年产250万吨钢的全连铸电炉炼钢车间电炉炼钢毕业论文.doc

专科毕业设计（论文）资料题 目 名 称：根据南京地区设计年产250万吨钢的全连铸电炉炼钢车间 学 院（部）： 冶金工程 专 业： 学 生 姓 名： 最终评定成绩： 绪 论改革开放以来，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。本设计机密结合实际，包括八个部分，配料计算，炉型设计，电气设备选择，炉外精炼，连珠设计，烟气净化系统设计，车间布局设计。本设计由湖南工业大学冶金工程学院聂星星设计。在编写的过程中得到了苏振江教授的指导，在此特别表示感谢。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，结合南京地区实际条件，优化设计年产为250万吨的电炉车间。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.、炼钢设计原理、炼钢设计原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苏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ABSTRACTThe 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 Nanjing, optimal design capacity of 250 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, steel design principle, 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 Su to explore feasible approaches and data. Electric arc furnace steel-making plans and drawing workshop floor plan.Keyword：electric arc furnace, plant design, casting, refining目 录1 设计方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.1设计概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.1 设计的基本原则及内容. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.1.2 建厂条件评述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.2 产品方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31.2.1 冶炼的钢种，代表钢号及化学成分确定. . . . . . . . . . . . . . . . .31.2.2 钢种简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51.3 产量计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 超高功率电弧炉炉型设计计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142.1 电炉容量和座数的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.2 超高功率炉型设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162.2.1 熔池的形状和尺寸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162.2.2 熔炼室尺寸. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182.2.3 炉衬及厚度（）的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192.2.4 炉壳及厚度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202.2.5 炉门尺寸的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202.2.6 偏心炉设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212.3 水冷挂渣炉壁的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242.4 水冷炉盖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .243 电弧炉电气设备的计算和选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263.1 变压器功率和电参数的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263.1.1 变压器功率的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263.1.2 电压级数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263.1.3 电极直径（d电极）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273.1.4电极心圆直径（d三极心）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283.2短网的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 炉外精炼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314.1 真空吹氩脱气法（VD法）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314.2 不锈钢的精炼. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.2.1 AOD精炼法的简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334.2.2 AOD冶炼的精炼系统冶炼不锈钢工艺流程. . . . . . . . . . . . . . .344.2.3 AOD精炼技术的发展AOD-VCR法(V-AOD法) . . . . . . . . . . . 365. 连铸设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375.1连铸系统的组成及工艺流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375.2 车间设备及参数的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375.2.1 连铸机型的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375.2.2 连铸机生产能力的计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375.2.3 连铸机基本参数的确定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .396 电炉炼钢车间烟气净化系统的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .456.1 烟气特征. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .456.1.1 烟气成分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456.1.2 烟气温度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456.1.3 烟气量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 62 烟尘特征. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .456.2.1 烟尘的来源. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .456.2.2 烟尘成分. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .466.2.3 烟尘粒度. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466.3烟气净化方法的选择. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .466.4 烟尘净化系统的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466.5 烟尘净化系统的主要设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .506.5.1 烟气收集设备烟罩. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .506.5.2 烟气冷却设备. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .506.5.3 烟气净化设备（除尘器和脱水器）. . . . . . . . . . . . . . . . .506.5.4 抽气设备（抽烟机）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 507 炼钢车间布局设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .517.1 车间总体布局. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517.2 主厂房内跨间的布置及尺寸的确定. . . . . . . . . . . . . . . . 527.2.1 炉子跨. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .527.2.2 原料跨. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .557.2.3 浇注跨. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .577.2.4 精炼跨间布置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588 电炉炼钢生产技术经济指标与生产能力计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . .588.1 电炉生产经济技术指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598.1.1 指标产量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598.1.2 质量指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598.1.3 作业效率指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598.1.4 连铸生产技术经济指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . 608.2 电炉车间生产能力核算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .631 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，参考南京地区的条件进行的，下面就将该地条件表述如下，以供参考使用(1)地理概况南京是江苏省省会，位于长江中下游平原东部苏皖两省交界处，江苏省西南部。东距上海市300余公里。东接江苏省镇江市、句容市，西邻安徽省滁州市、巢湖市、马鞍山市，南接安徽宣城市、江苏省溧阳市，北连江苏省仪征市、安徽省天长市，北纬31度1432度36，东经118度22119度14，是长三角地区第二大城市。属亚热带湿润气侯，四季分明、雨水充沛、光能资源充足。主要农产品有水稻、麦子、玉米、黄豆、小米，油菜、红薯、棉花、苹果、梨、香蕉等。南京的工业以电子信息、石油化工、汽车机械、生物制药、食品饮料、仪器仪表等产业为主。(2)资源分布南京矿产资源丰富。已发现54种矿产，210余处矿产地，初步探明的34种矿产资源储量20亿吨以上。南京被称为我国“地质工作的摇篮”。铁、铜、铝、锌、金、银、锶等15种矿储量属江苏省第一位，锶、凹土等4种矿产储量进入全国前6位。位于溧水县爱景山山麓的天青型锶矿，品位高，储量大，是我国第一大锶矿。江苏的金属矿产主要分布在南京。目前有38种得到不同程度的开发，年产原矿量5000多吨，年原矿产值10亿元，现已形成冶金、有色、化工、建材等6大采、选、冶加工基地。近10年来，南京相继发现了一批矿产地，新增矿产储：黄金5.74吨、银556吨、钴250吨，并已纳入开发利用规划。另外，南京的地下水、矿泉水和温泉水水质良好，利用价值较高。境内河流主要有秦淮河与金川河两大水系。(3)交通运输南京是华东地区重要的交通、通讯枢纽，建立了全方位、立体化、大运量的交通运输网络，铁路、公路、水运、空运、管道五种运输方式齐全，拥有现代化的通讯体系。目前南京有京沪铁路、宁芜铁路、宁启铁路、宁西铁路以及宁合铁路交汇于南京，使南京成为连接华北、华东和华中的重要铁路交通枢纽。建设中的南京南站将成为京沪高速铁路的重要中转站。沪宁城际高速铁路已正式开通，丘陵开工建设的城际铁路有宁杭、宁安铁路，列入规划的尚有沿江城际、宁淮城际、宁淳城际、宁金城际、宁兴城际、宁扬城际、宁邮城际、宁明城际、宁定城际、宁巢城际、扬巢城际。以南京为中心，有宁沪、宁滁、宁连、宁通、宁合、宁马、宁高、宁靖盐、宁淮、宁蚌、宁常、宁杭等高等级公路呈放射状通往本省及周边省市。还有在水运方面，南京港是全国第一大内河港口、长江沿岸仅次于上海外高桥和苏州港的第三大集装箱港。2008年货物吞吐量1.11亿吨，外贸集装箱吞吐量129万标箱。港区全长98公里，有64个泊位，其中16个可停靠万吨级船舶。(4)气候资源南京属亚热带季风气候，雨量充沛，年降水1200毫米，四季分明，年平均温度15.4C，年极端气温最高39.7C，最低-13.1C，年平均降水量1106毫米。全区地貌可分为丘陵和平原两个类型。(5)地质条件南京市平面位置南北长、东西窄，成正南北向；南北直线距离150公里，中部东西宽5070公里，南北两端东西宽约30公里。南面是低山、岗地、河谷平原、滨湖平原和沿江河地等地形单元构成的地貌综合体。地貌为宁镇山脉的一部分,低山山陵占全市总面积的64.52%。长江南京段长度约95km；江南有秦淮河，江北有滁河，为南京市境内两条主要的长江支流,其河谷平原为重要农业区。水面占全市总面积11.4%，平原、洼地占24.08%。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(%) 成分钢种CSiMnPSNiCuCrTi优质碳素结构钢45#0.420.500.170.370.500.800.0350.0350.300.250.25-20#0.170.230.170.370.350.650.040.040.300.250.25-合金结构钢40Cr0.370.450.170.370.500.800.030.030.250.030.801.10-20MnSi10.170.230.400.701.301.700.0450.0450.300.300.30-碳工钢T80.750.840.150.350.200.400.0350.0300.200.30硅钢D220.082.012.500.200.400.0400.030轴承钢GCr150.951.050.150.350.20.40.0270.0200.300.251.31.65弹簧钢60Si2Mn0.570.651.52.00.60.90.0450.045不锈钢1Cr18Ni9Ti0.120.802.00.0350.0308.011.017192注：1：C+1/6Mn=0.5 2:5(C-0.02)0.80 1.2.2 钢种简介要求对所选钢号的工艺性能，机械性能和用途作简要介绍。(1)合金结构钢合金结构钢，可分为工程结构钢和机械零件用钢。前者广泛用于建筑、车辆、造船、桥梁、石化、电站等。后者主要制造各种机械零件，比如轴类、弹簧、齿轮、轴承等。如轴承钢GCr15，钢中加人了1.3%1.65%的Cr，以增加钢的淬透性，并使钢中的合金碳化物均匀细密分布，保证了高硬度和耐磨性，提高钢的强度和接触疲劳抗力。