生产规模和产品方案

第二章、生产规模和产品方案2.1 生产规模根据公式q＝At/8760ηy计算的本次设计炼钢车间生产规模为年产合格钢产量为100万吨式中：A——车间产品方案中确定的年产量；t——冶炼周期，60分钟，1h；η——日历作业率，η＝有效工作日数/年日历天数×100%，取η＝%。

y——良坯收得率，连铸一般95%～96%，取96%。

公式中几个主要技术指标的确定和计算如下：（1）、日历作业率。

有效作业日数占日历日数的百分比，称为日历作业率。

日历作业率＝有效工作日数/365×100%。

有效作业时间＝日历时间-停工时间。

停工时间除去出钢、出钢后的热修补炉衬和装料操作之外的所有停歇时间，含有计划检修、更换炉衬及临时性（事故性的）的热停工、停电、停止熔炼时间在内。

当电炉与全连铸配合时，电炉有效作业日数为275～290天，当电炉与全模铸配合时，电炉有效作业日数为3l0～320天。

此处取290天。

则η＝290/365×100%＝79.45%。

（2）、良坯收得率η＝合格钢锭量/全部入炉金属料量合格钢锭量＝全部入炉金属料量-熔损量-（汤道+铸余+包底量）-废品量收合率的倒数称为金属消耗系数。

金属收合率与冶炼钢种、方法、钢铁料质量、锭型大小、铸锭方法、炉子公称容量等因素有关。

我国连铸法生产的收合率为95～96%。

取96%。

另外，要注意钢锭收合率与钢水收得率的区别。

钢水收得率＝合格钢锭量/合格钢水量（3）、冶炼周期电炉冶炼周期一般为60～80分钟，取1.3小时。

由以上参数和设计原则可知：A= 462560.3吨两座90吨电弧炉2A=925120.6 所以生产规模确定为年产100万吨。

2.2 产品方案我国钢材消费主要集中在建筑、机械、汽车、家电、造船；石化、集装箱、铁路八大行业，这八大行业钢材消费量占全国消费量的80％，结合我国钢材市场对各钢种的需求来确定产品方案。

在这方面中，棒材和线材需求量较大。

这里所说的棒材主要是碳素结构钢和低合金钢。

因此，设计该电炉车间主要生产优质碳素结构钢和中、低合金钢。

2.2.1 钢种简介1)合金结构钢合金结构钢，可分为工程结构钢和机械零件用钢。

前者广泛用于建筑、车辆、造船、桥梁、石化、电站等。

后者主要制造各种机械零件，比如轴类、弹簧、齿轮、轴承等。

如轴承钢GCr15，钢中加人了1.3%~1.65%的Cr，以增加钢的淬透性，并使钢中的合金碳化物均匀细密分布，保证了高硬度和耐磨性，提高钢的强度和接触疲劳抗力。

Cr还有利于提高钢的耐蚀性。

一般合金结构钢所用合金元素的种类却很多。

各种合金元素对其性能产生一定影响,至使其具有良好的综合机械性能(σb、αk、δ、Ψ等)，为了提高其收得率，可以不经过炉外精炼，只通过吹氩搅拌便可进行连铸。

主要用来制造各种机械，机械零件和各种工程中金属结构，加汽车、柴油机及机床等上的齿轮，主轴等构件。

近年来工业发展迅速，合金结构钢需求日益增多，目前世界上合金结构钢的总产量已达总产量10%，占合金钢总产量45%以上。

(2)碳素结构钢这种钢的强度不高，而且塑性和韧性甚高，有良好的冲压，拉伸和弯曲性能，焊接性能良好。

主要用于制造容易加工成形，而不要求强度的部件。

大多数生产高精度薄钢板，用于制造深冲压和深拉延制品，如汽车用深冲板，各种贮器，油桶，搪瓷制品，仪表板等；也用于制成管子，垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件，如套筒，短轴，离合器盘，及电焊条等。

