电炉炼钢=方坯连铸技术

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PAGE电炉炼钢方坯连铸技术EAFSTEELMAKING-BILLETCCTECHNOLOGY秦皇岛西重所燕大重型机械研究院有限公司QINHUANGDAOXIZHONGSUOYANDAHEAVYMACHINERYRESEARCHINSTITUDECO.,LTD2013年目录1电弧炉1.1电弧炉炼钢概述1.2工艺过程1.3设备结构及操作1.4设备安装与维护2精炼炉2.1LF炉精炼概述2.2工艺过程2.3设备结构2.4主要操作2.5安装与维护3连铸机3.1连铸概述3.2工艺过程3.3设备结构3.4主要操作3.5安装与维护4烟尘治理5配套公辅设施（PAGE2）前言目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.电弧炉31.1电弧炉炼钢概述31.2工艺过程41.3设备设计原理及结构91.4LF炉精炼装置的工艺和设备151.5连铸工艺302.配套公辅设施462.1散状原料处理设施462.2检化验设施472.3热力设施482.4燃气设施522.5给排水设施572.6除尘、通风及空调设施612.7供配电设施642.8自动化仪表692.9电气传动722.10电信设施732.11土建工程762.12总图运输803.环境保护与综合利用823.1设计依据823.2环境概况823.3工程概况823.4主要污染源、污染物及其控制方案823.5环境绿化843.6环境管理和环境监测843.7环境影响简略分析844.劳动安全卫生854.1设计依据854.2工程概况854.3生产中主要职业危险和职业危害因素分析854.4劳动安全卫生防范措施864.5辅助用室设置894.6劳动安全卫生管理及检测机构894.7劳动安全卫生投资894.8劳动安全卫生设计的预期效果905.全厂主主要技术经济指标901电弧炉电弧炉炼钢概述电弧炉（简称EAF）炼钢是以电能作为热源的炼钢方法，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的一种炼钢方法。图1.1是电弧炉炼钢过程示意图。随着电炉技术的不断发展，目前电炉冶炼的一个周期主要包括：补炉与装料、熔化、氧化精炼，去渣，出钢，炉体回倾。图1.1电弧炉炼钢过程示意图电弧炉炼钢的特点为：

(1)电能为热源，避免燃烧燃料对钢液污染，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，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)电弧炉炼钢可以消纳废钢，是一种铁资源回收再利用过程，也是一种处理污染的环保技术。相当于是钢铁工业和社会废钢的回收工具。(5)炼钢过程的烟气污染和噪声污染容易控制；(6)设备简单，炼钢流程短，占地少，投资省、建厂快，生产灵活。工艺过程电炉原材料供应电弧炉炼钢的原料主要包括废钢，废钢替代品如直接还原铁（DRI）、热压铁块(HBI)、粗铁(Pigiron)、铁水(Moltenpigiron)，造渣材料、氧化剂等。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的拆旧废钢，如报废汽车、舰船、钢结构桥梁与建筑钢等。由于连铸技术的发展，连铸比不断提高，切头、切尾越来越少，每吨钢自产废钢大幅减少，钢厂内部回收废钢相应减少。而来自于社会的废钢原料的最大问题是金属残留元素，主要是残留的Ni，Cr，Mo等合金元素和Cu，Sn，Bi，Sd，Pb等有害元素。因此，DRI、HBI及粗铁等纯净金属原料成为废钢的主要替代品。在DRI产量丰富的地区，甚至采用DRI作为全部炼钢铁源。需注意的是，DRI等纯净铁源有利于高质量、低杂质钢种的生产，同时连续加料方式有利于降低能耗，但其较高的脉石含量会大大增加渣量并导致电耗增大，操作方式与废钢作为主要原料来炼钢有显著不同，将在后续章节具体介绍。电炉的辅助材料主要由石灰、白云石及碳粉等组成。碳粉主要用来造泡沫渣，其流量60~450kg/min。对石灰、白云石及碳粉的化学成分及物理性能要求见表1.2-1、1.2-2、1.2-3。表1.2-1石灰的化学成分及物理性能成分CaOSiO2PSMgO粒度（mm）粉料量H2O（％）≥85≤0.5≤0.02≤0.06≤320～150≤5≤0.5过烧和欠烧率：≤10%活性度：≥350ml/4N-HCl表1.2-2白云石的化学成分及物理性能成分CaOMgO粒度（mm）H2O（％）50~60>32%3～30≤0.3欠烧率：≤8%表1.2-3碳粉的化学成分及物理性能成分CS灰分H2O粒度（mm）（％）≥80≤0.1≤8≤0.3≤3mm、0~0.2mm<3%补炉与装料1.2.2.1补炉炉衬寿命的长短是多炼钢、炼好钢、节约原材料、降低成本的关键问题。炉衬是指炉壁、炉底和炉盖。寿命最低的是炉壁，它的工作条件最差，距电弧近，温度高，又受炉渣的严重浸蚀。炉衬严重损坏或补炉镁砂未烧结而在往渣中上浮时，渣中MgO颗粒大量增加，渣的流动性变坏，延缓渣钢间的化学反应，钢中夹杂物增加，钢质严重降低。炉衬一般由碱性材料组成，渣中的碱性氧化物（如CaO、MgO、MnO），对炉衬浸蚀作用小，渣中的酸性氧化物如SiO2、TiO2、ZrO2、P2O5等，对炉衬浸蚀作用大。炉衬寿命主要与渣中SiO2含量有直接关系，一般在10～20%之间。从补炉材料来分，有干补和湿补，干补时用镁砂MgO含量<78%或白云石（焙烧过的）和焦油（碳氢化合物）作粘结剂；湿补用的粘结剂为卤水（MgCl2·xH2O）或水玻璃（Na2SiO4·yH2O），常用于损坏严重或坡度大不易补的地方。沥青和镁砂的配比约为1：10，卤水或水以玻璃或镁砂的用量以捏成团不松散为宜。补炉时间因浸蚀的情况和炉子容量而定，一般为3～5分钟。1.2.2.2装料装料质量对电弧炉炼钢熔化时间、合金元素烧损和炉衬寿命都有很大影响。废钢装料应做到快和密实，以缩短冶炼时间和减少热损失。为了保证炉料熔化的顺利进行，必须装得密实。炉料分为大料、中料、小料、轻薄料，装料时按一定比例以便一次加入，以减少塌方等。图1.2-1为电炉炉顶装料图。图1.2-1电炉炉顶装料图直接还原铁（DRI/HBI）可通过以下四种不同的方式加入到EAF中：通过废钢料篮冷DRI通过炉顶开孔连续加料HBI可通过预热装置加入（如竖式炉）热DRI连续加料当DRI在金属原料中的比例超过25%，就需要通过炉顶开孔的方式连续加[]。JeremyA.T.Jones.ConsiderationsforthefeedinganduseofalternativeironmaterialsintheEAF.图1.2-2为DRI由竖炉热送至EAF的示意图。由竖炉产生的DRI，一部分热送至EAF，另一部分可经冷却后存储起来，再送至EAF。