50万吨电炉炼钢车间设计方案

1 50万吨电炉炼钢车间设计方案 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 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。 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” 2 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。 钢厂生产规模与物料平衡 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。 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 3 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 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 40 70 冶 炼 电 耗 kwh/t 250 400 石墨电极消耗量 kg/t ，加热、轧坯机、中间坯加热、轧制（、抛丸、矫直直、倒角、涡流探伤、超声波探伤）。 线材的生产工艺： 高炉铁水 10 优质废钢、 100t 电炉超高功率偏心底出钢电弧炉、精炼炉真空脱气10010012M 5 300300流小方坯连铸机。 本设计考虑实际和先进的使用：烟道 弧炉（ 80t 空脱气炉 80t， 12M 3 机 3 流小方坯连铸机 300300方 热送、热 8 负荷、加热、轧制（ 抛丸、矫直，涡流探伤、超声波探伤）。（超高压超高功率电炉、偏心底出钢法） （ 1） 实现连续进料、预热废料、生铁、预还原铁矿石和其他金属材料，减少电弧炉炼钢技术的烟尘排放。它从废码或铁路货车到废装机，通过送料输送机自动，连续从 1号和3 号电极（见图 的炉壳部分加入电弧炉，始终在炉内保持一定量的钢。同时，通过对炉内烟气的反向预热段进行预热预热。这样的电弧可以直接加热熔 融钢，通过直接熔融的钢废料，平稳运行，对电力系统的预冲击，降低变压器容量，节约能源。铁路废料被运送到一个炉体材料领域，电磁挂在传送带上。全封闭式废钢预热段长度 18 24m，内衬耐火材料和水密封装置的密封，以防止密封盖和预热段在泄漏的底部。预热段还可以安装天然气燃烧器。废料由加热气体和燃料 500 700度组成。 图 钢电弧炉炉盖简图 1 1 号电极； 2 2 号电极； 3 3 号电极； 4 转动炉盖机构 它的优势是： 占地面积小，节省投资。使用该计划，不会增加工厂的高度，减少生产规模和投资比例。大大降低运营成本。连续熔炼废屑预热，大大降低耐火材料的消耗，电极。废气由 15%到 10%减少，废气通过预热段以较低的速度传递，废气中大量的烟气和粉尘在预热段减少。 对原材料的适应性强。 铁、冷或热的直接还 9 原铁（ 热球丸（ 铁和 金属的加入量为 20% 60%，而且加入炉。 废气处理方法简单。因为有一个较长的预热期，以确保在预热炉 2 / 3 长度的充分反应，预热炉废 气，可以方便地实现废气的排放，在共同，氮氧化物等严格控制。（ 2）熔铁鱼雷车的供应： 工艺流程：高炉出铁在鱼雷车、铁路机车牵引到流坑边电炉厂电炉铁水的铁水罐在坑内，称重后对入炉。 （ 3）废料供应模式： 在废料的分离设置，乘火车或汽车到材料或青贮窖卸到厂外的废料，按照不同类型的分类堆放，起重机磁铁或夹具废钢料斗进入报废的热、电漏斗车运输到充电湾的应用； （ 4） 1）炉： 如果方法主要是通过电极埋弧加热，底吹氩搅拌钢和渣（合成渣）来实现精炼，完成主要任务的深、深脱硫和 夹杂物去除。 钢包精炼炉内的电弧炉用钢液，钢包、炉盖、电极加热系统、搅拌系统。 炉有以下功能： 搅拌作用。 匀钢水成分和温度加速钢的脱氧和脱硫反应之间的界面，促进夹杂物上浮，除气、净化钢液，提高钢的纯净度。 热效应。加热炉有加热的作用，从最初的冶炼炉中加入熔化的钢，在开口前的温度下降，并在精炼过程中进行合金微调； 还原气氛在炉盖中的作用。 钢液储存效果。可以在 个 2炉钢水，要由钢水冶炼而出的连铸工艺，从而保证连铸。 过程的优点是： 电弧加热效率高，温度上升幅度大，控制精度可达到 5； 它具有搅拌和合金化功能，氩气搅拌容易实现控制的窄范围的组成，并提高了产品的稳定性； 设备投资少、精炼成本低，适合生产超低硫钢、超低氧钢。 炉内钢水化学成分的变化： 10 1。在 炼过程中，由于除（或饲料）的脱氧剂，脱氧剂或精炼渣的组成部分，因此，它是可能的， 氧同时存在（如添加含硅材料）、铝脱氧（如添加 复合脱氧脱氧剂（如添加钙硅。 ）和矿渣（矿渣） 几种方法。使用强氧化剂的铝粒子作为最终氧，当酸溶铝达到 ，钢 邻 几乎所有的转化为氧化铝。 精炼过程中全氧含量的变化趋势如图 图 炼时间与钢中全氧含量的关系 由上图可知 ,精炼时间的延长钢中氧含量降低 ,但精炼时间大 于 40中氧含量的降低趋势趋缓。同时 ,终点弱搅拌时间大于 5有一定的去氧效果。 脱硫。熔渣的脱硫能力常用渣中的硫含量与钢中的硫含量之比 ,即硫的分配系数 ( (%S)/ S) 表示。通过批量取样分析，可得出精炼时间和硫的分配系数之间的关系。见图 图 脱硫反应：如前所述，目 前精炼渣基础渣系仍以 主，属高碱度还原渣。因此精炼渣脱硫反应通式可按离子理论写成 : (+S= (+O G=7196511 可见，增大渣中 (02-)、降低钢中 O和高温对脱硫有利。所以，当钢液中的（ 含量小于 10%时，钢液处于还原性气氛，极易去除硫，这时可以使得脱硫率达到 50%以上。 C + (= + 于（ 的含量很小，所以反应消耗的碳含量较为稳定。 2P + 5( + 8( 2(+5由于渣中的 (量降低，所以反应会向着逆方向进行，从而使磷含量升高，产生 “ 回磷 ” 的现象。 合金化后的钢水，在 液中的氮可以不断地向氩气泡中扩散，并由氩气泡带出钢液；但是因为初始氮含量不高且形成稳定的氮化物，故 氩精炼时，不会有明显的脱氮效果。 2） 脱气装置选择 炼工艺： 下，通过抽真空 (6 2 15 15 20 25 28 30 炉壳直径等于： 壳D=熔D+2 = 2 上表可以取 29 6）炉门尺寸的确定 炉门尺寸在设计时应满足以下条件： 炉一般设一个加料炉门和一个出钢口，其位置相隔 180。 炉门尺寸的经验值： 炉门宽度 =（ D,熔D= 设计取门B= 炉门高度门H=（ B=（ m，本设计取 18 门框应向内倾斜 8 12以便于密封，本设计取 10 （ 7）偏心炉底出钢装置 1) 无渣出钢的原理： 当出钢口钢液高度大于临界高度时，不致产生漩涡效应。出钢时钢渣分离，剩余钢水占总钢水量的 21%。 2）主要尺寸参数确定： 出钢箱内口与 中心角为 90 100，本设计取 95。 出钢口偏心距 L： （ 出钢箱高度 H 内 ： 整个出钢过程中炉子摇到最大角度出钢时钢水不能接触水冷炉壁，并留有一定安全距离。 