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贵钢电炉炼钢工艺设计说明

时间:2020-05-01 08:47来源:未知 作者:网络 点击:
贵钢电炉炼钢工艺设计说明 2 炼钢 2.1 电炉炼钢 炼钢总体规模为年产钢水240万t,连铸坯213.4万t,钢锭15.2万t。炼钢系统建两个炼钢厂,一个为100t转炉炼钢厂,年产钢水180.5万t,连铸坯

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贵钢电炉炼钢工艺设计说明
炼钢
2.1  电炉炼钢
炼钢总体规模为年产钢水240万t,连铸坯213.4万t,钢锭15.2万t。炼钢系统建两个炼钢厂,一个为100t转炉炼钢厂,年产钢水180.5万t,连铸坯171.4万t,另一个为电炉炼钢厂(60t电炉和30t电炉),年产钢水60万t,连铸坯42万t,钢锭15.2万t(含立式铸造机钢锭)。本初步设计内容只包括电炉炼钢部分,不包括转炉炼钢。
2.1.1  电炉炼钢生产规模及产品大纲
2.1.1.1  生产规模
电炉炼钢厂计划年产合格钢水60万t/a,其中60t电炉生产50万t钢水,其中的23万t钢水供应1台双流立式铸机生产22万t矩形坯,21万t钢水供应1台四流方坯铸机生产20万t方坯,6万t钢水供应模铸生产5.7万t钢锭;30t电炉生产10万t钢水,全部供应模铸生产9.5万t钢锭。
2.1.1.2  产品大纲
1)双流立式连铸机供应大棒材及锻造车间的矩形坯钢种、铸坯规格及其坯量
铸坯规格:断面:500mm×600mm
长度:3400mm
坯量:22万t/a
钢种及代表钢号见表2.1-1。
表2.1-1   大矩形坯产品大纲(500mm×600mm)

钢    种 代  表  钢  号 铸坯年产量
万t/a 比例 %
1 合金结构钢 20CrMnTi,20CrMo,40CrMnMo 1.58 7.18
2 车轴 50A,25CrMo4,30CrNiMo12 7.67 34.86
3 合金工具钢 H13, 718 ,D2, P20 11.75 53.42
4 电渣母材   1 4.54
  合计   22 100.00
 
 
2)四流方坯连铸机供应精品棒材、精品线材车间的铸坯钢种、铸坯规格及其坯量
铸坯规格: 断面:150mm×150mm、200mm×200mm(预留)
长度:10000-12000mm
坯量:20万t/a
钢种及代表钢号见表2.1-2
表2.1-2  供精品棒材、精品线材用方坯产品大纲

钢    种 代   表
钢   号
铸坯年产量
万t/a 比例 %
1 易切钢 12L14, 1215 20.00 100.00
  合计   20.00 100.00
 
 
3)模铸供应锻造车间及电渣炉车间的钢锭钢种及其坯量
铸锭规格:3.8t,5t,10t,15t,30t
钢锭量:15.2万t/a(含立式铸造机产量)
钢种及代表钢号见表2.1-3
表2.1-3   模注产品大纲
序号 产品名称 代表钢种 钢锭量
(t/a)
1 碳结钢 40、20、65Mn 1375
2 合结钢 EA4T、 40Cr、35CrMo、CB4 1625
3 工模具钢 H13、01、D2、P20 12600
4 弹簧钢 60Si2Mn、60Si2CrV 2667
5 锻件 轴件 EA4T、45、42CrMo 32444
筒类 P91、45 222
环件 4Cr13、16Mn 222
模块 P20、718、45 6111
6 供轧锻坯 012Al、H13、42CrMo、718,D2(Cr12Mo1V1),P20 44375
  合计   101642
 
表2.1-4   立式铸造机产品大纲
序号 产品名称 代表钢种 钢锭量
(t/a)
1 碳结钢 40、20、65Mn 13000
2 合结钢 EA4T、 40Cr、35CrMo、CB4 11000
3 工模具钢 H13、01、D2、P20 5000
5 锻件 轴件 EA4T、45、42CrMo 15000
筒类 P91、45 3000
环件 4Cr13、16Mn 3000
  合计   50000
 

 
4)典型钢种化学成份
表2.1-5  典型钢种化学成份表
钢种 代表
钢号
主   要   钢   种   的   成   份   (%)
C Si Mn P S Cr Ni V Cu Mo 其它
优质碳结钢 20 0.17~0.23 0.17~0.37 0.35~0.65 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.20   ≤0.25    
  45 0.42~0.50 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.20   ≤0.25    
合金结构钢 20CrMo 0.17~0.24 0.17~0.37 0.40~0.70 ≤0.035 ≤0.035 0.80~1.10 ≤0.30     0.15~0.25  
  40CrMnMo 0.37~0.45 0.17~0.37 0.90~1..2 ≤0.035 ≤0.035 0.80~1.10     ≤0.30 0.20~0.30  
  30CrMo 0.26~0.34 0.17~0.37 0.40~0.70 ≤0.035 ≤0.035 0.80~1.10 ≤0.30   ≤0.30 0.15~0.25  
  20MnMoB 0.16~0.22 0.17~0.37 0.60~0.90 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.30 ≤0.30   ≤0.30 0.2~0.30  
  35SiMn 0.32~0.40 1.10~1.40 1.10~1.40 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.30 ≤0.30   ≤0.30    
  35CrMoV 0.30~0.38 0.17~0.37 0.40~0.70 ≤0.035 ≤0.035 1.00~1.3 ≤0.30 0.1~0.2 ≤0.3 0.2~0.3  
  20CrNi3 0.17~0.24 0.17~0.37 0.3~0.6 ≤0.035 ≤0.035 0.6~0.9 2.75~3.15   ≤0.30    
  20CrMnTi 0.17~0.23 0.17~0.37 0.80~1.10 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.30   ≤0.25   Ti:0.04~0.10
合金工具钢 H13 0.32~0.45 0.8~1.20 0.20~0.50 ≤0.030 ≤0.030 4.75~5.50   0.80~1.20   1.10~1.75  
  718 0.32~0.40 0.20~0.40 1.10~1.50 ≤0.030 ≤0.030 1.70~2.00       0.25~0.40  
  D2 1.40~1.60 ≤0.60 ≤0.60 ≤0.030 ≤0.030 11.0~1.3.0   0.50~1.10   0.70~1.20  
  P20 0.28~0.40 0.20~0.80 0.60~1.00 ≤0.030 ≤0.030 1.40~2.00       0.30~0.55  
弹簧钢 60Si2CrVAT 0.56~0.64 1.40~1.80 0.95~1.25 ≤0.030 ≤0.030 0.90~1.20 ≤0.35 0.10~0.20 ≤0.25    
  50CrVA 0.46~0.54 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.030 ≤0.030 0.80~1.10 ≤0.35 0.10~0.20 ≤0.25    
  60Si2MnA 0.56~0.64 1.60~2.00 0.60~0.90 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.35 ≤0.35   ≤0.25    
  65Mn 0.62~0.70 0.17~0.37 0.90~1.20 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.25   ≤0.25    
车轴钢 50A 0.47~0.55 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.25 ≤0.30   ≤0.25    
  25CrMo4 0.26~0.34 0.17~0.37 0.40~0.70 ≤0.035 ≤0.035 0.80~1.10       0.15~0.25  
易切钢 12L14 0.10~0.18 ≤0.15 0.80~1.20 0.05~0.10 0.23~0.33 0.80~1.10         Pb:0.15~0.35
  1215 0.06~0.10 ≤0.15 0.90~1.10 0.05~0.08 0.27~0.35 0.80~1.10         Pb:0~0.35
 
 
 
 

2.1.2  基本工艺设备配置
基本工艺设备配置见表2.1-6。
表2.1-6  基本工艺设备配置表
序号 主  要  设  备 数量 备  注
1 镁剂喷吹铁水脱硫装置 1套  
2 60t康斯迪电炉 1座 利旧改造
3 1# 60t LF钢包精炼炉 1座 利旧改造
4 2# 60t LF钢包精炼炉 1座  
5 60t VD真空处理装置 1座 利旧改造
6 60t VOD真空处理装置 1座  
7 20t 中频感应炉 1座  
8 30t交流电弧炉 1座 利旧改造
9 30t LF钢包精炼炉 1座 利旧改造
10 四流小方坯连铸机(150x150mm) 1台 利旧改造
11 双流立式矩形坯连铸机(500x600mm) 1台  
12 双流立式铸造机 1台  
13 模铸线 2条  
14 60t电炉与1#60tLF炉共用散料及合金系统 1套 利旧改造
15 30t电炉与30tLF炉共用散料及合金系统 1套 新增,料仓带烘烤功能
16 2# 60tLF炉与60t VOD炉共用散料及合金系统 1套 新增,料仓带烘烤功能
 
 
2.1.3  钢铁料平衡及炼钢车间工艺流程
2.1.3.1  钢铁料平衡
钢铁料平衡见图2.1-1。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-1  炼钢车间钢铁料平衡图
 
2.1.3.2  炼钢车间生产工艺流程
1)60t电炉生产工艺流程
(1)60t电炉生产工艺流程
60t电炉生产工艺流程见图2.1-2。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-2  炼钢车间60t电炉生产工艺流程图
(2)60t电炉生产工艺流程描述
①铁水运输
高炉铁水运输采用“一罐到底”工艺技术,用180t过渡车运送到炼钢车间电炉跨,铁水线共4条,但进入电炉车间的只有中间的2条。铁水运送到电炉跨后用180/50t吊车将铁水罐吊运到铁水罐存放区或直接吊运至铁水脱硫运输车上。电炉需要铁水时,由180t铸造吊吊起铁水罐至电炉炉前,位于+7.00m操作平台上的兑铁水溜槽小车开至电炉出渣炉门前,其中的溜槽伸进电炉内,天车倾翻铁水罐将铁水兑入电炉内。正常冶炼时,一包铁水分三炉兑入电炉内,即每炉每次兑入三分之一包的铁水。留有铁水的铁水包放到铁包烘烤位或铁包加盖位保温待下一炉使用。铁水加入量通过天车上的称重传感器显示。空铁水包放到180t过渡车上,返回到高炉炉下待用。过渡车采用电机驱动,电缆卷筒供电方式,人工操作台操作,自动停位。
②铁水脱硫
本初设中的铁水脱硫采用镁剂喷吹脱硫技术,铁水脱硫后采用扒渣机扒渣。
③ 废钢供应
废钢由废钢加工间,用自卸汽车运至电炉跨的废钢坑内,车间内设有一个废钢坑,用10+10t电磁吊倒运废钢。10+10t电磁吊给废钢料篮配料。
电炉定期维修后,重新开炉时,用废料篮从电炉炉顶加废钢,通电熔化形成熔池后,用康斯迪废钢运输机连续向电炉加废钢和生铁. 当炉内熔池形成后,及时造泡沫渣,进行埋弧熔炼。
④ 造泡沫渣
当炉内形成熔池、电弧无废钢遮闭时,需及时喷碳粉、吹氧造泡沫渣,进行埋弧操作。
⑤ 钢水初炼
在造泡沫渣的同时,往炉内加石灰、萤石等造渣料,并对钢水吹氧脱磷、脱碳,并从炉门放渣。当钢水成分和温度合格后,即可出钢。
电炉冶炼过程中产生的一次高温烟气从电炉侧面开口抽出,经过康斯迪废钢预热段(采用汽化冷却烟道)对废钢进行预热后经过沉降室进入烟气余热回收蒸汽系统,通过热交换,烟气降温至200℃以下,再经过布袋除尘系统经净化后排除。
⑥ 无渣出钢
本电弧炉是EBT型式,可以无渣出钢。出钢时,炉子向出钢侧倾动一定角度,使出钢口的钢水有足够深度,即可打开出钢口。当炉下钢包中钢水量达到目标值时,电弧炉自动快速回倾,完成炉内留钢留渣的无渣出钢操作。
⑦ 电弧炉出渣
在冶炼过程的中后期从炉门放渣,炉渣流入炉下渣罐车上的渣罐。由于本电弧炉采用泡沫渣工艺,在使用渣罐接渣时要注意泡沫渣不要溢出渣罐。采用9m3渣罐,每1炉出一罐渣。在出钢过程中,将渣罐车开至渣跨,用40/10t铸造吊车将渣罐吊至外运卡车上运至渣场处理。
⑧ 钢水精炼
在钢水接收跨分别配置有2套60tLF和一套60tVD钢水精炼装置。其中,LF除了能对钢水加热、保温和调节温度外,还具有脱氧、脱硫、去除非金属夹杂物和合金化等功能。在LF整个精炼过程中,要不断吹氩搅拌钢水,以便均匀钢水成分和温度。
对某些质量要求较高的钢种,在经过LF精炼后,还需要经过VD钢水真空脱气等处理。
2)30t电炉生产工艺流程
(1)30t电炉生产工艺流程
30t电炉生产工艺流程见图2.1-3。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-3  炼钢车间30t电炉生产工艺流程图
(2)30t电炉生产工艺流程描述
① 电弧炉炉料入炉
本工程30t电弧炉炉料由废钢和生铁组成,不添加铁水。与60t康斯迪电炉共用一个废钢坑。用10+10t电磁吊给废钢料篮配料。废钢料篮采用50t电子废钢秤称量。
② 炉料熔化
废钢入炉后,炉盖就位,开始通电熔化废钢。起初用较小功率,1~2分钟后,改用大功率加速废钢的熔化。在炉料熔化过程中,起动炉壁氧枪助熔。当炉内熔池形成后,及时造泡沫渣,进行埋弧熔炼。
③ 造泡沫渣
当炉内形成熔池、电弧无废钢遮闭时,需及时喷碳粉、吹氧造泡沫渣,进行埋弧操作。
④ 钢水初炼
在造泡沫渣的同时,往炉内加石灰、萤石等造渣料,并对钢水吹氧脱磷、脱碳,并从炉门放渣。当钢水成分和温度合格后,即可出钢。
⑤ 无渣出钢
30t电弧炉是EBT 型式,可以无渣出钢。出钢时,炉子向出钢侧倾动一定角度,使出钢口的钢水有足够深度,即可打开出钢口。当炉下钢包中钢水量达到目标值时,电弧炉自动快速回倾,完成炉内留钢留渣的无渣出钢操作。
⑥ 电弧炉出渣
在冶炼过程的中后期从炉门放渣,炉渣流入炉下渣罐车上的渣罐。由于本电弧炉采用泡沫渣工艺,在使用渣罐接渣时要注意泡沫渣不要溢出渣罐。采用9m3渣罐,每2炉出一罐渣。在出钢过程中,将渣罐车开至渣跨,用40/10t铸造吊车将渣罐吊至外运卡车上运至渣场处理。
⑦ 钢水精炼
钢水接收跨分别配置一套LF 和VOD 钢水精炼装置。其中,LF除了能对钢水加热、保温和调节温度外,还具有脱氧、脱硫、去除非金属夹杂物和合金化等功能。在LF整个精炼过程中,要不断吹氩搅拌钢水,以便均匀钢水成分和温度。
对某些质量要求较高的钢种,在经过LF 精炼后,还需要经过VOD钢水真空脱气等处理。
2.1.4  主要原材料质量要求
2.1.4.1  钢铁料
1)铁水及生铁
铁水成分与温度要求见表2.1-7。
表2.1-7  铁水成分与温度
C Si Mn P S T
4~4.2% ~0.4% ~0.35% ≤0.1% 0.025~0.04% 1350~1450℃
铁水年用量:高炉年产铁水195万吨,其中20万吨供电炉车间。
2)废钢
车间年需废钢46万t,除少量本厂返回废钢外,其余均外购解决。废钢式电弧炉炼钢的主要原材料,要求不含铜、铅等有色金属及其它有害杂质。外来废钢用汽车和火车运往废钢料场进行分类、加工处理,并去除杂物。合格废钢用汽车运往炼钢车间电炉跨废钢区待用。
废钢规格成分质量要求如下:
堆比重                 0.7t/m3
废钢单块重量最大       ≤1200kg,一般≤800kg;
废钢最大边长           ≤1000×500×300mm;
废钢中铜含量要小于0.1%,铬、锌、锡等元素仅有微量;
废钢中的硫、磷含量应小于0.035%;夹渣小于10%。
2.1.4.2  散状料
1)活性石灰
活性石灰理化指标见表2.1-8。
表2.1-8  活性石灰理化指标
成分 CaO MgO SiO2 S P
≥90 ≤1.0 ≤2.0 ≤0.1 ≤0.02
活性度             ≥350ml/4N-HCl
粒度               5~40mm
水分:             <1%
石灰年用量         2.64万t/a
2)轻烧白云石
轻烧白云石理化指标见表2.1-9。
表2.1-9  轻烧白云石理化指标
成分 MgO SiO2 CaO P S 水份 粒度(mm)
≥30 ≤3.8 ≥50 ≤0.14 ≤0.045 ≯ 1 5~40
 
轻烧白云石年用量:1.56万吨/年
3)萤石
萤石理化指标见表2.1-10。
表2.1-10  萤石理化指标
成分 CaF2 SiO2 S P 粒度(mm)
≥85 ≤4 ≤0.1 ≤0.06 5~40
 
萤石年用量:0.48万t/a
4)石墨电极
石墨电极理化指标见表2.1-11。
表2.1-11  石墨电极理化指标
直径 质量 电流密度 截面积 单根长度
550mm SGL-SL 27.3-30A/cm2 2375cm2 2100mm
 
石墨电极年用量:0.12万吨/年
2.1.4.3  铁合金质量要求
电炉冶炼用的铁合金,应外购粒度为5~40mm的合格料,其化学成份应符合表2.1-12的要求。
表2.1-12  铁合金成分要求表
合金种类 化学成分(%)
C Mn Si P S 其它
FeSi ≤0.02 ≤0.5 72~80 ≤0.04 ≤0.02 Al≤2.0Cr≤0.5
FeMn-HC ≤8.0 75~82 ≤2.5 ≤0.33 ≤0.03
≤7.5 70~77 ≤3.0 ≤0.38 ≤0.03
≤7.0 65~72 ≤4.5 ≤0.40 ≤0.03
FeMn-LC ≤0.2 85~92 ≤2.0 ≤0.30 ≤0.02
≤0.4 80~87 ≤2.0 ≤0.30 ≤0.02
≤0.7 80~87 ≤2.0 ≤0.30 ≤0.02
FeCr-HC ≤10 ≤5.0 ≤0.06 ≤0.06 Cr≥52
≤8 ≤6.5 ≤0.03 ≤0.05 Cr≥50
FeCr-LC ≤0.5 ≤3.0 ≤0.06 ≤0.05 Cr≥50
FeTi-LAl ≤0.15 ≤2.5 ≤10 ≤0.06 ≤0.04 Al≤4.0
Ti25~35
Al ≤0.7 Al≥99.1
SiMn ≤3 ≥60 ≥12 ≤0.04
 
其它铁合金质量要求应符合相应的现行国家标准。
铁合金年用量:2.1万吨/年
2.1.5  炼钢车间组成、布置及起重机配置
2.1.5.1  炼钢车间组成
由于本车间主体工艺设施较多,炼钢连铸车间采用10个跨间布置,分别为脱硫跨、渣跨、电炉跨、散料跨、钢水接收跨、浇注一跨、转运跨、浇注二跨、切割跨、出坯跨,车间总长324m,总宽为172m。炼钢连铸车间工艺布置详见炼钢连铸车间工艺布置图,炼钢连铸车间组成及天车配置如下表。
表2.1-13  炼钢连铸车间组成及天车配置表

跨  间
名  称
厂 房 尺 寸 吊车
轨面
标高
主 要 吊 车
( 能力×台数 )
备注
长度
(m)
宽度
(m)
面积
(m2
1 60t电炉渣跨 54 16 864 12 40/10t铸造起重机×1  
2 30t电炉渣跨 54 14.5 783 12 40/10t铸造起重机×1  
3 脱硫跨 21 16 336 26 5t桥吊×1  
4 电炉跨 324 27 8748      
  重叠区域 36 27 972      
  高跨 186 27 5022 24 180/50t铸造吊×1  
50/10t桥吊×1  
  低跨 174 27 4698 19 50/10/5 t桥吊×1 利旧
10+10t电磁吊×2 利旧改造
5 散料跨 324 15 4860 30 50/10t桥吊×1 利旧
10t桥吊×1 利旧改造
6 钢水接收跨 324 25 8100 24 125/32t铸造吊×2 利旧1台
63/25t桥吊×2 利旧1台
7 浇注一跨 231 28 6468 24 75/20t冶金起重机×1  
50/10t桥吊×2 利旧1台
8 转运跨 90 21 1890 35 125/32t铸造吊×1  
9 浇注二跨 90 33 2970 35 63/10t冶金起重机×1  
10 切割跨 231 26 6006 12 75/20t吊钩桥式起重机×1 利旧改造
10/10t吊钩抓斗起重机×1
32/5t吊钩桥式起重机×1
 
11 出坯跨 324 36 11664 12 10+10t电磁夹钳吊×3
75/20t吊钩桥式起重机×1
 
  合计     52851      
 
 
贵钢二炼钢现有天车参数表
序号 跨间名称 吊车名称 Lk(m) 轨面标高
H(m)
数量(台)  
备注
1 配料间 10+10t电磁吊 31.5 17 2  
2 电炉精炼间 50/10/5 t桥吊 22 24 1  
3 电炉精炼间 125/32t铸造吊 22 24 1  
4 电炉精炼间 63/10t桥吊 22 24 1  
5 连铸浇铸间 50/10t桥吊 25 24 1  
6 连铸出坯间 16/3.2t吊钩桥式起重机 25 12 1  
7 连铸出坯间 16/5t吊钩桥式起重机 25 12 1  
8 铁合金加料间 10t吊钩桥式起重机 10.5 18 1  
9 配料间 5t电葫芦     2  
10 电炉精炼间 10t电葫芦     1  
11 电炉精炼间 5t电葫芦     1  
12 连铸浇铸间 5t电葫芦     1  
13 连铸出坯间 2t电葫芦     2  
14 铁合金加料间 2t电葫芦     1  
 
搬迁方案天车配置及利旧表
序号 跨间名称 吊车名称 Lk(m) 轨面标高
H(m)
数量(台)  
利旧说明
1 60t电炉渣跨 40/10t下旋转铸造起重机 13 12 1  
2 30t电炉渣跨 40/10t下旋转铸造起重机 13 12 1  
3 脱硫跨 5t桥吊 13 26 1 利旧原合金跨的10t桥吊,Lk从10.5m改为13m。
4 电炉跨 180/50t铸造吊 24 24 1  
5 电炉跨 50/10t桥吊 24 24 1  
6 电炉跨 50/10/5 t桥吊×1 22 19 1 利旧
7 电炉跨 10+10t电磁吊 25 19 2 利旧改造(Lk缩短),滑线方向改
8 散料跨 50/10t桥吊 13 30 1  
9 散料跨 10t桥吊 13 30 1  
10 钢水接收跨 125/32t铸造吊 22 24 2 利旧1台
11 钢水接收跨 63/25t桥吊 22 24 2 利旧1台
12 浇注一跨 75/20t冶金起重机 25 24 1  
13 浇注一跨 50/10t桥吊 25 24 2 利旧1台
14 转运跨 125/32t铸造吊 18 35 1  
15 浇注二跨 63/10t冶金起重机 30 35 1  
16 切割跨 75/20t吊钩桥式起重机 24 12 1 利旧一炼钢80/20t,Lk从25m改为24m
17 切割跨 10/10t吊钩抓斗起重机 24 12 1 利旧改造原16/5t吊钩桥式起重机
18 切割跨 32/5t吊钩桥式起重机 24 12 1  
19 出坯跨 10+10t电磁夹钳吊 34 12 3  
20 出坯跨 75/20t吊钩桥式起重机 34 12 1  
 
