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XXXX钢铁有限公司75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告XX省冶金设计院有限公司二OO九年一月目录第一章总论 (1)1.1、项目名称及建设单位 (1)1.2、企业概况 (1)1.3、编制依据 (1)1.4、项目建设的必要性 (2)1.5、项目概况 (2)1.6、设计原则及范围 (3)1.7、产品大纲 (4)1.8、金属平衡 (5)1.9、主要原辅材料及动力供应 (6)1.10、主要综合技术经济指标 (8)第二章炼钢 (10)2.1、概述 (10)2.2、炼钢生产能力计算 (10)2.3、工艺流程 (11)2.4、工艺操作简述 (12)2.5、主要原辅材料供应 (14)2.6、车间组成及工艺布置 (16)2.7、主要工艺设备选型 (16)2.8、主要技术经济指标及原材料、燃料及动力消耗指标 (18)第三章连铸 (20)3.1、概述 (20)3.2、连铸机机型的选择 (20)3.3、连铸车间组成及工艺布置 (23)3.4、连铸工艺流程及生产操作简述 (24)3.5、连铸生产能力 (26)3.6、连铸机主要技术经济指标及能源介质消耗 (27)第四章供配电及自动控制 (29)4.1、概述 (29)4.2、供电方案 (29)4.3、无功补偿及谐波电流的抑制 (31)4.4、配电线路敷设 (31)4.5、炼钢车间基础自动化 (32)第五章供排水设施 (35)5.1、概述 (35)5.2、给排水系统设计原则 (35)5.3、水源 (35)5.4、水量及用水要求 (36)5.5、给排水系统 (37)第六章热力燃气设施和除尘设施 (41)6.1、氧气、氩气、氮气供应 (41)6.2、燃气供应 (48)6.3、压缩空气供应 (48)6.4、电炉车间除尘 (49)6.5、余热回收锅炉 (54)第七章建筑结构 (56)7.1、建筑 (56)7.2、结构 (58)第八章总图运输 (62)8.1、概述 (62)8.2、总图布置 (62)8.3、工厂运输 (62)8.4、工厂绿化 (63)8.5、工厂消防 (63)第九章能源分析 (64)9.1、工序能耗 (64)9.2、工序能耗分析 (64)9.3、节能措施 (65)9.4、评估 (66)第十章环境保护与综合利用 (67)10.1、设计依据 (67)10.2、主要污染源与污染物 (67)10.3、治理措施 (67)10.4、废弃物综合利用 (69)10.5、环境影响分析 (69)第十一章劳动安全与工业卫生 (70)11.1、设计依据 (70)11.2、生产过程中不安全因素和职业危害因素分析 (70)11.3、安全技术措施 (71)11.4、工业卫生防范措施 (72)11.5、安全与工业卫生投资 (73)11.6、安全与工业卫生设计预期效果 (73)第十二章消防 (75)12.1、设计依据 (75)12.2、工程概况 (75)12.3、工程火灾因素分析 (75)12.4、设计采取的防范措施 (75)第十三章劳动定员 (78)13.1、工厂体制及组织机构 (78)13.2、生产班制及定员 (78)13.3、人员来源及培训 (80)第十四章投资估算 (81)14.1、概述 (81)14.2、编制依据 (81)14.3、有关说明 (81)14.4、投资估算 (81)第十五章技术经济 (83)15.1 经济评价方法的选择 (83)15.2 基础数据及计算条件 (83)15.3 财务计算 (84)15.4 盈利能力分析 (86)15.5 偿债能力分析 (87)15.6 盈亏平衡分析 (87)15.7 敏感性分析 (87)15.8 结论 (88)15.9 附主要经济指标汇总表 (88)附图：XXXX钢铁公司75t电炉技术改造工程总平面布置图（09002KY-01）第一章总论1.1、项目名称及建设单位(1) 项目名称75t超高功率交流电弧炉技术改造工程(2) 建设单位XX市XX钢铁有限公司1.2、企业概况XXXX钢铁有限公司位于XX市顾山镇工业园区西区，是由XX市合金钢铸造有限公司与澳大利亚扬扬公司共同经办的中外合资企业。
