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文档简介

不锈钢生产方案1Cr18Ni9Ti第一 冶炼设备选型和生产能力的计算两台25000kw的矿热炉冶炼镍铁理论产量Q=25000KW*330*0.98*0.97*0.96*0.85/1000实际功率:16000kw(生产每个镍电耗700度)实际产量Q=16000KW*330*0.98*0.97*0.96*0.85/1000=30T/day日产不锈钢80吨年产不锈钢2.8万吨。每两个半小时出一炉钢每次出镍铁水3-4t,两台矿热炉同时出铁6-8t。镍铁品质:NiSi:PCS1012%25%0.0400.047%3.04%0.040.1%配料计算:按照有6吨含镍12%镍铁水的加料制度计算生产304不锈钢8Ni17Cr=每炉加入镍铁:6t(Ni:12%)每炉加入高铬:2.58t(Cr:60%)第二 冶炼原理1、酸性炉衬AOD:吹氧脱硅吹氧初期一部分Fe被氧化成FeO2Fe+O2=2FeO+QFeO一部分进入炉渣,另外一部分扩散到金属液中将其他元素氧化硅在钢中以FeSi形式存在,Si+O2=SiO2+QFeO+Si= SiO2+2Fe+Q(Si遇到炉渣FeO进行间接氧化)SiO2 为酸性氧化物,在高温下具有强烈的酸性,这就是我们为什么要将第一台AOD的炉衬设计为酸性砖。Si氧化放出大量的热,生成SiO2由于比重小,上浮组成炉渣。2、碱性炉衬AOD中冶炼分为:氧化过程和还原过程氧化过程:主要是脱碳保铬,吹入炉内的氧气进入钢液后、与钢液中的碳和铬反应,即:钢液中的碳和氧反应生成气态的一氧化碳C+ O= (CO) 钢液中的铬与氧反应生成氧化铬进入渣层2 Cr + 3 O = (Cr2O3)另外,钢液中的碳与渣中的氧化铬反应,将渣中的Cr2O3 还原为铬,重新回到钢液中。3C+ (Cr2O3 ) = 2Cr+ 3(CO)根据铁碳相图上碳和铬氧化反应吉布斯能曲线的相对位置关系,要达到降碳保铬,就得使碳优先于铬氧化,构成选择性的氧化关系。通过向钢液中连续不断地吹入N2和Ar 来降低CO 分压,从而使上述反应向着生成CO 的方向进行,将渣中的Cr2O3 还原为铬溶入钢液中,从而达到降碳保铬的目的。钢水倒入AOD后,立即摇直炉体开始吹入氩氧混合气体,开吹温度控制在1480-1560度。还原精炼过程:主要是把氧化的铁和铬利用还原剂硅铁还原出来,再利用还原环境脱硫。在吹炼过程中会氧化一部分,其量大约为2%。为了还原此部分铬和稀释吹炼后十分粘稠的富铬渣,希望钢水温度在1700以上。用FeSi粉和石灰作还原剂,并用氩气进行强烈搅拌。由于渣钢间反应强烈,使(Cr3O4)+2Si=3Cr+2(SiO2)的反应进行的比较完全,所以铬的回收率可达99%,锰的回收率为90%,还原期由于有碱性还原渣、高温和强搅拌的条件,极易把硫脱到0.01%的水平。脱硫一般采用单渣法,当要求S0.005%时,采用双渣法。第三 工艺流程工序一1、 两台矿热炉同时出镍铁水,出铁水之前提前加入一定量的脱硫剂,温度大概在1500,不用扒渣,因为渣起保温的作用。