图1.2-2DRI热送至EAF示意图炉料的熔化和钢液的氧化精炼电弧炉炼钢首先需要快速熔化炉料，以便在氧化期和精炼期控制钢液的成份，去除有害的杂质磷、氢、氧和氮，并且去除钢中的非金属夹杂物。同时尽可能减少钢液吸收气体。炉料熔化在整个电弧炉炼钢生产工艺中是很重要的时期。熔化时间占总冶炼时间的50%左右，电能消耗占总耗电的2/3左右，所以加速炉料熔化是缩短熔化时间、提高产量、降低电耗和成本的关键。1.2.3.1炉料熔化操作快速熔化和升温是当今电弧炉炼钢最重要的功能。电能是电弧炉熔化和升温的基本能源。熔化操作主要是合理供电，适时吹氧和尽快造渣，以实现快速熔化炉料的目的。合理供电：开始时供电电流小些，防止电弧向炉膛辐射大量的热，使炉顶局部损坏，当供电5～10分钟以后，电弧已埋入炉料，这时用大最大功率供电。适时吹氧：吹氧是利用氧化反应的热加速熔化炉料，吹氧对降低电耗、缩短冶炼时间有显著的效果。但吹氧过早，氧气和冷炉料起作用小，浪费了氧气。一般吹固体料时温度在950℃尽快造渣：覆盖在钢液面上的炉渣能稳定电弧的燃烧，减少钢液散失热量，减缓吸收氢和氮，去除钢液中的磷和硫，吸收上浮到钢液面上的夹杂，减少铁及元素的蒸发等。连续加料的直接还原铁炼钢中采用造泡沫渣操作。连续不断的激烈碳氧反应和较大的渣量生成厚泡沫渣，有效地屏蔽和吸收了电弧辐射能，并传递给熔池，提高了加热效率，缩短了冶炼时间，减少了辐射到炉壁、炉盖的热损失。1.2.3.2钢液的氧化精炼操作主要目的为：去除钢液中的磷，达到规定的限度较低值去除钢液中的气体（氢气和氮气）：在氧化结束时把溶解在钢液中的氢降到0.0001～0.0002%范围，氮降低到0.004～0.006%范围去除钢液中氧化物夹杂：利用氧化精炼过程中的钢液沸腾，去除大部分夹杂物，在钢液的氧化精炼可以去除75～90%的夹杂物升高钢液温度：冶炼过程需要较高的温度。在氧化精炼过程，利用熔池沸腾搅拌作用，有利于钢液加热升温，把钢液温度升高到高于出钢温度10～20℃调整钢液的碳含量：氧化脱碳使钢液沸腾，在氧化精炼结束出钢前，钢液含碳量需要考虑还原精炼加入铁合金，会增加钢水的碳含量。相反，在钢液碳含量低时可用喷粉增碳。出钢当钢液满足下述生产条件时即可出钢。（1）符合该钢种的出钢温度。（2）钢液[C]、[P]成分控制合格。出钢温度应根据不同钢种，充分考虑以上各因素来确定。出钢温度过低，钢水流动性差，不利于出钢过程的钢、渣反应和化渣，同时增加后续精炼的钢液升温任务；出钢温度过高，使钢清洁度变坏，钢中氧、气体含量增高，造成合金消耗量增大。总之，出钢温度应在能顺利完成后续精炼任务的前提下尽量控制低些。设备设计原理及结构电弧炉型式多样。近年出现的已投入工业化生产的各种新型电炉主要有：超高功率交流电弧炉；超高功率直流电弧炉；双炉壳电弧炉；带竖井的电弧炉（简称竖炉）；Consteel电炉；Danarc电炉新出现的多种型式的电炉各有其独到的特点，具体可归纳为以下几点：1）最大限度地节能降耗，采取的措施如下：充分利用高温烟气进行有效地废钢预热；采用喷吹燃料与氧气助熔及使CO二次燃烧等技术手段，利用化学能代替部分电能。2）缩短冶炼周期，提高电炉生产率及其生产能力，采用的措施有：选择超高功率电炉──炉外精炼──连铸三位一体的短流程工艺路线，由超高功率电炉承担初炼熔化任务，大大缩短冶炼周期，提高了电炉生产率，并实现连铸机多炉连浇。3）增加对多种“铁源”炉料的适应性，采用的措施有：配入高炉铁水、DRI、HBI、熔融还原铁、碳化铁等。4）控制电炉生产对环境的影响，采用的措施有：控制空气污染（烟气及有毒气体）、噪声和对电网“环境”的污染（主要指“闪烁”）。选择以上几种炉型都是可行的，但具体炉型的选择，要根据工厂的实际条件来确定。本书主要以DRI为主要的原料的高阻抗电弧炉（超高功率UHP）为重点来介绍。高阻抗电弧炉机械结构形式采用基础分离式结构、炉盖旋开顶装料、EBT偏心底出钢、高架式布置。炉体结构为可分离式炉壳、管式水冷炉壁、管式水冷炉盖。炉体安装3支集束式炉壁烧嘴，1只EBT口碳氧枪，炉门设置水冷碳氧枪。整体示意图如图1.3-1~1.3~4所示。设备组成以下将分别介绍。图1.3-1EAF立面图1图1.3-2EAF立面图2图1.3-3EAF立面图3图1.3-4EAF平面图1炉体炉子总体结构采用基础分离式结构，高架式布置，可分离式炉壳，管式水冷炉壁，管式水冷炉盖，出钢方式为EBT偏心底出钢，结构见图1.3-5。炉门配装水冷碳氧喷枪。1.下炉壳；2.石墨柱；3.炉门框；4.炉门；5.炉门提升机构；6.提升机构护罩；7.上炉壳；8.垫圈；9.螺母；10.管路连接；11.偏心顶盖；12~17.销轴,楔块,垫圈；18.偏心区护栏组件；19.炉衬；20.出港口圈；21.出钢口启闭机构；22~25.螺栓,螺母,平垫,弹垫；26~30.炉壁水冷快图1.3-5炉体结构图炉体由上炉壳、下炉壳，炉门机构，EBT出钢机构和管式水冷炉壁组成。上炉壳常规设计为无缝钢管焊成的框架结构，水冷炉壁安装在框架内，框架还起着水分配器和回水管的作用。上炉壳安装三支集束式多功能燃料烧嘴枪，位于三个电极的冷区。多功能燃料烧嘴枪固定支座位于炉壳外侧，其装卸、调整皆很方便。位于EBT口上方安装1只碳粉枪，用于调整该位置的泡沫渣厚度。下炉壳是由园筒形炉壳和碟形炉底焊接而成，后部带有出钢箱，其底为偏心底出钢。当偏心底出钢时需在炉中留10~15％左右的余钢，炉体倾动12-15度即可完成出钢，炉役后期若炉底有凹坑，炉体最大可倾动20度，将残钢倒尽。水冷炉壁为水冷密排管式结构，共十块，均布在上炉壳上，进出水均设球阀，出水处设水温检测，可监测每块水冷块的出水温度，并能对水冷块的冷却强度进行调整。总进水有压力传感仪表及温度检测，总进水压力及出水温度皆可在计算机上显示。上炉壳和下炉壳之间用销轴联接，活炉壳结构，便于拆卸，炉体上有牢固的吊耳，因此炉壳可整体吊出或吊入。炉门孔设计已考虑了炉门采用炭氧枪操作的空间。偏心底出钢机构，安装在炉体上，出钢口底板的开启为水冷套液压缸驱动，安全、可靠，也可用人工手动开启。电炉生产能力计算（1）电炉的冶炼周期电炉的冶炼周期见表5.1-8。表5.1-8电炉的冶炼周期项目单位80%DRI+20%废钢30%DRI+70%废钢前一炉出钢min33炉子准备min33调整电极min221号料篮装料min222号料篮装料min2净断电时间min1012净通电时间min5048（2）电炉生产能力电炉座数1座电炉年运行时间：7680h时间利用率：85%电炉净运行时间：6530h钢水年产量：312000t电炉生产能力：50t/h电炉冶炼周期：60min年生产300000t的连铸坯，需要合格钢水307636t。电炉年产量可达到312000t合格钢水，完全可以满足连铸坯对钢水的需要。电炉的主要消耗指标电炉的主要消耗指标见表5.1-9。表5.1-9电炉主要消耗指标项目单位80%DRI+20%废钢30%DRI+70%废钢电耗kWh/t钢水560470氧气Nm3/t钢水3434天然气Nm3/t钢水3.46碳粉kg/t钢水2410电极kg/t钢水1.81.65压缩空气Nm3/t钢水3.01.25铁合金kg/t钢水~15~15有关电炉炉型的确定近十年来出现了多种十分引人注目的新炉型，基本占据目前全部新建电炉市场。