辽宁科技大学本科生毕业论文65万吨电炉炼钢车间设计材料与冶金学院指导老师： VI辽宁科技大学本科生毕业论文摘 要 电炉短流程钢厂与转炉长流程钢厂相比，在占地、投资、节能、环保等方面都有优势，电炉钢比逐年提高是冶金工业发展趋势。中国钢铁业存在的问题有设备老化、普通钢生产过剩、生产率低，而优质钢产品质量欠佳、生产能力薄弱等；再加上中国废钢资源不足，电炉钢比一直处于较低水平，相比西方主要产钢国存在一定差距。随着电弧炉采用高功率或超高功率，炉外精炼、连续铸钢，连续轧钢等一系列技术的发展和社会废钢资源的足量累计，直接还原技术的开发，二次精炼技术的飞速发展，电力工业的发展，电弧炉生产成本会相对下降，国家对能源、资源和环保标准的进一步提高及管理的加强，电炉炼钢有着更加广阔的发展空间，电炉钢在钢产量上的比例增长势头不会改变。通过查阅国内外电炉车间设计的文献资料，阅读有关书籍，并向老师请教完成了本次设计。包括产品大纲的制定；电炉、炉外精炼、连铸的论证；然后进行配料计算，选择合适设备；最后绘出电炉的剖面图和电炉车间的平面布置图。关键字：电弧炉；车间设计；超高功率；连铸；炉外精炼ABSTRACT Compared with the long steel mill, the short process steel plant of the electric furnace has advantages in the area of the area, investment, energy saving and environmental protection. The electric furnace steel is the development trend of the metallurgical industry.Problems existed in the Chinese iron and steel industry of aging equipment, ordinary steel overproduction, low productivity, and poor quality of the high quality steel products, production capacity is weak, coupled with the lack of scrap resources in China, the electric furnace steel than has been in a low level, compared to the western major steel producing countries, there is a certain gap.With the electric arc furnace with high power and ultra high power, refining, continuous casting, continuous rolling and a series of technical development and social scrap resources adequate amounts of accumulated development of direct reduction technology, rapid development of secondary refining technology, the development of electric power industry, electric arc furnace production cost will decline relative, countries on energy, resources and environmental standards to further improve the management and strengthen, EAF steel making has a broader space for development, electric furnace steel in steel output in the proportion of growth momentum will not change.Through the review of domestic and foreign electric furnace workshop design literature, read about books, and to the teacher to consult the completion of the design.Including the formulation of product outline; furnace, refining, continuous casting, material balance and heat balance calculation; then ingredients calculation, calculation and selection of suitable equipment; finally draw the furnace profile and electric furnace workshop layout.Keywords: electric arc furnace; plant design; ultra-high