2、所需设备、辅料及技术参数:铁水包(普通铁水包)一只脱硫剂(出铁之前提前加入钢包中)出铁温度:不能低于1450镍铁水:6t(Ni:12%)工序二1、将第一工序所出6t镍铁水用平板小车,从一号车间通过铁轨运到二号车间之后,扒渣,提前在酸性AOD中加入部分石灰,然后将镍铁水倒入酸性AOD炉中,通入氧气,脱硅氧化0.01%Si需要氧气1.0m3,脱硅率达到90%,脱碳,总的操作时间为60min,需将碳硅降到0.5%左右,冶炼前:NiSi:PCS1012%4%0.0400.047%3%0.040.1%冶炼后:NiSi:PCS1012%0.5%0.0400.047%0.5%0.040.1%脱硅:氧化0.01%Si需要氧气1.0m3,3%0.5%脱硅所需要的氧气量:2501=250 m3脱碳:氧化0.01%Si需要氧气1.5m3,3%0.5%脱碳所需要的氧气量:2501.5=375m3 整个过程需要氧气量625 m3 ,按照AOD炉子供气参数最大瞬时流量为800标立方/小时,通氧时间为54分钟。冶炼完成之后扒渣,然后将镍铁水倒入钢包之中进入下一道工序。2、所需设备、辅料及技术参数: 平板小车 8t酸性炉衬AOD铁水包(普通铁水包)一只渣包1只石灰镍铁水入酸性炉衬AOD之前温度:1300,Si0.5% ,C0.5%最大瞬时流量氧气800标立方/小时、1.8-2.5MPa出铁温度:1650工序三1、在碱性AOD里提前放入冷料(高碳铬铁和石灰),然后将工序二生产的热的镍铁水兑入其中,摇直炉体,吹入氩氧混合气体,进入氧化期。根据初炼钢液的化学成分和每个吹炼阶段末的含碳量, 可以计算每阶段需要吹入的氧量, 再根据供氧速度及氩氧比例计算出每阶段的吹炼时间。各个工厂可在生产中总结出计算所需氧量的经验公式, 现举例如下:QO2 = 9.3C1 + 8.0S i + 1.4M n +17.2/(1 + 50C2)+ 2.0式中QO2为每阶段氧气需要量(m3/t ) ; C1 为每阶段吹炼开始时钢中含碳量(% ) ; C2 为吹炼阶段末需要达到的含碳量(% ) ;M n, S i 为吹炼阶段时钢中锰、硅含量(% )。开始吹炼时, 采用A rO 2= 13, 此时由于硅、锰的氧化冒出很浓的红烟。当红烟消失, 火焰露头,说明硅锰基本氧化完了, 碳开始大量氧化。当碳焰收缩变软时, 此时钢液中的碳大约为0.2% 左右, 可取样分析, 并变换氩氧比例, 用A rO 2= 12、A rO 2= 11吹炼。当碳焰收缩分叉, 在炉口周围有薄薄的红烟冒出, 碳含量大约为0105% 0108%。如吹炼超低碳不锈钢时, 再变换氩氧比例, 使A rO 2= 21甚至A rO 2= 31 继续吹炼, 当炉口碳焰很少, 冒出的火焰发白时, 钢中碳含量大约在0.03% 以下。当吹炼至终点时,立即加入硅铁,电解锰,及石灰组成还原料,同时吹入氩气搅拌6-8分钟,还原渣碱度控制在1.5左右。吹氩结束后去水样分析C、Mn、P、S、Si、Cr、Ni等,并在出钢前进行最后的成分调整。调整之后扒渣,待温度达到要求立即出钢。2、所需设备、辅料及技术参数: 8t碱性炉衬的AOD 渣包1只高碳铬铁2.58t(Cr:60%) 石灰(造渣剂,占料重的0.7%-0.8%) 硅铁(加入量15-20kg/t)电解锰出钢温度(304:1575)工序四1、出钢:将炉体摇斜一定角度,将钢水倒入钢包中。通过行车将钢包运到浇铸车间,进行浇铸。2、所需设备、辅料及技术参数: 钢包一只(滑动水口)钢模工序五1、将冷却的钢锭进行修模,因为钢锭外表有一层氧化模,不利于不锈钢扎制,会影响轧钢的质量。2、所需设备、辅料及技术参数: 氧化铝砂轮6-8t酸性炉衬AOD炉衬:作用:脱硅脱碳矿热炉出来的镍铁水温度:1500度6-8t碱性炉衬AOD炉衬:作用:对于熔体脱碳,提温,还原脱硫,脱磷浇铸修模成品堆场扒渣O2 作用:脱Si跳汰出来的铁粒高碳铬铁硅铁氧化期:O2,Ar混合气体脱磷剂脱硫剂还原期:Ar铁屑工艺流程图第四 主体以及辅助设备AOD 主要工艺设备包括:炉体设备、供配气系统、铁合金及副原料加料系统、烟气净化系统四部分组成。