2.1.5.2  炼钢车间主要跨间布置简述
电炉跨主要布置了30t电炉和60t电炉,废钢配料也位于此跨间内,废钢坑位于30t电炉和60t电炉之间。此跨的北侧为2条铁水车运输线。本跨吊车轨面标高不同,其中1#~10#柱的轨面标高为+19m,运行1台50/10/5t桥吊和2台10+10t电磁吊;8#~17#柱的轨面标高为+24m,运行1台50/10t桥吊和1台180/50t铸造吊。其中8#~10#柱之间为高低跨重叠区,此区域存放废钢料罐,便于+19m标高的10+10t电磁吊与+24m标高的50/10/5t桥吊都能对其操作,即电炉修砌完进行第一炉冶炼时,用10+10t电磁吊向废钢料篮中加入废钢之后,50/10t桥吊将料篮运往60t电炉使用。在8#-10#柱之间的重叠区,+19m标高的10+10t电磁吊的设备最高点与+24m标高的50/10t桥吊的司机室在高度上重叠950mm,因此两车不能同时工作,否则会发生碰撞事故。
炼钢需要的废钢及生铁用自卸汽车从废钢料场运至电炉跨的废钢区。自卸汽车将钢铁料卸到废钢料坑中存放待用。
电炉炉壳及炉盖维修、铁水包的存放、烘烤及修砌位于电炉跨14#~17#线之间。
60t电炉为高架横向布置。电炉操作平台标高+7.00m。电炉两侧增设导流罩。电炉渣门前的+7.00m平台上设兑铁水小车。电炉出渣侧的地面上设渣罐车,出钢侧设钢水罐车。
散状料及铁合金加料跨布置有三套加料系统,其中,60t电炉与1#60tLF炉共用一套利旧的加料系统,2#60tLF炉与60tVOD炉共用一套带合金预热的加料系统,30t电炉与30tLF炉共用一套带合金预热的加料系统。同时本跨布置有LF炉的变压器室及配电室,还布置有真空精炼设施的真空系统。
钢水接收跨布置布置有2台60tLF精炼炉、1台60tVD炉、1台30tLF精炼炉、1台60tVOD炉、1台20t中频感应炉。钢包倾翻及热修、砌筑、烘烤也布置在本跨内。
2.1.6  电炉钢产量计算
2.1.6.1  60t电炉钢产量计算
1)电炉平均炉产量:60t
2)60t电炉数量:1座
3)电炉年工作时间(见表2.1-14)
表2.1-14  60t电炉年工作时间表
年日历天数 365d
车间集中检修 10d
日常维修(每周8h) 17d
修炉 14d
各种事故和生产耽误 34d
电弧炉年有效工作天数 290d
4)电炉冶炼周期
装料(通电)             35~45(min)
出钢                     2(min)
EBT清理、填砂           2(min)
电极接长                 1(min)
冶炼周期共计             40~50(min)
注:测量钢水温度及成分时不停电。
5)电炉年产量计算
电炉年产量=60×290×1440/50=50.11×104t/a,满足50×104t/a的要求。
2.1.6.2  30t电炉钢产量计算
1)电炉平均炉产量:35t
2)车间电炉数量:1座
3)电炉年工作时间(见表2.1-15)
表2.1-15  30t电炉年工作时间表
年日历天数: 365d
车间集中检修: 10d
日常维修(每周8h): 17d
修炉: 60d
各种事故和生产耽误: 20d
电弧炉年有效工作天数: 258d
4)电炉冶炼周期
通电时间:35×60×460/(20000×0.8×0.9)=67min
装料                      6(min)
出钢                      2(min)
EBT清理、填砂             2(min)
电极接长及喷补            3(min)
冶炼周期共计              80(min)
考虑到电炉增设了炉壁氧枪,通电时间可缩短10min,故最短冶炼周期可缩短到70min。
由于30t电炉主要冶炼高合金钢,对于返回的合金废钢应少吹氧或不吹氧,因此在利用返回合金废钢作为原料时,同时结合贵钢生产实践,冶炼周期按100min考虑。
(5)电炉年产量计算
电炉年产量=35×258×1440/100=13×104t/a,满足10×104t/a的要求。根据贵钢的总体产能平衡,30t电炉主要用于满足小批量、多品种的客户需求,不追求产能。若按10万吨钢水产量计算,30t电炉的年实际有效工作天数为199天。
2.1.7  电炉炼钢生产工艺系统
2.1.7.1  铁水供应系统
1)铁水运输
本工程高炉铁水运输采用“一罐到底”方式,铁水运输车采用铁水过渡车直接向转炉车间和电炉车间运送铁水。铁水罐运至转炉和电炉车间后再用车间内180/50吨铸造吊将重罐吊起放至指定位置,再将空罐吊回放到铁水过渡车上,等待返回装铁。
高炉出铁场下共布置4条铁水运输线,4条线全部通至转炉车间,其中中间两条线通至电炉车间。高炉设有2个出铁口,每次出铁时占用相邻两条铁水运输线,因高炉每次出铁时需铁水罐6个,所以每条铁水运输线上需配备3辆铁水过渡车。
铁水过渡车采用电机驱动,电缆卷筒供电方式,人工操作台操作,自动停位。
高炉日产铁水量为5586t,设两个出铁口,每天出铁12次,每个出铁口日出铁次数6次,每间隔4小时出铁一次。
铁水罐容量为97~110t,正常生产时装铁量97t。高炉每2小时出铁一次,每次5罐,其中将一罐铁水运输至电炉车间,其余4罐运至转炉车间。1罐铁水分三次兑入电炉,每次兑入~32t。由于电炉冶炼周期为50min,经过与高炉的2h出铁周期匹配计算,高炉每10小时出铁5次,其中的4次均向电炉车间送一罐铁水,第5次出铁全部送转炉车间。
180吨铁水过渡车设备技术参数如下:
整车重量(自重和载重):250t
运行速度:5~45m/min(变频调速)
正常工作速度:~30m/min
轨距:3600mm
轨道型号:QU120
电机功率:4×15kW
供电方式:每车单独电缆卷筒供电
2)镁剂喷吹铁水脱硫设施
电炉炼钢厂计划年产合格钢水60万t/a,年需铁水20万吨。电炉炼钢厂建设一台铁水喷吹脱硫设施,用于处理电炉冶炼所需的高炉铁水。
(1)铁水预处理工艺
铁水预处理站使用的脱硫剂(钝化颗粒镁)利用运输车运至铁水预处理车间后采用车间5t桥吊吊运颗粒镁袋至颗粒镁储料罐中,采用蹲袋的方式加入储料罐中储存。储料罐设有称量装置,料罐底部设置气动球阀,每次下料量通过重量的变化确定,从储料罐出来的物料经下料溜管进入喷吹罐,脱硫站需要进行脱硫作业时,喷吹罐自动称量所需给料量,然后打开出料阀门用氮气为载气经输送管道输送至喷枪,经喷枪吹入铁水罐。喷吹罐下面设有镁粒输送机,可精确控制给料速度。
用加料跨180/50t天车将铁水罐从电炉跨的铁水车上吊运到喷吹脱硫的铁水罐倾翻运输车上,铁水罐倾翻车开到脱硫处理位(处理位与扒渣位共位),根据铁水含高炉渣情况,倾翻铁水罐进行前扒渣操作,尽可能去除高炉渣后,铁水罐复位,对铁水进行测温取样,然后喷枪探入铁水罐,脱硫剂通过喷吹罐经喷枪喷入铁水中。喷吹结束后,再进行后扒渣处理。然后再次测温取样。经过喷吹脱硫处理后的合格铁水用180/50t起重机运到电炉冶炼。未用完的铁水利用烘烤器烘烤进行保温处理。采用9m3渣罐接渣,渣罐与铁水罐共同放在铁水倾翻运输车上,渣接满后铁水倾翻运输车开至电炉跨,利用加料跨180/50t天车吊运渣罐至渣罐运输卡车上,运至渣处理车间统一处理。铁水脱硫的工艺流程见图2.1-4。

 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-4  铁水脱硫工艺流程
(2)铁水脱硫处理周期
铁水脱硫处理周期如表2.1-16所示。
表2.1-16  脱硫处理周期分配表
序 号 操  作  事  项 操作时间(min) 备  注
1 铁水罐吊运至铁水车上 (4.0)  
2 铁水罐开到处理位 1.0  
3 铁水罐倾翻(垂直到倾斜) 1.0  
4 前扒渣 4.0  
5 铁水罐倾翻(倾斜到垂直) 1.0  
6 测温取样 1.0  
7 喷枪下降到位 1.0  
8 喷吹脱硫处理 10.0  
9 喷枪上升 1.0  
10 铁水罐倾翻(垂直到倾斜) 1.0  
11 后扒渣 6.0  
12 铁水罐倾翻(倾斜到垂直) 1.0  
13 测温取样 2.0  
14 铁水罐开到吊包位 1.0  
  小计:喷吹脱硫处理时间 31.0  
 
(3)处理能力计算
铁水条件
铁水脱硫设备数量:                    1套
铁水平均处理周期:                    31min
每罐平均铁水量:                       97t
铁水罐最大铁水量:                     100t
有效作业天数:                        290d
脱硫处理能力:97×1440×290/(31×10000)=130(万吨/年)
由于高炉向电炉炼钢车间供应铁水间隔时间较长,且电炉铁水热装率仅为30~40%,1套脱硫设施能够满足电炉炼钢全部热装铁水的脱硫需要,但是每年供应电炉的铁水只有20万吨,该脱硫设施的利用率很低,只有15%左右。
(4)设计特点
① 铁水脱硫与扒渣工位均设置除尘设施,改善劳动环境。
② 采用过程计算机控制和脱硫模型控制,根据设定喷吹模式,自动调整并控制喷吹速度和时间,确定加入脱硫剂的时间和速度,保证低消耗、高效率的脱硫效果。有利于提高操作和管理水平。
③ 采用脱硫剂罐式密封储存技术,为脱硫剂的储存营造干燥的环境,排除安全隐患。
④ 采用罐底流态化下料技术,能够有效的控制下料速度和精度,防止罐口堵料的现象发生。
⑤ 采用具有自主知识产权(专利号:ZL200520103648.8)的倾翻、称量运输车。倾翻运动为平面运动,铁水罐既可以翻转,又可以向前平移,有利于将铁水罐中的渣扒到渣罐内。倾翻装置通过液压进行驱动,倾翻液压站独立设置,液压供油管路及供电和控制电缆采用拖链的形式连接,改善了液压站的工作环境,提高了设备的使用寿命。
(5)主要设备性能
喷吹法脱硫处理系统主要由脱硫剂接收及发送设备,铁水盛装及运输设备,喷枪,喷枪升降装置、测温取样设备,扒渣设备,防溅罩、防溅罩提升设备、除尘设备等组成。
① 铁水运输设备
A  铁水罐
功能:该铁水罐用于运输铁水。
主要规格:
类型:铁水罐;
尺寸:Φ3100mm(包底)×Φ3439mm(包口)×5310mm高;
自由空间:               1245mm(新罐97t);
                         ρ=6.55t/m3
B  铁水罐倾翻运输车
功能:铁水罐倾翻运输车用于接收和运输盛满铁水的铁水罐和渣罐,进入脱硫工位进行脱硫处理,并可通过液压缸将铁水罐倾翻到指定角度,用扒渣机进行扒渣。
设备组成:脱硫铁水罐倾翻运输车由车体、倾翻固定支座、电动走行机构、液压倾翻装置、称量装置、坦克链等组成。
主要技术参数:
类型:                   带倾翻,称量设备;
车身尺寸:               13330×4630mm(初步);
轨道间距:               4000mm;
最大装载铁水量:         110t;
载重:                   200t;
驱动:                   电机(走行);
                         倾动(液压);
电机功率:               22kW×2;
运行速度:               2~20m/min(变频调速);
行走行程:               ~14m;
停止精度:               ±20mm;
供电及介质方式:         坦克链;
倾翻参数:
驱动方式:               液压缸,2台/套;
铁水罐最大倾翻角度:     ~450
倾翻速度:               ~10/s;
C  脱硫铁水罐倾翻运输车倾翻液压站
功能:提供铁水罐倾翻动力。
设备组成:液压站由油箱、液压泵及驱动电机、液压控制阀、管件及仪表等组成。液压站设有2台液压泵,一台工作,一台备用。倾翻液压站安装在+0.00m平面上。
主要技术参数:
液压介质:                水乙二醇;
油泵电机功率:            37kW×2(一用一备);
循环泵功率:              5.5kW;
加热器:                  2kW×2;
冷却方式:                水冷,流量6t/h;
② 脱硫剂储存和添加设备
功能:用于储存钝化镁粒于储存罐中,在脱硫进行时再经喷吹罐、喷枪送入铁水罐中。
A  钝化镁粒储存罐
功能:储存脱硫剂钝化镁粒
主要技术规格:
有效容积:                  4m3
外形尺寸:                  Φ1600mm×2750mm;
工作压力:                  0.095MPa;
操作:
镁储存罐密闭式,安装在平台上,由电控蝶阀控制受料,人工或自动输送给喷吹罐。需要受料时用吊车将袋装镁粒吊起并卸至镁装料罐上方的卸料斗,电动打开蝶阀装料。
称量压头称重将连续监测料仓中的物料重量并在操作室计算机画面中进行显示。
B  喷吹罐
功能:称量脱硫剂,并将脱硫剂通过喷枪送入铁水中。喷吹罐可以控制喷镁量的喷吹精度达到±2%,喷吹速度的调节精度达到±0.3kg/min,实现理想的稳定喷吹。
喷吹罐上有一系列可自动控制的阀门和检测仪表,有能够精确调节给料量的格式给料机构和喷射式的粉料稳定连续输送系统。给料量的调节用交流变频调速实现,可以实现微量调节。
喷吹罐的给料量是通过电子秤及编码器来监测的,并显示瞬时流量,操作室能够及时掌握罐中料量,当罐中料量少于设定值时系统自动向喷吹罐中补充镁料。
主要技术规格:
有效容积:                 0.5m3
外形尺寸:                 φ800×1320mm;
系统工作压力:            ≥0.8Mpa;
镁粒喷射能力:            2~16kg/min;
喷吹量精度:              ±2%;
喷吹速度的调节精度:      ±0.3kg/min;
C  喷枪
功能:加入脱硫粉剂至铁水中。喷枪采用组装式带汽化室的高刚度喷枪,以促进镁的汽化和提高镁的利用率,增加喷枪寿命。
技术参数:
喷枪形式:                组装式汽化室喷枪;
喷枪汽化室最大直径:      φ700mm;
喷枪枪长:                ~11000mm;
D  阀门设备
功能:安装于上、下料管路及载气管路上,用于开、关和调节。
③ 喷枪升降装置
A  喷枪升降装置
功能:喷枪升降装置用于控制喷枪的升降,采用大功率电动双排大节距链传动,传动平稳,可靠性高,行程准确。
喷枪升降装置的技术参数:
喷枪升降行程:             ~9300mm(工作行程);
喷枪升降速度:             11m/min;
驱动方式:                 电动;
升降马达功率:             13kW;
定位精度:                 ±10mm;
B  紧急事故提升装置
功能:喷枪提升设备配备有紧急事故提升装置,该装置包括离合器、气动马达和气动控制柜。
主要技术规格
驱动方式:                 气动马达
提升行程(事故):           ~9.0m;
提升速度:                ~0.7m/min(初步);
用气:                     氮气(6.5Nm3/min,0.5-0.7MPa);
④ 防溅罩及防溅罩卷扬
A  防溅罩
功能:防溅罩安装在脱硫工位铁水罐上方,可升降,在脱硫喷吹过程中降下罩住铁水液面,以防止铁水喷溅。铁水罐防溅罩的内壁涂耐火泥,顶部开一个φ900mm的用于喷枪及测温取样枪的穿过。铁水罐防溅罩主要技术规格:
主要技术规格:
铁水罐防溅罩直径:        下口~3400mm;
铁水罐防溅罩高度:        ~400mm;
B  铁水罐防溅罩卷扬装置
功能:铁水罐防溅罩卷扬装置用于升降铁水罐防溅罩。由一台电机驱动,由主令控制器控制行程。
主要技术规格:
铁水罐防溅罩升降行程:    ~2390mm;
铁水罐防溅罩升降速度:    ~5m/min;
⑤ 扒渣机
功能:扒除铁水罐内的脱硫渣和高炉渣
运行方式:采用液压缸控制扒渣机的扒渣杆向前、向后、升降、倾斜和旋转。
主要技术规格:
大小:                     约 8m长x3.25m宽 x2.778m高;
水平扒渣力:              10~15kN 可调;
垂直击渣力:              20kN;
运行功能:                旋转、水平伸缩和垂直升降;
重量:                    约25 吨
扒渣臂旋转速度:          1.0rpm;
扒渣臂旋转角度:          360°(现场调节);
                          +57°(维修);
扒渣臂水平速度:          最大1000mm/s;
扒渣臂水平行程:          ~5000 mm;
扒渣臂升降速度:          最大500mm/s;
电机功率:                37Kw;
⑥ 脱硫除尘罩
功能:脱硫站的烟尘由喷吹、扒渣位烟罩收集后,接至除尘管道抽走。
结构形式:为全钢结构,烟罩内喷耐火喷涂料。烟罩固定于喷吹平台上。
技术参数:
搅拌位烟气量:             2500Nm3/min(标况);
烟气温度:                 ~100℃;
除尘管道直径:             Φ1800mm;
⑦ 手动测温取样装置
功能:测量铁水温度和取铁水样。测温的结果可以快速在现场的大屏幕数码表上显示。
设备组成:由手动测温取样枪和测温探头等组成。
(6)主要技术指标和脱硫站经济技术指标
铁水脱硫主要技术指标
铁水脱硫主要技术指标见表2.1-17。
表2.1-17  铁水脱硫主要技术指标
序 号 项 目 名 称 单 位 数 值 备      注
1 喷吹脱硫装置 1  
2 平均每罐铁水处理量 t 97  
3 每罐铁水处理时间 min 31  
4 其中喷吹处理时间 min 10  
5 日处理铁水罐数 11 按电炉冶炼周期45min,全部铁水脱硫考虑。
6 年实际有效作业时间 d 290 与电炉匹配
7 年处理能力: 万t 30.9  
8 脱硫效果      
  脱硫前铁水[S] 0.050  
  脱硫后铁水[S] % 0.010 部分可达到0.005%
 
2.1.7.2  废钢准备系统
本设计的范围仅包括合格废钢运入炼钢厂后的有关设施,有关废钢加工、贮存设施不在本车间设计考虑之内。
1)工艺描述
炼钢需要的废钢、生铁用自卸汽车从废钢料场运至电炉跨。自卸汽车将钢铁料卸到废钢坑中。车间内设有一个废钢坑,分三个料格,对不同废钢分类存贮。用一台10+10t电磁吊倒运废钢,另一台10+10t电磁吊给废钢料篮配料或给康斯迪加料。
电炉定期维修后,重新开炉时,用废料篮从电炉炉顶加废钢,通电熔化形成熔池后,用康斯迪废钢运输机连续向电炉加废钢和生铁。
2)贮存量计算
废钢坑面积:                约730m2
废钢坑深度:                3m,废钢高度按5.5m计算
堆存系数:                  0.8
堆比重:                    0.7t/m3
Q=730×5.5×0.8×0.7=2248t
60t电炉平均每炉出钢量:    60t
60t电炉平均每天出钢量:    1429t
60t电炉平均吨钢耗废钢量:  0.7t
60t电炉平均每天用废钢量:  1000t
30t电炉每炉出钢量:        35t
30t电炉每天出钢量:        504t
30t电炉吨钢耗废钢量:      1.1t
30t电炉每天用废钢量:      554t
贮存天数:D=2248/(1000+554)=1.4天=33h
由于车间场地限制,废钢坑不能设计的太长,因此废钢坑内的废钢贮存时间较短。但是废钢料场距离电炉跨不是很远,运输便利,能够满足电炉废钢铁量的需求。
3)设备主要技术参数
(1)废钢电子称技术参数
数量:              1套
最大称量:          50t
称量精度:          ±0.5%
电子称台面尺寸:    4.0×4.0m
(2)60t电炉用废钢料篮技术参数
数量:           2套(利旧)
外径:           3500 mm
高度:           2600 mm
容积             23 m3
(3)30t电炉用废钢料篮技术参数
(利旧)略。
2.1.7.3  60t电炉系统
60t电炉为利旧贵钢原二炼钢的60t电炉设备。电炉采用采用康斯迪废钢连续预热连续加料方式,电炉采用热装铁水工艺,康斯迪废钢预热段上罩原设备为内砌耐火材料隔热方式,本次设计改为汽化冷却烟道方式以便烟气余热利用回收蒸汽。
1)60t电炉主要技术参数
60t电炉主要技术参数见表2.1-18。
表2.1-18  电炉主要技术参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 电炉公称容量 t 60  
2 电炉型式   康斯迪交流电炉  
3 电炉平均出钢量 t 60  
4 留钢量 t 30  
5 电炉最大出钢量 t 70  
6 出钢型式   EBT  
7 电炉变压器额定容量 MVA 36  
8 熔池容积 m3 13.2  
9 熔池直径 mm 4400  
10 熔池深度 mm 1300  
11 上炉壳内径 mm 5780  
12 上炉壳水冷炉壁内径 mm 5200  
13 下炉壳内径 mm 5400  
14 炉壳高度 mm 5620  
15 倾动角度:出渣 ° 10  
  出钢 ° 20  
16 出钢速度:倾动 °/s 1.5  
  返回 °/s 3.5  
17 炉盖旋转角度 ° 60  
18 炉盖升降行程 mm 400  
19 炉盖旋转角度 °/s 2.5  
20 炉盖提升速度 mm/s 80  
21 电极直径 mm 550  
22 极心园直径 mm 1100  
23 电极最大升降速度 mm/s 300 自动
24 电极最大升降速度 mm/s 300 手动
25 电极升降行程 mm 3900  
26 电炉冷却水流量 m3/h 1900 包括连续加料装置
27 液压系统工作压力 MPa 6  
28 液压系统介质   合成,不燃性  
 
 
2)废钢连续加料装置——废钢运输机主要技术参数
废钢运输机主要技术参数见表2.1-19。
表2.1-19  废钢运输机主要技术参数表
序号 项       目 单位 数      据
1 数量 1
2 运输机通道断面尺寸 mm 高x宽(下宽-上宽)
装料区1000 x(1400-1740)
预热区700 x(1400-1790)
3 运输能力 t/min 0.6~2
4 台车水平振幅 mm 25
5 台车垂直振幅 mm 0
6 台车使用寿命 1
7 电机功率 kW 250
8 工作噪音 分贝 85-90
9 运输电机或连接小车震动频率 Hz 4.33
10 振动频率的调节范围 Hz 3-4.33
11 冷却水流量 m3/h 1000
 
 
3)氧/碳喷枪系统
氧/碳喷枪系统技术参数见表2.1-20。
表2.1-20  氧/碳喷枪系统技术参数
序号 项目 单位 参数 备注
1 数量 1  
2 结构型式   立柱旋转式  
3 驱动型式   电机  
4 旋转角度 ~120  
5 倾动角度 -  
6 升降高度 -  
7 设备质量 3000  
8 水冷氧枪      
  氧气流量 m3/h 2000 平均
  氧气使用压力 MPa 0.1 最小
  冷却水流量 m3/h 80  
  冷却水使用压力 MPa 0.6  
9 水冷碳喷枪      
  碳粉喷吹速度 ㎏/min 60 max
  喷吹控制方程   遥控  
  冷却水流量 m3/h 20  
  冷却水压力 MPa 0.6  
10 碳粉喷吹系统   气动推进器  
  压缩空气工作压力 MPa 0.6  
  压缩空气流量 m3/h 120  
  碳粉粒度 ≤3  
  碳粉贮料仓容积 m3 10  
  碳粉喷吹罐容积 m3 1  
  碳粉称重方式   电子式  
  碳粉喷吹速度 ㎏/min 60 max
 
