75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告（100页优秀甲级资质可研报告）(2).doc

*钢铁有限公司75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告*省*院有限公司二oo九年一月*钢铁有限公司75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告工程号：09002总经理：总工程师： 项目设计负责人：*省*院有限公司二00九年一月报告中若有疑问请联系本人qq1251753696，互相交流共同进步目 录第一章 总 论11.1、项目名称及建设单位11.2、企业概况11.3、编制依据11.4、项目建设的必要性21.5、项目概况21.6、设计原则及范围31.7、产品大纲41.8、金属平衡51.9、主要原辅材料及动力供应61.10、主要综合技术经济指标8第二章 炼 钢102.1、概述102.2、炼钢生产能力计算102.3、工艺流程112.4、工艺操作简述122.5、主要原辅材料供应142.6、车间组成及工艺布置162.7、主要工艺设备选型162.8、主要技术经济指标及原材料、燃料及动力消耗指标18第三章 连铸203.1、概 述203.2、连铸机机型的选择203.3、连铸车间组成及工艺布置233.4、连铸工艺流程及生产操作简述243.5、连铸生产能力263.6、连铸机主要技术经济指标及能源介质消耗27第四章 供配电及自动控制294.1、概 述294.2、供电方案294.3、无功补偿及谐波电流的抑制314.4、配电线路敷设314.5、炼钢车间基础自动化32第五章 供排水设施355.1、概 述355.2、给排水系统设计原则355.3、水 源355.4、水量及用水要求365.5、给排水系统37第六章 热力燃气设施和除尘设施416.1、氧气、氩气、氮气供应416.2、燃气供应486.3、压缩空气供应486.4、电炉车间除尘496.5、余热回收锅炉54第七章 建筑结构567.1、建筑567.2、结 构58第八章 总图运输628.1、概 述628.2、总图布置628.3、工厂运输628.4、工厂绿化638.5、工厂消防63第九章 能源分析649.1、工序能耗649.2、工序能耗分析649.3、节能措施659.4、评估66第十章 环境保护与综合利用6710.1、设计依据6710.2、主要污染源与污染物6710.3、治理措施6710.4、废弃物综合利用6910.5、环境影响分析69第十一章 劳动安全与工业卫生7011.1、设计依据7011.2、生产过程中不安全因素和职业危害因素分析7011.3、安全技术措施7111.4、工业卫生防范措施7211.5、安全与工业卫生投资7311.6、安全与工业卫生设计预期效果73第十二章 消 防7512.1、设计依据7512.2、工程概况7512.3、工程火灾因素分析7512.4、设计采取的防范措施75第十三章 劳动定员7813.1、工厂体制及组织机构7813.2、生产班制及定员7813.3、人员来源及培训80第十四章 投资估算8114.1、概述8114.2、编制依据8114.3、有关说明8114.4、投资估算81第十五章 技术经济8315.1 经济评价方法的选择8315.2 基础数据及计算条件8315.3 财务计算8415.4 盈利能力分析8715.5 偿债能力分析8715.6 盈亏平衡分析8815.7 敏感性分析8815.8 结论8915.9 附主要经济指标汇总表89第一章 总 论1.1、项目名称及建设单位(1) 项目名称75t超高功率交流电弧炉技术改造工程(2) 建设单位*市*钢铁有限公司1.2、企业概况*钢铁有限公司位于*市顾山镇工业园区西区，是由*市合金钢铸造有限公司与澳大利亚扬扬公司共同经办的中外合资企业。企业现有四台15吨中频炉，主要以加工铸造及销售普碳合金钢产品为主，占地面积22350.6平方米，现有员工300人，其中各类工程技术人员50名。公司拥有110kv变电所及电力设施1座，300吨位船泊码头1座，10-15吨行车16台，连铸设备1套，年生产能力30万吨。2007年实现工业总产值78893万元，工业增加值12910万元，与2006年相比分别增长86.05、72.64。