板坯电渣炉工艺及设备介绍2.1概述武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司电炉车间现有70吨Consteel 电炉1座、70tLF钢包炉1座、70tVD真空脱气装置1座、四机四流合金钢 方坯连铸机1台，年产方坯50万吨，最大生产能力可达60万t/a。根据武钢集团鄂钢公司“十一五”发展规划：鄂钢宽厚板二期工程 拟考虑建设年产20万t特厚板坯生产线。特厚板坯料考虑由电炉炼钢厂 采用电渣重熔和模铸两种方式供坯。为此鄂城钢铁有限责任公司决定在 电炉炼钢车间新建20t电渣炉两座（预留401两座），1.6吨化渣炉一座， 年产电渣锭100001。2.2电渣炉型式的选择及设备主要技术特点2.2.1电渣炉设备的选择目前国内外板坯电渣炉大致有下列四种型式；（1）单相、单电极板坯电渣炉（美国的C0NSARC公司、德国ALD公司制 造，国内目前宝钢特殊钢分公司6-8吨正在调试中），主要适用于小断 面，否则结晶质量不易保证；（2）单相、双电极串联板坯电渣炉（乌克兰a ton电焊研究所设计：俄 罗斯701板坯电渣炉，乌克兰亚速钢厂20吨板坯，日本40吨板坯），取 得成功，效果良好；（3）三相三电极板坯电渣炉：美国、前苏联均进行了试验，但不成功;（4）低频、双电极串联电渣炉（东北大学设计制造：舞阳钢铁公司40 吨板坯）取得成功，效果很好；根据目前国内外板坯电渣炉使用情况及国内钢厂实际操作经验决 定采用低频、双极串联、抽锭式电渣炉。与传统电渣炉相比，它具有以下技术特点；(1) 低频电源控制按最大毛坯尺寸480X2400X4100mm计算，根据初步计算需要变压器容 量为5200kVA。考虑到三相平衡的供电要求，用2台2600kVA三相整流变 压器将10k V降至100V左右。通过晶闸管交直-交变频，将三相交流逆变 成1-5Hz的单相低频交流电，保证了三相平衡的供电要求。在国内特大 吨位电渣炉设备中首次实现了低频电源控制。可显著节省电能。(2) 双极串联重熔采用2支电极串联的重熔方式，可以实现减小短网感抗，提高功率因数; 减少短网有功消耗，因此大幅度减低电耗;保证相同金属熔池深度的条 件下，可提高熔化率。(3) 结晶器固定、底水箱移动抽锭本电渣炉采用结晶器固定、底水箱移动的抽锭方式。抽锭系统由2 个立柱和1套驱动系统构成，驱动系统由滚珠丝杠、差动减速机、交流 伺服电机和交流电机组成。抽锭速度的调节由1台交流伺服电机实现， 速度调节范围为28mm/min。快速移动采用交流电机，速度为 1000mm/min。(4) 二次冷却通过实施冷风的二次冷却，提高了铸坯的凝固质量。(5) 钢锭在线保温在重熔某些钢种时，为防止抽出的钢锭长时间冷却温度偏低，造成上下 温差很大，导致钢锭开裂。当抽锭长度在结晶器外1米时，采用保温措施，实现了钢锭在线保温。2.3生产规模及产品方案2.3.1生产规模根据4300mm特厚板生产的要求；炼钢供应电渣锭为0000t/a。电渣炉用 连铸坯电极棒10575t/a。2.3.2产品方案 主要钢种：海洋工程用钢、电站用钢、锅炉用钢、军工钢等。电渣锭规格电渣锭重：最大锭重23.71。自耗电极：采用电炉厂自产240x240mm连铸坯做假电极棒，240X (240X (79) )X3000, 2支。电渣锭规格：320X( 14002300)X(37004100) mm。电渣锭和相应的电极尺寸规格见表2-1。自耗电极尺寸可根据需要拼 焊成表中的自耗电极规格尺寸。锭型、及所需电极规格表2-1锭重 /t电渣锭/mm结晶器/mm自耗电极/mm23.7320X2300X4100T 型 720/328X2360X800240X(240X9)X3000, 2 支18.1320X1850X3900T 型 720/328X1890X800240X(240X7)X3000, 2 支13.0320X1400X3700T 型 720/328X1436X800240X(240X5)X3000, 2 支2.4生产工艺路线及金属平衡2.4.1生产工艺路线1.0万吨电渣钢锭的工艺路线如下：电炉f LF/VD炉一连铸一缓冷一精整一假电极焊接一渣料称量一烘烤f化渣炉化渣f电渣重熔f电渣锭缓冷和退火f精整f检验f送轧 