精炼炉钢包设计
LF-40t钢包精炼炉改造方案
5）立柱升降系统、立柱机架、导向轮等结构作局部改造，其他机械部件包括桥架、炉盖提升机构、立柱、油缸等均可以利旧。电极升降不再采用倾斜电极方式，上下极心圆一致为φ620mm，导向轮装置和立柱的上下支架须重新设计制作，立柱本体可以利旧，但位置前移约200mm，机架和导向轮在原土建基础上重新设计制造。这样将缩短钢包中心至立柱中心的距离，由原来的3000mm缩短至2800mm。加之对短网的改造，总的大电流线路长度可以缩短约1200mm，这样将较大地降低短网的阻抗损耗。
2、升温速度≥4.5℃/min；
3、45t钢水升温90～100℃，冶炼时间30min；
4、LF炉生产能力满足今后扩产后处理年钢水30～35万吨的要求。
二、 基本条件
（1）生产规模
电炉车间年产合格钢水20万吨。
（2）产品大纲
经精炼处理的钢种见下表。
钢种
代表钢号
年处理量（万吨）
优质碳素结构钢
20MnSi 27MnSi
备注
1
导电横臂
1套
5.3
22.3
含不锈钢连接支座3件和绝缘件
2
短网
1套
2.8
19.5
含不锈钢支架、软联和绝缘件
3
水冷电缆
3根
12.9
SL3000×6m
4
调解器系统改造
1套
12
含工控机和西门子S7-300PLC
5
设计、运输和现场服务费
1.5
6
合计
68.2
以上方案，限于保留变压器这一大前提和自由空间高度及横臂长度的制约，要完全达到前述的4项改造目标，我们认为较难实现。但通过改造达到降低电耗、提高升温速度的目的，还是可以取得一定的效果。除变压器移位的土建部分改造工期，其他现场安装和调试的时间大约5～6天。
{设备管理}钢包精炼炉设备规格书及说明
{设备管理}钢包精炼炉设备规格书及说明目录1.1钢包车及拖缆装置1.2电极升降机构（电极横臂及升降机构）1.3电极旋转机构1.4水冷炉盖及集烟除尘装置1.5炉盖顶升机构及机架1.6液压系统1.7集中润滑系统1.8水冷系统1.9压缩空气系统1.10电极存放及连接装置1.11喂丝机及导管（双线喂丝）1.12氩气搅拌系统1.13合金加料系统1.14短网系统1.15精炼炉变压器1.16电气及自动化系统1.17除尘管道1.1钢包车及拖缆装置钢包车是使钢包即达各个工位的运送工具。
车体为优质钢板焊接结构，传动方式为机械传动，即为电动机+减速器+联轴器+车轮组成。
车体上设有轨道清理装置。
在轨道两端有止动装置及钢包车一端装有缓冲装置。
在事故状态下，可通过车体上的挂钩将钢包车拖出。
车体设置声光报警并加防护板。
拖缆装置是向钢包车提供动力、氩气等的装置，拖缆的一端固定在地面上，另一端固定在车体上，随钢包车一同运行。
这样可保证钢包全程吹氩，拖缆胶管采用棉布捆扎，防止钢液或渣飞溅烧损胶管。
钢包车的主要组成车梁 2 件×4小横梁（带事故挂钩）2 件×4 支撑梁 2 件×4主动轮 2 件×4从动轮 2 件×4电动机 1 台×4减速机 1 台×4联轴器 1 套×4轨道清理装置 4 套×4传动支架 2 套×4限位装置 1 套×4缓冲装置 1 套×4拖缆装置的主要组成固定滑车 1 套×4移动滑车 7 套×4 支架 1 套×4钢丝绳装配 1 套×4拖缆装配 1 套×4引线支架 1 套×4主要技术参数钢包车运行速度 2～20m/min钢包车驱动方式机械式、变频调速钢包车定位精度±10mm钢包车承载能力 200t1.2电极升降机构（电极横臂及升降机构）电极升降机构的功能是对钢水加热，补偿因转炉出钢，钢包衬吸热，钢包吊到加热工位时钢水的温降、补偿合金化、造渣、吹氩等造成的钢水温降及提高钢水温度，达到连铸要求的钢水温度。
新建100tlf精炼炉工程施工图方案设计方案说明文本报告学位论文
XX钢集团XX钢钒有限公司新建100tLF精炼炉工程施工图方案设计（图号：87初12）XXXXXX冶金工程技术有限公司XXXXXX钢集团设计研究院有限公司二○一二年九月新建100tLF精炼炉工程目录第一章总论 (1)第二章工艺及设备 (18)第三章化检验 (39)第四章总图运输 (42)第五章热力 (44)第六章通风除尘 (46)第七章燃气 (50)第八章给排水 (52)第九章电气 (57)第十章自动化控制 (62)第十一章自动化仪表 (67)第十二章电讯 (70)第十三章土建 (73)第十四章能源分析与评价 (77)第十五章环境保护 (79)第十六章安全与工业卫生 (84)第十七章消防 (92)第十八章劳动定员 (95)第十九章工程建设实施安排 (96)第二十章投资概算 (99)第一章总论1. 概述XX钢集团XX钢钒有限公司（以下简称XXXX）位于XX市XX区，2002年，由XX无缝钢管有限责任公司与XX钢铁厂进行资产重组后形成,主要产品为无缝钢管、小型材、线棒材，是我国轧机最多、类别最全、能生产多品种、多规格无缝钢管的生产基地。
2011年9月份，XXXX新建成投产了一座100t转炉，同年底根据国家淘汰落后产能的产业政策要求，淘汰了1座30吨转炉和1台四机四流小方坯连铸机，另1座30吨转炉将于2012年底淘汰。
在保证现有高炉铁水年生产能力不变的条件下，为了确保炼钢生产能力和产品结构、稳定炼钢生产节奏，因此XXXX拟新建1台100tLF精炼炉。