1.3、编制依据(1) *市*钢铁有限公司关于75吨超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告的委托书；(2) 2007年9月21日下发的国家发展改革委办公厅关于请组织实施循环经济高技术产业重大专项的通知（发改办高技（2007）2289号）；(3)国务院2000年7月27日颁布的国家计委、经贸委七号令当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术指导目录(2000年修订)；(4)2005年12月2日中华人民共和国国家发展改革委员会第40号令产业结构调整指导目录(2005年本)；(5)科学技术部编制2007年科技型中小企业技术创新基金若干重点项目指南；1.4、项目建设的必要性1.4.1车间没有烟尘处理设施，每年向大气中排放大量烟尘，造成周边环境的污染，不符合环境保护要求。1.4.2设备能源消耗高，造成能源浪费。1.4.3炼钢技术落后，工艺简单，产品质量差，影响市场竞争力。1.4.4设备不符合国家钢铁产业政策和有关规定，按照国家“上大压小，淘汰落后”的方针，该炼钢设备属淘汰之列。1.5、项目概况项目建设从电炉到连铸的短流程炼钢生产线，计划年产电炉钢连铸方坯30万吨。电炉钢种为高强度结构钢坯、低合金钢坯、高压锅炉管坯。连铸坯规格为方坯：150150mm,220220mm；圆管坯：dn150mm-dn230mm，坯长定尺4.59m。工厂建设在*市顾山镇，原材料和产品的运输以公路为主。全厂除电炉炼钢、精炼、连铸和公辅设施外，还建设有与之配套的废钢加工生产线和棒材轧制生产线，以及全厂行政办公设施。工厂总图布置要求一次设计，分步实施。电炉精炼炉和连铸，选择工艺设备要求先进、可靠、高效、实用、经济，为了提高生产线的装备水平，关键设备可选用国外先进装备，其它选用国内技术成熟，操作稳定的产品。电炉冶炼原料采用全废钢冶炼，废钢主要来源为外购，部分为本厂返回废钢。1.6、设计原则及范围（1）设计原则 遵循“先进、成熟、优秀、经济”的原则，立足于国内，炼钢车间采用目前经生产考验、成熟可靠、节能低耗的eaflfvdcc短流程生产工艺，达到提高生产率、降低生产成本，获取较好的经济效益。在技术装备上以先进实用为原则，并可以满足生产所需产品的要求。 节能降耗是国家的一贯政策方针，也是保证产品具有竞争力的有效途径，设计中给予充分考虑。 在满足先进适用、可靠耐用的前提下，采用国产设备，以降低投资和加快建设进度。 设计中要充分考虑所处地理位置状况，合理考虑总图布置，使生产工艺流程合理顺畅，充分利用可以利用的相关设施和生产辅助设施。 设计遵循环保治理“三同时”原则，对环境保护、节能、安全与工业卫生、消防等均严格按国家标准及有关规范执行，对“三废”排放按国家规定排放标准考虑。（2）设计范围炼钢车间：电炉连铸主厂房；车间设75teaf炉一座，75tlf炉一座，75tvd真空精炼炉一座，四机四流方圆两用合金钢连铸机一台；与之配套的设备基础、平台、辅房、供配电、给排水、车间内部管线、非标设备等；与炼钢、轧钢生产相配套的厂内变电所、水处理站、空压站、供电、给排水、除尘设施、环保设施及总图运输。另外，对工程项目进行投资估算。1.7、产品大纲生产规模：本项目生产规模为年产30万吨合金钢方圆连铸坯，加工成年产30万吨合金钢材。炼钢车间建设75teaf炉一座，75tlf精炼炉一座，75tvd真空精炼炉一座，四机四流方圆两用合金钢连铸机一台。生产钢种：石油套管钢，代表钢种j55、k55、n80、q125等；高合金钢，代表钢种50crmov、40cr、20crmnti等；低合金钢管坯，代表钢种20mnsi、20g等；本项目产品方案见表1-1。产品方案 表1-1序号钢种名称代表钢号年产铸坯量104t比例（%）1低合金钢坯27simn,q3458.4282高/中/低压锅炉管坯20g,15crmogp91,1cr5mo10#,20#,a,b,c6203化肥厂高压管管坯20g,15mnv,12cr1mov2.484高强度结构钢坯10#45#,40mn235cr,35crmoa12405造船用管管坯320,4101.24合 计30100产品规格：断面方坯：150150mm,220220mm；圆管坯：dn150mmdn230mm.管坯，定尺长4.59m。