板坯电渣炉工艺设备

1、板坯电渣炉工艺及设备介绍2.1 概述武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司电炉车间现有70吨 Consteel 电炉1座、70tLF钢包炉1座、70tVM空脱气装置1座、四机四流合金钢方坯连铸机1台，年产方坯50万吨，最大生产能力可达60万t/a。b5E2RGbCAP根据武钢集团鄂钢公司“十一五”发展规划：鄂钢宽厚板二期工程拟考虑建设年产20万t特厚板坯生产线。特厚板坯料考虑由电炉炼钢厂采用电渣重熔和模铸两种方式供坯。为此鄂城钢铁有限责任公司决定在电炉炼钢车间新建20t电渣炉两座 <预留40t两座），1.6吨化渣炉一座，年产电渣锭10000t 。 p1EanqFDPw2.2 电渣炉型式的选择及

2、设备主要技术特点2.2.1 电渣炉设备的选择目前国内外板坯电渣炉大致有下列四种型式；< 1）单相、单电极板坯电渣炉<美国的CONSARC司、德国AL出司制造，国内目前宝钢特殊钢分公司 6-8 吨正在调试中），主要适用于小断面，否则结晶质量不易保证； DXDiTa9E3d< 2）单相、双电极串联板坯电渣炉<乌克兰Paton 电焊研究所设计：俄罗斯 70t 板坯电渣炉，乌克兰亚速钢厂20吨板坯，日本40吨板坯），取得成功，效果良好； RTCrpUDGiT< 3）三相三电极板坯电渣炉：美国、前苏联均进行了实验，但不成功；<4）低频、双电极串联电渣炉<东北大学

3、设计制造：舞阳钢铁公司 40吨板坯）取得成功，效果很好；根据目前国内外板坯电渣炉使用情况及国内钢厂实际操作经验决1 / 12定采用低频、双极串联、抽锭式电渣炉。与传统电渣炉相比，它具有以下技术特点；（1> 低频电源控制按最大毛坯尺寸480X 2400x 4100m计算，根据初步计算需要变压器容 量为5200kVA考虑到三相平衡的供电要求，用2台2600kVA£相整流变压器将10kV降至100%右。通过晶闸管交-直-交变频，将三相交流逆 变成1-5Hz的单相低频交流电，保证了三相平衡的供电要求。在国内特 大吨位电渣炉设备中首次实现了低频电源控制。可显著节省电能。5PCzVD7Hx

4、A<2）双极串联重熔采用 2支电极串联的重熔方式，可以实现减小短网感抗，提高功率因数；减少短网有功消耗，因此大幅度减低电耗；保证相同金属熔池深度的条件下，可提高熔化率。 jLBHrnAILg<3）结晶器固定、底水箱移动抽锭本电渣炉采用结晶器固定、底水箱移动的抽锭方式。抽锭系统由 2个立柱和 1套驱动系统构成，驱动系统由滚珠丝杠、差动减速机、交流伺服电机和交流电机组成。抽锭速度的调节由 1 台交流伺服电机实现，速度 调 节 范 围 为 28mm/min。 快速移 动 采用 交 流 电 机 ， 速度 为 1000mm/min。 xHAQX74J0X<4）二次冷却通过实施冷风的二次

5、冷却，提高了铸坯的凝固质量。<5）钢锭在线保温在重熔某些钢种时，为防止抽出的钢锭长时间冷却温度偏低，造成上下温差很大，导致钢锭开裂。当抽锭长度在结晶器外1M寸，采用保温措施，实现了钢锭在线保温。 LDAYtRyKfE2 / 122.3 生产规模及产品方案2.3.1 生产规模根据4300mi#厚板生产的要求；炼钢供应电渣锭为10000t/a。电渣炉用连铸坯电极棒10575t/a 。 Zzz6ZB2Ltk2.3.2 产品方案主要钢种：海洋工程用钢、电站用钢、锅炉用钢、军工钢等。电渣锭规格电渣锭重：最大锭重23.7t。自耗电极：采用电炉厂自产240x240mm1铸坯做假电极棒，240X<

6、240X<79) ) X 3000, 2支。 dvzfvkwMII电渣锭规格：320 X <1400- 2300) X <37004100) mm电渣锭和相应的电极尺寸规格见表2-1。自耗电极尺寸可根据需要拼焊成表中的自耗电极规格尺寸。锭型、及所需电极规格表2-1丽/t电渣锭/mm结晶器/mm自耗电极/mm23.7320X 2300X4100T 型 720/328 X 2360X 800240X <240X 9) X 3000, 2 支18.1320X 1850X 3900T 型 720/328 X 1890 X 800240X <240X 7) X 3000,

