目录
1 电弧炉炼钢技术现状及发展 (1)
1.1电弧炉炼钢发展概况 (1)
1.2国内外电炉炼钢技术的发展趋势 (1)
2 电弧炉炼钢车间的设计方案 (3)
2.1电炉车间生产能力计算 (3)
2.1.1电炉容量和台数的确定 (3)
2.1.2 电炉车间生产技术指标 (3)
2.2电炉车间设计方案 (4)
2.2.1 电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 (4)
2.2.2 产品大纲 (4)
2.2.3 电炉炼钢车间的组成 (4)
2.2.4 电炉车间各跨的布置情况 (5)
3 电弧炉炉型设计 (6)
3.1电弧炉炉型 (6)
3.1.1 炉缸 (6)
3.1.2 熔化室 (7)
3.1.3 电极分布 (8)
3.1.4 工作门和出钢口 (8)
3.1.5 炉衬厚度 (8)
3.2电弧炉变压器容量选择 (9)
3.3水冷炉壁与水冷炉盖 (9)
3.3.1 水冷炉盖的设计 (9)
3.3.2 水冷炉盖的安装 (10)
3.4偏心底出钢的设计 (11)
3.4.1 EBT电炉的炉壳 (11)
3.4.2 EBT电炉的炉底 (12)
3.4.3 出钢口 (12)
3.4.4 机械装置 (13)
3.4.5 偏心底出钢箱的设计 (13)
3.5水冷挂渣炉壁的设计 (14)
3.5.1 电弧炉炉壁的热流 (14)
3.5.2 冷却水流量 (14)
3.5.3 水冷炉壁水速的确定 (15)
3.5.4 管径的确定 (15)
3.5.5 平衡挂渣厚度 (15)
3.5.6 综合传热系数 (16)
3.5.7 临界热流量与最大热流量 (16)
4 电弧炉炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算 (17)
4.1物料平衡计算 (17)
4.1.1熔化期计算 (19)
4.1.2 氧化期计算 (23)
4.2热平衡的计算 (27)
4.2.1 计算热收入Qs 。 (27)
4.2.2 计算热支出Qz 。 (29)
5 电弧炉炼钢车间工艺设计 (33)
5.1.1 废钢 (33)
5.1.2 辅助料 (33)
5.2电弧炉冶炼工艺 (34)
5.3精整工艺 (35)
5.4连铸操作工艺 (36)
6 电弧炉炼钢车间工艺布置 (38)
6.1原料跨 (38)
6.1.1 原料跨的宽度 (39)
6.1.2 原料跨的烘烤间 (39)
6.1.3 原料跨总长度确定 (40)
6.2炉子跨整体布置 (40)
6.2.1 炉子跨工作平台高度 (40)
6.2.3 炉子的变压器室和控制室 (40)
6.2.4 电弧炉出渣和炉渣处理 (40)
6.2.5 精炼炉的工艺布置 (40)
6.2.6 炉子跨的长度、跨度、高度 (40)
6.3连铸跨 (41)
6.3.1 总体布置 (41)
6.3.2 钢包回转台的布置 (41)
6.3.3 连铸机操作平台的高度、长度、宽度 (41)
6.3.4 连铸机总高和本跨吊车轨面标高 (42)
6.3.5 连铸机总长度 (42)
6.3.6 其它布置 (43)
6.4精整跨 (43)
7 车间主要设备的选择和配置 (45)
7.1电弧炉主体设备选择 (45)
7.1.1 校核年产量 (45)
7.1.2 电极 (45)
7.2精炼炉设备选择 (45)
7.2.1 LF钢包炉的参数确定 (45)
7.2.2 LF钢包炉的工艺确定 (46)
7.3连铸设备选择 (46)
7.3.1 钢包允许的最大浇注时间 (46)
7.3.2 铸坯断面 (47)
7.3.3 拉坯速度 (47)
7.3.4 连铸机的流数 (48)
7.3.5 铸坯的液相深度和冶金长度 (48)
7.3.6 弧型半径 (49)
7.4连铸机的生产能力的确定 (49)
7.4.1 连铸浇注周期的计算 (49)
7.4.2 连铸机作业率 (50)
7.4.3 连铸坯收得率 (50)
7.4.4 连铸机生产能力的计算 (51)
7.4.5 最高日浇注炉数 (51)
7.4.6 最高日产量 (52)
7.5中间包及其运载设备 (52)
7.5.1 中间包的形状和构造 (52)
7.5.2 中间包的主要工艺参数 (52)
7.6结晶器及其振动装置 (53)
7.6.1 结晶器的性能要求及其结构要求 (53)
7.6.2 结晶器主要参数选择 (53)
7.6.3 结晶器的振动装置 (55)
7.7二次冷却装置 (55)
7.7.1 二冷装置的基本结构 (55)
7.7.2 二次冷却水冷喷嘴的布置 (55)
7.7.3 二次冷却水量的计算 (55)
7.8拉矫装置及引锭装置 (56)
7.9铸坯切割装置 (56)
7.10盛钢桶的选择 (56)
7.10.1 型号选择 (56)
7.10.2 容纳钢水量 (56)
7.10.3 盛钢桶内渣量 (57)
7.10.4 盛钢桶容积 (57)
7.10.5 盛钢桶壁砖衬厚度 (57)
7.10.6 盛钢桶外壳 (57)
7.10.7 盛钢桶的质量 (58)
7.10.8 钢包需用量 (58)
7.11渣罐及渣罐车的选择 (59)
7.11.1 车间所需的渣罐数量 (59)
7.11.2 车间所需渣罐车数量 (59)
7.12起重机和电动平车的选择 (59)
7.13其它辅助设备的选择 (60)
8.1技术经济指标 (61)
8.2车间人员编制 (61)
9参考文献 (64)
10 专题.......................................... 错误！未定义书签。
11 致谢 (72)
1 电弧炉炼钢的现状及发展
1.1 电弧炉炼钢发展概况
近年来，电弧炉钢产量增长速率超过了钢总产量的增长速率。2000年全世界钢总产量为84115.4万t，其中电炉钢产量为28352万t，占钢总产量的33.7%，与1995年相比，钢总产量增长13.2%，电炉钢产量增长了16.8%。2001年，全世界钢总产量为84379.7万t，其中电炉钢产量为29587.9万t，占钢总产量的35.07%。
有些国家废钢资源丰富，电价低廉，电弧炉炼钢发展迅速。2000年美国电炉钢比达到46.8%。而我国由于废钢资源短缺，电价较高，2000年电炉钢产量为2020万t，占全国总产量的15.9%。2001年，我国的钢总产量为15163万t，其中电炉钢产量为2400.5万t，电炉钢比为15.8%。
较早年代，我国电弧炉以冶炼合金钢为主，多集中于特殊钢厂，电弧炉容量小。上世纪90年代起，我国相继建设了多座大容量超高功率电弧炉。据统计，1990年至1999年我国新建设60~150t电弧炉19座，总容量为1645t。目前，我国投入运行的50t以上电弧炉有39座，其中单炉出钢量100t以上的电弧炉有10座。
1992年我国电弧炉平均炉容量为4.6t/座，2000年容量50~150t的大电炉36座，而且大多数采用超高功率技术。为了提高钢的质量，电弧炉钢厂大都配有钢包精炼装置(LF炉)并采取全连铸生产。一些钢厂还配有VD真空精炼装置。
1.2 国内外电炉炼的发展趋势
