炼钢材料、设备
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2.3.4 电炉转炉出渣 电炉、转炉出渣及扒渣站出渣均采用渣罐车出渣。先将电炉、转 炉渣流入 18m3 渣罐内,然后采用抱罐车运至翻渣间,经冷却回收后再 运到渣场处理或直接运往渣场。 连铸钢包铸余渣采用回炉方式,这样电炉既可通过铸余渣提前 进行脱 P、S,减少渣料消耗,进行综合利用,还能够大大减少铸余渣的运 输。电炉、转炉除尘后的烟尘也能加入到电炉进行综合利用。 2.3.5 电炉转炉修砌 目前炼钢车间电炉修砌方式能采用离线修砌(活炉座)也可以采 用在线修砌(死炉座)。为了提高车间作业率,我们采用离线修炉工艺。 与一般转炉相比较来说,因为 AOD 精炼转炉炉衬寿命很短,只有 几百炉,而且车间主要生产工艺设备均是一对一的关系,为了保证车 间年产量,提高车间作业率,采用离线 电炉转炉除尘 电炉转 近代电炉普遍都采用电炉四孔+密闭罩+屋顶罩三位一体的联合 除尘方式,达到降低噪音和有效收集烟尘目的,经过布袋系统除尘后, 气体含尘量小于 10mg/Nm3,噪音下降至 85 分贝以下。因此决定电炉 除尘采用电炉四孔+密闭罩+屋顶罩的联合除尘方式,以满足现代化 钢厂严格的环保治理要求。 转炉采用一次二次烟气排烟系统,除尘采用干法除尘。
2.3.7 主要设计特点和新技术的采用 为了保证该炼钢车间的现代化水平,确保把炼钢车间建成一个优 质、高产、高效、低耗的车间,本设计将采用如下新工艺、新设备、 新技术。 1)电炉采用超高功率电炉; 2) 电炉采用辅助能源及炉内二次燃烧技术, 以达到最佳能源利用; 3)电炉炉门外配置自耗式碳氧枪,在冶炼不锈钢时插入钢液中造 泡沫渣,实现埋弧冶炼; 4)电炉采用水冷炉壁和水冷炉盖等技术; 5)采用出钢槽钢渣混出工艺,提高 Cr 的回收率; 6)采用导电横臂技术和短网系统三相平衡布置的技术; 7)在电炉出钢线附近设有在线钢包烘烤器,可做到“红包”出钢, 降低出钢温度; 8)电炉出钢钢包车设有电子称量装置和钢包氩气搅拌系统; 9)电炉、出钢钢包、转炉、LF、VOD 炉采用机械化、自动化加 渣料及铁合金,进一步提高炼钢效率; 10)电炉采用四孔密闭罩屋顶罩相结合的除尘方式,转炉四周 采用防烟室和炉前、炉后大门将转炉封闭起来的捕捉二次烟尘,满足 现代化炼钢厂对环保的严格要求; 11)转炉采用顶侧复合吹炼工艺,侧部供气采用微机控制,氮氩 自动切换; 12)转炉氧枪升降传动采用变频调速; 13)转炉倾动采用变频调速,转炉倾动机构采用四点啮合的全悬 挂型式,炉口、炉帽、托圈、耳轴采用水冷,炉腹部分采用风冷; 14)转炉炉前、炉后门及周围挡板采用无水冷型防护结构,节约 8
2.1 概述 联众(广州)股份有限公司建设年产 80 万 t 的不锈钢专业厂,工 程分两期建设,一期建设 30 万 t 的冷轧不锈钢厂;二期工程建设炼 钢厂、 热轧厂和第二冷轧厂, 最终形成年产 80 万 t 不锈钢热轧钢坯、 12.6 万 t 不锈钢热轧黑皮钢卷和 16.8 万 t 不锈钢热轧白皮钢卷、 46.1 万 t 冷轧钢卷的生产能力。 根据产品要求, 炼钢系统考虑采用电炉—AOD 转炉—VOD 炉三步 法冶炼工艺,形成年产 82 万 t 不锈钢钢水的规模;主要生产钢种为奥 氏体不锈钢和铁素体不锈钢。炼钢厂内主要工艺设备有:150t 超高功 率交流电弧炉 1 座; 170tAOD 转炉 1 座; 170tVOD 线%不锈钢废钢45%合 金 ( 高 碳 FeCr) 。 电 炉 设 计 冶 炼 周 期 75min , AOD 转 炉 冶 炼 周 期 65~75min, VOD 炉精炼周期 65min。 炼钢车间年有效工作天数 252 天。 2.2 生产规模及产品 炼钢车间生产全不锈钢,年产不锈钢钢水 82 万吨,生产规模及产 品大纲见表 2-1。
