100噸交流電弧爐煉鋼車間設計畢業(yè)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　設計題目：100噸交流電弧爐煉鋼車間設計</p><p>　　學　　　　號：_________________________</p><p>　　姓　 　名：_________________________</p><p>　　專 業(yè)

2、班 級：_________________________</p><p>　　畢業(yè)設計說明書- 1 -</p><p><b>　　文獻綜述2</b></p><p>　　1.3現(xiàn)代電弧爐煉鋼技術7</p><p>　　1.4電弧爐煉鋼的發(fā)展趨勢7</p><p>　　1.5電弧爐裝備技

3、術未來的創(chuàng)新發(fā)展8</p><p>　　1.5.2我國正進人電爐煉鋼高速發(fā)展時期8</p><p>　　3.4.1、爐料入爐15</p><p>　　第四章 建設所選電弧爐煉鋼工程的必要性和可行性分析15</p><p>　　電弧爐車間設計19</p><p>　　1.1電爐車間計算19</p>

4、<p>　　11..1電爐容量和座數(shù)的確定19</p><p>　　1.1.2電爐車間生產(chǎn)技術指標19</p><p>　　參考文獻.........................................................................................................................

5、.........................</p><p>　　致謝..........................................................................................................................................................</p><

6、p><b>　　摘要</b></p><p>　　錯過了工業(yè)革命，我國的鋼鐵實業(yè)一直落后。每一個學子都應該了解鋼鐵的形成，發(fā)展，前景，以及趨勢。上個世紀，電弧爐煉鋼是如何進入鋼鐵行業(yè)，是誰造就了其建立的偉大之舉。相信經(jīng)融危機的影響早已波及到鋼鐵行業(yè)，如何才能高效，合理，環(huán)保，綠色的進行生產(chǎn)，這是我們應該關心的話題。電弧爐煉鋼技術已有100年的歷史，第二次世界大戰(zhàn)后電爐煉鋼才有較大發(fā)展

7、，在最近的20年，電弧爐煉鋼技術發(fā)展尤為迅速，電弧爐的應用帶來了煉鋼技術的革命。盡管全球粗鋼年產(chǎn)總量的增長速度很緩慢，但以廢鋼為主要原料的電弧爐煉鋼的產(chǎn)量所占的比重卻在逐年上升。2001年，電弧爐煉鋼占世界鋼產(chǎn)量的40％，成為最重要的煉鋼方法之一。與高爐鐵水煉鋼相比，其競爭優(yōu)勢在于投資費用和運行成本。自60年代中期提出電弧爐超高功率概念以來，電弧爐建造趨于大型化、高功率化，出現(xiàn)現(xiàn)了多種新型式的電弧爐。在發(fā)展大型電弧爐的過所以，就必須了解

8、交流電弧爐的特點，工作原理，車間布置，未來的必要性，發(fā)展大容量電爐和提高電爐自動化水平，采用大功率靜止式動態(tài)補償技術，用水冷構件代替耐火材料，爐蓋第四孔直接排煙與電爐周圍密封罩相連接的煙塵凈化系統(tǒng)，爐蓋第五孔機械化自</p><p><b>　　文獻綜述</b></p><p>　　第一章國內(nèi)外電弧爐煉鋼技術的發(fā)展概況:</p><p>

9、　　1.1電弧爐發(fā)展史：</p><p>　　電爐是在電發(fā)明之后的1899年，由法國的海勞爾特（Heroult）在La Praz發(fā)明的。它被建在阿爾卑斯山（Alps）的峽谷中，原因是在距它不遠處有一個火力發(fā)電廠。</p><p>　　電爐的出現(xiàn)，開發(fā)了煤的替代能源，使得廢鋼開始了經(jīng)濟回收，這最好使得鋼鐵成為世界上最易于回收的材料，也為可持續(xù)發(fā)展做出巨大貢獻。1995年以前，電爐鋼比例保持在

10、20%左右，但多數(shù)爐型較小，且以模鑄為主。1996年以后，在有關部門的引導和支持下，一大批現(xiàn)代化的電爐投產(chǎn)、達產(chǎn)，電爐發(fā)展進入新的歷史時期，但電爐鋼比例一直在16%左右徘徊。2004年以后，電爐鋼比例出現(xiàn)新低。電爐煉鋼原料以廢鋼和生鐵為主，能量供給以電能為主。我國電力緊缺，短時期內(nèi)仍難滿足國內(nèi)電爐鋼生產(chǎn)用電需求，缺電和限電導致電爐間歇式生產(chǎn)，生產(chǎn)成本更趨升高。</p><p>　　目前轉爐與電爐冶煉鋼種幾乎相同，

11、鋼質量差距不大。然而在電弧作用下，電弧區(qū)鋼液易于吸氮，影響鋼水質量，不利于生產(chǎn)氮含量較低的鋼種。此外，電爐加熱鋼水會使熔池少量增碳，也不利于生產(chǎn)碳含量要求低的鋼種。同時，廢鋼中殘余元素（Cr、Ni、Cu等）的循環(huán)富集，也影響電爐生產(chǎn)高純凈度的鋼種。廢鋼—電爐—鋼水與高爐—轉爐—鋼水兩種工藝相比，短流程總能耗僅為長流程的50%。</p><p>　　據(jù)預測，我國將在2008～2009年結束工業(yè)化中期階段，鋼鐵生產(chǎn)和

12、消費將出現(xiàn)拐點，之后鋼鐵增長速度必將迅速明顯減緩。當2020年左右實現(xiàn)工業(yè)化后鋼鐵消費將達到峰值，此后廢鋼資源將越來越多，而以廢鋼為主的電爐鋼資源的成本優(yōu)勢也將日益凸顯。1978 ～ 1998年20年間轉爐鋼與</p><p>　　電爐鋼產(chǎn)量的變化如下：</p><p>　　德 國轉爐鋼增 2%，電爐鋼增102%；</p><p>　　法 國轉爐鋼減3

13、2%，電爐鋼增138%；</p><p>　　西班牙轉爐鋼減27%，電爐鋼增119%；</p><p>　　意大利轉爐鋼不變， 電爐鋼增 24% 1.2.1交流電弧爐</p><p>　　現(xiàn)在國外最大容量的交流電弧爐，美國為350t，日本為250t，英國和蘇聯(lián)各為200t，西德為175t。

14、直流電弧爐方面，以日本的130t單電極和法國82, 5t三電極的為最大。在我們國內(nèi)，迄今為止還沒有一臺自制的交流超高功率電弧爐，合作生產(chǎn)的百噸級的電弧爐正在進行。江蘇省張家港市中外合資的永新鋼鐵公司自英國引進的二手貨70t超高功率交流電弧爐才于1991年6月初以高功率試運行。直流電弧爐方面，自從太原重型機器廠雙電極的投產(chǎn)后，西安電磁機械廠在設備上作了改進，增設了磁鏡線圈，已制成W TD系列、容量為40t以下的雙電極直流電弧爐產(chǎn)品，株洲電

15、爐廠也有類似產(chǎn)品，至于有底電極的直流電弧爐，迄未投入工業(yè)性生產(chǎn)。由此可以說在國外交流超高功率電弧爐已趨成熟，并向直流電弧爐方向發(fā)展。而在國內(nèi)，交流超高功率電弧爐還剛起步，直流電弧爐也處在初創(chuàng)階段，相比之下，差距甚大。</p><p><b>　　電弧爐發(fā)展史</b></p><p>　　12.2近年來電弧爐鋼產(chǎn)量