 
4)炉壁氧/碳喷枪系统
多功能集束射流枪固定安装在电弧炉炉壁上,是集氧枪、碳粉枪和烧嘴于一体的组合装置,能以最简便、最有效的方式向电弧炉炼钢提供化学能,以达到降低生产成本和提高生产率的目的。
60t Consteel电弧炉氧枪改造内容如下:
三支集束氧枪,每一支集束氧枪的标准吹氧量是2850Nm3/h;
一套控制阀站(每支集束氧枪各有三路管道:主氧,保护氧和天燃气,共9路管道。每一路管道均独立控制。
一套西门子PLC控制系统和一个带WinCC的操作显示屏。
为适应炉壁集束射流枪的喷碳粉需要,碳粉供应系统的控制将集成到集束氧枪的PLC操作系统。
现有炉门氧枪继续保留使用,炉门氧枪则仍由现有设备控制,不集成到集束射流枪的控制系统。
(1)集束氧枪配置方案
方案一(见表2.1-21)
表2.1-21  集束氧枪配置方案一
项目 1支现有炉门枪2000Nm3/h
+2个集束氧枪,每一个主氧流量2850Nm3/h
铁水比(%) 100%冷废钢 100%废钢 30%铁水 40%铁水 50%铁水
出钢到出钢时间(min) 56 55 53 48 44
吨钢电耗(度) 324 312 260 220 180
吨钢用氧量(Nm3) 32 33 40 45 51
渣中氧化铁含量(%) 20 20 20 20 20
 
 
方案二(见表2.1-22)
表2.1-22  集束氧枪配置方案二
项目 1支现有炉门枪2000Nm3/h
+3个集束氧枪,每一个主氧流量2850Nm3/h
铁水比(%) 100%冷废钢 100%废钢 30%铁水 40%铁水 50%铁水
出钢到出钢时间(min) 56 55 52 47 43
吨钢电耗(度) 324 310 255 215 175
吨钢用氧量(Nm3) 31 33 38 44 50
渣中氧化铁含量(%) 20 20 20 20 20
 
 
方案三(见表2.1-23)
表2.1-23  集束氧枪配置方案三
项目 3个集束氧枪,每一个主氧流量2850Nm3/h
铁水比(%) 100%冷废钢 100%废钢 30%铁水 40%铁水 50%铁水
出钢到出钢时间(min) 56 55 51 46 42
吨钢电耗(度) 324 308 250 210 170
吨钢用氧量(Nm3) 30 32 36 42 46
渣中氧化铁含量(%) 20 20 20 20 20
 
目前贵钢电炉只有1只炉门碳氧喷枪,有成熟的使用经验,鉴于对炉壁集束氧枪缺少使用实践,从生产稳定性及铁水加入量较小的情况考虑,按照方案一配置炉壁枪,即利旧1个炉门枪、新增2个炉壁集束氧枪。
(2)集束射流氧枪
集束射流枪的功能
烧嘴模式:集束射流氧枪作为烧嘴模式使用;
吹氧脱碳功能:集束射流氧枪将氧气以集束射流形式吹入钢水中,提高氧气的利用效率,使钢水快速脱碳和升温。在电弧炉使用多达90%铁水的情况下,这一功能显得尤为重要,也更突现集束射流枪的优越性。
喷碳粉造泡沫渣功能:集束射流枪用的水冷板有1个专用的碳粉口,可插入喷碳枪。当炉内形成钢水熔池后,向钢-渣界面喷射碳粉,实现最佳造泡沫渣,从而减少渣中FeO,降低电极消耗,提高炉衬寿命。
(3)集束射流枪的主要结构及规格
集束射流枪由以下5个部分组成:
① 炉壁安装框架
电弧炉炉壁需要开孔,以安装集束射流枪的水冷板。安装框架焊于这些开孔的背部,集束射流枪的水冷板安装于安装框架内。
② 水冷板
水冷板是铜质制造,用斜楔固定于安装框架上,拆装方便。每一支集束射流氧枪用一个水冷板。水冷板上可插装氧枪(兼烧嘴功能〉和碳粉枪。水冷板通水冷却,用软管连通。
③ 集束射流枪
氧枪插入水冷板,用斜楔固定。氧枪具有吹氧脱碳和预热废钢2种功能。
主氧枪主要规格和技术参数如下:
主氧气设计流量(Nm3/hr):2850
辅助氧气设计流量(Nm3/h):400
氧气压力(MPa):1.2~1.6
天燃气设计流量(Nm3/hr):400
天燃气压力(MPa):3~4
④ 碳粉枪
碳粉枪是一根自耗式管,可插入冰冷板的另一开口内,用斜楔固定在水冷板上。碳粉枪利用压力≥0.6MPa的压缩空气作为介质将碳粉喷入电弧炉中,造泡沫渣。
4)炉下钢包车主要性能参数
钢包车技术参数:
钢包车最大载重量:         125t
钢包车运行速度:           1.6~16m/min
轮子数目:                 4
钢包车长度:               8060mm
钢包车宽度:               4200mm
钢包车高度:               1465mm
轨距:                     3600mm
钢轨型号:                 QU120
电机数量:                 2台
每台电机功率:             15kW
供电方式:                电缆卷筒供电
5)渣罐车主要性能参数
功能:主要运输渣罐从炉下到渣跨
技术参数:
额定载荷:           40 t
运行速度:           3~30 m/min
轨距:               3000 mm
轨道型号:           QU100
轮距:               4050 mm
车轮直径:           800 mm
电机功率:           15kW 变频控制
电机转速:           713 r/min
减速机速比:         59.5
供电方式:电缆卷筒供电
2.1.7.4  30t电炉系统
30t电炉为利旧贵钢原一炼钢的30t电炉设备,采用全废钢冶炼,不添加铁水。
电炉采用炉盖旋开顶加料,并用电液式自动调节装置进行电极自动控制,出钢方式为偏心底出钢,熔炼普通碳素钢、优质碳素钢和高级合金钢。高压电源通过专用的电炉变压器,将电能输送到电极上,使电极与金属炉料之间产生电弧,从而使炉料熔化达到冶炼的目的。
1)30t电炉本体设备性能
(1)30t电炉本体主要技术参数
30t电炉本体主要技术参数见表2.1-24。
表2.1-24  30t电炉本体主要技术参数
序号 技术参数 单位 数值
1 平均/最大出钢量 t 35/45
2 变压器额定容量 KVA 20000
3 变压器一次电压 KV 38.5
4  
变压器二次电压
V 400~348
348~270
共11级
5 二次额定电流 A 33182
6 炉壳内径 mm φ4600
7 熔池直径 mm φ3700
8 熔池深 mm 990
9 炉内容积 m3 39.6
10 电极直径 mm φ450
11 电极分布圆直径 mm φ1100
12 电极最大行程 mm 3100
13 电极升降速度(自动) m/min 上升6
下降4
14 电极升降速度(手动) m/min 上升9
下降6
15 倾炉角度  出钢侧/出渣侧 ° 20/12
16 炉盖旋转角度 ° 65
17 炉盖提升高度 mm 400
 
 
(2)30t电炉采用的新技术、新工艺
电炉出钢方式该为EBT出钢方式,留钢操作;
采用屋顶罩加倒流罩的除尘方式,解决原除尘系统多方面存在的问题;
采用炉壁氧枪和炉门碳氧喷枪,提高生产效率,改善工人的操作方式。
(3)30t主要结构说明
30t高功率电弧炉机械部分主要由炉体装配、炉体倾动机构、炉盖提升及旋转机构、电极升降机构、水冷炉盖、大电流线路、水冷系统、气动系统、液压系统、润滑系统、电器控制系统等组成。
A  炉体装配
炉体是由上炉壳、下炉壳、炉门框、出钢口开闭机构、水冷炉壁、进回水截止阀与金属软管等组成。
炉体与倾动平台可分离,上下炉壳可分离。上炉壳是由水冷管式框架和水冷管式炉壁组成。下炉壳由25mm厚的钢板焊接而成,其底部为锥台形结构,偏心底出钢口直径为φ130mm。出钢口采用手动旋转式开闭机构。偏心区上盖采用管式水冷结构,与下炉体销轴联结,上设填料口,填料口盖为板式结构。
B  倾炉机构
倾炉机构由倾动平台、倾动轨道、倾动油缸、水平前支撑、水平后支撑等组成。倾动平台通过倾动油缸的驱动,可使倾动平台带动炉体向出钢侧倾动20°,向出渣侧倾动12°,用以实现出钢及扒渣操作。水平前支撑保证炉体处于水平位置,水平后支撑用来保证炉盖旋开时炉体水平状态,吊换炉壳时平台不能倾翻,所以在吊换炉壳时,水平后支撑必须处于锁定工作位置。
倾动平台、倾动轨道、水平前后支撑等都是用钢板焊接而成,在倾动平台的出钢方向侧面及相应底面贴敷隔热保护板,减少出钢对平台的烘烤,平台上平面上留有炉体安装孔,炉体定位销轴、定位顶紧机构,上面焊有炉盖旋开用旋转轨道及缓冲定位套,下部有两个立弧形轨道,轨道面上钻有定位孔,倾动轨道为条形平面轨道,轨道上焊有滚动用定位销,以利于倾动平台在其上面滚动时定位准确、可靠。两个倾炉油缸的下支座固定在水泥支座上,上支座固定在倾动平台下部。倾动油路上按装有液压锁,以保证炉子在任何倾动位置失压时停止转动。水平前支撑有两个,分别安装在倾炉轨道与倾炉油缸之间,由油缸带动支架前后移动。水平后支撑安装在水泥基础上,靠油缸推动垫块前后移动来支撑倾动平台。
C  炉盖提升及旋转机构
炉盖提升及旋转机构由炉盖旋转架、旋转轨道、旋转轮、旋转油缸、旋转轴,炉盖提升油缸、链条、链轮、贯穿轴、旋转锁定机构等组成。旋转轴固定在倾动平台上,旋转油缸一端固定在倾动平台上,另一端座固定在旋转架底部,旋转架的两个转动轮固定在旋转架下部,旋转导轨焊接到倾炉平台上表面,当旋转油缸工作推动旋转架转动时两个转动轮在旋转导轨上滚动,使炉盖旋转。两个炉盖提升油缸一端通过支座固定在旋转架上,另一端联接链条通过链轮及贯穿轴联结到炉盖上,以保证油缸工作使炉盖4个提升点同步升降。在旋转架侧面焊有旋转锁定机构,当熔炼、出渣、出钢时,旋转锁定机构的锁定销必须处于工作状态即锁定状态,以防止旋转架转动。旋转架前端工作平台为管式水冷平台,对贯穿轴起到隔热作用,其两端通过支架固定在两侧提升臂上,平台外缘设有护栏。
D  水冷炉盖
炉盖采用大炉盖与中心小炉盖组合形式。大炉盖采用管式水冷结构,上面设有加料斗。小炉盖用耐火材料打结而成,安装在大炉盖中心。大炉盖为整体式结构,由φ194×14mm的无缝管焊接而成的框架和φ70×8mm的无缝管焊接而成同心圆管式炉盖组成。
E  电极升降机构
电极升降机构由电极升降柱塞式液压缸、电极升降立柱、立柱升降导向轮装置、导向轮润滑系统、导电横臂托架、导电横臂、电极夹头、夹紧碟簧及电极放松液压缸、电极喷淋环、夹头喷吹等部分组成。
电极升降立柱为矩形结构,四边为导轨,导轨表面做了相应的热处理,有较好的耐磨性。立柱上托架采用非磁性材料制造,立柱与横臂有良好的绝缘;与横臂托架之间装有绝缘板,绝缘板耐高温达500℃以上。柱塞式液压缸安装在立柱内,由电液比例阀实现对电极的自动调节,也可采用手动控制。立柱导向轮装置由滚轮、轴承、轴及支架等组成,焊接在旋转架的两层平台上,对立柱起支撑导向作用,并可四面调节,以保证电极升降装置运行良好。润滑系统由手动泵及管路组成,它专供导向轮装置润滑用,可保证导向轮运转灵活、可靠。导电横臂采用矩形结构,铜、钢复合板焊接,内部通水冷却。由于采用超高功率供电,三相横臂采用三角形布置。为避免中相立柱受热变形及保证横臂与立柱绝缘可靠,中相立柱上部也采用通水冷却。电极夹头主体采用铬青铜铸锻件,内部通水冷却。电极抱紧带采用非导磁奥氐体不锈钢焊接成水冷结构。与石墨电极接触的压块与抱紧带绝缘,采用陶瓷喷涂保证绝缘可靠。电极夹紧依靠体积小、弹力大的碟形弹簧,放松电极靠液压缸压缩碟簧实现。碟形弹簧装置与放松液压缸为分体式结构,且三相可互换。电极夹头设有压缩空气手动清灰功能。电极喷淋系统由不锈钢喷淋环、分水器、阀门等组成。
F  大电流线路(短网部分)
大电流线路由水冷电缆、多爪接头、铜管、补偿器、支架等组成。
水冷电缆由6根4500mm2水冷电缆组成,电缆通水冷却;电缆接头表面镀银处理。多爪接头采用铜质,用于连接铜板及铜管,补偿器联接铜管与变压器出口;每项4根,每根裸铜绞截面积为2400mm2。支架用非导磁材料焊接而成,用于固定铜管。
G  水冷系统
水冷系统是用于各个冷却点的冷却,水冷系统包括炉体冷却装置、炉盖冷却装置、集中冷却装置及管路等部分。每一冷却装置设有分水器和回水箱,在炉体、炉盖、导电横臂及水冷电缆的回水管路上安装温度变送器,用于超温报警及显示。水冷系统的其他主要参数系统压力:0.3~0.4MPa,流量: 600m3/h,进水温度:≤35℃,出水温度:<50℃ 。
电弧炉的冷却用水点有变压器冷却器、导电铜管、水冷电缆、导电横臂、电极夹头、拉带、电极喷淋、炉体、炉盖、炉门框、旋转架工作平台、旋转架提升臂、电极升降中向立柱、炉盖提升缸防护罩及液压站等。
H  压缩空气系统
压缩空气是供电极夹头清灰、电极喷淋系统喷吹的气动装置。系统主要由气动三元件、电磁阀等组成。系统压力为0.4MPa。
2)炉门碳氧喷枪
(1)设备性能及要求
本设备为非消耗式水冷超音速碳氧喷枪,它由超音速喷氧系统、喷碳粉系统、复合喷枪、机械手装置、电控系统、液压动力系统、冷却水系统等几部分构成。
A  吹氧系统
吹氧系统是碳氧枪的主要工作系统,通过该系统吹出高速气流来达到各种冶炼目的。该系统主要由管路、流量调节装置、压力检测装置及氧枪组成。手动调节阀起调节氧气流量的作用,根据冶炼工艺的要求去控制氧气流量调节阀,使其保证稳定的氧流量输出。
B  喷碳系统
喷碳系统与吹氧系统配合使用,以完成造泡沫渣等冶金任务。喷碳系统由加料部件、罐体、给料部件、气路系统、电控系统、称量系统、构架组成。
为保证喷粉系统的正常运行在料仓下部,进喷粉罐之前,装有防止异物或大颗粒掉入的钢丝网振动筛。罐体按国家压力容器标准设计、制造。气路系统包括主吹气路、辅吹气路、喷粉罐局部流态化气路及各气缸的控制气路。统一由控制柜实行对各元件的打开、关闭及各种程序、联锁保护。称量系统由电子秤及显示器组成,以显示喷吹的每分钟粉剂量。
C  水冷复合枪
作为吹氧主要设备的氧枪采用钢制枪体和铜制枪头及喷嘴。喷嘴为拉瓦尔型,其尺寸经过精心设计计算,能以约1.85倍音速的速度喷出预定流量的高速氧气流。喷嘴与氧枪轴线约呈50度的下倾角,并在氧喷嘴的上部设置了碳粉喷嘴,氧枪头总直径为160毫米。大大地缩小体积,增加了运动空间。
D  机械手装置
机械手由支承臂、摆动台,回转架,倾动装置组成。整个枪系统安装于一个支承臂上,支承臂则由回转架承载。回转架可将枪系统从炉门左侧(或右侧)的折叠位置处送入炉门中央的最高位置处。并从此位置以手动或自动方式进入炉中的所需工作位置。必要的旋转平移是通过一个简单的平行四边形机构来实现。该机构使枪系统在停枪位置与支承臂保持平行,并保证可将枪导入精确的工作位置。此外,该机构还能使枪头在炉内左右摆以增加喷吹面积;同时还通过摆动机构使枪体上、下移动来满足各种工艺的操作要求。所有的动作均有液压缸来完成。
E  电控系统
整个控制系统由控制柜、碳罐操作箱二部分组成。配喷碳量瞬时流量显示;冷却水回水温度显示;各种事故的灯光和声音报警。为了氧枪操作的可视性特增设现场操作箱。设有手动、自动转换开关;手动操作杆、各种功能转换开关;碳罐操作箱上也设有手动、自动转换开关及各种操作铵钮和灯光显示 ,并在操作箱上设有事故紧急停止按钮。
所配置的仪器仪表具有通讯功能,碳、氧流量、压力、耗量等信息可输入到电炉的PLC,供电炉上的人机接口(MMI)使用。
F  液压动力系统
主动力采用柱塞泵,配电机功率7.5kW;控制阀块采用叠加阀;工作压力100Kg/cm2;整个系统应结构简练、灵巧,使用稳定可靠。
G  冷却水系统
氧枪为水冷枪,因此整个系统还配有冷却水系统。冷却水需量约为30m3/h,进口压力0.3-0.4MPa。在设备的冷却水出口管路上设有测温热电阻,用于测量回水温度。当温差超过规定值时,发出警报。
(2)碳氧枪的主要技术参数
A  氧气
    供气压力:≥0.8MPa(表压)
    工作压力:<0.7MPa(表压)
    最大氧气流量:1500Nm3/h
B  冷却水
    流量:    约30m3/h
    进水压力:0.3-0.4MPa
    进水温度:≤32℃
    出水温度:≤50℃
C  碳氧喷枪(可根据现场条件调整)
    喷枪长度:2650mm
    喷枪直径:160mm
    旋转角度:90度
    摆动角度:±6-10度
    高度调节范围:200mm
吹氧速度:氧气出口马赫数M=1.85
E  吹氧强度
档   数 1
流量,Nm3/h ~1500
 
F  喷碳强度
档   数 1
流量,kg/min 10-40
 
    压缩空气:0.4MPa
    喷罐容积:≥500kg
G  碳粉要求
    碳含量:>或当地可供的合适碳粉
    挥发份:  1%以下
    灰份:    5%以下
    硫含量:  1%以下
    粒度:    ≥0.1mm,≤2mm
H  液压系统
    工作压力:  10MPa
    工作介质: 水-乙二醇
    额定流量: 24 升/分
    电源电压: 380V       控制电压: 24V
(3)主要技术参数
主要技术参数见表2.1-25。
表2.1-25  主要技术参数表
序号 名   称 单  位 数   量 备  注
1 喷氧流量 m3/h ~1500  
2 供氧压强 MPa ≥0.8 表压
3 最大供碳流量 kg/min 40  
4 喷粉罐容积 L 1000  
5 储粉仓容积 L 2000  
6 输送介质   压缩空气  
7 输送介质压强 MPa 0.4  
8 冷却水流量 m3/hr 30  
9 冷却水进水压力 MPa 0.3-0.4  
10 冷却水最大温升 18  
11 喷枪最大摆动角 ° ±6-10  
12 液压工作介质   水-乙二醇  
13 液压工作压力 MPa 10  
14 控制电压 V 220 AC
15 电磁阀及数字信号 V 24 DC
16 操纵器   自动/手动  
 
3)炉下钢包车主要性能参数
钢包车技术参数:
钢包车最大载重量:  125t
钢包车运行速度:   1.6-16m/min
轮子数目:         4
钢包车长度:       7320mm
钢包车宽度:       4200mm
钢包车高度:       1465mm
轨距:             3600mm
钢轨型号:         QU120
电机数量:         2台
每台电机功率:     15kW
供电方式:电缆卷筒供电
4)炉下渣罐车主要性能参数
功能:主要运输渣罐从炉下到渣跨
技术参数:
额定载荷:     40 t
运行速度:     3~30 m/min
轨距:         3000 mm
轨道型号:     QU80
轮距:         4050 mm
车轮直径:     800 mm
电机功率:     15kW 变频控制
电机转速:     713 r/min
减速机速比:   59.5
供电方式:     电缆卷筒供电
2.1.7.5  20t中频感应炉
1台20t中频感应炉用于熔炼部分铁合金及高合金返回废钢,以液态合金的方式实现60t电炉钢水钢包合金化,提高铁合金的收得率,降低电炉钢水的出钢温度,缩短冶炼周期,提高生产效率,提高电炉炉衬的使用寿命。
1)20t中频感应炉工艺设备技术参数
中频感应电炉炼钢的特点是对废钢的要求较高,不仅要求废钢成份相对比较稳定,还要求废钢切割加工尺寸较为严格,以保证废钢能顺利的加入到感应炉。
中频感应炉是由炉体、变压器、汇流母线、变频装置、水冷装置、炉前控制等六个部分组成。
中频感应炉的炉体由炉壳、感应线圈、炉衬、倾炉液压站等四个主要部分组成。炉壳用非磁性材料制成。感应线圈由矩形空心铜制成螺旋状筒体,熔炼时管内通冷却水。线圈引出铜排与水冷电缆连接。
20t中频感应炉主要工艺设备技术性能参数见表2.1-26。
表2.1-26  20t中频感应炉主要工艺设备技术参数表
序号 项目 单位 参数 备注
1 公称容量 t 20  
  最大出钢量 t 25  
2 额定功率 kw 10000  
3 工作频率 Hz 250  
4 熔化率 t/h 25  
5 冶炼周期 min 80  
6 冶炼电耗 kwh/t 600  
7 变压器额定容量 kVA 2×6000 35kV
8 炉膛直径 mm 1390  
9 感应器直径 mm 1760  
10 炉膛高度 mm 2150  
11 装料高度 mm 1910  
12 炉衬厚度 mm 160~175  
13 钢水温度 1600  
14 炉衬耐材   镁砂捣打  
15 炉衬拆除   液压顶出  
16 炉衬寿命 70 取决于耐材质量、及操作
 
2)中频感应炉工艺流程图
中频感应炉工艺流程图见图2.1-5。

 
 
  
 
 
 
 
 

图2.1-5  中频感应炉工艺流程图
3)中频感应炉生产工艺流程描述
中频感应炉主要用于各种高合金返回废钢和铁合金的熔化,熔化后作为初炼钢水提供给精炼炉进行进一步精炼或以液态合金的方式实现60t电炉钢水钢包合金化,以提高电弧炉冶炼速度和减少铁合金的烧损,提高合金收得率。
根据钢种需要配料,称重准确的返回废钢和铁合金分批加入20t中频感应炉熔化,中频感应炉熔清温度符合工艺要求后将铁合金或返回废钢钢水倾倒入60t钢包中。根据生产的需要,或作为初炼钢水提供给精炼炉,或作为液态合金以实现电炉炉后钢水的钢包合金化。
4)中频感应炉工艺布置
中频感应炉采用双炉体布置,一台炉体用于冶炼,另一台炉体备用,这种布置形式可以提高中频感应炉的作业率。
20t中频感应炉布置在11#柱~12#柱与C~E跨之间,便于实现60t电炉钢水钢包液态合金化工艺。
5)中频感应炉原料及动力介质消耗
中频感应炉原料及动力介质消耗见表2.1-27。
表2.1-27  中频感应炉原料及动力介质消耗
序号 指标名称 单位 单耗 备注
1 电耗 kWh/t 600  
2 耐火材料 kg/t 8  
3 冷却水补水 m3/t 0.15  
 
