冶金工程专业毕业论文--年产100万吨电炉炼钢车间设计.docx

摘 要当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。电炉的主要产品是钢材，而钢的质量取决于电炉冶炼技术和工艺，目前我国钢铁产业大量整合趋向于集中，整合资源优化升级。本设计根据指导老师的课题范围，查阅相关资料，结合重庆地区实际条件，优化设计年产为100万吨的电炉间。本次设计查阅国内大型电炉车间设计的相关内容和文献资料，明确本次设计的目的、方法，并向老师请教可行性方案。结合炼钢设备及车间设计.、炼钢厂设计原理、炉外处理等资料进行设计提纲的书写。对电炉进行配料计算，计算出电炉炼钢的原料配比。对电炉电气设备、炉外精炼、连铸系统、车间烟气净化系统、炼钢车间布局，结合国内大型电炉进行设定并向田老师探讨可行的方法和数据。绘制电弧炉平面图和电炉炼钢车间平面布置图。关键字：电弧炉 车间设计 连铸 炉外精炼IABSTRACTABSTRACTThe current is moving large electric arc furnace electric arc furnace, high-power power supply technology, using a variety of refining, the development of direct reduction steel making, and gradually expand the use of mechanization and automation and process control computer for the development, so we were EAF designed to fit the trend of development. The main products are steel furnace, and the quality of steel depends on the electric furnace smelting technology and techniques, present a large number of integrated steel industry in China tend to focus on integrating resources for optimization and upgrading. The design of the subject areas under the guidance of teachers, access to relevant information, combined with the actual conditions in Chongqing, optimal design capacity of 100 tons of furnace plant.The design of access to large domestic electric furnace workshop content and related design documents, specifically designed for this purpose, methods, feasibility of the program to the teacher for help. With steel-making equipment and plant design., Steel design principles, outside the furnace processing , etc. to design the outline of the writing. Calculated on the EAF ingredients to calculate the ratio of electric steelmaking raw materials. Electrical equipment on the furnace, secondary refining, continuous casting system, the plant flue gas purification systems, steel plant