近年出现的已投入工业化生产的各种新型电炉主要有：--超高功率交流电弧炉--超高功率直流电弧炉--双炉壳电弧炉--带竖井的电弧炉（简称竖炉）--Consteel电炉--Danarc电炉新出现的多种型式的电炉各有其独到的特点，具体可归纳为以下几点：--最大限度地节能降耗，采取的措施如下：☆充分利用高温烟气进行有效地废钢预热；☆采用喷吹燃料与氧气助熔及使CO二次燃烧等技术手段，利用化学能代替部分电能。--缩短冶炼周期，提高电炉生产率及其生产能力，采用的措施有：☆选择超高功率电炉──炉外精炼──连铸三位一体的短流程工艺路线，由超高功率电炉承担初炼熔化任务，大大缩短冶炼周期，提高了电炉生产率，并实现连铸机多炉连浇。--增加对多种“铁源”炉料的适应性，采用的措施有：☆配入高炉铁水、DRI、HBI、熔融还原铁、碳化铁等。--控制电炉生产对环境的影响，采用的措施有：☆控制空气污染（烟气及有毒气体）、噪声和对电网“环境”的污染（主要指“闪烁”）。选择以上几种炉型都是可行的，但具体炉型的选择，要根据工厂的实际条件来确定，如：产品方案、生产规模、原材料条件、能源供应情况、厂址特点、生产操作水平及资金和市场情况等诸多因素来综合研究确定。鉴于伊朗原料的具体条件，DRI最多可配入80%的前提下，在尽可能节省资金、又使之具备新型电炉上述特点的情况下，推荐采用超高功率交流电弧炉。全部用废钢作为电炉的原料，电炉使用双炉壳冶炼，则可以预热原料，节约电能，缩短冶炼时间，增加产量。但由于伊朗电炉全部利用废钢为原料的可能性非常小，如果大量加入DRI，而DRI在高温下预热，会使DRI提前氧化，如若这样，则会给冶炼带来不利因素，会使得炉况恶化，降低金属收得率。就本条生产线来说，建双炉壳，一方面在设备上需要增加投资，另一方面，其厂房面积也会因设置双炉壳有所增加。所以本设计中没有采用。普通超高功率电弧炉设置炉门和炉壁碳、氧喷枪，采用全过程泡沫渣冶炼，可提高电炉的热效率，缩短冶炼时间，减少电极消耗，节省冶炼电能。为保证产量及提高工厂炼钢技术装备水平，所建电炉具备如下先进技术和配套装备：☆采用超高功率供电☆排管式水冷炉壁和水冷炉盖☆笼形分体式炉壳，炉壳可整体拆卸☆全液压驱动☆偏心炉底出钢和留钢留渣操作技术☆配置氧燃烧嘴和水冷式集束氧枪、全程泡沫渣埋弧冶炼工艺技术☆导电臂水冷、电极喷淋水冷却☆向电炉及出钢钢包内机械化加料设备☆以PLC/PC技术为依托的电炉一级基础自动化系统与二级计算机过程控制系统LF炉精炼装置的工艺和设备LF原材料、燃料、动力介质的要求与供应（1）原材料、燃料、动力介质要求①活性石灰活性石灰质量要求见表5.2-1所示表5.2-1活性石灰成分要求成分CaOSiO2PSMgO粒度（mm）粉料量一级（％）≥90≤3≤0.02≤0.03≤510～50≤5过烧和欠烧率：≤10%活性度：≥350ml/4N-HCl②萤石萤石成分要求见表5.2-2所示表5.2-2萤石成分要求成分CaF2SiO2CaOS粒度(mm)%≥85≤4<5<0.210-50③铁合金对铁合金的质量要求：块度：10-30mm成分：按标准供货④石墨电极LF炉对石墨电极的要求电极技术性能：电阻率：6～8m体积密度：1.7-1.8t/m3每节长度：1800-2400±100⑤氧气管网压力：1.6MPa纯度：>99.6%⑥氩气管网压力：1.6MPa纯度：>99.99%⑦压缩空气管网压力：>0.55MPa⑧天然气管网压力：>8kPa⑨冷却水管网压力：0.6MPa进水温度：≤35过回水温度：<50水质要求见表5.2-3所示

表5.2-3水质要求序号项目单位LF炉设备冷却（a）1PH值-6～82硫酸盐mg/L＜1003氯化物mg/L＜604硬度（CaCO3）ºDH105悬浮物mg/L206电导率us/cm＜507总盐mg/L8铁mg/L＜29碱度mg/L＜6010可溶性固体mg/L＜30011硅mg/L＜612悬浮物粒径µm13油mg/L（2）LF的介质流量要求介质流量要求见表5.2-4。表5.2-4介质流量要求序号介质名称单位数量备注1冷却水，包括水质aLF盖m3/h160LF变压器等m3/h120LF事故水m3/h602N2，供LF炉设备/仪表Nm3/h503O2，包括设备维修Nm3/h25间断4Ar，LF炉底吹Nm3/h72平均值245天然气，包括设备维修Nm3/h15间断LF炉物料消耗LF炉物料消耗见表5.2-5。表5.2-5主要物料消耗序号项目单位数量备注原材料1LF炉电极（400）kg/kWh0.0152铁合金kg/t钢203活性石灰kg/t钢104萤石kg/t钢15LF炉耐火材料kg/t钢8钢包6LF炉用铝丝kg/t钢0.257LF炉用CaSi丝kg/t钢0.6动力介质消耗1冶炼电耗LF炉kWh/t钢•℃0.52氩气Nm3/t钢~0.3LF炉装置的主体设备特性本工程根据50t电弧炉的产钢量及冶炼周期，设计采用50t单加热工位双车式LF炉1座。型式：双钢包车移动式公称容量：50吨最大处理量：55吨最小处理量：30吨电极直径：350mm电极极心圆直径：～590mm电极升降速度：100mm/s电极升降行程：～2400mm变压器容量：8000KVA加热方式：交流电弧炉盖形式：间接排烟全水冷管式双层罩升温速度：～4.5℃吹氩方式：采用单块底吹透气砖氩气搅拌氩气搅拌量：10～300L/min，压力0.2～1.2Mpa（1）LF炉主要设备参数公称容量：50t最大处理量：55t最小处理量：30t钢包自由空间：~500升温速度：3-5℃电耗：0.5kWh/t·℃电极直径：Φ400电极节圆直径：Φ700导电臂形式：铜/钢覆合直接导电臂炉盖形式：管式水冷变压器额定容：10MVA（过载20%）一次电压：35KV二次电压：260-215-170V（7级）调压方式：有载调压每炉钢水精炼时间：30~50min吹氩方式：采用单块底吹透气砖氩气搅拌氩气搅拌量：10～300L/min，压力0.2～1.2MpaLF炉装置能力计算（1）LF炉冶炼周期分析LF精炼过程工序时间如表5.2-6所示：表5.2-6LF炉冶炼周期序号工序内容单钢包车精炼周期（min）双钢包车精炼周期（min）双钢包车不占用精炼周期时间（min）1钢包吊入钢包车，接氩气管332测温、取样113钢包车开至加热工位114包盖下降115电极下降、通电升温15156加造渣料，加合金料557加热升温至目标值558测温、取样119等待钢样分析结果3310调整温度和成分3311电极上升1112喂丝2213包盖上升1114钢包车开至吊包工位1115断开吹氩管路1114钢包吊离3315等待下一炉钢包8816精炼周期合计553817LF炉作业能力计算由表5.2-6的精炼周期分析可知：双钢包车式LF炉生产能力是比较大的，有足够的时间满足精炼要求，对各钢种的适应性是很强的。由表中还可知，LF炉精炼周期小于电弧炉的冶炼周期，因此，其生产能力完全能满足钢厂生产任务的要求。