2. 设计依据2.1 XX钢集团XX钢钒有限公司新建方圆坯连铸机工程初步设计（2011年12月版）；2.2 XX钢集团XX钢钒有限公司新建120t转炉工程可行性研究报告（2011年12月版）；2.3 新建100tLF精炼炉工程初步设计（代可研）（2012.7.19审定版）；2.4 XXXX公司提供的2012年9月21日《LF炉审查存在问题》；2.5 与XXXX相关部门的结合意见。
tLF钢包精炼炉设备简介.ppt
目录
• 1. 主要工艺条件 • 2. 设备主要功能
1 主要工艺条件
• 1. 1 工艺条件：
• 60t顶底复吹转炉
• 炉座数
1座（预留一座）
• 公称容量
60t
• 额定容量 90t • 最大出钢量 100t • 冶炼周期 30～36min
1.2 能源介质及自然条件
• A.电源条件 • 1）一次配电（变压器一次）电压：
4
钢水升温速率
单位 参数
备注
mm 400 mm φ700
超高功率石 墨电极
mm m/mn
3000
满足VD要 求
4.5/3(5)/(4.5) 自动 手动 （单相）
℃/min ≥4
序
名称
单 参数
号
位
备注
额定容量
KA 18000
过载20％,时间2h
电 一次电压
KV 35
炉 二次电压
V 345-310-235 11级(前5级恒功
序
名称
号
氩 供气压力
8 气 工作压力
系 氩气纯度 统 最大耗量
冷 进水压力
却 回水压力
9
水 系
耗量
统 悬浮物
进/回水温度
单位 参数
MPa ≥1.2
MPa 0.35-1.0
％
99.99
NL/min 550×2
MPa 0.4-0.6
MPa 0.2-0.3
M3/h 330
mg/ L ≤100
℃
≤33/35
• 压力 ≥1.2MPa
• 露点 -60℃
• 温度 常温
• D.压缩空气条件
北满特钢40t钢包精炼炉-LF-短网设计与实践
计方法的生产和研究 。
收稿日期 :2002211215
深入分析 ,发现这种设计思想存在不足 : 首 先 ,由于短网结构必须为空间三角 ,室内互感器和 稳定性构架的装配需要空间 ;其次 ,在使用上出线 式变压器场合 ,需要避免变压器本体和换号箱因 磁耦合引起的发热 ,导致二次铜排的物理尺寸不 能最短 ,同时导电横臂在电极直径及机械条件限 定下的磁耦合亦不是最紧 。因此 ,这种结构的短
这里导电横臂的结构及形式与铜排结构的配 合是短网优化的关键 。
图 2 (a) 为改造前的短网铜排形式 ,1987 年建 炉时按上钢五厂图纸设计 。该铜排是三角高架形 式 。它的有效长度为 515 m ,而且需要 10 m 外挂
电缆 。 按照阻抗优化设计步骤完成的短网示于图 2
(b) 。经过优化设计 ,最后的结果与改造初期专业 厂家典型设计方案相比铜排由 515 m 减短到 115 m ,短网阻抗由 2155 mΩ 减小到 1130 mΩ。铜排引 起的不平衡因素由导电横臂和外挂电缆结构形式 配合解决 。表 1 给出了优化短网设计和专业厂典 型设计结果的对比 。
北满特钢 40 t 钢包精炼炉( LF),齐齐哈尔 161041)
Design and Practice of Short Net for a 40 t Ladle Refining Furnace at Beiman Special Steel
Zheng Yingjie
31. 3
2 091
25. 0
5. 5
9. 0
5. 2
2. 02
6. 5
67. 3
57. 0
29. 5
2 060
钢包设计
250吨钢包设计钢包是连接炼钢和连铸的中间容器，几乎所有的钢水炉外精炼过程都必须在钢包内完成；钢包工况的好坏既影响前道炼钢工序的钢水质量、炉衬寿命、生产节奏；又影响后道精炼和连铸工序的钢水质量、包衬寿命和生产节奏，尤其影响最终钢材产品的内在质量和制造成本。
钢包为炼钢生产重要设备之一，炉外精炼技术又对钢包的使用与结构提出了更新更高的要求。
钢包的工作条件极为苛刻。
内衬承受高温钢水的静压力与出钢时的剧烈冲击，经受急剧的机械冲刷、化学侵蚀和温度的激冷激热作用。
随着冶炼工艺的改进与发展，各种二次精炼(钢包精炼)技术的应用对钢包提出更高的要求，诸如钢水的各种(在包中)搅拌，钢水的各种真空处理(精炼)，带有加热功能的二次精炼方法，高碱度渣在钢包精炼中的应用等等，使钢水包内衬长时间与激烈运动中的高温钢水接触，相互作用，钢水包的工作条件更加复杂苛刻。
为减少外表面散热，尽量使钢包外表面积最小即接近于球形，圆包状内形的钢包高宽比（砌砖后深度H和上口内径D之比）接近于1，即DH＝1。
为了便于在浇注完毕时倾倒出残余钢水和炉渣，和清理取出冷藏的钢与渣块。
通常又把钢包内型做成上大下小的（倒锥度)圆锥台形。
同理，据上述原则，锥度也不宜太大，一般取15%即高度下降1m时，直径缩减0.15m。
作为钢包内衬，隔热层使用轻质粘土砖或一般标准型粘土耐火砖。
工作层通常为粘土质耐火砖。
为了提高其耐用性(提高使用寿命)，现在耐火工作层多已采用耐火度高、耐化学侵蚀性强以及具有较高时机械冲刷力的优质耐火材料制品来代替。