出钢箱内高度 H 内 = H +（ 600 800） 本设计取出钢箱内高 H 内 = 1027 + 700 = 1727 出钢口直径 钢水流速 V= 2出 V=s； 本设计取出钢时间 t=220s； 由公式 , 24 eG （ 求出 132 压器的设计 确定变压器的功率的目的是选择与电弧炉容量相匹配的变压器。在一般情况下，变压器的匹配和电弧炉的容量应考虑以下因素： 炼工艺； 高功率电弧炉、炉体结构等相关技术的 19 间歇生产或全负荷连续生产； 用能量平衡计算： c o 电 熔 （ 式中 q 熔化每吨废钢所需的电量， kWh/t ； G 废钢装入量，本设计为 公称容量的 70%； 熔化期平均功率因数， 设计取 电 电效率， 本设计取 N 变压器功率平均利用系数， 设计取 废钢熔化时间 , 求得 P = 按国内外现行变压器额定容量（平均先进水平） 见表 表 现行变压器平均先进水平 额定容量（ t） 电极（ 功率（ A） 70 500 50000 63000 90 550 63000 80000 100 610 75000 83000 本设计取 P = 70000 墨电极的选用 (1) 初步确定电极的直径。 经验公式： 3d K （ 式中 石墨电极直径， I 电流强度， A； I = 1000= 410 A 石墨电极电阻系数， 21 0 /mm m ； K 系数， 2 求得 = 20 参照比较国内外石墨电极的直径（表 本设计取 = 600 （ 2）校核电极密度。 2(求得， I/S=A/符合设计要求。 （ 2）确定电极心圆直径。 = （ D (取 = 冷炉壁的设计 （ 1） 水冷炉壁的特性： 有自发的挂渣能力，直到挂渣层温度达到炉渣的熔点时不再挂渣有保护水冷炉壁的作用。 水冷炉壁的输出热 流越大挂渣越厚，水冷炉壁承受的热流强度越大，挂渣越薄。 （ 2）管式水冷炉壁的结构特点： 管子内径选择，管内水流速，控制水冷管输出热流强度； 水冷炉壁由若干块水冷件组成，每块水冷件单独供水， 10 15块； 采用分离式炉壳（分体式炉壳）有利于水冷炉壁更换； 在水冷构件上安置挂渣钉（挂渣爪），提高炉壁挂渣能力； 控制管壁厚度，保证水冷炉壁有足够的强度。 （ 3）管式水冷炉壁设计参数的计算确定： 1） 最大热流强度： 2m a x 1 . 52 20 . 9 c o s 1 2 36001 2 1 1K (式中， P 变压器额定功率； 电效率，超高功率电弧炉中， 本设计取 功率因数，超高功率电弧炉中， 设计取 21 R 熔池半径， m； 3 1 3 01 5 9 0 熔池直径电极心圆直径K ,一般 K= 求得， 26m a x /100 6 水冷壁面积： 当电弧炉倾动最大角度时，水冷炉壁不能浸泡在钢液中，并留有一定安全距离，250冷炉壁面积占炉壁 总面积的 80% 90%，本设计取 85%。 S= 85%=85%1熔=m 3） 冷却水流量和流速及水冷管内径的确定： in ( G C 出 进水 水 （ t - t ）(2G D V 3 6 0 0 水 水 水水(V V水 临 界 ，当 V V水 临 界 时， 1 . 2 55 0 . 