元/t 坯,据上钢三厂比较,节约 160 元/t 坯。 因此三步法比较适合氩气供应比较短缺的地区, 且生产低 C、 N 低 不锈钢比例较大的专业厂采用。 综合比较,考虑到新建钢厂 100%生产不锈钢,生产规模大,生产 品种多,且联众公司在三步法生产不锈钢的管理和生产实践上有着丰 富的经验, 因此设计采用电炉+AOD 转炉+VOD 的三步法不锈钢冶炼 工艺。 2.3.3 熔剂及铁合金加料系统工艺方案 由于冶炼不锈钢电炉、转炉及钢包炉需要散料较多,采用垂直皮 带机系统集中供料。EAF、AOD、钢包精炼炉分别采用 3 组高位料仓, 熔剂及铁合金加料系统经垂直皮带机集中上料、分散供料给各高位料 仓,再经过转运皮带机分别给电炉、炉后钢包及 LF、VOD 系统。
二步法:1965 年和 1968 年,VOD 和 AOD 精炼装置相继产生,它 们对不锈钢生产工艺的变革起了决定性的作用。前者是真空吹氧脱碳, 后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种 与电炉相配合,这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。 采用电炉与 VOD 二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点: 1) VOD 炉不仅可以生产不锈钢的所有品种, 包括 C+N≤150ppm 的低碳低氮不锈钢,而且钢水含氮含氢量低,钢水质量较好; 2)VOD 炉氧气耗量(10Nm3/t 钢)、氩气耗量(0.3Nm3/t 钢)、还原硅 铁耗量(4kg/t 钢)较少; 3)VOD 炉设备投资少,仅 5800 万元,且对厂房适应性也较好; 4)VOD 炉不需设置庞大的除尘系统、炉渣运输及处理系统。 其缺点: 1) VOD 要求初炼钢水含 C0.6%左右, 由于 要求电炉出钢 C 在 0.6% 以下,因此需要采用高价中低碳 FeCr 以及 20%不锈钢废钢进行配料, 增加操作成本; 2)由于脱 C 速度较慢,精炼时间长(80-120 分钟) ,生产率低; 3)电炉+VOD 炉结合综合生产成本较高。 目前该法仅用于生产少量不锈钢, 采用 VOD 炉生产不锈钢的厂家 的产量约占不锈钢总产量的 5.8%左右。因此 VOD 炉比较适合小规模 多品种的兼容厂的不锈钢生产。 采用电炉AOD 的二步法工艺生产不锈钢具有如下优点: 1)AOD 生产工艺对原材料要求较低,电炉出钢含 C 可达到 2%左 右,因此能够使用廉价的高碳 FeCr 和 20%不锈钢废钢作为原料,降低 了操作成本; 2)AOD 法可以一步将钢水中的碳脱到 0.01%,且不锈钢中 95% 3
2.3 炼钢工艺确定及主要设备 2.3.1 不锈钢冶炼工艺 目前世界上不锈钢的冶炼有三种方法,即一步法,二步法,三步 法。 一步法: 即电炉一步冶炼不锈钢。 由于一步法对原料要求苛刻 (需 返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬) ,生产中原材料、能源介质消耗 高,成本高,冶炼周期长,生产率低,产品品种少,质量差,炉衬寿 命短,耐火材料消耗高,因此目前很少采用此法生产不锈钢。 2