例如，全高铝质耐火砖内衬，全镁质耐火砖衬和新近发展起来的铝镁碳砖衬等。
对某些精炼用的钢包，为抵抗熔渣的长时间作用，有的厂家在渣线附近除加大衬砖外，还使用镁砖和镁铬砖修砌。
钢包的铸口则常使用高铝质、镁质、镁硅质或铁质耐火材料制作。
1 、钢包尺寸计算(1)钢包容纳钢水量。
钢包的容量应于转炉的最大出钢量相匹配，设钢包的额定容量为()P t。
LF-20t钢包精炼炉技术参数、主要设备
LF-20t钢包精炼炉 ;配置及技术规格书一、工艺说明LF精炼炉具有常压下电弧加热，包底吹氩气搅拌，包内造还原渣功能。
在LF 炉精炼过程中，使冶金反应的冶金热力学，冶金动力学得以充分发挥，提高精炼效率，提高钢液的纯净度，降低能耗。
LF炉的加热原理与电弧三期操作的还原相同，都是通过电弧加热对液态钢液进行升温或保温。
LF 炉的加热方式及效果：1、埋弧加热，全程保持还原渣；2、保持还原气氛；3、尽量减少热量损失，提高热效率；4、优化导电系统，提高电效率；LF炉变压器额定容量为3500kVA，一次电压33kV，据此估算，升温速度可达3℃/min，LF炉精炼周期为48min （含工艺准备时间）。
LF炉的炉体是钢包，对钢包的形状有特殊要求，直径与深度（D/H）比值，一般为0.9〜1.1锥度4-8°。
电极升降系统，采用三臂结构。
采用此结构的最大优点是可以减小电极心圆直径。
提高耐火材料寿命。
LF炉加热盖，采用管式水冷炉盖，有利于保持钢包内的还原气，有利于精炼。
为了提高易损件的使用寿命，一是从设计下手，优化结构；二是从材质选择，导电块采用铬青铜锻造，使用寿命保证一年以上。
钢包底吹氩气搅拌，钢包径深比D/H=0.9〜1.1。
由此可知相同钢水量在钢包中的钢液深度比电炉要深两倍左右，仅单靠电弧加热的电磁搅拌是远远不够的，会造成钢包中上部钢液和钢渣过热，而包钢液可能冷凝。
吹氩搅拌始终贯穿于整个精炼全过程。
是炼钢工艺的重要环节，氩气系统压力W1.0Mpa,纯度99.99%。
LF型钢包精炼炉是目前世界上使用最为广泛的炉外精炼设备之一。
它具有投资少，设备简单，精炼品种多，质量好等优点。
LF-20t钢包精炼炉具有加热升温，合金成分微调，氩气搅拌，侧温取样，脱硫、去杂质，喂丝等功能。
用于钢水成分微调，升温等。
二、设备结构特点：LF-20t钢包精炼炉总体结构采用钢包车移动方案。
由机械设备和电气设备两个部分组成。
机械部分是由包盖、加热工位桥架及炉盖提升机构，加料斗，电极升降装置，短网，液压站，氩气系统，冷却水系统，压缩空气系统等组成。
钢包精炼炉电极调节系统的优化设计
钢包精炼炉电极调节系统的优化设计田海;赵芳【摘要】作为钢包精炼炉控制系统的核心,钢包精炼炉的电极控制系统为非线性、多变量、时变系统,传统的PID控制方式很难取得好的控制效果.该文采用了模糊-PI 复合控制器,该控制器通过控制程序进行切换,误差较大时采用模糊控制方法以加快响应速度,误差较小时采用PI控制以消除稳态误差;通过多模型控制方法,用多个线性模型逼近非线性过程.经过Simulink仿真对比,模糊-PI复合控制器在快速性、稳态性方面的控制效果有较大提高,优于经典的PID控制方式.%The electrode control system of ladle refining furnace is the core of the control system of the ladle furnace,which is a nonlinear,multivariable and time varying system.The early PID control method is difficult to obtain good control effect,and the fuzzy-PI composite controller is adopted.The controller is switched by the control program.When the error is large,the fuzzy control method is adopted to speed up the response speed.When the error is small,the PI control is adopted to eliminate the steady state error.The nonlinear process is approximated by multiple linear models via the multiple model control pared with the Simulink simulation,the control effect of the fuzzy-PI composite controller in fast and steady state is greatly improved,which is superior to the classical PID control.【期刊名称】《自动化与仪表》【年(卷),期】2017(032)009【总页数】4页(P48-51)【关键词】复合控制;模糊-PI控制器;钢包精炼炉;电极控制;非线性过程【作者】田海;赵芳【作者单位】内蒙古科技大学信息工程学院,包头014010;内蒙古科技大学信息工程学院,包头014010【正文语种】中文【中图分类】TP273+.4;TM571近几年来，伴随着经济的快速发展，对钢材的要求越来越高，越来越严格，这样对炼钢的生产率、钢的种类、纯净度、质量以及成本也提出了新的要求，因此冶炼技术的提高尤为重要。