 
2.1.7.6  模铸系统
贵钢电炉炼钢车间30t电炉生产的全部钢水和60t电炉生产的部分钢水采用模铸工艺浇注成不同规格重量(3~30t)的钢锭,以满足锻钢车间生产高品质锻材的需要,同时在模铸线端头的事故坑位置预留浇注60t钢锭的可能性。
1)铸锭方式
铸锭方式是采用坑铸方式。这种铸锭方式具有设备少、投资省等优点。
2)生产锭型及产量
根据生产要求,车间年生产3.0t~30 t钢锭10.2万t,采用下铸法,要求是镇静钢八角锭或方锭。
浇注系统设施的配置见表2.1-28。
表2.1-28  浇注系统设施的配置(以30t电炉的最大出钢量计算)
序号 项目名称 单位 锭   型
3.0t 5.0t
1 每炉钢水配锭支数 11 9
2 每炉钢水配备底板数 3 2
3 每块底盘(六位)尺寸 m 4×4×0.20 4×4×0.20
4 每块底盘重量 t 18 18
5 每炉钢水配中注管数量 3 2
6 中注管高度 mm 2600 2600
7 中注管重量 t 4.5 4.5
3)模铸能力的计算
(1)模铸线的确定
A  3t钢锭完全凝固时间
一般钢锭完全凝固的时间,可以根据下列经验公式来确定:
τ=0.112R2
式中,τ—完全凝固时间,min
R—钢锭断面半径,cm
3.0 t钢锭断面半径为27.5 cm
3.0t钢锭完全凝固时间为
τ=0.112×27.52≈85 min
B  3t钢锭浇铸作业时间(30t电炉浇铸45t钢水)见表2.1-29。
表2.1-29  3.0t钢锭浇铸作业时间(30t电炉浇铸45t钢水)
序号 操作项目 单位 操作时间 备注
1 等待时间 min 10  
2 浇铸 min 30  
3 钢锭冷凝 min 85  
4 脱铁保温帽 min 6  
5 拔钢锭模 min 16  
6 拔中铸管 min 6  
7 锭盘清理 min 32  
8 脱钢锭 min 12  
9 修砌底盘 min 32  
10 底盘及流钢系统吹扫 min 12  
11 安中铸管 min 10  
12 中铸管灌砂并吹扫 min 4  
13 安钢锭模 min 32  
14 抽吸风(钢锭模内) min 4  
15 装保温帽口(耐火材料) min 4  
16 装铁保温帽 min 8  
17 挂铁吊牌 min 4  
  总计 min 307  
 
 
(2)30t电炉浇铸3.0t钢锭时模铸能力的计算
每天需要模铸的炉数为12炉/日。
G=(307×12×1.1)/(1440×0.9)=3.12(套)
全部浇铸3.0t钢锭时,车间内应设4套浇铸底盘,采用六位底盘浇铸;每套底盘(可以浇铸1炉钢水)包括3块底盘,1块底盘可以浇铸6个钢锭,3块底盘可以浇铸18个钢锭(折合48t钢水),满足30t电炉出钢量45t的要求;车间总共需要配置12块底盘即可以满足浇铸3.0t钢锭的需要。
每条模铸线配置8块底盘,车间设置2条模铸线(共配置16块底盘)即可满足浇铸不同锭型的要求。
每条模铸线配置1台125t浇钢车。
4)保温坑数量的确定
(1)30t电炉模铸保温坑的确定
A   钢锭保温时间
30t电炉平均日产钢水12炉/日,计划生产的钢锭中有6炉直接送锻钢车间进行锻造加工;其余钢锭进入保温坑进行缓冷处理,其中2炉钢锭的保温时间为24小时,2炉钢锭的保温时间为36小时,2炉钢锭的保温时间为48小时。
(2)钢锭保温坑的计算
每天生产的钢锭需要的保温坑数:
G=(24×2+36×2+48×2)×60×1.1/(1440×0.9)=11(个)
需要11个保温坑,才能满足30t电炉浇铸所生产的钢锭的缓冷要求。车间内设置4组保温坑,每3个保温坑为1组,共计12个保温坑。
(3)60t电炉模铸保温坑的确定
A  钢锭保温时间
60t电炉每天平均需要模铸的钢水为3炉,计划生产的钢锭中有1炉直接送锻钢车间进行锻造加工;其余2炉钢锭进入保温坑进行缓冷处理,钢锭的保温时间为36小时。
B  钢锭保温坑的计算
每天生产的钢锭需要的保温坑数:
G=36×2×60×1.1/(1440×0.9)=3.66(个)
需要4个保温坑,才能满足60t电炉浇铸所生产的钢锭的缓冷要求。车间内设置1组保温坑,每4个保温坑为1组,共计4个保温坑。
(3)车间保温坑的确定
炼钢车间内总共设置5组保温坑,其中1组预留。
4)铸锭和整脱模系统的布置及工艺流程
(1)铸锭和整脱模系统的布置
铸锭系统布置在钢水接收跨、浇注跨、切割跨和出坯跨四个跨间。设置二条模铸线,其作业率约为75%。
在模铸区主要完成的操作钢锭的浇铸、缓冷、退火;钢锭模的冷却和清理;中铸管的冷却、清理和修砌;底盘的冷却、清理和修砌;铸锭系统耐火材料的干燥;部分钢锭模、中铸管和底盘的暂时存放。
铸锭线分别布置在2#~3#;3#~4#柱之间,共二条铸锭线为横向布置。
耐火材料干燥间布置在2#~3#、4#~5#柱之间。
设置2台40t电退火炉(利旧)和1台80t电退火炉。
设置1台75t电动过跨车,用于钢锭的过跨运输。
(2)模铸工艺流程图
模铸工艺流程图见图2.1-6。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-6  模铸工艺流程图
(3)铸锭和整脱模系统工艺流程描述
30t(60t)电炉生产的钢水经过LF钢包精炼炉及VD真空精炼后,将钢包吊上浇铸车,将浇铸车开至座有钢锭模锭盘中间的中铸管上方,调整钢包水口位置,对准中铸管后即可开流浇铸。钢水通过流钢系统下铸到钢锭模或电渣母材模内,待钢锭模浇满帽口充实后即可进行下一锭盘的浇铸。浇铸过程中要控制好铸温铸速保证帽口充实避免缩孔,浇铸前要对钢水量和所能浇锭模数量进行估算,既要保证尽量多浇钢锭又要避免出现短尺,通过浇铸车上的计重系统随时掌握钢包中的钢水重量。
模铸完毕,再经过一段时间的冷却,用吊车借助吊具,将锭模吊至墩锭器中进行冲击试脱。试脱后,按照不同钢种的要求,脱出的红钢锭入缓冷坑进行缓冷或按分钢种退火工艺曲线进行退火或直接通过过跨车热送至锻钢车间,以保证钢锭的内在质量。缓冷后将需要退火的钢种,按退火温度曲线组批进行退火,不需要退火的钢锭或电渣母材经精整后转入下道工序。
当锭模全部取走后,卸掉中注管、汤道废钢和清理底盘。然后修砌底板,安中铸管砖,装上中铸管,列模、列帽操作完成后,再等待下一炉钢的浇注。
模铸跨的汤道废钢,经过适当切割后堆存,用汽车运至废钢配料间备用。各跨间的废砖垃圾,用汽车运至废弃物处理厂。修砌底板用的汤道砖、砂子、耐火泥以及保温帽口砖、中铸管砖、绝热板和保护渣等,也由汽车运入车间。
在模铸区域还设置了汤道砖、中铸管砖、保温帽口砖、绝热板和保护渣和沙子的烘烤设施。
5)模铸区主要设备配置
(1)125t浇钢车
钢包车最大载重量:  125t
钢包车运行速度:    2~18.6m/min
轮子数目:          4
钢包车长度:        8750mm
钢包车宽度:        8600mm
钢包车高度:        4680mm
轨距:             6200mm
钢轨型号:          QU120
电机数量:          2台
每台电机功率:      15kW
供电方式:电缆卷筒供电
(2)退火炉
A  40t台车式退火炉
利旧原贵钢一炼钢设备,设备台数为2台,主要用于模铸钢锭的退火。
B  80t台车式热处理炉
贵钢电炉炼钢车间新建1台立式铸造区,配套新增1座台车式热处理炉。炉子最大承载能力为80t/炉,加热铸锭尺寸为φ800~φ1200mm,长度约为8.3m。
退火生产率1天(约24小时)/炉。
炉膛净尺寸(长×宽×高):9500mm×3700mm×2200mm。
炉体承受最高温度:1000℃。
常用温度:760~800℃。
退火钢种:合金结构钢等。
退火炉采用电加热形式。
电退火炉的额定功率1600kW/台,电压380V。
台车电机功率为20kW/台,电压380V。
炉车行走采用自行机构,进出端部都设有电子和机械双保险限位机构,而且与炉门进行联锁机构。
炉体及台车采用复合炉衬结构,使其具有良好的耐热性能和保温性能。
C  工艺描述
台车炉属于间断式变温炉,加热前,台车在炉外装料,加热件放在专用垫铁上;加热时,由牵引机构将台车拉入炉内;经过特定的加热制度加热后,由牵引机构将台车拉出炉外卸料。根据加热钢种及最终产品要求的不同,钢坯一般最高加热至约1000℃。
加热工艺的操作包括正常生产时对加热温度、加热速度、加热时间等工艺参数的控制;非正常生产时(待轧、检修等)的控制。
6)铸锭系统原料及动力介质消耗
铸锭系统原料及动力介质消耗见表2.1-30。
表2.1-30  铸锭系统原料及动力介质消耗
序号 指标名称 单位 单耗 备注
1 锭模锭盘 kg/t 12  
2 压缩空气 Nm3/t 15  
3 保护渣 kg/t 1.5  
4 耐火材料 kg/t 9  
 
2.1.7.7  60t电炉与1#60tLF炉共用散状料及铁合金系统
60t电炉一套散状料及铁合金加料系统,此套系统利旧原贵钢二炼钢的加料系统设备。
1)系统组成及配置
上料系统利旧贵钢原60t电炉和LF炉的高位料仓、电振、称量小车、称量斗和皮带机。本系统由两部分组成。一部分为电炉和LF炉共用的散状料及铁合金加料设施,它用于向电炉、钢水灌和LF炉中加入散状料和铁合金,该设施由上料、配料和加料三个部分组成,高位料仓下为称量小车,配完料后向1#带式输送机或4#带式输送机下料,再通过后续的皮带机或汇总斗完成向电炉、LF炉加料。另一部分为电炉散状料添加设施,它用于向电炉添加造渣料,高位料仓下为称量斗,该设施也由上料、配料及加料三部分组成。
高位料仓上料通过10t桥式起重机吊运底开式料罐来完成。
2)工艺流程
散状料及铁合金加料设施和电炉造渣料添加设施的工艺流程见图2.1-7。
 
 

 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-7  上料系统工艺流程图
3)散状料及铁合金用量
散状料及铁合金上料系统的各种物料消耗量见表2.1-31。
表2.1-31  各种物料消耗量表
序号 物料名称 物料粒度
mm
物料堆密度
t/m3
物料单耗
kg/t钢
每炉消耗
t/炉
日消耗*
t/d
1 石灰 ≤50 1 45 2.7 78.3
2 萤石 ≤50 1.7 9 0.54 15.66
3 轻烧白云石 ≤50 1.0 26 1.56 30.15
4 合成渣 ≤50 1.2 8 0.48 13.92
5 硅铁 ≤50 2.6 4.2 0.252 7.31
6 锰铁 ≤50 3.6 6.66 0.4 11.6
7 硅锰合金 ≤50 3.2 3.64 0.22 6.38
8 铬铁 ≤50 3.9 11.4 0.68 19.72
  合计       6.832 198.13
注:*日消耗按日最大生产29炉钢计算。
4)散状料及铁合金加料设施
(1)高位料仓
高位料仓为钢结构,仓内有耐磨衬板,用于存储各种散状料及铁合金,电炉和LF炉共用的高位料仓的主要参数见表2.1-32,单独供电炉提供造渣料的高位料仓的参数见表2.1-33。
表2.1-32  电炉、LF炉共用散状料及铁合金高位料仓主要参数表
序号 物料名称 料仓
数量
料仓容积
m3
物料堆密
度t/m3
储料量
t
每炉消耗
t/炉
储存时间
d
1 石灰 2 40 80 1 64 1.5 1.47
2 萤石 2 20 40 1.7 54.4 0.24 7.82
3 合成渣 1 20 20 1 16 0.48 1.15
4 碳粉 1 20 20 0.5 8 0.12 2.30
5 硅铁 1 20 20 1.5 24 0.252 3.28
6 硅锰 1 20 20 3.2 51.2 0.22 8.03
7 中碳锰铁 1 20 20 3.6 57.6 0.20 9.93
8 高碳锰铁 1 20 20 3.5 56 0.20 9.66
9 中碳铬铁 1 20 20 3.0 48 0.34 4.87
10 高碳铬铁 1 20 20 3.0 48 0.34 4.49
11 备用 2 20 40        
  合计 14   320        
表2.1-33  电炉造渣料高位料仓主要参数表
序号 物料名称 料仓
数量
料仓容积
m3
物料堆密
度t/m3
储料量
t
每炉消耗
t/炉
储存时间
d
1 石灰 1 40 40 1.0 32 1.2 0.92
2 萤石 1 20 20 1.7 27.2 0.3 3.13
3 轻烧白云石 1 40 40 1.0 32 0.48 2.30
4 备用 1 20 20        
  合计 4   120        
注:以上高位料仓储料量是考虑料仓充满系数为80%的计算结果;储存时间按每天生产29炉考虑。
高位料仓振动给料机主要参数见表2.1-34。
表2.1-34  高位料仓振动给料机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 功率(Kw/台) 数量
1 给料能力 t/h 0-60 2*0.75 4台
2 给料能力 t/h 0-30 2*0.4 14台
 
(2)称量小车
称量小车位于高位料仓调速振动给料机与带式输送机之间,由车架、料斗、压力传感器、调速振动给料机、电动闸门(电机驱动)、行走装置(含电机、减速机、车轮等)和防碰装置组成。其主要参数见表2.1-35。
表2.1-35  称量小车主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 2  
2 料斗容积 m3 1.2  
3 行走速度 m/s 0.25 满载时
4 给料能力 t/h 0~60  
5 称量精度 % ±0.1  
6 最大给料量 t 2  
7 供电方式   悬挂软电缆  
8 电机功率 kW/台 3.25  
(3)固定称量斗
固定称量斗位于电炉散状料高位料仓调速电振给料机下方,由料斗、支座、压力传感器组成。其主要参数见表2.1-36。
表2.1-36  固定称量斗主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 料斗容积 m3 2.5 2个
m3 1 2个
2 称量精度 % ≤±1  
称量斗用电振给料机主要参数见表2.1-37。
表2.1-37  称量斗用电振给料机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 给料量 t/h 0~30 4个
2 功率 % 2×0.25  
(4)1#带式输送机
1#带式输送机位于称量小车与2#大倾角带式输送机之间,由驱动装置、胶带、托辊、拉紧装置、机架等组成。其主要参数见表2.1-38。
表2.1-38  1#带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 皮带宽度 mm 500  
3 运行速度 m/s 1.25  
4 输送能力 t/h 60  
5 水平长度 m 11  
6 提升高速 m 2  
7 功率 Kw 4.5  
(5)2#大倾角带式输送机
2#大倾角带式输送机位于1#带式输送机与电炉炉顶料斗之间,由支架、滚筒、托辊、胶带、保护罩、驱动装置等组成。其主要参数见表2.1-39。
表2.1-39  2#带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 形式   大倾角波状挡边  
3 皮带宽度 mm 650  
4 运行速度 m/s 1.25  
5 倾角 º ~60  
6 输送能力 t/h 60  
7 提升高速 m 5.5  
8 皮带长度 m ~35  
9 功率 Kw 15  
(6)3#带式输送机
位于称量斗下电振给料机与2#带式输送机之间,由驱动装置、胶带、托辊、拉紧装置、机架等组成。其主要参数见表2.1-40。
表2.1-40  3#带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 皮带宽度 mm 500  
3 运行速度 m/s 1.25  
4 输送能力 t/h 60  
5 水平长度 m 22.95  
6 提升高速 m 2  
7 功率 kW 4  
(7)4#带式输送机
位于称量小车与LF炉炉顶料斗之间,由支架、滚筒、托辊、胶带、保护罩、驱动装置等组成。其主要参数见表2.1-41。
表2.1-41  4#带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 皮带宽度 mm 500  
3 运行速度 m/s 1.25  
4 输送能力 t/h 60  
5 水平长度 m 13.5  
6 功率 Kw 7.5  
(8)电炉炉顶料仓
位于电炉旁,由钢结构料斗、支撑平台、检修楼梯、安全栏杆和压力传感器组成。其主要参数见表2.1-42。
表2.1-42  电炉炉顶料仓主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 料仓容积 m3 2  
(9)LF炉炉顶料仓
位于LF炉旁,由钢结构料斗、支撑平台、检修楼梯、安全栏杆和压力传感器组成。其主要参数见表2.1-43。
表2.1-43  电炉炉顶料仓主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 料仓容积 m3 2  
 
2.1.7.8  30t电炉与30tLF炉共用散状料及铁合金系统
1)上料系统工艺流程
30t 电炉和30t LF共用一套散状料及铁合金加热料仓系统,此系统设施全部为新设计的设备。
30t电炉和LF炉散状料及合金加料系统工艺流程见图2.1-8。

 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.1-8  30t电炉及30tLF炉上料系统工艺流程图
30t电炉及30t LF精炼炉散料合金加热上料系统配置16个加热料仓,加热料仓上部为敞开式进料口,所有加热料仓上部安装料袋破口刀,采用天车吊挂料袋为加热料仓上料,中间为烘烤仓,下部设置手动棒条阀,吊装在钢架上的振动给料机将加热干燥后的物料送到3m3移动称量小车料斗中(每个移动称量小车配有4组压敏式称重传感器)。
移动称量小车振动给料器将已称量好的物料均匀送到两条水平链斗输送机L1和L3,其中一条L1条向C柱列输送,经L2水平链斗输送机将物料送至30吨LF的炉顶料仓上,L3水平链斗机经旋转振动给料器将物料给电炉合金加料溜管加料。
钢包出钢过程中加入的合金由称量小车经过加料溜管送至操作平台上的缓冲料斗后经加料溜管送至钢包。
在移动称量小车的行程范围内,设有事故料斗,当配料错误时,可以将错料排除。
为实现整个上料系统的自动控制,每个料仓均设有料位全程检测装置,由于加热时炉内温度高,一般的堵转式料位开关不能适应高温工况。选用雷达料位传感器,雷达物位计安装在加热料仓的仓顶,实现料位的实时监控。
每个料仓还设置有3处温度传感器,用于料仓内物料温度的检测。温度高于800℃的物料不允许向下级链斗机输送,避免链斗机被烧损。
2)主要设备描述
(1)加热料仓及加热系统
① 机械设备描述
加热料仓是对已经干燥好的白灰/合金进行保温储存、对白灰/合金进行加热干燥、脱水的专用设备,将物料加热到一定的温度,烘烤至满足炼钢的工艺要求。
加热料仓装置采用钢结构炉体,烘烤炉排列在结构架上。每个烘烤仓中下部沿径向均匀布置三只烧嘴,助燃空气由高压风机提供,炉体内部由优质耐火材料组成(耐火隔热材料采用150mm+50mm),底部为合金炉专用耐火燃烧仓组成。加热料仓设置4层平台:+25.00m平台,布置16个合金料仓; +21.50m,布置合金炉专用耐火燃料仓和检修平台;+18.35m,布置称量小车,在平台上铺设铁合金称量车的轨道;+15.00m平台布置链斗机。
本加料系统配置16个加热料仓,容积为10m3,用于白灰、萤石以及各种合金储存。
料仓及加热系统主要由以下系统组成:
助燃空气系统:配置高压风机(包括空气滤清、消音装置、膨胀器等),保证设备用气量,并能自动调节和检测空气系统的风压、风量。空气管路上设有安全防爆装置。
燃气系统:设有自动测压、稳压装置,监测压力。在欠压、熄火等时自动关闭气源,并具有声光报警功能。燃气管路与烧嘴之间设有防回火装置。燃气管线无泄漏,有快速切断阀,具有断电关阀保护功能。确保安全生产。
温度控制系统:采用PLC、控温仪表、工业热电偶测温,能够自动控温,并自动和手动切换控制。可设置工艺曲线,并按照工艺曲线完成自动点火、火焰自动跟踪、调节,熄火自动保护报警(配备声光报警器)、再点火等全部自控功能,并设有红外线冷型外壁温度监控(温度显示仪)。温度计量应在每个料仓设3点,分别显示不同高度处的合金加热温度,并要有自动记录功能。
烧嘴及其控制元件:烧嘴空气、燃气配备电动执行器控制阀,空气、燃气比例调节阀,燃烧控制器、火焰监测器,能够自动完成烧嘴火焰大小的调节。
每个料仓均设有上料位雷达料位传感器安装在加热料仓的仓顶,实现料位的实时监控。
② 设备配置
10m3石灰/萤石加热料仓:       6台
10m3合金加热料仓:           10台
料袋破口刀:                  16套
手动棒条阀:                  16台
耐高温型振动给料机:          18台
③ 主要技术参数
主要技术参数见表2.1-44。
表2.1-44  主要技术参数表
序号 项  目 工位数量 设备指标
1 公称容积 16 10m3
2 粒度 5~100mm
3 压缩空气 压力0.6~1MPa
耗量50Nm3/h
4 燃烧介质 混合煤气
5 燃气热值 1800kcal/Nm3
6 燃气压力 4~5kPa(供气压力)
7 烘烤温度 100-600℃(可调)
8 烘烤时间 2~4h
9 燃气耗量 8800Nm3/h(最大)
10 最大升温速度 100~200℃/h
11 烘烤热效率 ≥65%
12 烧嘴、热风发生器耐热最高温度 1300℃
13 火焰监测器 电离式
14 点火方式 自动点火
15 燃烧率 98%
16 燃烧器寿命 ≥12个月
17 环形燃烧室 ≥18个月
18 燃气燃烧率 98%
19 电源 交流380V  50Hz
20 料仓出口下料能力 35m3/h
 