炼钢新原料和短流程的发展，促进了电炉炼钢的飞速发展。21世纪，很可能是电炉与转炉平分秋色的时代，因此世界各国都非常重视电炉的发展，而电炉炼钢技术发展趋势有如下几点：
(1) 超高功率直流电弧炉具有电极消耗低、节电且对渣线耐火材料侵蚀小等特点，是世界范围内电炉发展的总趋势。并且要充分利用超高功率电弧炉的一些强化冶炼技术，提高电炉生产能力，逐步缩小与转炉出钢周期的差距，达到
(2) 尽可能地利用电炉冶炼废热和化学能，发展废钢预热及烟气二次燃烧技术。竖式电炉不仅在生产率、能量利用、环境适用性及炉料灵活性等方面占有优势，而且实现了电炉炼钢的连续化，是目前最有发展前途的电炉。但其设备结构的复杂性以及其产生的二噁咽等问题也是值得注意并有待解决的。
(3) 用初级能源代电，采用氧燃烧嘴助熔技术，可以降低电耗、降低生产成本、缩短冶炼时间，尤其是煤——氧助熔技术更有发展前途。
(4) 扩大铁源应用范围，除废钢外广泛应用DRI、HBI、碳化铁、高炉铁水、熔融还原铁、生铁块等灵活配比，以适应不同地区的原料供应状况。
(5) 电炉炼钢应逐步趋向连续化操作，改善劳动条件，提高设备的利用率。
(6)环保问题是全世界永恒的话题，应注意环境保护和废气物的回收利用。
2 电弧炉炼钢车间的设计方案
2.1电炉车间生产能力计算
2.1.1电炉容量和台数的确定
电炉车间产量系指一定的生产期内合格产品的产量。通常指经检验合格的连铸坯产量。本设计题目为年产量100万t/年。
电弧炉车间年产量计算式
A=24nga/t (2-1)
式中：n —— 全年实际有效作业日数；n ＝365×作业率(98%)=358；
G —— 一炉熔炼钢水的量；
t —— 平均一炉的冶炼时间，取t=55min ； a —— 钢水铸成铸坯的收得率，取a=98.0%。
。
∴
考虑到电炉的过装系数f 可取1.2~1.3，故取电弧炉的公称容量120t ，且车间有一台电弧炉可满足要求。 2.1.2 电炉车间生产技术指标
(1) 产量指标
合格钢产量100万吨/年； 冶炼时间55min (2) 质量指标
铸坯合格率：方坯99.0% (3) 作业率指标 连铸机作业率：85% t
8.108%
0.983582460/5510100244=????==na At g
连铸比：100%
铸坯合格率：方坯99.0%
连铸坯收得率98.0%
2.2 电炉车间设计方案
2.2.1 电炉炼钢车间设计与建设的基础材料
(1) 建厂条件：
1) 各种原料的供应条件，特别是钢铁材料来源；
2) 产品销售对象及其对产品质量的要求；
3) 水电资源情况，所在地区的产品加工，配件制作的协作条件；
4) 交通运输条件，水路运输及地区公路、铁路的现状与发展计划；
5) 当地气象、地质条件、环保要求；
(2) 工艺制度：
确定工艺制度是整个工艺设计的基本方案，是设备选择，工艺布置等一系列问题的设计基础。
1) 冶炼方法：超高功率电弧炉冶炼，然后进行炉外精炼；
2) 浇注方法：采用全连铸；
3) 连铸坯的冷却处理与精整：铸坯在冷床上冷却并精整；
4) 在技术或产量方面应留有一定的余地。
2.2.2 产品大纲
本设计题目为年产100万吨连铸坯的电弧炉炼钢车间工艺设计，产品大纲为：碳素结构钢50万吨，合金结构钢50万吨。
2.2.3 电炉炼钢车间的组成
1) 炼钢主厂房，包括原料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨和出坯跨。
2) 废钢料堆场及配料间包括废钢处理设施（预热、烘烤等）；
4) 钢锭、坯存放场地；
5) 中间渣场；
6) 机电修理间及快速分析室；
7) 炉衬制作与各种备件修理场地；
8) 耐材库、备件备品库、车间变、配电室；
9) 水处理、烟气净化设施及车间管理、生活服务设施。
2.2.4 电炉车间各跨的布置情况
由于是一台超高功率电弧炉，且是全连铸，考虑到物料顺行、劳动安全条件和未来发展，采用横向高架式布置。
(1) 原料跨：
此跨主要是为外来废钢、返回废钢、炼钢生铁、合金料、散状料等提供场地。废钢坑可按其块度大小分几个不同的坑，另外还有合金料和散装料的烘烤区。
(2) 炉子跨：
此跨配有一座120吨超高功率偏心底出钢电弧炉，一座140吨LF精炼炉，炉体彻修区、炉盖修理区、耐火材料干燥室，钢包烘烤区，电炉装料配置，电炉变压器房，供氧系统，粉尘处理系统等，由高架行车进行跨间的整体运输工作。LF精炼炉主要是进行钢水的脱氧，脱硫脱气，合金化等操作。
(3) 精炼跨：
此跨设有钢包回转台，连铸机，钢包修理备用区，中间包修理区及烘烤区，结晶器修理区及烘烤区。因运输量大，设有两台行车进行钢包的调运工作。
(4) 浇注跨：
此跨主要进行铸坯的凝固，另外，此跨间还有铸机备件区、检修区、良坯存放区、缓冷区等等。
(5) 出坯跨：
此跨主要包括铸坯堆放区，连铸机维修区、铸坯操作室等等。
3 电弧炉炉型设计
随着钢质量不断提高，熔炼工艺在革新，也向炉子结构提出了更高的要求。
炉型尺寸的计算既可用于设计新炉子，又可用于核算改造旧炉子。
3.1 电弧炉炉型
炉型是指炉子内部空间的形状和尺寸。现今，大型高功率电弧炉均为圆桶形炉体和拱顶炉盖，三电极分布在等边三角形顶点上。另外，自发展电炉高功率和超高功率技术以来，新型电炉多采用水冷壁以及水冷炉顶，而当今采用水冷壁的电弧炉炉壁均作成柱形。
3.1.1 炉缸
将炉体剖开，向炉门方向看，熔池形状见图3-1。
图3-1 电弧炉炉型
图3-1中，D——钢液面直径；
H——钢液深度；
h1——球缺状钢液高度；
h2——锥台状钢液高度；
d——球缺直径；
α——锥台与水平的夹角。
根据计算与经验，D/H=3.5～5。
h1=H/5，炉底采用球形便于在熔化初期聚集一定的钢液，既可保护炉底，又有利于吹氧助熔，加速熔化。
α一般取45°，在操作过程中熔池的形状易于保持，且便于出钢后修补炉坡(镁砂自然堆角45°)，出钢时钢水与渣能够倒尽。
对于一定质量的钢液，其体积为：
V=GV0 (3-1) 式中：G——炉子额定容量，t；
V0——一定钢液的体积，m3/t，V0=0.14 m3/t。
计算得：V=16.8m3。
钢液面直径为：
D=2.0CV1/3(3-2) 式中：C=0.875+0.042D/H
所以得：D=2.0×(0.875+0.042×5)×8.41/3=3.92m
炉渣体积可取钢液体积的10~15%，由此即可计算渣层厚度。炉门坎平面应高于渣液面20~40mm，炉缸与炉壁连接面应高于炉门坎面30~70mm，减轻炉渣对炉壁与炉坡接缝处的侵蚀。所以炉缸上缘直径(或即为熔化室直径)D B为：
D B=D+0.1~0.2 (3-3)
所以：D B=D+0.1=3.92+0.1=4.95m
H=D/5=3.92/5=0.78m
3.1.2 熔化室
炉缸以上至炉顶拱角以下的空间称作熔化室。熔化室的高度即为炉壁的高
熔化室的容积加上炉缸容积应能容纳一炉所需废钢铁料，其上部直径为：
D1=D B+2H1tanβ (3-4)
计算得：D1=4.40.m。
3.1.3 电极分布
电弧炉是以三个电极圆心构成的圆的直径D p来表示电极在炉内的分布，比