210 q D 临 界 (式中， 冷却水流量； 、 冷却水流出和流入时 的温度，进出水温差为 5 8 ，本设计取 5 ； D 水冷管内径； 冷却水流速； 水冷件块数；本设计取 12块 当临界水流速时，求得： 00 3/D=59s 弧炉主要技术参数 表 弧炉主要技术参数 项 目 单 位 参 数 炉型 超高功率电弧炉 电炉炉壳直径 230 电炉额定出钢量 t 58 电炉最大容量 t 120 22 留钢量 t 21 出钢方式 炉变压器额定功率 0+20% 电炉变压器二次电压 V 618 电极横臂 水冷导电 铝合金 电极直径 600 电极心圆直径 1570 电极行程 200 电极提升速度 自动 mm/s 110 150 手动 mm/s 110 300 电极下降速度：自动 mm/s 100 电炉倾斜角度 出钢 8 10 出渣 10 电炉倾动时间：出钢 s 7 炉盖旋转角度 70 炉盖旋转时间 s 6 8 炉盖提升时间 s 4 炉子倾动方式 全液压 炉盖提升行程 00 续加料装置的设计 如图 示， 以实现连续加料，连续预热废钢、生铁、预还原铁矿等金属料，同时可以减少烟尘排放量 。 设备结构与传统交流炉相比没有无大的差异 其 工艺 应 用于交流炼钢 电弧炉。 23 图 它从废场或铁路货车，废料放在电荷转移机，通过送料输送输送自动连续从电炉的炉壳部分的废料炉电极侧，并始终在炉中保持一定数量的钢。同时，电炉烟气通过预热炉预热段，不断对预热进行预热，使电弧可以直接加热钢水。通过直接熔融熔融钢废料，运行平稳，对电网影响不大，减少变压器容量，节约能源。 根据电弧炉生产能力以及炼钢厂场地状况 本设计采用 水平高架配置方式连续送料系统（图 图 平高架配置式连续送料系统 包尺寸的设计 本设计根据轴承钢的生产工艺要求，炉外精炼采用 500 700） 求钢包净空高度， （ 800 1000） 求钢包净空高度 ，因此， 本设计取净空高度为 800 （ 1）包容纳的钢水量。设钢包的额定容量为 P(t)，一般考虑应 10%的过装余量，则钢包内钢水实际容量为 : P + 50 = 55t （ （ 2）钢包内渣量。出钢时一般会有少量的炉渣随钢水倾入钢包内；考虑到炉外精炼时会造渣，本设计炉渣量取钢水量的 5%。即渣量为： = 55= (（ 3）钢包的容积。容积根据钢包实际容纳金属液与熔渣量 来 计算。钢液比容取 ，熔渣比容 取 。因此，钢与渣的总体积即钢包的容积应为： . 28 55+m (取 D/H=1，锥度 =15%，则钢包下部 直 径： 0 . 1 5 0 . 8 5 H D (钢包的容积按圆锥台计算： 24 22()3 4 4 4 (整理得： (将钢包容积 m 代入得： D=有 H=D= 又因净空高度度是 15%，即钢包上口内径0D=0H= （ 4）钢包砖衬的厚度。钢包砖衬包括保温层（外层）与耐火工作层（内层），一般砌筑总厚度 100 250作层砌筑有多种形式，除列入标准的钢包衬砖砖型外，可针对专用钢包桶依据其锥度、直径、高度等参数设计专用砖衬，则砌筑工作更为方便顺利，砌筑质量也较高。 钢包包壁砖衬厚度约等于： 式中 钢包内壁厚度（上下厚度一致）， 0 钢包上部内径， ,194 本设计取 200得 77，本设计取 80钢包外壳。 一般用 下面两个公式计算钢包壳壁 和 壳底厚度。 ( 钢包壳壁厚， 钢包壳底厚， 0D 钢包上部 内径， 出，设计取825 设计取4上，钢包的尺寸如下： 外壳内高： 外壳全高： 外壳上部内径：102 J m 外壳上部外经：212 壳下部内径：3 2 J 壳下部外径：432 铸的设计 铸机的主要参数设计 连铸机的设计参数包括：钢包允许的浇铸时间、铸坯断面、拉坯速度 （ 理论拉速 、工作拉速 ）、 冶金长度、液芯长度的计算 、 铸机曲率半径和连铸机的流数 。它们 是决定设备性能和总体尺寸的基本要素。 （ 1）钢包允许浇铸时间 为了保证浇铸的顺利进行钢包内的钢液不能因散热太多而形成包底凝壳，浇铸时间也应足够长，钢包的容量允许浇铸时间也应有差异。 克伦纳及塔尔曼经验公式 a x 式中， 钢包允许的最长浇注时间， G 钢包的容量， t； f 质量系数，要求严格的钢种 f 取 11。 所以， a 57 （ 2）铸坯断面 本设计中，铸坯断面 取 300 300 方坯。 (3) 拉坯速度 从提高生产力的角度，希望提高速度。但由于受多种因素的影响，拉速是受影响的 26 主要因素，是钢水的凝固速度和对铸坯质量的影响。在选择拉速时，主要是为了保证板坯具有一定的壳厚，从而防止了变形过大，甚至出现漏钢。铸造速度有两个含义：一是理论的铸造速度也被称为最高速度。它受连铸机的能力的影响；另一种称为工作、铸造速度，也被称为普通铸造速度，它是受铸坯质量的限制。通常指工作的工作速度。 1）拉速理论。无变形或拉漏的铸坯所需的最小坯壳厚度是由最小壳厚确定的。因此，确定的速度的方法是： 1、 获得所需的最小厚度板坯 结晶器坯壳。 2、 铸坯在模具所需的停留时间，获得凝固坯壳的厚度。 3、 根据晶体长度得到了理论的浇铸速度。 由凝固定律求得铸坯出结 晶器时的坯壳厚度 为 ： K结 结 (式中 结 铸坯在结晶器内的停留时间， 铸坯在结晶器内的凝固系数， / 受 结晶器的冷却条件，铸坯断面尺寸，钢液温度和性能 的影响 。 铸坯在结晶器内需要停留的时间为： 结=2 / 2铸坯 与 结晶器 并不是一直接触 。设结晶器的有效接触长度为 最大拉坯速度的理论计算式为： 22m a x /v L K L结 结 结 结 (本设计取 00 取 182 则， 22v 218 =） 工作拉速。为保证铸坯质量，工作拉速应小于最大理论拉速，实际计算时，工作拉速常 按如下经验公式求得： (式中 ： V 工作拉速， m/L 铸坯横断面周边长， S 铸坯横断面面积， 2 K 速度换算系数， mmm/ 与 钢种、结晶器尺寸和冷却状态 有关。 可按 27 下表 常小断面取较大值，大断面取较小值。 表 坯速度换算系数 断面尺寸 小方坯 大方坯 板坯 圆坯 K 65 85 55 75 55 80 45 60 本 设计中取 K=60 mmm/ 则， 60v 满足 要求 v 时与国内外同类型的相比，可以确定工作拉速为 （ 4） 冶金长度（液芯长度） 铸坯在连铸机内是边运动边凝固，在铸坯内形成了很长的液相穴。所谓液相深度即液芯长度是指从结晶器液面到铸坯全部凝固点的长度。它是确定弧形连铸机弧形半径和二次冷却区长度的一个重要参数。 由凝固定律可知，铸坯完全凝固时，坯厚与时间的关系为： 2 (或 =22( ）综 (式中 D 铸坯厚度， 综合凝固系数， / 大方坯为 28 32 / 本设计取 31/ =22( ）综 23002 31（ ） = 拉 坯 速度为 v；液芯长度为 (冶金长度 = (（ 5）曲率半径 连铸机的曲率半径是指铸坯弯曲时的外弧半径。主要取决于铸坯的厚度，它标志着连铸机的形式和可能浇铸的最大铸坯厚度范围，是弧形连铸机的重要参数之一。对连铸机的总体布置、高度以及铸坯的质量也有影响。 28 曲率半径的计算与确定主要应考虑下述各项要求。 1）按铸坯凝固矫 直时表面允许延伸率计算 R。弧形铸坯在矫直时，外弧表面受到压缩变形，内弧表面产生拉伸变形。