产品主要供应本厂轧钢厂生产。1.8、金属平衡项目的年生产规模钢水 31.45104t/a连铸坯 29.9104t/a全厂金属平衡图 单位：104t/a废 钢35铁合金0.9475t电炉36.7钢 水31.4575t精炼炉31.4581920大包钢水31.45 99% 1.0%中间罐钢水31.14钢包注余损失0.31 0.87% 97% 0.7% 1.43%切头、切尾0.45氧化铁皮0.22中间罐注余溢流损失0.27铸 坯30.2 99% 1%合格铸坯29.9废 品0.51.9、主要原辅材料及动力供应1.9.1、主要原辅材料供应（1）外购废钢炼钢厂年需废钢35104t/a，由市场购入。对入炉废钢的质量要求如下：体积密度：0.7t/m3规格：长度1.5m，断面0.50.5m2，单重：1t元素含量：s0.04%，p0.06%，pb0.005%，cu0.20%（2）返回废钢炼钢厂年返回废钢1.26104t/a。部分废钢挑选处理后入炉。（3）铁合金年需各类铁合金0.94104t由国内市场供应。（4）电极年需电极约1573t由进口或国内供应解决。1.9.2、动力供应（1）供水钢厂工业总用水量为4500m3/h，将在厂区自建水源泵站供水，工业净水重复利用率为96.52%，生活用水平均为15m3/h，工业和生活用水补充新水量为173m3/h。（2）供电经计算炼钢厂电炉、钢包炉负荷79983kva，其它动力负荷13040kva，全厂总计算负荷93023kva，本工程将新建1座110kv总降压变电所，由附近区域变电站引两路200kv电源，总降变电所内设三台主变，1台35kv直供电炉、钢包炉，另2台主变供炼钢全厂动力用电和轧钢厂部分用电，总降变电所内包括动态功率因子补偿装置及相应的高低压开关等电器设备。炼钢厂保安电源利用*原有10kv保安电源。（3）氧气、氩气炼钢厂冶炼用氧3570nm3/h，车间用氧410nm3/h，共计3980nm3/h耗用氩气30nm3/h，钢厂将新建1座4000nm3/h制氧站满足全厂用氧、氩的需要。（4）压缩空气全厂压缩空气总耗量为55nm3/min，在炼钢厂区内建空压机站一座，站内安装ep200型低噪音螺杆压缩机组4台（3用1备），每台压缩机容积流量为20nm3/min。1.9.3、物料储运（1）原料库钢厂建室内废钢堆场一座，用于废钢的转运和堆存。铁合金库、电极库、粉料库、耐火材料库、白云石和萤石库棚等仓储设施均考虑利用，不足时另行解决。本设计预计建一个配料跨，90米长，35米宽，行车轨面标高13米。合计3150m2，除堆放废钢外，再堆部分返回废钢和耐火材料。（2）成品连铸坯堆场成品连铸坯堆场面积为105米长30米宽，面积为3150m2。成品连铸坯主要直接送至轧钢车间，因此堆放时间不会很长，按照市场经济组织生产。成品连铸坯堆场除堆放连铸坯外，可存放一些连铸中间包，结晶器检修等。（3）运输根据当地情况，厂外运输委托社会运输力量，不专设运输系统。1.10、主要综合技术经济指标序号指标名称单位指标备 注1生产规模：钢水104t/a31.45 连铸坯104t/a29.9成坯率97%2原材料及动力消耗废钢104t/a35铁合金104t/a0.94石灰104t/a1.62萤石t/a1573耐火材料t/a11008电极t/a1573水（总用水量）m3/h4500循环使用补充新水m3/h173电108kwh2.51压缩空气nm3/min55天然气万m3/a240氧nm3/h40003设备总重t65004占地面积m2193955运输量104t/a130其中厂外运入104t/a65.9厂外运出104t/a61.16绿化用地率%207全厂劳动定员人3508经济效益固定资产投资万元32950年销售收入万元114000总成本万元106050年所得税万元1916所得税后利润万元5747全部投资收益率(税后)%15.75投资回收期年7.49建设期结论与评价：上述测算结果显示，本项目建设具有较好的经济效益，抗风险能力较强，将4台设备落后、产量低、消耗大、污染严重的中频炉改造建设成技术装备先进、自动化程度高、消耗低不污染环境的短流程生产线，为轧钢厂提供稳定的方圆铸坯。本项目固定资产投资32950万元，建成年产30万吨合金钢连铸坯的先进工厂，每年给国家上缴各种税金1606万元，效益显著。建议尽快立项建设。