LF-40t钢包精炼炉技术参数、主要设备清单等
并参照国家有关标准进行设计的。
2.设备特性2.1特点、用途及基本设计内容LF-40t钢包精炼炉采用管式水冷炉盖、铜－钢复合导电横臂、集束式大截面水冷电缆、变压器侧出线、水冷铜管短网、电极升降自动调节控制系统等。
ＬＦ型加热钢包精炼设备是目前使用最广泛的炉外精炼设备之一，它具有设备简单、投资少、成本低、精炼钢种多、质量高、操作方便等诸多优点，因此成为钢厂必备的精炼手段。
ＬＦ－4０t钢包精炼炉具有加热升温、合金成份微调、氩气搅拌、快速测温取样、脱硫、去杂质、喂丝、调整成分等多种功能，使整个炼钢工序合理匹配，提高生产连续性。
精炼结束后，钢包车开到吊包工位，用车间吊车吊出钢包，向连铸机供应合格的钢水。
使ＬＦ－4０t精炼炉与电炉及连铸机进行配套，形成一条电炉—ＬＦ—连铸的现代化生产线，以优化该厂产品结构，提高产品质量，提高企业经济效益。
本设备用于精炼各种优质碳结钢、低合金钢、合金钢等。
2.2 基本设计内容电炉公称容量40t电炉平均出钢量45t 最大52t最小38t电炉座数1座电炉平均冶炼周期≤120min钢包公称容量40t自由空间高度800mm （45t钢液面时）待定熔池直径Ø2200mm （45t钢液面时）待定钢包上口外径Ø2850mm钢包高度3130mm能源与介质条件冷却用水：进水温度35℃最高温度（夏季）5℃最低温度（冬季）温升20℃供水压力0.25-0.3MPa （现场表压）水质要求一般工业冷却用水纯净河水PH值7.8总硬度 3.4mg H/L暂时硬度 2.7mg H/L供电：高压10000V±10％低压380V±10％三相220V±10％单相频率50±0.5Hz氩气：供氩压力（0.6-0.8）MPa事故状态氩气压力 1.6MPa纯度99.99％压缩空气：动力用气压力0.4MPa仪表用气压力（0.6-0.7）MPa 干燥无油3、LF-40t精炼炉主要工艺技术参数电极直径Ø350mm电极分布圆Ø650mm电极安装方式垂直安装电极最大行程2200mm电极升降速度上升：4.5/5m/min 自动/手动下降：3/4.5m/min 自动/手动钢水平均升温速度≥4℃/min短网电抗≤2.6mΩ三相不平衡系数≤4.5％水冷炉盖提升高度400mm吨钢耗电量≤50kWh/t钢吨钢电极消耗≤0.4kg/t钢电极移动系数响应时间≤0.15s水冷炉盖正常条件下使用寿命≥3000炉次包衬寿命≥50炉连续热包4 LF－40t精炼炉类型常压下电弧加热，三相三臂离线高架车载式布置。
90tLF钢包精炼炉设备简介
C.氩气条件 纯度 99.99% 压力 ≥1.2MPa 露点 -60℃ 温度 常温 D.压缩空气条件 压力 0.3—0.6MPa 含油 ≤20mg/m3 露点 10℃ 温度 常温
1.3 90t-LF炉的产品大纲及产量 LF炉的产品大纲及产量 LF
1) 90t-LF精炼炉拟精炼的产品 ) 90t LF精炼炉拟精炼的产品 方坯:普碳钢,代表钢种Q235 低合金钢,代表钢种HRB335 焊条用钢,代表钢种H08A,H08E, H10MnSi 冷墩钢,代表钢种ML10,ML20, ML35Mn 优质碳素结构钢,代表钢种45#
A.电源条件 1)一次配电(变压器一次)电压: 35KV±5％ 50Hz 2)低压配电电压:380V/220V±5％, 50Hz(两路来自炼钢车间不同变压 器)三相四线制
B.冷却水条件 1)供/回水压力: 0.4-0.6MPa/0.2-0.3MPa. 2)进水温度: ≤33℃ 3)悬浮物: ≤100mg/L
m/min ～30 m/min ～15 VVVF调速 电机-减速机 VVVF 液压缸 4300 考虑 VD
12
序 号 顶 吹 氩 装 置
名 称
单位
参数
备注
运动速度
运动行程 传动形式 旋转方式 进入钢水插入力 料仓数量 料仓容积 给料方式 受料斗容积
m/min 8-12 mm 5300 电机减速机 机械 >8000 8 m3 6×6 m3 + 2×10 m3 振动给料 1.2 VVVF 考虑VD
LF炉生产周期 1.4 LF炉生产周期
合计:～36.0min
2
LF 炉设备技术规格说明
2.1 设备功能概述 LF钢包精炼炉能取代初炼炉进行还原操作, 可对钢液实施升温,脱氧,脱硫,合金化,采用 吹氩搅拌,使钢液成份,温度均匀,质量(纯净 度)提高,产量增加,具体的功能为: ----电弧加热提温 ----钢水成份微调 ----脱硫,脱氧,去气,去除夹杂 ----均匀钢水成份和温度 ----改变夹杂物形态 ----作为转炉,连铸机之间的缓冲设备,保证 转炉,连铸匹配生产,实现多炉连浇.
