孟加拉炼钢电炉方案

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孟加拉巴顺德拉集团15万t电炉炼钢车间工程设计方案文件号：06设—1中国邯郸冶金机械厂2006年3月 1.概述:孟加拉巴顺德拉集团拟筹建电炉车间工程。设计方案为:车间建设1座30t超高功率电弧炉，1座30tLF钢包精炼炉，1台2机2流方坯连铸机以及相应公辅配套设施。主要生产普碳钢、低合金钢，主要生产断面120×120×2800mm方坯，年产合格铸坯15×104t。2．生产规模：年产合格铸坯15×104t钢种：普碳钢、低合金钢铸坯断面：120×120mm定尺长度：2.8m3．车间工艺流程废钢、铁块、30t超高功率电炉吊车、钢包车出坯、堆垛吊车运输40tLF精炼炉小方坯连铸机 4．车间组成车间车间布置详见附图，车间各跨组成见下表：车间各跨参数见下表：序号名称长度跨度备注1废钢堆存跨~90m27m2冶炼跨~90m24m3切割跨~90m24m4出坯跨~90m21m建筑面积~8640m2。5．产量计算(1)钢水产量——EAFEAF平均出钢量35tEAF平均出钢周期60~70minEAF最大日产炉数18炉EAF有效生产时间262天EAF年生产能力18×35×262=165060t电炉生产能力为16.5×104t钢水。——LF炉（2）LF平均处理量38tLF平均处理周期60minLF年生产能力能满足要求 （3）连铸机生产能力计算（见下表）序号项目单位合计备注1每包浇钢量t352每包浇钢时间min603连浇炉数炉64准备时间min1205浇钢周期时间min4806连铸坯收得率%987年作业天数天2628连铸机作业率%729年浇钢水量104t16.510年产合格铸坯量104t16.1连铸机的生产能力为16.1×104t，满足年生产能力15×104t要求,随着连浇炉数的提高，铸机生产能力还可进一步提高。4．车间主要技术参数序号名称单位数量备注1电炉形式超高功率2电炉座数座13电炉公称容量t304平均出钢量t355平均冶炼周期min60~70 6LF炉座数座17LF炉公称容量t308LF炉精炼周期min~609连铸机台数台18机数×流数2×29车间建筑面积m2~480010产品规格mm2120×120，11车间铸坯产量104t157.主要设备及参数7.130t超高功率电炉（1）主要技术特点1）改造或配套电炉将采用超高功率电炉,偏心炉底出钢,采用活炉座、炉壳，可减少换炉时间。2）采用UHP电炉→LF钢包炉→连铸机“三位一体”的先进的工艺路线，以使车间实现高产、优质、低耗、高效的生产。3）电炉采用吹氧助熔技术,配置碳—氧枪，既强化冶炼，节约电耗，又可造泡沫渣实现埋弧操作，提高炉衬寿命。4）电炉采用水冷炉壁和水冷炉盖技术。5）电炉采用钢铜复合导电横臂，节能型短网，节约能源。6）电炉炉盖上设置加料装置，以实现半自动化加料。7 ）电炉采用炉内排烟和屋顶罩联合除尘方式，既解决电炉一次烟气污染问题，又解决二次烟尘的污染问题，另外LF炉盖也设置除尘孔，以满足现代钢厂严格的环保要求。8）LF炉既具有加热、脱硫、去夹杂，合金化和温度、成份微调功能，又具体协调电炉与连铸生产，保证产品质量和全连铸的功能。（2）电弧炉工艺流程石灰、萤石铁合金废钢、铁块料仓料篮电子称量称量斗30t超高功率电弧炉炉渣合格钢水渣场LF精炼炉（3）主要设备性能及参数①炉体电炉炉体由上炉壳、下炉壳、炉门机构、水冷炉壁、进回水截止阀与金属软管等组成。