宝钢超高功率直流电弧炉整流器改造优化摘要：文章首先介绍了国内外在整流器设计上取得的成果及存在的缺陷。
以宝钢原整流器系统情况为切入点介绍了主要技术参数、圆盘式框架设计框架结构及冷却水系统主要设计指标。
然后说明了虽然从2000年开始对冷却系统进行了一系列技术改造，取得了一定的成效，但是电炉整流器自从1996年投运以来也存在一些缺陷，例如整流器设计裕量偏低、均流的影响、冷却能力偏低以及环境的影响。
当前整流器存在的主要问题是框架变形、均流无法保证、冷却管道时常堵塞。
最后分析了整流器的改造、主要技术要求及取得的主要成果。
目前整流器的改造运行正常可靠，彻底解决了多年无法解决重大事故隐患问题，提高了设备的可靠性，保证了电炉生产安全正常运行。
这些新技术将在今后的工程中广泛使用并且为国产化直流电弧炉提供了有力的帮助。
关键词：整流器；框架；均流；冷却系统电炉炼钢的主原料主要是废钢，占60%以上，并可以全废钢冶炼，在冶炼初期（引弧阶段），电弧经常会出现瞬间的短路及断路，形成的电动力对整流器框架产生强大的振动冲击，容易引起整流器框架变形损坏。
因此，国外制造的超高功率直流电弧炉专用整流器都是以框架结构稳定性为基础的，目前国内研制最大仅只用到60 t直流电弧炉上，尚无制造60 t以上直流电弧炉用整流器的先例。
国外制造的电炉用整流器在框架结构设计方面有两个显著的特点：一是整流器框架采用开放式自支撑式设计，如苏钢100 t的直流炉引进的SIEMENS整流器；二是整流器框架采用开放的大圆盘式设计，如宝钢150 t与杭钢80 t直流电弧炉引进的GE整流器。
虽然两种框架结构设计出发点都是从整流器安全、可靠运行角度考虑的，但不同厂家针对用户实际要求和设备安装环境等不同，其设计出来的装备风格具有明显的区别，经实际运行证明装备所具有安全性、可靠性和稳定运行性也存较大差异。
宝钢电炉整流器是由加拿大GE公司制造的，采用大圆盘式结构设计，这种框架结构非常紧凑，不利于日常维护，电炉投运十几年来，整流器暴露出了许多重大问题，运行可靠性越来越差。
宝钢150t超高功率直流电弧炉用耐火材料
严永亮;周雅明
【期刊名称】《钢铁》
【年(卷),期】1999(34)9
【摘要】介绍、讨论了宝钢１５０ｔ超高功率直流电弧炉耐火材料的设计特点，以及投产一年多来的使用情况，并根据操作经验认为：（１）造成泡沫渣埋弧操作非常关键；（２）镁铝尖不石底电极套筒砖性能优越；（３）冷态下底电极套砖接长修补是可行的；（４）采用高钙、低硅，适量的铁的烧结镁砂制成的炕底捣打料性能良好；（５）采用热态修补出钢口技术能大大延长出钢口砖寿命；（６）小炉顶的材质建议采用镁碳砖环状砌筑。
【总页数】4页(P54-57)
【关键词】电弧炉;耐火材料;超高功率;直流电弧炉;炼钢
【作者】严永亮;周雅明
【作者单位】上海宝钢集团公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF748.41
【相关文献】
1.宝钢超高功率直流电弧炉整流器改造优化 [J], 冯维力;
2.宝钢超高功率直流电弧炉控制系统改造 [J], 周建平;袁强;安景松;张巍
3.超高功率交流和直流电弧炉用耐火材料 [J], 高振昕
4.宝钢超高功率直流电弧炉整流器改造优化 [J], 冯维力