210T—LF钢包精炼炉的设计
210T—LF钢包精炼炉的设计作者：习德兵来源：《科技传播》2015年第23期摘要主要介绍湖南华菱涟钢2台双工位210T钢包精炼炉的主要设备的设计，包括铜钢导电横臂，水冷炉盖及液压系统。
关键词铜钢导电横臂；水冷炉盖；液压系统中图分类号 TK22 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）152-0158-02随着我国钢产量的提高，用户对钢材质量提出了越来越高的要求，各钢厂都纷纷采用新技术新工艺来提高产品的竞争力。
LF钢包精炼炉作为一种成熟的精炼技术，已经在钢厂得到广泛的应用。
它取代初炼炉进行还原期操作，同时对钢液进行升温、脱氧、脱硫、脱气、合金化、吹氩搅拌，提高钢液质量，喂丝改变夹杂物形态，去除夹杂，作为转炉、板坯连铸合浇之间的缓冲器。
2008年～2009年，由西安桃园冶金设备公司设计并制造的2座双工位电极旋转式210T-LF炉在华菱涟钢顺利投产达效，大大提高了连铸机的生产效率。
1 总体布置及主要设备参数LF钢包精炼炉与转炉采用离线-横轨布置，采用双加热工位，双水冷炉盖，共用一套供电系统，采用双处理工位电极旋转方式，两工位共用一套电极横臂升降和电极旋转系统，并建有+6.3m操作台，在平台上可以进行测温取样等操作。
钢包公称容量200t，最小/最大容量140t/230t，耳轴中心距/钢包上口外径5 300mm/Φ4 288mm，自由空间高度400mm，钢水罐置于钢包车上罐口标高+5.3m。
采用铜钢复合导电横臂。
2 导电横臂2.1 导电横臂设备简图2.2 设备构造中空的菱形电极升降立柱为焊接构件，立柱前后焊有导轨（16Mn），焊后整体退火，立柱内部装有电极升降的液压缸，立柱上部的水冷托架通过绝缘装置与导电横臂相联。
导电横臂为钢铜复合板的矩形梁结构件，内部通水冷却，中间为无缝钢管的芯管，导电横臂采用修正三角形布置。
电极夹放机构依靠弹簧的恢复力将石墨电极夹紧，依靠油缸压缩碟簧完成电极的放松。
炉外精炼--钢包炉精炼法
6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF(V)：Ladle Furnace (Vacuum)。 是钢包炉的缩写。
无真空工位的叫LF法，带有真空工位的叫LFV法。
LFV法是在ASEA-SKF法和VD法等方法基础上的改 进设备，这三种方法统称为钢包精炼炉。此法是把电
弧炉的还原精炼原样移到钢水包中操作。将电弧埋入
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6.3 钢包炉精炼法（LF(V)法）
LF钢包精炼炉按加热方式可分为交流钢包炉、直 流钢包炉以及等离子枪加热钢包炉。 等离子枪加热钢包炉：
三相交流等离子钢包炉，由于没有电极造成的增碳，
有利于生产高洁净度的极低碳钢。新日铁广烟制铁 所使用的是三相交流等离子的PLF法。
合金与渣料加料系统、底吹氩搅拌系统、喂线系统、炉盖 及冷却水系统(有的没有冷却系统)、除尘系统、测温取样 系统、钢包车控制系统等，如图6-9所示。按照供电方式 分为交流钢包炉和直流钢包炉，目前国内多数炉是使用交 流钢包炉。
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1－电极； 2－合金料仓；3－透气转；4－滑动水口 图6-9 LF设备示意图
a－炉盖旋转式；b－钢包移动式 1－钢包；2－搅拌器；3－电极盖；4－真空盖 图6-3 ASEA-SKF炉布置方式
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6.1钢包加热电磁搅拌精炼法（ASEA-SKF法）
电磁感应搅拌器
图6-4 搅拌器位置和钢液流动状态示意图
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非真空处理用的钢包，自由空间的高度小一些，对非真空
钢包精炼炉液压系统改造设计与应用
●Ｉ
钢 包 精 炼 炉 液 压 系统 改 造 设 计 与应 用
朱春蕾 张 毅ｚ
（ 新 疆八 一钢 铁股 份 有 限公 司炼 钢厂 新 疆 鸟鲁 木齐 ８ ３ ０ ０ ２ ２ ） ［ 摘 要］ 随着 经 济社 会 的不 断进步 ， 我 国 的冶炼 技术 得 到 了前所 未 有 的发展 ， 近几 年来 钢包 精炼 炉 被广 泛应 用 于冶炼 工业 中。 本 文 首先对 钢 包精 炼炉 的 主 要功能进行介绍， 再提出现有的钢包精炼炉的设备隐患 ， 最后提出相关的改造措施 ， 希望可以给相关工作者提供借鉴。 ［ 关键 词］ 钢包 精 炼炉 液压 系统 ． 改造 设计 应 用
中图 分类 号 ： Ｔ Ｆ ３ ４ １ ． ９ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编 号： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ３ ８ — ０ ６ ０ １ ～ Ｏ １
引言 钢 包精 炼炉炼 钢是 连续 性热 线生产 ， 要 求较 快的生 产节 奏 ， 同时还 要 求控 制系统具有在线维护功能， 即在不停止其他子系统正常运行的前提下， 能够对 出现 故障 的部分 进行 更换 。 另外， 在生产 过程 中产 生 的高次 谐波 和强大 的磁 场 对控 制系统 的运行提 出 了严 格的要 求 ， 本 文主要 围绕钢 包精炼 炉液压 系统改 造 设计 与应 用展 开探 究 。 １钢包 栩 炼炉 的功 能和 意 义 １ １ 钢 液升温 和保 温功 能 钢液 通过 电弧加热 获得新 的热能 ， 这不但 能使钢 包精炼 时可 以补 加合金 和 调 整成分 ， 也 可 以补 加渣料 ， 便于 钢液 深脱硫 和脱 氧。 而且 连铸要 求的钢 液开浇 温度 得到 保证 ， 有 利 于铸坯 质量 的提 高 。 １ ． ２ 氩气 搅拌功 能 氩 气通 过装 在钢 包底 部 的透 气砖 向钢 液 中吹氛 ， 钢 液 获得 一定 的搅 拌 功 能， 钢液 的搅 动主 要有 以 下几 个好处 ： （ １ ） 可 以使 钢 液 温度 均匀 ； （ ２ ） 钢 液 与渣层 底部 有洗 刷 的作 用 ， 迅速 脱硫 ； （ ３ ） 去 除钢液 中夹杂 物 ； （ ４ ） 可 以控 制 夹 杂物 形态 ； （ ５ ） 便 于增 碳 或脱 碳 ， （ ６ ） 可 以降低 氧 含量 。