采用活炉壳结构，即炉壳与倾动摇架分离，上下炉壳可分离。上炉壳由水冷管式框架和水冷炉壁组成。水冷炉壁底部距渣面400mm ，以提高炉衬寿命。下炉壳用钢板焊接而成，其底部为锥形结构。上下炉壳用销轴联接，便于拆开吊装或更换。主要技术参数：炉壳直径：4600mm炉门宽×高：1000mm×900mm②炉盖及炉盖提升装置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，上面设有加料孔。小炉盖用耐火材料打结成，安装在大炉盖中心。大炉盖加料孔上设有受料斗，受料斗阀板由气缸驱动，防止非加料时烟尘的外逸。炉盖提升及旋转机构由炉盖旋转架、旋转液压缸、旋转主轴、炉盖提升液压缸、链轮、链条贯穿轴、旋转锁定机构和主柱吊架等组成。旋开角度：65°提升高度：400mm③电极电极直径：450mm电极升降行程：≤3100mm④倾动部分倾炉机构由倾动摇架、倾动轨道、倾动液压缸、水平支承机构与平台支承机构等组成。出钢最大倾角：20°出渣最大倾角：15°控制方式：PLC——液压⑤电极升降机构 电极升降机构包括电极升降液压缸、电极升降立柱、立柱升降导向轮装置、导轮润滑系统、导电横臂、电极夹头、夹紧弹簧及电极放松液压缸等部分。主要技术参数：电极直径φ450mm（UHP）极心圆直径φ1150mm电极升降行程3100mm⑥液压系统液压系统是为电极升降与电极松开、炉盖升降和旋转炉体倾动等提供液压源的液压动力装置。液压系统由油箱、液压泵、皮囊式蓄能器、控制阀组、过滤与组件等部件组成。主要技术参数：系统工作压力~12MPa介质水-乙醇⑦上料系统上料系统由高位料仓、振动给料机、称重小车及旋转料管等组成。主要技术参数：料仓数量6个容积6m3×44m3×2⑧钢包车钢包车由车体、车轮组、驱动装置、轨道清理装置、管线输送装置等组成。钢包车采用电机—减速器传动，行走速度的调节采用变频调速，提高钢包车的定位精度。 车体采用钢结构，由钢板及型钢焊接成。钢包耳轴的放置方向与钢包车的行走方向一致。车体上部设有供操作人员方便作业的平台，平台上面铺设耐火砖。主要技术参数：承载能力80t行走速度2~20m/min（交流变频）⑨水冷系统水冷系统冷却点包括变压器、电抗器、导电铜管、大截面水冷电缆、导电横臂、电极夹头、炉盖、炉壁、旋转架提升臂、旋转架平台、电极升降中相立柱上部、液压站等。系统总进水设置压力、流量及温度变送器。在炉壁、炉盖及导电横臂回路上设有温度变速器，用于超温报警及显示。主要技术参数：流量500m3/h压力0.4~0.5MPa⑩短网系统电弧炉的短网系统由挠性水冷补偿器、水冷导电铜管、大截面水冷电缆、非磁性不锈钢支架及紧固件、绝缘件等组成。主要技术参数：短网阻抗值为3.2mΩ三相阻抗不平衡度≤5%⑾水冷碳氧枪水冷碳氧枪系统主要是由水冷复合碳氧喷枪、机械手系统、供氧系统、液压系统、水冷系统和控制系统组成。主要技术参数：供氧能力1600Nm3/h氧气工作压力1.0~1.2MPa ⑿供配电变压器额定容量：25MVA一次电压：35KV⒀给排水流量：500m3／h进水压力：0.4MPa⒁热力压缩空气：～20m3／min压力：0.4MPa⒂燃气氧气：～1600m3／h压力：1.0~1.2MPa⒃除尘EAF除尘捕集采用“导流板+屋顶罩”的基本方式，LF采用第4孔捕集方式，其烟气与EAF屋顶捕集罩的烟气混合后进入长袋脉冲除尘器，净化后的烟气经风机送入烟囱排放，排放浓度≤50mg/m3。