 
④ 散状料、合金料仓物料种类及消耗
30t 电炉和30t LF共用一套散状料、铁合金加热料仓系统,高位料仓主要参数见表2.1-45。
表2.1-45  30t电炉、LF炉共用散状料及铁合金高位料仓主要参数表
序号 物料名称 料仓
数量/个
料仓容积
m3
物料堆密度t/m3 物料单耗
Kg/t·钢
每炉消耗t/炉 日消耗*
t/d
储存时间/d
1 石灰 2 10 20 1.0 45 1.575 22.68 0.88
2 萤石 1 10 10 1.7 9 0.315 4.54 3.75
3 白云石 2 10 20 1.0 16 0.56 8.07 2.4
4 合成渣 1 10 10 1.2 8 0.28 4.03 2.98
5 碳粉 2 10 20 0.5 15 0.525 7.56 1.32
6 硅铁 1 10 10 1.5 4.2 0.147 2.12 7.09
7 硅锰 1 10 10 3.2 3.7 0.1295 1.87 17.16
8 中碳锰铁 1 10 10 3.5 3.3 0.1155 1.66 21.04
9 高碳锰铁 1 10 10 3.5 3.3 0.1155 1.66 19.84
10 中碳铬铁 1 10 10 3.0 5.7 0.2 2.88 9.4
11 高碳铬铁 1 10 10 3.0 5.7 0.2 2.88 9.4
12 备用 2 10 20          
  合计 16   160          
注:*日消耗按日最大生产14.4炉钢计算
料仓振动给料机主要参数见表2.1-46。
表2.1-46  料仓振动给料机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 功率(Kw/台) 数量
1 给料能力 m3/h 0~35 2×1.1 16台
 
 
(2)移动称量小车(2台)
该装置用于准确称量配料,每台由一个3m3料斗、一台变频电机驱动的车体、4个压敏式称重传感器、一个气动闸板阀、1个振动给料器组成。料斗内侧设置有耐磨板,延长料斗使用寿命的同时便于更换。
称量小车主要参数见表2.1-47。
表2.1-47   称量小车主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 2  
2 料斗容积 m3 2  
3 行走速度 m/s 0.25 满载时
4 给料能力 m3/h 0~35  
5 称量精度 % 5‰  
6 电机功率 kW/台 3  
7 振动给料器功率 kW/台 2×1.1 共2台
 
(3)链斗运输机
链斗机用于炼钢车间输送高温石灰/合金(颗粒状物料,粒度:5~100mm)的水平输送。本套设备由L1、L2、 L3三条水平链斗式输送机组成。
L1水平链斗式输送机承接由移动称量料斗送来的物料经过L2转运后,转送至C列30 t LF炉缓冲料斗。
L3水平链斗机经旋转振动给料器将物料给电炉合金加料溜管。
加料颗料物料在输送过程中会产生粉尘,为使粉尘不外逸污染周边环境,设备采用全密封结构,且设置除尘设备。
皮带机主要参数见表2.1-48、表2.1-49、表2.1-50。
表2.1-48    L1带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 宽度 mm 1000  
3 运行速度 m/s 0.25  
4 输送能力 m3/h 30~35  
5 水平长度 m 约32  
6 功率 Kw 22  
7 最高使用温度 600  
表2.1-49   L2带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 宽度 mm 1000  
3 运行速度 m/s 0.25  
4 输送能力 m3/h 30~35  
5 水平长度 m 约22  
6 功率 Kw 15  
7 最高使用温度 600  
表2.1-50   L3带式输送机主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 宽度 mm 1000  
3 运行速度 m/s 0.25  
4 输送能力 m3/h 30~35  
5 水平长度 m 约12  
6 功率 Kw 7.5  
7 最高使用温度 600  
A  结构组成
机壳为矩形筒状,积木式组合,机壳本身及法兰间垫片密封,防尘泄漏,机壳上装有观察视镜、检修门、进出料口及卸灰斗。
高温料输送机主要组成:驱动装置,头部装置,尾部装置,运行机构,中间机壳(含机架及轨道),安全保护装置等部分组成。
a  驱动装置
减速电机机采用电机直联型摆线针轮减速机。采用焊接结构,驱动装置安全可靠。通过链传动方式驱动输送机头轴,结构紧凑,布局合理,安全可靠。
b  头部装置
头部由机壳、主轴、头轮系、轴承座组合等组成。壳体上罩配有收尘接口,主轴由调心滚子轴承支撑,轴承箱采用铸钢件,设有密封防尘装置,寿命长。头轮材料选用低合金钢锻件,经调质淬火,头轴采用锻件调质处理。
c  尾部装置
尾部装置由机壳、尾轴、尾轮系、张紧装置等组成。尾轴由自动调心滚子轴承支撑,轴承座内有密封防尘装置,张紧设有丝杆张紧机构。尾轴及尾轮系结构与头部相同。
d  运行机构
运行机构由牵引链条、料斗组合而成。牵引链条由链板、销轴及套筒和滚轮组成,链板采用35CrMo合金钢冲压成型,并经调质处理,韧性好耐磨性高。销轴及套筒采用20CrMnMo高强度合金钢,表面淬火处理,达到內韧外刚,表面耐磨。滚轮采用42CrMo高强度合金钢,翻边大直径结构,滚轮踏面淬火处理,可以保证在两轨道上平稳运行。料斗采用不锈钢耐热钢板,并经过折压加工增加刚性。
e  中间机壳
为防尘要求,本输送机采用全密封结构,中间机壳采用标准分组结构,壳体边板采用折压加工增加壳体刚性,两端法兰连接,壳体内部布置有运行机构所需的轨道,上部承载轨道采用P12轻轨,下部回程轨道采用方钢。
f  安全保护装置
设有2套安全保护装置;每台输送机尾部设有速度监测器,用于因某种原因发生故障能及时反馈给控制中心处置。
B  应对高温措施
物料经烘烤加热后料温高达600-800度,输送过程又是断续的两种料(粉料和块粒料)切换输送,石灰粉料扬尘大,铁合金块粒料温度又高,据此采用以下措施:
料斗(或料槽)采用不锈钢耐热板制作,采用压制成型方式增加刚度;
牵引链条采用高强度合金钢链条;
为有效减少料斗与链条间的热传导,配置耐高温隔热垫片;
中间壳体采用折边结构增加刚度;
中间壳体布置有检视口;
中间壳体布置有卸灰口;
输送机头部固定,尾部及中间壳体采用浮动式支撑,以消除热胀冷缩的影响;
卸料溜管上布置有检视口,并要求采用浮动式连接;
每台设备的头部均设置有收尘口;
设备壳体面漆采用耐高温银粉漆。
(4)电炉炉顶旋转振动给料器
位于电炉旁,由钢结构料斗、支撑平台、检修楼梯、安全栏杆和压力传感器组成。其主要参数见表2.1-51。
表2.1-51  电炉旋转振动给料器主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 布料半径 mm 3000  
3 振动电机功率 Kw 2×2.2  
4 旋转电机功率 Kw 5.5  
5 加料量 m3/h 35  
6 最高使用温度 600  
(5)LF 炉炉顶料仓
位于LF炉旁,由钢结构料斗、支撑平台、检修楼梯、安全栏杆和压力传感器组成。其主要参数见表2.1-52。
表2.1-52   LF炉顶料仓主要参数表
序号 项目 单位 技术参数 备注
1 数量 1  
2 料仓容积 m3 2  
(6)除尘管道(1套)
由各个点的除尘罩、支管、总管道、管道总阀门组成,各支管由除尘点引出后并入总管道。
(7)有毒气体检测装置(1套)
在加热料仓的四周布置一套有毒气体检测装置,用于检测环境CO有毒气体浓度,防止发生中毒事故的发生。
2.1.7.9  渣处理系统
为了加强环保治理,决定将60吨电炉和30吨电炉的电炉渣用渣罐车运到渣跨,天车将渣罐吊运到平板车上,平板车将渣罐外运到渣场处理。
电炉渣和脱硫渣采用热泼法进行处理;精炼渣采用格栅法进行处理;易切钢钢渣用罐打水处理方式。
1)电炉炼钢厂产渣量计算
由表2.1-53可知,电炉年产总钢渣量为7.2万吨。
表2.1-53    电炉炼钢厂产渣量表
序号 项目 单位 60 吨电炉 30吨电炉 总计
1 钢水年产量 万吨 50 10  
2 电炉车间最大日产炉数 28.8 14.4  
3 电炉车间日产炉数 23.8 8.2  
4 电炉渣年产量 万吨 5 0.8 5.8
5 电炉渣最大日产量 172.8 40.3 213.1
6 电炉渣日产量 142.8 22.9 165.7
7 精炼渣年产量 7500 1500 9000
8 精炼渣日产量 21.4 4.3 25.7
9 其中:易切钢渣日产量     8.6
10 脱硫渣年产量 2000   2000
11 脱硫渣日产量 0.6   0.6
12 电炉厂年产总渣量 万吨 6.25 0.95 6.72
 
 
2)9m3渣罐能力及数量的确定
(1)渣罐容积的确定
60t电炉产渣量:        100kg/t钢水
每炉渣量:             最大7t
熔渣比重:             1.0~2.0,按泡沫渣比重1.0取值
每炉最大产渣容积:     7 m3
底料渣量:             0.5t,底渣比重2.5
底渣容积:               0.2 m3
混入残钢量:           1t,残钢,比重按6.5取值
残钢容积:             0.15m3
渣罐有效容积:         7+0.2+0.15=7.35m3
渣罐几何容积:         7.35/0.80=9m3
通过计算,确定电炉渣罐的容积为9m3
(2)渣罐数量的确定
9m3渣罐的数量计算见表2.1-54。
表2.1-54     9m3渣罐数量表
序号 项    目 单 位 热泼
      60吨电炉 30吨电炉
1 渣罐容积 m3 9
2 渣罐装渣量 t 7.0 7.2(2炉)
3 渣罐接渣停留时间 min 40-50 140-200
4 渣罐车速度 m/min 30
5 渣罐到渣跨的距离 m 25 26
6 渣罐运送到渣跨时间 min 0.8 0.9
7 渣罐的起吊 min 2
8 渣罐的落下到平板车 min 2
9 平板车速度(满包) km/h 20
10 平板车速度(空包) km/h 30
11 钢厂到渣场距离 km 2
12 渣罐到渣场时间 min 6
13 渣罐泼渣时间 min 7
14 渣罐返回时间 min 4
16 喷补 min 8
17 格栅安装和垫罐 min 8
19 返回接渣点 min 1.9
19 渣罐周转周期 min 64.7 65.7
20 渣罐周转数 2 1
21 喷涂罐位 1 1
22 烘烤罐位 1 1
23 精炼渣罐 2 2
24 脱硫渣罐 2  
25 易切钢渣罐 2  
26 备用 1 1
27 所需渣罐 11 6
  总 计   17
 
根据上表得知,电炉车间配置17个渣罐,可以满足电炉厂的各个工序正常工作。
3)渣跨的作用
为了减少炼钢厂的环境污染,将钢渣集中处理。渣跨只具有渣罐烘烤、渣罐喷涂、渣罐存放以及将运输到渣跨的渣罐吊运到平板车上的功能。
4)渣跨布置
30吨电炉的渣跨布置见2.1-55表。
表2.1-55    渣跨布置表
项目 单位 参数 轨面标高 天车配置
渣垮
A-A0
m 54 12 1台40/10吨的铸造吊
1台5吨的检修电葫芦
m 14.5
60吨电炉的渣跨布置见表2.1-56。
表2.1-56    渣跨布置表
项目 单位 参数 轨面标高 天车配置
渣垮
A-A0
m 54 12 1台40/10吨的铸造吊
1台5吨的检修电葫芦
m 16
5)渣罐运输的工艺说明
脱硫渣和精炼渣在各自的工序装满渣罐后,通过天车将渣罐吊运到平板车上。平板车将渣罐外运。
60吨的电炉渣一罐一运,30吨的电炉渣两罐一运;电炉出完渣后,渣罐车将渣罐运到渣跨,用40/10吨的铸造吊将渣罐吊运到平板车上。平板车将渣罐外运。
新用的渣罐和因运输中淋雨的渣罐,通过运输车运到渣跨后,用40/10吨的铸造吊将渣罐吊运到烘烤位,启动烘烤装置,渣罐开始烘烤,待渣罐的温度达到250度时,关闭烘烤装置。用40/10吨的铸造吊将渣罐从烘烤位吊到渣罐喷涂位进行喷涂,待喷涂完毕,再用吊车将渣罐吊到渣罐车上,启动渣罐车,渣罐车将渣罐运到炉下待用。
通过平板车运回渣跨待用的热渣罐,用吊车吊到喷涂位。喷涂完毕后,再用吊车吊到渣罐车上,启动渣罐车,渣罐车将渣罐运到炉下待用。
6)主要设备性能
(1)渣罐主要性能参数
功能:渣罐主要用于装电炉渣、精炼渣、铸余渣
技术参数:
渣罐容积:                      9m3
耳轴中心距:                    3850 mm
耳轴直径:                      Ф280 mm
渣罐内径:                      Ф2900 mm
渣罐高度:                      2700 mm
渣罐重量:                      22t
罐体材料:                      ZG230-450
耳轴材料:                      35CrMo
(2)渣罐车主要性能参数
功能:主要运输渣罐从炉下到渣跨
技术参数:
额定载荷:                       40 t
运行速度:                       3~30 m/min
轨距:                           3000 mm
轨道型号:                       QU80
轮距:                           4050 mm
车轮直径:                       800 mm
电机功率:                       15kW 变频控制
电机转速:                       713 r/min
减速机速比:                     59.5
供电方式:电缆卷筒供电
2.1.7.10  电炉、铁水罐及钢包维修作业
1)耐火材料品种与理化指标
(1)电炉炉衬耐火材料
电炉耐火材料理化性能见表2.1-57。
 
 
 
 

 
表2.1-57    电炉耐火材料理化性能表

工 作
部 位
材  质 化  学  成  分(%) 物    理    性    能
MgO FeO3 AlO3 CaO SiO2
C
体积密度
g/cm3
显气孔率
冷态耐压强度
N/mm2
荷重耐火度
ta.℃
荷重耐火度
tb.℃
比热
kJ/kg·k
热膨胀系数
10-6k-1
导热系数
1200℃w/mk
1 炉底永久层 镁砖 90 5 0.5 3 1 2.99 <17 >50 >1700 >1700 0.97 15 3.0
2 炉底打结层 镁砂(0-6mm) 89 5.5 0.5 4 0.5   结合剂:
陶土
  1750        
3 渣线 镁碳砖 99 0.2 0.1 0.7 0.1 5.5 3.14 <3 >50          
4 补炉混合料 镁砂(0-2mm) 81 8.5 1 6.5 2.5   结合剂:
陶土
  1750        
5 出钢口端砖 镁碳砖 98 0.2 0.2 1 0.2 9 2.92 <7 >40          
6 出钢填充料 镁硅砂(0-6mm) 50 9     40   1.75              
 

(2)铁水罐耐火材料
铁水罐的砌筑作业在转炉车间统一考虑。铁水罐的砌筑,其永久层采用铝镁尖晶石浇注料整体浇注,工作层采用铝镁尖晶石砖砌筑,一个铁水罐其包衬重量约38t,其理化指标见表2.1-58。
表2.1-58  铁水罐耐火材料理化指标
项      目 铝镁碳砖 渣线砖MT10A
Al2O3 64 -
C(%) 10-12 ≥13
MgO(%) 10-14 -
显气孔率(%) ≤5 ≤5.5
体积密度(g/cm ≥2.9 ≥2.75
常温耐压强度(MPa) ≥50 ≥24.5
耐火度(℃)    
0.2MPa荷重软化开始温度(℃) ≥1700 ≥1700
重烧线变化(%),1500℃,2h 0~+0.1 -
 
(3)钢包耐火材料
钢包永久层及工作层均采用砌砖方式。永久层采用高铝砖,工作层采用铝镁尖晶石碳砖,渣线采用镁碳砖,滑动水口滑板用铝碳质砖,上下水口砖为刚玉质。
60t钢水包包衬重约为31t,30t钢水包包衬重约为37t。其理化指标见表2.1-59、表21.60。
表2.1-59   滑动水口用砖理化指标表
项    目 铝碳质滑板砖 刚玉质下水口 刚玉质上水口
Al2O3(%) ≥70 ≥90 ≥90
C(%) ≥7 ≥3 ≥3
ZrO2(%) ≥6    
显气孔率(%) ≤10 ≤10 ≤10
体积密度(g/cm3 ≥3.03 ≥2.65 ≥3.0
常温耐压强度(MPa) >117 ≥88 ≥78
耐火度(℃) ≥1770   ≥1825
0.2 MPa荷重软化开始温度(℃) ≥1700 ≥1700 ≥1700
重烧线变化(%),1500℃,2h   2.0~1.0 2.0~1.0
 
表2.1-60    铝镁尖晶石碳砖及镁碳砖理化指标表
项    目 铝镁尖晶石碳砖 镁碳砖
常温耐压强度(MPa) >50 ≥78
高温抗折 ≥6 ≥12
显气孔率(%) ≤10 ≤4
体积密度(g/cm3 ≥2.85 ≥2.9
Al2O3(%) ≥68 ≥90
MgO(%) ≥10 ≥76
C(%) ≥7 ≥14
重烧线变化(%),1500℃,2h 1.0~3.0 2.0~1.0
 
2)钢包准备与修砌
由于钢水接收跨较长,布置有4台吊车,为防止吊车的互相干扰,钢包热修设有两处,分别布置在厂房的两个端头,均按单工位考虑。
钢包的砌筑布置在钢水接收跨的北侧C17柱区域。钢包需要大修时,用吊车吊运至钢包冷修区的拆包座架上,用拆包机拆除残余的包衬,然后用63t桥吊将钢包吊到砌筑坑内,采用人工砌筑方式作业。
砌筑好的钢包用立式烘烤装置进行干燥烘烤,再调运至热修卧放台架上,安装滑动水口机构,达到备用罐条件。
3)铁水罐修砌
铁水罐的砌筑作业在转炉车间统一考虑。
4)维修作业主要设备
(1)铁水罐离线烘烤装置
数量:1套
型式:立式结构,罐盖可升降
燃料种类:混合煤气
烘烤温度:1100℃
烧嘴型式:自预热式烧嘴
烧嘴个数:1个/每套
带自动点火装置,烘烤温度可以按预置的烘烤曲线自动控制,也可以根据实际生产的需要手动控制升温速度和空气燃烧比。控制系统可监控显示温度、压力、流量值,并具有必要的安全报警和安全联锁功能。
(2)钢包立式离线烘烤装置
数量:2套
型式:立式结构,罐盖可升降
燃料种类:混合煤气
烘烤温度:1100℃
烧嘴型式:自预热式烧嘴
烧嘴个数:1个/每套
带自动点火装置,烘烤温度可以按预置的烘烤曲线自动控制,也可以根据实际生产的需要手动控制升温速度和空气燃烧比。控制系统可监控显示温度、压力、流量值,并具有必要的安全报警和安全联锁功能。
(3)钢包卧式离线烘烤装置
数量:4套(2套利旧,2套新增)
型式:立式结构,罐盖可升降
燃料种类:混合煤气
烘烤温度:1100℃
烧嘴型式:自预热式烧嘴
烧嘴个数:1个/每套
带自动点火装置,烘烤温度可以按预置的烘烤曲线自动控制,也可以根据实际生产的需要手动控制升温速度和空气燃烧比。控制系统可监控显示温度、压力、流量值,并具有必要的安全报警和安全联锁功能。
(4)钢包在线烘烤装置
数量:2套(30t和60t电炉各一套)
钢包在线烘烤装置用于出钢前的钢包快速升温,内衬表面温度达到1100℃,布置在出钢线上,结构型式采用门型架结构。
2.1.8  钢包数量计算
本车间内有30t和60t两种钢包,两种钢包的外型尺寸相同,30t钢包的内衬厚度比60t钢包增加150mm,主要参数如下:
钢包全高:4355mm
钢包壳上口直径:3138mm
60t钢包衬上口直径:2135mm
30t钢包衬上口直径:2435mm
60t钢包钢水液面净空:1300mm(60t钢水新包时)
60t钢包钢水液面净空:1000mm(70t钢水新包时)
30t钢水液面净空:1485mm(40t钢水新包时)
30t钢水液面净空:1285mm(45t钢水新包时)
 
2.1.8.1  60t电炉钢包数量计算
炼钢车间需要钢包数量按下式计算
Q= Q1+ Q2+ Q3
式中:
Q─炼钢车间需要钢包数量
Q1─车间正常生产一昼夜内周转使用的钢包数
Q2─车间昼夜内冷修的钢包数
Q3─车间备用的钢包数,取总数的10%。
(1)车间正常生产一昼夜内周转使用的钢包数(Q1
车间正常生产一昼夜内周转使用的钢包数按下式计算:
Q1=RT/1440
式中:
R─车间一昼夜内出钢炉数,最大28.8炉
T─钢包作业时间,即周转或修理时间
1440─昼夜分钟数
炼钢车间钢包周转时间见表2.1-61。
表2.1-61   钢包周转时间表
序号 项        目 时间(min) 备  注
1 进入炉下等待出钢 2  
2 出钢 2  
3 运行至钢水接收跨 2  
4 吊到LF炉精炼 8  
5 钢水精炼(LF) 40  
6 吊到VD炉精炼 8  
7 钢水精炼(LF+VD) 50  
8 吊运至大包转台 12  
9 等待 10  
10 浇注 50  
11 吊离大包转台并翻残钢残渣 12  
12 运到热修位 3  
13 清理、拆装水口 50  
14 烘烤 30  
15 吊运到钢包车上并开至炉下 6  
  合计 285  
Q1=28.8×285/1440=5.7
设计取6个。
(2)车间昼夜内冷修的钢包数(Q2
车间昼夜内冷修的钢包数采用下式计算:
Q2=RT/(E×24)
式中:
R─车间昼夜内出钢炉数,平均28.8炉
T─钢包冷修时间
E─钢包使用寿命,平均为60次
24─昼夜小时数
钢包冷修时间见表2.1-62。
钢包的寿命按60次考虑,使用20次后小修,使用40次后中修,使用60次后大修,钢包大修若干次后全修一次。
表2.1-62    钢包冷修时间表
序号 项目 工作内容 作业时间(小时)
冷却 拆包 砌筑 烘烤 合计
1 小修 更换底吹砖 - 4 2 8 14
2 中修 更换底部工作层及渣线 8 4 8 12 32
3 大修 更换全部工作层 8 4 12 24 48
4 全修 更换工作层和永久层 8 6 48 30 92
    合计         186
 
Q2=28.8×186/(60×24)=3.72
设计取4个。
(3)车间备用钢包数(Q3
车间备用的钢包数计算如下:
Q3=(Q1+ Q2)×10%=(6+4)×10%=1
设计中取1个。
(4)炼钢车间需要钢包数量(Q)
车间总的钢包数量计算如下:
Q3= Q1+ Q2+ Q3=6+4+1=11
目前贵钢实际生产中钢包的数量为14个,本设计钢包数量取14个,全部利旧。
2.1.8.2  30t电炉钢包数量计算
(1)车间正常生产一昼夜内周转使用的钢包数(Q1
Q1=RT/1440
炼钢车间钢包周转时间见表2.1-63。
表2.1-63   钢包周转时间表
序号 项        目 时间(min) 备  注
1 进入炉下等待出钢 2  
2 出钢 2  
3 运行至钢水接收跨 2  
4 吊到LF炉精炼 8  
5 钢水精炼(LF) 40  
6 吊到VOD炉精炼 8  
7 钢水精炼VOD 60  
8 吊运至浇钢车 12  
9 等待 10  
10 浇注 26  
11 吊离浇钢车并翻残钢残渣 6  
12 运到热修位 3  
13 清理、拆装水口 50  
14 烘烤 30  
15 吊运到钢包车上并开至炉下 6  
  合计 265  
Q1=14.4×265/1440=2.65
设计取3个。
(2)车间昼夜内冷修的钢包数(Q2
车间昼夜内冷修的钢包数采用下式计算:
Q2=RT/(E×24)
式中:
R─车间昼夜内出钢炉数,平均14.4炉
T─钢包冷修时间
E─钢包使用寿命,平均为60次
24─昼夜小时数
钢包冷修时间见表2.1-64。
钢包的寿命按60次考虑,使用20次后小修,使用40次后中修,使用60次后大修,钢包大修若干次后全修一次。
表2.1-64    钢包冷修时间表
序号 项目 工作内容 作业时间(小时)
冷却 拆包 砌筑 烘烤 合计
1 小修 更换底吹砖 - 4 2 8 14
2 中修 更换底部工作层及渣线 8 4 8 12 32
3 大修 更换全部工作层 8 4 12 24 48
4 全修 更换工作层和永久层 8 6 48 30 92
    合计         186
 