7、2 支13.0320X 1400X 3700T 型 720/328 X 1436 X 800240X <240X 5) X 3000, 2 支2.4 生产工艺路线及金属平衡2.4.1 生产工艺路线1.0万吨电渣钢锭的工艺路线如下：电炉-LF/ VD炉一连铸一缓冷-精整一假电极焊接一渣料称量一 烘烤一化渣炉化渣-电渣重熔一电渣锭缓冷和退火-精整-检验一送轧钢厂 rqyn14ZNXI单位：万t/年2.4.2金属平衡金属平衡图见图2-10.051.0图2-1金属平衡图2.5 炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求见表2-2炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求表表2-2序号名称单位年消耗量质量

8、要求备注主要原材料消耗1钢水t11250由电炉炼钢车间供应2电极棒t10583按国家标准供应3石灰、t300按国家标准供应4萤后t15按国家标准供应5工业氧化铝t15按国家标准供应6石墨电极t3.3按国家标准供应7结晶器铜板t0.3外购8耐火材料t12按国家标准供应-主要动力介质消耗1电渣炉冶炼电耗X106Kwh13.035KV, 380V, 220V2其他电耗X106Kwh0.1535KV, 380V, 220V4氧气X106Nm30.601.2MPa,纯度 99.6%5混合煤气X106Nm355.756压缩空气X106Nm31.860.4-0.6MPa8补充新水X106m30.050.6M

9、Pa2.6 电渣炉车间主要冶炼设备的技术性能2.6.1 20t电渣炉主要技术性能见表2-320t电渣炉主要技术性能表表2-3在舁 厅P名称单位技术参数1电渣炉公称容量t x座数20X2/留 2座40t)2电渣炉炉型低频、双电极串联3单锭生产周期h32（重熔23.7吨钢锭时,4最大熔化率kg/h15005月产量t500（考虑多种规格6年产量t/a5000（考虑多种规格在舁 厅P名称单位技术参数7炉用电源真空开关型号XGN3S, 35kV电渣炉变压器kVA2500X2一次电压kV35二次电压V103二次电流kA14.01 X2师Hz508整流逆变装置Hz1-5容量kVA3250低频电压V40-11

10、0低频电流kA329电极升降系统传动方式滚珠丝杠快速Mm/min600慢速Mm/min1-30升降主体数量套1 米用旋转框架式结构）电极行程1mm350010短网硬短网电流密度2A/mm2.0软电缆电流密度A/mrn511自耗电极制造方式连铸制造布置方式双极串联尺寸mm2402160刈000一次 2支，共 2支）12结晶器T型 720/328 X 2360 X 800mm23.7吨，组合式T型 720/328 X 1890 X 800mm18.1吨，组合式T型 720/328 X 1436 X 800 jmm13.0吨,组合式13抽锭机构慢速Mm/min1-8快速Mm/min600行程mm50

11、00V满足4100mmi高重熔）14运徒$载重量t40行走速度mm/min250-1000(VVVF>15液位检测装置检测液回方法射线法Cg37）在舁 厅P名称单位技术参数检测精度mm±516控制系统自耗电极称重米用HB陈列称重模块，能实时连续 测量自耗电极的重量计算机系统米用两级计算机<PLC+：控机）自动 化控制系统，可实现恒电流、递减功 率控制、熔速曲线控制。17电渣炉冷却水流量m3/h47018烟气量m3/h4500<初始烟气含尘量为3g/m3）19除尘方式炉顶吸尘罩直排方式2.6.2 1.6t化渣炉主要技术参数见表2-41.6t化渣炉主要技术参数表表2-4

12、在舁 厅P名称单位技术参数1化渣炉公称容量TX座数1.6 X12化渣炉型式米用渣包移动方式，电极升降米用齿轮 齿条传动、炉盖提升采用链条方式。3化渣量t平均1.6 ,最大2.04化法时间min90-1205主要成分萤石、，业氧化铝和石灰等6渣料入炉温度C200-3007液渣出炉温度C1550-16008炉用电源化渣炉变压器kVA1600 X 1一次电压kV35二次电压V90-138V, 17级，电动无载调压二次电流kA6600口Hz509电极升降系统横臂导电横臂升降驱动方式机械 < 齿轮齿条）电极提升降速度m/min0-3.0< 可调）电极行程mm150010短网水冷大截面电缆mm

