50万吨电炉炼钢车间设计方案

50万吨电炉炼钢车间设计方案

1.1 钢铁工业现状

钢铁是使用最广泛的金属材料，人用金属，钢铁占90%以上。没有钢铁，人们不能活，生产或其他活动中使用的工具和设施也都是用钢制的。钢铁生产往往是衡量一个国家的工业化水平和生产能力的重要标志，钢铁产品的质量和品种，对国民经济和其他工业部门的产品质量，有很大的影响。

转炉炼钢转炉炼钢的主要原料是高炉冶炼，多数情况下，高炉的主要原料是铁矿石。锭坯或铸坯转炉生产的产品是，他们不是最终产品，必须由各种类型和规格的钢板、钢、管等最终产品的轧制生产，提供市场。因此，氧气转炉不能独立存在，它必须首先炼钢，轧制，和其他辅助原料生产和供应系统，钢铁生产的组合组成，我们称这种生产方式为钢铁企业。电弧炉炼钢是炼钢的主要原料，或直接还原铁及其制品，其产品仍为锭或坯，需要通过滚压机轧制成最终产品，为市场需求。在这种情况下，作为一个成品钢的生产单位，往往由钢和钢的2个部分，我们说这样的生产模式，电炉钢。随着电弧炉的高功率和超高功率，精炼，连铸连轧和一系列的技术开发和社会的废料资源充足的积累，显示了强劲的发展势头，由于资源和环境的影响“废电弧炉连铸-轧钢生产过程，与传统的钢铁企业相比，这种新型电弧炉钢米尔斯也被称为短流程。电炉炼钢产品主要有轴承钢、不锈钢等。

1.2 电弧炼钢厂

近年来，电弧炉炼钢在全球的不断发展，电弧炉钢在世界钢铁生产中所占的比重越来越。电弧炉炼钢厂的废料为原料，或直接还原铁的一部分，构成部分的冶炼通常是一个高功率或超高功率电弧炉和炉精炼设备，如炉和一个连续铸造机，钢坯热交付到下一个滚动汽车直接轧制生产。由此我们可以看出，电炉炼钢厂具有结构紧凑、投资的优势，建设周期短，节约能源消耗，改善环境污染，劳动生产率优势，具有年产钢可以从百万吨到数百万吨，品种种类繁多，从普通碳钢高质量合金钢。与传统的钢铁企业相比，规

模小，过程相对短，也被称为“短流程”

在我国电弧炉钢产品有优质钢材、合金钢、钢等特殊用途。在特殊钢厂，由于品种和质量要求，冶炼和加工技术更为复杂，还需要设置炉精炼炉、真空炉、电渣炉等多种类型的设备，满足不同种类的钢生产的需要。

钢水浇铸方式的选择：在冶炼钢和生产规模适宜的条件下，应在连铸选择方案、炼钢、铸造、锻（轧）相比于传统的生产工艺，连铸具有一系列的优点：

1）金属产量可提高10% 15%；

2）采用连铸生产工艺，降低能耗25%至50%；

3）节省基础设施投资40%；

4）促进生产过程自动化，扩大和提高钢材质量，钢坯。

连铸坯生产的技术和经济效益显著，连铸技术的发展是炼钢和铸造工艺的重大变革，以及后续工序的衔接，提高生产率，降低能耗，各种新技术也都是因为水平连铸的提高而得以实现的：通过连铸连轧、铸坯热送、热装、连铸坯直接结扎。

1.3 炼钢厂生产规模与物料平衡

1.3.1 炼钢厂生产规模与产品大纲

钢厂（车间）的生产规模是指合格的连铸坯质量的数量。对于一个车间，还应区分其“生产能力”和“实际（或计划）输出”，当设备正常运行，没有意外事故的外部因素，两者实际上是相同的。

炼钢厂的产量是由该工厂的炼钢生产所决定的。根据工厂的产品计划，该厂的产品产量，品种和规格的产品，如各种参数，以确定加工工艺和加工设备类型，再根据工艺的要求，以确定的炼钢车间应提供铸坯质量和截面形状和大小，根据不同的钢材等级要求提供的板坯数量（吨），这通常是一个产品的生产车间的概述。

炼钢车间的设计应该首先制定车间生产计划（或计划的产品设计，清单的钢铁，冶炼钢铁有一些工具的代表，钢铁产量占总产量的比例。以这种方式，产品种类，生产，

和生产车间的比例明确表示。

1.3.2 炼钢厂的物料平衡

炼钢厂（车间）生产物料平衡是指进入车间的原材料（月消耗量或年消耗量，公斤或吨），用一段时间来生产合格钢坯数量，排出渣，工业废物的量和排放量和回收的烟尘量的平衡计算。它是一个车间的投入和产出之间的关系。炼钢过程中，消耗的原材料对金属材料的量（废料和铁水）是最大的，所以在物料平衡应是金属材料的平衡。

表1.1 超高功率电弧炉熔炼主要经济技术指标

项目单位主要经济技术指标

冶炼周期min/炉40 ～ 70

冶炼电耗kw·h/t250 ～ 400

石墨电极消耗量kg/t AC:<3；DC:<1.5

单位功率水平kv·A/t700 ～ 1000

电炉的公称容量t 60 ～ 150

车间物料平衡计算的意义：

1）的大小的输入和输出任务的一个一定规模的生产车间，即，数量的概念店的吞吐量。从这一点，我们可以选择各种原材料的输入，成品和废产品的输出应使用在运输方式。计算出的运输量和任务的大小也是设计布局和运输的基础。

