100吨交流电弧炉炼钢车间设计

毕业设计说明书设计题目：100吨交流电弧炉炼钢车间设计学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 专 业 班 级：_________________________李龙 冶金技术2班 0929302245 2012 年 05月20号毕业设计说明书................................................................................................................... - 1 -文献综述. (2)1.3现代电弧炉炼钢技术 (5)1.4电弧炉炼钢的发展趋势 (6)1.5电弧炉装备技术未来的创新发展 (6)1.5.2我国正进人电炉炼钢高速发展时期 (7)3.4.1、炉料入炉 (13)第四章建设所选电弧炉炼钢工程的必要性和可行性分析 (13)电弧炉车间设计 (18)1.1电炉车间计算 (18)11..1电炉容量和座数的确定 (18)1.1.2电炉车间生产技术指标 (18)参考文献.................................................................................................................................................. 致谢..........................................................................................................................................................摘要错过了工业革命，我国的钢铁实业一直落后。

每一个学子都应该了解钢铁的形成，发展，前景，以及趋势。

上个世纪，电弧炉炼钢是如何进入钢铁行业，是谁造就了其建立的伟大之举。

相信经融危机的影响早已波及到钢铁行业，如何才能高效，合理，环保，绿色的进行生产，这是我们应该关心的话题。

电弧炉炼钢技术已有100年的历史，第二次世界大战后电炉炼钢才有较大发展，在最近的20年，电弧炉炼钢技术发展尤为迅速，电弧炉的应用带来了炼钢技术的革命。

尽管全球粗钢年产总量的增长速度很缓慢，但以废钢为主要原料的电弧炉炼钢的产量所占的比重却在逐年上升。

2001年，电弧炉炼钢占世界钢产量的40％，成为最重要的炼钢方法之一。

与高炉铁水炼钢相比，其竞争优势在于投资费用和运行成本。

自60年代中期提出电弧炉超高功率概念以来，电弧炉建造趋于大型化、高功率化，出现现了多种新型式的电弧炉。

在发展大型电弧炉的过所以，就必须了解交流电弧炉的特点，工作原理，车间布置，未来的必要性，发展大容量电炉和提高电炉自动化水平，采用大功率静止式动态补偿技术，用水冷构件代替耐火材料，炉盖第四孔直接排烟与电炉周围密封罩相连接的烟尘净化系统，炉盖第五孔机械化自动化加料系统，电炉使用还原铁比例逐渐扩大，炉外废钢预热，炉内燃料助燃，强化熔池用氧，开发底气搅拌系统和泡沫渣覆盖下的冶炼工艺，从冷却水和废气中回收热能，采用全连铸，发展纤维石墨电极和采用优质高效碱性镁碳炉衬等。

文献综述第一章国内外电弧炉炼钢技术的发展概况:1.1电弧炉发展史：电炉是在电发明之后的1899年，由法国的海劳尔特（Heroult）在La Praz发明的。

它被建在阿尔卑斯山（Alps）的峡谷中，原因是在距它不远处有一个火力发电厂。

电炉的出现，开发了煤的替代能源，使得废钢开始了经济回收，这最好使得钢铁成为世界上最易于回收的材料，也为可持续发展做出巨大贡献。

1995年以前，电炉钢比例保持在20%左右，但多数炉型较小，且以模铸为主。

1996年以后，在有关部门的引导和支持下，一大批现代化的电炉投产、达产，电炉发展进入新的历史时期，但电炉钢比例一直在16%左右徘徊。

2004年以后，电炉钢比例出现新低。

电炉炼钢原料以废钢和生铁为主，能量供给以电能为主。

我国电力紧缺，短时期内仍难满足国内电炉钢生产用电需求，缺电和限电导致电炉间歇式生产，生产成本更趋升高。

目前转炉与电炉冶炼钢种几乎相同，钢质量差距不大。

然而在电弧作用下，电弧区钢液易于吸氮，影响钢水质量，不利于生产氮含量较低的钢种。

此外，电炉加热钢水会使熔池少量增碳，也不利于生产碳含量要求低的钢种。

同时，废钢中残余元素（Cr、Ni、Cu等）的循环富集，也影响电炉生产高纯净度的钢种。

废钢—电炉—钢水与高炉—转炉—钢水两种工艺相比，短流程总能耗仅为长流程的50%。

据预测，我国将在2008～2009年结束工业化中期阶段，钢铁生产和消费将出现拐点，之后钢铁增长速度必将迅速明显减缓。

当2020年左右实现工业化后钢铁消费将达到峰值，此后废钢资源将越来越多，而以废钢为主的电炉钢资源的成本优势也将日益凸显。

1978 ～1998年20年间转炉钢与电炉钢产量的变化如下：德国转炉钢增2%，电炉钢增102%；法国转炉钢减32%，电炉钢增138%；西班牙转炉钢减27%，电炉钢增119%；意大利转炉钢不变，电炉钢增24%1.2.1交流电弧炉现在国外最大容量的交流电弧炉，美国为350t，日本为250t，英国和苏联各为200t，西德为175t。

直流电弧炉方面，以日本的130t单电极和法国82, 5t三电极的为最大。

在我们国内，迄今为止还没有一台自制的交流超高功率电弧炉，合作生产的百吨级的电弧炉正在进行。

江苏省张家港市中外合资的永新钢铁公司自英国引进的二手货70t 超高功率交流电弧炉才于1991年6月初以高功率试运行。

直流电弧炉方面，自从太原重型机器厂双电极的投产后，西安电磁机械厂在设备上作了改进，增设了磁镜线圈，已制成W TD系列、容量为40t以下的双电极直流电弧炉产品，株洲电炉厂也有类似产品，至于有底电极的直流电弧炉，迄未投入工业性生产。

