電爐煉鋼說明書

1、1 .煉鋼工藝1.1 概述某鋼鐵廠決定新建年產(chǎn)60萬t鑄坯的電爐煉鋼廠。新建電爐煉鋼廠設(shè)有一座80t交流電弧爐、一座80tLF鋼包精煉爐、一臺R6m4機4流方坯連鑄機。年產(chǎn)合格鋼水61.86萬t,年產(chǎn)合格鑄坯60萬t,經(jīng)由輻道熱送至軋鋼車間作后續(xù)處理。1.2 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案1.2.1 生產(chǎn)規(guī)模新建電爐煉鋼廠生產(chǎn)規(guī)模年產(chǎn)鋼水61.86萬t,連鑄坯60萬to電爐原料條件：100%廢鋼1.2.2 產(chǎn)品方案鑄坯斷面：150mm150mm。定尺：612m。主要生產(chǎn)鋼種為低合金鋼。1.3 鋼水冶煉路線電爐車間主要工藝設(shè)備如下：1座80t電爐；1座80tLF鋼包精煉爐；1座R6m4機4流連鑄機。由此確定

2、的主要冶煉路線如下：電爐-LF鋼包精煉爐一連鑄。1.4 主要原料及輔料供應(yīng)1.4.1 廢鋼煉鋼車間年需廢鋼：69.278萬to1.4.2 輔助原料(1)鐵合金煉鋼車間年需鐵合金0.866萬t(含LF鋼包精煉爐)，常用的鐵合金有硅鐵、鎰鐵、硅鎰合金、鋁等，塊度540mm。(2)石灰煉鋼車間年需石灰37116t(3)白云石煉鋼車間年需白云石0.309萬t。(4)螢石螢石年需量3093to(5)耐火材料煉鋼車間年需各種耐火材料(電爐、鋼水罐、LF爐、連鑄)0.835萬to(6)合成渣煉鋼車間年需合成渣12372to(7)電極煉鋼車間年需電極1237to(8)鋁絲和SiCa線煉鋼車間年需鋁絲和SiCa

3、線分別為247.44t和927.9%1.5 金屬物料平衡電爐車間金屬平衡圖見圖1-1。圖1-1電爐車間金屬平衡圖（單位：M04t）1.6工藝流程1.6.1 煉鋼工藝流程見圖1-2圖1-2煉鋼工藝流程圖1.6.2LF鋼包精煉爐工藝流程見圖1-3圖1-3LF生產(chǎn)流程圖鐵合金料倉一I一振動給料機振動給料機I皮帶運輸機一I加料斗溜管1.7 煉鋼車間組成及工藝布置新建電爐煉鋼車間主要由廢鋼堆存、主廠房、公用系統(tǒng)和輔助設(shè)施等組成，煉鋼主廠房由以下幾跨組成：上料跨、電爐跨、連鑄跨和出坯跨；廢鋼配料區(qū)由廢鋼一跨和廢鋼二跨組成，包括生鐵、重廢鋼和輕廢鋼堆放區(qū)。1.7.1 廢鋼配料跨組成及主要參數(shù)廢鋼配料跨由廢鋼

4、一跨和廢鋼二跨組成，包括生鐵、重廢鋼和輕廢鋼堆放區(qū)。1.7.2 煉鋼主廠房組成和工藝布置煉鋼車間主廠房由加料跨、電爐跨組成。(1)廢鋼配料跨布置簡述廢鋼配料跨將堆存區(qū)分割成6塊小區(qū)域，分類堆存合格輕、重廢鋼和生鐵塊。廢鋼配料跨共兩跨，每跨分別布置2臺20/5t電磁起重機，用電磁盤或液壓抓斗向廢鋼料籃中配料，配料跨每跨設(shè)置一條縱向料籃車行走線直通電爐跨。(2)加料跨布置簡述加料跨布置一套電爐和LF爐上料及加料裝置，兩者共用一套上料和加料系統(tǒng)，以完成散狀原料和鐵合金供應(yīng)，并設(shè)一臺10t起重機進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。(3)電爐跨布置簡述電爐跨是煉鋼廠的主要跨間，主要包括一臺電爐和一臺LF精煉爐，其中還布置有料