钢厂2.4.2金属平衡金属平衡图见图2-1单位：万t/年铁合金0.0250.0200.0051.0图2-1金属平衡图2.5炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求见表2-2炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求表表2-2序号名称单位年消耗量质量要求备注、主要原材料消耗1钢水t11250由电炉炼钢车间供应2电极棒t10583按国家标准供应3石灰、t300按国家标准供应4萤石t15按国家标准供应5工业氧化铝t15按国家标准供应6石墨电极t3.3按国家标准供应7结晶器铜板t0.3外购8耐火材料t12按国家标准供应、主要动力介质消耗1电渣炉冶炼电耗XlOeKwh13.035KV, 380V, 220V2其他电耗XlOeKwh0.1535KV, 380V, 220V4氧气X106Nm30.601.2MPa，纯度 99.6%5混合煤气X106Nm355.756压缩空气X106Nm31.860.4-0.6MPa8补充新水X106m30.050.6MPa2.6电渣炉车间主要冶炼设备的技术性能2.6.1 20t电渣炉主要技术性能见表2-320t电渣炉主要技术性能表表2-3序号名称单位技术参数1电渣炉公称容量tx座数20X2 （预留2座40t）2电渣炉炉型低频、双电极串联3单锭生产周期h32（重熔23.7吨钢锭时）4最大熔化率kg/h15005月产量t500（考虑多种规格）6年产量t/a5000（考虑多种规格）序号名称单位技术参数7炉用电源真空开关型号XGN3 型，35kV电渣炉变压器kVA2500X2一次电压kV35二次电压V103二次电流kA14.01X2频率Hz508整流逆变装置频率Hz1-5容量kVA3250低频电压V40-110低频电流kA329电极升降系统传动方式滚珠丝杠快速Mm/min600慢速Mm/min1-30升降主体数量套1 （采用旋转框架式结构）电极行程mm350010短网硬短网电流密度A/mm22.0软电缆电流密度A/mm2511自耗电极制造方式连铸制造布置方式双极串联尺寸mm240x2160x3000(次2支，共2支)12结晶器T 型 720/328X2360X800mm23.7吨，组合式T 型 720/328X 1890X800mm18.1吨，组合式T 型 720/328X 1436X800mm13.0吨，组合式13抽锭机构慢速Mm/min1-8快速Mm/min600行程mm5000 （满足4100mm锭高重熔）14运锭车载重量t40行走速度mm/min250T000(VVVF)15液位检测装置检测液面方法射线法（CS137）序号名称单位技术参数检测精度mm516控制系统自耗电极称重米用HBM系列称重模块，能实时连续测 量自耗电极的重量计算机系统米用两级计算机（PLC+工控机）自动 化控制系统，可实现恒电流、递减功 率控制、熔速曲线控制。17电渣炉冷却水流量m3/h47018烟气量m3/h4500 （初始烟气含尘量为3g/m3）19除尘方式炉顶吸尘罩直排方式2.6.21.6t化渣炉主要技术参数见表2-41.61化渣炉主要技术参数表表2-4序号名称单位技术参数1化渣炉公称容量TX座数1.6X12化渣炉型式米用渣包移动方式，电极升降米用齿轮齿 条传动、炉盖提升采用链条方式。3化渣量t平均1.6,最大2.04化渣时间min90-1205主要成分萤石、工业氧化铝和石灰等6渣料入炉温度c200-3007液渣出炉温度c1550-16008炉用电源化渣炉变压器kVA1600X1一次电压kV35二次电压V90-138V, 17级，电动无载调压二次电流kA6600频率Hz509电极升降系统横臂导电横臂升降驱动方式机械（齿轮齿条）电极提升降速度m/min0-3.0 （可调）电极行程mm150010短网水冷大截面电缆mm2/相$1500二次侧铜排截面积mm2/相460011电极序号名称单位技术参数电极分布圆直径mm460电极直径mm200 （咼功率石墨电极）电极长度mm160012渣包公称容量t1.6熔池直径mm1100熔池高度mm630 (1.61)渣包外壳直径mm1800渣包高度mm1820包衬耐材碳砖13炉盖及其升降系统提升方式电机、减速机提升升降速度mm/s30行程mm30014渣包车载重量t5行走速度mm/min13 (VVVF)轨距mm1400仃车精度mm1015加料装置加料方式振动给料器16电渣炉冷却水流量m3/h2017烟气量m3/h6000 （初始烟气含尘量为3g/m3）18除尘方式炉顶吸尘罩直排方式2.7.电渣炉生产能力计算2.7.1计算前提条件电渣炉公称容量：20tX 2座平均重熔钢锭：23.7t平均冶炼电耗：12001400 kwh/t平均冶炼周期：32h/炉电渣炉有效作业天数：320天 2.7.2电渣炉年生产能力24/32X2