16、 1.2.3綜上可見，電弧爐煉鋼自問世以來，呈不斷增長的發(fā)展勢頭，迄今為止占世界總鋼產(chǎn)量達31%以上，且保持著繼續(xù)上升的態(tài)勢。我國電弧爐鋼產(chǎn)量近幾年也在不斷攀升，2007年，我國電弧爐煉鋼產(chǎn)量達到5843萬噸，己超過電弧爐鋼生產(chǎn)大國一美國，比德國、韓國全年鋇產(chǎn)

17、量還要多，但我國相對焦煤資源較多、人力成本較低、廢鋼資源積累有限，電力資源價格仍較高，所以電弧爐鋼產(chǎn)量增幅遠低于轉爐鋼產(chǎn)量的增長速度，比例呈下降趨勢。3國內(nèi)外電弧爐煉鋼技術及裝備技術的發(fā)展特點</p><p>　　全球電弧爐鋼產(chǎn)量呈不斷上升的趨勢很大一部分也是得益于電弧爐煉鋼技術和裝備技術的不斷創(chuàng)新和進步。</p><p>　　1.3現(xiàn)代電弧爐煉鋼技術</p><p&g

18、t;　　1.3.1近年來，電弧爐短流程鋼廠的生產(chǎn)技術有了眾多新發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。</p><p>　　(1)形成了電弧爐冶煉—連鑄“三位一體”或電路冶煉—連鑄一連軋“四位一體”的現(xiàn)代化電弧爐流程。(2)電弧爐功能逐漸變?yōu)槌鯚挔t技術的不斷進步，改變和結束了原電弧爐的熔時長((3個多小時)、老三期操作(熔化期、氧化期、還原期)以及產(chǎn)量低、渣量大、爐容小、成本高的狀況。</p><p&g

19、t;　　(3)生產(chǎn)品種的增加，從起初的長材、扁平材到如今的高附加值產(chǎn)品進入21世紀以來，電弧爐短流程鋼廠開始生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品。如美國新建Severcorr鋼廠以生產(chǎn)汽車板為主;俄羅斯聯(lián)合冶金公司Vyksa廠主要生產(chǎn)用于北極及其他高寒地區(qū)的管線鋼。我國天津無縫鋼管公司、衡陽鋼管公司、舞陽鋼鐵公司在無縫鋼管和高質量特厚鋼板生產(chǎn)方面也表現(xiàn)突出。</p><p>　　(4)短流程鋼廠規(guī)模不斷擴大化俄羅斯馬格尼托哥爾斯克鋼

20、鐵公司和土耳其Atlas合資建設的Atlas公司，配置一臺300t超高功率交流電弧爐，年鋼產(chǎn)量240萬t。土耳其Colakoglu鋼廠已建成一臺裝有特大功率變壓器(240MVA+200})，出鋼量約320t的電弧爐，年產(chǎn)鋼能力200萬t/a(現(xiàn)已達到月產(chǎn)21萬t鋼)。</p><p><b>　　(5)原料多樣化</b></p><p>　　1.3.2電弧爐原料供給的

21、新發(fā)展表現(xiàn)在以下幾方面:</p><p>　　1)采用CORER/DR裝置供給CORER鐵水及直接還原鐵作為電弧爐原料例如，南非薩爾達尼亞廠設置C-2000COREX及Midrex爐，和印度埃薩公司Hazira廠在原有的Midrex裝置基礎上新建兩臺CORER-2000裝置，用以生產(chǎn)熱軋帶鋼。</p><p>　　2)近年來，SMS公司和Midrex技術公司聯(lián)合推出從鐵礦石到熱軋帶的電弧爐

22、短流程鋼廠 據(jù)介紹，該工藝流程較傳統(tǒng)高爐轉爐流程，有更高的能源利用效率，且C02排放量能減少一半。阿曼Shadeed鋼鐵公司近日向Midrex技術公司訂購直接還原煉鐵裝置，可提供700℃熱直接還原鐵。</p><p>　　3)在缺乏天然氣資源的地區(qū)，最近已開發(fā)出用煤制氣，作為直接還原煉鐵裝置的還原氣體，建設聯(lián)合小鋼廠。 印度Jindal公司建設一座年產(chǎn)DRI200萬t的Danarex裝置，用煤制氣為還原劑，反應

23、器直徑7m,用60%一100%球團礦和0^40%塊礦為原料，產(chǎn)品金屬化率93%以上。</p><p>　　1.4電弧爐煉鋼的發(fā)展趨勢</p><p>　　電弧爐煉鋼工藝技術的發(fā)展可以從電弧爐煉鋼技術和電弧爐裝備技術兩大方面進行推進</p><p>　　電弧爐煉鋼技術的創(chuàng)新發(fā)展將來電弧爐煉鋼技術的創(chuàng)新發(fā)展主要體現(xiàn)在以下四個方面:</p><p>

24、;　　1)繼續(xù)加強電弧爐的高效化生產(chǎn)操作</p><p>　　為縮短冶煉周期，形成系統(tǒng)綜合控制，采用先進技術保證鋼質量最優(yōu)、綜合消耗最低的前提下，最大限度的縮短冶煉周期，包括:電弧爐以氮代氫全程底吹技術、低氮電弧爐鋼生產(chǎn)技術、終點控制技術、優(yōu)化供電技術、爐料結構優(yōu)化和不延長冶煉周期的DRI, HBI加入工藝技術等。 2)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本</p><p>　　在鋼鐵生產(chǎn)中，成

25、本是決定性因素，必須降低成本以促進電弧爐鋼的發(fā)展。優(yōu)化生產(chǎn)工藝，加強精細管理與操作，從優(yōu)化爐料結構、降低鋼鐵料消耗、添加合金精礦和還原劑實現(xiàn)直接合金化、廢鋼渣的回收利用等方面入手，以追求工序成本和保障系統(tǒng)成本最低。 3)優(yōu)化電弧爐煉鋼流程</p><p>　　要實現(xiàn)電弧爐的高效化生產(chǎn)，縮短冶煉周期是核心，而前提則是流程優(yōu)化。例如我國安鋼采用了高爐鐵水一鐵水罐扒

26、渣一100t電弧爐脫磷一無渣出鋼一轉爐少渣吹煉一LF爐精煉一連鑄接高線、型棒和2800mm中厚板軋機的流程，把車間現(xiàn)有超高功率電弧爐變成了鐵水預處理爐。 4)優(yōu)化品種結構，生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品</p><p>　　對于電弧爐冶煉鋼種的品種結構，目前主要的優(yōu)化方向應著眼于:轉爐流程不適合生產(chǎn)的高合金鋼、高溫合金和大鍛

27、件等;轉爐流程能夠生產(chǎn)目前在國內(nèi)產(chǎn)量還不高的一些合金鋼種;過去僅能用轉爐流程生產(chǎn)的現(xiàn)代電弧爐亦能生產(chǎn)的一些品種，如高附加值的板材(薄板、中板、厚板);優(yōu)質高碳鋼(如預應力鋼絞線、鋼簾線)和低合金鋼(如合金冷徽鋼)等。</p><p>　　1.5電弧爐裝備技術未來的創(chuàng)新發(fā)展</p><p>　　1.5.1 手段 ：</p><p>　　首先，開發(fā)大容量的電弧爐變壓