假定铸坯中心线不变形，断面仍为平面，如图 段铸坯，其内弧表面延伸段 外弧表面压缩段 设铸坯外弧半径为 R，铸坯厚度为 D，则可写出内弧表面 延伸率 为： 100%A B A B A A B100% (图 根据 相似得： 100%= 100% 100%(由于 RD ，因此上式可近似写为： 0 100% (在对铸坯矫直时，当内弧表面延伸变形率超过铸坯内弧表面允许的延伸率时，在铸坯内弧表面尤其是角部会出现横裂纹。因此，矫直时铸坯内弧表面的延伸率 必须小于铸坯表面允许的延伸率 。轴承钢的 为 本设计取 ( 29 所以必须， (本设计中， D=带入上 式得： R2）按经验式计算。连铸机圆弧半径及还可按下式初步估算： R= (式中 K 为系 数，根据目前连铸机的发展水平，一般取 K=35 45。中小型铸坯 K 取 3540，大型铸坯 K 取 40 45。碳素钢取下限，特殊钢取上限，本设计取 K=40，则 R=402m 参照现行国内轴承钢 厂家。江阴兴澄特种钢铁有限公司采用 0000大方坯连铸机。本设计连铸机半径为 R=12m （ 6）连铸机流数 1）连 铸机的台数、机数和流数 台数：凡共用一个钢包浇铸一流或多流铸坯的一套连铸机称为一台连铸机。 机数：具有独立的传动和工作系统，当其他机组出事故仍可照常工作的一组设备称为一个机组。一台连铸机可由一机或多机组成。 流数：每台连铸机所能同时浇铸的铸坯总根数称为连铸机流数。凡一台连铸机只有一个机组，又只能浇铸一根铸坯的称为一机一流。如同时能浇铸两根以上铸坯的， 称为一机多流。凡一台连铸机具有多个机组又分别浇铸多根铸坯的，称其为多机多流。 一机多流较多机多流设备质量轻，投资省。但一机多流如有一流出事故，可造成全机停产，且生产操作及流间配合均较困难。 铸机流数可按下式表示： (式中 G 钢包容量， t； v 工作拉速， m/ F 铸坯断面面积， 2m ； t 钢包允许浇注时间， 30 铸坯密度， t/ 7.6 t/ 本设计中 G=55t； v=0.8 m/F=m ； t=57入上式得： 52 n 故是 2流，则实际浇铸时间2 m i （ 7） 连浇炉数的确定 （连铸单炉浇铸时间 连浇炉数 +上引锭时间） （电炉冶炼周期 连浇炉数） 46n+3051n (求得 : n6 所以， 连浇炉数为 6 炉 。 （ 8）连铸机总长度 图 铸机总长度是指从结晶器外弧形线至固定挡板间距离。 如图 2 3 4L R L L L L +5L(式中 R 连铸机弧形半径，本设计为 12m； 1L 矫直切点（即圆弧中心）至拉矫机最后一对棍子的距离， m。当有两架拉矫机时，一般取 设计取 2L 拉矫机至切割区距离，火焰切割区为 3 5m，本设计取 4m； 3L 切割区长度， m。采用火焰切割时取决于钢种、铸坯断面尺寸和拉速，本设计取 31 4L 输出辊道长度， m，从切割区终点到冷床入口辊道的长度，应大于最大定尺长度的 时还要大于引锭杆长度，本设计 为 12m； 5L 出坯冷床的长度， m。主要取决于最大定尺长度，在增加约 1m。 综上，连铸机总长度为： L =12+2+1= 9）连铸机的总高度 1H + 2H + 3H + 4H (式中 R 连铸机曲率半径， 12m； 1H 拉矫机底座基础面至铸坯底面距离，一般为 2H 弧形中心至结晶器顶面距离，为结晶器高度的 1/2，为 3H 结晶器顶部至中间包水口距离，一般约为 设计取 4H 中间包全高度，一般约为 设计取 综上，连铸机总高度为： H=12+5m (铸机生产能力的计算 （ 1） 浇铸周期 每次浇铸时间（2t）与浇铸准备时间（3t）之和，即 为 浇铸周期： 1T=式中，1T 浇铸周期， 2t 