75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可研

江阴德诚钢铁有限公司75t超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告江苏省冶金设计院有限公司二00九年一月江阴德诚钢铁有限公司75t超高功率交流电弧炉技术改造工程工程号：09002项目设计负责人:江苏省冶金设计院有限公司二00九年一月主要编制人员专业名称设计人审核人主任工程师炼钢吴罗庚麻迎春向华电气卞国成杨广兵陈少燕给排水许宇兴梅国华顾元华燃气耿新萍何建平通风纪子纯梅国华何建平热力马利华耿新萍何建平总图詹立博吴金国仪表聂英权建筑虞和刚郭建平结构王玉辉唐张利能源韦春丹于宏朋环保范彩凤许宇兴顾元华安全卫生王正刚消防林子栋钱国祥顾元华工程经济徐宁峰袁永凯王宏森 11.1、项目名称及建设单位 1 11.3、编制依据 11.4、项目建设的必要性 21.5、项目概况 21.6、设计原则及范围 31.7、产品大纲 4 51.9、主要原辅材料及动力供应 61.10、主要综合技术经济指标 8第二章炼钢 2.2、炼钢生产能力计算 2.3、工艺流程 2.4、工艺操作简述 2.5、主要原辅材料供应 2.6、车间组成及工艺布置 2.7、主要工艺设备选型 2.8、主要技术经济指标及原材料、燃料及动力消耗指标 第三章连铸 3.1、概述 3.2、连铸机机型的选择 3.3、连铸车间组成及工艺布置 3.4、连铸工艺流程及生产操作简述 3.5、连铸生产能力 3.6、连铸机主要技术经济指标及能源介质消耗 第四章供配电及自动控制 4.1、概述 4.2、供电方案 4.3、无功补偿及谐波电流的抑制 4.4、配电线路敷设 4.5、炼钢车间基础自动化 第五章供排水设施 5.1、概述 5.2、给排水系统设计原则 5.3、水源 5.4、水量及用水要求 5.5、给排水系统 江苏冶金设计院有限公司I第六章热力燃气设施和除尘设施 6.1、氧气、氩气、氮气供应 6.2、燃气供应 6.3、压缩空气供应 6.4、电炉车间除尘 6.5、余热回收锅炉 第七章建筑结构 7.2、结构 第八章总图运输 8.2、总图布置 8.4、工厂绿化 8.5、工厂消防 第九章能源分析 9.1、工序能耗 9.2、工序能耗分析 9.3、节能措施 9.4、评估 第十章环境保护与综合利用 10.2、主要污染源与污染物 10.3、治理措施 10.4、废弃物综合利用 10.5、环境影响分析 第十一章劳动安全与工业卫生 11.2、生产过程中不安全因素和职业危害因素分析 11.3、安全技术措施 11.4、工业卫生防范措施 11.5、安全与工业卫生投资 11.6、安全与工业卫生设计预期效果 第十二章消防 12.2、工程概况 12.3、工程火灾因素分析 12.4、设计采取的防范措施 江苏冶金设计院有限公司II13.1、工厂体制及组织机构 13.2、生产班制及定员 13.3、人员来源及培训 第十四章投资估算 14.3、有关说明 14.4、投资估算 第十五章技术经济 15.1经济评价方法的选择 15.2基础数据及计算条件 15.3财务计算 15.4盈利能力分析 15.5偿债能力分析 15.6盈亏平衡分析 15.7敏感性分析 15.9附主要经济指标汇总表 附图：江阴德诚钢铁公司75t电炉技术改造工程总平面布置图江苏冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告第一章总论1.1、项目名称及建设单位(1)项目名称75t超高功率交流电弧炉技术改造工程(2)建设单位江阴市德诚钢铁有限公司江阴德诚钢铁有限公司位于江阴市顾山镇工业园区西区，是由江阴市合金钢铸造有限公司与澳大利亚扬扬公司共同经办的中外合资企业。企业现有四台15吨中频炉，主要以加工铸造及销售普碳合金钢产品为主，占地面积22350.6平方米，现有员工300人，其中各类工程技术人员50名。公司拥有110KV变电所及电力设施1座，300吨位船泊码头1座，10-15吨行车16台，连铸设备1套，年生产能力30万吨。2007年实现工业总产值78893万元，工业增加值12910万元，与2006年相比分别增长(1)江阴市德诚钢铁有限公司关于75吨超高功率交流电弧炉技术改造工程可行性研究报告的委托书；(2)2007年9月21日下发的《国家发展改革委办公厅关于请组织实施循环经济高技术产业重大专项的通知》(发改办高技(2007)2289号);(3)国务院2000年7月27日颁布的国家计委、经贸委七号令《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术指导目录(2000年修订)》;江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告(4)2005年12月2日中华人民共和国国家发展改革委员会第40号令(5)科学技术部编制《2007年科技型中小企业技术创新基金若干重点1.4.1车间没有烟尘处理设施，每年向大气中排放大量烟尘，造成周1.4.2设备能源消耗高，造成能源浪费。