本设计考虑全部钢水经过LF处理，即：经过LF处理钢水：312000t/aLF设备作业率天数：272d日历天数365dLF炉作业率：272/365=74.5%LF炉精炼设备的配置炉外精炼系统的配置主要取决于生产钢种。首先，对于现代化电炉连铸车间来说，LF炉是首选的甚至是必不可少的精炼设备。因为，作为全连铸生产，必然要求精炼系统具有加热调温、提高钢水质量功能，LF炉与其它电弧炉加热精炼方法（如：VAD、ASEA-SKF等）相比，虽然在冶金功能上各有千秋，但LF炉的设备及其维护相对简单，操作简便，而且投资费低。其功能特点如下：☆LF炉具有良好的冶金功能（脱硫、脱氧、去夹杂、合金化、均匀成分及升温），可满足不同生产品种之要求☆大大减轻电炉初炼负担，提高产量降低消耗☆LF炉有协调电炉与连铸之间作业配合的作用，即具有缓冲功能☆LF炉还具有处理事故应急钢水的功能根据工程项目的总体布置及车间情况，本设计选用离线布置的LF设备。此外，由于喂丝处理具有独到冶金功能，通过向钢水中喂入Ca-Si包芯丝，进行脱[S]并可控制钢水中夹杂物形态，防止连铸过程中发生水口堵塞。若喂入Al丝，可减少钢液中[O]含量，提高Al的收得率。喂丝机的设备费较低，故LF精炼系统配置中还包括双线喂丝机。车间的组成及工艺布置说明车间由废钢配料间和电炉主车间组成。（1）废钢配料间废钢配料间由两个相同的跨间组成，每个跨间配有2台20/5t的电磁吊钩桥式起重机，轨面标高为12m，起重机主要用于日常的装卸废钢。跨间内设有格栅，以利废钢分类和储存。伊朗**公司的废钢情况：废钢是经过加工、分捡过的合格料，废钢卸入废钢配料间堆存在格栅内，供起重机往料篮中配料用。废钢配料间设置有氧气、天然气的供气管线及阀门箱，仅对一些少量超长或超宽的废钢，进行切割处理。废钢借助20/5t磁盘/吊钩桥式起重机将其装入料篮内，通过料篮车运至钢水接收跨的电弧炉区域。废钢配料间的占用面积及吊车参数见表5.2-8表5.2-8废钢配料间占用面积及吊车参数表跨间名称建筑参数吊车吨位´数量（t´台）备注宽度（m）长度（m）轨面标高（m）建筑面积（m2）废钢跨废钢跨合计（2）炼钢主车间根据紧凑布置、节省投资的原则，故将电炉、LF炉布置在车间的同一跨内。炼钢主车间包括散状料跨、钢水冶炼跨、浇注跨/铸坯跨（一）、出坯跨及铸坯跨（二），车间从北至南依次排列。有关浇注跨/铸坯跨（一）、出坯跨及铸坯跨（二）布置情况见5.3章节的连铸工艺。散状料跨布置在主车间的上部。LF炉的变压器室及电器室、液压站，散状料及铁合金高位料仓、电炉所用的散状料高位料仓布置在此跨内。此外，在本跨内的右端，设有毗屋，电炉变压器室、电气室、控制室和液压站等安装在毗屋内。电炉及炉外精炼的主要设备均布置在钢水冶炼跨内，设有一座单加热工位双钢包车位的LF炉，一座超高功率电弧炉和电炉的出钢出渣系统及在线立式烘烤器。在跨间的端头，设有钢包拆包、钢包修砌等设施；在跨间的另一端头，设有两条料篮车进出的轨道，并设有电炉炉衬的拆除及修砌装置。钢包的离线烘烤、连铸机的钢包回转台的钢水接收侧也在本跨内。炼钢主车间的占用面积及吊车参数见表5.2-9表5.2-9炼钢主车间占用面积及吊车参数表跨间名称建筑参数吊车吨位´数量（t×台）备注宽度（m）长度（m）轨面标高（m）占用面积（m2）散状料跨钢水冶炼跨合计工艺操作过程电炉所用的钢铁料，大体上包括两部分，一部分为直接还原铁，另一部分为废钢。在直接还原铁中，DRI占绝大部分，CBI只占一小部分或不用。在废钢配料间，使用20/5t磁盘/吊钩起重机将废钢加到料篮中，每跨设有一套废钢运输线，由料篮车将废钢送到电炉区域，再由桥式起重机将料篮吊至电炉上方，用起重机的小钩打开料篮底部，使废钢进入电炉内。如果钢铁料中有CBI料，可将其按一定比例配入废钢中，与废钢一起上料。电炉采用偏心炉底出钢，可实现无渣出钢。电炉炉渣采用炉下热泼，喷水冷却。固体碎渣经装载机铲、装，将渣装到自卸卡车上，运至弃渣场。设计考虑了在采用85%的DRI冶炼时，产生的渣量会比用30%DRI冶炼时的渣量大，为此，本设计配置了两台装载机及卡车，可满足大渣量的要求。电炉、LF炉所需石灰、萤石及铁合金等辅助料由上料系统供给。上料系统设在散状料跨内，由胶带输送机→高位料仓→振动给料机→称料斗→振动给料机→输送皮带机等设备构成。配入电炉中的DRI，由胶带运输机运至高位料仓，以加散状料的方式加到电炉中。当冶炼需要时，只需在电炉、LF炉主控室内按动有关按钮或在MMI上操作，物料将按上述流程自动将料加到电炉、LF炉装置及出钢位的钢包。炉前的试样由风动送至化验室，约2-3分钟后，试样结果就可在主控室内的计算机显示出来，以利随时调整炉内钢水成分。LF炉采用离线布置，在LF炉位置还设有喂丝机。电炉出来的钢水全部经过LF炉精炼，由LF炉装置处理后的钢水，借助铸造吊车吊到连铸机的大包回转台钢包接受位。废钢配料间的能力计算废钢配料间内设置废钢格栅，用以贮存经分捡切割后可直接入炉的废钢，堆存废钢的参数如下：废钢地坪以上平均堆存高度：5废钢地坪的利用率：65%废钢密度：700~1500kg/m由于而且CBI的堆比重大于废钢，所以在计算废钢配料间内可堆存废钢量时，将其忽略。伊朗***公司所用的含铁原料主要是废钢和DRI，按照两者之间的配料比例，计算的废钢用量见表5.2-10所示

表5.2-10废钢用量及储存天数比例%废钢用量t/t废钢用量t/h废钢用量t/d废钢用量t/a储存天数d备注150.1647.87518951157~23300.33015.825380103407~11500.55026.4634170030~7700.83339.975959238735~5以上计算表明，废钢配料间内，储存原料的天数，根据废钢配比的不同，约可储存5~23天的原料。如果用户采用大比例废钢操作时，废钢储存天数较短，建议应另辟废钢堆场以及增加废钢的储存时间。（2）20/5t磁盘/吊钩桥式起重机的加料作业周期起重机的作业周期见表5.2-11所示表5.2-1120/5t磁盘/吊钩桥式起重机加料作业周期项目数据备注依据：磁盘机构1×（2100×2600mm每次加料量2起重机参数：起重机容量20t提升速度13m主小车速度41.5m大车速度104m每炉需加入废钢废钢密度~0.8t/m3冶炼周期65min每炉加入的废钢量15%废钢时：8.5t；70%废钢时：43.8t加料时间计算磁化时间3s提升/下降时间（2×10m102s主小车时间（2×5m14s大车运行时间（2×20m23s消磁时间3s理论时间145s效率因数85%单台起重机每小时工作次数24.8单台起重机每小时加料量~23t4台天车共用系数70%4台天车每小时加料量65t/h起重机作业率15%废钢时：~13%；70%废钢时：~67%根据上表中数据得知，废钢配料间中的4台起重机，同时工作时的能力约为65t/h，大于电炉每炉配70%的废钢量，废钢配料间的配料能力满足要求。从上表中也可得知，当废钢配比为30%时，仅用一料篮废钢供电炉生产、当废钢配比为70%时，用两料篮废钢供电炉生产。