Q2=14.4×186/(60×24)=1.86
设计取2个。
(3)车间备用钢包数(Q3
车间备用的钢包数计算如下:
Q3=(Q1+ Q2)×10%=(3+2)×10%=0.5
设计中取1个。
(4)炼钢车间需要钢包数量(Q)
车间总的钢包数量计算如下:
Q3= Q1+ Q2+ Q3=3+2+1=6
本设计钢包数量取6个。
2.1.8.3  钢包数量总数
根据上述计算,60t电炉需钢包数为14个,30t电炉需钢包数为6个,事故钢包数为3个,车间内总计钢包数为23个。
2.1.9  起重机能力及作业率计算
2.1.9.1  电炉跨180/50t铸造起重机
电炉跨选用180/50t铸造起重机来进行铁水罐运输、电炉炉壳的吊运至维修区等操作,其起重量计算及作业率计算如下。
1)起重量计算
起重量计算见表2.1-64、表2.1-65。
表2.1-64     吊运铁水罐起重量计算表
序号 项       目 重 量 参 数(吨) 备 注
1 铁水最大装入量 110  
2 包壳重量 24  
3 新包衬重量 38  
4 最大带渣量 1.5  
5 最大允许包体粘附量 4.5  
  合计 178  
 
表2.1-65     吊运电炉炉壳起重量计算表
序号 项       目 重 量 参 数(吨) 备 注
1 下炉壳 22.510  
2 上部水冷框架 8.830  
3 水冷却 10.980  
4 水冷铜块 2.000  
5 吊具 8.700  
6 耐材 110  
  合计 163  
 
 
根据以上计算,选用180/50t铸造起重机。
2)作业率计算
铁水罐吊运铸造吊运转作业时序见表2.1-66。
表2.1-66   铁水罐吊运铸造吊运转作业时序表
序号 作业项目 作业次数
(次)
单位时间
(min/次)
作业时间
(min/d)
1 满包铁水吊至脱硫区或烘烤区 10 6 60
2 铁水吊运至电炉 29 6 174
3 电炉兑铁 29 5 145
4 返回放至铁水罐存放区 29 6 174
5 吊运空罐返回铁水罐运输车上 10 5 50
6 其它作业     100
  合    计     703
 
 
 
 
 

式中:
K1为起重机的工作量系数,包括未预计到的工作量在内,一般取1.1~1.2;
K2为起重机的有效作业系数,考虑到起重机实际工作中的等待、相互干扰、日常维护及交接班等影响,一般选取0.8~0.9。
作业率=×100%=60%
根据以上计算,1台180t铸造吊可以满足生产需要。
2.1.9.2  电炉跨废钢区10+10t电磁起重机
此吊车利旧原贵钢废钢间内的吊车,但跨度需改造缩短。
此吊车主要作业内容包括向废钢料篮加料以及向康斯迪加料段上料,作业率计算如下:
日最大作业量(全废钢冶炼):   2455t
作业定额:                    0.5 min/t
日作业时间:                  1227.5 min
起重机数量:                  2台
起重机作业率:
作业率=1227.5×1.1/(1440×0.9×2)×100%=52%
可见,2台10+10t电磁起重机能够满足生产要求。
2.1.9.3  电炉跨60t电炉区50/10t吊钩桥式起重机
50/10t桥式起重机作业时间见表2.1-67。
表2.1-67    50/10t桥式起重机作业表
序号 作业项目 一次作业时间
(min)
日作业次数
(次/d)
日作业时间
(min)
1 吊料蓝加废钢 4 1 4
2 换电极     20
3 吊修炉材料 15 3 45
4 吊修炉盖 10 1 10
5 吊垃圾箱 5 20 100
6 吊喷补料和碳粉 5 8 40
7 维修康斯迪设备部件 5   30
8 其他(电炉砌筑辅助作业)     100
  小计     349
 
作业率=×100%=30%
选择1台天车,即可满足生产需要。
2.1.9.4  钢水接收跨63/25t吊钩桥式起重机
在钢水接收跨南北两端头,分别设置了1台63/25t桥吊,用于钢包的热修及冷修砌筑等作业。
63/25t桥式起重机作业时间见表2.1-68。
表2.1-68  63/25t桥式起重机作业表
序号 作业项目 一次作业时间/min 日作业次数/d 日作业时间/min
1 吊罐到热修区 6 44 264
2 吊罐到烘烤位置 4 44 176
3 吊罐到拆包位置及清理     20
4 吊罐到冷修区 3 2 6
5 吊渣盘     200
6 装、卸、运原材料     100
  小计     766
 
作业率=×100%=33%
根据上述计算,配置2台天车可以满足生产需要。
2.1.9.5  钢包吊运125/32t铸造起重机
钢水接收跨选用125/32t铸造起重机来进行钢包吊运操作,其主要作业内容有出钢钢包吊运、将钢包吊上、吊下大包转台,倒钢包铸余渣、送热修工位等,其起重量计算及作业率计算如下。
1)起重量计算
起重量计算见表2.1-69。
表2.1-69    起重量计算表
序号 项       目 60t钢水包的有关重量(吨) 30t钢水包的有关重量(吨) 备 注
1 最大钢水量 68 50  
2 钢包壳重量 20.8 20.8  
3 新包衬重量 31 37  
4 1%下渣量 0.68 0.5  
5 最大允许包体粘钢 3 3  
  合计 123.48 111.3  
 
由上表可知,选用125/32t铸造起重机时,在钢包使用前期最大钢水量不宜超过68t,在钢包侵蚀后期根据侵蚀情况控制钢水量不要超过70t。
2)作业率计算
125/32t铸造桥式起重机作业时间见表2.1-70。
表2.1-70    125/32t铸造桥式起重机作业表
序号 作业项目 一次作业时间min 日作业次数次/d 日作业时间min
1 吊罐到LF炉 6 43 258
2 吊罐到VD(VOD)炉 6 43 258
3 从VD(VOD)炉到回转台 6 43 258
4 吊空罐倒出残渣 5 43 215
5 空包吊到热修工位 3 43 129
6 吊罐到钢包烘烤位 3 43 129
7 吊罐到钢包车 5 43 215
8 送回到炉下钢水车 3 43 129
  小计     1591
 
 
作业率=×100%=67%
根据上述计算,钢水接受跨选择2台天车可以满足生产需要。
 
2.1.9.6  渣跨40/10t下旋转铸造起重机
钢水接收跨选用40/10t铸造起重机来进行渣罐吊运操作,其主要作业内容有:将渣罐吊上、吊下渣罐车,即将渣罐车上的9m3渣罐吊运至外运卡车上或将外运卡车上的渣罐吊至烘烤位或渣罐车上等,其起重量计算如下:
1)起重量计算
起重量计算见表2.1-70。
表2.1-70    起重量计算表
序号 项       目 60t电炉区
(吨)
30t电炉区
(吨)
备 注
1 吨钢产渣(kg/t钢水) 100 80  
2 每炉最大渣量 7 3.6(2炉7.2t)  
3 渣罐重量 22 22  
4 底料渣量 0.5 0.5  
5 混入钢水量(t) 1 1  
5 最大允许粘钢粘渣 1 1  
  合计 31.5 31.7  
 
由上表可知,选用40/10t下旋转铸造起重机可满足要求。
 
 
2.1.10  电炉炼钢主要技术参数、原材料和动力消耗
2.1.10.1  60t电炉炼钢技术经济指标
1)60t电炉技术经济指标
60t电炉技术经济指标见表2.1-71。
表2.1-71   60t电炉炼钢技术经济指标
序号 项目 单位 参数 备注
1 电炉公称容量 t 60  
2 平均出钢量 t 60  
3 最大出钢量 t 70  
4 电炉座数 1  
5 变压器容量 MVA 36  
6 一次电压 KV 35  
7 二次电压 V 249-640(17级) 二次电流46700A
8 变压器容量 MVA 36  
9 电炉车间作业天数 d 350  
10 电炉车间作业率 % 95.9  
11 电炉作业天数 d 290  
12 电炉作业率 % 79.3  
13 电炉平均冶炼周期 min 50  
14 电炉最短冶炼周期 min 40  
15 日产炉数 28.80 (290 d)
16 日产钢水量 t 1728 (290 d)
17 年出钢炉数 8335  
18 年产钢水量 万吨 50  
 
2)60t电炉主要原材料与动力介质消耗指标
60t电炉主要原材料与动力介质消耗指标见表2.1-72。
 
表2.1-72   60t电炉主要原材料与动力介质消耗指标
序号 名称 单位 数值
  主要原材料消耗    
1 铁水 Kg/t钢水 400
2 废钢 Kg/t钢水 700
3 石灰 Kg/t钢水 40
4 萤石 Kg/t钢水 5
5 轻烧白云石 Kg/t钢水 26
6 碳粉 Kg/t钢水 15
7 耐火材料 Kg/t钢水 5
8 电极 Kg/t钢水 1.6
  动力消耗    
1 电炉冶炼电耗 kWh/t钢 220
2 动力电耗 kWh/t钢 20
3 氧气 Nm3/t钢 50
4 压缩空气 Nm3/t钢 10
5 混合煤气 GJ/t钢 0.25
6 天然气 Nm3/t钢 4.5
7 冷却水(工艺循环水) m3/t钢 23
8 回收蒸汽 Kg/t钢 >100
 
2.1.10.2  30t电炉炼钢技术经济指标
1)30t电炉技术经济指标
30t电炉技术经济指标见表2.1-73。
表2.1-73    30t电炉主要技术经济指标
序号 项目 单位 参数 备注
1 电炉公称容量 t 30  
2 平均出钢量 t 35 若需LF处理,按40-45t出钢
3 最大出钢量 t 50  
4 电炉座数 1  
5 变压器容量 MVA 20  
6 一次电压 KV 35  
7 电炉车间作业天数 d 350  
8 电炉车间作业率 % 95.9  
9 电炉作业天数 d 199  
10 电炉平均冶炼周期 min 100  
11 电炉最短冶炼周期 min 70  
12 日产炉数 14.4  
13 日产钢水量 t 504  
14 年产钢水量 万吨 10  
 
2)30t电炉主要原材料与动力介质消耗指标
30t电炉主要原材料与动力介质消耗指标见表2.1-74。
表2.1-74    30t电炉主要原材料与动力介质消耗指标
序号 名称 单位 数值
  主要原材料消耗    
1 废钢 Kg/t钢水 1100
2 石灰 Kg/t钢水 40
3 萤石 Kg/t钢水 5
4 轻烧白云石 Kg/t钢水 16
5 碳粉 Kg/t钢水 15
6 耐火材料 Kg/t钢水 5
7 电极 Kg/t钢水 2.0
  动力消耗    
1 电炉冶炼电耗 kWh/t钢 460
2 动力电耗 kWh/t钢 20
3 氧气 Nm3/t钢 50
4 压缩空气 Nm3/t钢 10
5 混合煤气 GJ/t钢 0.25
6 冷却水(工艺循环水) m3/t钢 23
 
 

2.2  电炉车间精炼设施
2.2.1  电炉炼钢厂精炼设施配置
2.2.1.1  精炼设施配置
根据产品大纲中冶炼钢种的要求,电炉钢水60万吨需要100%经过LF炉处理。考虑到立式铸机和模铸部分产品为高纯净度的优质特钢,如车轴钢、模具钢、工具钢等,有33万吨需要经过脱气真空处理,车间应配置VD/VOD真空处理设施。
30吨电炉生产线能力为10万吨/年,主要供立式连铸机与模铸使用,配置1台30吨LF炉、1台真空处理设施从节奏和能力上就可以满足该条生产线的要求。该套LF炉为原利设备,因钢包要与60t钢包统一,需要对部分主体设备进行改造。
60t电炉工艺生产钢水主要供连铸机使用,铸机的单炉浇注时间小于50min,而LF炉处理一些优质特殊钢如H13、20CrMnTi(H)时,为便于夹杂物上浮,需要长时间软吹(15~20min),来保证钢水的纯净度要求,LF炉处理周期大于浇注周期,需要配置2台LF炉来保证连铸机连浇要求。2台LF炉利旧1台,新建1台。
从设备能力来讲,一套VD就能完成每年处理33万吨钢水的任务,但是一套VD无法同时满足两条生产线浇注(模铸)品种钢的节奏要求。再加上30吨电炉与60吨电炉生产品种上要求真空处理的钢种比例相当,考虑两条生产线的品种同时需要进行真空处理,需在利旧原VD炉基础上,再新增一套真空处理设施。考虑到预留低碳低氮不锈钢以及工业纯铁等低碳产品生产手段的需要,新增1套真空处理设施选择VOD真空处理设施。
根据以上分析,电炉车间精炼设施配置形成2种工艺路线,一是30t电炉→30tLF炉→30(60)tVOD/VD→模(连)铸生产工艺;另一条是60t康斯迪电弧炉→60tLF炉→60tVD→连铸生产工艺。电炉炼钢厂精炼系统配置情况见表2.2-1。
表2.1-1    电炉车间精炼设施配置表
电 炉 钢包精炼炉 真空处理设施 浇注方式
30tEAF,冶炼周期70~00min 1×30tLF(利旧改造),处理周期50~60min 1×30(60)t VOD,处理周期50~60min IC
60tEAF,冶炼周期40~50min 2×60tLF(1台利旧),处理周期50~60min 1×60tVD(利旧改造),处理周期40~50min CC,单炉浇注时间50min
 
 
2.2.1.2  LF炉钢包精炼炉功能
加热功能:可降低出钢温度,缩短电炉冶炼周期;
精确控制钢水温度,满足连铸连浇的要求;
准确控制钢水成分;
较强的脱硫、脱氧功能;
降低夹杂物含量,改变夹杂物形态,提高钢水纯洁度;
能灵活协调炼钢与连铸之间的生产节奏、起到缓冲调节作用。
2.2.2  30t LF钢包精炼炉工艺与设备
30tLF炉利用原车间内的30tLF炉进行改造,30tLF炉主要配置情况:LF炉本体(拟利旧部分):变压器及高、低压配电系统(含谐波治理)、液压站、LF炉二次短网、喂丝机(含控制柜);新设计部分:电极臂及升降系统、加热桥架、炉盖及升降系统、钢包车系统、水冷电缆设施、润滑系统等。LF炉辅助系统(拟新配套):合金料斗、各种介质(冷却水、底吹氩、压缩空气系统等)。
2.2.2.1  生产操作流程
30t电炉出钢后,用125/32t吊车将钢水包吊放到LF炉钢包车上。接通钢包底吹氩快速接头,然后LF炉钢包车把钢包运到加热工位。先测温取样,加入造渣剂,降下电极对钢水和熔剂加热。熔剂熔化以后应保持一定时间,以利于P、S夹杂物去除。加入铁合金,再测温取样,根据钢水温度和成份以标准值的偏差进行成份微调(通过对钢水加热,加废钢和铁合金来实现)。钢水合金化以后,喂丝弱吹氩15~20分钟,用吊车将钢水包吊到下道工序。工艺流程图如下:

 
 

LF炉生产操作物料流程见2.2-1。 
图2.2-1  30tLF炉工艺流程图
2.2.2.2  工艺布置
根据贵钢公司电炉车间工艺位置情况,本次30tLF炉布置在B-C-D跨间,5-7#线内。主控室和电气室布置在B-C跨间,一层分别是液压站、高低压配电室,二层分别为变压嚣室、主控室。LF处理位中心布置在距C列线6.5m,距6#线5.6m位置上。主操作平台标高+5.90m,钢包车共设2台,布置在+0.00m平面上。合金和散状料烘烤及贮存称量设施布置在B-C跨内,和30t电炉共用。出钢跨吊车轨面标高+24m,散状料跨吊车轨面标高+30.00m。
2.2.2.3  主要参数
利旧改造30tLF炉主要设备参数见表2.2-2。
表2.2-2    30tLF炉主要设备参数表
序号 名   称 单 位 参 数 备 注
1
钢包容量 t 35-45 max.45
自由空间高度 mm ~1485 40t钢液时
2

行走速度 m/min 3-20 变频可调
定位精度 mm ±20  
驱动方式   机械式 变频调速
3


电极直径 mm ф350 HP石墨电极
电极分布圆直径 mm ф630  
电极升降速度 m/min 4.5/3(5/3.5) 自动/手动
4 钢水升温速率 ℃/min ≥4  
5




额定容量 KVA 6300 过载20%,
一次电压 KV 35  
二次电压 V   5级
二次额定电流 KA  
调压方式     无载调压
冷却方式     油水冷却
出线方式     侧出线
6 短网阻抗 阻抗 2.6  
三相不平衡系数 % ≤5  
7  
氩气系统
供气压力 MPa 1.6  
工作压力 MPa 0.35~1.0
耗量 NL/min 34~340
8 冷却水系统 工作压力 MPa 0.4~0.6  
回水压力 MPa 0.2—0.3  
耗量 m3/h 230 含变压器用水
进/回水温度 ≤35/55  
10 加热炉盖 提升高度 mm 650  
炉盖烟气捕捉率 ≥95  
最大风量 Nm3/h 30000 温度200℃
 