28、器，進一步提升電弧爐超高功率水平和高阻抗技術。</p><p>　　第二，繼續(xù)加強清潔環(huán)保型電弧爐煙氣余熱回收裝備技術的研發(fā)。</p><p>　　第三，開發(fā)簡單實用的電弧爐裝備。第四，我國還需進一步完善和提高電弧爐操作控制系統(tǒng)。電弧爐煉鋼工藝技術的發(fā)展應著眼于降低噸鋼冶煉的綜合能耗為中冶京誠營口中試基地100t國產(chǎn)化高阻抗超高功率電弧爐全冷料噸鋼能量平衡圖。</p><

29、;p>　　電弧爐使用廢鋼為原料與使用高爐鐵水的轉爐相比，總能耗是高爐一轉爐工藝的1/2}-1/3。從兩種工藝排放出的COz氣體污染源的數(shù)量看，電弧爐為641kg/t鋼，高爐一轉爐工藝為1922kg/t鋼，是高爐一轉爐工藝的1/3。同時電爐以廢鋼為原料也直接體現(xiàn)了金屬材料的循環(huán)利用。從整個鋼鐵工業(yè)系統(tǒng)看，對一定規(guī)模的年產(chǎn)鋼量，提高電弧爐鋼比例，顯然有利于循環(huán)經(jīng)濟。</p><p>　　1.5.2我國正進人電爐

30、煉鋼高速發(fā)展時期</p><p>　　隨著超高功率電爐裝備和配套技術的不斷發(fā)展和完善，使電爐生產(chǎn)更具有原料適應廣、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量好、消耗少、成本低、能靈活適應市場變化的明顯優(yōu)勢。所以，世界各國從80年代興起了“電爐小鋼廠”的建設。日、美等西方工業(yè)國家，電爐鋼所占的份額已近40 0o，美國計劃從1996年至2000年增加電爐鋼生產(chǎn)能力1370萬t，為1995年生產(chǎn)能力的130. 9%，其時電爐鋼生產(chǎn)能力將占總

31、產(chǎn)鋼能力的約4500。</p><p>　　我國1995年的電爐鋼產(chǎn)量是1810萬t，占總鋼產(chǎn)量的18. 99%。與1991年比較，在鋼產(chǎn)量中所占的比率卻下降了2. 我國1995年的電爐鋼產(chǎn)量是1810萬t，占總鋼產(chǎn)量的18. 99%。與1991年比較，在鋼產(chǎn)量中所占的比率卻下降了2. 14 0 o。分析原因，主要是我國電爐煉鋼裝備與工藝技術長期處于落后狀態(tài)。首先是爐容量過小、單位功率水平過低，現(xiàn)有電爐338。座

32、，大約98%為30 t以下的小爐子，變壓器單位功率絕大部分小于350 kV " A/t。由于容量小，無法配備爐外精煉設施，至今大多數(shù)還停留在熔化一氧化一還原的老三段模式中，因此導致冶煉時間長、生產(chǎn)能力低、消耗高、質量差、缺少市場競爭能力。</p><p>　　當前許多地區(qū)正在建設新的電爐鋼廠和改造原有工藝、更新裝備、擴大規(guī)模等等，使我國從80年代后期開始加快了超高功率電爐煉鋼車間的建設步</p&g

33、t;<p>　　伐。至1996年已建成投產(chǎn)爐容量40150 t的超高功率電爐煉鋼車間11個，設計生產(chǎn)能力460萬ti年。目前還有15個超高功率電爐煉鋼車間正在進行建設或設計，設計總生產(chǎn)能力約770萬t/年。這些新建的超高功率電爐爐容量多數(shù)在70^"100 t，單位功率水平在600^1000 kV·A/t。電弧爐后步都配備有LF爐，或LF+VD等精煉裝置，鋼水全部連鑄成坯，即幾乎全部采用超高功率電弧爐一爐

34、外精煉一連鑄三位一體的優(yōu)化工藝路線。因而在裝備上、生產(chǎn)工藝上，都能達到國際上當代電爐的水平。</p><p>　　產(chǎn)品方案是工程建設的出發(fā)點和歸宿，包爐工程也不例外。立項之初就需確定生產(chǎn)汁么品種。但電爐工程有一個特殊情況，即高線已經(jīng)建成再上電爐，而且電爐主要是跟高淺配套的，因此在確定電爐品種方案時不得不將滿足高線需要放在突出位置加以考慮，在某種意義上可以說高線的品種就是電爐要生產(chǎn)的品種。根據(jù)這一原則，我們確定了三

35、分之一低碳鋼，三分之一低合金鋼，三分之一高碳鋼的品種方案，見表</p><p><b>　　【5】</b></p><p><b>　　(1)電弧溫度分布</b></p><p>　　電弧溫度及其分布對電弧的輻射能影響最大。電弧爐冶煉過程中，雖然電弧輻射傳熱的比例不大(應在電弧傳熱總量的10%左右，不會超過20%)，但仍不

36、可忽視。將電弧區(qū)作了人為的放大，為了保證輻射總量的不變，電弧的總體溫度應有所下降，通過對電弧區(qū)當量導熱系數(shù)的調(diào)整即可做到這一點。電弧區(qū)溫度呈現(xiàn)中心溫度高、邊緣溫度低的趨勢:但總體溫度相對較低，中心最高溫達到13000K，而Szekely對SOKA直流電弧的計算結果表明最高可達17000K以上，在保證擴大的電弧區(qū)輻射總量保持不變的前提下，本模型的計算結果是合理的。</p><p>　　顯示了體系溫分布的動態(tài)變化過程

37、。橫坐標為電弧爐沿徑向的位置，縱坐標軸為電弧爐的中心線，縱坐標表示電爐的高度，圖中選取爐底耐材表面為高度的參照位置，高度設為0。各圖對應的自通電起始的時間見表4-60圖中1525℃等溫線為近似的廢鋼液相線溫度，該溫度線內(nèi)部的廢鋼區(qū)域為己熔化的鋼液部分，外部為未熔廢鋼區(qū)或固液混合區(qū)。因為此時的模型尚未考慮鋼液成分變化對液相線溫度的影響，故不能對固液混合區(qū)的鋼液量作理論上的準確計算，但從傳熱角度分析對整體的溫度分布計算影響不大，因此基于15

38、25等溫線即可以直的

39、</p><p>　　電弧爐煉鋼是通過石墨電極向電弧煉鋼爐內(nèi)輸入電能，以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進行煉鋼。電弧爐以電能為熱源，可調(diào)整爐內(nèi)氣氛，對熔煉含有易氧化元素較多的鋼種極為有利 。 電弧爐煉鋼發(fā)明后不久，就用于冶煉合金鋼，并得到較大的發(fā)展。</p><p>　　隨著電弧爐設備的改進以及冶