Cr还有利于提高钢的耐蚀性。一般合金结构钢所用合金元素的种类却很多。各种合金元素对其性能产生一定影响,至使其具有良好的综合机械性能(b、k、等)，为了提高其收得率，可以不经过炉外精炼，只通过吹氩搅拌便可进行连铸。主要用来制造各种机械，机械零件和各种工程中金属结构，加汽车、柴油机及机床等上的齿轮，主轴等构件。近年来工业发展迅速，合金结构钢需求日益增多，目前世界上合金结构钢的总产量已达总产量10%，占合金钢总产量45%以上。(2)碳素结构钢这种钢的强度不高，而且塑性和韧性甚高，有良好的冲压，拉伸和弯曲性能，焊接性能良好。主要用于制造容易加工成形，而不要求强度的部件。大多数生产高精度薄钢板，用于制造深冲压和深拉延制品，如汽车用深冲板，各种贮器，油桶，搪瓷制品，仪表板等；也用于制成管子，垫片及心部强度要求不高的渗碳和氰化零件，如套筒，短轴，离合器盘，及电焊条等。这些刚均具有时效敏感性。生产品种圆钢，方刚，六角钢，扁钢，热轧厚钢板和宽带钢，热轧和冷轧薄板和钢带，钢丝。 (3)不锈钢加Crl8Ni9Ti等，它们含Cr、Ni等合金元亲很高，特别是Cr含量为1820%，而C含量要格别较低水平，生产中要特别注意“脱C保Cr”控制。为了提高合金元素回收率，避免在强冷却条件下产生裂纹，一般不锈钢应用模铸，与LF炉相配合。由于不锈钢具有高的抗氧化，耐磨蚀性能，所以被广泛应用于原子能、航空、海洋开发、化学、石油工业及日常生活之中。1.3 产量计算(1)金属平衡图由计算知车间产量等分布情况，如表1-2。金属平衡图如下：连铸(以GCr15为例)，见图1-1。表1-2 车间产量分布冶炼钢种年产量(t)装入量i=a(1-h)钢水量j=i(1-c)返回钢j=i(h-c)收得率k=1-c收合率l=1-h消耗系数n=ia45#600000654307.525621592.14921592.14895%91.7%1.091GCr15800000872410.033828798.531282789.53195%91.7%1.091Cr18Ni9Ti11000001255707.7631192922.37592922.37495%87.6%1.142精炼后钢水468903.14 94%精炼损失29929.87 6%中间包钢水463276.3 98.8%注余钢水3751.225 0.8%原坯 454010.77 98%氧化铁皮1853.1052 0.4%合格坯 450000 99.12%废品 2270.1540.5%(2)配料计算配料任务在于确定炉料的化学组成及其配比;合理利用返回钢，节约合金元素，减少消耗，缩短冶炼时间。配料原则a.配料的准确性即炉料重量和配料成分要准确。b.合理使用废钢，废钢的化学成分须符合所炼钢种要求。另外，当采用氧化法冶炼时，应大量使用普通废钢;而在采用返回法时，必须使用优质返回钢。使用废钢时，还应考虑其块度和单位体积重量，不同块度的炉料应有适宜的配比，轻薄废钢所占比例不宜过大。当废钢含C量不能满足配C要求或废钢来源不足时，可以配入部分生铁或废铁，其配比氧化法可达40%，返回法则约为10%。c.确定适宜的配料成分配料成分由钢种成分、元素特性，冶炼方法和质量要求等确定，对于普碳钢和低合金钢应着重配好C，而对于高合金钢则应着重 配好几个主要的合金元素。 碳：确定配C量时，应考虑碳在熔化期的烧损，氧化期的脱C量及还原期的增C量。采用氧化法冶炼，炉料化清时的碳含量应该比规格下限高出0.30%0.40%。而返回法则应高0.15%。如果熔化期吹氧助熔，则氧化法配料中碳应该比 规格下限高0.5%0.7%，当废钢含C量不足时，可以用增碳剂增碳。硅：氧化法熔炼时不人为的配入硅，当化清时钢液含Si量大于0.15%时，将会抑制沸腾，用返回吹氧法炼不锈钢时，适当提高炉料配Si量可以提高返回钢中 Cr的回牧率，但也不宜超过1.0%。锰：对于一般钢种，化清锰含量一般不作要求，但对于某些重要的结构钢，化清时锰含量应不大于0.2%，以免抑制沸腾，锰的烧损为5060%。装入量100%654307.525（t）吹炼后钢水95%621592.149（t）熔换5.0%32715.376(t)精炼后钢水468903.14 94%精炼损失29929.87 6%中间包钢水463276.3 98.8%注余钢水3751.225 0.8%原坯 454010.77 98%氧化铁皮1853.1052 0.4%合格坯 450000 99.12%废品 2270.1540.5%注余钢水0.5%3271.578 (t)26172.3t 0.8%中间包钢水 94%615049.073(t)事故及回炉钢0.5% 3271.578 (t)切头切尾1.0%65430.753(t)清理损失 0.5%3271.578 (t)原坯93%608505.998(t)92.792.7% 合格坯92%601962.293(t)其它损失2.0%13086.151(t)65430.8 t 2.0%废品0.5%3271.578 (t)16357.7t 0.5%图1-1(a)金属平衡图装入量100%1255707.763(t)吹炼后钢水95%1192922.375（t）熔换5.0%62785.388(t)精炼后钢水468903.14 94%精炼损失29929.87 6%中间包钢水463276.3 98.8%注余钢水3751.225 0.8%原坯 454010.77 98%氧化铁皮1853.1052 0.4%合格坯 450000 99.12%废品 2270.1540.5%注余钢水0.6%7534.247(t)26172.3t 0.8%中间包钢水 93.9%1179109.589(t)事故及回炉钢0.5% 6278.539 (t)切头切尾1.0%12557.078(t)清理损失 0.5%6278.539 (t)原坯92.9%1166552.512(t)92.792.7% 其它损失2.0%25114.155(t)65430.8 t 2.0%废品0.5%6278.539 (t)16357.7t 0.5%合格坯91.9%1153995.434(t)图1-1(b)金属平衡图铬：用氧化法冶炼时，炉料中铬应尽量少，即使量铬结构钢也是如此，冶炼高铬钢时，其配铬量，装入法按规定中下限配入，返回法则应低于下限。