5.宝钢150t超高功率直流电弧炉炼钢自动化实践 [J], 周建平;王军;刘晓
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目录一、前言二、概述2.1 100t直流电弧炉工艺概述2.2 100t直流电弧炉除尘系统工艺三、原理分析和失效形式3.1 问题提出3.2 失效形式3.3 分析问题四、方案提出和实施4.1 方案提出4.2 实施方案五、结论5.1 实施后的经济效益5.2 社会效益5.3 结论六、参考文献七、小结100T直流电弧炉除尘系统改造关键词: 烟道、积渣、爆炸、风量不足一、前言宝钢集团上海五钢有限公司炼钢厂100t直流电弧炉是五钢公司90年代中期从德国GHH公司引进并于1997年3月28日建成投产的短流程生产线。
100t直流电弧炉配套的除尘系统采用一套集中式除尘系统对直流电弧炉、钢包精炼炉产生的烟尘进行处理，系统排烟形式由电炉炉内排烟（第二孔排烟）、电炉密闭罩排烟、电炉屋顶罩排烟、钢包精炼炉排烟组成。
为了缩短冶炼周期，从而达到增产的目的，2003年3月对100t直流电弧炉炉门自耗式氧枪进行改造，采用美国PTI公司技术的超音速氧枪投入使用，随着吹氧强度的大幅增加，电炉冶炼时产生的烟气量也相应大幅增加，造成内排烟（第二孔排烟）系统不能满足烟气捕集的要求，此外内排烟系统水冷烟道中积渣速度明显加快，再此电炉内氧化还原反应剧烈，化学反应的不稳定性和不均匀性使内排烟系统中CO浓度含量严重超标，导致内排烟系统发生较严重的爆炸，使单壁管和机力风冷器严重变形和开裂。
本文主要通过对100t直流电弧炉除尘系统现状的分析，阐述对现有除尘系统的改造。
二、概述.2.1 100t直流电弧炉工艺概述电炉公称容量:100t电炉最大装入量:115t概述.炉壳直径:￠6100mm冶炼周期:76mm氧气消耗量:32Nm3/t.s炉内排烟温度:1400℃2.2 100t直流电弧炉除尘系统工艺2.2.1概述除尘系统流程100t直流电弧炉除尘系统采用一套集中式除尘系统对电炉,钢包精炼炉产生的烟尘进行处理,系统排烟抽风点为电炉炉内排烟(第二孔排烟),电炉密闭罩排烟,屋顶罩排烟, 钢包精炼炉排烟组成。
超高功率直流电弧炉电极控制系统改造何春红【摘要】介绍了超高功率直流电弧炉电极控制系统的工作原理,大功率晶闸管的整流方法,并重新设计了一套全新控制系统代替复杂的SIMADYN D控制系统,解决原设备存在的诸多弊端,取得较好的效果.【期刊名称】《山西冶金》【年(卷),期】2017(040)006【总页数】3页(P83-85)【关键词】直流电弧炉;SIMADYN D;大功率晶闸管【作者】何春红【作者单位】江苏苏钢集团有限公司,江苏苏州215151【正文语种】中文【中图分类】TF748.41苏信特钢100 t超高直流电弧炉于1998年运行投产，稳定运行19年，是苏信特钢冶炼特钢主要工装设备。
相对于交流电弧炉，直流电弧炉具有吨钢电耗低，可以冶炼更高合金元素含量的特钢产品，但相对于交流电弧炉造价高，技术复杂，造成在冶金行业里直流电弧炉较少，据统计，世界上运行的100 t直流电弧炉不超过15台，造成备件、技术支援较少的状况。
1 苏信特钢直流电弧炉现状1.1 电力系统电力系统供电来自1台100 MVA的变压器，变压器进线侧为三相33 kV，出线侧为4组三相750 V，每组出线通过三相桥式整流驱动一根25 kA的电炉电极。
三相桥式整流每个桥臂并联5个晶闸管，晶闸管的数量为5×6（桥）×4（组）。
1.2 自动控制系统自动控制系统以SIMADYN D系统为核心，配以ET100U分站组成，程序编辑软件为IBS4.03。
SIMADYND拥有1个24槽机架和8个CPU，外围电路主要是由4组电流检测控制板、1个电压检测控制板、脉冲触发板等构成。