layout, combined with the large EAF set to Tian to explore feasible approaches and data. Electric arc furnace steel-making plans and drawing workshop floor plan.Keyword：electric arc furnace, plant design, casting, refinin1 目 录摘 要IABSTRACTII绪 论11 设 计 方 案31.1设计概述31.1.1 设计的基本原则及内容31.1.2 建厂条件评述31.2 产品方案51.2.1 冶炼的钢种，代表钢号及化学成分确定61.2.2 钢种简介71.2.3生产工艺流程72超高功率电弧炉炉型设计计算92.1 电炉容量和座数的确定92.2 超高功率炉型设计112.2.1 熔池的形状和尺寸112.2.2 熔炼室尺寸132.2.3 炉衬及厚度（）的确定142.2.4 炉壳及厚度z142.2.5 炉门尺寸的确定152.2.6 偏心炉设计152.2.7废钢的供应方式和预处理方案182.2.8炼钢过程的物料平衡和热平衡计算182.2.9全厂金属料平衡计算303电弧炉电气设备的计算和选择313.1 变压器功率和电参数的确定313.1.1 变压器功率的确定313.1.2 电压级数323.1.3 电极直径（d电极）333.1.4电极极心圆直径（d三极心）343.2短网的设计344 炉 外 精 炼 设 计374.1 炉外精炼的功能374.2 LF精炼炉384.2.1 LF精炼炉的特点384.2.2 LF炉设备组成3843 真空吹氩脱气法（VD法）395 连 铸 设 计455.1连铸系统的组成及工艺流程455.2 车间设备及参数的确定455.2.1 连铸机型的选择455.2.2 连铸机主要参数的确定465.3连铸机生产能力的计算525.3.1 连铸浇注周期计算525.3.2 连铸机的作业率535.3.3 连铸坯收得率545.3.4 连铸机的理论小时产量545.3.5 连铸机平均日产量555.3.6 连铸机平均年产量555.4 连铸操作规程565.4.1 浇铸前的准备565.4.2 250250方坯浇钢操作575.4.3 配水操作585.4.4 一操台操作585.4.5 二操台操作585.4.6 三操台操作595.4.7 吊坯操作及精整605.4.8 砌中间包操作606 电炉炼钢车间烟气净化系统的设计6161 烟气特征616.1.1 烟气成分616.1.2 烟气温度616.1.3 烟气量6162 烟尘特征616.2.1烟尘的来源616.2.2烟尘成分626.2.3烟尘粒度6263烟气净化方法的选择6264 烟尘净化系统的设计6265 烟尘净化系统的主要设备656.5.1 烟气收集设备烟罩656.5.2 烟气冷却设备656.5.3 烟气净化设备（除尘器和脱水器）656.5.4 抽气设备（抽烟机）657 电弧炉炼钢车间工艺布置677.1 原料跨的跨度677.1.1原料跨总长度确定677.1.2原料跨高度677.2 炉子跨整体布置677.2.1 炉子跨工作平台高度677.2.2 炉子的变压器室和控制室677.2.3 电弧炉出渣和炉渣处理687.2.4 炉子跨的长度、跨度、高度687.2.5 其他布置687.3精炼跨697.3.1 整体布置697.3.2 VD精炼炉的工艺布置697.4连铸跨697.4.1 总体布置697.4.2 连铸机操作平台的高度、长度、宽度697.4.3 连铸机总高和本跨吊车轨面标高707.4.4 连铸机总长度707.4.5 连铸跨跨度717.5出坯跨717.6 备注718 电炉炼钢生产技术经济指标与生产能力计算738.1 电炉生产经济技术指标738.1.1 指标产量738.1.2 质量指标738.1.3 作业效率指标748.1.4 连铸生产技术经济指标748.2 电炉车间生产能力核算749拟订生产组织及安全生产制度759.1 生产组织安排759.1.1 原料车间759.1.2 冶炼车间759.1.3 连铸及铸坯精整车间759.2 安全制度的制定769.2.1 实行承包责任制769.2.2 安全规程的制定76结论77参 考 文 献78致 谢79绪论绪 论钢铁工业是国国民经济的支柱产业，是国民经济的中的主导产业。