第二章 炼 钢2.1、概述炼钢工程包括以配料跨，电炉精炼跨连铸跨出坯跨组成的主厂房和辅助设施。炼钢连铸系统设75t超高功率高阻抗交流电弧炉一座，75tlf炉外精炼装置1座，75tvd真空精炼炉1座，r10.5m四机四流管坯连铸机1台。75t电炉拟引进外国先进的进口设备，lf炉、vd炉及连铸机选用国产优质产品。车间生产规模为钢水31.45104t/a ，连铸坯29.9104t/a。生产主要钢种为石油套管钢、高合金钢、低合金钢管坯，并提供上述钢种的方坯和管坯，供轧钢厂轧制。连铸坯断面方坯：150150mm,220220mm；圆管坯：150mm230mm，定尺长4.59m。2.2、炼钢生产能力计算2.2.1电炉年生产能力计算本项目拟采用超高功率高阻抗交流偏心底出钢电炉，充分利用电能热量，吹氧及烧嘴供热，降低冶炼时间，具有明显的节电和高强度冶炼效果。电炉平均炉产钢水量 75t电炉（初炼炉）冶炼周期 90min其中：通电熔化 52min 升温 9min 出钢及出钢口维修 6min补炉、调换电极 8min加废钢 10min测温取样 5min车间昼夜出钢炉数 16炉车间有效作业天数（作业率71.8%） 262天年产钢水量1675262 = 314500t2.2.2 lf和vd精炼炉产量计算由于lf和vd精炼炉的生产与电炉冶炼作业相对应，出钢周期为60min，可在lf工位进行合金化和保温操作，从而跟电炉的90min周期相匹配。lf和vd炉容量与电炉的相近配，lf或vd炉平均出钢量为75t，因此，1座lf和vd精炼炉的年产量约为314500吨。lf和vd炉的能力尚有一定的潜力。2.3、工艺流程耐材废钢造渣剂铁合金 氩/氮气vd氩气及蒸汽圆坯连铸机烟尘及炉渣75t电炉电极氧气造渣剂铁合金耐材75tlf钢包烟尘及炉渣硅铁石灰耐材2.4、工艺操作简述（1）加料操作废钢：废钢配料在废钢配料跨内进行，配料时间用电磁盘将废钢装入料篮，料篮放在电动平车上，可根据装料的需要来回移动，以缩短装料时间。料装完经计量后，由废钢料篮车将废钢料篮运到炉子跨，用160t桥式吊车，将料篮内还原铁加入到电炉里。空料篮返回废钢配料跨。（2）铁合金和散状料加料操作炼钢所需的铁合金，须符合块度的要求，分别存放于铁合金仓库及车间料仓待用。外部运来的散状料由自卸车倒入地下转运仓，然后通过皮带机运入炉前加料系统的料仓内，电炉配一套加料系统，lf炉也配一套加料系统。（3）电炉冶炼操作装料时，每炉装23次废钢。装料首先由起重机将料罐吊至电炉附近上方，待电炉炉盖提升并旋开之后，吊车迅速将料罐吊至电炉上方，并将底部打开，将原料装入炉内，然后炉盖旋回。通电熔化时，合上电源开关，电极自动下降并起弧，与此同时氧燃烧嘴点火。开始的2分钟内，采用低压短弧操作，电极穿井后即换为长弧操作。在料基本熔清后，关闭氧燃烧嘴，同时打开碳氧枪，造泡沫渣，加快熔化并保护炉衬和水冷炉壁。一般情况只需加1次料，若需要加第2罐料，则在加料前，关闭碳氧枪、炉子断电，待第2罐料加入后，继续通电熔化，同时点燃氧燃烧嘴加速熔化。在炉料基本熔清后，关闭烧嘴，打开碳氧枪造泡沫渣。碳氧枪的喷吹时间视炉渣发泡情况而定。当炉内铁料全部熔清后，立即开始升温初炼，主要是吹氧加造渣剂脱碳和脱磷。待钢水温度和成份符合要求后，即可出钢。钢水包在使用前需烘烤到10001200，然后将水口灌满填充料，钢水包放到车上，开到炉下出钢位置，待电炉倾动到出钢角度时，打开偏心出钢口出钢，并通过电炉炉后加料系统向钢包加入铁合金。钢包车上设有称量装置，当钢水达到要求重量时，发信号给电炉，使其倾动返回零位，实现留钢留渣操作。装有钢水的钢水包车开到lf工位进行电弧加热，调整钢水成分和温度，用160t吊车将钢水包送到连铸机大包回转台上浇注。lf工位配有一台喂丝机，需要时可用其向钢液内喂入硅钙丝，钙丝和铝丝。需要真空处理的合金结构钢，管壁20mm的钢种和需进行热处理的钢种的钢水，由lf作业区吊至vd处理位置，合上vd盖，进行真空脱气。脱气完毕，经破坏真空后，钢水在大气下进行测温、取样、喂丝。（4）出渣操作本次设计出渣采用热泼渣工艺，液态泡沫渣从电弧炉出渣口直接流到炉前地面上，地面铺有硅砂垫底,砂上覆盖大块铸铁板。出渣后,适当喷水加速冷却和粉化。配备了两台装载机，当泡沫渣冷却到表面呈现黑色时，开动铲车铲入渣层中，将每铲渣稍作抖动,藉以破碎块渣，然后再装上汽车运送到渣场。