5、籃運送線、料籃存放區(qū)、電爐操作平臺、電爐修砌、鋼包烘烤以及鋼水包冷熱修工位等設(shè)施。該跨設(shè)置一臺80/20t、50/10t和180/50t起重機進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。1.8 生產(chǎn)操作簡要說明(1)電爐操作簡要說明A.廢鋼配料在廢鋼配料跨用電磁起重機電磁盤(或液壓抓斗)，按冶煉要求將廢鋼料配入料籃內(nèi)，并用料籃車運至電爐跨。B.電爐熔煉操作裝料電爐采用全廢鋼冶煉，由80/20t起重機將第一籃廢鋼吊至電爐附近，電爐爐蓋升起并旋開之后，吊車很快將廢鋼裝入爐內(nèi)，爐蓋旋回，下降電極，通電熔化，并利用氧槍吹氧助熔，待電爐中廢鋼熔化后，第二料籃廢鋼加入電爐內(nèi)。熔化冶煉接通電源開關(guān)，電極自動下降并起弧。此時爐門下降關(guān)閉，

6、爐門兩側(cè)氧槍開始吹氧切割廢鋼，當(dāng)廢鋼熔清后，氧碳噴槍噴吹碳粉造泡沫渣，整個過程采用計算機過程控制，優(yōu)化和控制爐子的冶煉與熱平衡。出鋼采用紅包出鋼，出鋼前將鋼包內(nèi)襯烘烤至約1200C,電爐出鋼鋼包車將烘烤完成后的鋼包運至電爐出鋼口處等待出鋼。電爐采用偏心爐底無渣出鋼，當(dāng)鋼水充填到鋼包的四分之一左右時，將鐵合金及合成渣加入到鋼包中去，形成頂渣保護(hù)鋼水，同時接通鋼包底吹瀛攪拌系統(tǒng)進(jìn)行吹瀛攪拌。出渣電爐在冶煉時向爐門方向微傾，以便爐渣從爐門流出，爐渣直接流到電爐平臺下方的地坪上，少量噴水待稍冷卻凝固后，用裝載機將爐渣鏟出后裝入汽車運往棄渣場。電爐采用偏心爐底無渣出鋼，實現(xiàn)無渣出鋼和留鋼留渣操作，留鋼量

7、約2030%,以維持爐內(nèi)溫度，達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝指標(biāo)。(2)精煉爐操作簡要說明LF鋼包精煉爐LF精煉爐布置在電爐跨，采用單工位布置方式，設(shè)置加熱合金化和喂絲軟攪拌兩個工位，對鋼水進(jìn)行加熱以及合金化操作。180/50t起重機將盛滿鋼水的鋼包從出鋼鋼包車吊至精煉爐鋼包車上，然后精煉爐鋼包車開到精煉爐處理工位。精煉結(jié)束后，鋼包車開至吊包位，由180/50t起重機將鋼包吊出。當(dāng)精煉鋼包在精煉工位準(zhǔn)確定位后，爐蓋下降，加入一定量合成渣后，通電進(jìn)行加熱和精煉鋼水，升溫速度可達(dá)4C/min。當(dāng)溫度達(dá)到約1670c時,加入鐵合金，進(jìn)行合金化處理，使鋼水達(dá)到所要求的目標(biāo)溫度和成份，并進(jìn)行測溫取樣，確定成