40、煉技術的提高，電力工業(yè)的發(fā)展，電弧爐煉鋼的成本不斷下降，現(xiàn)在電弧爐煉鋼不但用于生產(chǎn)合金鋼，而且大量用來生產(chǎn)普通碳素鋼，其產(chǎn)量在主要工業(yè)國家鋼總產(chǎn)量中的比重，不斷上升.</p><p>　　電弧爐由于加熱原料時電爐的三相電極很難同時接觸到高低不平的爐料，使得燃燒不穩(wěn)定，引起三相負荷不平衡，產(chǎn)生諧波電流，經(jīng)變壓器的三角形連接線圈而注入電網(wǎng)。其中主要是2- 7次的諧波，平均可達基波的8% 20%，最大可達45%。 嚴重

41、影響電網(wǎng)的電能質量。</p><p>　　2.2電爐流程與轉爐流程比較，具有以下特點： </p><p>　?、匐姞t流程投資省，占地面積小，建設周期短；</p><p>　?、谫Y源問題：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，鐵礦石、焦煤等資源將日益匱乏，而廢鋼資源則會不斷積累，因此從長遠看電爐流程具有優(yōu)勢；</p><p>　?、郗h(huán)保問題：電爐

42、流程產(chǎn)生的CO2、NOx、SOx有害氣等體量較高爐-轉爐流程少；</p><p>　　2.3電弧爐工藝流程： 電弧爐煉鋼從整體可分為原材料的收集、冶煉前的準備工作、熔化期、氧化期和還原期五大階段。 　　2.3.1原材料的收集　　廢鋼是電弧爐煉鋼的主要材料，廢鋼質量的好壞直接影響鋼的質量

43、、成本和電爐生產(chǎn)率，因此，對廢鋼有如下幾點要求：　　(1)廢鋼表面應清潔少銹，因廢鋼中沾有的泥沙等雜物會降低爐料的導電性能，延長熔化時間，還會影響氧化期去磷效果以及侵蝕爐襯。廢鋼銹蝕嚴重或沾有油污時會降低鋼和合金元素的收得率，增加鋼中的含氫量?！　?2)廢鋼中不得混有鉛、錫、砷、鋅、銅等有色金屬。鉛的密度大，熔點低，不溶于鋼液，易沉積在爐底縫隙中造成漏鋼事故。錫、砷和銅，易引起鋼的熱脆?！　?3)廢鋼中不得混有密封容器，易燃、易爆

44、物和有毒物，以保證安全生產(chǎn)。　　(4)廢鋼化學成分應明確，硫、磷含量不宜過高?！　?5)廢鋼外形尺寸不能過大(截面積不宜超過150mm×150mm，最大長度不宜超過350mm)。生鐵在電弧爐煉鋼中，一般被用來提高爐料的配碳量，</p><p>　　(4)熔化末了階級。爐料被熔化3/4以上后，電弧已不能被爐料遮蔽，3個電極下的高溫區(qū)已連成一片，此時如長時間采用最大功率供電，電弧會強烈損壞爐蓋和爐墻。

45、　　熔化期的主要任務是熔化爐料，但是在熔化期既是造好爐渣，也是熔化期的重要操作內(nèi)容，如果僅為滿足覆蓋鋼液及穩(wěn)定電弧的要求，只需1%～1.5%的渣量就已足夠了，但從脫磷的要求考慮，熔化渣必須具有一定的氧化性、堿度和渣量?！　⊙趸凇　? 氧化期的主要任務　　氧化期的主要任務如下：　　(1)繼續(xù)氧化鋼液中的磷。一般鋼種要求氧化期結束時鋼中磷含量不高于0.015%～0.010%，煉高錳鋼時由于錳鐵中磷含量較高，應控制得更低些?！　?

46、2)去除氣體及夾雜物。氧化期結束時，鋼中氮氣量降低到0.004%～0.01%，鋼中氫含量降到0.00035%左右，夾雜總量不高于0.001%?！　?3)使鋼液均勻加熱升溫，氧化末期達到高于出鋼溫度10℃～20℃。　　礦石氧化法是利用鐵礦石中含有80%～90%的高價氧化鐵加入到熔池中后，轉變成低價氧化鐵(Fe2O3 Fe=3FeO，F(xiàn)e3O4 Fe=4FeO或Fe3O4=Fe2O3 FeO)。低價氧化</p><p

47、>　　(3)電石渣形成后保持20min～30min，渣子變白，同時注意鋼液的增碳。</p><p>　　第三章電弧爐煉鋼車布置方式</p><p>　　3.1電爐車間設計方案</p><p>　　電爐煉鋼車間設計與建設的基礎材料</p><p><b>　　3.1.1建廠條件</b></p><

48、p>　　1）各種原料的供應條件，特別是鋼鐵材料來源；</p><p>　　2）產(chǎn)品銷售對象及其對產(chǎn)品質量的要求；</p><p>　　3）水電資源情況，所在地區(qū)的產(chǎn)品加工，配件制作的協(xié)作條件；</p><p>　　4）交通運輸條件，水路運輸及地區(qū)公鐵路的現(xiàn)狀與發(fā)展計劃；</p><p>　　5）當?shù)貧庀?，地質條件；</p>

49、<p>　　6）環(huán)境保護的要求；</p><p>　　在上述各項主要建廠條件之中，原材料條件對于工藝設計的關系尤為密切重要。</p><p><b>　　3.1.2工藝制度</b></p><p>　　確定工藝制度是整個工藝設計的基本方案，是設備選擇，工藝布置等一系列問題的設計基礎。確定工藝制度的主要依據(jù)是產(chǎn)品大綱所規(guī)定的鋼種，生產(chǎn)

50、規(guī)模，原材料條件以及后步工序的設計方案。</p><p>　　1）冶煉方法：利用超高功率電弧爐進行單渣冶煉，然后進行爐外精煉；</p><p>　　2）澆注方法：采用全連鑄；</p><p>　　3）連鑄坯的冷卻處理與精整：鑄坯在冷床上冷卻并精整；</p><p>　　4）在技術或產(chǎn)量方面應留有一定的余地。</p><p&

51、gt;　　3.2電爐煉鋼車間的組成</p><p>　　煉鋼車間是剛出整個生產(chǎn)系統(tǒng)的一個組成部分。而煉鋼車間本身除工藝流程上主要工序——配料、熔煉、澆注之外，尚要有與之配合的必不可少的輔助設施，諸如原料準備、儲存與供應、動力設施等，共同組成一個生產(chǎn)部門，但它們的設置與領導關系可能依生產(chǎn)廠家的管理體制而不同。車間各個組成部分應根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、工藝流程、廠區(qū)條件、廠內(nèi)外協(xié)作與原料供應情況確定合理的電爐煉鋼車間組成。應視

52、具體情況在下列一般組成中兼并取舍，以滿足生產(chǎn)需要為準，可適當簡化各種設施的是指與管理系統(tǒng)。完整的車間組成應包括：</p><p>　　煉鋼主廠房，包括原料跨、爐子跨、精煉跨及鋼水連鑄跨；</p><p>　　廢鋼料堆場及配料間包括廢鋼處理設施（預熱、烘烤等）；</p><p>　　鐵合金及散狀材料間；</p><p>　　鋼錠、坯檢驗與精整跨