2.5、主要原辅材料供应2.5.1废钢废钢单耗为1113kg/t钢，炼钢年需废钢35104t，主要为外购废钢。对入炉废钢的质量要求如下：体积密度：0.7t/m3规格：长度1.5m，断面0.50.5m2，单重：1t元素含量：s0.04%，p0.06%，pb0.005%，cu0.20%2.5.3 铁合金年需各类铁合金0.94104t由国内市场供应。2.5.4 辅助原材料（1）活性石灰年耗量16197吨，外购。质量要求：入炉块度：1050mm成份要求：cao90%，sio22%，mgo0.7%，s0.028%，co22%，活性度（25g）ml180。（2）萤石年耗量1573吨入炉块度：530mm成份要求：caf80%，h2o0.5%，sio22%。（3）电极电炉使用超高功率电极，年需要量1573吨，由国内组织采购。电极具备下列理电性能：比电阻 4510-4mm抗弯强度 2000030000kpa耐压强度 2254041160kpa弹性模数 100000130000kpa线膨胀系数 0.41.110-6/比热 0.05j/g导热系数 2.53.35j/cms真比重 2.212.25g/cm3 假比重 1.691.79g/cm3 气孔率 2025%固定碳 99%灰分 0.2%导电能力 60ka（6）耐火材料本工程的耐火材料用于电炉、lf和vd精炼炉、初炼钢水钢包和连铸中包，主要有：镁砂、镁碳砖、高铝砖、镁砖等，根据不同的使用部位，确定耐火材料的种类，年耗11008吨，全部外购。2.6、车间组成及工艺布置2.6.1 车间组成炼钢车间由冶炼跨、连铸跨、出坯跨、存坯跨、配料跨组成。炼钢车间厂房详细参数见下表。炼钢车间厂房参数表序号跨间名称厂房尺寸长宽轨高（m）厂房面积m2吊车配备台数吨位1冶炼跨225272460752160/50t，175/20t2连铸跨11730243510150/10t3出坯跨11730123510220t/54存坯跨10530123150220t/55配料跨9035133150120t/5，116t/3.2合 计19395共10台2.6.2 工艺布置工艺布置详见工艺平面布置图2.7、主要工艺设备选型2.7.1 75t超高功率炼钢电弧炉电弧炉主要是用来熔化废钢、生铁及合金料、调节初炼钢水的化学成分、保证精炼炉所需的初炼钢水温度。由于电弧炉冶炼高强度的需要及与精炼炉、连铸机的匹配，需采用短电弧、大电流操作。因此设计选用超高功率交流电弧炉。电弧炉部分采用引进设备，其余能够国产化的均采购国产设备。电炉技术参数如下：电炉类型：交流，ebt出钢，全液压传动电炉公称容量：75t变压器容量：50mva一次侧电压：35kv 二次侧电压：550410270 15级有载调压炉壳直径：6100 mm电极直径： 600 mm水冷炉盖、水冷炉壁天然气-氧燃烧嘴（三个）水冷碳-氧枪及喷碳系统（一个）2.7.2 75t lf钢包精炼炉和75t vd真空精炼炉 75t lf钢包精炼炉公称容量 75t变压器额定容量 10mva一次电压 35kv电极直径 350电极分布圆直径 650mm钢包运输方式 双钢包车 75tvd精炼炉公称容量 75t真空泵抽气能力 250300kg/h 工作真空度 36 pa 钢包运输方式 钢包车此外，还配备二台喂丝机，用于向钢液内喂入硅钙丝、铝丝或钙丝。2.8、主要技术经济指标及原材料、燃料及动力消耗指标2.8.1 主要技术经济指标 炼钢系统主要技术经济指针序号指标名称单位数量备注一电炉175t交流炼钢电弧炉座1变压器额定容量50000kva2电炉平均装入量t80全废钢3电炉平均出钢量t754电炉平均冶炼时间分/炉905炉壳直径mm61006电炉年产钢水量104ta31.457电炉有效作业率%71.8二精炼设备875tlf精炼炉座1提温、保温、合金化、精炼975tvd精炼炉座1真空精炼，吹氧、氩10lf和vd炉精炼周期分/炉6011工艺劳动定员人1202.8.2 主要原材料、燃料及动力消耗指标主要原材料、燃料及动力消耗指标表 序号项目单位数量备注一原材料1废钢kg/t钢水11132铁合金kg/t钢水30根据钢种调节其中：硅铁10锰铁10nife、gfe、mo铁等103石灰kg/t钢水51.54萤石kg/t钢水55白云石kg/t钢水36热电偶支/炉67电极消耗kg/t钢水58耐火材料kg/t钢水35二燃料及动力消耗1电耗kw.h/ t钢水428电炉冶炼电耗360辅助电耗68含除尘2氧气m3/t钢水403氩气m3/t钢水1.04压缩空气m3/t钢水305天然气m3/t钢水4.186蒸气t3/t钢水0.117循环水m3/t钢水24第三章 连铸3.1、概 述炼钢工程包括以配料跨，电炉精炼跨连铸跨出坯跨组成的主厂房和辅助设施。