而钢铁材料是用途最广泛的金属材料，人类使用的金属中，钢铁占90%以上。人们生活离不开钢铁，人们从事生产或其他活动所用的工具和设施也都要使用钢铁材料。钢铁产量往往是衡量一个国家工业化水平和生产能力的重要标志，钢铁的质量和品种对国民经济的其他工业部门产品的质量，都有着极大的影响。世界经济发展到今天，钢铁作为最重要的基础材料之一的地位依然未受到根本性影响，而且，在可预见的范围内，这个地位也不会因世界新技术和新材料的进步而削弱。纵观世界主要发达国家的经济发展史，不难看出钢铁材料工业的发展在美国、前苏联、日本、英国、德国、法国等国家的经济发展中都起到了决定性作用。这些国家和地区钢铁工业的迅速发展和壮大对于推动其汽车、造船、机械、电器等工业 的发展和经济的腾飞都发挥了至关重要的作用。美国钢铁工业曾在20世纪7080年代遭到来自日本为主的国外进口材料的冲击而受到重创，钢铁产品生产能力急剧下降，但经过十几年的改造和重建，终于在20世纪90年代中期恢复到其原有的钢铁生产规模，为其维持世界强国地位继续发挥着重要作用。由此可见钢铁工业在公民经济的重要作用，并且钢铁工业在整个国家的发展中都起着举足轻重的作用。改革开放以来，我国电弧炉炼钢技术紧跟世界电炉炼钢工业的发展趋势，得到了快速发展。特别是冶金工艺流程的革命性变换，如电炉从三期操作发展到只提供初炼钢水的两期操作，从模铸到连铸，从出钢槽到偏心底出钢，以及为了满足连铸生产的快节奏提高炉子生产率而采用多能源的综合利用等等，所有这些改变都是促使为冶金工艺服务的电炉装备也取得了突破性的发展。近十年，我国从国外先后引进了交流超高功率电弧炉、直流电弧炉、高阻抗电弧炉、双壳炉和竖炉。通过这些设备的调试、操作、维护以及备品的制造，提高了我国电炉制造的设计制造水平。在消化吸收与创新的基础上，我国大容量电弧炉的国产化奠定了基础。当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。 1 1 设 计 方 案1.1设计概述1.1.1 设计的基本原则及内容(1)设计的基本原则贯彻执行党和国家建设四化的方针、政策及其有关规定。在厂址选择及进行厂总平面布置时，尽量少占有现有耕地，“三废”的处理和排除不应污染环境，不应有害农业生产，且应综合利用。在方案的确定和选择上要考虑到国家的现状和要求以及未来发展的需要。 设计中的技术紧密结合我国的具体情况，保证技术先进与经济合理相结合。在生产工艺流程和机器设备的选择上。考虑到我国现有的生产技术水平，尽可能地提高机械化，自动化的程度。以达到高产、优质、低耗，提高经济效益。充分利用本地资源，发挥现有工业基地的潜力，降低成本。 设计应充分体现社会主义制度对劳动者的安全与健康的关怀，应把环境提到重要位置，重视“三废”处理及综合利用。(2)设计内容设计内容包括：产品方案确定，配料计算，炉型设计(炉子容量及座数确定，炉型尺寸计算、变压器及电器参数选择等)，连铸车间设计，电炉和精炼车间的设计和选择(车间设备选择及布置，各跨间的设计),烟气净化设计等。1.1.2 建厂条件评述通过实地调查，利用收集到的资料，就该地区资源、电力、交通、水文、地质、气候等方面加以评述，以论证在该地建厂发可能性与合理性。本次设计中，参考重庆万州地区的条件进行的，下面就将该地条件表述如下，以供参考使用（1）地理概况 万州区属重庆市，位于四川盆地东部，濒临长江三峡，扼川江咽喉，有“川东门户”之称，水路上距重庆市区327公里，下距湖北省宜昌市321公里，为川东水陆要冲，跨大巴山、巫山、七曜山和盆东平行岭谷区，地处三峡工程库区腹地，举世闻名的大、小三峡均在其中。境内山峦起伏，丘陵交错，街道楼房背山面江，故又称“江城”。1902年中英通商条约辟为商埠。1915年日、英两国于此设立海关。1928年设市。其附近山地丘陵，除有煤、铁、硫、盐等矿藏外，盛产柑橘、桐油、乌桕、生漆及蘑菇等，又是山羊及山羊板皮主要产地之一。工业以罐头、肉类等食品工业和纺织、皮革工业为主。次为机械、化肥和造纸等。万州港货物年吞吐量在重庆市内居第2位，仅次于重庆港。水陆交通便利，有万利公路、万渠公路、万开公路、万忠公路等干线，是川东、湘鄂西、陕南的物资集散地。万州区溯江而上有妩媚多姿的忠县石宝寨，下行有云阳境内的古迹张飞庙、奉节境内的白帝城及巫山境内的大宁河小三峡与长江三峡等奇景。