二钢VD-90t钢包精炼炉工程方案
一、工程概况二钢VD-90t钢包精炼炉厂房延伸工程中，除尘管道拆除量约73t ,其中风管保护性拆除18t，支架拆除55t。
除尘管道安装工程量约30t,其中风管安装18t，支架安装12t。
二、施工前准备1.所有施工用机具和材料必须提前到现场。
2.所有施工人员必须提前到位。
3.清除吊车站立位置的杂物，并整理好地面，对松软地面处铺设路基板，路基板长8m,宽1.5m。
三、主要施工方法3.1 除尘管道保护性拆除施工步骤：加固膨胀节、设立吊耳→安装临时烟囱、补盲板→风管第一、二、三段拆除（包括支架）→收尾3.1.1波纹补偿器加固、设立临时吊耳。
VD炉厂房45线侧除尘风管立管上有一波纹膨胀节，在膨胀节两边用钢板将膨胀节加固，拆除时此膨胀节需与立管、两端弯头一钩吊离，加固后的膨胀节可以防止吊起管子后膨胀节被风管自身重量拉坏。
吊装用的临时吊耳设立在每一段风管上，具体位置和数量根据现场情况定。
且在风管拆除前必须完成。
3.1.2临时烟囱安装、补盲板根据二钢生产需要，临时烟囱的安装位置离除尘点越近越好，决定临时烟囱的安装位置设立在原有除尘管道39线上，临时烟囱用δ2mm钢板制作，直径1m，高3m，固定采用L50x5角钢固定。
管切割下来的圆弧形板点焊在风管上，拆除烟囱时需补上该板。
具体见附图（一）在安装临时烟囱的同时，在除尘风管42线与45线之间开一个半圆缺口，将直径1.9m的盲板焊在风管内壁上。
（具体位置见附图一），盲板补好后。
将切割下来的半圆形板点焊在风管上。
安装临时烟囱并补盲板必须在6小时内完成。
6小时之后，工厂恢复生产。
3.1.3风管拆除3.1.3.1 在安装临时烟囱的同时进行除尘管道拆除，除尘管道保护性拆除分三段进行，（见附图一、附图二）首先拆除第一段，第一段长16m，重5.5t，吊装高度37m，采用75t汽车吊吊装。
先用75t 吊吊住风管，再从VD炉厂房齐风管弯头处切割，切割口平弯头边，切割完后，再切第二个断口。
钢包炉精炼(LF)过程控制系统的软件架构设计及开发
钢包炉精炼（LF）过程控制系统的软件架构设计及开发作者：朱偲来源：《中国新通信》2017年第02期摘要：设计了一套钢包精炼炉过程控制系统，介绍了过程控制系统的技术方案和实现的功能。
系统功能包括生产数据的管理、生产过程监控、报表打印、模型计算和数据通信等，以标准化流程指导生产，改善产品质量，降低生产成本。
【关键词】过程控制钢包炉精炼一、引言钢包炉精炼（LF）是优化炼钢生产的一项重要工艺技术，它不仅仅能够调控产品质量，还可以优化工艺和产品结构、开发高附加值产品、节能降耗、降低生产成本、增加效益，调节生产节奏，保证生产稳定进行。
通过钢包炉精炼过程控制系统包括生产标准数据管理、生产过程监控、模型计算、生产信息收集等人机界面（HMI）、外部通讯管理。
二、过程控制系统的软件架构本软件系统使用.NET4.0框架。
开发工具选用Visual Studio 2012，后台程序和前台画面都采用Microsoft Visual C#.NET高级语言开发，数据库可以通过配置可以支持目前市场上流行的通用大型数据库，如 ORACEL 和SQL SERVER等。
系统采用C/S架构，分为表现层、逻辑处理层、数据访问层。
表现层（人机界面系统）：系统的操作界面采WPF技术，并应用了MVVM设计模式，把程序的业务与展现逻辑从用户界面干净地分离开，保持程序逻辑与界面分离能够帮助解决很多开发以及设计问题，能够程序能更容易的测试，维护与升级。
逻辑处理层（系统逻辑处理系统）：系统根据过程控制的不同功能，分为多个功能模块比如数据通讯模块、数据采集模块、物料跟踪模块、模型计算模块等，降低不同模块间的耦合性，使得系统功能的扩展、开发和调试等到大大提高，提高了系统的灵活性。
数据访问层（数据处理访问系统）：数据访问层框架采用ORM框架中的NHibernate，Nhibernate从数据库底层来持久化.Net 对象到关系型数据库，大量减少开发时人工使用SQL对处理数据的时间。
250吨钢包设计
250吨钢包设计钢包是连接炼钢和连铸的中间容器，几乎所有的钢水炉外精炼过程都必须在钢包内完成；钢包工况的好坏既影响前道炼钢工序的钢水质量、炉衬寿命、生产节奏；又影响后道精炼和连铸工序的钢水质量、包衬寿命和生产节奏，尤其影响最终钢材产品的内在质量和制造成本。
钢包为炼钢生产重要设备之一，炉外精炼技术又对钢包的使用与结构提出了更新更高的要求。
钢包的工作条件极为苛刻。
内衬承受高温钢水的静压力与出钢时的剧烈冲击，经受急剧的机械冲刷、化学侵蚀和温度的激冷激热作用。
随着冶炼工艺的改进与发展，各种二次精炼(钢包精炼)技术的应用对钢包提出更高的要求，诸如钢水的各种(在包中)搅拌，钢水的各种真空处理(精炼)，带有加热功能的二次精炼方法，高碱度渣在钢包精炼中的应用等等，使钢水包内衬长时间与激烈运动中的高温钢水接触，相互作用，钢水包的工作条件更加复杂苛刻。
为减少外表面散热，尽量使钢包外表面积最小即接近于球形，圆包状内形的钢包高宽比（砌砖后深度H和上口内径D之比）接近于1，即DH＝1。
为了便于在浇注完毕时倾倒出残余钢水和炉渣，和清理取出冷藏的钢与渣块。
通常又把钢包内型做成上大下小的（倒锥度)圆锥台形。
同理，据上述原则，锥度也不宜太大，一般取15%即高度下降1m时，直径缩减0.15m。
作为钢包内衬，隔热层使用轻质粘土砖或一般标准型粘土耐火砖。