这些刚均具有时效敏感性。

生产品种圆钢，方刚，六角钢，扁钢，热轧厚钢板和宽带钢，热轧和冷轧薄板和钢带，钢丝。

2.2.2 车间原料需求方案表2-1产品方案序号钢种代表钢号年产钢水量（万吨）全年连铸坯（万吨）比例（%）1 2 合计优质碳素结构钢合金结构钢20304550Mn30CrMnSi42CrMo20MnSi40Cr5.2610.5210.5212.624.206.3046.308.42104.145.0010.0010.0012.004.006.0045.008.00100510101246458100第五章电炉炼钢车间工艺布置、主要流程及工艺技术特点5.1 工艺平面布置及主要流程5.1.1 工艺平面布置本电弧炉炼钢车间的设计厂房型式采用单层，多跨间，内设起重机。

电弧炉在厂房内的布置（位置与方向）为横向布置，即炉子轴线与车间纵向柱列线相互垂直。

车间包括渣跨、原料跨、炉子跨、精炼跨、连铸跨和出坏精整跨。

电弧炉车间的工艺布置必须满足：工艺流程合理，各种工序的操作顺利，特别是电弧炉操作要方便；厂房电源等费用投资要低；并预留发展的余地。

车间物料流程总图如下所示：废钢、其他辅助材料（合金剂、造渣剂、耐火材料等）→超高功率电弧炉→ LF→VD钢包精炼炉→连铸机→出坯精整5.1.1.1 原料垮的尺寸确定和布置方案原料垮的主要任务是£º接受和卸下运进车间的各种物料，保持一定的储存量，在进料间断的情况下,能保证车间的连续生产和人炉前的准备6备料下序应包括：炉料的加工处理，称量和装人各种料的储存容器，如料坑、料仓、料斗、料槽等，以及准备好各种由原料跨间向炉子输料的工具，如提升机、皮带机系统的给料和受料装置。

还包括材料的破碎、精选及干燥、预热等操作。

重型废钢应合理搭配入炉，炉料中个别大块废钢的断面尺寸、长度和质量任何一项都有具体规定，对150t电炉：废钢最大断面≤600mm×600mm，废钢最大长度≤1200mm，废钢质量≤2000kg。

轻薄废钢需打包成型，入炉废钢的体积密度应≥2.0t/m3。

废钢处理间应有1个月左右的废钢储存量。

配料跨的面积应满足5～7天的废钢用量，其区域配置和料坑布置应满足对废钢按种类（合金钢，高、中、低碳合金钢，钢渣）和规格（重、中、轻废钢，轻薄料，钢屑严格分类堆存的要求）。

废钢配料间应设有废钢称量设施，尽量采用计算机管理废钢和配料。

电炉使用的造渣料石灰、萤石的粒度应为10～60mm。

石灰应就近由石灰焙烧车间供给，焙烧后的石灰在料仓中的贮存时间应＜24h，当石灰采用容器送往主厂房原料跨时，容器应为密闭式，有条件的地方尽可能采用活性石灰。

电炉采用吹氧助熔相吹氧氧化工艺时，一般不再使用铁矿石作氧化剂，当因氧气供应不足或因操作习惯需使用铁矿石时，铁矿石应不含机械水和泥砂，粒度应为30～80mm。

铁矿石由散状料间或贮场供给。

铁合金由专用铁合金库供给，各种铁合金的化学成分应符合部颁标淮规定，应严格分类保管贮存，严防混料和沾水，运输过程中应考虑防雨防湿。

场外来料可用汽车或火车运入贮料堆场（设有顶盖），经加工处理后转运至配料跨间。

场内返回废钢可直接送入原料跨配料间。

在原料跨各种原树料应分区分类存放保管，为及时准确配好炉料创造条件。

原料跨内应设置磁散吊与抓斗吊专用行车以及专用称量设备。

运载科斗的电动平车，用电子秤或轨道衡的称量方式，吊车采用电子秤直接称量显示。

电弧炉车间一般来说生产力小于转炉车间，原材料供应较少，且多以固体冷料（废钢与生铁）为主要原料的车间，故运输量比转炉车间小，但是电弧炉车间的特点是返回钢的品种多，批量小，需要的合金量种类多，遭渣料的质量要求严格，因此，电弧炉车间的供料工作又比转炉车间复杂。

