǒng)， 耐材 造渣劑 鐵合金 廢鋼 75t 電爐 電極 煙塵及爐渣 鋼包 75合金 造渣劑 耐材 煙塵及爐渣 圓坯連鑄機(jī) 鐵 石灰 耐材 氧氣 氬 /氮氣 氬氣及蒸汽 13 （ 3）電爐冶煉操作 裝料時，每爐裝 2 3次廢鋼。裝料首先由起重機(jī)將料罐吊至電爐附近上方，待電爐爐蓋提升并旋開之后，吊車迅速將料罐吊至電爐上方，并將底部打開，將原料裝入爐內(nèi)，然后爐蓋旋回。 通電熔化時，合上電源開關(guān)，電極自動下降并起弧，與此同時氧燃燒嘴點火。開始的 2 分鐘內(nèi)，采用低壓短弧操作，電極穿井后即換為長弧操作。在料基本熔清后，關(guān)閉氧燃燒嘴，同時打開碳氧槍，造泡沫渣，加快熔化并保護(hù)爐襯和水冷爐壁。一般情況只需加 1 次料， 若需要加第2 罐料，則在加料前，關(guān)閉碳氧槍、爐子斷電，待第 2 罐料加入后，繼續(xù)通電熔化，同時點燃氧燃燒嘴加速熔化。在爐料基本熔清后，關(guān)閉燒嘴，打開碳氧槍造泡沫渣。碳氧槍的噴吹時間視爐渣發(fā)泡情況而定。 當(dāng)爐內(nèi)鐵料全部熔清后，立即開始升溫初煉，主要是吹氧加造渣劑脫碳和脫磷。待鋼水溫度和成份符合要求后，即可出鋼。 鋼水包在使用前需烘烤到 1000 1200，然后將水口灌滿填充料，鋼水包放到車上，開到爐下出鋼位置，待電爐傾動到出鋼角度時，打開偏心出鋼口出鋼，并通過電爐爐后加料系統(tǒng)向鋼包加入鐵合金。鋼包車上設(shè)有稱量裝置， 當(dāng)鋼水達(dá)到要求重量時，發(fā)信號給電爐，使其傾動返回零位，實現(xiàn)留鋼留渣操作。 裝有鋼水的鋼水包車開到 整鋼水成分和溫度，用 160t 吊車將鋼水包送到連鑄機(jī)大包回轉(zhuǎn)臺上澆注。 位配有一臺喂絲機(jī)，需要時可用其向鋼液內(nèi)喂入硅鈣絲，鈣絲和鋁絲。 需要真空處理的合金結(jié)構(gòu)鋼，管壁 20鋼種和需進(jìn)行熱處理的 14 鋼種的鋼水，由 上 行真空脫氣。脫氣完畢，經(jīng)破壞真空后，鋼水在大氣下進(jìn)行測溫、取樣、喂絲。 （ 4）出渣操作 本次設(shè)計出渣采用熱潑渣工藝，液態(tài)泡沫渣從電弧爐出 渣口直接流到爐前地面上，地面鋪有硅砂墊底 ,砂上覆蓋大塊鑄鐵板。出渣后 ,適當(dāng)噴水加速冷卻和粉化。配備了兩臺裝載機(jī)，當(dāng)泡沫渣冷卻到表面呈現(xiàn)黑色時，開動鏟車鏟入渣層中，將每鏟渣稍作抖動 ,藉以破碎塊渣，然后再裝上汽車運(yùn)送到渣場。 要原輔材料供應(yīng) 廢鋼單耗為 1113kg/鋼年需廢鋼 35 104t，主要為外購廢鋼。對入爐廢鋼的質(zhì)量要求如下： 體積密度： 格：長度 面 重： 1t 元素含量： S P 合金 年需各類鐵合金 104 助原材料 （ 1）活性石灰 年耗量 16197噸，外購。 質(zhì)量要求： 入爐塊度： 10 5015 成份要求： 90%， 2%， S 2%，活性度（ 25g） 180。 （ 2）螢石 年耗量 1573噸 入爐塊度： 5 30份要求： 80%， 2%。 （ 3）電極 電爐使用超高功率電極，年需要量 1573噸，由國內(nèi)組織采購。 