钢包数量（Q）计算Q=Q1+Q2+Q3Q1--车间正常生产的昼夜内周转使用的钢包数量。Q2--车间内冷修的钢包数量。Q3--车间备用的的钢包数量。Q1=（R×T）/（24×60）Q2=（R×T）/（E×24）R--车间昼夜平均出钢炉数，按22炉计算。T--钢包的作业时间，即周转或修理时间E--钢包耐材衬使用寿命，取45次24--昼夜小时数60--小时分钟数钢包使用周期（T）见表5.2-12所示表5.2-12钢包使用周期序号作业内容时间，min1钢包吊上钢包车→出钢完102钢包车开出→LF工位33LF平均处理周期384钢包吊至回转台105浇注506连铸大包回转台→倒注余渣→热修位157钢包热修操作158烘烤待用（平均时间）209从烘烤位吊上钢包车5合计166周转使用钢包数Q1=（22×166）/（24×60）=2.53取3个根据车间全精炼、全连铸的生产条件和目前的耐材质量情况，钢包寿命取45炉，其冷修周期情况见表5.2-12钢包使用15次后进行一次小修，再使用15次后进行一次中修，使用到45次进行大修。每大修两次后进行一次全修。钢包冷修时间见表5.2-13表5.2-13钢包冷修时间序号作业名称时间（h）每个包役共用时间（h）1小修（含烘烤）24242中修（含烘烤）24243大修（含烘烤）3636共计84车间内冷修钢包数Q2计算如下：Q2=（R×T）/（E×24）=（22×84）/（45×24）=1.7，取2个备用修理钢包取Q3=2个则钢包总数为：Q=Q1+Q2+Q3=3+2+2=7个技术经济指标主要技术经济指标见表5.2-14表5.1-14炼钢部分主要技术经济指标序号项目单位指标数值备注1电弧炉公称容量（平均出钢量）t502电弧炉座数座13变压器额定容量MVA284电炉冶炼周期min605LF炉座数座16LF炉变压器额定容量MVA10+20%7LF炉精炼周期min30~508电弧炉平均日产炉数炉~229电弧炉日产钢水量t115510电弧炉年净作业时间h653011年作业率%7512设计钢水年产量t31200013合金收得率%9114钢铁料至钢水的收得率%9015DRI至钢水的收得率%87对钢水温度的要求由于铸前各工序的温度控制最终主要是为连铸服务，所以首先确定连铸作业所需的温度是重要的。由于铸机型式的不同对钢水过热度的要求也不同，为伊朗XX公司所选的连铸机，假定浇注钢水的过热度约需25℃作业温度电炉出钢-钢包转运过程钢水温降（不吹氩）0.5钢包等待过程温降（吹氩）1.2℃钢包至中间包-浇注过程中钢水自然温降15-20浇注钢水过热度25从上述分析中可以得出，钢水离开炼钢工序时温度应比钢水液相线高出约70℃根据不同钢种的成分，可按下式粗略计算出其液相线温度：Tl=1534-（65×[C]+8×[Si]+5×[Mn]+30×[P]+25×[S]+1.5×[Cr]+3×[Al]）以20#钢为例，其液相线温度大约值为1505℃,根据上述分析，钢水离开炼钢工序时温度约为（1）电炉温度控制最新炼钢趋势是尽量减小EAF的出钢温度，把升温和成分微调的任务放到LF炉中，从而尽可能地发挥电炉的生产能力，提高建设投资的效益。对于电炉出钢温度控制在约1620-1630℃由于在出钢过程中需加入各种造渣剂、脱氧剂、合金，都会造成钢液温度的降低，此温降可根据以下进行估算：元素每吨钢水中加入每公斤原料后钢液降低的温度值℃石灰（CaO>90%）2.8萤石（CaF2>85%）2.0Al（>95%）-0.16（放热）石墨块6高C铬铁2.3中C铬铁2.0高C锰铁2.375硅铁-0.57（放热）喷C粉6.5通常情况下，不包括各种添加剂影响，出钢过程会造成25℃（2）精炼温度控制精炼装置一个很重要的任务就是精确调整钢水的温度，所以在此环节要把由于电炉出钢、添加剂、钢包转运等过程损失的温度补偿至连铸所需的温度，这个工作与精确调整钢水成分、纯净钢液的任务是同时完成的。通常情况下，精炼环节需考虑如下温度变化：操作操作时间温度变化℃出钢3min25出钢添加剂、合金化-50钢包转运3min4钢包等待（成分平衡、测温、取样）6min8LF加热-转运至连铸6min4其它等待10min7合计99以20#钢为例，在LF处需升温（液相线1507℃（1507+25+20+25）-（1630-99）=46根据LF最大升温速度5℃/min，约需9.2min物料消耗电炉的主要物料消耗见附件1中电炉部分，表5.2-14所表示的为LF炉物料消耗

表5.2-14主要物料消耗序号项目单位数量备注原材料1LF炉电极（450）kg/t钢0.252铁合金kg/t钢203活性石灰kg/t钢204萤石kg/t钢15LF炉耐火材料kg/t钢86LF炉用铝丝kg/t钢1.07LF炉用CaSi丝kg/t钢0.68滑动水口滑板kg/t钢0.2动力介质消耗1冶炼电耗LF炉kWh/t钢402氧气Nm3/t钢6间断3压缩空气Nm3/t钢0.264氩气Nm3/t钢~0.35氮气Nm3/t钢~86天然气Nm3/t钢7连铸工艺概述本车间设一座50t超高功率电炉、一座50tLF炉和一台方坯连铸机，年生产铸坯为～30万t。铸坯规格及产品方案（1）铸坯规格：150×150mm定尺长度：6000mm～12000（2）产量：30万吨/年。（3）钢种及产量比例见表5.3-1表5.3-1连铸机生产钢种及产量比例序号钢种代表钢号产量万t/a比例％1低碳钢Q235、20MnSi2中碳钢453高碳钢704优质碳素结构钢20合计注：代表钢种及钢号是初步假定的，最终根据用户要求进行修改。钢种化学成分表钢种化学成分表见表5.3-2表5.3-2钢种化学成分表钢种代表钢号采用标准化学成分（%）CSiMnPS其它低碳钢Q235GB/T7000.14~0.220.12~0.300.35~0.65≤0.045≤0.04520MnSiGB/T14990.17~0.250.40~0.811.20~1.60≤0.045≤0.045中碳钢450.42~0.500.17~0.370.50~0.80≤0.035≤0.035≤0.035Cr≤0.25Ni≤0.25Cu≤0.25高碳钢70≤0.035Cr≤0.25Ni≤0.25Cu≤0.25优质碳结构钢20GB/T6990.17~0.240.17~0.370.35~0.65≤0.035≤0.035Cr≤0.25Ni≤0.25Cu≤0.25连铸对钢水的要求向连铸机提供纯净钢水是保证生产无缺陷铸坯和稳定生产的最重要的条件。只有供给质量合格的钢水，才有可能保证连铸的质量。为此，对钢水有如下要求：·按生产计划及时合格地向连铸机提供合格钢水；·钢水成份应符合国标规定成份要求；·钢水温度应满足所浇注钢种的温度要求。（1）对钢水供应节奏的要求根据连铸浇注计划安排，准确及时地向连铸机提供合格钢水是保证多炉连浇、提高钢水收得率、满足产量要求和稳定连铸生产操作的重要前提条件。因此，在炼钢生产中，应围绕连铸的生产节奏来组织生产，钢水应按计划供应，不能拖延。（2）对钢水化学成份的要求除满足钢种对化学成份的一般要求之外，为保证连铸坯质量，对钢水中其他有害元素也提出了较严格要求。