（4）电炉主要技术经济指标主要技术经济指标序号名称参数单位备注1电炉座数1座2额定容量30t超高功率3平均出钢量35t4变压器额定容量25MVA5一次电压35KV 6二次电压436～268V7炉壳直径4600mm8电极直径450mm9倾炉角度20／15°出钢/出渣10炉盖提升400mm11冷却水～500m3/h12炉体吊装重量～70t13设备重量~350t14冶炼周期80min15年产量16.5104t7.240tLF钢包精炼炉（1）主要技术特点采用双车三工位形式，缩短处理周期采用铜钢复合板导电横臂采用节能型短网采用钢包车采用变频器控制行走，可实现准确定位采用管式水冷炉盖，减少设备维护时间 （2）LF炉工艺流程30t电弧炉加精炼渣送电加热降炉盖，测温取样天车、精炼钢包车钢包车开至处理位加合金料测温取样提升炉盖钢包车开至吊包位连铸机大包回转台工艺流程图 （3）主要设备性能及参数①钢包车承载能力：80t②电极升降装置电极直径：350mm电极行程：2400mm③水冷炉盖采用全管式水冷结构升降行程：400mm④加料系统料仓数量：4容积：3m3／个⑤液压系统工作压力：6.5MPa介质：水——乙二醇⑥供配电变压器额定容量：8000KVA一次电压：35KV二次电压：140～240V⑦给排水耗量：200m3／h压力：0.3～0.5MPa⑧氩气耗量：20m3／h压力：0.6～0.8MPa （4）主要技术经济指标主要技术经济指标序号名称参数单位备注1LF炉座数1座2处理钢水量35t3变压器额定容量8000KVA4一次电压35KV5二次电压140～240V6电极直径350mm7极心圆直径600mm8升温速度4～5℃／min9处理周期~40min10设备重量250t(5)主要原材料及能源介质消耗主要原材料及能源介质消耗见表 原材料及能源介质消耗表序号名称单位数量备注一主要原材料消耗1废钢kg/t钢水9202生铁kg/t钢水2303铁合金kg/t钢水25.64石灰kg/t钢水605萤石kg/t钢水56焦碳kg/t钢水17碳粉kg/t钢水48白云石kg/t钢水29硅钙粉kg/t钢水110电极kg/t钢水411耐火材料kg/t钢水24.612渣盘及其它kg/t钢水6.513保温剂kg/t钢水0.5二能源介质消耗1电耗kWh/t钢水510包括冶炼电耗，动力电耗及LF电耗2氧气Nm3/t钢水403煤气（重油）GJ/t钢水0.174压缩空气Nm3/t钢水255氧气Nm3/t钢水0.26水m3/t钢水407氩气Nm3/t钢水0.28氮气Nm3/t钢水0.4 7.3方坯连铸机（1）采用的新工艺新技术1）连铸机工艺装备的主要特点及水平回转台：由于单罐钢水浇铸时间偏长，回转台采取钢包加盖措施，以减少浇铸过程中的温度损失。回转台：具有称量等功能（可选），但不升降。中间罐：采用大容量的中间罐，塞棒控制。中间罐车：除能称量之外，具有升降功能，保证水口更换顺利进行。结晶器：采用抛物面型结晶器。结晶器振动装置：采用板簧振动技术。引锭杆：采用刚性引锭杆，缩短准备时间。拉矫装置：采用渐进矫直技术。切割装置：采用氢氧发生气或其它形式的火焰切割机。出坯系统：出坯辊道两流共用长辊道。短定尺采取双排出坯。两流的铸坯，由移坯车移向冷床，然后由推钢机步进式推动，最终将铸坯推至冷床的端头。铸坯下线和装车：采用链条吊具。结晶器、拉矫机等部分设备采用快速整体更换，以实现高的生产能力。