炼钢连铸系统设75t超高功率高阻抗交流电弧炉一座，75tlf炉外精炼装置1座，75tvd真空精炼炉1座，r10.5m四机四流管坯连铸机1台。75t电炉拟引进外国先进的进口设备，lf炉、vd炉及连铸机选用国产优质产品。车间生产规模为钢水31.45104t/a ，连铸管坯29.9104t/a。生产主要钢种为石油套管钢，高合金钢，低合金钢管坯。提供上述钢种的方坯和管坯，供轧钢厂轧制。连铸坯断面方坯：150150mm,220220mm；圆管坯：dn150mmdn230mm.，定尺长4.59m。3.2、连铸机机型的选择根据本工程的产品方案，连铸机所生产的铸坯浇铸钢种为以方圆铸坯为主的合金钢系列。3.2.1连铸工艺的选择及机型确定合金钢连铸机在国际上已是一项完全成熟的技术，基本已能浇注所有钢种。同时，结构钢和不锈钢连铸又具有自身的特点和难点。从70年代以来，随着炉外精炼技术迅速发展和无氧化保护浇注工艺的应用，促进了连铸的大发展。根据炼钢产量及产品大纲。本着稳妥发展、技术领先的原则，在连铸机的机型选择上，此次设计考虑采用一台国产合金钢方圆连铸机，此类型连铸机技术可靠、成熟。铸坯质量易于保证。建设投资不高。铸坯切割成倍尺后再锯成定尺送往加热炉，部分需要修磨的铸坯经线上修磨或离线修磨后送往加热炉。3.2.2 连铸机半径的确定连铸机半径的大小取决于生产的钢种和铸坯断面尺寸，对合金钢连铸机而言，要求铸坯的质量很严格。为确保铸坯质量，确定半径时，应考虑以下两个原则：一是应使铸坯在全凝固后进入拉矫机，防止出现两相区的压力变形，铸机因此应具有足够长的冶金长度；二是应保证铸坯矫直时的变形量小于允许变形量。由于合金钢本身的特性，即含有较多的合金元素，在钢水凝固过程中，合金元素易聚集在晶粒前沿，产生成份编析，形成晶间脆性区，裂纹敏感性高，矫直过程中易出现裂纹，因此允许的表面变形比普碳钢小，一般取0.9%。为了降低矫直过程中的变形率，采用大的浇注半径或多点矫直方式。合金钢（包括不锈钢）的浇注半径一般为铸坯厚度的4050倍。根据本设计连铸产品方案，圆铸坯最大直径为230mm，铸机半径应在10.5 m，结合国内目前生产合金钢连铸的成功经验，设计决定采用连铸机半径为10.5m的四机四流方圆铸坯合金钢连铸机。3.2.3 拉坯速度本台连铸机为管坯钢及合金钢方圆两用连铸机，各断面的配合拉速如下表。连铸机拉坯速度表铸坯断尺寸（mmmm）园坯150230 方坯150150220220配合拉速（m/min）1.60.602.41.2由上表可以看出，采用四流连铸机可以满足车间的生产要求。由于只有一台电炉，一台lf和vd ，钢种又复杂，可以连浇，但连铸生产要组织多炉连浇需要电炉极精炼极力配合。3.2.4 连铸机主要技术参数和工艺特点3.2.4.1 连铸机主要技术参数连铸机主要技术参数表 序号项 目 名 称单 位参 数备注1连铸机型式全弧型2连铸机台数台13连铸机流数流44连铸机基本半径mm105005连铸机流间距mm16006定尺长度mm450090007钢包支撑方式大包回转台8结晶器型式窄缝导流水套式结晶器9拉速范围m/min0.4310工作拉速m/min12.011中间包容量t2512二冷方式气雾冷却13拉矫机型式连续矫直14引锭杆型式钢性引锭杆15铸坯切割方式窄缝式自动对中切割机17出坯型式集中冷床3.2.4.2 工艺特点本设计采用的连铸机具有以下工艺措施及新技术：（1）全封闭浇铸，钢包至中间罐之间，采用吹氩长套管密封，中间罐至结晶器之间整体长水口，中间罐钢液面采用双层保护渣，结晶器保护渣定量自动加入。大容量中间罐，计算机模拟设计流场，加挡渣墙，钢流落点与中间罐水口分开，进一步减少钢中夹杂物，净化钢液。（2）振动采用连杆振动，带气垫，平稳可靠，不偏振，运用负滑脱时间控制，高频低振幅，改善表面质量，特别是对高合金钢和不锈钢。（3）二冷段采用气水冷却系统，喷咀为国产产品，具有1:10的调节范围（水喷嘴为1:3的调节范围），热应力小，更适合于多品种要求。