1.3 上位机系统上位机系统由1台SIMADYNDHMI与CPU通信，主要功能为显示故障、报警、复位。
电炉控制系统通过通信方式与SIMADYN D交换信息，另电极系统启动与停止等重要信号由电炉控制系统通过IO电缆直接发出。
2 超高功率直流电弧炉控制系统工作原理直流电弧炉主要是交流电经过三相桥式整流的直流电经过石墨电极与废钢（对地）接触，产生电弧，高温融化废钢（或者铁水），电气原理图如1所示。
基于OEE指标体系的宝钢设备维修改进方案研究的开题报告一、选题背景和意义随着全球化竞争的加剧，企业的生产效率已成为一个核心竞争力，因此，具有高效率的设备是企业在市场竞争中存活和发展的必要条件之一。
为了提高设备效率，许多企业采用了OEE（Overall Equipment Effectiveness,设备综合效率）指标衡量设备效率。
OEE指标综合考虑了设备的可用率、生产率和品质合格率三个方面的影响，是衡量设备综合效益的重要标准。
作为国内最大的钢铁企业之一，宝钢在设备维修改进方面一直致力于提高OEE指标，提高设备利用率和生产效率。
因此，基于OEE指标体系开展设备维修改进方案的研究，对于宝钢钢铁生产的优化和调整具有重要意义。
本次研究旨在分析宝钢设备维修改进现状，确定OEE指标体系作为评判标准，探索宝钢设备维修改进的方法和策略。
二、研究内容和研究方法2.1 研究内容本次研究主要包括以下内容：（1）宝钢设备维修改进现状的调查与分析；（2）探索基于OEE指标体系的设备维修改进方案；（3）研究宝钢设备维修改进的方法和策略。
2.2 研究方法本次研究主要通过文献资料和实地调研相结合的方式进行：（1）收集和整理相关文献，研究和分析OEE指标的理论依据、应用等；（2）对宝钢设备维修改进的现状进行实地调查，并根据OEE指标体系的要求对设备进行评估；（3）基于调查和评估结果，探索宝钢设备维修改进的方法和策略。
三、预期结果和创新性3.1 预期结果通过本次研究，可以得到以下预期结果：（1）分析宝钢设备维修改进现状的调查报告，从而找出宝钢设备维修改进的问题所在；（2）研究和探索基于OEE指标体系的设备维修改进方案，提出一些具体的优化和改进措施，旨在提高设备的可用率、生产率和品质合格率；（3）探讨宝钢设备维修改进的方法和策略，分析宝钢设备维修改进的条件和方法是否具有切实可行性。
3.2 创新性本次研究的创新性主要表现在以下几个方面：（1）以OEE指标体系为评价标准，从设备综合效益的角度出发，对宝钢设备维修改进的方法和策略进行研究；（2）着眼于宝钢设备维修改进，提出一些具有实际操作性的改进方案，这些方案将具有较高的可行性；（3）通过调查和分析，有效地解决宝钢设备维修改进的实际问题，有助于增强宝钢的市场竞争力和盈利能力。
宝钢超高功率直流电弧炉整流器改造优化摘要：文章首先介绍了国内外在整流器设计上取得的成果及存在的缺陷。
以宝钢原整流器系统情况为切入点介绍了主要技术参数、圆盘式框架设计框架结构及冷却水系统主要设计指标。
然后说明了虽然从2000年开始对冷却系统进行了一系列技术改造，取得了一定的成效，但是电炉整流器自从1996年投运以来也存在一些缺陷，例如整流器设计裕量偏低、均流的影响、冷却能力偏低以及环境的影响。
当前整流器存在的主要问题是框架变形、均流无法保证、冷却管道时常堵塞。
最后分析了整流器的改造、主要技术要求及取得的主要成果。
目前整流器的改造运行正常可靠，彻底解决了多年无法解决重大事故隐患问题，提高了设备的可靠性，保证了电炉生产安全正常运行。
这些新技术将在今后的工程中广泛使用并且为国产化直流电弧炉提供了有力的帮助。
关键词：整流器；框架；均流；冷却系统
中图分类号：tf748.41 文献标识码：a 文章编号：1006-8937（2012）29-0092-02