（2）资源分布万州物华天宝，资源丰富。拥有水能、天然气、岩盐等优势资源，开发价值高，可供开采的矿产资源达38种，特别是天然气储量达2300亿立方米，岩盐储量达2860亿吨。属暖湿亚热带季风气候，气候温和，立体气候明显，森林资源丰富，珍稀动植物品种繁多，分布广泛。（3）交通运输2003年6月三峡水库二期蓄水和移民迁建，万州在三峡库区的地位日益凸现。特别是机场、铁路 、渝万高速公路、深水码头的相继竣工使用，使万州逐渐成为新三峡旅游的进出口和库区旅游的服务中心和集散地。长江黄金水道，318国道横贯东西，根据国务院领导指示，到2010年前后，万州区将建成重庆的第二大都市。面对新的历史使命和发展机遇，万州将高扬发展主旋律，坚持“移民为先，开放开发，科教兴万，富民强区”的发展战略，努力把万州主城区建设成为长江中上游结合部的交通枢纽，长江三峡库区的旅游服务基地，对外开放的现代化的移民新城。三峡工程对库区交通的最大推动是水运。三峡成库后，万吨级船队可直达重庆。作为库区最重要的水路中转站万州红旗沟码头正加紧复建，复建后的万州港将成为1500万吨的深水良港。万州机场于2000年开工，机场总投资3.7亿元，可以起降大型客机，2003年5月29日正式通航，开通了万京、万沪、万蓉、万穗、万昆、万深、万宁航线。2001年5月，达万铁路正式接轨，火车的轰鸣第一次回荡在这个峡江古城的上空，它将万宜铁路连接，经湖北利川、恩施在宜昌与全国路网接轨。达（州）万（州）铁路客、客货运已经开通，万（州）宜（昌）铁路已于2010年12月下旬通车，达万铁路电气化改造也已完成。渝万高速、万（州）开（县）高速公路竣工通车，长江大桥、长江二桥飞跨大江南北，天堑变通途；水上运输，万州港是交通部和重庆市规划的长江干线主枢纽港，三峡库区蓄水后，成为永久性的深水良港，也是长江上游最大的深水港，常年可通行万吨级船队，货运吞吐量可达1500万吨，客运吞吐量可达1200万人次； 万（州）梁（平）、万（州）开（县）、万（州）云（阳）、万（州）忠（县）、万（州）利（川）五条出境二级公路路面全部硬化，渝万（沿江）、万达、万利高速公路前期工作进展顺利，加上国道318线和即将竣工的万（州）宜（昌）高速公路，万州将是全国独具特色的拥有比较完备的水、陆、空立体交通网络的城市，逐步成为区域重要的交通枢纽和交通运输中心。（4）气候资源万州区境内属亚热带季风湿润带，气候四季分明，冬暖、多雾；夏热，多伏旱；春早，气温回升快而不稳定，秋长，阴雨绵绵，以及日照充足，雨量充沛，天气温和，无霜期长，霜雪稀少。境内多年平均气温17.7 C ，最高年平均气温19.0 （1982 年），最低平均气温17.6 （1974 年）；多年极端最高气温为41 （1972 年8月26日），极端最低气温零下3.7 （1955 年1月27日，1975 年12月15日），多年平均年日照时数1484.4小时，最高年日照时数1713小时，最小年日照时数924小时，据境内大滩口水文站资料统计，多年平均降水1243毫米，最多年降水量为1549.6毫米（1982 年）。最低年降水量为981.9 毫米（1976年），多年平均年水面蒸发为620毫米，年蒸发总量达10.85亿立方米。（5）地质条件万州区地处四川盆地东缘，重庆市东北边缘，面积3457平方公里（耕地面积100万亩，其中田58.49 万亩；大于25度坡地50.14 万亩，其中旱地32.49万亩），城市面积32.5 平方公里。区内山丘起伏，最高点普子乡沙坪峰，海拔1762 米，最低点黄柏乡处长江边，海拔106 米，西北部高升乡凤山材肖垭口，海拔高度为1373.3 米，境内相对高差分别为184.5 米、1266.8 米，低山、丘陵面积约占四分之一，低中山和山间平地面积约占四分之一，极少平坝和台地，且零星散布。 境内河流纵横，河流、溪涧切割深，落差大，高低悬殊，呈枝状分布，均属长江水系。长江自西南石柱、忠县交界的长坪乡石槽溪（海拔118米）入境，向东北横贯腹地，经黄柏乡白水滩（海拔106米）流入云阳县，流程80.4公里。境内流域面积在100平方公里以上的河流有江北的苎溪河、渡河、石桥河、汝溪河、浦里河，江南的泥溪河、五桥河、新田河共八条，溪沟93条，总水域面积为16.3万亩（108.66平方米）。 