power; continuous casting; furnace outer refining目录1 概述11.1 钢铁工业现状11.2 电弧炼钢厂21.3 炼钢厂生产规模与物料平衡31.3.1 炼钢厂生产规模与产品大纲31.3.2 炼钢厂的物料平衡31.4 炼钢车间设计的内容42 设计方案的确定62.1 产品大纲的制定62.1.1 产品大纲62.1.2 制定产品大纲的依据62.1.3 钢种的特性以及用途72.2 工艺方案与工艺流程的选择82.2.1 炉容量与座数的确定82.2.2 工艺方法与工艺流程的选择与论证92.2.3 车间生产能力核算及主要原材料的消耗152.2.4 车间组成和工艺布置153 车间物料与热平衡及主要经济技术指标183.1 物料平衡计算183.2 热平衡计算283.3 主要技术经济指标324 车间主体设备的计算344.1 电弧炉的设计344.1.1 炉型的设计344.1.2 变压器的设计384.1.3 石墨电极的选用394.1.4 水冷炉壁的设计394.1.5 电弧炉主要技术参数41 4.1.6 连续加料装置的设计424.2 钢包尺寸的设计434.3 连铸的设计454.3.1 连铸机的主要参数设计454.3.2 连铸机生产能力的计算514.3.3 连铸机的主要设备524.4 精炼炉的设计625 车间主厂房设计645.1 电弧炉车间的布置方案645.1.1 电弧炉车间的组成645.1.2 车间布置类型645.2 电炉车间各部分的设计645.2.1 电炉炼钢车间原材料供应与原料工段645.2.2 炉子跨的设计665.2.3 散装料和铁合金加料跨675.2.4 精炼跨的设计675.2.5 钢水接受跨设计685.2.6 浇铸跨设计685.2.7 切割跨设计695.2.8 出坯跨设计696 电弧炉的相关技术706.1 超高功率电弧炉配套相关技术706.1.1 水冷炉壁和水冷炉盖技术706.1.2 无渣出钢技术(EBT)706.1.3 泡沫渣埋弧技术706.1.4 废钢预热技术717 车间主要经济技术指标72参考文献74致 谢75第 1 页辽宁科技大学本科生毕业论文1 概述1.1 钢铁工业现状钢铁是用途最广泛的金属材料，人类使用的金属中，钢铁占了90%以上。人们生活离不开钢铁，人们从事生产或其他活动所用的工具和设施也都要使用钢铁。钢铁产量往往是衡量一个国家工业化水平和生产能力的重要标志，钢铁的质量和品种对国民经济的其他工业部门产品的质量，都有着极大地影响。一个多世纪以来，钢铁生产工艺流程经过长时间的探索、发展和选择，目前只剩下两种主要的工艺流程。一种是以氧气转炉为炼钢中心的钢铁联合企业生产流程；另一种是以电弧炉炼钢为中心的电炉厂生产流程。氧气转炉炼钢生产的主要原料是铁水，大多数情况下由高炉供给，而高炉的主要原料是铁矿石。转炉生产出来的产品是钢坯或钢锭，它们还不是最终成品，必须经轧钢机轧制成各种类型和规格的钢板、型钢、钢管等最终产品，提供给市场。因此，氧气转炉不可能独立存在，它必须前有炼钢，后有轧钢，以及其他辅助原材料的生产和供给系统，共同组成一个钢铁生产的联合体，我们称这样的生产模式为钢铁联合企业。电弧炉炼钢的主要原料是废钢或直接还原铁，其产品依然是钢坯或钢锭，需经由轧钢机轧制成最终产品，供市场需要。在这种情况下，作为成品钢材的一个生产单位，往往由炼钢和轧钢两个部分组成，我们称这样的生产模式为电炉钢厂。随着电弧炉采用高功率或超高功率，炉外精炼、连续铸钢、连续轧钢等一系列技术的发展和社会废钢资源的足量积累，由于资源和环境的影响“废钢电弧炉连铸轧制”的钢生产工艺流程显示出强劲的发展势头，与传统的钢铁联合企业工艺相比，这种新型的电弧炉钢厂又称短流程工艺。电炉炼钢的产品主要是特殊钢如轴承钢、不锈钢等。 我国的轴承市场巨大,特别是国内机械、电子、航空、汽车等行业的高速发展,将为轴承行业发展提供广阔的市场空间。轴承市场的不断拓展,也为轴承钢带来了市场和商机，未来的国内轴承市场还将不断扩大。 一方面，轴承是消耗性的机械基础件，除新增项目和新增机械产品将拉动轴承需求外，机械产品（如：机床、汽车、火车等）保有量的增加和利用率的提高都会增加对轴承的消耗；另一方面，随着我国国民经济持续发展、自动化程度不断提高，对机械的性能要求将越来越高，从而对轴承的性能、技术要求也会越来越高。 因此，我们要抓紧机遇，努力发展国内的轴承钢产业的技术水平，实现轴承钢产业向着优质的方向发展，满足国内未来的发展要求。1.2 电弧炼钢厂近年来，电弧炉炼钢在整个世界范围内都在持续不断地发展，电弧炉钢在世界钢的总产量中所占的比例在不断增加。电弧炉炼钢厂多以废钢为原料，或者加一部分直接还原铁，其冶炼部分的构成通常是：一座高功率或超高功率电弧炉+一座炉外精炼装置如LF炉+一台连铸机，生产出来的钢坯热送至紧邻的轧钢车间直接轧制。由此可以看出电炉炼钢厂具有结构紧凑、投资省、建设周期短、节约能源消耗、改善对环境的污染、劳动生产率高等优点，年产钢可以从万吨到百万吨，品种范围广，从普通碳素钢到优质合金钢钢材。与传统钢铁联合企业相比规模小，工艺流程相对较短，也称“短流程”在我国电弧炉钢厂产品大多是优质钢、合金钢、等特殊用途的钢种。在特殊钢厂里，由于品种质量的要求，其冶炼与加工工艺较为复杂，也需要设置出电炉以外的精炼炉、真空熔炼炉、电渣炉等多种类型的设备以适应不同钢种的生产需要。 炼钢生产流程的方案是指选择什么炼钢方法与浇铸方法。 若在建厂地区可以取得充足的废钢供应条件，废钢来源可以是该地区