浇铸时间（从中间包开浇至中间包最后 1流浇完为止的总时间）， N 平均连浇炉数； 3t 准备时间（从中间包浇完，至为下一炉浇铸填塞好引定杆及准备浇铸止的总时间）， 般方坯连铸机约 15 38设计取 30 得出，1T= （ 2） 连铸坯收得率（ 坯） 连铸坯收得率计算公式： 32 100% 坯 合 格 坯 产 量浇 铸 钢 液 量 (浇铸钢液量包括：合格坯产量、废品量、更换中间包时的接头坯、精整损失、氧化铁皮及切割渣损失、中间包残钢、中间包开浇后的回炉钢液、引流渣出废钢，切头切尾。 得出， 坯=96% （ 3） 连铸机的年产量 铸机年产量计算公式： a 1 7 6 0T 坯 (式中， 连铸机年产量，吨 /年； G 钢包钢液量， t； N 平均连浇炉数； 坯 连铸坯收得率； 连铸机作业率；一般大方坯 60% 85%，本设计取 85%； 1T 连铸周期时间， h。 得出，0万吨。 铸机的主要设备 （ 1） 钢包与中间包的浇铸钢流控制 塞棒 (杆 )水口与 滑动 水口 是 钢包与 中 间包浇注钢流 常用的两种 控制系统。滑动水口用的更为普遍 。 滑动水口控制系统由上水口、下水口及其滑板 构 成。 其 工作原理是通过安装在钢包底部上的两块耐火材料制成的滑扳的相互错位来实现钢流的调节 ， 见图 示。 这种控制系统优点如下： 高了耐火材料的使用寿命 ； 利于实现浇铸的机械化和自动控制。 （ 2） 钢包回转台。 采用钢包回转台，占用浇注平台的面积较小，易于定位，钢包更换迅速，发生事故时或停电时可以气动或液压马达迅速将钢包旋转到安全位置，有利于实现多炉浇注和漏钢事故的处理。 33 钢包回转台的选择。 使用最多的除 直臂式钢包回转台 还有 双臂单独升降式钢包回转台 如 图 我们 选用 双 臂 单独升降 式钢包回转台且带有钢包盖。 图 板式滑动水口 1 实心滑板； 2 水口滑板； 3 固定滑板； 4 油缸 34 图 包回转台 a 直臂式； b 双臂单独升降式； c 带钢包加盖功能 双臂单独升降式钢包 有各自独立驱动的转臂，两个钢包的相对位置可以变化，转角可达 260 ， 操作方便，结构也不复杂。 为了适应连铸工艺的要求，目前钢包回转台趋于多功能化，增加了吹氩、调温、加盖保温等功能。 （ 3）中间包 中间包是钢包与结晶器之间的一个过渡容器。 中间包主要起下列作用： 稳定钢流，减少对结晶器的冲击和搅动，稳定浇铸操作；使钢液温度和成分均匀，使非金属夹杂物以及脱氧生成物分离上浮；在多流连铸机上还起到起分配钢液的作用；由于中间包能储存一定数 量钢水，在多炉连浇时能保证在更换钢包时不停浇，不断流。 中间包的形式与构造 ： 中间包形状多种多样，有矩形、三角形、梯形、椭圆形等，与铸机流数和布置方式有关。本设计选用梯形。中间包由包体、包盖、塞棒和水口等组 35 成。中间包包壳要有足够的强度和刚度，以保证在高温工作过程中不变形，内衬由永久层和工作层组成。 中间包主要参数的确定 ： 中间包的容量。在更换钢包过程中中间包内的钢液量要能维持正常浇铸的进行也要有利于杂质上浮。中间包过大会增加热量的损失，出事故时增加漏钢量，过小会影响连铸的正常进行，一般是取钢包容量的 15 40。本设计选择中间包容量是钢包容量的 20，钢包中钢水量为 75t，中间包容量即为 15t。 中间包的主要尺寸。见图 图 中间包 a. 高度取决于钢水在包内深度和钢包注流的搅动深度。它对注流稳定和夹杂物上浮有重要影响。据实践经验，包内钢液深度一般 不小于 500 600，最大可达 1000内钢液面到中间包上口 距离约 200 b. 