工作层通常为粘土质耐火砖。
为了提高其耐用性(提高使用寿命)，现在耐火工作层多已采用耐火度高、耐化学侵蚀性强以及具有较高时机械冲刷力的优质耐火材料制品来代替。
例如，全高铝质耐火砖内衬，全镁质耐火砖衬和新近发展起来的铝镁碳砖衬等。
对某些精炼用的钢包，为抵抗熔渣的长时间作用，有的厂家在渣线附近除加大衬砖外，还使用镁砖和镁铬砖修砌。
钢包的铸口则常使用高铝质、镁质、镁硅质或铁质耐火材料制作。
1 、钢包尺寸计算(1)钢包容纳钢水量。
钢包的容量应于转炉的最大出钢量相匹配，设钢包的额定容量为()P t。
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精炼炉钢包设计摘要钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。
钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。
钢包精炼炉主要功能：1、使钢液升温和保温功能。
钢液通过电弧加热获得新的热能，这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。
而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证，有利干铸坯质量的提高。
关键词：钢包；液压；滑动水口AbstractLadle Turret in continuous casting machine is pouring position over the top of the ladle used to carry cross and bearing steel casting equipment packages，it is the most commonly used in modern continuous casting and the most common bearing steel ladle for pouring the key machinery and equipment.In this paper, we make a design calculations for the Ladle Turret slewing device system, helping to optimize the large package of turret structure, reduce costs and increase the economic efficiency.This topic is mainly making a design calculation of correlation of Ladle Turret slewer , including the calculation of the drives power , the selection of the electrical machine and electrical machine ,the checking of exposed gear ,the selection and checking of exposed gear ,the checking of coupling bolt and foundation bolt.Keywords：The Ladle ；hydraulic；slide gate第一章总论1.1钢包精练炉的简介钢包精炼炉，是用来对初炼炉（电弧炉、平炉、转炉）所熔钢水进行精炼，并且能调节钢水温度，工艺缓冲，满足连铸、连轧的重要冶金设备。
钢包炉是炉外精炼的主要设备之一。
钢包精炼炉主要功能：1、使钢液升温和保温功能。
钢液通过电弧加热获得新的热能，这不但能使钢包精炼时可以补加合金和调整成分，也可以补加渣料，便于钢液深脱硫和脱氧。
而且连铸要求的钢液开浇温度得到保证，有利干铸坯质量的提高。
2、氩气搅拌功能。
氩气通过装在钢包底部的透气砖向钢液中吹氛，钢液获得一定的搅拌功能。
3、真空脱气功能。
通过钢包吊入真空罐后，采用蒸汽喷射泵进行真空脱气，同时通过包底吹入氩气搅动钢液，可以去除钢液中的氢含量和氮含量，并进一步降低氧含量和硫含量，最终获得较高纯净度的钢液和性能优越的材质。
钢包精炼炉的应用对整个企业来看，至少可增加如下得益：加快生产节奏，提高整个冶金生产效率。
应用领域：钢包精炼炉被广泛用于工业、钢铁、冶金等行业。
1.2钢包精炼炉的研究意义炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件和生产环境条件等优点日益成为全世界钢铁行业的新宠。
钢包精炼炉以其冶金效果好、具有设备费用低、易于操作等特点而成为炉外精炼技术有代表性的设备,正得到普遍应用。
1.3 钢包精炼炉的研究背景钢铁是国民经济的中流破柱,是国家生存和发展的物质保障。
钢铁工业在国民经济的发展过程中,起着举足轻重的作用,是国民经济水平和综合国力的重要标志。
我国是发展中国家,正大力发展其国民经济,这使得我国对钢铁材料的需求量增大。
同时我国也是钢铁产量世界第一的钢铁大国,在国民经济高速发展的今天,社会对钢材尤其是高质量钢材的需求不断加大,这就需要我们为钢铁强国的伟大目标努力奋斗。
在一段时期之内,钢铁工业仍将是我国经济的支柱之一。
20世纪以来,钢铁产品被广泛地应用在建筑、机械、汽车、船舶、石油和运输等各个行业中。
因此,钢铁一直是国民经济的基础工业之一。
现如今,虽然出现了许多新材料,例如陶瓷、塑料、高分子复合材料等等,这些新材料由于自身的一些特点在一定程度上取代了钢材,但是钢材具有其它材料不可比拟的综合性能。
同时,与其它材料相比,钢材价格波动趋势相对较小。
所以,钢铁材料仍是当代最主要的材料之一。
随着市场经济的持续高速发展,使得企业的规模和产量越来越大,钢铁工业也通过加快结构优化与调整,不断提高满足国民经济对钢材产量、品种、质量、成本等全面要求的能力。