特别是在冶炼要求很高的钢种与高合金钢种车间，设计中必须考虑到原料的保质保量供应，在设备配置上要给予注意。

原料间主要是储存钢铁料、氧化剂等原材料，还有废钢的预热烘烤设施。

原材料堆存或者存入料仓等容器所需用的场合面积或容器容积的计算公式如下：q＝QT/n单耗指标；Q＝Aq—某种原材料的储存量，t；Q—该种材料的全年消耗量，t；n—年作业天数；T—计划储存天数；A—车间年产钢量，t/a 。

s—材料堆占用面积，m2；h—材料堆存允许高度，m；a—材料堆积密度，t/m3。

表5—1原材料单耗指标 kg/t表5—2 计划储存天数表5—3 各种材料堆积密度与允许堆高表5—4 密度容器修正系数经过计算后，各种原料料坑的尺寸列入下表表5—5 各种原料的占地面积尺寸（m2）原料跨的宽度：取决于料仓的料格宽度、布置方式、运输方式等并应和标淮型原料吊车跨度相适应。

目前，我国各电炉炼钢车间原料磅的宽度多在18～27m 之间，本设计露天栈桥跨27m，废钢处理跨27m，配料跨33m。

原料跨的长度：当厂房的宽度确定后，厂房的长度主要取决于料仓的总长度及其辅助材料（如铁合金、造渣剂、还原剂、增碳刑等）所占面积和运输作业面积等。

横向布置的车间内原料跨间和炉子跨间毗连着，因此原料跨间长度通常与炉子跨间相同，使整个车间成为—个整齐的长方形建筑物，不但车间的外表整齐美观，在建筑设计方面也较简单。

原料跨的高度：跨间高度取决于设备的立面布置情况，如石灰、矿石烘烤窑设在室内，就要考虑行车能把石灰、矿石吊入窑内烘烤，这时，厂房的高度就主要决定于石灰、矿石烘烤窑的高度。

一般原料跨吊车轨面标高为9m左右，对炉子跨为高架式布置的要考虑吊料斗上受料平台，吊车轨面高度为10～13m。

原材料堆存或存入料仓等容器带用的场地面积或容器的容积计算如下。

储存量q按下式计算。

式中：q——某种原料的储存量，t；Q——该种原料的全年消耗量，t；n——年作业天数，取275天；T——计划储料日数，对外购废钢取5天；A——车间年产钢量，t/a。

式中：S——材料对占用面积，m2；h——材料堆存允许高度，m；a——材料堆积密度，t/m3。

为计算的储存材料体积，亦即容纳该项材料容器的有效容积。

S为材料堆存于地面上时理论上需用面积。

关于各种材料的堆存高度和堆积密度可参考表8—10。

对废钢，由表1－3可知，年消耗量68万吨，则：废钢处理跨宽度27.6m，长度110m，面积为3036m2，满足生产需要。

5.1.1.2 炉子跨的布置及尺寸炉子跨是电炉炼钢车间的核心，其他各跨间的安置都取决于炉子跨。

本次设计炉子跨采用横向、高架式布置。

（1）炉子跨的长度：与原料跨相同，取为160m（2）炉子跨的跨度：考虑到修筑炉体、炉盖的场地要求，以及变压器房的限定，取其跨度为 24m；（3）炉子跨间吊车轨面的高度：对于横向布置的电弧炉车间，桥式吊车吊起的最高工作点是电弧炉接装电极时的高度。

故计算吊车的轨面标高为： h≧L1+L2+L3+L4+L5+L6式中 L1—起重机吊钩的极限尺寸，取其值为 3000m ；L2—调换电极用吊具的尺寸，取其值为 1000mm ；L3—需要吊出的电极的长度，其值为 4000 mm ；L4—余量，取其值为 300mm ；L5—电极把持器顶端降低到最地位置时与炉门坎的距离，取值为4000 mm ；L6—电弧炉炉们坎到车间地面的距离，取其值为 8000mm 。

计算得 h= L1+ L2+ L3+ L4+ L5+ L6=20.3m，故取轨面标高为24m。