8、分和溫度均達(dá)到要求后，斷電，提升電極和爐蓋。當(dāng)冶煉鋼種對夾雜物要求嚴(yán)格時，在LF精煉爐合金化之后，需對鋼水進(jìn)行喂絲處理，以改變夾雜物的形態(tài)，或進(jìn)行吹鼠軟攪拌，提高鋼水的質(zhì)量。喂絲結(jié)束后，收回喂絲導(dǎo)管，將盛滿鋼水的鋼包直接吊到連鑄機的大包回轉(zhuǎn)臺上進(jìn)行澆注。(3)上料系統(tǒng)供料操作上料系統(tǒng)設(shè)有地下料倉、皮帶機和高位料倉，高位料倉主要儲存石灰、增碳劑、合成渣、脫氧劑及各種鐵合金，供給電爐和精煉爐使用。每個料倉均設(shè)有料位檢測器，檢測高低料位實況，當(dāng)高位料倉物料下料位低于設(shè)定值時，控制室內(nèi)顯示并報警，對高位料倉進(jìn)行上料操作，當(dāng)料位到達(dá)上料位時，計算機控制自動停止上料。系統(tǒng)設(shè)計有三種控制方式，即計算機集中自

9、動控制，手動聯(lián)鎖控制和單機手動控制。自卸汽車將物料卸入地下料倉。地下料倉通過電磁振動給料器將物料卸入皮帶運輸機上，然后轉(zhuǎn)運至料倉頂部的卸料小車上，卸料小車根據(jù)料種將料卸入相應(yīng)料倉，每個料倉下部都有一個電磁振動給料器。在料倉下配置稱量斗，稱量后的物料轉(zhuǎn)運至通往電爐或精煉爐的皮帶運輸機上，分別運至電爐和LF爐的爐頂料斗中，或直接加入電爐或鋼包中。(4)電爐及精煉爐更換電極用180/50t吊車的50t鉤吊起需更換的電極，放入電極處理站的電極存放位中冷卻，吊起另一根已接好的電極，并將其插入電極夾持器中，要避免夾持器夾在電極接縫處(至少要距接縫處100mm)。當(dāng)電極放入適當(dāng)位置后，鎖緊夾持器。(5)電爐

10、和鋼包的修砌A電爐的修砌平時采用耐火材料噴補裝置局部修補和定期更換爐底耐火材料維修相結(jié)合的方法維修電爐，電爐修爐采用更換爐殼的修爐方式，在電爐跨修爐區(qū)進(jìn)行。電爐的水冷爐壁和水冷爐蓋的壽命均在2500爐以上，有備件可隨時更換。電爐電極孔小爐頂是用高鋁磚砌筑的，壽命約150爐，當(dāng)小爐頂損壞后，用起重機將其吊離水冷爐蓋，運至修砌區(qū)修砌。B鋼包的修砌鋼包冷熱修砌在鋼水接收跨修包區(qū)進(jìn)行。1.9 電爐車間主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)電爐車間主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見表1-3表1-3主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)廳P項目名稱單位參數(shù)備注一電爐廳p項目名稱單位參數(shù)備注1原料條件100%廢鋼2電爐公稱容量t803電爐座數(shù)座14電爐變壓器容量MV

11、A75+20%5電爐平均出鋼量t856電爐留鋼量t207電爐平均冶煉周期min60帶氧燃燒嘴助熔和超音速氧槍8電爐平均日產(chǎn)鋼爐數(shù)爐/d249電爐最大日產(chǎn)鋼爐數(shù)爐/d2410電爐平均日產(chǎn)鋼水量t/d204011電爐最大日產(chǎn)鋼水量t/d204012電爐年產(chǎn)鋼水量104t/a61.8613電爐年啟效作業(yè)天數(shù)d/a30414電爐年后效作業(yè)率%83.3二LF鋼包精煉爐1LF爐型式單工位2LF爐座數(shù)座13LF爐容量t804LF爐平均處理鋼水量t855LF爐變壓器容量MVA15+20%6LF爐處理周期min30407日處理爐數(shù)爐/d248日處理鋼水量t/d20409LF爐年處理量104t/a61.86廳P項