電極具備下列理電性能： 比電阻 4 5 10彎強(qiáng)度 20000 30000壓強(qiáng)度 22540 41160性模數(shù) 100000 130000膨脹系數(shù) 10 比熱 g 導(dǎo)熱系數(shù) s 真 比重 假比重 氣孔率 20 25% 固定碳 99% 灰分 導(dǎo)電能力 6016 （ 6）耐火材料 本工程的耐火材料用于電爐、 煉爐、初煉鋼水鋼包和連鑄中包，主要有：鎂砂、鎂碳磚、高鋁磚、鎂磚等，根據(jù)不同的使用部位，確定耐火 材料的種類，年耗 11008噸，全部外購。 間組成及工藝布置 間組成 煉鋼車間由冶煉跨、連鑄跨、出坯跨、存坯跨、配料跨組成。煉鋼車間廠房詳細(xì)參數(shù)見下表。 煉鋼車間廠房參數(shù)表 序號 跨間名稱 廠房尺寸 長寬軌高（ m） 廠房面積 車配備 臺數(shù)噸位 1 冶煉跨 225 27 24 6075 2 160/50t， 1 75/20t 2 連鑄跨 117 30 24 3510 1 50/10t 3 出坯跨 117 30 12 3510 2 20t/5 4 存坯跨 105 30 12 3150 2 20t/5 5 配料跨 90 35 13 3150 1 20t/5， 1 16t/ 計 19395 共 10 臺 藝布置 工藝布置詳見工藝平面布置圖 要工藝設(shè)備選型 75電弧爐主要是用來熔化廢鋼、生鐵及合金料、調(diào)節(jié)初煉鋼水的化學(xué)成分、保證精煉爐所需的初煉鋼水溫度。由于電弧爐冶煉高強(qiáng)度的需要及與精煉爐、連鑄機(jī)的匹配，需采用短電弧、大電流操作。因此設(shè)計選用超高功率交流電弧爐。電弧爐部分采用引進(jìn)設(shè)備，其余能夠國產(chǎn)化的 17 均 采購國產(chǎn)設(shè)備。 電爐技術(shù)參數(shù)如下： 電爐類型：交流， 液壓傳動 電爐公稱容量： 75t 變壓器容量： 50次側(cè)電壓： 35二次側(cè)電壓： 550410270 15級 有載調(diào)壓 爐殼直徑： 6100 極直徑： 600 冷爐蓋、水冷爐壁 天然氣 個） 水冷碳 個） 75t 5t 75t 公稱容量 75t 變壓器額定容量 10次電壓 35極直徑 350 電極分布圓直徑 650包運(yùn)輸方式 雙鋼包車 75公稱容量 75t 18 真空泵抽氣能力 250300kg/h 工作真空度 36 鋼包運(yùn)輸方式 鋼包車 此外，還配備二臺喂絲機(jī)，用于向鋼 液內(nèi)喂入硅鈣絲、鋁絲或鈣絲。 要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及原材料、燃料及動力消耗指標(biāo) 要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 煉鋼系統(tǒng)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指針 序號 指標(biāo)名稱 單位 數(shù)量 備注 一 電爐 1 75座 1 變壓器額定容量 50000 電爐平均裝入量 t 80 全廢鋼 3 電爐平均出鋼量 t 75 4 電爐平均冶煉時間 分 /爐 90 5 爐殼直徑 100 6 電爐年產(chǎn)鋼水量 104t a 7 電爐有效作業(yè)率 % 二 精煉設(shè)備 8 75煉爐 座 1 提溫、保溫、合金化、精煉 9 75煉爐 座 1 真空精煉，吹氧、氬 10 精煉周期 