1.4.3炼钢技术落后，工艺简单，产品质量差，影响市场竞争力。1.4.4设备不符合国家钢铁产业政策和有关规定，按照国家“上大压坯30万吨。电炉钢种为高强度结构钢坯、低合金钢坯、高压锅炉管坯。坯长定尺4.5～9m。电炉炼钢、精炼、连铸和公辅设施外，还建设有与之配套的废钢加工生产线和棒材轧制生产线，以及全厂行政办公设施。工厂总图布置要求一电炉精炼炉和连铸，选择工艺设备要求先进、可靠、高效、实用、经济，为了提高生产线的装备水平，关键设备可选用国外先进装备，其江苏省冶金设计院有限公司2江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告它选用国内技术成熟，操作稳定的产品。电炉冶炼原料采用全废钢冶炼，废钢主要来源为外购，部分为本厂(1)设计原则①遵循“先进、成熟、优秀、经济”的原则，立足于国内，炼钢车程生产工艺，达到提高生产率、降低生产成本，获取较好的经济效益。在技术装备上以先进实用为原则，并可以满足生产所需产品的要求。②节能降耗是国家的一贯政策方针，也是保证产品具有竞争力的有效途径，设计中给予充分考虑。③在满足先进适用、可靠耐用的前提下，采用国产设备，以降低投④设计中要充分考虑所处地理位置状况，合理考虑总图布置，使生产工艺流程合理顺畅，充分利用可以利用的相关设施和生产辅助设施。⑤设计遵循环保治理“三同时”原则，对环境保护、节能、安全与工业卫生、消防等均严格按国家标准及有关规范执行，对“三废”排放(2)设计范围炼钢车间：电炉—连铸主厂房；车间设75tEAF炉一座，75tLF炉一座，75tVD真空精炼炉一座，四机四流方圆两用合金钢连铸机一台；与之配套的设备基础、平台、辅房、供配电、给排水、车间内部管线、非江苏省冶金设计院有限公司3江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告与炼钢、轧钢生产相配套的厂内变电所、水处理站、空压站、供电、给排水、除尘设施、环保设施及总图运输。生产规模：本项目生产规模为年产30万吨合金钢方圆连铸坯，加工成年产30万吨合金钢材。炼钢车间建设75tEAF炉一座，75tLF精炼炉一座，75tVD真空精炼炉一座，四机四流方圆两用合金钢连铸机一台。生产钢种：石油套管钢，代表钢种J55、K55、N80、Q125等；低合金钢管坯，代表钢种20MnSi、20g等；本项目产品方案见表1-1。产品方案表1-1序号钢种名称代表钢号年产铸坯量10't比例(%)1低合金钢坯2高/中/低压锅炉管坯63化肥厂高压管管坯84高强度结构钢坯5造船用管管坯4产品主要供应本厂轧钢厂生产。江苏省冶金设计院有限公司4江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告项目的年生产规模钢水31.45×10't/a连铸坯29.9×10't/a全厂金属平衡图单位：10't/a铁合金中间罐钢水中间罐注余溢流损失5江苏省冶金设计院有限公司5切头、切尾江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告1.9、主要原辅材料及动力供应1.9.1、主要原辅材料供应(1)外购废钢炼钢厂年需废钢35×10't/a,由市场购入。对入炉废钢的质量要求体积密度：≥0.7t/m³规格：长度≤1.5m,断面≤0.5×0.5m²,单重：≤1t(2)返回废钢炼钢厂年返回废钢1.26×10t/a。部分废钢挑选处理后入炉。(3)铁合金年需各类铁合金0.94×10*t由国内市场供应。(4)电极年需电极约1573t由进口或国内供应解决。(1)供水钢厂工业总用水量为4500m³/h,将在厂区自建水源泵站供水，工业净水重复利用率为96.52%,生活用水平均为15m³/h,工业和生活用水补充新水量为173m²/h。经计算炼钢厂电炉、钢包炉负荷79983KVA,其它动力负荷13040KVA,全厂总计算负荷93023KVA,本工程将新建1座110KV总降压变电所，由附近区域变电站引两路200KV电源，总降变电所内设三台主变，1台35KV直供电炉、钢包炉，另2台主变供炼钢全厂动力用电和轧钢厂部分用电，总降变电所内包括动态功率因子补偿装置及相应的高低压开关等电器设江苏省冶金设计院有限公司6江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告(3)氧气、氩气炼钢厂冶炼用氧3570Nm³/h,车间用氧410Nm³/h,共计3980Nm³/h耗用氩气30Nm³/h,钢厂将新建1座4000Nm²/h制氧站满足全厂用氧、氩的(4)压缩空气全厂压缩空气总耗量为55Nm³/min,在炼钢厂区内建空压机站一座，站内安装EP200型低噪音螺杆压缩机组4台(3用1备),每台压缩机容1.9.3、物料储运(1)原料库钢厂建室内废钢堆场一座，用于废钢的转运和堆存。