AOD 炉体设备主要由炉壳、悬挂机构、托圈、倾动装置组成。AOD 炉体名称数量总价格8t酸性炉衬AOD1台7500008t碱性炉衬AOD1台750000设备总投资1500000元辅助设备:名称数量总价格(厂商报价)行车32t/10t 双梁冶炼专用行车 2 台4320002=86400010t葫芦2台390002=780008t出钢包2只200002=400008t兑钢包2只200002=40000渣包4只150004=60000浇钢平板3000米字型 6只15t6000=90000钢模预计300000除尘器AOD炉除尘器(8万风量、旋转罩)685533840809空压机6立方米(风冷)30000光谱分析仪德国OBLF光谱仪 23通道400000650000行车电子秤32t、20t电子秤3000气站氧气1600标立方/小时、1.8-2.5MPa氩、氮1000立方/小时、1.8-2.5MPa设备总投资2840533元备注:供气方案方案一合作方式供气方:出资在我厂建立整套储气设备,并负责气站的日常维护,气体的供应和连续性。我方:向供气方每月缴纳一定的月租费用,并购买其气体,按量交费。方案二合作方式供气方:出资在我厂建立一套大型空分设备,除了向我厂提供气体服务外,并向周边地区的钢厂或者用气单位提供气体服务。供气方需每月向我厂缴纳一定的场地租金。我方:购买供方气体,按量交费。光谱分析仪由于生产上的要求,国内产的光谱分析仪精确度不能稳定,所以最好采用德国OBLF光谱分析仪,新设备报价在65万。广州有一台仅用了两个月的OBLF的光谱仪,预计在40万左右。除尘器方案一两台AOD分别建一台除尘设备,优点:除尘效果好;缺点:投资多。日常维护费用高,电耗高方案二两台AOD和用一台除尘设备,优点:投资少;缺点: AOD耐火材料:名称材料名称需要量总价格酸性耐材硅碳砖20t左右350020碱性耐材镁钙砖20t左右400020 第五 冶炼原料及加入量名称每吨用量总价格镍铁0.75t(Ni:12%)13050元(单价:1450元/镍)高碳铬铁0.32t(Cr:60%)4608元(单价:12000元50基价)硅铁10-15kg115.5元(单价:7700元/吨)电解锰20kg400元(单价:20000元/吨)石灰(脱磷剂,脱硫剂)60kg4.5元(单价:75元/吨)萤石5kg5元(单价:1000元/吨)氧气230元氮气氩气镁钙砖250元硅碳砖总计18663元/吨第六 投资预算设备投资名称价格主体设备1500000元辅助设备2840533元厂房2000000元总费用6340533元生产原料投资:名称每月需求量价格高碳铬铁768吨11059200(单价:12000元50基价)石灰144吨10800(单价:75元/吨)电解锰48吨960000(单价:20000元/吨)硅铁36吨277200(单价:7700元/吨)萤石12吨12000(单价:1000元/吨)氧气,氮气,氩气171吨,78吨,26吨450000总费用12769200元第七 经济效益评估生产成本:18663元/吨.打磨成材率为98%+人工费用50=19093.88元三种方法对比在原料用量上基本上是一致的,但是在电耗和其他费用,AOD(酸)+AOD(碱)是占很

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