1）钢的化学成份和有害元素的控制除规定的化学成份应符合钢种要求之外，对钢中有害元素如P、S的含量应有严格控制。P对铸坯质量的影响是比较小的，钢水中含有少量的P在连铸时不会造成质量问题，通常钢水中磷含量允许在0.030%以下；对C>0.45%的钢，P≤0.015%。而钢中S含量对铸坯质量会产生相当大的影响，在铸坯凝固过程中容易形成铸坯内部和表面裂纹。因此钢中S含量取决于被浇钢种对裂纹的敏感性。一般S含量要控制在0.03%以下，某些钢种对S含要控制在更低的水平。对质量要求较高钢种，要求P+S含量要求控制在0.05%以下。一般中间罐内钢水某些元素的含量应低于下列值（钢种成份要求的除外）：［S］≤0.015%［P］≤0.025%［Cu］≤0.25%［Sn］≤0.025%［As］≤0.03%［Cu］+10［Sn］≤0.35%2）碳含量及Mn/S比的控制对于含碳0.17~0.21%的钢种具有较高的裂纹敏感性，因此对相当于Q235钢的碳素钢，可把碳控制在0.17%以下，而用提高锰含量（0.7~0.8%Mn）来满足机械性能的要求。锰硫比（Mn/S）对凝固区中心裂纹的趋向形成有很大影响，Mn/S高使裂纹趋向减小，一般要求Mn/S≥25。3）锰硅比（Mn/Si）钢中Mn和Si含量的比值对钢水的流动性有很大影响，对于用浸入式水口保护浇注的最小的Mn/Si≥3。4）气体含量钢水中氢的含量高低对连铸工艺本身没有意义，但是它对中间产品的进一步加工和最终成品质量来讲是很重要的。总之，在炼钢生产中钢水中氢含量应当控制在尽可能低的范围内，一般要求[H]≤2.5ppm。正常吹入钢水中的氮同样对连铸不会带来问题。通常要求钢水中[N]≤80ppm。钢中的氧对铸坯质量和浇注工艺有重要的影响：钢水中大量的活性氧在铸坯凝固时产生气孔，脱氧产物和二次氧化物在铸坯内形成夹杂物、氧化物，可能堵塞浸入式水口，影响浇注的正常进行。因此，在出钢过程中应采取挡渣出钢和用脱氧剂进行脱氧，尽可能降低初炼钢水中原始氧含量，为后步精炼工序创造条件，一般经过精炼处理后，钢中氧应控制在[O]≤10～30ppm。（3）钢水温度的要求钢水的温度是连铸机能否顺利浇注的最重要条件之一。因此，钢包和中间罐应有严格的烘烤和加热温度管理，钢水在出钢后都应有适当的保温措施，使得钢水在浇注前，吹氩搅拌后，罐内的钢水温度偏离推荐值不得大于5℃连铸浇钢过程中，应尽可能控制低的浇注温度，其原因在于：1）随着浇注温度的升高，漏钢的危险明显地增加；2）高的浇注温度导致柱状晶区组织的发达而促使晶间裂纹的产生。但是，浇注温度太低可能导致钢的冷凝和水口堵塞，特别是在开浇时更危险。因此控制中间罐内钢水过热度是十分重要的。中间罐钢水温度应控制在所浇钢种液相线以上20～30℃范围内，具体数值视钢种而定。在本工程中，由于采用了LF精炼炉，对电炉钢水进行全量处理，可以保证连铸对钢种成分、温度和钢水供应节奏的要求，同时在电炉和连铸机之间起到缓冲调节的作用，稳定连铸机的生产。连铸机机型和半径（1）机型的确定方坯连铸机已是一项完全成熟的技术。在已建的方坯连铸机中，弧形连铸机占绝对优势。特别是近年新建的方坯连铸机中，除极少数特大方坯连铸机以外，几乎全部为弧形连铸机。在弧形连铸机中，主要区别在于引锭杆的型式上，目前挠性引锭杆与刚性引锭杆并存，各有其优缺点。对于本工程所浇注的断面，采用刚性引锭杆结构，可进一步简化二冷室内的支撑结构，便于漏钢时事故处理。综上所述，新建的方坯连铸机确定刚性引锭杆式的弧形连续矫直连铸机。（2）连铸机弧形半径的确定近年来随着连铸技术的发展，要求铸坯单流有较高的产量，方坯连铸机的拉速有不断提高的趋势，连铸机半径不仅取决于生产钢种和铸坯断面尺寸，还要考虑拉速的提高。连铸机确定半径时考虑的原则，除了应保证铸坯在矫直区时的变形量应小于钢种允许的变形量外，还应考虑连铸机留有进一步提高拉速的潜力。本设计就目前的产品方案，可选用铸机基本弧半径R＝8-10m连铸机主要工艺参数的计算及选择（1）钢包浇注时间钢包浇注时间是保证正常操作及铸坯质量的先决条件。钢包最大允许浇注时间（tmax）可用下述经验公式计算：tmax=（logG-0.2）×f/0.3式中：G-每炉钢水量G=50tf-质量系数，对产品方案中的钢种f=11~13tmax=（log50-0.2）/0.3×f=54~65min（2）拉速选择使铸坯不产生内部缺陷的最大拉速受浇注钢种、铸坯尺寸、连铸机的冶金长度和结构特点的影响。在最大出钢量55t的情况下，不同拉速和铸坯断面的配合关系见表5.3-3：表5.3-3拉速和铸坯断面的配合表序号方坯断面坯单重配合拉速分钟浇钢量流数浇注周期流数浇注周期mmt/mm/mint/minminmin81501500.1711.900.32285.9357.391501500.1712.000.34280.9353.9101501500.1712.100.36276.4350.9111501500.1712.200.38272.4348.2121501500.1712.300.39270.5347.0131501500.1712.500.43264.0342.6141501500.1712.600.44262.5341.7151501500.1712.700.46259.8339.9161501500.1712.800.48257.3338.2172002000.3041.100.33283.3355.6182002000.3041.200.36276.4350.9192002000.3041.300.40268.8345.8202002000.3041.400.43264.0342.6212002000.3041.500.46259.8339.9222002000.3041.600.49256.1337.4232002000.3041.800.55250.0333.3若铸机取为2流，在实现炉机匹配的前提下，对小断面生产高质量钢种，拉速偏高，因此暂选取3流连铸机。其拉速的选取见表5.3-4：表5.3-4铸机拉速表铸坯断面尺寸（mm）铸机可达到最大拉速Vmax（m/min）配合拉速V（m/min）150×1502.82.2~2.5200×2001.81.2~1.6（3）液芯长度铸坯的液芯长度是指钢水从结晶器液面至铸坯全部凝固完毕时的长度。它是确定弧形连铸机半径和二冷区长的一个重要工艺参数。L=D2×V/（4×K2）式中L-液芯长度，m；D-铸坯厚度，mm；V-拉速，m/min；K-凝固系数，mm.min-0.5对于150×150mmL=1502×2.8/4×282=20.1对于200×200mm2L=2002×1.8/4×282=23选连铸机基本弧半径R0=8-10m，连铸机结晶器弯月面至拉矫机切点距离～15m，结晶器内弯月面至切割机起切点的距离为（4）连铸机准备时间连铸机准备时间是指两次浇注之间的间隔，即：从上次浇注中间罐水口关闭到下次浇注中间罐水口打开的时间，在不更换结晶器时，连铸机准备时间～30min。金属平衡图5.3-1方坯连铸机金属平衡图由上图可见，生产300000t/a合格连铸坯约需307693t/a钢水，从钢水到合格坯金属收得率~97.5%。产量计算1）电炉出钢量50t2）电炉冶炼周期～65min3）连铸准备时间30min4）连铸连浇炉数10炉5）连铸金属收得率～97.5%6）连铸浇注时间～61min7）车间年工作天数272d/a（招标文件要求）连铸机的生产能力计算如下：Y=[1440/（nt1+t2）]×G×n×365×η1×η2=[1440/（10×61+30）]×50×10×272×97.5%=313267（t）从以上计算可以看出，当年作业天数272天时，按照一座电炉对一台连铸机的模式组织生产，连铸机的生产能力可达313267t。可完成30万吨/年连铸坯的生产任务。如果增加作业天数，还可以增加产量。工艺流程图图5.3-2工艺流程图