电炉炼钢的主原料主要是废钢，占60%以上，并可以全废钢冶炼，在冶炼初期（引弧阶段），电弧经常会出现瞬间的短路及断路，形成的电动力对整流器框架产生强大的振动冲击，容易引起整流器框架变形损坏。
因此，国外制造的超高功率直流电弧炉专用整流器都是以框架结构稳定性为基础的，目前国内研制最大仅只用到60 t
直流电弧炉上，尚无制造60 t以上直流电弧炉用整流器的先例。
国外制造的电炉用整流器在框架结构设计方面有两个显著的特点：一是整流器框架采用开放式自支撑式设计，如苏钢100 t的直流炉引进的siemens整流器；二是整流器框架采用开放的大圆盘式设计，如宝钢150 t与杭钢80 t直流电弧炉引进的ge整流器。
虽然两种框架结构设计出发点都是从整流器安全、可靠运行角度考虑的，但不同厂家针对用户实际要求和设备安装环境等不同，其设计出来的装备风格具有明显的区别，经实际运行证明装备所具有安全性、可靠性和稳定运行性也存较大差异。
宝钢电炉整流器是由加拿大ge
公司制造的，采用大圆盘式结构设计，这种框架结构非常紧凑，不利于日常维护，电炉投运十几年来，整流器暴露出了许多重大问题，运行可靠性越来越差。
近年来，随着国内大容量电力电子装置技术发展很快，在一些引进装备部件的国产化应用及部分改造方面发挥了一定作用，特别是自主研发的大容量装置在电解、电镀、无功补偿装置、“西电东送”超高压输变电等工程项目中得到了较好应用，已基本具备了研发超高功率直流电弧炉用整流器的技术能力。
1 原整流器系统情况
1.1 宝钢电炉整流器
宝钢分公司炼钢厂150 t超高功率双炉壳直流电弧炉是由法国clecim公司整体引进的。
电炉的供电电源是由三套整流器装置
eb51、eb52和eb53组成的，整流器输出的负极连接到炉顶石墨电极，正极经底电极切换开关连接到两个炉底底电极中的一个，冶炼
时石墨顶电极和底电极经炉内的废钢或钢水之间产生电弧，形成炉内能量的供给源。
其中，三套整流器装置eb51、eb52和eb53由ge 加拿大电气公司于1996年制造。
1.1.1 整流器框架结构
电炉整流器结构由交流铝母排、直流铝母排、带绝缘板的铝合金焊接框架和晶闸管组件组成，整个系统采用开放式框架设计，铝母排之间通过焊接支撑。
系统采用负压闭循环纯水冷却方式，冷却系统由三台水泵、三台热交换器及一个密封水箱组成。
整流器采用三相桥式全控整流，每个桥臂有10只2500a/2500v 晶闸管并联组成，桥臂采用大圆盘结构形式，每组晶闸管组件（包括一只晶闸管、一只快熔、三个水冷散热块和一套晶闸管安装支架，靠一支250 mm长的交流连接母排和内圈的直流连接母排固定到交直流母排上。
1.1.2 冷却系统
水箱内的纯水流经整流器内各母排及晶闸管散热块，再由三台水泵抽回水箱，形成一套负压闭循环纯水冷却系统，此部分又称为内部冷却水系统，主要将整流器交直流母排及晶闸管工作时产生的热量带走，而内部冷却水带出的热量又经过三台板式热交换器，由外部冷却水对流冷却。
冷却水系统的主要设计指标如下：
①内部冷却水水质为去离子加5%丙烯甘醇混合纯水、电阻率300 k以上，最高进口水温38.5℃，流量433 l/min。
②外部冷却水引至电炉电气冷却用纯水总管，最小流量667
l/min。
③水泵：流量：5/85（gpm），扬程：72/55（ft），正常情况下2备1。
④热交换器：热交换面积3.77 m2，设计压力0.7mpa，最高承受温度150℃，正常情况下2备1。
1.2 存在的缺陷
电炉整流器自从1996年投运以来，故障频发，对1999～2008十年间的电炉主作业线故障停机进行统计，其中47起由整流器故障引起，停机时间175.6 h，直接影响电炉的生产产量。
从2000年开始实施了晶闸管扩容、冷却系统改进等一系列技术改造，取得了一定的成效。
2 项目改造、目标
2.1 项目改造