53、間；</p><p><b>　　鋼錠、坯存放場地；</b></p><p><b>　　中間渣場；</b></p><p>　　機電修間及快速分析室；</p><p>　　爐襯制作與各種備件修理場地；</p><p>　　耐材庫、備件備品庫、車間變、配電室；</p&g

54、t;<p>　　水處理、煙氣凈化設施及車間管理、生活服務設施。</p><p>　　3.3電爐各車間的布置情況</p><p>　　由于時一臺超高功率電弧爐，且是全連鑄，考慮到物料順行、勞動安全條件和未來發(fā)展，采用橫向高架式布置。</p><p>　　原料跨：此跨主要是為各種廢鋼，耐火材料，散裝料等提供場地。廢鋼坑可按其塊度大小分幾個不同的坑；另外還有

55、金屬料庫，合金料和散裝料的烘烤區(qū)；另外設有兩臺高架行車，以備裝料使用。</p><p>　　爐子跨：配以一臺100噸的超高功率的偏心底出鋼電弧爐；爐體砌修區(qū)，爐蓋修理區(qū)，耐火材料干燥室；電爐裝料配置，電爐變壓器房，供氧系統(tǒng)，粉塵處理系統(tǒng)；高架行車進行跨間的整體運輸工作。另外，設有LF精煉爐。還有鋼包烘烤區(qū)，修理區(qū)，中間包修理區(qū)及烘烤區(qū)，結晶器修理區(qū)；若干鋼包車負責鋼水的供應工作；由于運輸量大，設有兩臺行車進行鋼包

56、的調(diào)運工作。</p><p>　　過渡跨：此跨主要作用是實現(xiàn)爐子跨河連鑄跨的過渡，使爐子跨冶煉的鋼水能夠順利澆注，并且為事故模鑄的場地。</p><p>　　連鑄跨：此跨主要是進行鋼坯的凝固工作。連鑄機是精煉跨和連鑄跨的聯(lián)系紐帶，兩跨間相同。還設有連鑄機備件，備品檢修區(qū)，良錠存放區(qū)，緩冷去，鑄坯精整等。</p><p>　　3.4 爐料入爐與送電<

57、/p><p>　　3.4.1、爐料入爐</p><p>　　3.4.2送水：爐料入爐后，在送電前應對爐蓋、電極、水冷系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)、電氣設備等進行檢查，如發(fā)現(xiàn)故障要及時處理，以免在冶煉過程中造成停工；還應檢查爐料與爐門或水冷系統(tǒng)是否接觸，如有接觸要立即排除，以免送電后被擊穿。如電極不夠長時，最好在送電前更換，如接頭位置松動，應先擰緊，以利于一次穿井成功，減少冶煉過程中造成停工現(xiàn)象。 為維護

58、玩具商品的安全衛(wèi)生，保障兒童生命健康安全，國家有關部門根據(jù)有關法律法規(guī)規(guī)定，決定自2006年3月1日起，對童車、電玩具、塑膠玩具、金屬玩具、彈射玩具、娃娃玩具實施強制性產(chǎn)品認證。自2007年6月1日起，這六類產(chǎn)品凡未獲得強制性產(chǎn)品認證證書和未加貼中國強制性認證標志的，不得出廠、銷售、進口或在其他經(jīng)營活動中使用。</p><p>　　第四章 建設所選電弧爐煉鋼工程的必要性和可行性分析</p><

59、p>　　現(xiàn)代大型超高功率煉鋼電弧爐，由于其容量大，是用電大戶，對電網(wǎng)的影響具有舉足輕重的作用。它具有功率因數(shù)低，無功波動負荷大且急劇變動，產(chǎn)生有害的高次諧波電流，三相負荷嚴重不平衡產(chǎn)生負序電流等對電網(wǎng)不利的因素，使得電網(wǎng)電能質量惡化，危及發(fā)配電和大量用戶，也影響電爐自身的產(chǎn)量、質量，使電耗、電極消耗增大，從而成為電網(wǎng)的主要公害之一。現(xiàn)在有關大型電爐對電網(wǎng)公害抑制的研究也正在深入開展，有必要對其不利影響和抑制對策作一概述性的分析。&

60、lt;/p><p>　　4.1 現(xiàn)代大型電爐對電網(wǎng)的影響</p><p>　　4.1.1 引起電網(wǎng)電壓急劇波動</p><p>　　大型電爐在打孔期和熔化期電弧長度急劇變化，引起無功負荷急劇波動，其工作短路功率為電爐變壓器額定功率的兩倍左右，其最大波動無功為電爐變壓器額定功率的1.5倍左右（具體倍數(shù)取決于短網(wǎng)阻抗、電爐變壓器阻抗、供電系統(tǒng)阻抗之和的大小，總阻抗大則工作短

61、路倍數(shù)小，反之則大）。無功的急劇波動，引起電網(wǎng)電壓的急劇波動，其波動頻率一般為1~15Hz，使燈光和電視機屏幕產(chǎn)生閃爍，使人視覺疲勞而感到煩躁，此外還影響到晶閘管設備和精密儀表等的穩(wěn)定運行，甚至產(chǎn)生質量事故。國標GB12326-2000《電能質量 電壓允許波動和閃變》規(guī)定了電力系統(tǒng)公共供電點各級電壓等級的電壓波動和閃變允許值。</p><p>　　4.1.2 使電網(wǎng)電壓波形產(chǎn)生畸變</p><

62、;p>　　電爐在熔化和打孔期，電弧電流是不規(guī)則的，且急劇變化，其電流波形不是正弦波，可分解為2次和2次以上的各次諧波電流，主要為2~7次，其中2次和3次最大，其平均值可達基波分量的5%~10%，最大可達15%~30%；4~7次平均值為2%~6%，最大值可達6%~15%。而電網(wǎng)中的鐵磁元件也產(chǎn)生高次諧波，以3次和5次諧波電流較大，其中3次分量最大，而電爐剛好也是3次諧波電流很大，這對電網(wǎng)是極為不利的。諧波電流流入電網(wǎng)，使其電壓波形發(fā)

63、生畸變，引起電氣設備發(fā)熱、振動，增加損耗，干擾通信，使電力電纜局部放電絕緣損壞，電容器過載損壞等，國家標準GB/T14549-1993《電能質量 公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定了電壓波形畸變率限值。</p><p>　　4.1.3 使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生負序分量</p><p>　　電爐在熔化期，特別是打孔期，各相電弧電壓是獨立變化的，三相電弧各自發(fā)生急劇無規(guī)則變化，故其三相電流是不對稱的。在正常生產(chǎn)情況下

64、，產(chǎn)生的負序電流約為電爐變壓器額定電流的25%左右；在不正常情況下，如一相斷弧時，可達56%左右，如兩相短路的同時，第三相又斷弧，此時可達86%左右。負序電流流入電網(wǎng)，使電網(wǎng)電壓產(chǎn)生負序分量，影響發(fā)電機和用電設備使用效果，嚴重時可能造成損壞，還會使繼電保護誤動作，其嚴重程度一般用不平衡度（即負序電壓與正序電壓分量之比的百分數(shù)）表示，國標GB/T15543-1995《電能質量 三相電壓允許不平衡度》對于對稱三相電網(wǎng)規(guī)定：負序電壓不大于2%