连铸机工艺布置（1）连铸车间布置连铸机采用横向布置，过跨浇注。浇注平台上安装有中间罐车及走行轨道，中间罐烘烤装置，结晶器及振动装置等。平台下方安装有铸坯导向装置、二冷室、平台下方一侧布置有冷却水阀门站，另一侧设置电气室。跨间安装有拉矫机，刚性引锭杆及其存放装置。铸机左侧布置有中间罐修砌平台，中间罐倾翻台，中间罐干燥及存放台架。右侧主要用于连铸机设备的维修及更换设备的存放，此跨内设置了一台结晶器维修及试压装置。一跨设有铸机的出坯系统，为步进式翻转冷床及收集台，用于长定尺12m另一跨设为铸坯存放区。（2）厂房跨间组成连铸车间厂房有三跨组成，跨间组成及起重机配置见表5.3-5。表5.3-5主厂房跨间组成及起重机配置序号跨间名称厂房尺寸（长×宽×轨高）m面积m2起重机配置台×t1连铸浇铸跨2出坯跨3铸坯跨（一）4铸坯跨（二）合计车间生产工艺流程简述（1）连铸机浇注前的准备修砌好并在干燥站干燥完毕的中间罐用浇注跨的吊车运至浇注平台上的中间罐车上，再用平台上的烘烤站将中间罐烘烤到～1100将引锭杆从存放位置送入结晶器，并将引锭头用石棉绳在结晶器内塞紧。接通结晶器冷却水，二冷水、压缩空气、设备冷却水、液压等各系统处于正常状态。火焰切割机用天然气、氧气等能源介质系统处于正常状态。切割机割枪位于起切点。辊道及冷床区设备都准备好。各操作台、控制箱显示电气系统正常。操作台箱上指示灯显示“浇注准备”完成状态。（2）浇注操作中间罐车将烘烤好的中间罐升起送至浇注位结晶器上方，并调整中间罐水口对中结晶器，下降将中间罐浸入式水口插入结晶器内一定高度。钢水接受跨的铸造起重机吊运合格钢水到连铸机钢包回转台的受包位上，回转台旋转180°至结晶器上方的浇注位；安装长水口；打开滑动水口，钢水注入中间罐内，当液面高度达到一定高度时，开启塞棒；中间罐钢水通过浸入式水口注入结晶器内，钢水液面上升到一定的高度时，启动操作箱上的“浇注”按钮，拉矫机以给定的起步拉速开始拉坯，与此同时，结晶器振动装置、二冷室排蒸汽风机等设备自动启动；二冷喷淋水阀门打开。带液芯的铸坯由引锭杆牵引离开结晶器下口，在二冷喷水区各区的二冷喷淋水对带液芯的铸坯直接冷却；并以一定比水量随拉速变化自动调节喷水量。弧形铸坯进入拉矫机后，被拉矫机连续矫直成水平。引锭杆脱离铸坯后，由存放装置收入存放位；引锭杆存放架将引锭杆摆起并将引锭杆送入引锭头维修位置。被矫直的铸坯通过中间辊道，进入火焰切割机，切下铸坯切头。掉入下部的切头收集箱内。以后的铸坯按照规定的定尺长度切割。当切割成定尺的铸坯由输送辊道送至冷床区辊道固定挡板处，翻钢机将铸坯翻起，打号机给铸坯打号后，由横向移送车将热铸坯横移，送至步进式冷床入口处，铸坯在步进式冷床移送过程中进一步冷却后进入铸坯收集台上，用该跨吊车卸下堆存后外运至铸坯存放区。连铸机主要技术参数及工艺特点（1）连铸机主要技术参数连铸主要设备技术参数见下表5.3-6表5.3-6连铸主要设备技术参数序号名称单位主要参数1连铸机机型/全弧形连续矫直方坯连铸机2连铸机台数台13连铸机流数流34铸机流间距mm5铸机弧形半径m8-106浇注断面mm150×150、200×2007连铸机冶金长度m~268铸机定尺长度m129铸机拉速范围m/min0.35~5.8010钢水罐支承方式钢包回转台，带称量和加盖11中间罐车型式内弧侧悬臂高架式，带升降和称量12中间罐型式三角型13结晶器型式弧形（抛物线）铜管14结晶器振动型式液压振动15引锭杆型式刚性引锭杆16拉矫机型式单机架五辊连续矫直式17切割方式火焰切割机介质：氧气+天然气18出坯方式翻钢机、横移机、步进式冷床、铸坯收集台19浇注平台标高m20出坯辊道面标高m（2）主要工艺特点1）采用无氧化保护浇注钢水从钢水包流入中间罐和由中间罐流入结晶器，为防止钢水的二次氧化，均采用保护措施使钢水与空气隔绝，为此，在钢水罐和中间罐之间装有长水口，而在中间罐和结晶器之间装有浸入式水口。另结晶器液面采用保护渣保护，防止钢水二次氧化。2）大容量三角形中间罐当钢水从钢水包注入中间罐时，钢流将产生涡流，采用三角形中间罐后可以减少涡流，避免将夹渣带入结晶器，此外中间罐容量大和设有隔墙可以使夹杂物充分上浮提高铸坯质量。3）称量系统在钢包回转台和中间罐车上均设有称量系统，完善的称量系统可对中间罐液面和结晶器液面的稳定起保证作用。同时通过中间罐钢水的重量控制钢包滑动水口的开启；4）结晶器液面控制系统采用结晶器液面控制系统，保证结晶器液面的稳定并改善铸坯表面质量。该控制系统与中间罐塞棒联锁控制其开启度，保证所需要的流量；5）结晶器电磁搅拌采用电磁搅拌后有利于提高铸坯的表面质量，减少柱状晶区增加等轴晶区；（本项由业主确定是否需要）6）二冷控制采用全水高压水、大水量的二次冷却系统，可以提高铸坯冷却效果，改善铸坯质量。7）质量跟踪系统采用对铸坯进行质量跟踪，并反馈到打印机上进行打印，这样就可将怀疑有问题的铸坯进行检查或者修磨处理。外部能源介质（1）能源介质要求1）冷却水①连铸机冷却水系统分为五个主要回路--结晶器冷却水--二次冷却水--设备间接冷却水--设备直接冷却水--结晶器电磁搅拌冷却水②连铸机正常生产用水量、水压水量、水压见表5.3-7表5.3-7连铸机正常生产用水项目水量t/h水压MPa水温℃备注进水回水结晶器冷却水1.0～1.2≤40≤48软水设备直接冷却水0.7<45<55浊环水设备间接冷却水0.7<45<55净环水二次冷却水1.2<40浊环水电磁搅拌冷却水0.3≤35≤43软水注：（1）水压力为±0.000处压力。（2）电磁搅拌冷却水自带一套冷却系统，但应提供电磁搅拌冷媒水，水质同设备直接冷却水。③水质要求见表5.3-8表5.3-8水质要求表序号项目单位数值结晶器冷却水和电磁搅拌水二冷和设备冷却水1硬度（以CaCO3计）mg/l≤20≤2102PH值7～87～93悬浮物mg/l≤10≤204悬浮物尺寸μ≤200≤2005氯化物mg/l≤50≤1006硫化物mg/l≤50≤1507油mg/l无≤152）压缩空气主要用于设备用气、稀油润滑和仪表用气等。