计算机控制二冷配水具有所有钢种设定曲线动态配水，可随生产品种及时调用，并有在线校正功能。（4）采用结晶器自动液面控制，优化浇铸工艺，稳定拉速，提高表面质量，内部质量，同时也是质量控制链中重要一环。（5）拉矫机：采用三机架连续矫直式，矫直应力小，维护费用低，具有国际、国内先进水平。（6）柔性引锭杆，送锭、脱锭可靠方便，处理事故迅速。3.3、连铸车间组成及工艺布置3.3.1 连铸车间组成连铸车间由冶炼跨、连铸跨、出坯跨、存坯跨、配料跨组成。炼钢车间厂房详细参数见下表。连铸车间厂房参数表序号跨间名称厂房尺寸长宽轨高（m）厂房面积m2吊车配备台数吨位1冶炼跨225272460752160/50t，175/20t2连铸跨11730243510150/10t3出坯跨11730123510220t/54存坯跨10530123150220t/55配料跨9035133150120t/5，116t/3.2合 计19395共10台3.3.2 连铸车间工艺布置（1）冶炼跨：钢水在此跨内进行精炼，精炼的钢水出钢后吊至连铸机大包回转台过跨后在连铸跨进行浇注操作。（2）连铸跨：在该跨布置的连铸在线设备有浇注平台及平台上的中间罐车等设备、结晶器及其振动装置、二冷室及二冷支撑段等。中间罐修砌设施布置在该跨铸机的西侧，东侧为结晶器修理存放区。（3）出坯跨跨和配料跨跨：连铸机其它的在线设备，如拉矫机、引锭杆收集存放、铸坯定尺切割、出坯辊道布置在此跨内。3.4、连铸工艺流程及生产操作简述3.4.1 连铸工艺流程连铸机工艺流程方框图见图。连铸机工艺流程方框图：铸坯75t钢包钢包回转台事故包钢包保护套管中间罐溢流槽长水口保护浇铸振动装置二次冷却及铸坯导向装置电磁搅拌结晶器拉矫机切前辊道引锭杆存放装置引锭杆系统火焰切割机运输辊道出坯辊道移坯机出坯冷床 铸坯堆放修磨热送或外运轧钢车间检查、清理3.4.2 连铸生产操作简述lf和vd炉精炼后的合格钢水由起重机吊包出钢后，再吊至连铸机钢包回转台，经钢包回转台旋转至浇注工位，打开钢包滑动水口，通过钢包保护套管将钢水注入中间罐。中间罐钢水达到一定液面高度时，手动或自动开浇，钢水经浸入式水口流入结晶器。当结晶器内钢液面上升至结晶顶面下约100mm凝固壳足够厚时，启动拉挢机，这时结晶器振动装置，二次冷却水阀门，蒸汽排出风机等同时自动启动。根据所浇钢种，铸坯断面和拉速的不同，微机自动调节二次冷却水量。当引锭水平退出拉矫机后自动操作使铸坯与引锭杆脱开，引锭杆由存放架的传动装置取入存放架上。坯头通过剪前辊道进入火切机，先剪断切头，切头落入废钢料斗。铸坯经火切机切成需要的定尺后，经运输辊道，出坯辊道将铸坯直接送往轧钢车间热装或送至集中式冷床，然后用专用吊具码垛、冷却。缺陷坯经修磨等精整处理后，堆放、待运至轧钢车间。3.5、连铸生产能力3.5.1 车间条件电炉平均冶炼周期 90minlf和vd炉精炼周期 60minlf和vd炉平均出钢量 75t连铸机流数 4流连铸机单炉浇注时间 40min/炉浇注准备时间 40min连铸炉数 3炉钢水收得率 97%3.5.2 连铸机生产能力计算一般来说，炼钢、连铸车间的年有效作业率可大于70%，因此，本台连铸机的年生产能力可达到：= 49.50104t/a式中：q连铸机年生产能力(t)d连铸机年日历作业天数(d)1连铸机可达到的年有效作业率，72%1440每日分钟数（min/d）m连铸机连浇炉数（炉/次），取3炉n连铸机流数，取4流t1单炉浇铸时间（min/炉），40t2连铸准备时间（min），40glf和vd炉平均出钢量（t/炉），75连铸钢水收得率，97根据以上计算，连铸机浇铸时，可完成年产29.9104t/a合格连铸坯的计划。3.6、连铸机主要技术经济指标及能源介质消耗连铸机主要技术经济指标及能源介质消耗表 序号指标名称单 位数 量备 注1连铸机台数流数台流142连铸机弧形半径mr10.53连铸机流间距mm16004连铸机平均日浇炉数炉/d165铸机平均日产合格坯t/d11646铸机年工作天数d/a2627铸机年作业率%728铸机平均连浇炉数炉/次39铸机年产量104t/a29.910铸机设备总重t700(含钢平台)11铸机装机容量kw900(不含水处理)12劳动定员人9013钢水消耗kg/t坯105214耐火材料消耗kg/t坯5.915结晶器铜管kg/t坯0.0316测温头个/炉317循环水m3/t坯14.518电kwh/t坯1019压缩空气m3/t坯1020氧 气m3/t坯3.321天然气m3/t坯3.6122氩 气m3/t坯0.1323保护渣kg/t坯0.5第四章 供配电及自动控制4.1、概述4.1.1、主要用电情况本工程炼钢主设备电炉、精炼炉、连铸机为等全部选用国产成套设备。