2）由原材料贮存、贮存容器或贮存区所消耗的材料的量。

3）选择好或坏的指标是一种直接反映经济的设计是否合理，特别是金属材料的消耗和金属在生产过程中的一部分，可以展示设计过程中的先进性，金属含量的利用率。

1.4 炼钢车间设计的内容

炼钢车间的设计一般应包括以下基本内容：

车间工艺设计；车间机械设备设计；电源设备设计，电信系统设计，照明设计；供水和排水（包括污水处理）的设计；通风及局部加热，通风设计；厂房及设备基础及其他结构设计；

车间工艺设计的任务。具体地说，设计任务的过程是设计任务书的基础，为下面的内容完成更详细的设计和计算，编写本书的设计，绘制相应的图纸：

（1）制定详细的产品计划（产品概要）；

2）根据不同的钢制生产工艺方案；

3）主要设备的选型，确定设备的数量、型号等；

4）选择各种辅助设备，对设计过程中的非标设备要求；

5）设计并绘制车间工艺平面布置图，并将部分图；

6）水、电、热、土木工程、通风、照明、设备制造及一般布局及交通等专业设计；

7）计算原材料的消耗量，计算炼钢和铸造生产工艺的技术经济指标；

8）编制劳动定额计划；

9）对连铸板坯生产成本的计算和成本计算的技术资料，并提出了技术和经济分析所需的数据。

本设计主要解决工艺设计。一般来说，是制定产品方案，确定的主要过程，选择的主要生产设备（电炉、精炼设备、铸造设备、每跨需要一些重型设备）进行了鉴定，解决了生产车间各部分的布局问题（主要指电炉、精炼过程设备，铸造设备布局），绘制植物配置图、剖面和电弧炉炉型的人物，会计的主要经济技术指标的车间。

2 设计方案的确定

2.1 产品大纲的制定

2.1.1 产品大纲

（1）冶炼钢种

主要钢种：轴承钢

其他钢种：碳素钢、合金结构钢、冷镦钢、碳素工具钢

（2）代表钢号成分。见表2.1。

表2.1代表钢号成分

Q235（碳素钢）≤0.22 ≤0.3 0.3~0.8 ≤0.35~0.45

30Mn2（合金结构

0.27~0.34 0.17~0.37 1.40~1.80

钢）

ML15（冷镦钢）0.13~0.18 0.15~0.35 0.3~0.6 ≤0.035

T7（碳素工具钢）0.65~0.75 ≤0.35 ≤0.4 ≤0.035 ≤0.030 （3）各钢种代表钢号、产量以及产量比（%）。见表2.2 。

表2.2各钢种代表钢号、产量以及产量比单位：万吨钢种代表钢号产量产量比(%)

高碳铬轴承钢GCr9 39 60

碳素钢Q235 13 20

合金结构钢30Mn2 6.5 10

冷镦钢ML15 3.25 5

碳素工具钢T7 3.25 5

2.1.2 制定产品大纲的依据

近年来，随着我国轴承市场的快速发展，机械、汽车等行业的快速发展，为轴承行

业的发展提供了市场空间，扩大了轴承钢的市场空间，给轴承钢的发展带来了机遇和前景。

所以在现阶段，除了保证轴承钢的生产外，还应大力提高冶炼、优质轴承钢的生产水平，为今后国内航空航天、汽车、船舶、计算机等行业的发展提供保障。 2.1.3 钢种的特性以及用途

(1) 高碳铬轴承钢GCr9。

表2.3 GCr9的化学成分

1）特点：

淬透性和高耐磨性，冷变形和切削介质，可焊性较差，对白点形成热处理回火脆性敏感。gcr9已经成为最广泛的高碳铬轴承钢因其良好的性能和低合金含量。淬火和回火后，具有均匀的结构，良好的耐磨性，高硬度和高接触疲劳性能。 2）使用：

用于生产滚动体和轴承环。例如：生产汽车、火车、钻床、各种机械、环、钢球、滚子轴承。有时用来制造模具、工具等。 （2）碳钢Q235 1）特点：

中碳含量适中，塑性、韧性、焊接性能、冷加工性能良好。强度好，易于加工。 2）使用：

大量生产的钢板、钢筋、钢、桥梁、车辆等。质量好的含S 、P 低C 、D 级Q235，相

元素 C Si Mn Cr P S N H O Ti 含量(％)

1.00~ 1.10

0.15~ 0.35

0.25~ 0.45

0.90~

1.20

≤0.025

≤80

ppm

≤1~2 ppm

≤12 ppm

≤15 ppm

当于优质碳素结构钢，适用于制造框架、连杆、轴、轴套环等的要求比较高，焊接工程机械结构件的韧性。

（3）碳素工具钢T7

1）特点：

亚共析钢，具有良好的韧性和强度。

2）使用：

用于制造承受冲击负荷的工具，如冲压、模具、钳工工具、钻头、用大铁锤，密封方面，相对于单纯的外科医疗器械等。

（4）ML15钢

1）特点：

良好的塑性和韧性，耐冷性的影响。

2）使用：

用于铆钉、销、弹簧螺栓、螺钉等。

（5）合金结构钢30Mn2

1）特点：

经过处理后，具有很好的强度、韧性和耐磨性。图、冷锻和热处理工艺在小尺寸零件制造、机械加工和焊接中表现较好，一般不作为焊接件。

2）使用：

汽车、拖拉机车架、传动齿轮、轴、淬火和回火零件的大截面都是用于制造，起重机的后桥和其他高强度的心脏也可用于生产碳。