本次整流器改造，利用宝通钢铁闲置整流器设备框架及部分元器件，开发制造3台整流器，分别更新替换现有的eb51、eb52、eb53三台整流器设备。
宝通钢铁闲置整流器为abb成熟产品（原属浦钢公司100t直流电炉），特别是在框架结构、18个晶闸管并联运行的系统安全裕量与动态均流、降低系统发热量与系统冷却、灭弧（防止事故扩大）等设计方面有较高的可靠性。
整流器设备利用了闲置整流器框架及部分元器件设备，结合多
年的设备使用维护经验，对控制、保护及冷却系统等部分进行全新优化设计，在发挥闲置整流器框架结构优势的基础上，进一步有效提升了整流器安全稳定运行性能。
利用宝通钢铁闲置整流器设备框架开发制造3台整流器，重新设计制造的设备及零部件如下：
①交流进线单元。
交流进线单元共3套，每套包括：变压器的三相接口及连接、电流互感器ct、铜母线、支撑及大电流交流进线绝缘处理等。
②整流触发及驱动单元。
整流触发及驱动单元共3套，每套包括：12块光电触发脉冲、驱动及导通电路显示板等。
③直流出线单元。
直流出线单元共3套，每套包括：输出端接口排连接、直流输出支撑连接、大电流直流输线绝缘处理等。
④控制单元。
控制单元共3套，每套包括：控制电路系统、屏蔽控制电缆及光缆接头等。
⑤保护监控单元。
保护监控单元共3套，每套包括：桥臂及母排接口温度检测、过压保护、过流保护、dv/dt保护、交直流侧及可控硅器件阻容吸收保护、直流电压检测（含稳压电阻组）、接地监控系统、快熔检测、故障报警信号及hmi接口界面等。
⑥内循环纯水冷却系统。
内循环纯水冷却系统共3套，每套包括：水路连接单元、可控硅冷却、快速熔断器冷却、交直流母排冷却、盘架冷却、2台循环水泵（1用1备）、自动补水阀、去水离子系统、纯水冷却热交换系统及纯水冷却系统检测仪表等。
冷却系统
采用闭循环水冷系统，循环水采用正压方式，冷却能力应满足整流器最大电流工作需求，且设计时应尽量减小运行过程中电位腐蚀的影响。
每套整流器水冷系统进出水口侧各增加1套温度检测点，出水口增加1套差压流量计，冷却水箱增加1套液位计，1套电导率计，1套压力变送器。
⑦3套纯水冷却系统公用补水箱。
增加1个纯水公用补水箱，内装1套水位检测仪表。
2.2 整流器主要技术要求
依据现有整流器十多年的实际运行维护及相关改造经验，确定改造后整流器应达到下列技术指标要求。
输入电压：ac 648 v、3相、50 hz；输入电流：ac 29394 a；额定输出电压：dc 765 v；最高空载直流电压：dc 870 v额定功率：27 540 kw；额定输出电流：dc 36000 a（连续）；整流器承载最大电流能力：144ka/10s；平波电抗器：150 μh；可控硅通态压降：≤1.35 v/3000 a；可控硅承受浪涌电流能力：43 ka/10 ms；可控硅电流安全裕量：kai≥3.6；可控硅电压安全裕量：kau=3.0倍；整流器过载能力：150%额定输出电流，历时1 min；整流装置额定整流效率约：η≥95%；桥臂均流系数达到国家标准：18并≥0.74；整流装置额定运行时噪音：≤65 db；冷却方式：纯水—强迫水冷式冷却；安装方式：户内绝缘法安装；柜体防护等级：开启式自支撑框架结构。
3 结语
目前整流器改造已运行一段时间了，运行正常可靠。
彻底解决了多年无法解决的设备顽症、解决了维护和故障分析处理困难及备件供应困难特别是解决了重大事故隐患等问题，提高了设备的可靠性，保证了电炉生产安全正常运行。
这些新技术相信在今后的工程中必定会得到广泛的使用也为国产化直流电弧炉提供了有力帮助。
参考文献：
[1] 朱应波.直流电弧炉炼钢技术[m].北京：冶金工业出版社，1997.
[2] 傅杰.电弧炉炼钢技术发展历史分期问题[j].钢铁研究学报，2006，（5）.。