境内出露地层的地质年代多见于中生代三叠纪和侏罗纪，形成时间距今2.31.37亿年，以侏罗纪分布最广，三叠纪次之，局部地方有距今2.852.3亿年的古生代二叠纪地层，也有距今250万年的新生代第四纪地层，境内地质构造线，属新华夏系第三巨型隆起带武陵山褶皱带西缘与大巴山弧形褶皱带控制的四川菱形构造盆地的北东三北东方向延伸出境外，消失于七曜山背斜构造的北西侧，形成向突向北西的万县弧形构造线。1.2 产品方案在这节里，年产量、冶炼钢种及其产量比例均有设计任务书规定得知。具体钢号可给定也可自行选择（包括每类选2个以上钢号，其比例自定），选择原则如下：（1）所选钢号必须是该钢种中典型的常用代表钢号；（2）综合考虑中国的矿产资源状况，我国的矿产资源基本是缺铬少镍多硅锰。（3）考虑市场需求情况。以下内容，将举例说明。1.2.1 冶炼的钢种，代表钢号及化学成分确定表1-1给出各冶炼钢种代表钢号及其化学成分表。表1-1 冶炼钢种化学成分表(%) 钢种 成分优质碳素结构钢合金结构钢碳工钢硅钢轴承钢弹簧钢不锈钢45#20#40Cr20MnSi1T8D22GCr1560Si2Mn1Cr18Ni9TiC0.420.500.170.230.370.450.170.230.750.840.080.951.050.570.650.12Si0.170.370.170.370.170.370.400.700.150.352.012.500.150.351.52.00.80Mn0.500.800.350.650.500.801.301.700.200.400.200.400.20.40.60.92.0P0.0350.040.030.0450.0350.0400.0270.0450.035S0.0350.040.030.0450.0300.0300.0200.0450.030Ni0.300.300.250.300.200.308.011.0Cu0.250.250.030.300.300.25Cr0.250.250.801.100.301.31.651719Ti-2注：1：C+1/6Mn100万吨年良锭设计产量为130万吨，故满足要求。2.2 超高功率炉型设计设计步骤： 求出炉内钢液和熔渣的体积；计算熔池的深度和直径；确定熔炼室空间的高度和直径；确定炉顶的拱高和和炉盖的厚度；确定炉衬的尺寸和炉壳的直径；确定偏心炉尺寸 图2-1 电炉炉型2.2.1 熔池的形状和尺寸电弧炉的大小以其额定容量（公称容量）来表示，所谓额定容量是指新设计的电炉熔池所能容纳的钢水量。实际生产过程中，随着熔炼炉数的增多，熔池容积不断增，装入量或者出钢量也就不断增大。另外生产中还经常用提高炉门门槛即造假门槛的办法来增加炉产量，这样就出现了超装问题，一般认为超装20左右为宜，不宜超装太多，大电弧炉基本上不超装。熔池：容纳钢液和熔渣的那部分容积。熔池的容积应能足够容纳适宜熔炼的钢液和熔渣，并留有余地。（1）熔池形状其形状应有利于冶炼反应的顺利进行，砌筑容易修补方便。本设计使用目前较为流行的锥球形熔池，上部分为倒置的截锥，下部分为球冠。球冠形电炉炉底使得熔化了的钢液能积蓄在熔池底部，迅速形成金属熔池，加快炉料熔化并及早造渣去磷。截锥形电炉炉坡便于补炉，炉坡倾角45，其优点如下：45角叫自然锥角，沙子等松散材料堆成堆后的自然锥角正好是45。当用镁砂补炉时利用镁砂自然滚落的特性，可以很容易的使被侵蚀的炉坡得到修补，恢复原状；出钢时炉子倾斜1215能顺利出净钢水。（2）熔池尺寸计算 熔池的容积V池。根据定义：V池V金+V渣电炉的氧化期具有最大的渣量。对碱性电炉：G渣/G钢0.077%，而渣的比重为3.03.5 t/m3，取每立方米渣重3.3t，则每吨渣的体积为0.3 m3。则： V渣/V金0.15，所以：V池1.15V金1.15 GV0 式中：G炉子容量，吨；V0吨钢液的体积，取0.14 m3/t 。则对于75吨电弧炉：V池1.15V金1.15 GV01.15750.14=12.075m3熔池直径D（渣面直径）和深度H之比D/H；在计算熔池直径D和深度H之前，首先确定一个合适的D/H值。在熔池容积一定的条件下，D/H大，则熔池浅。熔池容积一定，熔池越浅，熔池表面积越大，即钢、渣界面积越大，有利于钢渣之间冶金反应的进行。因此，希望D/H大一些，但D/H太大，则熔池直径和熔炼室直径都增大，于是炉壳直径增大，导致D壳太大，炉壳散热面积增大，电耗也增大，因此D/H又不能太大。