但是,随之而来的市场竞争又使各企业面临着生产规模、经济效益、产品质量和环境保护等方面的严峻挑战。
企业要想立于不败之地,必须提高自身的竞争能力,提高生产效率、降低成本、降低能源消耗和原材料消耗、减轻对环境的污染和改进产品质量,以适应快速多变的市场需求。
近20多年来,由于人类社会的飞速发展对钢材尤其是优质钢材、特殊钢材的需求越来越大,而随着科学技术的发展,钢材的冶炼技术也发生了质的变化。
炼钢炉的容量不断扩大,超高功率电炉普遍应用于生产,连续铸钢技术也円臻完善。
因此,炼钢的方法也发生了巨大的变化,由原始的一步炼钢法发展成为二步炼钢法即炉内初炼、炉外精炼。
炉外精炼技术由于其具有提高钢质量、加快产量、降低成本、改善劳动条件、改善生产环境条件等等优点已日益成为全世界钢铁行业的新宠,发展极其迅速。
全世界各大钢铁企业纷纷加大了对钢水炉外精炼的研究力度,研制了多种钢水炉外精炼的设备,尤其是提出了各种各样的理论和控制方法,并已创造了极其可观的经济效益。
1.4实施方案及主要研究手段（1）本课题对现有钢包精炼炉进行改进，重点解决现有钢包精炼炉的缺陷。
（2）根据钢包精炼炉的材料性质，确定工艺材料的选择（3）通过对已有的钢包精炼炉的结构进行改进，主要改善钢包包体、滑动水口、吹氩口。
1.5设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：(1) 参阅相关资料，了解和掌握钢包精炼炉工作原理及其发展，并查阅和收集相关资料；(2) 完成原理方案设计和结构方案设计，确定实施方案；(3) 对钢包精炼炉结构进行设计；(4) 钢包起吊轴加工工艺规程设计；(5) 对钢包滑动水口的结构改善，并对结果进行分析；(6) 完成所设计部件的装配图和零件图。
第二章钢包设计2.1、钢包尺寸计算此处省略NNNNNNNN字需要完整版请联系QQ九九八七二一八四。
3.1.4 各工况负载由于忽略了摩擦及惯性负载，且由任务书可知，整个工作过程中，工3.1.5 各工况时间将启动和减速过程忽略工进：t1===7.33s退回：t2===7.33s3.2 确定液压缸基本参数3.2.1 初选系统压力由任务书给出系统工作压力P1=16MPa，液压缸工作过程中，活塞杆主要受压，故取d/D=0.7系统对活塞杆速度有要求，初步构想采用出口节流调速，故初取系统背压P2=1MPa3.2.2 计算液压缸主要尺寸 A1=去=0.9=71.6846= 则A1=7168.46×则液压缸直径D==9.56cm去标准值D=100cm由d/D=0.7，则A1=2A2，i=0.7则d=70mm则液压缸的有效面积：A1=π·/4=78.5 A2=π·( )=40.1 活塞杆直径A=A1-A2=38.43.3 拟定液压系统图3.3.1 选择基本回路3.3.1.1 调速回路由于出口节流调速始终存在背压，故速度稳定性好。
3.3.1.2 油源形式的确定由第一部分分析看出，系统工作过程中主要由工进（高压大流量）和退回（低压大流量）两个工况组成，即泵主要要满足高压大流量的要求，故而，选择轴向柱塞泵。
3.3.1.3卸荷回路的选择由于钢水包滑动水口特殊的工作条件，要求液压系统在大部分时间内都处于不工作状态，但频繁的启动不仅消耗大量能量，而且对液压系统不利，故而系统应采用卸荷回路，现提出以下卸荷回路：（1）换向阀卸荷（2）先导式溢流阀卸荷（3）先导式电磁卸荷溢流阀卸荷3.3.1.4锁止回路的确定由于钢水包滑动水口要求在任何位置停止并锁紧，以稳定的调节钢水流出速率，故采用液控单向阀的锁紧回路。
3.3.1.5系统图的最终确定(1)（2）3.1.3.6系统的比较系统一采用双缸串联机构，工作中从动缸可随主动缸动作，从动缸的启动与停止完全跟随主动缸动作，运动控制精确，且系统简单，易实现。
系统二中，从动缸采用差动连接，并靠主动缸推动滑动水口为从动缸提供机械力，使从动缸运动，在主动缸停止运动时，从动缸可能会在惯性作用下继续运动，从而造成滑动水口的开度定位不精确，且此系统复杂，使系统搭建、调试以及发快的设计变得复杂。
系统三才有用先导式卸荷溢流阀，卸荷溢流阀流量大，且系统简单。
系统四采用单缸系统，并利用换向阀中位锁紧，系统简单易实现，但单缸系统的液压缸尺寸计算时，须按有杆腔提供工作压力计算，导致液压缸尺寸变大，而由于此液压缸需要经常拆卸，过大的液压缸对工人操作不方便，且对机械机构要求也更高，而换向阀中位机能锁紧回路锁紧不可靠。
综合以上分析，将系统一作为最终选定系统。
3.4液压辅件的选择3.4.1 选择液压泵及驱动电机3.4.1.1确定液压泵最大工作压力P1=16MPa由于系统管路简单，取ΔP=0.5MPa3.4.1.2确定液压泵的流量取泄露系数K=1.13.4.1.3选择液压泵型号由以上计算数字查阅产品样本，选用规格相近的华德公司的A2F 10 R 2 P 1轴向柱塞泵3.4.1.4确定驱动液压泵的功率取泵的总效率=0.8其中=10ml/r×1500r/min=15l/min=5KW3.4.2 控制阀的选择3.4.2.1 先导式溢流阀溢流阀通过的最大流量即为泵的额定流量，q=15L/min，最大调定压力p≥16MPa选择华德公司的DBW 10A-2-30B/315X/V3.4.2.2 换向阀通过换向阀最大流量为系统工进时流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa系统电磁换向阀选择4WE6 J 50B/ A G24 V系统手动换向阀选择H-4WMM 6JB/V3.4.2.3调速阀及液控单向阀调速阀及液控单向阀的最大流量为系统工进工况时的流量q=7.065L/min，工作压力p=16MPa调速阀选择Z2F 6-30B/S2 V单向阀选择Z2S 6-40 B/V3.4.3 蓄能器的选择3.4.3.1蓄能器的参数计算（1）蓄能器充气压力的确定蓄能器的最低工作压力应由实验确定，但由于条件的限制，在此定位12MPa。