设75t超高功率高阻抗电弧炉一座，电炉变压器容量为50mva，一次电压35kv；75t钢包精炼炉一座，变压器容量为10/12mva，一次电压为35kv。75tvd精炼炉一座，方圆坯连铸机一台，车间与之相配套的辅助设施包括：除尘设施、循环水泵站、4000m3/h氧气站，空压站等公用设施，为与该工程配套，改造110kv总降变电所一座。4.1.2、电源本工程将由拟建厂区邻近区域变电所以110kv专用线至厂110kv总降变电所。4.1.3、用电设备与电力负荷本工程主要用电设备：一座75t/50mva炼钢电弧炉，一座75t/10mva钢包精炼炉，一座vd精炼炉以及安装容量共约12750kw的一套管坯连铸机及辅助动力用电设备。本工程计算负荷：电炉部分为63600kw，动力部分为10256kw。年耗电量：对应于29.9104吨钢水，电炉部分约为2.40108kwh，动力部分为0.667108kwh。电炉与动力两者共计为：3.07108kwh，即年耗电量为3.07亿度（含制氧、空压、除尘、水泵房等所有公辅设施）。4.2、供电方案本企业用电负荷多为二级负荷，并有部分一级负荷不允许停电，故要求提供两路独立电源。考虑到该工程负荷较大，以及电弧炉炼钢过程中的冲击负荷及高次谐波等“电力公害”，设计认为宜直接引两回110kv电源线到改造的厂110kv总降变电所，正常时，保证炼钢和动力用电主变有其独立的电源，这对动力用电来说，可以获得比较好的电源质量。当任一路电源故障或检修时，另一路能维持生产。110kv总降变电所拟由邻近区域变电所引来两回路110kv电源，该所内装设两台主变，其中一台主变70mva，110/35kv专供电弧炉、钢包精炼炉等35kv用电负荷。另一台主变利用现有40mva，110/10kv供炼钢辅助设备动力用电以及现有设施用电。l 电压等级：电源电压及主变压器一次侧电压110kv；电弧炉、lf炉炉变高压侧及“svc”动态补偿装置电压35kv；动力用电电压采用10kv，0.40.23kv；变电所控制电压dc220v。l 110kv变电所主接线：两路110kv电源进线，采用单母线分段外桥式结构，任一路电源故障，另一路能维持生产。在110kv总降内设35kv 和10kv配电室。35kv 母线出线直供电炉、精炼炉之炉变操作开关，并留有svc的出线开关；10kv母线均采用双电源进线单母线分段系统，另一路10kv电源由供电系统提供，作保安电源，10kv出线供电给厂区内各10kv开关站。l 动力配电（10kv）部分整个炼钢厂及其辅助用电设备之动力用电，拟在炼钢厂区内设计一座10kv高配室，两回路10kv电源分别来自110kv总降变电所内的10kv段和ii段母线出线开关柜。10kv高配系统拟采用双电源进线单母线分段供电系统，任意一路电源故障，另一回路均能保证正常生产。制氧站内设10kv高配室、车间变电所和控制室，电源引自炼钢厂区10kv高配室，供制氧站用电。l 车间变电所在炼钢厂主厂房、制氧站、水泵房内分别设车间变电所，变电所内设变压器和低压配电屏，10kv电源分别来自高配室不同段母线出线开关柜，低压系统采用单母线分段供电系统，其中任意一回路电源和变压器故障，另一回路电源及变压器均能保证正常生产，低压供电系统采用放射式和干线式相结合的方式向车间内及附近的空压站等用电设备供电。l 事故电源事故电源包括冶炼跨行车和事故水泵等，总共约1000kw，电压为380v，由保安电源解决或自建柴油发电机组提供。4.3、无功补偿及谐波电流的抑制电弧炉在冶炼过程中对电网产生频繁的无功功率冲击，从而使电网电压产生波动及闪变。电弧炉在冶炼时产生大量谐波电流。为满足电力部门对电压波动、闪变、允许谐波注入量，功率因子及无功功率不能向系统倒送的要求，应采取措施对无功功率冲击、谐波电流等进行有效的抑制。对于电弧炉和lf炉冶炼产生的无功冲击及谐波电流可在其35kv母线上装设一套动态无功补偿装置（svc），即可对电压波动及闪变进行动态无功补偿