·质量：工业压缩空气露点-20℃最大油含量：<1.0mg/m3颗粒含量：最大5mg/m3·压力：0.6～0.8MPa·耗量：～600Nm3/h3）氧气纯度：99.5%--压力：1.2MPa--消耗量：氧气-割枪～420Nm3/h大包及中间罐：20Nm3/h事故切割：40Nm3/h维修和清理清理：20Nm3/h4）天然气天然气用于切割枪、中间罐烘烤和干燥的操作。净热值：～37.24MJ（8909kcal）/Nm3--压力：0.15～0.25MPa·消耗量：～245Nm3/h（火切机）连续～70Nm3/h（事故切割、清理）断续--压力：6～8kPa～400Nm3/h（烘烤站）（峰值800Nm3/h）～300Nm3/h（干燥站）5）氩气主要用于保护浇注。--纯度：99.99%--压力：0.25MPa--消耗量：～16Nm3/h6）氮气主要用于管道冲洗。--纯度：99.6％--压力：0.4~0.6MPa--消耗量：～1Nm3/h（平均）～25Nm3/h（最大）（2）连铸车间主要原材料及能源介质消耗指标连铸车间主要原材料及能源介质消耗指标见表5.3-9。表5.3-9主要原材料及能源介质消耗指标序号项目单位数值备注1钢水kg/t坯1026钢水至合格坯收得率97.5％2耐火材料kg/t坯63中间罐保护渣kg/t坯0.64结晶器保护渣kg/t坯0.65结晶器铜管kg/t坯0.046液压油kg/t坯0.017润滑油脂kg/t坯0.048测温头个/炉49电耗kWh/t坯10含EMS，不含水处理10氧气Nm3/t坯3.511天然气Nm3/t坯412氩气Nm3/t坯0.1513压缩空气Nm3/t坯214循环水m3/t坯10.215补充水m3/t坯0.5

配套公辅设施散状原料处理设施概述散状原料处理设施的主要任务是接受并且储存来自与炼钢厂并排布置的直接还原铁车间生产的DRI（直接还原铁）和CBI（冷压块铁），接受并且储存由汽车运来的合格辅原料和铁合金；向电炉、LF供给冶炼所需的散状原料。散状原料及铁合金用量电炉用各种物料消耗量见表6-1。表6-1电炉用各种物料消耗量序号物料名称物料粒度mm物料堆密度t/m3物料单耗kg/t钢每炉消耗t/炉日消耗t/d1DRI9-161.61011.4353.101176.42石灰10-601.0331.7338.43白云石10-601.0252.1029.14萤石10-601.620.112.35铁合金4-6种10-303.0150.7917.5合计1264工艺说明散状原料处理设施由DRI受料系统，电炉、LF散状原料上料系统，电炉加料系统，LF加料系统，球团运输系统等五个部分组成。（1）DRI受料系统DRI受料系统由DRI受料槽和双带式胶带机通廊等组成。该系统主要设备有：带式输送机、移动可逆带式输送机、料位开关、氮封设施、检修用电葫芦。直接还原铁车间生产的DRI通过带式输送机和移动可逆带式输送机送至炼钢厂的受料槽。两套带式输送机输送系统可以互换，以便在一套带式输送机输送系统出现故障时，另一套带式输送机输送系统也可以将DRI运送到炼钢厂的受料槽。（2）电炉、LF散状原料上料系统电炉、LF散状原料上料系统由地下受料槽、转运站及通廊等组成，其中石灰和白云石料槽为封闭式结构，其余受料槽设防雨棚和活动门。该系统的主要设备有：插棍闸门、振动给料机、卸料车、带式输送机、固定可逆带式输送机、料位开关、检修用电葫芦。电炉、LF所需各种辅原料和铁合金分别用振动给料机将料卸至带式输送机，最后分别通过卸料车将各种物料卸至高位料槽和中位料槽内。（3）电炉加料系统电炉加料系统由高位料槽组成。该系统的主要设备有：插棍闸门、配料秤、振动给料机、旋转振动给料机、称量斗、旋转溜槽、带式输送机。贮存在高位料槽的DRI和石灰，是通过其下面的配料秤取出，经连续称量后送到带式输送机上。CBI和萤石料槽装备有称重传感器，对振动给料机取出的物料加以计量，送到带式输送机上。带式输送机上的各种料由后续带式输送机和振动给料机转运至旋转溜槽，经旋转溜槽、加料管加入电炉和钢包。（4）LF加料系统LF加料系统由中位料槽组成。该系统的主要设备有：插棍闸门、振动给料机、旋转振动给料机、称量斗、带式输送机、固定可逆带式输送机。每个中位料槽都由振动给料机卸料，供给称量斗。每个称量斗下面设有振动给料机，经称量后的各种料由该振动给料机输送至其下面的固定可逆带式输送机。然后固定可逆带式输送机正转将各种料输送至带式输送机，经旋转振动给料机将料加入LF炉中，当发生加料事故时，旋转振动给料机可将料卸至返料箱。检化验设施编制依据根据电炉炼钢的生产工艺要求，以及该工程的生产规模、产品标准，编制本工程检化验设施的技术方案。设计原则该工程检化验设施的设计原则为：1）检化验设施的设置，立足于完成现有生产工艺所需的检化验任务，不承担有关试验研究、产品研发等项目，2）根据生产需要，设置炼钢快速分析室、铸坯低倍检验室，完成与生产操作紧密相关的快速分析、检验任务。设计内容为及时指导炼钢连铸生产，新建一个炼钢快速分析室、一个铸坯低倍检验室。快速分析室快速分析室接收来自电炉、LF、连铸的试样，试样由风动送样从取样点送到快速分析室的制样室，经过加工后进行成份分析，由计算机将分析数据输送到各送样点操作室的显示终端。快速分析室设在电炉平台附近，具体设计内容如下：（1）快速分析室承担任务1）承担电炉的钢水样化学成份分析任务。2）承担LF炉钢水样的化学成份分析任务。3）承担连铸钢水样的化学成份分析任务。4）承担LF、连铸钢水样的钢中气体成份分析任务。（2）快速分析室组成该快速分析室主要组成有：仪器分析室、试样制备室、数据管理室、气瓶室等。（3）设备配备根据该工程生产规模、产品品种及炼钢车间所需检化验项目、生产检验标准，并参考同类钢铁企业检验设施的配置，进行设备配备。根据电炉车间对分析结果的快速、准确的要求，快速分析室部分关键分析设备为转口，如：直读光谱仪、X射线荧光光谱仪、ON分析仪、H分析仪等。中国产设备有：试样切割机、试样磨光机、仪表车床、马福炉等。铸坯低倍检验室（1）承担任务及工作量该检验室承担连铸坯的低倍组织检验任务。全年检验量：500件（2）设备配置根据低倍检验室所承担的任务，全部采用中国产设备。所配设备主要有：单梁悬挂吊车、电动叉车、试样切割机、立式铣床等运样、制样设备，并配有、酸蚀、暗室设备等。（3）组成及工艺布置低倍检验室设置有试样加工室、暗室、照相室、数据处理室、备件室等组成。热力设施本工程热力设施有压缩空气供应--空压站、车间及区域热力管线。压缩空气供应（1）压缩空气消耗量本工程普通压缩空气和净化压缩空气用户及消耗量见表6.3-1。

表6.3-1压缩空气用户及消耗量序号用户名称普通压缩空气消耗量（Nm3/min）净化压缩空气消耗量（Nm3/min）要求压力（MPa）使用制度备注最大平均最大平均炼钢1电炉4.002.400.5~0.7间断2炉衬修砌工位1.001.000.5~0.7连续3钢包热修工位1.000.600.5~0.7间断4钢包烘烤工位4.004.000.5~0.7连续5设备及平台吹扫2.001.200.5~0.7间断6旋转补炉机1

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