年产150万吨管坯的电炉炼钢分厂工艺设计

西安建筑科技大学本科毕业设计（论文）任务书题目：年产100万吨合格不锈钢铸坯的电炉炼钢厂工艺设计院（系）：冶金工程学院专业：冶金工程学生姓名：学号：指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时间：2012年 2 月28 日设计总说明本文设计了一个年产100万吨合格不锈钢的电弧炉炼钢车间，通过产品大纲的确定、电弧炉炼钢的物料平衡与热平衡计算、超高功率电弧炉的炉型设计、连铸设备选择、车间工艺设计及车间总体布置，确定了一座150吨超高功率电弧炉、一台AOD精练炉、一台连铸机为主要生产设备。

并根据国内外炼钢技术的发展趋势、钢铁产品的发展方向，选择了先进且有较大发展余地的短流程工艺：废钢→超高功率电弧炉→AOD炉精炼→连铸。

设计方案以技术新、效益高为原则，充分体现了先进、灵活、多功能的特点，具备可持续发展性。

关键词：超高功率电弧炉，AOD精炼炉，炼钢Design DescriptionIn this paper, we have designed a electric arc furnace workshop which can produce 1000,000 tons of qualified stainless steel a year.Through the ascertained of the products outline, eaf material balance, thermal equilibrium calculation, ultra-high power electric arc furnace’s type design ,the workshop process design and workshop layout, we finaly identified a 1000,000 tons of qualified stainless steel smelting plant with which a 150 tons of ultra-high power electric arc furnace, a chastening AOD furnace and a caster is as the main production equipment.And according to the domestic and foreign steelmaking technology trends, the development direction of the steel product,we finally selected the short flow process，scrap steel →ultra-high power e lectric arc furnace→AOD furnace refineing→continuous casting, which is advanced and has a bigger development room.The Design scheme based new technology and high efficienc as the principle, fully embodies the advanced, flexible, multi-function characteristic and has the characteristics of sustainable development. Key Words：ultra-high power electric arc furnace，AOD refineing furnace, Steelmaking目录绪论 (1)1电弧炉炼钢车间的设计方案[1][2] (4)1.1电炉车间生产能力计算 (4)1.1.1 电炉容量和台数的确定 (4)1.1.2 电炉车间生产技术指标 (4)1.2电炉车间设计方案 (5)1.2.1主要冶炼钢种及产品方案 (5)1.2.2电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 (5)1.2.3电炉炼钢车间的组成 (6)1.2.4 电炉各车间的布置情况 (6)2 电弧炉炉型设计[3] (7)2.1电弧炉炉型设计 (7)2.1.1 电弧炉炉型 (7)2.1.2 熔池的形状和尺寸 (7)2.1.3 熔化室的尺寸 (8)2.1.4 炉衬厚度δ的确定 (9)2.1.5 炉壳及厚度δz的确定 (9)2.1.6 工作门和出钢口 (10)2.2偏心底出钢箱的设计 (10)2.3电弧炉变压器功率和电参数的确定 (11)2.3.1确定变压器的功率 (11)2.3.2电极直径的确定 (12)2.3.3电极心圆的尺寸 (12)2.4水冷挂渣炉壁设计 (12)3电弧炉炼钢物料平衡和热平衡 (16)3.1物料平衡计算 (16)3.1.1 熔化期的物料平衡 (16)3.1.2 氧化期的物料平衡 (22)3.2热平衡计算 (25) (25)3.2.1 计算热收入QS (26)3.2.2 计算热支出QZ4 电弧炉炼钢车间工艺布置 (29)4.1原料跨 (29)4.1.1 原料跨的跨度 (30)4.1.2 原料跨总长度确定 (30)4.1.3 原料跨高度确定 (30)4.2炉子跨整体布置 (30)4.2.1 炉子跨工作平台高度 (30)4.2.2 炉子的变压器室和控制室 (31)4.2.3 电弧炉出渣和炉渣处理 (31)4.2.4 炉子跨的长度、跨度、高度 (31)4.3精炼跨 (31)4.3.1 整体布置 (31)4.3.2 AOD精炼炉的工艺布置 (32)4.4连铸跨 (32)4.4.1 总体布置 (32)4.4.2 连铸机操作平台的高度、长度、宽度 (32)4.4.3 连铸机总高和本跨吊车轨面标高 (33)4.4.4 连铸机总长度 (33)4.4.5 连铸跨跨度 (34)4.5出坯跨 (34)4.6备注 (34)5 电弧炉炼钢车间工艺设计 (36)5.1废钢 (36)5.2辅助料 (36)5.2.1 对辅助料的要求 (36)5.2.2 供应方案 (37)5.2.3 配料 (37)5.2.4 装料和补料 (38)5.2.5 电弧炉冶金工艺[3] (39)5.2.6 精炼工艺[4] (40)5.2.7 连铸操作工艺 (41)6 车间主要设备的选择 (43)6.1电弧炉主要设备选择 (43)6.1.1 校核年产量 (43)6.1.2 电极 (43)6.2精炼炉设备选择 (44)6.3连铸设备选型[5] (45)6.3.1 钢包允许的最大浇注时间 (45)6.3.2 拉坯速度 (45)6.3.3 连铸机的流数 (46)6.3.4 弧型半径 (46)6.4连铸机的生产能力的确定 (47)6.4.1 连铸浇注周期的计算 (47)6.4.2 连铸机作业率 (47)6.4.3 连铸坯收得率 (48)6.4.4 连铸机生产能力的计算 (48)6.5中间包及其运载设备 (49)6.5.1 中间包的形状和构造 (49)6.5.2 中间包的主要工艺参数 (49)6.5.3 中间包运载装置 (49)6.6结晶器及其振动装置 (49)6.6.1 结晶器的性能要求及其结构要求 (49)6.6.2 结晶器主要参数选择 (50)6.6.3 结晶器的振动装置 (50)6.7二次冷却装置 (51)6.7.1 二次冷却装置的基本结构 (51)6.7.2 二次冷却水冷喷嘴的布置 (51)6.7.3 二次冷却水量的计算 (51)6.8拉矫装置及引锭装置 (51)6.8.1 拉矫装置 (51)6.8.2 引锭装置 (51)6.9铸坯切割装置 (51)6.10盛钢桶的选择 (51)6.11渣罐及渣罐车的选择 (53)6.11.1 车间所需的渣罐数量 (53)6.11.2 车间所需渣罐车数量 (53)6.12起重机的选择 (53)6.13其它辅助设备的选择 (54)7 车间人员编制及主要经济技术指标 (55)7.1技术经济指标 (55)7.1.1 产量指标 (55)7.1.2 质量指标 (55)7.1.3 作业效率指标 (55)7.1.4 连铸生产技术指标 (55)7.2车间人员编制 (55)参考文献 (58)致谢 (59)专题............................................... 错误!未定义书签。