65、，短時不超過4%。一般來講，在電網(wǎng)公共連接點上的短路容量為電爐變壓器額定容量的30~40倍以上時，電網(wǎng)是允許的，否則應采取使三相達到平衡對稱的補償措施。</p><p>　　4.1.4 引起電網(wǎng)電壓水平降低</p><p>　　電爐在熔化期功率因數(shù)低于0.7，在發(fā)生工作短路時甚至低到0.1，在精煉期大型電爐功率因數(shù)也不高，一般為0.8左右。由于功率因數(shù)低，感性無功功率大，從而引起電壓水平降

66、低，影響用電設備出力，增加電能損耗，按供用電規(guī)則的規(guī)定，必須采用無功補償措施在高峰負荷時把功率因數(shù)提高到0.9以上，但又不得超前。</p><p>　　上述電爐對電網(wǎng)影響的四個方面，有時是單獨作用的，有時是綜合的。</p><p>　　4.2 大型電弧爐對自身及電氣設備的影響</p><p>　　4.2.1 對接在電爐供電電源電壓等級上的小型發(fā)電機的影響</

67、p><p>　　以具有代表性和典型意義的某鋼廠超高功率電爐為例。該電爐是由一座220/110kV變電站的110kV電壓供電，在110kV系統(tǒng)中接有某一小電廠，在電廠中裝有3臺1500kW水輪發(fā)電機。在電爐進行正常生產(chǎn)時，電廠發(fā)電機出現(xiàn)頻繁振動，每次振動連續(xù)時間短的幾十秒，長的達幾分鐘，一天振動最多達20多次。作發(fā)電運行時（慣性大）振動小，作調(diào)相運行時（慣性?。┱駝哟?。在振動時發(fā)電機定子三相電流幅值不平衡且波動很大，同

68、一相電流相對波動達20%，三相電流之間相位偏差也在波動（約3°~ 4°），三相電流電壓幅值包絡線的波動頻率為0.33~0.4Hz，電壓和電流包絡線正好反相位。機架上有一機械振動信號與電壓波動頻率相同（即共振）。上述情況說明發(fā)電機的低頻振動是由電爐的無功波動、三相負荷不平衡、波形畸變綜合作用形成的，而起主導作用的是無功波動。這是由于110kV系統(tǒng)該小電廠與電爐的電氣距離最近，因此電爐對其有顯著影響，不僅引起發(fā)電機振動，

69、而且三相負荷不平衡還引起轉子軸系產(chǎn)生曲扭，對軸產(chǎn)生不利影響，諧波電流使轉子繞組鐵心產(chǎn)生附加損耗，引起局部過熱。</p><p>　　4.2.2 對負序繼電保護的影響</p><p>　　該電爐投產(chǎn)后，SVC裝置尚未投入運行，變電站110kV系統(tǒng)距離保護裝置的負序繼電保護部分產(chǎn)生誤動作，不得已只能退出運行。</p><p>　　功率因數(shù)低，降低輸送功率，增加網(wǎng)損<

70、;/p><p>　　電爐熔化期功率因數(shù)只有0.7，冶煉周期平均功率因數(shù)只有0.79。在熔化期如果功率因數(shù)提高到規(guī)定值0.9，則網(wǎng)絡可多輸送11.6MW有功功率。而功率因數(shù)為0.7，就相當于使網(wǎng)絡降低了11.6MW的有功輸送能力，按平均網(wǎng)損8%計算，多送無功造成的網(wǎng)損為928kW，年電能損耗達372MWh，電費為81.6萬元。</p><p><b>　　影響冶煉質量和效益</b

71、></p><p>　　電爐變壓器的直接用電電壓為35kV，在電爐熔化期、打孔期，當SVC未投入時，母線上的電壓波動為8%~14%，取10%計算，電爐出力降低19%，即使取8%計算，電爐出力也降低15.4%，熔化時間就要延長，至少要降低8%的產(chǎn)量。</p><p>　　電壓波動再加上35kV母線上電壓畸變率(3.3%~5.9%)的影響，爐況不穩(wěn)定電極升降調(diào)節(jié)頻繁，使電極消耗增加，電力

72、單耗增加，影響電爐自身的電能質量，從而對冶煉質量不利，經(jīng)濟效益會降低。另外，電爐投入運行后，由于功率因數(shù)低，在SVC裝置未投入前，每月罰款6萬元，一年就達72萬元。</p><p><b>　　4 抑制途徑</b></p><p>　　抑制大型電弧爐對電網(wǎng)及其自身的影響的途徑有： ① 提高供電電源的電壓等級，以提高與電網(wǎng)公共連接點的短路容量，使其對電網(wǎng)和自身的影響在

73、允許范圍內(nèi)； ② 采用SVC裝置，使其對電網(wǎng)和自身的影響在允許范圍內(nèi)。這兩種途徑相比，途徑 ① 是治標的辦法，因為電爐對電網(wǎng)和自身的影響的各種量值并未消除，而是送到更高電壓等級的電網(wǎng)去擴散，隨著電爐不斷建設發(fā)展，這些量值在電網(wǎng)中增加積累，泛濫成災，將會達到電網(wǎng)不能接受的程度，反而增加了對廣大用戶的影響，因此，使用范圍越來越??；而途徑 ② 是治本的辦法，它使電爐對電網(wǎng)和自身的影響的各種量值大部分就地消除了，其應用前景廣闊。</p&g

74、t;<p>　　近年來發(fā)展起來的SVC裝置是一種快速調(diào)節(jié)無功功率的裝置，已成功地用于電力、冶金、采礦和電氣化鐵道等沖擊性負荷的補償上，它可使所需無功功率作隨機調(diào)整，從而保持電弧爐等沖擊性負荷連接點的系統(tǒng)電壓水平的恒定[2]。即</p><p>　　Qi=QD+QL-QC (1)</p><p>　　式中 Qi為系統(tǒng)公共連接點的無功功率；QD為負荷

75、所需的無功功率；QL為可調(diào)（可控）電抗器吸收的無功功率；QC為電容器補償裝置發(fā)出的無功功率，單位均為kvar。</p><p>　　當負荷產(chǎn)生沖擊無功DQD時，將引起</p><p>　　其中DQC =0，欲保持Qi不變，即DQi =0，則DQD = -DQL，即SVC裝置中感性無功功率隨沖擊負荷無功功率作隨機調(diào)整，此時電壓水平能保持恒定不變。</p><p>　　

76、SVC由可控支路和固定（或可變）電容器支路并聯(lián)而成，主要有四種型式，其基本結構如圖1所示。</p><p>　　近幾年來，用于電爐的SVC靜補系統(tǒng)逐步得到改善，實踐證明行之有效的有以下4種型式。</p><p>　　（1）晶閘管控制空芯電抗器型</p><p>　　即TCR型，見圖1(a)，該類型SVC具有反應時間快（5~20ms），運行可靠、無級補償、分相調(diào)節(jié)、能

77、平衡有功、使用范圍廣、價格便宜等優(yōu)點。因此工業(yè)發(fā)達國家的主要電氣設備制造公司都生產(chǎn)和積極推廣這種裝置，應用最廣，使用例子是大量的，是發(fā)展的主流，正如專家撰文所總結的“尤其在控制電弧爐負荷產(chǎn)生的閃爍時幾乎都采用這種型式”。但是這種裝置由于采用了先進的電子和光導纖維技術，對維護人員要專門培訓以提高維護水平。并且設計時要預留一定的過載能力。</p><p>　?。?）晶閘管閥控制高阻抗變壓器型</p>&