由此可以说在国外交流超高功率电弧炉已趋成熟，并向直流电弧炉方向发展。

而在国内，交流超高功率电弧炉还刚起步，直流电弧炉也处在初创阶段，相比之下，差距甚大。

电弧炉发展史12.2近年来电弧炉钢产量1.2.3综上可见，电弧炉炼钢自问世以来，呈不断增长的发展势头，迄今为止占世界总钢产量达31%以上，且保持着继续上升的态势。

我国电弧炉钢产量近几年也在不断攀升，2007年，我国电弧炉炼钢产量达到5843万吨，己超过电弧炉钢生产大国一美国，比德国、韩国全年钡产量还要多，但我国相对焦煤资源较多、人力成本较低、废钢资源积累有限，电力资源价格仍较高，所以电弧炉钢产量增幅远低于转炉钢产量的增长速度，比例呈下降趋势。

3国内外电弧炉炼钢技术及装备技术的发展特点全球电弧炉钢产量呈不断上升的趋势很大一部分也是得益于电弧炉炼钢技术和装备技术的不断创新和进步。

1.3现代电弧炉炼钢技术1.3.1近年来，电弧炉短流程钢厂的生产技术有了众多新发展，主要表现在以下几个方面。

(1)形成了电弧炉冶炼—连铸“三位一体”或电路冶炼—连铸一连轧“四位一体”的现代化电弧炉流程。

(2)电弧炉功能逐渐变为初炼炉技术的不断进步，改变和结束了原电弧炉的熔时长((3个多小时)、老三期操作(熔化期、氧化期、还原期)以及产量低、渣量大、炉容小、成本高的状况。

(3)生产品种的增加，从起初的长材、扁平材到如今的高附加值产品进入21世纪以来，电弧炉短流程钢厂开始生产高附加值产品。

如美国新建Severcorr钢厂以生产汽车板为主;俄罗斯联合冶金公司Vyksa厂主要生产用于北极及其他高寒地区的管线钢。

我国天津无缝钢管公司、衡阳钢管公司、舞阳钢铁公司在无缝钢管和高质量特厚钢板生产方面也表现突出。

(4)短流程钢厂规模不断扩大化俄罗斯马格尼托哥尔斯克钢铁公司和土耳其Atlas合资建设的Atlas公司，配置一台300t超高功率交流电弧炉，年钢产量240万t。

土耳其Colakoglu钢厂已建成一台装有特大功率变压器(240MVA+200})，出钢量约320t的电弧炉，年产钢能力200万t/a(现已达到月产21万t钢)。

(5)原料多样化1.3.2电弧炉原料供给的新发展表现在以下几方面:1)采用CORER/DR装置供给CORER铁水及直接还原铁作为电弧炉原料例如，南非萨尔达尼亚厂设置C-2000COREX及Midrex炉，和印度埃萨公司Hazira厂在原有的Midrex装置基础上新建两台CORER-2000装置，用以生产热轧带钢。

2)近年来，SMS公司和Midrex技术公司联合推出从铁矿石到热轧带的电弧炉短流程钢厂据介绍，该工艺流程较传统高炉转炉流程，有更高的能源利用效率，且C02排放量能减少一半。

阿曼Shadeed钢铁公司近日向Midrex技术公司订购直接还原炼铁装置，可提供700℃热直接还原铁。

3)在缺乏天然气资源的地区，最近已开发出用煤制气，作为直接还原炼铁装置的还原气体，建设联合小钢厂。

印度Jindal公司建设一座年产DRI200万t的Danarex装置，用煤制气为还原剂，反应器直径7m,用60%一100%球团矿和0^40%块矿为原料，产品金属化率93%以上。

1.4电弧炉炼钢的发展趋势电弧炉炼钢工艺技术的发展可以从电弧炉炼钢技术和电弧炉装备技术两大方面进行推进电弧炉炼钢技术的创新发展将来电弧炉炼钢技术的创新发展主要体现在以下四个方面:1)继续加强电弧炉的高效化生产操作为缩短冶炼周期，形成系统综合控制，采用先进技术保证钢质量最优、综合消耗最低的前提下，最大限度的缩短冶炼周期，包括:电弧炉以氮代氢全程底吹技术、低氮电弧炉钢生产技术、终点控制技术、优化供电技术、炉料结构优化和不延长冶炼周期的DRI, HBI加入工艺技术等。

2)优化生产工艺，降低生产成本在钢铁生产中，成本是决定性因素，必须降低成本以促进电弧炉钢的发展。

优化生产工艺，加强精细管理与操作，从优化炉料结构、降低钢铁料消耗、添加合金精矿和还原剂实现直接合金化、废钢渣的回收利用等方面入手，以追求工序成本和保障系统成本最低。

3)优化电弧炉炼钢流程要实现电弧炉的高效化生产，缩短冶炼周期是核心，而前提则是流程优化。

例如我国安钢采用了高炉铁水一铁水罐扒渣一100t电弧炉脱磷一无渣出钢一转炉少渣吹炼一LF炉精炼一连铸接高线、型棒和2800mm中厚板轧机的流程，把车间现有超高功率电弧炉变成了铁水预处理炉。

4)优化品种结构，生产高附加值产品对于电弧炉冶炼钢种的品种结构，目前主要的优化方向应着眼于:转炉流程不适合生产的高合金钢、高温合金和大锻件等;转炉流程能够生产目前在国内产量还不高的一些合金钢种;过去仅能用转炉流程生产的现代电弧炉亦能生产的一些品种，如高附加值的板材(薄板、中板、厚板);优质高碳钢(如预应力钢绞线、钢帘线)和低合金钢(如合金冷徽钢)等。