如果D/H太小，熔池太深，钢液加热困难，温度分布不均匀性增大。在氧化期应对金属进行良好的加热，并对熔池中金属进行强烈沸腾搅拌，以使金属成分和温度均匀。当选定炉坡倾角45时，一般取D/H5左右较合适。由截锥体和球冠体的体积计算公式可知，熔池的计算公式为： 式中：h1 球冠部分高度，一般取h1H/5； h2 截锥部分高度，h2=H-h1=4/5H； D 熔池液面直径，通常采取D/H5，即D=5H； d 球冠直径，因dD-2h25H-8/5H17/5H带入上式，整理后得：V池12.1H30.0968D3 若V池12.075 米3，则H=1.000mD=5.000mh1H/5=1.000/50.200mh24/5H4/51.0000.800md17/5H17/51.0003.400m2.2.2 熔炼室尺寸熔炼室是指熔池以上至炉顶拱基的那部分容积，其大小应能一次性装入堆积密度中等的全部炉料。（1）熔炼室直径炉坡与炉壁交接处的直径，为了防止钢液沸腾时炉渣冲刷炉壁砖或炉渣到达炉坡与炉壁交界处（薄弱处），炉坡应高于炉门槛（渣面与炉门槛平齐）约100mm左右，即当选定炉坡倾角为45时：D熔D+2100 因D5.000m，则D熔D+21005000+2005.200m（2）熔炼室高度金属炉门槛至炉顶拱基的空间高度为熔炼室高度。炉衬门槛较金属门槛高出80100mm。从延长炉盖寿命和多装轻薄料考虑，希望熔炼室高度H1大一些，因为增大熔炼室高度H1，炉盖距电弧和熔池面距离远，炉盖受到的热辐射相对较小，炉盖寿命长，另外，熔炼室高度H1大，装轻薄料多。但是如果熔炼室高度H1太大，则炉壳散热面积增大导致电耗增多，电极增长导致电阻增大。经验值为：H1/D=0.50.45，40t电炉。此处取0.42。所以，H1=0.42D0.425.0002.100m（3）炉顶高度炉顶高度h3与熔池室直径D有如下关系：则h3D熔/85.200/8=0.65m至此，炉底至炉顶中央高度H2H1+H则H2H1+H2.100+1.000+ h33.750m（4）熔池上缘直径一般熔炼室要设计成上大下小倾斜形的，即D1D熔，炉壁上部薄下部厚，这样形状的熔炼室增加了炉壁的稳定性，炉壁较稳固，并且容易修补，同时使熔炼室的容积增大，可多装轻薄料。另外下部的炉衬接近于炉渣，侵蚀较快，炉衬下厚上薄可以使整个熔炼室的炉衬寿命趋于均匀。其炉墙内侧倾斜度，一般为炉坡水平面至拱基高度（H1-100）的10%左右；所以D1D熔+2(H1-100)10%5.200+2(2.1000.1)0.15.600m 2.2.3 炉衬及厚度（）的确定炉衬的组成：炉壳石棉（100mm）绝热层工作层。炉壁衬砖厚度通常按耐火材料热阻计算确定，计算依据的条件是炉壳在操作末期被加热的温度不大于200，以免炉壳变形。一般而言，增加炉衬厚度，炉壳受热及热损失可以减少，炉顶衬砖厚度如表22所示。表22 炉顶衬砖厚度吨位/t 40/mm230300350这在一定限度内是正确的但是炉衬厚度增加与热损失减少并非线性关系，厚度达到一定值以后，再增加炉衬厚度，热损失减少不显著，反而因厚度增加过大，而增加炉壳直径D壳，耐火材料消耗增加，散热面积增加，所以比较经济的做法是选择优质材料，使用较轻薄的炉衬。按经验值选：对75t电弧炉取350mm。炉壁部位厚度见表23。表23 炉壁部位厚度吨位/t 40工作层/mm230345460绝热层/mm757575炉底部位总厚度近似等于熔池深度对100t电弧炉炉壁厚度取工作层460mm，绝热层75mm，炉底厚度1000mm。炉壁厚度为壁460+75535mm。2.2.4 炉壳及厚度z炉壳要承受炉衬和炉料的质量，抵抗部分衬砖在受热膨胀时产生的膨胀力，承受装料时的撞击力。炉壳厚度z一般为炉壳直径D壳的1/200，即：炉壳厚度z与炉壳直径D壳的关系见表24。表24炉壳厚度z与炉壳直径D壳的关系D壳/m 6z/mm12151520252830因D5.500m，故4mD壳6m，故取z25mm。则D壳D熔2壁2z5200+2535+2256320mm=6.320m2.2.5 炉门尺寸的确定一般电炉设一个加料炉门和一个出钢炉门，其位置相隔180。确定炉门尺寸时考虑了以下因素：便于顺利的观察炉况，能良好的修补炉底和整个炉坡，采用加料机加料的炉子，料斗能自由出入，能顺利取出折断电极。