值D p/D B决定电极在炉中的位置，同时也决定炉内热量的分布。考虑到炉壁热负荷的均匀和电极把持器的位置，电极分布圆直径D p与D B有如下关系：
D p/D B≦0.25~0.35 (3-5)
取值为0.3，所以D p=1.206m。
电极直径取为500mm。
3.1.4 工作门
现代电弧炉只设一个工作门，用于加料、炉前操作和观察炉况。依据经验
公式，得：
炉门宽度：l= (0.20~0.30)D=0.2×3.92=0.780m
炉门高度：b= (0.75~0.85) l=0.8×0.78=0.624m
3.1.5 炉衬厚度
炉衬厚度是按耐火材料的热阻计算的。
(1) 炉底厚度d底
d底=1000mm。
(2) 炉壁根部厚度d壁
炉壁根部厚度即炉缸平面处炉衬的厚度，一般取δ壁>400~600mm。120t
炉子，d
=600mm。
壁
(3) 炉壁与炉盖厚度
对于超高功率电弧炉大多都采用水冷炉壁、水冷炉盖，其厚度取决于水冷
构件的形式、材质及炉内热负荷等。
3.2 电弧炉变压器容量选择
由熔化时间来计算变压器容量：熔化期长短主要是由供电功率来确定。 变压器的容量由下式计算：
(3-6)
式中：P ——炉用变压器额定容量，kV A ；
q ——熔化每吨废钢料及熔化相应的渣料并升温所需要的电量，kWh/t ，
q≈350kWh/t ；
G ——电炉装入量，t ； t m ——预期的熔化时间，h ；
cosφ——熔化期平均功率因数，超高功率选取0.70； η——变压器有功功率的热效率，选取0.80； N ——熔化期变压器功率平均利用系数，选取1.1。 所以，计算得：P=40909.09kV A
若按电弧炉的额定容量计算其单位功率则为40909.09/120=341kV A/t ，属于超高功率范围。
3.3 水冷炉壁与水冷炉盖
3.3.1 水冷炉盖的设计
炉盖直径的确定：
D g =D r +2d c (3-7)
式中：D g ——水冷炉盖的直径
D r ——熔化室直径
d c ——添加系数其值为300mm 故：D g =4.4+2×0.3=5m 。
ηN
cos t qG
P m ?=
图3-2 EBT结构图
炉盖上开五个孔，其中三个为电极孔，一个为排尘孔。后一个孔的直径为450mm，炉盖圈的高度为300mm，环形凸圈的高度定为60mm，宽度也定为60mm，炉盖上还焊有6根拉筋，起加固炉盖的作用。
3.3.2 水冷炉盖的安装
分为炉壳内装式和框架悬挂式两种。前者炉壁、炉盖有完整的钢板炉壳，炉壁炉盖采取内装方式；后者炉壁、炉盖无完整钢板炉壳，而是水冷的框架，依靠悬挂在上面的水冷炉壁、水冷炉盖组成完整的炉体。为便于运输、安装、维护以及提高寿命，将装有水冷炉壁的炉体制成上下两部分，在水冷炉壁的下沿与炉底及渣线分开，采用法兰连接。
3.4 偏心底出钢的设计
偏心底出钢电弧炉(EBT电炉)采用留钢留渣操作，不但做到了无渣出钢，而且留钢操作增加了电弧炉冶炼的连续性，熔化期电弧稳定，熔池形成较快，可以实现提前吹氧，有效地提高了氧利用率以及电弧炉热效率；偏心底出钢电弧炉出钢钢流短，出钢时间大大缩短，减小了出钢过程中的钢水温降及钢水对钢包内衬的冲刷，出炉后合金化的进行提高了合金的回收率；偏心底出钢电弧炉倾炉角度较出钢槽电弧炉大为减小，有条件对短网进行优化。
偏心底出钢是一种应用较为广泛的无渣出钢的最好的出钢方式。图3-3所示：
图3-3 偏心底出钢电弧炉示意图
3.4.1 EBT电炉的炉壳
偏心底出钢电弧炉的炉壳上部仍为圆形，下部带有突出的圆弧形出钢箱。传统的电弧炉出钢时，一般需要把炉子倾动45°，倾动大，对炉衬损耗大。采用
而提高炉衬的寿命，偏心底出钢电弧炉采用全水冷炉壁和炉盖，一般采用若干水冷件组成，水冷件的更换方便。
3.4.2 EBT电炉的炉底
偏心底出钢电弧炉炉底设计成浅盘状，以确保无渣出钢。为安全起见，底部排两层镁质火砖，与钢水接触的底部有白云石耐火砖，并捣上一层镁质耐火砖。
3.4.3 出钢口
偏心底出钢电炉的出钢口位于出钢箱的底部，利用出钢口的开闭机构和倾动机构，实现无渣出钢、留渣操作。见图3-4。
图3-4出钢口示意图
图3-4中：1——出钢口座砖；
2——出钢口消耗袖砖；
3——填充物；
4——尾砖；
5——隔离环；
6——水冷环；
7——底盖系统。
3.4.4 机械装置
一般偏心底出钢电弧炉，向炉门倾动10~12°，向出钢口最大倾动15°。偏心低出钢电弧炉的倾动液压缸行程较传统电弧炉小，为保证不带渣出钢，以避免出钢箱部分产生漩涡，即炉体倾动最大至结束出钢时，使炉内留一部分钢水，为此应使炉体迅速回倾，一般为3°/S。
3.4.5 偏心底出钢箱的设计
EBT电炉的特征是设置了一个偏心区，如图所示该偏心区相对构成一个小熔池，并通过圆滑过渡与电炉主熔池相连，炉体回到正常位置是将部分钢水和全部的炉渣留在炉内，出钢口垂直设置在偏心区的底部，这样一个结构使得偏心区的设计显得相当重要，下述四点的设计优良直接影响到炉子的正常工作。
(1) 偏心距
即出钢口中心线至炉子中心线的距离。偏心距选取过大，则偏心区内的废钢不容易熔化，即使全部熔化，由于温度不均匀，该区的钢液成分偏差很大，造成冶炼的不正常。同时，考虑到在出钢口上盖的操作方便，偏心区不能过小。在不影响出钢的情况下，此距离应尽可能的小。经过查询了许多的现有的偏心距后，确定本设计的偏心距为3400mm。
(2) 出钢口直径
出钢口直径的确定应保证钢液在尽可能短的时间内出净。经验表明，对70吨以上的电弧炉，出钢时间在120s~180s内，出钢口的直径一般在120mm以上，本设计取150mm。
(3) 出钢箱的高度
出钢箱的高度确定应保证炉体倾斜10~15°时，钢水不与出钢箱的水冷盖板相接触，并留有一定的安全距离，还要求氧化渣全部留在炉内。经推荐，本设计出钢箱的高度取为1100mm。
(4) 出钢箱内口与中心夹角
此夹角的大小直接影响到箱体内钢水的流动性，从而影响钢液的温度。本设计取该角为120°。
3.5 水冷挂渣炉壁的设计
3.5.1 电弧炉炉壁的热流
根据炉子上的“热点”和“冷点”都受三电弧辐射热的条件来计算电弧炉壁的热流强度，有如下公式：
(3-1)
(3-2)
式中：q 热点——炉壁热点表面单位面积上接受的辐射功率，kW/m 2；
q 冷点——炉壁冷点表面单位面积上接受的辐射功率，kW/m 2； P H ——平均每相电弧功率，kW ，其值为
cos φ×P/3=0.7×40909.09/3=9545.5kW ；
R ——熔池面半径，其值为2.425m ；
K ——三电极极心分布圆直径与熔池直径之比，其值为1.206/3.92=0.31
经计算得，q 热点=135.1kW/m 2，q 冷点=116.6kW/m 2。
3.5.2 冷却水流量
根据电弧炉水冷炉壁的热流全部被冷却水吸收的热平衡关系得：
qS=GC p (t 0-t 1) (3-3)
式中：q ——炉壁热流，kJ/ m 2·h ；
S ——水冷炉壁的受热面积，m 2； ()()
???
?????++++-=
2
/3222H
K K 1K
2K 11R 120.9P π热点q ()()
???
?
???