12、目名稱單位參數(shù)備注10LF爐年有效工作大數(shù)d/a30411LF爐年有效作業(yè)率%83.31.10 原材料、能源介質(zhì)及動力消耗指標(biāo)（1）電爐主要原材料消耗指標(biāo)主要原材料消耗指標(biāo)廳P項目單位參數(shù)備注一電爐（一）原材料100%廢鋼1鋼鐵料kg/t車風(fēng)水11202鐵合金kg/t車風(fēng)水123石灰kg/t車風(fēng)水554螢后kg/t車風(fēng)水35白云石kg/t車風(fēng)水56合成渣kg/t車風(fēng)水107鋁絲kg/t車風(fēng)水0.38SiCa絲kg/t車風(fēng)水1.09碳絲kg/t車風(fēng)水0.610電極kg/t車風(fēng)水1.511耐火材料kg/t車風(fēng)水612測溫頭個/爐213焦炭kg/t車風(fēng)水10（二）能源介質(zhì)1電耗kWh/t鋼水440其

13、中：冶煉電耗kWh/t鋼水420輔助電耗kWh/t鋼水20不含除塵電耗廳P項目單位參數(shù)備注2氧氣m3/t鋼水453壓縮空氣m3/t鋼水254天然氣GJ/t鋼水0.205循環(huán)冷卻水m3/t鋼水8二LF鋼包爐(一)原材料1合成渣kg/t車風(fēng)水102鐵合金kg/t車風(fēng)水23電極kg/t車風(fēng)水0.54SiCa絲kg/t車風(fēng)水0.55鋁絲kg/t車風(fēng)水0.16耐火材料kg/t車風(fēng)水7.57石灰kg/t車風(fēng)水58螢后kg/t車風(fēng)水29測溫頭個/爐2(二)能源介質(zhì)1電耗kWh/t鋼水352fit氣m3/t鋼水0.253壓縮空氣m3/t鋼水0.54循環(huán)冷卻水m3/t鋼水21.11 新技術(shù)的應(yīng)用為了適應(yīng)電爐高效

14、率熔化廢鋼的特點，必須選用先進(jìn)的操作技術(shù)和先進(jìn)的配套裝置，以發(fā)揮電爐高速熔化廢鋼的能力，獲得先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。為此本次設(shè)計的煉鋼主要采用了下列先進(jìn)技術(shù)；(1)采用超高功率交流電弧爐工藝；(2)偏心爐底出鋼技術(shù)；(3)水冷爐壁、水冷爐蓋；(4)氧碳噴槍造泡沫渣技術(shù)；(5)爐壁氧燃燒嘴和超音速氧槍為一體的多功能氧槍；(6)自動加料；(7)電爐采用銅鋼復(fù)合材料導(dǎo)電橫臂；(8)留鋼留渣操作；(9)LF爐外精煉具有電弧加熱、合金微調(diào)、喂絲、底吹攪拌等功能;(10)設(shè)置電爐煙氣除塵裝置，煙氣排放符合環(huán)保要求；(11)電爐及除塵、精煉爐、加料等裝置全部采用基礎(chǔ)自動化和過程控制系統(tǒng)。2.連鑄工藝2.1概述連

15、鑄車間建設(shè)1臺R6m四流連鑄機，年生產(chǎn)合格鑄坯60萬t,鑄坯斷面為150mm150mm,定尺長度612m,并全部熱送至軋鋼車間。2.2 連鑄產(chǎn)品方案連鑄機產(chǎn)大綱見下表2-1。表2-1連鑄機產(chǎn)品大綱廳P名稱鑄坯斷面/mm定尺長度/m生產(chǎn)鋼種1方坯150M50612(全部熱送軋鋼)低合金鋼2.3 連鑄鋼水金屬平衡連鑄鋼水的金屬平衡見下圖2-1圖2-1連鑄金屬平衡表2.4 鑄坯質(zhì)量保證措施2.4.1 鋼水溫度要求合格的鋼水溫度是保證連鑄工藝穩(wěn)定和獲得合格鑄坯最重要的工藝參數(shù)之一，鋼水溫度不合適將影響連鑄機的產(chǎn)量和鑄坯的質(zhì)量。因此，以鋼水溫度作為可否進(jìn)行澆注的主要判斷標(biāo)準(zhǔn)，要求鋼水具有合適的澆注溫度，