不锈钢废钢0tx1原材料能源介质消耗及质量要求表2611序号名称单位年消耗量1质量要求备注4084体积密度06tm1000mm重量1ts0041064体积密度05tm1500mm重量1t4103按国家标准供应粒度3050mm8364按国家标准供应粒度3050mm057按国家标准供应粒度3050mm107按国家标准供应粒度3050mm082成份c85s1灰分12粒度10mm028按国家标准供应013按国家标准供应10料罐及工具016按国家标准供应11保温剂049按国家标准供应12镁砂984按国家标准供应13648按国家标准供应14镁砖164按国家标准供应15984按国家标准供应16粘土砖328按国家标准供应17耐火粉082按国家标准供应电炉冶炼电耗x10kwh41035kv其它电耗x10kwh4135kvx10nm533压力20mpa纯度996含水量05kgminx10nm1148压力020mpax10nm164压力20mpax10nm2952压力0410mpa干燥无油451压力07mpax10kg82压力13mpa温度210c蒸汽干度97lpgx10gj042热值40128kjnm26炼钢车间主要冶炼设备性能261电炉及其辅助设备技术性能12序号名称单位技术参数电炉公称容量tx电炉型式ac电炉炉壳直径mm8000炉门至操作平台高度mm700熔池深度mm95011电炉倾动方式单缸倾动双缸锁紧12电炉倾动角度40出钢10出渣13电炉倾动速度053514炉盖提升旋转型式液压顶缸式连身式炉盖与电极可分开旋转炉盖提升行程mm50010炉盖提升下降速度mms3011电极直径mm71012电极极心圆直径mm1350150013电极提升行程mm530014电极提升速度自动mmmin120250手动mmmin120300应急快速提升mmmin40015炉盖旋转速度16炉盖旋转角度7217炉盖提升时间1218炉盖旋转时间1819电炉变压器额定容量mva15520变压器一次电压kv3521变压器二次电压735132722最大电极电流ka7823冷却水系统冷却水总流量1953冷却水进水压力mpa06表2713150t电炉主要技术性能表14自耗式碳氧枪技术参数表喷fesi与喷c枪参数表石灰喷吹系统参数表序号名称单位技术参数旋转倾动摆动型式电动氧气流量nm供氧压力mpa序号名称单位技术参数冷却水进水温度45冷却水回水温
的品种都可以生产; 3)不锈钢生产周期较短,灵活性较好; 4)生产系统设备总投资较 VOD 贵,但比三步法少 5800 万元; 5)AOD 炉生产一步成钢,人员少、设备少,所以综合成本较低。 其缺点: 1)由于侧吹风口的耐材熔损较快,炉衬使用寿命短(仅 130-200 炉) ; 2)还原硅铁消耗大(14kg/t 钢) ; 3)目前还不能生产超低 C、超低 N 不锈钢,且钢种含气量较高; 4)氩气耗量大(12-20Nm3/t 钢) ; 目前世界上 88%不锈钢采用二步法生产,其中 76%不锈钢是通过 AOD 炉生产。因此它更适合大型不锈钢专业厂使用。 三步法:即电炉复吹转炉VOD 三步冶炼不锈钢。其特点是电炉 作为熔化设备,只负责向转炉提供含 Cr、Ni 的半成品钢水;复吹转炉 主要任务是吹氧快速脱碳,以达到最大地回收 Cr 的目的;VOD 真空 吹氧负责进一步脱碳、脱气和成份微调。三步法与传统的二步法电炉 +AOD 相比,有如下优点: 1)氩气消耗量低(0.6~2.0Nm3/t) ; 2)还原硅铁消耗低(8~10Kg/t) ; 3)复吹转炉炉衬寿命高(约 900~1500 炉,最高 2000 炉) ; 4)精炼周期短(60~70 分) ,生产率高,易于连铸配合实现全连 浇; 5)生产品种多(可以冶炼所有不锈钢产品) ; 6)钢水气体含量低,[N]=40-70ppm、[H]≤2ppm; 7)生产所带来的成本低,据国外比较三步法生产不锈钢比二步法节约 9 美 4