中间包长度 。 铸机流数和流间距 决定中间包长度 ，应使其边部钢流能注入到最外边 1流的结晶器内，过长会使边部钢水温度降低，耐火材料消耗增加。流间距为 1300口中心离中间包壁边缘约 300 长度流间距 （流数 1） 2 （包衬 距 中间包最外侧水口中心距离） 3200mm c. 中间包宽度 。 应保证中间包水口 到 钢水冲击点的最短距离 在 600上 。 宽度钢流落点到水口间的距离水口与内衬距离钢水落点与内衬距离 1100 300 300 1700钢水密度为 3m ,计算出中间包的体积为 m ，已知中间包长度和宽度得出中间包内的钢水的高度约为 700空高度为 200以中间包的高度为700+200=900 36 水口 直径 。水口直径 与 最大浇铸速度 有关 ，要保证连铸机在最大拉速时所需的钢水量 。 目前广泛采用了浸入式水口 即 保护渣浇铸 以 防止钢水 从 中间包 到 结晶器时发生二次氧化 、 飞溅 、 散热 ；同时 铸坯表面质量 得到改善 ，避免 了 捞渣操作。 中间包每流水口钢流量每流拉出铸坯产量 K 水 4d 水 2 2g=Fv 拉 z(所以， d 水 = v 拉水K 24）中间包的预热。见表 表 间包预热设备的技术参数 项目 技术参数 项目 技术参数 预热时间 约 90嘴数量 2个 预热温度 1100 1200 混合煤耗量 约 2 700 m3/介质 混合煤气 风机型式 离心式 发热值 约 嘴点火 电气自动点火 烧嘴倾翻角度 约 90 （ 4）结晶器及振动装置 1）结晶器 结晶器的结构形式 结晶器的结构形式可分为三种 a. 整体式结晶器， F 铸坯断面积； 铸坯的工作拉速； 钢液的密度； 钢液流量系数； H 中间包内钢液深度； 铸坯密度，取 求得， =2037 结晶器，本设计结合工艺要求和特点选择组合式结晶器。 结晶器尺寸参数 结晶器的断面尺寸 由 冷连铸坯的断面尺寸确定 ， 应当比连铸坯断面的公称尺寸大一些 ， 通常 在 2 3左右（厚度方向取 3，宽度方向取 2左右）。 本设计结晶器有效长度为 800m，实际长度 比有效长度大些 00+(80 120) (取 实际长度800 100 900mm 坯壳 由钢水在结晶器冷却形成 ， 最后 收缩脱离结晶器壁 ，这样 坯壳 结晶器 壁之间 会有 气隙， 因此 结晶器做成下口断面略小 的形状 ，即结晶器断面 有一定 的倒锥度。 表示方式：方坯 100% 上 下上 四个面都有锥度， 设计取 m。 （ 5）二次冷却装置 1）二次冷却装置的作用 从 结晶器 出来 的高温薄壳铸坯如果没有 进一步 的约束条件冷却，很容易 发生 变形、裂纹，甚至造成漏钢。为此，二次冷却装置的主要作用是： 直接喷水冷却铸坯，使 铸坯 迅速冷却凝固； 防铸坯变形和引锭杆跑偏； 椭圆形连铸机中， 可以 逐渐矫直铸坯。直结晶器的弧形连铸机中， 可以使 直坯 变成 弧形坯 顺利到 圆弧区。 2）二次冷却设备。 包括 夹棍和喷嘴。 夹棍：支撑导向 铸坯 。 喷嘴：喷冷却水 冷却铸坯 。 3）喷水冷却系统 二次冷却 将水直接喷到铸坯上，冷却水的温度，强度，喷嘴的设计都直接影响到铸坯的质量 和产量。冷却水的耗量很大，因此要有专门的喷水冷却系统。 （ 6）撤回矫直设备 38 连铸机是连铸机的重 要组成部分。在电弧连续铸造机上，在铸件、矫直、铸坯、连铸机的作用下，会使铸坯的结晶起到结晶的作用。一个已完成的退出和矫直，所谓的退出矫直机。通常根据直辊的数量在粘上名