镍、钼、钨：成品中含量较高时按规格中、下限配入，并同炉料一起装炉。钒、钛、铝：极易氧化，不在配料时加入。硫、磷：炉料中的硫、磷越低越好，一般来说，返回法的配磷量0.20%，氧化法的配硫和配磷因钢种而异。配料成分(%) 一般结构钢 轴承钢 工具钢 不锈钢P 0.100 0.040 0.070 0.050S 0.100 0.030 0.060 0.050设计条件 产品方案见表1-3表1-3 产品方案冶炼钢种浇注方式熔损%c注余%d废品%f其他%g冶炼浇注损失%h产量比%年产量a（万吨）45#连铸5.00.80.52.08.362560GCr15连铸5.00.80.52.08.3825801Cr18Ni9Ti连铸5.02.41.20.812.41125110本例设计配料均采用返回钢:碳素废钢和生铁(GCr15SiMn只用碳素废钢、生铁)，碳素废钢的要求见表1-4。设计中按所设计钢种碳量相应选择碳素废钢，如45#钢一般选中碳废钢。其它金属料加返回钢、生铁、铁合金成分及收得率见表1-5。表1-4 电炉炼钢用碳素废钢成分(%)元素种类CSiMnCr或Ni低C废钢0.250.30.50.4中C废钢0.50.30.50.4高C废钢0.750.30.50.4注: 氧化法含炼时S0.05%,P0.06%氧化法冶炼高速工具钢SO.O2%，PO.02%(3)氧化法冶炼的工艺备件如下：a.化清时钢中C合量均化比规格下限高0.4%，料中配C量均高出规格下限0.6%。b.造还原渣时加入硅粉时均按3Kg/t计算，还原后加硅铁时，钢中残Si量按0.15%计算。c.还原初期调整钢液锰含量时，钢中残锰量按0.1%计算。成分原料CSiMnPSTiCrNi收得率45#返回钢0.450.270.650.030.03-0.020.01T8返回钢0.80.30.350.0280.025-GCr15SiMn返回钢1.00.51.00.0250.02-1.50.355SiMnMo返回钢0.51.30.80.02-0Cr18Ni9返回钢0.020.71.50.030.03-1810生铁4.000.501.50-Fe-Mn6397Fe-Si4598Fe-Si粉7555Fe-Ti2575Fe-Cr6098镍9998表1-5 金属料成分(%)终插铝量(铝条含铝99%)低碳钢 C0.75% 插Al量0.30.4Kg/t注：插Al量取中限除lCrl8Ni9Ti采用返回吹氧法冶炼外，其余均采用氧化法冶炼。d.钢中Mn、Si成分均按表1-5中要求。(4)氧化法配料基本共系式：a.配料量=装入量-铁合金总补入量-铁矿进铁量b.铁矿进铁量=铁矿加入量铁矿含铁量铁的回收率铁矿加入量一般按出钢量的0.4%计算，铁矿含铁量约为5060%，铁的回收率约为80%。c.铁合金加入量= d.插Al量=(5)氧化法配料计算45#钢的配料计算配料量a.铁矿加入量=621592.1490.4%lO=24863.686t铁矿进铁量=24863.68655%80%=10940.022t10-脱1KgC所需铁矿量，Kgb.求铁合金加入量Fe-Mn=5594.431tFe-Si=1691.407t Fe-Si粉进入液量=3621592.14955%=1025.627t(造还原渣时加入Fe-Si粉量为3kg/t，其回收率为55%)进入钢液铁合金总量=5594.431+1691.407+1025.627=8311.465t配料量=654307.525-8311.465-10940.022=635056.038t确定各种废钢配比设碳素废钢为x吨，生铁加为y吨 。x+y+621592.149=635056.0380.5%x+4.0%y+0.45%621592.148=1.02%635056.038(料中配碳1.02%)得 x=518804.248 y=94659.642插铝量=注:插铝量，低碳钢为0.70.8kg/t，中碳素钢0.50.6kg/t，合金结构钢0.81.0kg/t，高碳钢0.30.4kg/t，合全工具钢约为0.5kg/t，铝纯度为98%以上。同理得GCr15：铁矿石加入量：33151.581铁矿石进铁量：10940.022t合金加入量： Fe-Mn：12714.616t Fe-Si：6342.777tFe-Si粉：1025.627t进入钢液合金总量：20083.02t配料量：623284.483t各种废钢配比：返 回 钢：21592.148t中碳废钢：508781.610t生 铁：92910.725t插铝量：565.084t (6)返回吹氧法配料计算用返回吹氧法冶炼1Crl8Ni9Ti，出钢量为619565.217吨，炉料综合回收率为96%。已知条件a.原料工段有关返回钢的牌号成分表1-6。表 1-6 返回钢牌号 (%) 成分钢种CCrMnNiSiP1Cr18Ni9Ti0.0917.81.449.20.560.0223Cr130.3013.00.700.700.030D420.050.104.450.011200.180.600.300.022b.其它有关数据见表1-7。表1-7 有关数据成分表 (%)合金元素CrNiMnSiTi控制含量189.51.50.50.6配料含量10100.50.8-铁合金含量6599.9987530化清合金量80975040痕迹调整合金量9698989575计算a.求配料量根据上表P0=1192922.375 =1192922.375 =964142.741tb.配铬 根据原料工段废钢库存情况，决定配入1Cr18Ni9Ti返回钢30%。964142.74130%=289242.822t3Cr13返回钢25%，即964142.74125%=2