毕业设计---电弧炉炼钢车间设计.doc

摘要 本文涉及内容为年产70万吨良锭电弧炉炼钢车间设计。根据高等院校冶金工程专业《钢铁厂设计原理》,通过广泛参考有关文献资料,简要介绍了我国炼钢技术的发展历程、电弧炉炼钢的特点、未来的发展趋势。本文的重点是,通过物料平衡和热平衡的计算、炉型设计与计算,确定了合理的生产工艺，完成了主要设备的选择与计算、烟气净化系统的选择与设计，绘制了电弧炉和炼钢车间等剖面图纸，最后成功完成年产70万吨良锭电弧炉炼钢车间设计。 关键词：物料平衡，热平衡，炉型，车间设计，电弧炉，连铸第一章 绪论 1.1电弧炉发展史 电炉是在电发明之后的1899年，由法国的海劳尔特在玻利维亚发明的。它被建在阿尔卑斯山的峡谷中，原因是在距它不远处有一个火力发电厂。电能具有清洁、高效、方便等优点，是工业发展的优选能源。19世纪中叶以后，大规模实现电——热转换的冶炼装置陆续出现：1879年，William Siemens首次进行了使用电能融化钢铁炉料的实验，1889年出现了普通感应炼钢炉，1900年法国人P.L.T.Heroult设计的第一台炼钢电弧炉突入生产。从此电弧炉炼钢在一百年中得到了充分的发展，目前已经成为最重要的炼钢方法之一。电弧炉的出现，开发了煤的替代能源使废钢开始能回收再利用，为可持续发展做出了巨大贡献。[1] 在国际上，电弧炉装备技术的发展大体经历了以下几个阶段，20世纪70年代，常规交流超高功率电炉及其配套技术的开发应用，使电炉的生产效率大大提高，技术经济指标大大改善。20世纪80年代，直流电弧炉得到大规模的工业应用。20世纪80年代后期至90年代中期，利用高温废气对废钢和CO进行预热后再燃烧的技术，以及用化学能代替部分电能的各种节能电炉技术被成功开发并应用。 我国电炉炼钢在20世纪80年代以前一直处于落后的状态，当时全国有3000多座容量为3吨--30吨的小电炉，功率水平普遍不大于350kVAt。这些小电炉多采用落后的“老三段”冶炼工艺(即在电炉内完成熔化、氧化、还原三步冶炼任务)，电炉生产效率低、产品质量差、能源消耗高、生产过程污染严重。我国电炉钢生产能力在90年代得到发展，从90年代中期的2000万吨/年提高到2011年的6800万吨/年，与此同时电炉炼钢产品的技术经济指标也得到明显改善。 电炉炼钢的发展经历了普通功率电弧炉——高功率电弧炉——超高功率电弧炉的过程，其冶金性能也随之发生了革命性的变化，由传统的制作发展为能提供初炼钢水的二期操作。[2] 现在国外，最大容量的交流电弧炉，美国为350t、日本为250t、英国和俄罗斯都为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的三电极为最大。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。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90t以下的双电极直流电弧炉产品。株洲电炉厂也有类似产品。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不久，直流电弧炉也处在初创阶段，相比之下差距可见。电弧炉炼钢自问世以来，呈不断增长的发展趋势，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——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。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。 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。[3] 1)形成了电弧炉冶炼——连铸“三位一体”或电路冶炼——连铸——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世纪以来的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，配置了一台300t超高功率交流电弧炉，年钢产量24