处理周期分配见表2.2-3。
表2.2-3   30tLF炉钢水处理时间分配表
序号 操作项目 时间分配,min 备 注
1 座包、接通底吹氩 4  
2 钢包车开入加热工位 1  
3 电极及炉盖下降 1  
4 化渣及升温钢水 15~20  
5 合金化 5  
6 测温取样 2  
7 合金微调 3  
8 电极及炉盖上升 1  
9 钢包车开至吊包位 1  
10 喂丝软吹氩 15-20  
11 吊包 2  
  合计 50~60  
设备处理能力计算如表2.2-4。
表2.2-4    设备处理能力计算表
序号 名  称 单位 指标 备  注
1 LF炉座数 1  
2 处理量 t 35  
3 处理时间 min 55 平均值
4 日处理炉数 15  
5 日处理量 t 525  
6 LF炉年作业天数 199 与电炉同步
7 年处理量 万t 10.45  
2.2.2.4  30tLF炉主要工艺设备性能描述
1)30tLF炉钢包
使用60t钢包(内衬加厚)的参数为:
钢包壳上口直径:3138mm
钢包衬上口直径:2135mm
钢水液面净空:1485mm(40t钢水新包时)
2)钢包车 2台
钢包车新设计,车体采用的是钢板焊接结构。车体顶面铺有耐火材料保护。钢包车用二台电动机驱动,采用的是频率转换器对速度进行控制,当一台电动机出现故障时,另一台电动机工作,钢包车减速运动。
钢包车的供电采用的是电缆滑线供应。
钢包车运行在钢包的吊包位和钢包的加热位之间,二个位置设行程开关控制,每组行程开关设减速、停车、过位保护开关。
LF炉钢包车技术参数:
钢包车最大载重量:  125t
钢包车运行速度:    1.6-16m/min
轮子数目:          4
钢包车长度:        8060mm
钢包车宽度:        4200mm
钢包车高度:        1465mm
轨距:              3600mm
钢轨型号:          QU120
电机数量:          2台
每台电机功率:      15kW
配置钢包车台数:    2台
3)水冷钢包盖 1套
炉盖本体为均流密排管式结构,水冷炉盖用无缝钢管和特制的等直径弯头组焊而成,焊后振动时效处理。
在炉盖本体上除三个电极孔外,根据工艺要求还设有合金加料孔、测温取样孔以及相应的密封盖;同时在炉盖的侧壁设有一倾斜式人工观察工作孔,在冶炼过程中,根据需要可打开孔盖进行观察和其它工艺操作;各密封盖均由汽缸工作,各密封盖均通水冷却,联结密封盖冷却水的金属软管两端均设有旋转接头。为了避免冲击,所有气缸两端均有缓冲功能。炉盖上设有一总进水管,以供回给炉盖上各支路的进水管;同时在各个支路上设有检修放水阀。在炉盖总回水管上设有一个流量计,以检测炉盖的实时回水状态。
炉盖上集烟除尘装置收集三个电极孔处的外溢烟,用无缝钢管盘制而成;上集烟除尘装置下部与炉盖本体联结,上部设有耐火材料封盖。水冷烟道用无缝钢管盘制而成,一方面与上集烟除尘装置相通,另一方面与下集烟罩相通。
钢包盖直径:3556mm
钢包盖高度:1800mm
钢包盖排气罩接口尺寸:1614mm×550mm
排出烟气量:30000Nm3/h,烟气温度:200℃,含尘量:25g/Nm3
4)炉盖提升装置
炉盖提升机构是由两套活塞式液压缸、板式起重链、链轮及同步阀等组成,并设置在加热桥架两侧的横梁上,炉盖四点吊挂在链条的下端,链条与炉盖的联接通过一调整螺杆使炉盖在安装时保证水平。炉盖的上升是靠液压缸来实现,下降则是靠炉盖的自重,炉盖升降缸置于横梁的末端,远离高温区,并配有相应的防护措施。
技术参数:
炉盖提升高度: ≥600mm
炉盖提升力: ≥12×104N
5)电极升降装置 1套
电极升降装置是用来升降电极的。它由电极臂、电极臂升降柱、电极升降柱的导向装置组成。中空的电极升降立柱内腔装设独立的立柱升降油缸,立柱结构充分考虑了交变电磁力和电弧力的作用;立柱前后焊有导轨。使导轨面具有好的耐磨性。立柱上端面(水冷结构)与横臂联接处二者之间设有可靠的绝缘;而且联结采用非常可靠的刚性联结(不锈钢双头螺栓联结)。
技术参数:
电极升降行程:2600mm
电极升降速度:4.5 m/min
液压缸缸径:125mm
压力:12MPa
6)电极臂 1套
电极臂是用来连接电极升降柱和电极之间的设备。它固定在电极升降柱上,随电极升降柱一起升降。电极臂为铜钢复合钢板焊接成的空心矩型结构件,端头安装有电极加紧装置。电极加紧装置是用电解铜锻造后制成的,液压缸活塞上装有一个盘状弹簧,用以产生夹紧力,夹紧电极。当液压缸压缩盘状弹簧,电极固定件就会打开,放松电极。电极臂采用循环水冷却。
技术参数:
电极直径:Ф350mm, HP石墨电极
电极节圆直径:Ф630mm
加紧液压缸:
行程:51mm
缸径:200mm
工作压力:12MPa
夹紧力:172KN
7)加热桥架及导向滚轮组装置 1套
加热桥架是用钢板焊接成的异形基础构件,具有非常高的强度和刚性,其分为上、下两层,分别安装导向轮组装置;下部与基础通过高强度螺栓固定。
电极升降导向轮装置用于电极升降机构定位导向,两层各12套滚轮,共由24个滚轮组成,对应电极升降立柱上下各设一组,分别安装在支撑机构的上下层。每两个滚轮为一组,互为90°,安装在同一底座上。
滚轮轴承采用哈、瓦、洛轴承。润滑通过轴端的油孔通到轴承之间的间隙处,轴承的外端设有密封;滚轮考虑互换性。
技术参数:
主导向滚轮直径:≥Φ220 mm
辅导向滚轮直径:≥Φ160 mm
8)二次短网 1套(利旧)
二次断网是连接变压器的二次出线和电极臂之间的设备,由铜软线按三角形接法连接起来。目地是使3相阻抗包括电极臂在内的对称度尽可能的提高。水冷电缆用三角形接法和电极臂上的导电铜管连接起来,布置成等边三角形结构。
技术参数:
水冷电缆:
每一相的电缆数:2
电缆长度:5800mm
三相阻抗不平衡度:<5%。
9)液压系统 1套(利旧)
因电极升降缸改变(直径增加,行程增加),原液压系统的蓄能器容量略显不足,建议增加2x100L蓄能器。
液压系统用来向液压缸提供动力,用户主要有:
升降钢包盖:1个缸。
升降电极:3个缸。
打开电极夹:3个缸。
该系统有一个油箱,两台流量可变的主泵,其中一台处于备用状态。一台油循环泵对油进行过滤和冷却。由液压电磁阀来对钢包盖升降和电极夹紧进行控制。为了自动调整电极升降,采用伺服阀对电极升降进行控制。设置蓄能器一套,一但电源发生故障,就可马上进行提升钢包盖到上极限位置、提升电极到上极限位置的操作。
技术参数:
油箱容积:3000L
主泵:
额定压力:12Mpa
流量:414L/min(2台泵工作,一台备用)
电动机额定功率:3×37kw
循环泵:
流量:150L
电动机额定功率:3kw
蓄能器:
数目:12
总容积:756L
液压流体:水、乙二醇
液压流体加热器功率:3kw
10)水冷系统 1套
系统采用有压回水。
水冷炉盖总供/回水采用一进一回,在总进水管道上设有压力表及检测温度的热电阻。同时还在炉盖总回水管路设有电磁流量计,可对炉盖水量进行实时跟踪监控,所有信号均进PLC系统。
设备本体及变压器油水冷却器的水冷系统总供/回水采用一进一回,在总进水管道上设有压力表和电接点温度计, 在回水各支管均设检测温度的电接点温度计,所有信号均进PLC系统。
将所检测的温度、水压及流量信号送至PLC。当压力过低、温度过高时、流量过低,控制室将有声光指示和报警。
技术参数:
闭路冷却水质要求:固体悬浮物 <10mg/l、硬度<10°dH
进水压力/回水压力:0.6MPa/0.4MPa
炉盖冷却水的耗量:100 m3/h
设备的冷却水耗量:130 m3/h
进/回水温度:≤35/55℃
11)集中润滑系统 1套
该系统内包括有润滑泵、油箱以及程序编制装置,用来为电极和钢包盖升降柱的导轮进行润滑。
技术参数:
润滑泵型号:DRB7-M235Z
油箱容积:100L
公称压力:20Mpa
一次给油时间:5min
电机功率:1.5kw
12)压缩空气系统
压缩空气系统是用来为气缸提供动力。用户有以下几项:
钢包炉测温取样孔阀门气缸、汇总斗上下插板阀气缸、除尘阀门开闭气缸。技术参数:
空气用量:50Nm3/h
压力:0.5MPa
空气温度:20℃
13)铁合金和散状料烘烤及加入系统 (与30t电炉共用)
见章节2.1.7.8:30t电炉与LF炉散料及合金加料系统设备描述。
14)电极连接站 1套 (利旧)
电极连接可通过炉子上的电极夹或在电极连接站来完成。电极连接站是一组台架,有3个存放台架和1个连接台架,每个台架上设置可手动操作的夹具装置和隔热套管。
15)底吹氩搅拌系统 2套
底吹氩搅拌系统是用氩气做为载体,通过钢包底部的透气砖向钢水提供动力,用于搅拌钢水。气体流量通过主控室进行控制。
技术参数:
氩气纯度:99.99%
工作压力:0.3~1.2MPa
氩气耗量:2×(33-330)NL/min
16)喂丝设备  2台(利旧)
喂丝机WX-4BF型,变频调速,喂合金线和铝线。
喂线根数:2
喂线直经:8~13mm
喂线速度:1~6m/s
2.2.2.5  30t LF炉主要技术经济指标及消耗指标
30t LF炉主要技术经济指标及动力能源消耗指标见表2.2-5、表2.2-6。
表2.2-6  30t LF钢包炉主要技术经济指标表
序号 名  称 单 位 指 标 备  注
1 LF炉钢包容量 t 35-45  
2 LF炉座数 1  
3 LF炉变压器容量 KVA 6300  
4 LF炉处理时间 min 55  
5 作业率 % 55  
6 日处理炉数 15  
7 处理钢水量 104t/a 10.45  
8 工艺设备重量 t 120  
9 工艺设备装机容量 kW 150  
10 车间定员 16  
表2.2-7  30t LF炉主要原材料及动力消耗表
序号 名  称 单  位 指 标 备  注
原材料消耗      
1 钢水 kg/t ~1000  
2 电极 kg/t 0.32  
3 铁合金 kg/t 7  
4 白灰 kg/t 4  
5 合成渣 kg/t 5  
6 萤石 kg/t 3  
7 耐火材料 kg/t 7  
动力消耗      
1 氩气 Nm3/t 0.2  
2 冷却水 m3/t 0.1  
3 压缩空气 Nm3/t 1.2  
4 电耗 kWh/t 35  
2.2.3  60t LF钢包精炼炉工艺与设备
电炉车间共建设60tLF炉2台,其中1台利用原有60t LF炉主体设施,另1台新建。LF炉型式采用双钢包车、离线布置,中间位为处理位,两边为吊包位。上料系统:新上LF炉与VOD炉共用考虑,采用天车吊运底开式料罐上料。利旧的LF炉的上料与60吨电炉共用。60t LF炉主要配置情况:LF炉本体(拟利旧部分):变压器及高、低压配电系统、液压站、LF炉二次短网、喂丝机(含控制柜)、电极臂及升降系统、加热桥架、炉盖及升降系统、钢包车系统、水冷电缆设施、润滑系统等。新设计部分:LF炉辅助系统:合金料斗、各种介质(冷却水、底吹氩、压缩空气系统等)。
2.2.3.1  生产操作流程
60t电炉出钢后,用125/32t吊车将钢水包吊放到LF炉钢包车上。接通钢包底吹氩快速接头,然后LF炉钢包车把钢包运到加热工位。先测温取样,加入造渣剂,降下电极对钢水和熔剂加热。熔剂熔化以后应保持一定时间,以利于P、S夹杂物去除。加入铁合金,再测温取样,根据钢水温度和成份以标准值的偏差进行成份微调。钢水合金化以后,喂丝弱吹氩15-20分钟,用吊车将钢水包吊到下道工序。
60t LF精炼炉生产操作物料流程见图2.2-2。

 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.2-2  60t LF炉工艺流程图
2.2.3.2  工艺布置
根据贵钢公司电炉车间工艺位置情况,2台60tLF炉布置在B-C-D跨间,60吨电炉出钢线两侧9-11#线和12-14#线内。主控室和电气室布置在B-C跨间,一层分别是液压站、高低压配电室,二层分别为变压嚣室、主控室。LF处理位中心布置在距C列线6.5m,利旧LF中心距13#线6m位置、新建距10线4.5m位置上。主操作平台标高+5.90m,钢包车共设2台,布置在+0.00m平面上。合金和散状料烘烤及贮存称量设施布置在B-C跨内,利旧LF和60t电炉共用。新建60tLF合金加料系统与新建VOD共用。
2.2.3.3  主要参数
2台60t LF炉主要设备性能参数见表2.2-8。
表2.2-8    60t LF炉主要技术参数表
序号 名   称 单 位 参 数 备 注
1 钢包 钢包额定容量 t 60 max.70
自由空间高度 mm 1300 60t钢液时
2   行走速度 m/min 2-20 变频可调
定位精度 mm ±20  
驱动方式   机械式 变频调速
3 加热装置 电极直径 mm ф400 HP石墨电极
电极分布圆直径 mm ф700  
电极升降速度 m/min 6/4  
4 钢水升温速率 ℃/min ≥4  
5




额定容量 KVA 12000 过载20%,
一次电压 KV 35  
二次电压 V 260-240-150 11级
二次额定电流 KA 31.5
调压方式     有载调压
冷却方式     油水冷却
出线方式     侧出线
6 短网阻抗 阻抗 2.6  
三相不平衡系数 % ≤5  
7 氩气系统 供气压力 MPa 1.6  
工作压力 MPa 0.35~1.0
耗量 NL/min 20~600
8 冷却水系统 工作压力 MPa 0.4~0.6  
回水压力 MPa 0.2~0.3  
耗量 m3/h 230 含变压器用水
进/回水温度 ≤35/55  
10 加热炉盖 提升高度 mm 650  
炉盖烟气捕捉率 ≥95  
最大风量 Nm3/h 42000  
 
处理周期分配见表2.2-9。
表2.2-9    60t LF炉钢水处理时间分配表
序号 操作项目 时间分配,min 备 注
1 座包、接通底吹氩 4  
2 钢包车开入加热工位 1  
3 电极及炉盖下降 1  
4 化渣及升温钢水 15~20  
5 合金化 5  
6 测温取样 2  
7 合金微调 3  
8 电极及炉盖上升 1  
9 钢包车开至吊包位 1  
10 喂丝软吹氩 15-20  
11 吊包 2  
  合计 50~60  
 
设备处理能力计算如表2.2-10。
表2.2-10  设备处理能力计算表
序号 名  称 单位 指标 备  注
1 LF炉座数 1  
2 平均处理量 t 60 最大70t
3 处理时间 min 55 平均值
4 日处理炉数 26  
5 日处理量 t 1100  
6 LF炉年作业天数 290 与电炉同步
7 年处理量 万t 45  
 
2.2.3.4  60t LF精炼炉主要工艺设备性能
1)60tLF炉钢包
60t钢包的参数为:
钢包壳上口直径:3138mm
钢包总高:4355mm
钢包衬上口直径:2435mm
钢水液面净空:1300mm(60t钢水新包时)
2)钢包车 4台 (利旧2台)
钢包车新设计,车体采用的是钢板焊接结构。车体顶面铺有耐火材料保护。钢包车用二台电动机驱动,采用的是频率转换器对速度进行控制,当一台电动机出现故障时,另一台电动机工作,钢包车减速运动。
钢包车的供电采用的是电缆滑线供应。
钢包车运行在钢包的吊包位和钢包的加热位之间,二个位置设行程开关控制,每组行程开关设减速、停车、过位保护开关。
LF炉钢包车技术参数:
钢包车最大载重量:  130t
钢包车运行速度:   1.6-16m/min
轮子数目:         4
钢包车长度:      8060mm
钢包车宽度:       4200mm
钢包车高度:       1465mm
轨距:             3600mm
钢轨型号:         QU120
电机数量:         2台
每台电机功率:     15kW
3)水冷钢包盖 2套 (1套利旧)
炉盖本体为均流密排管式结构,水冷炉盖用无缝钢管和特制的等直径弯头组焊而成,焊后振动时效处理。
在炉盖本体上除三个电极孔外,根据工艺要求还设有合金加料孔、测温取样孔以及相应的密封盖;同时在炉盖的侧壁设有一倾斜式人工观察工作孔,在冶炼过程中,根据需要可打开孔盖进行观察和其它工艺操作;各密封盖均由汽缸工作,各密封盖均通水冷却,联结密封盖冷却水的金属软管两端均设有旋转接头。为了避免冲击,所有气缸两端均有缓冲功能。炉盖上设有一总进水管,以供回给炉盖上各支路的进水管;同时在各个支路上设有检修放水阀。在炉盖总回水管上设有一个流量计,以检测炉盖的实时回水状态。
炉盖上集烟除尘装置收集三个电极孔处的外溢烟,用无缝钢管盘制而成;上集烟除尘装置下部与炉盖本体联结,上部设有耐火材料封盖。水冷烟道用无缝钢管盘制而成,一方面与上集烟除尘装置相通,另一方面与下集烟罩相通。
钢包盖直径:3556mm
钢包盖高度:1800mm
钢包盖排气罩接口尺寸:1614mm×550mm
排出烟气量:40000Nm3/h,烟气温度:200℃,含尘量:25g/Nm3
4)炉盖提升装置 2套(1套利旧)
炉盖提升机构是由两套活塞式液压缸、板式起重链、链轮及同步阀等组成,并设置在加热桥架两侧的横梁上,炉盖四点吊挂在链条的下端,链条与炉盖的联接通过一调整螺杆使炉盖在安装时保证水平。炉盖的上升是靠液压缸来实现,下降则是靠炉盖的自重,炉盖升降缸置于横梁的末端,远离高温区,并配有相应的防护措施。
技术参数:
炉盖提升高度: ≥600mm
炉盖提升力: ≥12×104N
5)电极升降装置 2套 (1套利旧)
电极升降装置是用来升降电极的。它由电极臂、电极臂升降柱、电极升降柱的导向装置组成。中空的电极升降立柱内腔装设独立的立柱升降油缸,立柱结构充分考虑了交变电磁力和电弧力的作用;立柱前后焊有导轨。使导轨面具有好的耐磨性。立柱上端面(水冷结构)与横臂联接处二者之间设有可靠的绝缘;而且联结采用非常可靠的刚性联结(不锈钢双头螺栓联结)。
技术参数:
电极升降行程:2600mm
电极升降速度:4.5 m/min
液压缸缸径:125mm
压力:12MPa
6)电极臂 2套 (1套利旧)
电极臂是用来连接电极升降柱和电极之间的设备。它固定在电极升降柱上,随电极升降柱一起升降。电极臂为铜钢复合钢板焊接成的空心矩型结构件,端头安装有电极加紧装置。电极加紧装置是用电解铜锻造后制成的,液压缸活塞上装有一个盘状弹簧,用以产生夹紧力,夹紧电极。当液压缸压缩盘状弹簧,电极固定件就会打开,放松电极。电极臂采用循环水冷却。
技术参数:
电极直径:Ф400mm, HP石墨电极
电极节圆直径:Ф700mm
加紧液压缸:
行程:51mm
缸径:220mm
工作压力:12MPa
夹紧力:172KN
7)加热桥架及导向滚轮组装置 2套 (1套利旧)
加热桥架是用钢板焊接成的异形基础构件,具有非常高的强度和刚性,其分为上、下两层,分别安装导向轮组装置;下部与基础通过高强度螺栓固定。
电极升降导向轮装置用于电极升降机构定位导向,两层各12套滚轮,共由24个滚轮组成,对应电极升降立柱上下各设一组,分别安装在支撑机构的上下层。每两个滚轮为一组,互为90°,安装在同一底座上。
滚轮轴承采用哈、瓦、洛轴承。润滑通过轴端的油孔通到轴承之间的间隙处,轴承的外端设有密封;滚轮考虑互换性。
技术参数:
主导向滚轮直径:≥Φ220 mm
辅导向滚轮直径:≥Φ160 mm
8)二次短网 2套 (1套利旧)
二次断网是连接变压器的二次出线和电极臂之间的设备,由铜软线按三角形接法连接起来。目地是使3相阻抗包括电极臂在内的对称度尽可能的提高。水冷电缆用三角形接法和电极臂上的导电铜管连接起来,布置成等边三角形结构。
技术参数:
水冷电缆
每一相的电缆数:2
电缆长度:6000mm
三相阻抗不平稀衡度:<5%。
9)液压系统 2套 (1套利旧)
液压系统用来向液压缸提供动力,用户主要有:
升降钢包盖:1个缸。
升降电极:3个缸。
打开电极夹:3个缸。
该系统有一个油箱,两台流量可变的主泵,其中一台处于备用状态。一台油循环泵对油进行过滤和冷却。由液压电磁阀来对钢包盖升降和电极夹紧进行控制。为了自动调整电极升降,采用伺服阀对电极升降进行控制。设置蓄能器一套,一但电源发生故障,就可马上进行提升钢包盖到上极限位置、提升电极到上极限位置的操作。
技术参数:
油箱容积:3000L
主泵:
额定压力:12MPa
流量:414L/min(2台泵工作,一台备用)
电动机额定功率:3×37kW
循环泵:
流量:150L
电动机额定功率:3kW
蓄能器:
数目:12
总容积:756L
液压流体:水、乙二醇
液压流体加热器功率:3kW
10)水冷系统 2套
系统采用有压回水。(利旧LF炉变压器及短网为无压回水46.5t/h)
水冷炉盖总供/回水采用一进一回,在总进水管道上设有压力表及检测温度的热电阻。同时还在炉盖总回水管路设有电磁流量计,可对炉盖水量进行实时跟踪监控,所有信号均进PLC系统。
设备本体及变压器油水冷却器的水冷系统总供/回水采用一进一回,在总进水管道上设有压力表和电接点温度计, 在回水各支管均设检测温度的电接点温度计,所有信号均进PLC系统。
将所检测的温度、水压及流量信号送至PLC。当压力过低、温度过高时、流量过低,控制室将有声光指示和报警。
技术参数:
闭路冷却水质要求:固体悬浮物 <10mg/l、硬度<10°dH
进水压力/回水压力:0.6MPa/0.4MPa
炉盖冷却水的耗量:120 m3/h
设备的冷却水耗量:130 m3/h
进/回水温度:≤35/55℃
11)集中润滑系统 2套 (1套利旧)
该系统内包括有润滑泵、油箱以及程序编制装置,用来为电极和钢包盖升降柱的导轮进行润滑。
技术参数:
润滑泵型号:DRB7-M235Z
油箱容积:100L
公称压力:20Mpa
一次给油时间:5min
电机功率:1.5kW
12)压缩空气系统 2套
压缩空气系统是用来为气缸提供动力。用户有以下几项:
钢包炉测温取样孔阀门气缸、汇总斗上下插板阀气缸、除尘阀门开闭气缸。技术参数:
空气用量:50Nm3/h
压力:0.5MPa
空气温度:20℃
13)铁合金和散状料烘烤及加入系统 (利旧LF与60t电炉共用)、新建LF路与VOD共用。
见60t VOD设备描述。
14)电极连接站 2套 (1套利旧)
电极连接可通过炉子上的电极夹或在电极连接站来完成。电极连接站是一组台架,有3个存放台架和1个连接台架,每个台架上设置可手动操作的夹具装置和隔热套管。
15)底吹氩搅拌系统 2套 (1套利旧)
底吹氩搅拌系统是用氩气做为载体,通过钢包底部的透气砖向钢水提供动力,用于搅拌钢水。气体流量通过主控室进行控制。
技术参数:
氩气纯度:99.99%
工作压力:0.3~1.2MPa
氩气耗量:2×(20~600)NL/min
16)喂丝设备  4台(利旧2台)
喂丝机WX-4BF型,变频调速,喂合金线和铝线。
喂线根数:2
喂线直经:8~13mm
喂线速度:1~6m/s。
17)捞渣机  1台
有些钢种经过LF炉处理后,渣量较大,根据贵钢要求,对经过LF炉处理后的钢水进行去渣处理,鉴于钢水接收跨设施较多,富余的空间很少,故本方案考虑在2#LF炉的一个吊包工位外侧增加1台捞渣机,用于去除钢水面上的钢渣。
钢水扒渣机和捞渣机的比较
序号 比较内容 扒渣机 捞渣机
1 一次性投资 高(扒渣+倾动) 低(捞渣机)
2 钢水损耗 5kg/t钢水 1.5kg/t钢水
3 捞(扒)渣时间min 7-10 7-10
4 钢水罐倾翻要求 需倾翻~30°,需增设钢水包倾翻装置 不需要倾翻
捞渣采用回转行走式液压捞渣机,包括走行机构、回转机构、臂升机构和捞渣机构。液压捞渣机的行走机构采用电机带减速机驱动,变频启动。回转平台采用单排球式回转支撑与行走机构的底盘连接。臂升机构采用液压铰接倾动的方式。捞渣机构采用液压驱动带动渣耙转动,液压系统采用全集成管路系统,液压油采用水循环冷却,以保证液压系统的正常工作。渣耙采用耐热钢焊合而成,外敷耐高温涂料。
捞渣机的控制系统采用PLC控制,遥控器操作的控制操作方式。捞渣机主要技术参数:
工作臂回转半径:~6500mm
工作臂回转角度:±90°
工作臂回转速度:1~2r/min
工作臂升降速度:60~80mm/sec
渣耙回转直径:1000mm
渣耙工作速度:5~8r/min
渣耙磕渣速度:8~10r/min
渣耙回转角度:180°
行走速度:30~40m/min
行走行程:3~6m
捞渣深度:1.2 m
 
2.2.3.5  60t LF精炼炉技术经济指标和消耗指标
60t LF炉主要技术经济指标及动力能源消耗指标见表2.2-11、表2.2-12。
表2.2-11    60tLF钢包炉主要技术经济指标表
序号 名  称 单 位 指 标 备  注
1 LF炉钢包额定容量 t 60  
2 LF炉座数 2  
3 LF炉变压器容量 kVA 12000  
4 LF炉处理时间 min 55  
5 作业率 % 79  
6 日处理炉数 26  
7 处理钢水量 104t/a 45  
8 工艺设备重量 t 150  
9 工艺设备装机容量 kW 180  
表2-13   60t LF炉主要原材料及动力消耗表
序号 名  称 单  位 指 标 备  注
原材料消耗      
1 钢水 kg/t ~1000  
2 电极 kg/t 0.32  
3 铁合金 kg/t 7  
4 白灰 kg/t 4  
5 合成渣 kg/t 5  
6 萤石 kg/t 3  
7 耐火材料 kg/t 7  
动力消耗      
1 氩气 Nm3/t 0.2  
2 冷却水 m3/t 0.1  
3 压缩空气 Nm3/t 1.2  
4 电耗 kWh/t 35  
 
 
2.2.4  60tVD/VOD炉
按照精炼设施配置要求,电炉车间配置1套60tVD(利旧原设备进行加一个真空罐处理位改造),再新建1套60tVOD设施。
60tVD利旧主体设施初定有:真空罐设施、罐盖车、罐盖及提升系统、液压系统、主真空阀等,改造设施为真空泵系统加水环泵改造、抽气管路加移动弯管改造;新增一个真空罐处理位,增加抽气管路及移动弯管设施,增加底吹氩、喂丝机等设施。
60tVOD设施采用单真空罐处理位形式,真空泵系统采用蒸汽加水环泵的形式。
2.2.4.1  VD/VOD生产操作流程
钢水经过LF炉处理后,天车将盛有钢液的钢包吊入VD/VOD炉真空罐内,人工接通吹氩管,同时进行测温取样。真空罐盖车从待机位开到处理位,并合上罐盖。如果是VOD处理工艺,进行预抽真空,当真空度达到20kPa时开始进行吹氧脱碳,分阶段进行吹氧,当钢水中的碳含量达到要求后,停止吹氧,进入高真空(67Pa)还原及脱气处理,待处理结束后,关闭真空主阀→破空→提升罐盖→真空罐盖车开到待机位→测温取样→停止吹氩→喂丝→加入保温剂→天车将钢包吊运至浇铸工位;如果是VD处理工艺,则没有前期吹氧脱碳过程,直接进入高真空环境下搅拌脱气,处理结束后,关闭真空主阀→破空→提升罐盖→真空罐盖车开到待机位→测温取样→停止吹氩→喂丝→加入保温剂→天车将钢包吊运至浇铸工位。
工艺流程见图2.2-3。

       
 
 
   