分 /爐 60 11 工藝勞動定員 人 120 要原材料、燃料及動力消耗指標(biāo) 主要原材料、燃料及動力消耗指標(biāo)表 序號 項目 單位 數(shù)量 備注 一 原材料 1 廢鋼 kg/1113 2 鐵合金 kg/30 根據(jù)鋼種調(diào)節(jié) 19 序號 項目 單位 數(shù)量 備注 其中：硅鐵 10 錳鐵 10 10 3 石灰 kg/4 螢石 kg/5 5 白云石 kg/3 6 熱電偶 支 /爐 6 7 電極消耗 kg/5 8 耐火材料 kg/35 二 燃料及動力消耗 1 電耗 428 電爐冶煉電耗 360 輔助電耗 68 含除塵 2 氧氣 m3/40 3 氬氣 m3/4 壓縮空氣 m3/30 5 天然氣 m3/6 蒸氣 t3/ 7 循環(huán)水 m3/24 20 第三章 連鑄 述 煉鋼工程包括以配料跨，電爐精煉跨 連鑄跨 出坯跨組成的主廠房和輔助設(shè)施。 煉鋼連鑄系統(tǒng)設(shè) 75t 超高功率高阻抗交流電弧爐一座， 75外精煉裝置 1 座， 75空精煉爐 1 座， 機(jī)四流管坯連鑄機(jī) 1臺。 75、 車間生產(chǎn)規(guī)模為鋼水 104t/a ，連鑄管坯 104t/a。 生產(chǎn)主要鋼種為 石油套管鋼，高合金 鋼，低合金鋼管坯 。提供上述鋼種的方坯和管坯，供軋鋼廠軋制。 連鑄坯斷面方坯： 150 15020 220管坯： 定尺長 9m。 鑄機(jī)機(jī)型的選擇 根據(jù)本工程的產(chǎn)品方案，連鑄機(jī)所生產(chǎn)的鑄坯澆鑄鋼種為以方圓鑄坯為主的合金鋼系列。 合金鋼連鑄機(jī)在國際上已是一項完全成熟的技術(shù)，基本已能澆注所有鋼種。同時，結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼連鑄又具有自身的特點和難點。從 70年代以來，隨著爐外精煉技術(shù)迅速發(fā)展和無氧化保護(hù)澆注工藝的應(yīng)用，促進(jìn)了連 鑄的大發(fā)展。 21 根據(jù)煉鋼產(chǎn)量及產(chǎn)品大綱。本著穩(wěn)妥發(fā)展、技術(shù)領(lǐng)先的原則，在連鑄機(jī)的機(jī)型選擇上，此次設(shè)計考慮采用一臺國產(chǎn)合金鋼方圓連鑄機(jī)，此類型連鑄機(jī)技術(shù)可靠、成熟。鑄坯質(zhì)量易于保證。建設(shè)投資不高。鑄坯切割成倍尺后再鋸成定尺送往加熱爐，部分需要修磨的鑄坯經(jīng)線上修磨或離線修磨后送往加熱爐。 鑄機(jī)半徑的確定 連鑄機(jī)半徑的大小取決于生產(chǎn)的鋼種和鑄坯斷面尺寸，對合金鋼連鑄機(jī)而言，要求鑄坯的質(zhì)量很嚴(yán)格。為確保鑄坯質(zhì)量，確定半徑時，應(yīng)考慮以下兩個原則：一是應(yīng)使鑄坯在全凝固后進(jìn)入拉矯機(jī)，防止出現(xiàn)兩相區(qū)的壓力變形， 鑄機(jī)因此應(yīng)具有足夠長的冶金長度；二是應(yīng)保證鑄坯矯直時的變形量小于允許變形量。由于合金鋼本身的特性，即含有較多的合金元素，在鋼水凝固過程中，合金元素易聚集在晶粒前沿，產(chǎn)生成份編析，形成晶間脆性區(qū)，裂紋敏感性高，矯直過程中易出現(xiàn)裂紋，因此允許的表面變形比普碳鋼小，一般取 為了降低矯直過程中的變形率，采用大的澆注半徑或多點矯直方式。