100t电炉炼钢车间工艺设计莱钢集团为优化产品结构，提升企业竞争力，新建一条电炉炼钢生产线，炼钢部分建设内容包括一座100t 超高功率电弧炉、两座120tLF 钢包精炼炉，一座120tVD 真空精炼炉，一台5机5流大圆坯连铸机，连铸坯产品规格为Φ500mm 、Φ650mm 、Φ800mm 。

1生产规模及产品大纲1.1生产规模炼钢车间年产合格钢水115万t ，钢坯110万t 。

1.2产品大纲产品以汽车、机械、石油化工、铁路、军工、核电及风电等机械制造业用钢为主，主要冶炼品种有合金结构钢、碳素结构钢、齿轮钢、弹簧钢和轴承钢等钢种。

2炼钢车间工艺布置及工艺流程2.1炼钢车间工艺布置炼钢主车间由电炉跨、原料跨、精炼跨、三跨组成，主车间各跨间毗邻平行布置（见表1）。

辅助车间主要包括废钢配料间。

2.2炼钢工艺流程图炼钢工艺流程图见图1。

2.3炼钢车间工艺平面布置图炼钢车间工艺平面布置图见图2。

3主要设备组成及技术参数3.1电炉主要技术参数电炉主要技术参数见表2。

3.2LF 精炼炉主要技术参数LF 精炼炉主要技术参数见表3。

100t 电炉炼钢车间工艺设计王保峰，王海燕（山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南250101）摘要：介绍了莱钢100t 电炉炼钢车间工艺设计的特点、电炉炼钢工艺流程及炼钢工艺和设备采用的先进技术，并对炼钢工艺及设备参数进行了描述。