?+--++=2/322
2
H
K K 1K
2K 11R 120.9P π冷点q
1电弧炉炼钢车间的设计方案 1.1电炉车间生产能力计算 1.1.1电炉容量和座数的确定 在进行电炉炉型设计之前首先要确定电弧炉的容量和座数，它主要与车间的生产规模，冶炼周期，作业率有关。 在同一车间，所选电炉容量的类型一般认为不超过两种为宜。座数也不宜过多，一般设置一座或两座电炉。为了确定电炉的容量和座数，首先要估算每次出岗量q ： y G q a ητ8760= 式中 G a —车间产品方案中确定的年产量，80万t ； τ—冶炼周期，55min=0.917h ； η—作业率，年日历天数 年作业天数=η×100% 本设计取90%； Y —良坯收得率，连铸一般95%~98%,本设计取98%； 带入数据计算得 q=95.0t 。 根据估算出的每次出钢量选取HX 2-100系列一座，以下是主要技术性能： 1.1.2电炉车间生产技术指标 （1）产量指标 年产量80万t ； 小时出钢量： （2）质量指标 钢坯合格率 98%; (3) 作业率指标
作业率：90% (4)材料消耗指标 a金属材料消耗 一般为废钢、返回废钢、合金料于脱氧合金。 b炼钢扶住材料消耗 石灰、以及其他造渣材料和脱氧粉剂。 c耐火材料消耗 主要用于炉衬的各种耐火砖以及钢包的耐火材料。 d其它原材料消耗 电极和工具材料。 e动力热力消耗指标 主要为电能和各种气体和燃油等。车间设计产品大纲见下表： （5）连铸生产技术指标 连铸比 铸坯成坯率 连铸收得率 （6）生产的钢种：主要生产Q215，年产量80万吨，连铸坯尺寸选取200×200mm方坯； 1.2 电炉车间设计方案 1.2.1电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 （1）建厂条件 1）各种原料的供应条件，特别是钢铁材料来源； 2）产品销售对象及其对产品质量的要求； 3）水电资源情况，所在地区的产品加工，配件制作的协作条件； 4）交通运输条件，水路运输及地区公铁路的现状与发展计划； 5）当地气象，地质条件； 6）环境保护的要求； 在上述各项主要建厂条件之中，原材料条件对于工艺设计的关系尤为密切重要。 （2）工艺制度 确定工艺制度是整个工艺设计的基本方案，是设备选择，工艺布置等一系列问题的设计基础。确定工艺制度的主要依据是产品大纲所规定的钢种，生产规模，原材料条件以及后步工序的设计方案。 1）冶炼方法：利用超高功率电弧炉进行单渣冶炼，然后进行炉外精炼； 2）浇注方法：采用全连铸； 3）连铸坯的冷却处理与精整：铸坯在冷床上冷却并精整； 4）在技术或产量方面应留有一定的余地。 1.2.2电炉炼钢车间的组成
电弧炉与中频炉炼钢工艺及成本分析
电弧炉与中频炉工艺及成本分析 ——关于地条钢泛滥的思考 目前生产螺纹钢常用的方法有几种，最普遍的是被称作长流程的“高炉+转炉+连铸”工艺，以及被称作短流程的“电弧炉+连铸”和“中频炉+连铸”工艺。这里暂不讨论长流程工艺，单说短流程工艺，即电弧炉和中频炉生产建筑用材工艺，看看这二者之间有什么区别，并借此聊一聊地条钢。 一、炼钢工艺简介 炼钢是严格的“熔化+精炼”过程，不是简单的“化铁水”，炼钢工艺及实际操作是保证成品钢材质量的关键，通过吹氧脱碳、造渣精炼、钢液脱氧、吹氩搅拌乃至真空脱气等手段，进行脱碳、脱磷、脱硫、去除气体和夹杂，调整成分和温度，保证钢材质量。 1、电弧炉炼钢 电弧炉炼钢是利用三相电极向炉内输送电能，通过电极端部与炉料之间的高温电弧形成3000℃以上的高温来熔化炉料。现在的超高功率电弧炉还配备有炉壁氧枪和炉门氧枪，为炉膛冷区提供辅助热源，进一步提高供热强度，加速熔化。一些有条件的工厂用高温铁水代替部分废钢，或利用余热对入炉废钢进行预热，提高入炉料温度，以加快熔炼速度，节能降耗。 传统电弧炉熔炼工艺有以下几个过程：装料→熔化→氧化→脱氧合金化→出钢→铸坯（锭），这种方法冶炼时间长，设备利用率不高，不能够确保生产节奏，现代电弧炉炼钢都把脱氧合金化工作放到炉后的钢包精炼炉进
行，并且在熔化炉料的过程中，通过提前造渣、大量用氧以及吹氧搅动熔池等，通过氧化脱碳和流渣换渣操作，迅速降低钢中的磷和气体、夹杂物含量，缩短冶炼时间。过去普通功率电弧炉熔炼时间多在4小时以上，而现在的超高功率电弧炉整个冶炼周期仅为70-90min。 电弧炉初炼出的钢液，含氧量很高，而且成分、温度都不符合要求，需要通过钢包精炼来脱氧、调整化学成分和温度，以及尽可能多地去除钢中的非金属夹杂物。钢包精炼炉简称LF炉，也是通过三相电极向钢包内的钢液通电加热，并且在钢包底部配有透气芯，可向钢液底部通入惰性气体氩气。通过补加合金调整化学成分，通过沉淀脱氧和造还原渣扩散脱氧不断地降低钢液含氧量和含硫量。连续的底部吹氩，可促进钢液内部的非金属夹杂上浮去除。 电弧炉和钢包炉所用炉衬材料都是碱性耐火材料，耐浸蚀性好，被卷入钢中形成夹杂物的数量也少。所以“电弧炉+钢包炉+连铸”（简称EBT+LF+CC）工艺生产的钢产品质量好，且稳定可靠。 电弧炉（EBT）和钢包精炼炉（LF）熔炼示意见图1、图2。
转炉炼钢与电炉炼钢的发展趋势 随着科学技术的发展，我国的炼钢技术也在不断的提高，目前我国主要的炼钢设备有转炉炼钢和电炉炼钢这两种。转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。电炉炼钢是指在电炉中以废钢、合金料为原料，或以初炼钢制成的电极为原料，用电加热方法使炉中原料熔化、精炼制成的钢，但是到底那个炼钢技术发展趋势能够更好一些，炼钢效率跟高，我们更进一步去了解它们。 一.转炉炼钢趋势 1.提高钢水洁净度，即大大降低吹炼终点时的各种夹杂物含量，要求S低于0.005％，P低于0.005％，N低于20PPm。 2.提高化学成分及温度给定范围的命中精度，为此采用复合吹炼、对熔池进行高水平搅拌并采用现代检测手段及控制模型。减少补吹炉次比例，降低吨钢耐材消耗。 3.铁水预处理对改进转炉操作指标及提高钢的质量有着十分重要的作用。美国及西欧各国铁水预处理只限于脱硫，而日本铁水预处理则包括脱硫、脱硅及脱磷。 4.在转炉上都装有检测用的副枪，在预定的吹炼时间结束前的几分钟内正确使用此枪可保证极高的含碳量及钢水温度命中率，使90％－95％的炉次都能在停吹后立即出钢，即无需再检验化学成分，当然也就无需补吹。此外，这也使产量提高，使炉衬磨损大大减少。复合吹炼能促进各项冶炼参数稳定，因而在许多国家得到推广。奥地利、澳大利亚、比利时、意大利、加拿大、卢森堡、葡萄牙、法国、瑞士、韩国等这些国家全部或几乎全部转炉都采用复合吹炼。 5.还有一些方法是从炉底输人一氧化碳、二氧化碳、氧气。单纯底吹的氧气炼钢法未能推广。日本采用所谓的吹洗法，即在炉顶吹氧结束时，接着从炉底吹氛，使钢水中碳含量达到0.01％。这对汽车用钢、薄板用钢及电工用钢的冶炼尤为重要。日本正在开发复合吹
摘要 摘要 当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。电炉的主要产品是钢材，而钢的质量取决于电炉冶炼技术和工艺，目前我国钢铁产业大量整合趋向于集中，整合资源优化升级。本设计根据指导老师的课题范围，查阅相关资料，结合重庆地区实际条件，优化设计年产为100万吨的电炉间。 本次设计查阅国内大型电炉车间设计的相关内容和文献资料，明确本次设计的目的、方法，并向老师请教可行性方案。结合《炼钢设备及车间设计.》、《炼钢厂设计原理》、《炉外处理》等资料进行设计提纲的书写。对电炉进行配料计算，计算出电炉炼钢的原料配比。对电炉电气设备、炉外精炼、连铸系统、车间烟气净化系统、炼钢车间布局，结合国内大型电炉进行设定并向田老师探讨可行的方法和数据。绘制电弧炉平面图和电炉炼钢车间平面布置图。 关键字：电弧炉车间设计连铸炉外精炼