炉门尺寸的经验值：炉门宽度L（0.250.3）D熔 炉门高度b0.8L为了密封，门框应向内倾斜812所以，L0.25D熔0.255.2001.300m；b0.81.3001.040m。 图2-2 偏心炉设计部分尺寸 2.2.6 偏心炉设计 大量的生产实践表明，采用偏心炉底出钢电弧炉与出钢槽出钢相比，可取得以下显著效果，如图2-2：可彻底地实现无渣出钢和留钢留渣操作。炉内留钢量一般控制在10%15%，留渣量可达到95%以上。为此，偏心炉底出钢已成为“超高功率电弧炉炉外精炼连铸”短流程及直流电弧炉的一项重要的必备技术之一，为氧化性出钢创造了必要的条件。电弧炉水冷炉壁的水冷面积可从出钢槽出钢的70%增加到87%90%，从而提高炉衬寿命15%及扩大炉膛直径（德国BS公司的45t炉从原来的4.2m扩大到4.6m）。耐火材料消耗可降低2.53.5kg/t，维修喷补炉衬的费用可减少60%，炉容量可扩大12.5%。炉体后倾角从4245减少到1215，可缩短短网长度，从而提高输入炉内的有功功率（10%33%）和功率因数（从0.707提高到0.8），缩短冶炼时间37min，可降低电耗15%30%。此外，炉体倾动角减小可简化炉子设计（短网中的非磁性支承架、电缆接头等有关连接构件受力状况改善，倾动摇架质量减轻），且减少电极折断几率。缩短出钢时间75%，出钢温度可降低30，因而可缩短冶炼时间，降低电耗6%，降低电极消耗，生产率提高10%15%。出钢钢流短而垂直，且集中无分散，可减轻出钢过程中钢流的二次氧化及吸气，加上出钢时间缩短，钢中氢、氧和氮及夹杂物的含量均有所减少。同时便于采用钢包加盖及氩气保护技术。（1）出钢箱内口与中心夹角（图23）的大小直接影响箱体内钢水的流动性，从而影响钢水的温度。在一定范围内，越小，出钢箱内钢水流动性越差，其与炉中心温度差越大，一般情况下，出钢箱内温度比炉心的温度低5080，如果过低会造成出钢时箱体内仍有固体冷块和未熔渣料，出钢时会堵塞出钢口造成事故。因此出钢箱内口和中心夹角要确保钢水流动性好，钢水温差小。=100时钢水在出钢箱的流动性最好。考虑到弧形架对炉底的支撑，75t超高功率电弧炉的取110。图2-3 出钢箱内口与中心夹角（2）出钢口到炉子中心的距离偏心度E 出钢口位置的确定应考虑填料方便，便于检修（图23）。如果出钢口到炉子图 中心的距离偏心度E过大，则出钢口到炉心的距离越远，箱内钢液的温度与炉内的钢液的温度差越大。因此，在填料、维修方便的前提下，偏心度越小越好。考虑到出钢口填料方便，出钢口到炉体中心的距离取炉壳最大外径的一半再加上200mm，即3360mm。（3）出钢箱远中心内侧距离炉中心的距离L见图，当炉壁厚度S为535mm时有LE+S3360+535+3004395mm。（4）出钢倾翻角与出钢箱高度h4取出钢最大倾角为14，则：14arccos(10210-h4-1200)/(10210-1260，所以h4330mm，取h4350mm。这是新砌炉的最大倾翻角，由于炉内温度与出钢箱温度不等，炉子后期，炉底耐火材料的侵蚀会比出钢箱严重，后期炉子的最大倾角壁初期要大，但不会大于arccos(10210-350)/(1021015。即炉体最大倾角为1415。（5）出钢口直径出钢口为一个圆形孔洞，其直径一半为120150mm，为缩短出钢时间，取出钢口直径为300mm。出钢口高度为箱底衬砖厚度及箱底钢板厚度（25mm ）共1200mm，钢液高度1080mm，安全高度1760mm，三者之和即4040mm。表24 75t超高功率电弧炉各部分尺寸项目尺寸/mm项目尺寸/mm熔池容积 V池12.075 m3炉衬工作层厚度460熔池直径 D5000炉衬绝热层厚度75熔池深度 H1000炉底厚度1000球冠部分高度 h1200炉壳厚度z25截锥部分高度 h2800炉壳直径 D壳6300球冠直径 d3400炉门宽度 L1300熔炼室直径 D熔5200炉门高度 b1040熔炼室高度 H12100出钢口直径300炉顶高 h3650出钢箱内口与中心夹角110熔炼室上缘直径 D15600偏心度E3510炉壁衬砖厚度 350出钢倾翻角122.2.7废钢的供应方式和预处理方案（1）废钢的供应方案通过料篮车将废钢从原料跨间运到炉子跨，再通过天车将料篮吊至炉子上方加入炉内。（2）废钢的预处理方案废钢包括返回废钢和外来废钢。废钢外形尺寸不一，分重，中，轻三种类型，为了满足