关键词：电炉；LF 精炼炉；VD 精炼炉；工艺设计中图分类号：TF741文献标识码：B文章编号：1001-6988（2018）04-0050-03Process Design of 100t EAF Steelmaking WorkshopWANG Baofeng,WANG Haiyan（Shandong Province Metallurgical Engineering Co.,Ltd,Jinan 250101,China ）Abstract:The characteristics of 100t EAF steelmaking workshop process design in Laiwu Steel,the EAF steelmaking process and advanced technology are introduced,and the steelmaking process and equip -ment parameters are described.Key words:EAF;LF;VD;process design收稿日期：2018-05-15作者简介：王保峰（1982—），男，工程师，主要从事炼钢工艺设计及设备管理工作.表1炼钢车间厂房参数表跨间名称主要尺寸/m 吊车吨位×台数跨度长度轨面标高配料一跨302521416t 电磁吊×4配料二跨302521416t 电磁吊×4配料三跨301681416t 电磁吊×2电炉跨3025230.5280t/80t 桥吊×1160t/40t 铸造吊×150t/10t 桥吊×1原料跨242283650t/10t 桥吊×132t/5t 桥吊×1精炼跨3022833240t/75t 铸造吊×2工业炉Industrial Furnace第40卷第4期2018年7月Vol.40No.4Jul.201850万方数据。

年产万吨钢坯电炉炼钢车间初步设计1. 背景介绍随着工业化进程的不断加快和钢铁产业的不断发展，需要建设能够满足大规模钢铁生产需求的电炉炼钢车间。

本文档旨在对年产万吨钢坯的电炉炼钢车间进行初步设计，以满足生产效率和质量的要求。

2. 设计目标年产万吨钢坯电炉炼钢车间的设计目标包括以下几点：•实现高效、稳定的钢铁生产，确保产能达到年产万吨的要求。

•优化生产布局，提高生产效率，同时保证安全生产。

•具备灵活性和可扩展性，便于应对市场需求的变化。

3. 车间布局设计3.1 主要区域划分年产万吨钢坯电炉炼钢车间的主要区域划分如下：•炼钢区：包括电炉和炼钢设备，进行铁水冶炼和钢水精炼的工艺过程。

•过程控制区：设有集中控制室，用于监控和控制整个炼钢过程。

•原料处理区：包括原料仓库、原料预处理设备等，用于对原料进行处理和配料。

•辅助设施区：包括办公区、设备维修区、库房等，用于支持炼钢生产和管理运营。

3.2 工艺流程设计年产万吨钢坯电炉炼钢车间的工艺流程如下：1.原料处理：通过原料仓库将原料（铁矿石、废钢等）送入预处理设备进行初步处理和配料。

2.炼钢过程：将预处理后的原料投入电炉，经过加热、冶炼和精炼等工艺过程，得到优质的钢水。

3.出钢：将钢水流入连铸机，通过连铸机成型，形成钢坯。

4.表面处理：对钢坯进行表面除油、喷砂等工艺处理，提高表面质量。

5.检测和质量控制：对钢坯进行物理和化学检测，保证产品质量符合标准要求。

6.包装和出货：对合格的钢坯进行包装，并按订单要求进行出货。

4. 设备选型和布置4.1 电炉选型年产万吨钢坯电炉炼钢车间的主要设备之一是电炉。

根据生产需求和技术要求，选用适当容量和高效率的电炉。

4.2 其他设备选型根据车间的实际情况，选用适当的设备，如炉盖起重机、原料处理设备、连铸机等。

选型时需要考虑设备的性能、稳定性、能耗和维护等因素。

4.3 设备布置根据车间布局和工艺流程，合理布置设备，保证生产流程的顺畅和安全。

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。