ABSTRACT ABSTRACT The current is moving large electric arc furnace electric arc furnace, high-power power supply technology, using a variety of refining, the development of direct reduction steel making, and gradually expand the use of mechanization and automation and process control computer for the development, so we were EAF designed to fit the trend of development. The main products are steel furnace, and the quality of steel depends on the electric furnace smelting technology and techniques, present a large number of integrated steel industry in China tend to focus on integrating resources for optimization and upgrading. The design of the subject areas under the guidance of teachers, access to relevant information, combined with the actual conditions in Chongqing, optimal design capacity of 100 tons of furnace plant. The design of access to large domestic electric furnace workshop content and related design documents, specifically designed for this purpose, methods, feasibility of the program to the teacher for help. With "steel-making equipment and plant design.", "Steel design principles", " outside the furnace processing ", etc. to design the outline of the writing. Calculated on the EAF ingredients to calculate the ratio of electric steelmaking raw materials. Electrical equipment on the furnace, secondary refining, continuous casting system, the plant flue gas purification systems, steel plant layout, combined with the large EAF set to Tian to explore feasible approaches and data. Electric arc furnace steel-making plans and drawing workshop floor plan. Keyword：electric arc furnace, plant design, casting, refinin
1前言 传统电炉炼钢“老三期”工艺操作:装料熔化、氧化扒渣、造渣还原、带渣出钢，带入钢包中的是还原性炉渣，带渣出钢对进一步脱硫、脱氧、吸附夹杂等是有益无害的。而当电炉功能分化后，超高功率电炉与炉外精炼相配合，电炉出钢时的炉渣是氧化性炉渣。理论与实践证明，这种氧化性炉渣带入钢包精炼过程将会给精炼带来极为不利的影响。于是，围绕避免氧化渣进入钢包精炼过程，出现了一系列渣钢分离方法。其中，效果最好、应用最广泛的是EBT法(Eccentric Bottom Tapping) ,即偏心底出钢法，简称“EBT” 。 本文概述偏心底出钢电炉的结构特点及其优越性，重点介绍偏心底出钢电炉的冶炼工艺，以及偏心底出钢电炉的出钢口填料及其操作。 2EBT电弧炉的特点 EBT电炉结构是将传统电炉的出钢槽改成出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下。出钢口下部设有出钢口开闭机构，开闭出钢口，出钢箱顶部中央设有操作口，以便出钢口的填料操作与维护。 EBT电炉主要优越性在于，它实现了无渣出钢和增加了水冷炉壁使用面积。优点如下: (1)出钢倾动角度的减少。简化电炉倾动结构:降低短网阻抗:增加水冷炉壁使用面积，提高炉体寿命。 (2)留钢留渣操作。无渣出钢，改善钢质量，有利于精炼操作:留钢留渣，有利电炉冶炼、节约能源。 (3)炉底部出钢。降低出钢温度，节约电耗:减少二次氧化，提高钢的质量:提高钢包寿命。 由于EBT电炉诸多优点，在世界范围迅速得到普及。现在建设电炉，尤其与炉外精炼配合的电炉，一定要求无渣出钢，而EBT是首选。 EBT电炉的出钢操作。出钢时，向出钢侧倾动约5°后，开启出钢机构，出钢口填料在钢水静压力作用下自动下落，钢水流入钢包，实现自动开浇出钢。当钢水出至要求的约95%时迅速回倾以防止下渣，回倾过程还有约5%的钢水和少许炉渣流入钢包中，炉摇正后(炉中留钢10%～15%,留渣≥95%)检杳维护出钢口，关闭出钢口，加填料，装废钢，重新起弧熔炼。3EBT电炉的冶炼工艺 3.1冶炼工艺操作 EBT电炉冶炼己从过去包括熔化、氧化、还原精炼、温度、成分控制和质量控制的炼钢设备，变成仅保留熔化、升温和必要精炼功能(脱磷、脱碳)的化钢设备。而把那些只需要较低功率的工艺操作转移到钢包精炼炉内进行。钢包精炼炉完全可以为初炼钢液提供各种最佳精炼条件，可对钢液进行成分、温度、夹杂物、气体含量等的严格控制，以满足用户对钢材质量越来越严格的要求。尽可能把脱磷，甚至部分脱碳提前到熔化期进行，而熔化后的氧化精炼和升温期只进行碳的控制和不适宜在加料期加入的较易氧化而加入量又较大的铁合金的熔化，对缩短冶炼周期，降低消耗，提高生产率特别有利。 EBT电炉采用留钢留渣操作，熔化一开始就有现成的熔池，辅之以强化吹氧和底吹搅拌，为提前进行冶金反应提供良好的条件。从提高生产率和降低消耗方面考虑，要求电炉具有最短的熔化时间和最快的升温速度以及最少的辅助时间(如补炉、加料、更换电极、出钢等)，以期达到最佳经济效益。 (1)快速熔化与升温操作 快速熔化和升温是当今电弧炉最重要的功能，将第一篮废钢加入炉内后，这一过程即开始进行。为了在尽可能短的时间内把废钢熔化并使钢液温度达到出钢温度，在EBT电炉中一般采用以下操作来完成:以最大可能的功率供电，氧一燃烧嘴助熔，吹氧助熔和搅拌，底吹搅拌，泡沫渣以及其它强化冶炼和升温等技术。这些都是为了实现最终冶金目标，即为炉外精炼提供成分、温度都符合要求的初炼钢液为前提，因此还应有良好的冶金操作相配合。
摘要 改革开放以来，我国电弧炉炼钢技术紧跟世界电炉炼钢工业的发展趋势，得到了快速发展。特别是冶金工艺流程的革命性变换，如电炉从三期操作发展到只提供初炼钢水的两期操作，从模铸到连铸，从出钢槽到偏心底出钢，以及为了满足连铸生产的快节奏提高炉子生产率而采用多能源的综合利用等等，所有这些改变都是促使为冶金工艺服务的电炉装备也取得了突破性的发展。近十年，我国从国外先后引进了交流超高功率电弧炉、直流电弧炉、高阻抗电弧炉、双壳炉和竖炉。通过这些设备的调试、操作、维护以及备品的制造，提高了我国电炉制造的设计制造水平。在消化吸收与创新的基础上，我国大容量电弧炉的国产化奠定了基础。当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。 当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。电炉的主要产品是钢材，而钢的质量取决于电炉冶炼技术和工艺，目前我国钢铁产业大量整合趋向于集中，整合资源优化升级。本设计根据指导老师的课题范围，查阅相关资料，结合南京地区实际条件，优化设计150t直流电弧炉炼钢车间。 本次设计查阅国内大型电炉车间设计的相关内容和文献资料，明确本次设计的目的、方法，并向老师请教可行性方案。结合《炼钢设备及车间设计.》、《炼钢设计原理》、《炼钢设计原理》等资料进行设计提纲的书写。对电炉进行配料计算，计算出电炉炼钢的原料配比。对电炉电气设备、炉外精炼、连铸系统、车间烟气净化系统、炼钢车间布局，结合国内大型电炉进行设定并向苏老师探讨可行的方法和数据。绘制电炉炼钢车间平面布置图。 关键字：电弧炉，车间设计，连铸，炉外精炼
电弧炉炼钢工艺 2010级冶金1001班，3100701011，魏宏兴 摘要：回顾了电弧炉炼钢发展概况，详细介绍电弧炉炼钢工艺和生产情况，重点分析了短流程炼钢发展趋势。 关键词：电弧炉炼钢发展趋势 Abstract：The general situation of the EAF steelmaking development was reviewed in this article,production and electric arc furnace steelmaking process are introduced in detail, analyses the development trend of short flow steelmaking. Key word：electric arc furnace steelmaking The development trend 1电弧炉炼钢概述 电弧炉（EAF）炼钢是以电能作为热源，以废钢为主要原料的炼钢方法，它是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助电弧辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属炉料和炉渣，冶炼出各种成分合格的钢和合金一种炼钢方法。 1.1工艺过程 电弧炉炼钢以前的方法（老三期）： 补炉→装料→熔化期（分为四个阶段：起弧期→穿井期→主熔化期→熔末升温期）→氧化期→还原期→出钢 装料：废钢；也可以装入少量铁水，叫热装铁水。 熔化期：主要是废钢等的熔化。 氧化期：通过矿石氧化或者吹氧等操作，去除钢水中的杂质、N、H等 还原期：造渣、配合今等。 现在常用：废钢预热→熔氧期→出钢→精炼 现在一般把还原期拿到LF来操作，这样可以缩短冶炼周期，操作也比较方便 1.2工艺特点 1）电能为热源，避免了燃烧燃料对钢液的污染，热效率高，可达65%以上。 2）冶炼熔池温度高且容易控制，满足冶炼不同钢种的要求。 3）电热转换时，输入熔池的功率容易调节，因而容易实现熔池加热制度自动化，操作方便。 4）电弧炉炼钢可以消化废钢，是一种铁资源回收再利用的过程，也是一项处理污染的环保技术，它相当于是钢铁工业和社会废钢的回收工具。