合金鋼（包括不銹鋼）的澆注半徑一般為鑄坯厚度的 4050 倍。根據(jù)本設(shè)計連鑄產(chǎn)品方案，圓鑄坯最大直徑為 230機(jī)半徑應(yīng)在 10.5 m，結(jié)合國內(nèi)目前生產(chǎn)合金鋼連鑄的成功經(jīng)驗， 設(shè)計決定采用連鑄機(jī)半徑為 四機(jī)四流方圓鑄坯合金鋼連鑄機(jī)。 坯速度 本臺連鑄機(jī)為管坯鋼及合金鋼方圓兩用連鑄機(jī)，各斷面的配合拉速如下表。 22 連鑄機(jī)拉坯速度表 鑄坯斷尺寸（ 園坯 150 230 方坯 150 150 220 220 配合拉速 （ m/ 上表可以看出，采用四流連鑄機(jī)可以滿足車間的生產(chǎn)要求。由于只有一臺電爐，一臺 D ，鋼種又復(fù)雜，可以連澆，但連鑄生產(chǎn)要組織多爐連澆需要電爐極精煉極力配合。 鑄機(jī)主要技 術(shù)參數(shù)和工藝特點 鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表 序號 項 目 名 稱 單 位 參 數(shù) 備注 1 連鑄機(jī)型式 全弧型 2 連鑄機(jī)臺數(shù) 臺 1 3 連鑄機(jī)流數(shù) 流 4 4 連鑄機(jī)基本半徑 0500 5 連鑄機(jī)流間距 600 6 定尺長度 500 9000 7 鋼包支撐方式 大包回轉(zhuǎn)臺 8 結(jié)晶器型式 窄縫導(dǎo)流水套式結(jié)晶器 9 拉速范圍 m/3 10 工作拉速 m/ 11 中間 包容量 t 25 12 二冷方式 氣霧冷卻 13 拉矯機(jī)型式 連續(xù)矯直 14 引錠桿型式 鋼性引錠桿 15 鑄坯切割方式 窄縫式自動對中切割機(jī) 17 出坯型式 集中冷床 藝特點 本設(shè)計采用的連鑄機(jī)具有以下工藝措施及新技術(shù)： （ 1）全封閉澆鑄，鋼包至中間罐之間，采用吹氬長套管密封，中間罐至結(jié)晶器之間整體長水口，中間罐鋼液面采用雙層保護(hù)渣，結(jié)晶器保 23 護(hù)渣定量自動加入。 大容量中間罐，計算機(jī)模擬設(shè)計流場，加擋渣墻，鋼流落點與中間罐水口分開，進(jìn)一步減少鋼中夾雜物，凈 化鋼液。 （ 2）振動采用連桿振動，帶氣墊，平穩(wěn)可靠，不偏振，運(yùn)用負(fù)滑脫時間控制，高頻低振幅，改善表面質(zhì)量，特別是對高合金鋼和不銹鋼。 （ 3）二冷段采用氣 水冷卻系統(tǒng)，噴咀為國產(chǎn)產(chǎn)品，具有 1:10 的調(diào)節(jié)范圍（水噴嘴為 1:3的調(diào)節(jié)范圍），熱應(yīng)力小，更適合于多品種要求。計算機(jī)控制二冷配水具有所有鋼種設(shè)定曲線動態(tài)配水，可隨生產(chǎn)品種及時調(diào)用，并有在線校正功能。 （ 4）采用結(jié)晶器自動液面控制，優(yōu)化澆鑄工藝，穩(wěn)定拉速，提高表面質(zhì)量，內(nèi)部質(zhì)量，同時也是質(zhì)量控制鏈中重要一環(huán)。 （ 5）拉矯機(jī)：采用三機(jī)架連續(xù)矯直式，矯直應(yīng)力小， 維護(hù)費(fèi)