78、lt;p>　　即TCT型，見圖1(b)，該類型SVC優(yōu)點與TCR型差不多，但高阻抗變壓器制造復雜，諧波分量也略大一些（因阻抗最大只能做到85%，起始控制角較TCR型大，不能達到諧波量較小的起始控制角），并約有50dB左右的噪聲，由于有油，要求一級防火，只宜布置在一層房子內(nèi)或戶外，容量在30Mvar以上時價格較貴，而不能得到廣泛應用，故最早研究推廣應用TCT型的國外電氣商現(xiàn)在也不推薦TCT型了。</p><p&g

79、t;　?。?）晶閘管開關控制電容器型</p><p>　　即TSC型，見圖1(c)，這種類型SVC的特點是反應時間快（10~20ms），能分相調(diào)節(jié)、直接補償、裝置本身不產(chǎn)生諧波、損耗小，但是它是有級調(diào)節(jié)，綜合價格較高，因而也未得到廣泛應用。在380V低壓配電系統(tǒng)中應用較多。</p><p>　　（4）自飽和電抗器型</p><p>　　即SSR型，見圖1(d)，SS

80、R型SVC裝置由于原材料消耗大，噪聲大，補償不對稱電爐負荷自身產(chǎn)生較多諧波電流，不具備平衡有功負荷的能力，加上制造復雜等因素，在近階段的應用日趨減少。</p><p><b>　　5 濾波裝置</b></p><p>　　該裝置由電容器、電抗器，有時還包括電阻器等無源元件組成，以對某次及以上次諧波形成低阻抗通路，達到抑制高次諧波的作用。由于SVC的調(diào)節(jié)范圍要由感性區(qū)

81、擴大到容性區(qū)，所以濾波器與動態(tài)控制的電抗器一起并聯(lián)，這樣既滿足無功補償、改善功率因數(shù)，又能消除高次諧波的影響[3]。</p><p>　　國際上用于大型煉鋼電弧爐的濾波器種類有：各階次單調(diào)諧濾波器、雙調(diào)諧濾波器、二階寬頻帶與三階寬頻帶高通濾波器等。</p><p><b>　?。?）單調(diào)諧濾波器</b></p><p>　　一階單調(diào)諧濾波器見圖

82、2(a)，優(yōu)點是濾波效果好，結構簡單；缺點是電能損耗比較大，但隨著品質因數(shù)的提高而減少，同時又隨諧波次數(shù)的減少而增加，而電爐正好是低次諧波，主要是2~7次，因此，基波損耗較大。二階單調(diào)諧濾波器見圖2(b)，當品質因數(shù)在50以下時，基波損耗可減少20%~50%，屬節(jié)能型，濾波效果與二階單調(diào)諧濾波器等效。三階單調(diào)諧濾波器見圖2(c)，是損耗最小的濾波器，但組成復雜，投資也高，用于電弧爐系統(tǒng)中，2次濾波器選用三階濾波器為好，其它次選用二階單調(diào)

83、諧濾波器。</p><p>　?。?）高通（寬頻帶）濾波器</p><p>　　一般用于某次及以上次的諧波抑制，見圖2(b)。當在電弧爐系統(tǒng)中采用，對5次以上起濾波作用時，通過參數(shù)調(diào)整，可形成該濾波器回路對5次及以上次諧波形成低阻抗通路。</p><p>　　用于大型電爐的濾波器組合最基本的有兩類： ① 用3~5組單調(diào)諧濾波器組成； ② 由2~4組單調(diào)諧濾波器和一組

84、二階寬頻帶濾波器組成。第 ① 類組合對高次諧波濾波效果要差一些，但電能損耗低些；第 ② 類組合對高次數(shù)濾波效果好，分工也明確，設計也簡單容易些。兩者組合各有優(yōu)缺點，總的發(fā)展趨勢是在濾波效果好的前提下減少組數(shù)以節(jié)省占地和投資，又要盡可能優(yōu)化組合以節(jié)省電能損耗。</p><p>　　除了在擾動嚴重的場合必須采取以上外部抑制措施外，還可在閃變水平并不很高的許多情況下，通過改善電弧爐的運行條件即可對電壓閃變進行有效控制，

85、如優(yōu)化電弧爐的電氣參數(shù)；在關鍵時刻修訂電力使用計劃；在一定時期改變電弧長度；改善廢鋼裝載作法；采取預熱、吹氧、添加助燃物質等措施[4]。</p><p><b>　　6 結語</b></p><p>　　綜上所知，TCR型SVC是在電弧爐上得到廣泛應用的主流型式，是發(fā)展的主流。我國SVC在電弧爐的應用情況也是如此，如廣州鋼廠、韶關鋼廠、珠江鋼廠、天津大無縫鋼管廠、福

86、建馬尾中鋼廠、齊齊哈爾鋼廠等的電弧爐全是不謀而合地引進了TCR型SVC，在電弧爐上采用國產(chǎn)SVC裝置，且現(xiàn)已投入運行的有大冶鋼廠雙50t高功率電爐、遼寧東洋鋼廠等。</p><p><b>　　電弧爐車間設計</b></p><p><b>　　1.1電爐車間計算</b></p><p><b>　　1.1.1電

87、爐容量</b></p><p>　　在進行電爐爐型設計之前首先要確定電弧爐的容量和座數(shù)，它主要與車間的生產(chǎn)規(guī)模，冶煉周期，作業(yè)率有關。</p><p>　　在同一車間，所選電爐容量的類型一般認為不超過兩種為宜。座數(shù)也不宜過多，一般設置一座或兩座電爐。為了確定電爐的容量和座數(shù)，首先要估算每次出崗量q：</p><p>　　式中Ga—車間產(chǎn)品方案中確定的年

88、產(chǎn)量，100t；</p><p>　　τ—冶煉周期，55min=0.917h；</p><p>　　η—作業(yè)率，×100%</p><p><b>　　本設計取90%；</b></p><p>　　Y—良坯收得率，連鑄一般95%~98%,本設計取98%；</p><p>　　帶入數(shù)據(jù)計算

89、得 q=120t。</p><p>　　根據(jù)估算出的每次出鋼量選取HX2-100系列一座，以下是主要技術性能：</p><p>　　1.1.電爐車間生產(chǎn)技術指標</p><p>　?。?）產(chǎn)量指標年產(chǎn)量100t；小時出鋼量：</p><p>　　(2)質量指標鋼坯合格率 98%; </p>&

90、lt;p>　　(3) 作業(yè)率指標作業(yè)率：90%</p><p><b>　　(4)材料消耗指標</b></p><p><b>　　a金屬材料消耗</b></p><p>　　一般為廢鋼、返回廢鋼、合金料于脫氧合金。</p><p>　　b煉鋼扶住材料消耗石灰、以及其他造渣材料和脫氧粉劑。&l

91、t;/p><p>　　c耐火材料消耗;主要用于爐襯的各種耐火磚以及鋼包的耐火材料。</p><p>　　d其它原材料消耗:電極和工具材料。</p><p>　　e動力熱力消耗指標:主要為電能和各種氣體和燃油等。車間設計產(chǎn)品大綱見下表：</p><p>　　(5)連鑄生產(chǎn)技術指標：連鑄比鑄，坯成坯率，連鑄收得率</p><p&g