16、連鑄鋼水的澆注溫度應(yīng)等于該鋼種的液相線溫度加上中間包鋼水合適的過熱度，對于低合金鋼，鋼水過熱度應(yīng)控制在2040C。2.4.2 連鑄機方面的保證措施(a)鋼包回轉(zhuǎn)臺采用加蓋裝置，鋼包-中間包采用長水口、生產(chǎn)150mm<150mm斷面時中間包-結(jié)晶器采用浸入式水口，實現(xiàn)全程保護(hù)澆注，防止鋼水二次氧化，減少鋼水中夾雜物，提高連鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。(b)采用大容量中間包，并優(yōu)化中間包結(jié)構(gòu)和中間包控流裝置，改善鋼水流動狀態(tài)、防止卷渣、促進(jìn)夾雜物上浮，提高連鑄坯質(zhì)量。(c)采用中間包升降、稱重及連續(xù)測溫技術(shù)，監(jiān)控中間包鋼水重量，穩(wěn)定中間包液面。(d)采用塞棒控制及結(jié)晶器液面自動控制技術(shù)，保證澆注過程中結(jié)晶

17、器液面穩(wěn)定，減少非金屬夾雜的卷入和表面裂紋的發(fā)生，減少溢鋼和漏鋼事故。(e)采用高拋物線錐度管式結(jié)晶器，適應(yīng)多類鋼種的凝固特性要求，改善連鑄坯的冷卻效果，減少漏鋼事故，降低連鑄坯形狀缺陷。(f)連鑄機振動采用全板簧振動機構(gòu)。(g)采用氣水霧化冷卻和計算機控制，保證冷卻區(qū)各段水量分配及時滿足鑄坯表面溫度的合理分布，從而緩解連鑄過程中熱應(yīng)力應(yīng)變對鑄坯質(zhì)量的影響，特別是生產(chǎn)節(jié)奏的不穩(wěn)定性尤其是拉速的波動性而產(chǎn)生的溫度熱應(yīng)力的影響。(h)采用連續(xù)矯直技術(shù)，減少連鑄坯矯直時的變形率，有利于提高拉坯速度、改善連鑄坯內(nèi)部缺陷。(i)連鑄所得合格鑄坯經(jīng)由熱送輻道，實現(xiàn)鑄坯到軋鋼的熱送。(j)設(shè)置連鑄坯質(zhì)量評估

18、系統(tǒng)，確保熱送坯的質(zhì)量。(k)設(shè)置尾坯優(yōu)化功能，提高標(biāo)準(zhǔn)定尺的數(shù)量，提高鋼水收得率。(1)設(shè)置定尺優(yōu)化功能，提高經(jīng)濟效益。2.5 連鑄機車間組成及工藝布置2.5.1 車間跨間組成連鑄車間主廠房由連鑄跨、出坯跨，兩跨平行布置。主廠房主要參數(shù)見表2-3。表2-3連鑄主廠房組成及主要參數(shù)跨問名稱主廠房尺寸(m)(m2)起重機重量X臺數(shù)(t義臺)長度跨度軌面標(biāo)圖1連鑄跨1443021432020/5t橋吊X1、80/20t鑄造吊M2出坯跨1443312475220/5t橋吊>2總計90722.5.2 車間工藝布置(1)連鑄跨布置簡述連鑄跨布置有中間包、結(jié)晶器及二冷段設(shè)備維修和連鑄機大包轉(zhuǎn)臺等設(shè)施