钢铁行业生产工艺流程 钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、铸钢、轧钢等流程。 1. 炼铁 铁矿石的品种分为磁铁矿Fe3O4、赤铁矿Fe2O3、褐铁矿2Fe2O3．3H2O、菱铁矿FeCO3。铁矿石中除铁的化合物外，还含有硅、锰、磷、硫等的化合物(统称为脉石)。铁矿石刚开采出来时无法直接用于冶炼，必须经过粉碎、选矿、洗矿等工序处理，变成铁精矿、粉矿，才能作为冶炼生铁的主要原料。 将铁精矿、粉矿，配加焦炭、熔剂，烧结后，放在100米高的高炉中，吹入1200摄氏度的热风。焦炭燃烧释放热量，6个小时后温度达到1500度，将铁矿融化成铁水，不完全燃烧产生的CO将氧从铁水(氧化铁)中分离出来，换句话说CO作为还原剂将铁从铁水(氧化铁)中还原出来。熔剂，包括石灰石CaCO3、荧石CaF2，其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣，使之与铁液分离，以便获得较纯净的铁水。铁水即生铁液，然后被送往炼钢厂作为炼钢的原料。 宝钢炼铁车间由两座4063立米大型高炉组成,预留有第三座高炉的建设场地。全车间年产生铁600万吨(最终产量可达650万吨)。向炼钢车间热送576.6万吨铁水,钢锭模铸造车间热送6.78万吨,其余16.62万吨铁水送铸铁机铸块。全车间分两期建设,1号高炉计划1982年4季度投产,2号高炉计划1984年投产。全车间约占地572,000平米,采用半岛式布置,1、2高炉中心距370米,原料、燃料均用胶带运输机分别由原料场,烧结车间,炼焦车间送入矿槽、焦槽。筛下粉矿、碎焦亦由胶带运输机运出,转送烧结车间。铁水输送采用320吨鱼雷式混铁车。高炉煤气灰、垃圾、废铁的… 2. 炼钢 炼钢就是把原料(铁水)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。 最早的炼钢方法出现在1740 年，将生铁装入坩锅中，用火焰加热溶化炉料，之后将溶化的炉料浇铸成钢锭。1856 年，英国人亨利-贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，第一次解决了铁水直接冶炼钢水的难题，从而使钢的质量得到提高，但此法不能脱硫，目前己被淘汰。
专题 中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势 （，，） 摘要：本文阐述了中国电弧炉炼钢技术的现状，并在阐述中国近年电弧炉炼钢的发展变化及存在的问题的基础上，提出了中国电弧炉炼钢发展要注意的问题及发展趋势。 关键词：电弧炉，不锈钢，产业现状，发展趋势 China electric arc furnace steelmaking status and development trend Abstract：This paper describes the status of Chinese electric arc furnace steelmaking technologies and expounded China's development and changes in recent years, electric arc furnace steelmaking and problems, based on the proposed China should pay attention to the development of electric arc furnace steelmaking problems and trends. Key Words：EAF，steel，present status，development trends 0 引言 电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。 通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。电弧炼钢炉的
毕业设计说明书 设计题目：100吨交流电弧炉炼钢车间设计 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 专 业 班 级：_________________________ 李龙 冶金技术2班 0929302245 2012 年 05月20号
毕业设计说明书................................................................................................................... - 1 -文献综述. (2) 1.3现代电弧炉炼钢技术 (5) 1.4电弧炉炼钢的发展趋势 (6) 1.5电弧炉装备技术未来的创新发展 (6) 1.5.2我国正进人电炉炼钢高速发展时期 (7) 3.4.1、炉料入炉 (13) 第四章建设所选电弧炉炼钢工程的必要性和可行性分析 (13) 电弧炉车间设计 (18) 1.1电炉车间计算 (18) 11..1电炉容量和座数的确定 (18) 1.1.2电炉车间生产技术指标 (18) 参考文献.................................................................................................................................................. 致谢..........................................................................................................................................................
钢铁冶金专业年产70万吨电弧炉炼钢车间设计 目录 绪言 第一章设计方案 (1) 1.1 设计概述 (1) 1.2 产品方案 (2) 1.3 产量计算 (4) 1.4 新技术、新设备的选择说明…………………………………………… 14 1.5 工艺流程及车间的组成 (15) 第二章电弧炉设计 (17) 2.1 电弧炉炉型及其尺寸计算 (17) 2.2 炉子变压器功率和电参数的确定 (22)
第三章连铸设计 (26) 3.1 车间设备及参数的选定 (26) 3.2 连铸机基本参数的确定……………………………………………… 27 3.3 连铸车间的工艺布置 (31) 第四章车间布置及主要设备的选择 (33) 4.1 炉子跨 (35) 4.2 原料跨 (42) 4.3 浇铸跨 (45) 4.4 精炼跨间布置 (48) 第五章电炉炼钢的经济技术指标 (53) 5.1 产量方面 (53) 5.2 质量方面……………………………………………………………… 53 5.3 品种方面……………………………………………………………… 53 5.4 成本方面 (54)
第六章专题研究 (55) 6.1 开发背景………………………………………………………………… 55 6.2成形耐火涂料的特性和性能 (56) 6.3耐火涂料层的涂敷作业 (58) 6.4结束语 (58) 参考文献………………………………………………………………………… 59 绪言 本次设计是根据娄底地区条件设计年产量为70万吨电弧炉炼钢车间,该地区矿藏丰富,水源充沛,交通发达,设计炼钢车间条件比较合理。同时在该地区建厂不仅是本地区工业发展的需要,也为本地区重工业的发展提供拉可靠保证在本次设计中。考虑到我国的钢铁工业的发展现状,及未来钢铁行业发展的方向,更加为能够创造出最大的经济效益,在行业竞争中处于有利地位,同时根据市场需求,重点发展优质钢,合金钢等特钢品种, 本次设计中采用现在比较先进的炼钢技术。尽量做到经济上合理,技术上先进,减轻工人的劳动强度,改善工人的工作环境,建设一流的现代炼钢车间。如:在本次设计中。电炉中采用二次燃烧技术,吹氧自动系统。连铸车间中,采用全程保护浇注,电磁搅拌系统,结晶器液面控制仪,汽水喷雾冷却等先进技术,为企业的高产量,高质量发展创造拉条件,将为企