92、t;　　生產(chǎn)的鋼種：主要生產(chǎn)Q215，年產(chǎn)量100噸，連鑄坯尺寸選取200×200mm方坯；</p><p>　　1.2電弧爐爐型尺寸計算及變壓器功率確定</p><p>　　1.2．1電弧爐設計要求</p><p>　　電弧爐的整體設計是包括機械、電氣、熱工、冶煉、耐火材料等多門專業(yè)的工程。隨著鋼質量不斷的提高，熔煉工藝在革新，也向爐子結構（包括耐火材料

93、砌襯）提出了更高的要求。</p><p>　　正確設計電弧爐應保證爐子生產(chǎn)率高，電能、耐火材料和電極的單位消耗低，同時應滿足多品種的鋼冶煉時冶金反應的順利進行。</p><p>　　為此必須考慮如下幾個方面：</p><p>　?。?）選定大功率變壓器；</p><p>　?。?）提高熱效率和電效率，即保證少的熱損失和電損失；</p&g

94、t;<p>　?。?）采用高質量耐火材料砌筑爐襯；</p><p>　?。?）爐子各部分的形狀、尺寸和結構設計合理，鋼與渣接觸面積適當增大，以保證熔池中冶金反應順利進行，提高鋼質量；</p><p>　　（5）爐子熔煉室容積應能一次裝入中等堆比重的全部爐料；</p><p>　?。?）爐子傾動30°～45°能保證全部鋼液順利流出。&

95、lt;/p><p><b>　　計算參數(shù)要求：</b></p><p>　　1）求出爐內(nèi)鋼液和熔渣的體積，一般常以爐容量的公稱噸位來進行計算；</p><p>　　2）計算熔池直徑和熔池深度；</p><p>　　3）確定熔煉室直徑和熔煉室高度；</p><p>　　4）確定爐頂拱高和爐蓋厚度；<

96、;/p><p>　　5）決定各部分爐襯尺寸和爐殼直徑；</p><p>　　6）決定變壓器功率與電壓級數(shù)和大?。?lt;/p><p><b>　　7）求出電極直徑；</b></p><p>　　8）確定電極分布圓直徑即三級心圓直徑。</p><p>　　1.3電弧爐爐型計算</p><

97、p>　　電弧爐的內(nèi)部可分為兩大部分，在爐壁下緣以下容納鋼水和熔渣的部分稱作爐缸，或部分爐缸以上的空間可容納全爐或部分冷鋼鐵料并在此進行熔化，稱作熔化室。</p><p>　　熔池最好的形狀是由截頭圓錐和球缺組成的錐球型內(nèi)型，爐坡傾角為45°（見圖1）。這樣的形狀可保證爐料加速熔化，且易砌筑和修補方便，以及易于保持熔池形狀。</p><p>　　1.3.1爐缸尺寸計算<

98、/p><p>　　確定鋼液面的直徑是由下面的經(jīng)驗公式計算的</p><p>　　鋼液的體積 ：V=GV。 (1-1)</p><p>　　式中 G——爐子額定容量，t</p><p>　　V。——一噸鋼液的體積，m3/t，V。=0.14m3/t。 <

99、/p><p>　　鋼液面直徑： D=2.0C m (1-2) </p><p>　　式中 C=0.875+0.042 (1-3)</p><p>　　鋼液面直徑D和鋼液深度H的比值是確定爐型尺寸的基本參數(shù)，通常=3.5～5。次比值愈大則

100、增大渣——鋼接觸面積，有利于鋼水精煉，所以，爐中還原精煉期較長的工藝宜取≈5,較短的精煉期取3.5～4，此處選取=5。</p><p>　　爐渣的質量為鋼水量的7-8%，體積可取鋼液的體積的10-15%，由此即可計算渣層厚度。爐門坎平面應高于渣液面20-40mm，爐缸與爐壁連接面應高于爐門坎面30-70mm，減輕爐渣對爐坡連接縫處的侵蝕。所以爐缸上緣直徑（或熔化室直徑）DB為：</p><p&

101、gt;　　DB=D+0.1～0.2 （1-4）</p><p>　　球缺弦長 d=D-2*（H-h1） （1-5）</p><p>　　電弧爐容量是100噸，根據(jù)式（1-1）到（1-5）可求出</p><p>

102、;　　鋼液面直徑 D=3.8535m≈3850mm</p><p>　　鋼液深度 H=0.7707m≈770mm</p><p>　　熔化室直徑（下部） DB=4.0035m≈4000mm</p><p>　　球缺高度 h1=154.14mm</p><

103、;p>　　球缺弦長 d=2621mm</p><p>　　渣層厚度 75mm</p><p>　　1.3.2熔化池尺寸</p><p>　　1.3.2.1、爐壁高度</p><p>　　熔化室的高度即為爐壁的高度，可按表(1-1)所列范圍選取。</p><p

104、>　　表格 1-1電弧爐爐壁高度計算值</p><p>　　由于電爐容量為=100噸，所以選取爐壁高度：</p><p>　　H1=0.34DB (1-6) </p><p>　　則H1=1.3612m≈13612mm</p><p>　

105、　熔化室的容積加上爐缸的容積應能容納一爐所需廢鋼鐵料，在合理的配料比其中重型、中型廢鋼占有較大比例時，按表1-1所定熔化室容積是合適的。但使用輕型廢鋼較多時，必須二次或三次裝料才能完成，勢必加長熔化時間，增加熔化電耗。</p><p>　　1.3.2.2、熔化室上部直徑</p><p>　　采用耐火材料爐壁，特別是散裝料與粘結劑打結爐壁時，一般用大塊打結磚，內(nèi)壁作成向外傾斜，這樣，爐壁上部

106、的厚度減薄，耐火材料消耗減少，爐壁穩(wěn)定且易于修補，同時使熔化室容積增大，可多裝比重輕的爐料。</p><p>　　將爐壁做成傾斜式的，傾角ß≈6°。從而可得熔化室上部直徑；</p><p>　　D1=DB+2H1tanß （1-7）</p><p>　　則D1=4.841m≈4841mm

107、</p><p><b>　　2.3爐頂</b></p><p><b>　　1、爐頂拱高h3</b></p><p>　　爐頂拱高h3與熔化室直徑D1的關系：</p><p>　　=～（因爐頂磚材質不同而異）</p><p>　　電爐爐頂用磚多為高鋁質專用型磚，</p

108、><p>　　則取h3=D1=4841*9≈538 mm （1-8）</p><p>　　2、爐頂厚度δR是按耐火材料的熱阻計算和實際經(jīng)驗決定的，推薦如下：</p><p>　　對20t以下的爐子 δR=230mm</p><p>　　對20t及20噸以上的爐子

109、 δR=300mm</p><p>　　對100噸以上的爐子 δR=350mm</p><p>　　砌爐頂時，磚縫小于2mm，磚與磚高低凹凸差小于5mm，以“人字形”砌法最為普遍。</p><p>　　所以這里采用爐頂厚度δR=350mm。</p><p>　　2.4爐殼直徑和爐襯厚度&