19、。連鑄跨1-9#1-12#柱之間布置R6m4流方坯連鑄機，為了避免鋼水運送和澆鑄操作時起重機的相互干擾，連鑄大包回轉(zhuǎn)臺采用過跨布置。1-13#1-16批之間的區(qū)域為結(jié)晶器及二冷段設(shè)備維修區(qū)。中間包修砌區(qū)布置在1-6#1-8#柱之間。該品設(shè)置一臺20/5t和80/20t起重機進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。(2)出坯跨布置簡述鋼水經(jīng)過連鑄后獲得合格鑄坯，并通過熱送輻道送至軋鋼車間加熱爐；該跨兩則設(shè)有鑄坯堆放區(qū)，分別位于1-5#1-8#柱和1-13#1-16#ft之間,若熱送輻道出現(xiàn)事故，停留在運輸輻道上等待熱送的幾根定尺鑄坯，可由移鋼機移到冷床冷卻，并送至鑄坯堆放區(qū)暫時緩存冷鑄坯，以平衡和順利銜接后續(xù)軋鋼工藝，并

20、設(shè)置兩臺20/5t起重機進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。2.6 連鑄機操作2.6.1 生產(chǎn)操作簡述(a)澆注前準(zhǔn)備澆注前由引錠桿驅(qū)動裝置，將引錠桿送入拉矯機，由拉矯機繼續(xù)將引錠桿送至結(jié)晶器下口約500mm處停止，改點動操作將引錠桿頭部送入結(jié)晶器內(nèi)約150mm處。將已經(jīng)烘烤好水口的中間包由中間包小車運至結(jié)晶器上方，就位對中,與此同時，壓縮空氣、液壓站、配水室、水處理站等均準(zhǔn)備完畢，并將有關(guān)信號返回主操作室，鑄機即可進(jìn)入待澆狀態(tài)。(b)澆注電爐鋼水經(jīng)過LF鋼包精煉爐處理后，送至連鑄機澆注平臺，對鋼水溫度再次測量，確認(rèn)鋼水溫度滿足連鑄要求，則將鋼包吊至鋼包回轉(zhuǎn)臺上，旋轉(zhuǎn)180度使鋼包進(jìn)入澆鑄位置。裝上鋼包水口鋼流保護(hù)

21、套管，操作工打開鋼包水口讓鋼水注入中間包，當(dāng)中間包液面上升至一定高度時，打開中間包水口，鋼水進(jìn)入結(jié)晶器，當(dāng)結(jié)晶器液面達(dá)到一定高度后，然后啟動拉矯機，同時啟動結(jié)晶器振動裝置和二次冷卻水及排蒸汽風(fēng)機等。連鑄坯在引錠桿導(dǎo)引下運行，當(dāng)引錠桿通過最后一對拉矯機后，矯直輻壓下，鑄坯與引錠桿自動脫開，引錠桿收入存放架上，鑄坯由拉矯機矯直后送入火焰切割機，切去坯頭后，火焰切割機按設(shè)定長度自動切割鑄坯。(c)出坯連鑄機生產(chǎn)鑄坯為熱送坯，生產(chǎn)熱送鑄坯時，鑄坯按612m定尺切割，切割完成后再由橫向移鋼機反向直接將鑄坯移到熱送輻道上，由輻道送往軋鋼車間的上料臺架。若熱送輻道出現(xiàn)事故，停留在運輸輻道上等待熱送的幾根定尺鑄坯，可由移鋼機移到冷床冷卻，并送至鑄坯堆放區(qū)暫時緩存。2.6.2 連鑄機工藝流程圖連鑄機工藝流程圖見圖2-2。合格鋼水f鋼包回轉(zhuǎn)臺-J事故鋼包長水口鋼流保護(hù)I-I.中間1一|中間罐塞棒控制浸入式水口保護(hù)|,-|結(jié)晶11結(jié)晶器液面二制