2）为了铸坯无缺陷，连铸工艺主要采用了以下新技术 ----无氧化保护浇铸技术：为防止钢水的二次氧化，在钢水包和中间罐之间装有长水口，在中间罐和结晶器之间装有浸入式水口，氩封接合面，使钢水与空气隔绝。另外，在中间罐和结晶器的钢水液面加入保温剂和保护渣。----大容量中间罐并设置挡渣墙：当钢包钢水注入中间罐时，具有较大的冲击力，钢水将产生涡流，钢液不稳定，易卷渣将夹杂带入结晶器。大容量中间罐，延长了钢水在中间罐内的滞留时间，有利于夹杂上浮，提高铸坯质量。----中间罐内衬的工作层，采用涂料，有利于铸坯质量的改善。使用热中间罐，有利于钢水温度的均匀，对于钢中的[H]含量减少尤为有利。----二次冷却自动控制系统：二冷水量随拉速变化按比例自动调节，使铸坯冷却均匀，保证铸坯质量，减少漏钢事故；二次冷却分段控制水量。3）铸机自动控制特点连铸自动化系统为L1级（基础自动化系统），主要完成机械设备启停、速度、位置、联锁和逻辑顺序控制，工艺热工过程参数监测和连续调节控制。L1级采用仪电一体化PLC系统，即电控和仪控合一的系统。----自动方式：各过程参数的设定值由保存在基础自动化系统中的文件给出，操作员可以修改这些设定值，确认后由PLC进行自动控制。 ----半自动方式：基础自动化系统对工艺的某些子系统或一些过程进行单独控制，使其单独工作。----手动方式：由操作员从HMI、操作台或机旁操作箱上直接操作各设备，由PLC完成必要的联锁控制。主要工艺设备数量和作业区面积（1）工艺流程钢包回转台¯中间罐及中间罐车¯结晶器及结晶器振动¯二冷段¯拉矫机¯脱引锭装置引锭杆存放装置®¯切前辊道¯切割机及切割区辊道¯切割后辊道¯出坯辊道移坯机®¯推钢机及冷床¯吊车吊运下线方坯连铸工艺流程图 （3）主要设备性能及参数①钢包回转台钢包回转台由回转臂、传动装置、回转支承、多点润滑系统、电动干油润滑系统、事故驱动装置等部分组成。最大承载能力：80t回转半径：3200m②中间包及包盖结构形式：T形，内砌挡渣墙。工作液面高度800mm工作容量~12t溢留液面高度900mm最大容量~15t③中间包车半门式结构，电机驱动承载能力：20t④结晶器铜管结构形式，整体快速更换全长：952mm⑤结晶器振动装置采用全板簧式振动装置振动频率：30~360次/min振幅：0~±6mm⑥拉矫机液压缸压下⑦火焰切割机 割枪速度：100~600mm/min①出坯系统出坯辊道，链传动冷床：滑轨式拨钢机：门式结构，齿条传动②液压站系统工作压力：8MPa③供配电连铸机总装机容量600KW。设备采用PLC控制。④给排水净环供水系统：循环水量为380m3/h，水压为0.6MPa浊环供水系统：循环水量为270m3/h，水压为0.6Mpa事故供水量为：100m3，水压为0.25MPa。⑤燃气氧气：用量120m3/h，压力1.2MPa。焦炉煤气(氢氧气天然气)：待定⑥热力压缩空气：总量为10m3/min，压力0.5MPa。（1）主要技术经济指标 主要技术经济指标序号名称参数单位备注1机型弧型连铸机2弧半径R7m3机×流数2×24浇铸断面120×120mm25拉速2.0~3.0m/min6定尺长度2.8m7连浇炉数6炉8金属收得率98％9连铸机作业天数262天10设备重量～300t11装机容量～600kw12年产量15104t8工程投资估算：新建一座30t超高功率电炉、一座30tLF钢包炉和一台方坯连铸机等配套公辅设施,工程静态总投资为8080万元。其中：建筑工程1820万元设备4250万元安装1060万元其他费用950万元