我国电炉炼钢的发展现状与前景 现代炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程。2004年世界粗钢产量达10.548亿t，其中转炉钢66452万t，占63%，电炉钢35652万t，占33.8%。我国钢产量27470万t，其中转炉钢23271万t，占85.72%，电炉钢4167.1万t，仅占15.17%。 笔者在此分析了我国不同时期电炉钢比例逐年下降的原因，讨论了为什么要重视电炉钢的发展，指出了在目前我国废钢资源及电力紧缺的条件下，发展电炉炼钢的方法及技术措施，认为目前应考虑对发展我国现代电炉炼钢的第二轮投资。 国外电炉炼钢的发展情况 自上世纪中叶至今，尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步。但世界电炉钢比例不断增长，从1950年的7.3％增长到2004年的33.8％。 电炉钢比例的增长，主要是由于跟高炉转炉长流程相比，电炉炼钢具有固定投资小，消耗铁矿石，焦炭，水等资源少，占地面积小，可比能耗低，对环境污染少，工厂可接近资源产地及市场，启动及停炉灵活等优点，符合全球可持续发展要求。 本世纪前四年，世界上年产钢500万吨以上的主要产钢国家各国粗钢产量稳步增长，电炉钢比例不同国家有增有减，总体上有所降低，从2001年至2003年电炉钢的比例从35%下降至33.1%。2004年虽然粗钢产量增长迅速，但世界电炉钢比例从33.1%上升至33.8%。我国现代电炉炼钢的发展情况 我国现代电炉炼钢始于1993年原冶金部和上海市在上海召开的“当代电炉流程和电炉工程问题研讨会”（以下简称第一次上海会议）。由于各级政府部门引导，支持钢铁企业进行了对现代电炉流程的一轮投资，依靠引进国外现代电炉流程先进技术，在我国建成了一批“三位一体”或“四位一体”的先进电炉流程。 从1993年至今，我国电炉钢生产的发展可分为三个阶段。 在1993年至2000年这一阶段，我国电炉钢产量在1800~2000万t波动，电炉钢比例逐年下降，从23.2%下降至15.7%。这是由于一方面淘汰了大量落后的小电炉，使得我国电炉钢产量下降，另一方面新投产的大电炉产量还是不够高，致使电炉钢产量在一个水平线上波动，另外由于转炉钢产量的迅速增长，电炉钢产量增长比较慢，致使电炉钢比例下降，但这也正好说明“第一次上海会议”的意义及影响，如果没有1993年的“第一次上海会议”，在小电炉大量被淘汰的情况下，2000年我国电炉钢的比例恐怕还会低很多。 从2000年至2003年，在世界电炉钢比例有所下降的同时，我国电炉钢比例却走出了低谷有所回升。从2000年的15.7％上升到2003年的17.6％。电炉钢比例回升说明在这一阶段，虽然全国钢产量迅速增长，但电炉钢增长的速度比钢总量增长的速度更快。 在2001-2003年间，我国钢生产迅速发展，年增长速率达20~22%，远高于世界同期增长速度。电炉钢增长速度更高，达27-28%，电炉钢比例回升了约2个百分点。
我国电弧炉炼钢发展现状 1 中国电弧炉炼钢产量持续增长 2003年我国电炉钢产量占比最高达17.6%，2016年占比下滑到最低点7.3%，产量仅为5884万吨。2003年我国粗钢产量为2.22亿吨，2016年增加到8.08亿吨，主要是由于转炉钢产量的提高。 造成电炉钢产量比例低的原因是电炉炼钢成本方面的竞争力低于转炉炼钢。主要原因是2003-2016年间，①国内废钢资源的供应紧张，废钢使用成本高；②工业电价偏高，造成电炉炼钢铁水兑入比例持续升高，甚至出现了不用废钢的全铁水电炉转炉化冶炼方式，不能充分发挥电弧炉炼钢在资源能源节约、环境友好方面的优势；③由于炉外精炼技术的完善，一些原来由电炉流程生产的轴承钢、齿轮钢以及不锈钢等传统特钢产品，转炉流程占了大部分产量，电炉炼钢除在铸造行业及高合金钢生产领域仍占一定地位外，生产特钢的优势明显下降，严重阻碍了电弧炉炼钢产量及技术在中国的发展。 2017年国家大力淘汰中频炉“地条钢”产能1.2亿吨，落后钢铁产能500 0万吨，废钢量达1.4亿吨，废钢资源以及电力供应情况得到改善。同时，对钢铁行业节能减排及加强环保督察等工作的日益重视，不少电炉生产企业积极复产或部分企业新上电弧炉，为中国电炉炼钢的发展提供了机遇。2017年我国
电炉钢产量约7750万吨，2018年全国电炉钢产量将继续增加，具有明确计划投产的电弧炉产能合计1560万吨左右，再加上2017年新建和复产产能的完全释放、老电弧炉的技改、产能利用率的提升，增量有可能超过3000万吨。 据统计，2018年上半年中国电炉钢产量累计约为5183.2万吨，所占比例为11.9%，预计2018年全年产量有望达到1亿吨。目前，还有56座电炉计划2018-2023年投产，产能约4700万吨。预计2025年中国废钢产生量将达2.8亿吨，巨大的废钢资源量，必然促进以废钢为主要原料的电弧炉炼钢产量的提高和技术的发展，预计2025年电弧炉生产的粗钢产量占比将达到20%-25%。 2 电弧炉所用原燃料结构 2.1 电弧炉所用的金属料 废钢是电弧炉冶炼的最主要原料。废钢资源不足是影响电弧炉炼钢发展的主要原因。废钢来源一般有三个方面，即钢铁企业在生产过程中的自产废钢、工矿企业在生产过程中的加工废钢、社会（生产、生活、国防等）废弃钢铁材料（包括拆旧废钢如：报废汽车、舰船、钢结构桥梁与建筑钢等）。由于技术的进步，前两个原因产生的废钢量下降，社会废钢量不断增加。由于社会废钢重复使用或含有较多量的Cu、Sn、As、Pb等不易去除的有害元素，造成一些有害元素在钢中富集，废钢质量下降。为了解决废钢短缺及质量下降的问题，必须开发废钢替代品。目前，主要的废钢替代品有：铁水（生铁）、直接还原铁（DRI）、脱碳粒铁、碳化铁、复合金属料等。 2.1.1 铁水（生铁）
50万吨电炉炼钢车间设计方案 1.1 钢铁工业现状 钢铁是使用最广泛的金属材料，人用金属，钢铁占90%以上。没有钢铁，人们不能活，生产或其他活动中使用的工具和设施也都是用钢制的。钢铁生产往往是衡量一个国家的工业化水平和生产能力的重要标志，钢铁产品的质量和品种，对国民经济和其他工业部门的产品质量，有很大的影响。 转炉炼钢转炉炼钢的主要原料是高炉冶炼，多数情况下，高炉的主要原料是铁矿石。锭坯或铸坯转炉生产的产品是，他们不是最终产品，必须由各种类型和规格的钢板、钢、管等最终产品的轧制生产，提供市场。因此，氧气转炉不能独立存在，它必须首先炼钢，轧制，和其他辅助原料生产和供应系统，钢铁生产的组合组成，我们称这种生产方式为钢铁企业。电弧炉炼钢是炼钢的主要原料，或直接还原铁及其制品，其产品仍为锭或坯，需要通过滚压机轧制成最终产品，为市场需求。在这种情况下，作为一个成品钢的生产单位，往往由钢和钢的2个部分，我们说这样的生产模式，电炉钢。随着电弧炉的高功率和超高功率，精炼，连铸连轧和一系列的技术开发和社会的废料资源充足的积累，显示了强劲的发展势头，由于资源和环境的影响“废电弧炉连铸-轧钢生产过程，与传统的钢铁企业相比，这种新型电弧炉钢米尔斯也被称为短流程。电炉炼钢产品主要有轴承钢、不锈钢等。 1.2 电弧炼钢厂 近年来，电弧炉炼钢在全球的不断发展，电弧炉钢在世界钢铁生产中所占的比重越来越。电弧炉炼钢厂的废料为原料，或直接还原铁的一部分，构成部分的冶炼通常是一个高功率或超高功率电弧炉和炉精炼设备，如炉和一个连续铸造机，钢坯热交付到下一个滚动汽车直接轧制生产。由此我们可以看出，电炉炼钢厂具有结构紧凑、投资的优势，建设周期短，节约能源消耗，改善环境污染，劳动生产率优势，具有年产钢可以从百万吨到数百万吨，品种种类繁多，从普通碳钢高质量合金钢。与传统的钢铁企业相比，规
目录 1 电弧炉炼钢技术现状及发展 (1) 1.1电弧炉炼钢发展概况 (1) 1.2国内外电炉炼钢技术的发展趋势 (1) 2 电弧炉炼钢车间的设计方案 (3) 2.1电炉车间生产能力计算 (3) 2.1.1电炉容量和台数的确定 (3) 2.1.2 电炉车间生产技术指标 (3) 2.2电炉车间设计方案 (4) 2.2.1 电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 (4) 2.2.2 产品大纲 (4) 2.2.3 电炉炼钢车间的组成 (4) 2.2.4 电炉车间各跨的布置情况 (5) 3 电弧炉炉型设计 (6) 3.1电弧炉炉型 (6) 3.1.1 炉缸 (6) 3.1.2 熔化室 (7) 3.1.3 电极分布 (8) 3.1.4 工作门和出钢口 (8) 3.1.5 炉衬厚度 (8) 3.2电弧炉变压器容量选择 (9) 3.3水冷炉壁与水冷炉盖 (9)
3.3.1 水冷炉盖的设计 (9) 3.3.2 水冷炉盖的安装 (10) 3.4偏心底出钢的设计 (11) 3.4.1 EBT电炉的炉壳 (11) 3.4.2 EBT电炉的炉底 (12) 3.4.3 出钢口 (12) 3.4.4 机械装置 (13) 3.4.5 偏心底出钢箱的设计 (13) 3.5水冷挂渣炉壁的设计 (14) 3.5.1 电弧炉炉壁的热流 (14) 3.5.2 冷却水流量 (14) 3.5.3 水冷炉壁水速的确定 (15) 3.5.4 管径的确定 (15) 3.5.5 平衡挂渣厚度 (15) 3.5.6 综合传热系数 (16) 3.5.7 临界热流量与最大热流量 (16) 4 电弧炉炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算 (17) 4.1物料平衡计算 (17) 4.1.1熔化期计算 (19) 4.1.2 氧化期计算 (23) 4.2热平衡的计算 (27) 4.2.1 计算热收入Qs 。 (27) 4.2.2 计算热支出Qz 。 (29) 5 电弧炉炼钢车间工艺设计 (33)