断吹氩、吊包
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

图2.2-3    60t VD/VOD工艺流程图
2.2.4.2  工艺布置
根据贵钢公司电炉车间工艺设施配置,1台60tVOD炉布置在B-C-D跨间,30吨LF炉侧7-8#线内。主控室和电气室布置在B-C跨间,一层分别是液压站、低压配电室,二层分别为真空泵房、主控室。1台60tVD布置在B-C-D跨间,靠利旧的60吨LF炉侧13-16#线内。60tVOD的合金和散状料烘烤及贮存称量设施布置在B-C跨内,与新建60tLF炉共用。采用天车吊运底开式料罐的方式上料。
2.2.4.3  主要参数
60tVD/VOD精炼设施主要技术参数如表2-14。
表2-14  60t-VD/VOD真空精炼装置主要技术指标
序号 参 数 名 称 单 位 数 值 备 注
1 钢包 公称容量 t 60  
处理能力 t 60~70  
自由空间高度 mm ~1300 60t钢水时
2 真空罐 罐直径 mm Φ5200  
罐高度 mm ~7000  
3 罐盖 升降行程 mm 900 最大1000
升降速度 m/min 2.0  
4 盖车 运行速度 m/min 2-12  
驱动方式 机械式   变频调速
轨  距 mm ~7000  
5 液压
系统
工作压力 MPa 12 设液压站
工作介质   水-乙二醇
6 VOD装置处理周期 min 65—70  
7 氩气
系统
压力 MPa 0.8-1.2 底吹氩用
耗量 NL/min 500×2
8 吹氮
系统
压力 MPa 0.8-1.2 底吹氮用
耗量 NL/min 800×2
9 氧气
系统
压力 MPa 0.8-1.2 VOD吹氧用
最大耗量 Nm3/h 1800
10 氮气破
空系统
压力 MPa 0.8-1.2 破空用
最大耗量 Nm3/min 15.0
11 压缩
空气
压力 MPa 0.4-0.6  
耗量 Nm3/min 2.0  
12 设备
冷却水
进水压力 MPa 0.6  
净循环水
进水温度 ≤35
冷却水耗量 t/h 110
13 真空泵
冷却水
进水压力 MPa 0.3-0.4 浊循环水
进水温度 ≤35
冷却水耗量 t/h 590
14



形式 四级蒸汽泵+水环泵  
工作真空度 Pa 67  
泵口极限真空度 Pa ≤15  
抽气能力 kg/h 300  
蒸汽工作压力 MPag 0.8-0.85  
蒸汽工作温度 180-200  
蒸汽耗量 t/h 8.0  
水环泵电机功率 kW 200×2  
16 设备装机容量 kW 680 含热井泵、喂丝机
 
处理周期分配见表2.2-15、表2.2-16。
表2.2-15  60tVOD炉钢水处理时间分配表
序号 作业内容 作业时间(min)  
1 钢包吊入VOD真空罐并接通氩气 ~3  
2 测温取样、检查密封装置 1  
3 罐盖车驶入VOD工位定位 1  
4 下降真空罐盖、下降钢包盖 1  
5 打开主真空阀抽至约200mbar ~3  
6 吹氧强制脱碳(200mbar-50mbar) 15~20  
7 真空脱碳(<50mbar) 5~10  
8 加料 2  
9 还原(50mbar-0.67mbar) 10  
10 关闭主真空截止阀,破真空 1  
11 测温、取样 1  
12 提罐盖和提升钢包盖 1  
13 真空罐盖车移走 1  
14 喂丝软吹氩 2  
15 吊包 3  
16 总处理时间 50~60  
 
表2.2-16   60tVD炉钢水处理时间分配表
序号 作业内容 1#罐作业 (分) 2#罐作业(分)
1 钢包吊入VD真空罐并接通氩气 (~3)
2 测温取样、检查密封装置 2
3 罐盖车驶入1#VD工位 1
4 下降真空罐盖、下降钢包盖 1
5 打开主真空阀抽小于150mbar 4
6 抽真空至<1mbar(强搅拌脱气) 15-20 2#罐位可坐包
7 关闭主真空阀,切换真空管路 1 2#罐可测温取样
8 测温、取样 1 -
9 提罐盖和提升钢包盖 1
10 真空罐盖车移走 1
11 喂丝软吹氩 10~15
12 吊包 3
13 总处理时间 40~50  
 
60tVOD设备处理能力计算如表2.2-17。
表2.2-17    60tVOD炉设备处理能力计算表
序号   单位 指标  
1 VOD炉座数 1  
2 平均处理量 t 60 最大70t
3 处理时间 min 55 平均值
4 日处理炉数 19  
5 日处理量 t 1140  
6 VOD炉年作业天数 290 与电炉同步
7 年处理能力 万t 33  
60tVD设备处理能力计算如表2.2-18。
表2.2-18    60tVD炉设备处理能力计算表
序号 名  称 单位 指标 备  注
1 VD炉座数 1  
2 平均处理量 t 60 最大70t
3 处理时间 min 45 平均值
4 日处理炉数 26  
5 日处理量 t 1560  
6 VD炉年作业天数 290 与电炉同步
7 年处理能力 万t 45  
2.2.4.4  60tVD/VOD炉主要工艺设备性能的描述
本工程60t VD/VOD真空处理设施由真空罐、真空罐盖、真空盖车、盖车提升液压装置、真空加料装置、氧气阀站及氧枪装置、真空泵系统、吹氩和氮装置、喂丝机等组成。
(1)VD/VOD真空罐(VD 2套、VOD 1套)
真空罐是底部加强的钢板焊接结构件,主要由筒体、密封法兰、钢包座架、接钢盘等所组成。筒体采用20g制造。
真空罐与真空罐盖一起构成真空容器,钢液包就放置在罐里进行脱气处理。罐与罐盖间水冷法兰的密封靠O型密封圈,密封圈位于水冷法兰的冷却水通道中;当罐盖升起移动时,密封圈处于水浸状态;以避免钢渣溅上烧损密封圈。
真空罐内部用耐材砌筑,设有二个具有导向功能的钢结构钢包座架,用来在作业时支撑钢包,和方便钢包顺利进入并定位。
在罐底内部设有一漏钢接钢盘,带有真空密封连接件的氩、氮气供应管路穿过法兰底下的罐壁与软管连结。钢包就位后,人工通过快速接头接通钢包。
技术参数:
真空罐直径:          Ф5200mm
真空罐总高 :          7000mm
制造材料:             20g
主密封圈材料:        氟橡胶或丁腈橡胶
密封圈直径:          约Φ45 mm 
(2)VOD真空罐盖:(VD 1套、VOD 1套)
真空罐盖主要由封头、法兰、配合工艺操作要求的工业电视摄像孔、屏热盖吊装孔、真空加料及氧枪座孔,罐盖升降吊耳及定位销等组成,主要由20g 焊接而成。密封法兰焊接在钢盖下部圆周上。罐盖内设有固定耐材的锚固件和耐火浇注料内衬,在真空盖顶部设水冷盘,保护真空盖在高温下不变形。
工业电视摄像装置采用了成熟的技术:首先是确保工业电视摄像的视线均能同时看见钢液面和钢包上口内衬,这样便可判断和控制钢液上涨的高度,工业电视摄像,采用针孔式电视摄像,用水冷却摄像机保护套筒。
防溅罩用耐高温材料制造的吊杆吊在真空罐盖上。
技术参数:
直径:        Ф5300 mm
盖高:        1800 mm
材质:        20g
钢板厚度:    25mm
(3)防溅盖(VD 1套、VOD 1套)
防溅盖主要用于阻止喷溅、减少钢水的热量损失及防止真空罐盖受到过度的高温辐射。防溅盖悬挂在真空罐盖的下方,其内面衬有耐火材料,防溅盖主要由20g 焊接而成。
技术参数:
防溅盖直径: ~Ф3300 mm
盖高:       ~600 mm
(4)水冷挡板(VD 1套、VOD 1套)
在真空盖内的氧枪口和加料口下面设置水冷挡板,防止高温废气和钢水热辐射对真空加料阀和氧枪密封座的伤害。在氧枪提起并没有加料操作时旋转过来保护氧枪和加料口。
技术参数:
冷却水量:10m3/h
驱动压缩空气压力:0.4~0.6MPa
(5)真空罐盖车(VD 1套、VOD 1套)
真空罐盖台车主要由一个吊升罐盖装置的钢结构车架和4个车轮组成。由电机和减速器驱动。电机采用VVVF控制,以便精确定位。
真空罐盖升降机构安装在台车顶部,采用二个液压缸通过连杆链条来实现罐盖的升降。与缸相接的二根连杆分别通过销轴固定在台车边,另一端与罐盖相连,以保证盖的平行升降。在台车顶部有一个工作平台,便于人工维护。
真空罐盖台车的能源介质是通过拖链及软管来传递的。
在紧急驱动指停电状态时,盖车可以采用气动马达驱动,通过手动离合器与电动马达切换。
技术参数
轨距:             7000 mm
轮距:             5500mm
车轮直径:         Ф630mm
升降油缸行程:     1400mm
升降油缸直径:     Ф160
走行距离:         15m
电缆拖链长度:     15.0m
宽度:             0.8m
弯曲半径:         0.5m
定位精度:         ±10mm
台车速度:         2~20m/min(VVVF)
提升速度:         2m/min
台车电机功率:     11kW×2
(6)液压系统(VD1套、VOD 1套)
液压系统是用于真空盖提升液压缸的驱动和控制的装置,该液压装置由不锈钢液压箱、电机、液压泵、控制阀组、控制箱及管线组成,是罐盖提升缸、主真空阀液压缸的动力源。系统液压介质采用水乙二醇。
技术参数:
主泵流量:        100 l/min
压力:            12 MPa
电机功率:        22.0 kW
(7)钢包底部吹氩、吹氮装置:(VD 1套、VOD 1套)
吹氩、氮装置是钢包底吹氩的供气控制装置。氩气或氮气通过透气砖,控制回路,实现钢包底吹氩或氮,对钢水进行搅拌,促进夹杂物上浮,提高脱气效果。
氩或氮气流量采用PLC控制。当结壳或透气砖新使用时,可采用事故支路高压开吹冲开透气孔。
本装置对于不同的钢种进行吹氩或吹氮的选择和切换,该装置包括:自力式压力调节阀、电动调节阀、流量计、气动开关阀、手动阀、压力变送器、管线、支架等。其中流量计采用质量流量计,调节阀选用气动薄膜调节阀,压力变送器采用EJA智能变送器。
技术参数:
供气压力:     0.8~1.2MPa
工作压力:     0.2~0.6Mpa
流量:         30~500 Nl/min(max)
管线直径:     DN20
(8)VOD吹氧阀站(仅VOD 1套)
吹氧控制阀站用于自动调节氧气流量,具有压力、流量检测以及自动断氧、过滤阻燃等功能。系统包括氧气专用快切阀、压力调节阀、流量调节阀、单向阀、流量计量、压力变送器、不锈钢管道以及氧气专用部件、软管及支架。氧气的压力和流量由各种变送器输送到控制室在计算机上显示。其中流量计采用V型锥流量传感器,调节阀选气动薄膜调节阀,压力变送器采用智能变送器,所有的阀门和仪表均采用不锈钢制造。
技术参数:
供氧压力      0.8-1.2MPa
最大氧气流量  1800 Nm3/h
调节范围:      1250~1800 Nm3/h
(9)VOD氧枪及氧枪升降机构(仅VOD 1套)
水冷氧枪采用三孔拉瓦喷嘴,外层为水冷方式的结构。氧枪喷头采用纯铜铸造,内外管采用不锈钢材料。
氧枪装置安装在罐盖的自承式钢结构框架上。通过升降控制机构实现枪体上下运动和不同吹炼阶段的枪位调整。氧枪的升降靠齿轮电机、链轮、双排链条来完成。升降由行程开关和位置检测编码器控制。
氧枪的下方设有一个用于补偿氧枪与罐盖间侧动和轴移的补偿装置,并具有可靠的氧枪自动刮渣装置。氧枪的密封采用设计合理、密封可靠、耐久适用的结构。
技术参数:
钢液面的距离:   1500mm
氧枪行程:       4200mm
氧枪升降速度:   8m/min
氧枪本体直径:   150mm
氧枪本体长度:   5000mm
氧枪铜头长度:   100mm
氧枪冷却水压力: 0.6MPa
冷却水耗量:     40m3/h
(10)VOD真空加料装置(仅VOD 1套)
真空合金料斗主要接受来自加料装置送来的合金料,然后完成在真空下自动加料。料斗布置在真空罐盖车的上面并随着盖车一起运动。进、出口阀板由气缸操作。料斗通过旁路与真空罐连通,连通管上装有三通阀。三通阀的作用是使料斗或者与真空相通,或者与大气相通。料斗下部与真空罐盖相连的法兰采用水冷,以便密封。
技术参数:
料斗直径:          1500 mm
进料阀气缸直径:    125 mm
气缸行程 :         500mm
排料阀气缸直径:    125mm
气缸行程:          500mm
料斗容积:          1.0m3
(11)真空管道系统(VOD 1套,VD 1套)
抽气管是用来连接真空泵与真空罐工位的管道。
技术参数:
抽气管直径:     Ф920×10
水冷管道长度:    8m
冷却水流量:      20×2m3/h
(12)气体冷却除尘器(VOD 1套,VD 1套)
气体冷却除尘器由气体冷却器和两级灰尘分离复合组成。气体冷却器由安装在垂直容器内的冷却水管所组成,气体在垂直布置的气体冷却器中被冷却,并经第一级惯性分离灰尘,然后经第二级旋流子强力离心除尘。
气体冷却除尘器的作用有两条:一是将真空罐内排出的高温废气经水冷管道冷却后进一步冷却到略高于真空泵的设计吸入温度,以保证真空泵的性能;二是除掉炼钢废气中的颗粒粉尘,以减少对管道的冲刷磨损和尽可能不因灰尘沉积而降低真空泵的性能。
技术数据:
总高度:               9m
直径:                 Ф1600mm
支架宽度 :            1900mm
进/出气管直径 :       Ф920/Ф920×10
除尘器进口气温 :      500℃
除尘器出口气温 :      ≤350℃
盘管冷却面积:         20m2
冷却水耗量:           20m3/h
(13)主真空截止阀(VOD 1套,VD 1套)
在气体冷却除尘器到真空泵吸入口之间的主抽气管道上串联安装主真空截止阀。该阀用来隔离真空泵和真空罐,隔离后能够分别测试真空泵和真空罐的密封性。本主真空截止阀采用液压驱动。
在真空处理结束阶段,主真空截止阀被关闭,然后通过破空阀向真空罐充气,使真空罐内的压力恢复到大气压。
技术参数:
阀通径:        Ф900mm
气缸行程:       500mm
驱动介质:       液压
驱动介质压力:   12.0MPa
(14)复压破空装置(VOD 1套,VD 1套)
在VOD工作状态下,真空处理结束阶段,先关闭真空主阀,然后通过氮气破空阀向真空罐内减压防暴,当真空度恢复到20.0kPa后,再打开破空阀向真空罐通空气,使真空室的压力恢复到大气压。
(15)氮气系统(VOD 1套,VD 1套)
氮气系统是用于真空装置的破空、钢包底部吹氮、电视观察孔吹扫、加料斗吹扫等,它由气动阀、手动阀、压力变送器、氮气罐、管路组成。
技术参数:
供气压力:           0.8~1.2MPa
破空氮气压力:       0.6~0.8MPa
吹扫氮气压力:       0.6~0.8MPa
布袋反吹压力:       0.6~0.8MPa
破空用气量:         15Nm3/min
布袋反吹流量:       15Nm3/min
清扫时消耗量:        1.0 Nm3/min
钢包底部吹氮:       0.8Nm3/min(含在吹氩和吹氮装置内)
(16)真空泵系统(VOD 1套,VD 1套)
本次真空系统设计按四级蒸汽喷射泵+水环真空泵组成,该方案比全蒸汽五级蒸汽喷射真空主泵节能30%,操作方便,运行可靠。
本真空系统主泵由蒸汽喷射泵(B1+B2+B3+E4a)+水环泵(W5a)组成;辅泵由蒸汽喷射泵(E4b)+水环泵(W5b)组成,辅泵(E4b+W5b)与主泵(E4a+W5a)并联,组成变量泵机组。炼钢废气从VD/VOD真空罐抽至气体冷却除尘器,经除尘后进入真空泵。冷凝器的作用是将前级泵排出的蒸汽冷凝成水以提高后级喷射泵的效率。
冷凝器采用倒塔式多喷嘴喷淋冷凝结构,具有提高喷头寿命、维护方便和冷却效果好等特点。
在一、二、三级增压器上设置在线高压水清洗装置,在真空泵的工作间歇,通过设置在一、二、三级增压器内的清洗喷嘴利用高压水对增压器进行清洗。
主要性能参数如下:
抽气量:               300 kg/h  67Pa;2600 kg/h 8kPa
B1泵口极限真空度:    15Pa
预抽至67Pa的时间:   ≤5.0min(冷态,压力指罐内)
蒸汽压力:             0.8~0.85MPa(表压)
蒸汽温度:             190±10℃
蒸汽耗量:             8.0t/h
冷却水温度:           ≤35℃
冷却水耗量(浊循环):  590m3/h
冷却水压力:           0.3~0.4MPa
系统漏气量:           ≤15kg/h
水环泵电机功率:       200kW×2
(17)真空泵汽水系统的阀门及仪表(VOD 1套,VD 1套)
蒸汽系统是为真空泵提供动力介质的装置,它由蒸汽包、蒸汽包到真空泵喷嘴间的管线、蒸汽开关阀、压力和温度测量仪表组成,为了保证蒸汽的干饱和度,热力专业配置1套蒸汽过热装置。
水系统是指浊循环冷却水系统,用于真空泵系统的冷凝器用水,它由水分配器、水分配器到冷凝器间的连接管线、冷凝器到热井的管线、冷却水控制开关阀及手动阀、压力、温度测量仪表组成。
浊循环冷却水系统的另一部分用于真空罐的冷却水槽,这部分的管线由主水管直接接入。设有手动阀和电磁开关阀。
(18)流量测量和真空度测量装置(属仪表专业VOD 1套,VD 1套)
为了检验真空泵是否达到设计要求,在真空系统投入运行前需要对真空泵进行各阶段的流量测量,流量测量装置由流量喷嘴、测试罩和手动阀组成。
真空度测量装置是用来测量真空泵的真空度的装置,采用二种量程的绝压变送器,一种是0~100kPa绝压变送器,用来测量低真空,当真空泵进入高真空,采用0~2.0kPa绝压变送器测量,保证真空测量仪表的精度。
真空度测量装置采用在主真空阀的前、后管道上各引一条管路到控制室,在主真空阀的前测量管道安装一台低真空绝压变送器和一台麦氏真空计。在主真空阀的后测量管道安装一台低真空绝压变送器、一台高真空绝压变送器和一台麦氏真空计。
绝压变送器实现真空度的在线测量,并将信号送入计算机,计算机根据输入信号对真空泵实行自动控制。
(19)废气管线(VOD 1套,VD 1套)
因VD/VOD装置废气中含有一定量CO,会给环境和安全造成影响,真空泵排出的废气和热井排出的废气必须通过废气管线引向厂房外面。
技术参数:
废气排放流量:     3500 kg/h
CO含量:         最高12 %
温度:             45℃
(20)在线清灰装置(VOD 1套,VD 1套)
废气通过喷射泵时,废气中的钢灰遇到蒸汽中的水会吸附在喷射真空泵内壁上,结灰太多会影响真空泵的工作性能,需要对其内壁定时进行清洗。
本设计采用在线清洗装置,在一、二、三级增压器内各安装一套清洗喷嘴,在真空泵的工作间歇对增压器进行清洗,保证增压器内不结灰。
清洗用的水从真空泵的主管道内接入,采用水泵进行增压到1.0MPa作为在线清洗装置的工作水。
该装置的优点是清洗效果好、工作方便、大大减少了增压器清灰的劳工强度。
技术参数:
工作介质:          浊循环水
进水温度:          ≤35℃
进水压力:          ≥0.3 MPa
工作压力:          1.0MPa
水泵电机功率:      15kW
工作水流量:        30m3/h
(21)VOD废气分析系统(属仪表 VOD1套)
为了判断在VOD精炼工况时,钢水中的碳含量是否达到要求,需要对装置进行在线检测,控制吹氧终点。VOD装置中常用的终点碳含量判断方法有质谱仪、红外线气体分析仪、氧浓差电池等,质谱仪是最准确的检测设备,但投资成本高,维护成本高,一般用户不选择;红外线气体分析仪和氧浓差电池投资成本低,维护成本低、但判断精度比质谱仪低,而红外线气体分析仪存在滞后现象,一般比实际工况滞后1min左右,所以本装置选用氧浓差电池和CO和CO2气体分析仪作为终点碳含量判断的设备。
(22)喂丝装置:(VD 2台,VOD 1台)
该设备作为完整单元操作,喂丝机动力由电机提供,控制方式采用PLC控制,电机采用变频控制,操作人员可根据喂丝长度控制。
技术参数:
喂丝规格:           φ6~18 mm
喂丝速度:            1~6 m/s
喂丝精度:            0.5m
导线管水平升角:      30°
装机总容量:          18 kW/台(单流9 kW)
(23)合金及散料烘烤及加料系统:(仅VOD 1套)
60tVOD与新建60tLF精炼炉合金加热上料系统共用,配置16个加热料仓,料仓下方均设置振动给料器;设置2套移动称量小车,每套移动称量小车都可以接受任意一对加热料仓受料,移动称量小车配有称量传感器及振动给料器;料仓振动给料器将物料均匀加入到移动称量小车进行称量,移动称量小车振动给料器将已计量的物料均匀送到两条水平链斗输送机之上,一条水平链斗输送机输送物料到LF炉顶加料斗中;另一条链斗输送机将物料输送至VOD炉旋转振动给料机,通过旋转溜管对真空罐盖车上的真空加料斗内进行加料。
加热料仓装置采用钢结构炉体,烘烤炉排列在结构架上。每个烘烤仓中下部沿径向均匀布置三只烧嘴,助燃空气由高压风机提供,炉体内部由优质耐火材料组成(耐火隔热材料采用150mm+50mm),底部为合金炉专用耐火燃烧仓组成。
主要技术参数:
料仓容积:                 16×10m3
散料及合金粒度:           5~100mm
燃烧介质:                 混合煤气
燃气热值:                 1800kcal/Nm3
燃气压力:                 8~10kPa
烘烤温度:                  100~600℃
烘烤时间:                  2~4h
燃气耗量(最大):           10500Nm3/h
最大升温速度:              100~200℃/h
点火方式:                  自动点火
链斗机结构:               全封闭
链斗机宽度:               1000mm
链斗机带速:               0.25m/s
链斗机输送距离:           11/15m
链斗机电机功率:           7.5kW/11kW
链斗机使用温度:           -35℃~600℃
2.2.4.5  主要技术经济指标和消耗指标
60tVD/VOD主要技术经济指标及动力能源消耗指标见表2.2-19、表2.2-20。
表2.2-19  60tVD/VOD炉主要技术经济指标表
序号 名  称 单 位 指 标 备  注
1 VD/VOD炉额定容量 t 60  
2 VD/VOD炉座数 2 1台VOD、1台VD
3 VD处理时间 min 45  
4 VOD处理时间 min 55  
5 VD/VOD日处理炉数 26/19  
6 VD/VOD日处理量 t 1560/1100  
7 VD/VOD年有效作业天数 d 290  
8 VD/VOD年处理能力 万t 45/33  
 
表2.2-20  60tVD/VOD炉主要原材料与动力介质消耗指标
序号 项    目 单 位 参 数 备 注
原料      
1 铁合金 kg/t 6.5  
2 耐材 kg/t 0.6  
3 铝块 kg/t 1.0  
动力      
1 蒸汽 kg/t 50  
2 氩气 m3/t 0.4  
3 氮气 m3/t 0.2  
4 压缩空气 m3/t 0.4  
5 设备冷却循环水 m3/t 0.42 循环
6 冷淋循环水 m3/t 8.75 循环
7 电力 kWh/t 2.3 工艺消耗
8 氧气(仅VOD) m3/t 8  
 
(责任编辑:电炉网)
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