13、/相>1500二次侧铜排截面积mm/相>460011电极在舁 厅P名称单位技术参数电极分布圆直径mm460电极直径mm200<高功率后墨电极)电极长度mm160012渣包公称容量t1.6熔池直径mm1100熔池高度mm630<1.6t )渣包外壳直径mm1800渣包局度mm1820包衬耐材碳砖13炉盖及其升降系统提升方式电机、减速机提升升降速度mm/s30行程mm30014渣包车载重量t5行走速度mm/min1 3 (VVVF>轨距mm1400仃车精度mm±1015加料装置加料方式振动给料器16电渣炉冷却水流量m3/h2017烟气量m3/h6000<

14、;®始烟气含尘量为3g/m3)18除尘方式炉顶吸尘罩直排方式2.7 .电渣炉生产能力计算2.7.1 计算前提条件电渣炉公称容量：20tx 2座平均重熔钢锭：23.7t平均冶炼电耗：1200 1400 kwh/t平均冶炼周期：32h/炉电渣炉有效作业天数：320天2.7.2 电渣炉年生产能力24/32 x 23.7 x 320x2=11376t/a可见，两台电渣炉能够完成10000t/a钢水的产量要求。考虑到将来发展需要，预留2台40t电渣炉。2.8 车间厂房及车间工艺布置2.8.1 车间厂房及吊车配置根据总图要求，结合现场情况，电渣炉由一跨组成即由电渣炉跨<即原连铸跨延长86m

15、组成。厂房尺寸及吊车配置见表2-5 EmxvxOtOco主厂房尺寸及吊车配置表表2-5序 号跨问名称跨度<m）延长 部分 长度<m）<m2轨面 标图<m）起重机配置备注1连铸跨延 长302678024.575/20t 桥吊 X 1<新增）跨间一端头 新增1台 10t检修电 的产，的产 底轨面 32.5m。2电渣炉跨< 一期）303610803电渣炉跨< 二期）3024720合计25802.8.2 车间工艺布置电渣炉、化渣炉布置在电渣跨靠 231213#-216#柱之间。电渣锭缓 冷坑、假电极精整焊接区、结晶器存放区、烘渣炉等布置在靠2c列213#-21

16、6# 柱之间。SixE2yXPq5为了节约投资，建设可以按二期进行即：一期将连铸跨延长62miM修间厂房旁，新增1台75/20t桥吊，保 留机修间，即建设211#到215码之间62mfe的厂房。布置1台化渣炉、2 台20t电渣炉，以及电渣锭缓冷坑、假电极精整焊接区、结晶器存放 区、烘渣炉等。电渣锭将通过连铸跨（延长部分 >的铁路或公路运到中厚板车间。 6ewMyirQFL二期，拆除机修间，将新厂房继续延长，即建设215#到216#柱之间24mfe的厂房，放置2台40t电渣炉。kavU42VRUs虽然第一次投资低，但由于一期辅助作业面积太小，吊车作业面积也受限制，所以建议一、二期同时建设。

17、详见车间工艺平面布置图。2.9 . 电渣炉车间工艺操作简述2.9.1 电极棒的制作电渣炉所用自耗电极 采用240x240mm!铸坯）约1.12万t,由电炉厂连铸车间供给。在出坯跨将连铸坯进行精整，然后将精整过的 7-9根连铸坯运到电渣炉跨辅助区进行预热、对底部烘烤和焊接，焊接好后的电极通过75/20t 吊车吊到更换电极工位进行安装固定。 y6v3ALoS892.9.2 电渣炉冶炼工艺简述电渣炉所需渣料经称量后加入烘烤炉内烘烤后，然后加入到化渣炉内熔化。化渣炉采用焦碳或导电渣引弧，通电后利用电弧产生的热量逐渐将渣料熔化。随着渣料的不断熔化，逐渐分批加入事先经烘烤的渣料。当渣料全部熔化后再精炼 2

18、0-30 分钟，温度达到预定值约1600 ）化渣结束，采用 75/20t 吊车将渣罐吊运至电渣炉结晶器工位，副勾翻转方式将液渣倒入带有流槽的中间小包注人电渣炉结晶器内。 M2ub6vSTnP完成了以上操作工作后，电极升降旋转机构旋转到重熔工位，下降电极。根据工艺预先设定控制曲线递减功率和熔化速度曲线），采用智能PID算法跟踪控制曲线，控制熔炼电流及电压，进而控制熔化速度，并使电极的下降速度与电极的熔化速度相匹配。根据电极熔化速率，控制底水箱抽锭速度，保证结晶过程质量0YujCfmUCw到充填期补缩操作采用递减功率和递减熔化速度方式方，保持较 小的电极熔化速度以补充熔池凝固收缩的体积量，保证头部基本为平 面，没有明显的下凹为目标。采用同时减小电极电流与电压设定值