电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程 最佳答案 工艺一般都是老三期干法可分为熔化期氧化期还原期 原理：电炉练刚．电炉练钢是利用电能来作热源进行冶炼． 常用的电路有电弧炉和感应炉两种，而电弧炉练钢占电炉练钢产量的决大部分．一般所说电炉就是指电弧炉． 电炉可全部用废钢做为金属原料，可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢，如特殊工具钢，航空用钢和不锈刚等． 电炉按所有的炉衬分为酸性和碱性两种．目前主要用碱性电炉，这种炉子可以有效地祛除钢中的硫，这是其他练钢方法所及的．随着世界钢铁生产的发展，电炉钢的比例不断提高，目前占世界钢产量的30％左右，尤其以电路－连铸－连扎为特点的电炉短流程工艺的确立，使电炉钢得到了很大的发展．世界上近年来发展的新型电炉主要有超功率电炉，直流电路，双壳电炉，坚炉电炉
等．随着炉外精练工艺的发展，电炉作为初练炉的功能更加突出．电炉－精练炉的联合超作，使电炉的冶炼周期大大缩短，有生产节奏转炉化的趋势，生产效率大大提高．（累啊～～本人就是电炉练钢的本质料全部来源书） 电弧炉熔炼 （1）电弧炉构造及工作原理 电弧炉熔炼是利用石墨电极与铁料（铁液）之间产生电弧所发生的热量来熔化铁料和使铁液进行过热的。生产上普遍使用的是三相电弧炉，其炉体部分的构造示于图1。在电弧炉熔炼过程中，当铁料熔清后，进一步地提高温度及调整化学成分的冶炼操作是在熔渣覆盖铁液的条件下进行。电弧炉依照炉渣和炉衬耐火材料的性质而分为酸性和碱性两种。碱性电弧炉具有脱硫和脱磷的能力。 （2）弧炉熔炼的优缺点及其应用
电弧炉熔炼的优点是熔化固体炉料的 能力强，而且铁液是在熔渣覆盖条件下进行过热和调整化学成分的，故在一定程度上能避免铁液吸气和元素的氧化。这为熔炼低碳铸铁和合金铸铁创造了良好的条件。电弧炉的缺点是耗电能多，从熔化的角度看不如冲天炉经济，故铸铁生产上常采用冲天一电弧炉双联法熔炼。由于碱性电弧炉衬耐急冷急热性差，在间歇式熔炼条件下，炉衬寿命短，导致熔炼成本高，故多采用酸性电弧炉与冲天炉相配合。 图三相电弧炉体剖面简图
碱性电弧炉炼钢工艺流程 碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期及出钢等7个阶段。 一、原材料准备 废钢是电弧炉炼钢的主要材料，废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率，因此，对废钢质量有如下几点要求。 1）废钢表面应清洁少锈，因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能，延长熔化时间，还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率，并增加钢中的含氢量。 2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。铅的密度大，熔点低，不溶于钢液，易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故；锡、砷和铜易引起钢的热脆。 3）废钢中不得混有密封容器，以及易燃、易爆物和有毒物，以保证安全生产。 4)废钢化学成分应明确，且需按成分分类存放，硫、磷含量不宜过高。 5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过300mm×300mm，最大长度不宜超过350mm)。 二、补炉 一般情况下，每炼完一炉钢后，在装料前要进行补炉，其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位，以维持正常的炉体形状，从而保证冶炼的正常进行和安全生产，补炉的要点如下：
1)出钢后立即检查炉衬，需填补炉底时，应先将炉底残渣全部扒出，然后进行填补。补炉的原则是高温、快补、薄补，维护炉膛原状。 2)补炉料要提前半个小时混合均匀，补炉后放下电极烘烤30min，若补镁砂量较大，应酌情延长烘烤时间。 三、配料及装料 配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注意以下几点：一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量；二是炉料的大小要按比例搭配，以达到好装、快速熔化的目的；三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用；四是配料成分必须符合工艺要求。 装料前应先在炉底铺上一层石灰，其重量约为炉料重量的2％，以便提前造好熔化渣，有利于早期去磷，减少钢液吸气和加速升温。 装料时应将小料的一半放入底部，小料的上部、炉子中心区放入全部大料、低碳废钢和难熔炉料，大料之间放入小料，中型料装在大料的上面及四周，大料的最上面放入小料。凡在配料中使用的电极块应砸成50～lOOmm，装在炉料下层，且要紧实，装好的炉料为半球形，二次加料不使用大块料及湿料。 四、熔化期 在电弧炉炼钢工艺中，从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期的任务是将固体炉料迅速熔化成钢液，并进行脱磷，减少钢液吸收气体和金属的挥发。熔化期的操作工艺如下： 1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料，电弧与炉顶距离很近，如果输入功率过大、电压过高，炉顶容易被烧坏，因此一般选用中级电压和输入变压器额定功率的2／3左右。
1.炼钢厂设计的目的和基本内容有那些？ 答：设计的目的是要建设新的生产厂，扩建或改建旧有企业使之更适合国民经济发展的需要，提高产量和质量，改善生产环境。设计的任务是要对建设单位作出技术与经济的详细规划，确定企业的生产经济状况 （1）车间的工艺设计 （2）车间机械设备设计 （3）供电设施设计，电讯系统设计，照明设计 （4）给排水设计 （5）厂房通风与局部的采暖通风设计 （6）厂房与设备基础及其他构筑物设计 （7）环境保护与安全卫士设计 2.车间工艺设计由那些内容，它在整个炼钢厂设计中起什么作用？ 答：车间工艺设计的任务是以设计任务书为依据，对下列各项内容进行详细的设计与计算，编制设计说明书，绘制相应的图纸。 （1）制定详细的产品方案（产品大纲） （2）根据不同钢种，制定生产工艺大纲 （3）主体设备的选型，确定设备数量型号等 （4）选择各种辅助设备，提出非标准设备的设计工艺要求 （5）设计并绘制车间的工艺布置平面图与剖面图 （6）提供水、电及总图运输等专业设计所需要的资料 （7）计算各项原材料的消耗量，计算炼钢——浇注生产过程中的各项经济技术指标 （8）编制劳动定员计划 （9）钢锭（坯）生产成本计算或提出成本计算的技术资料，提出进行技术经济分析所需要的资料 作用：工艺设计部分是决定一个厂面貌的主要因素，是决定和影响其他专业设计的前提条件。正确进行工艺设计便成为完成设计任务，保证设计质量的关键。 3.顶底复吹转炉底部供气构件有哪些类型，各有何特点？ 答：目前常用的供气构件主要有以下三类：透气砖、喷嘴、类环缝管式喷嘴 ①透气砖：早期透气砖的主要缺点是砖的致密性差，寿命低，气流通过的阻力大。组合式透气砖致密度增加，寿命提高，但气流分布不均匀，目前多采用高压成型透气砖。 ②喷嘴：有单管式、套管式、和实心环缝式三种。单管式喷嘴供气量调节范围小。生产过程中，当气流出口速度低于音速时，容易引起气流脉动，造成间断式供气，从而导致喷嘴粘结，甚至灌钢。此外，出口气流后坐力大，会加速炉底耐火材料的毁损。套管式喷嘴的内管和环缝均供气，所供气体的压力和流量各异，既可用于喷吹非氧化性或氧化性气体，也可喷粉，只是可调节的气量范围仍比较小。环缝式喷嘴只由环缝供气，内管用耐火材料堵实，当出口气流速度达到音速时，可消除喷嘴结瘤，后座力也大大减小，该喷嘴的气量调节范围很大，主要不足是不适用于喷吹氧化性较强的气体，且因环缝狭窄，也不适宜喷粉。 ③类环缝管式喷嘴：环缝中设有许多细金属管，兼有透气砖和喷嘴供气的优点，适用于喷吹各种气体和粉剂，还简化了细金属管的制作工艺，是很有发展前途的一种供气构件。 4.倾动机构有哪些类型，各有何种特点？ 答：倾动机构有：落地式、半悬挂式、悬挂式 落地式：整个传动装置均安装在地基上，占地面积大，早期建造的小型转炉曾采用它。 半悬挂式：初级减速机和电动机安装在地基上，末级减速机则悬挂在耳轴上，占地面积较少，通常适用于中型转炉。