铁合金库、电极库、粉料库、耐火材料库、白云石和萤石库棚等仓储设施均考虑利用，本设计预计建一个配料跨，90米长，35米宽，行车轨面标高13米。合计3150m²,除堆放废钢外，再堆部分返回废钢和耐火材料。(2)成品连铸坯堆场成品连铸坯堆场面积为105米长30米宽，面积为3150m²。成品连铸坯主要直接送至轧钢车间，因此堆放时间不会很长，按照市场经济组织生产。成品连铸坯堆场除堆放连铸坯外，可存放一些连铸(3)运输江苏省冶金设计院有限公司7江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告根据当地情况，厂外运输委托社会运输力量，不专设运输系统。序号指标名称单位指标1生产规模：钢水连铸坯成坯率97%2原材料及动力消耗废钢铁合金石灰萤石耐火材料电极水(总用水量)循环使用补充新水电压缩空气天然气万m³/a氧3设备总重T~65004占地面积5运输量其中厂外运入厂外运出6绿化用地率%7全厂劳动定员人8经济效益固定资产投资万元年销售收入万元总成本万元年所得税万元所得税后利润万元全部投资收益率(税后%投资回收期年建设期结论与评价：上述测算结果显示，本项目建设具有较好的经济效益，江苏省冶金设计院有限公司8江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告抗风险能力较强，将4台设备落后、产量低、消耗大、污染严重的中频炉改造建设成技术装备先进、自动化程度高、消耗低不污染环境的短流程生产线，为轧钢厂提供稳定的方圆铸坯。本项目固定资产投资32950万元，建成年产30万吨合金钢连铸坯的先进工厂，每年给国家上缴各种税金1606万元，效益显著。建议尽快立项建设。江苏省冶金设计院有限公司9江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告炼钢工程包括以配料跨，电炉精炼跨—连铸跨—出坯跨组成的主厂炼钢连铸系统设75t超高功率高阻抗交流电弧炉一座，75tLF炉外精炼装置1座，75tVD真空精炼炉1座，R10.5m四机四流管坯连铸机175t电炉拟引进外国先进的进口设备，LF炉、VD炉及连铸机选用国车间生产规模为钢水31.45×10³t/a,连铸坯29.9×10't/a。生产主要钢种为石油套管钢、高合金钢、低合金钢管坯，并提供上述钢种的方坯和管坯，供轧钢厂轧制。连铸坯断面方坯：150×150mm,220×220mm;圆管坯：$150mm～$230mm,定尺长4.5～9m。2.2.1电炉年生产能力计算本项目拟采用超高功率高阻抗交流偏心底出钢电炉，充分利用电能热量，吹氧及烧嘴供热，降低冶炼时间，具有明显的节电和高强度冶炼电炉平均炉产钢水量电炉(初炼炉)冶炼周期其中：通电熔化江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告出钢及出钢口维修6min补炉、调换电极8min加废钢10min测温取样5min车间昼夜出钢炉数16炉车间有效作业天数(作业率71.8%)262天年产钢水量16×75×262=314500t由于LF和VD精炼炉的生产与电炉冶炼作业相对应，出钢周期为~60min,可在LF工位进行合金化和保温操作，从而跟电炉的～90min周期相匹配。LF和VD炉容量与电炉的相近配，LF或VD炉平均出钢量为75t,因此，1座LF和VD精炼炉的年产量约为314500吨。LF和VD炉的能力尚有一定的潜力。2.3、工艺流程江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告铁合金铁合金75t电炉烟尘及炉渣氧气钢包耐材造渣剂铁合金烟尘及炉渣氩气及蒸汽圆坯连铸机造渣剂硅铁废钢石灰耐材电极耐材(1)加料操作废钢：废钢配料在废钢配料跨内进行，配料时间用电磁盘将废钢装入料篮，料篮放在电动平车上，可根据装料的需要来回移动，以缩短装桥式吊车，将料篮内还原铁加入到电炉里。空料篮返回废钢配料跨。(2)铁合金和散状料加料操作炼钢所需的铁合金，须符合块度的要求，分别存放于铁合金仓库及外部运来的散状料由自卸车倒入地下转运仓，然后通过皮带机运入江苏省冶金设计院有限公司12江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告(3)电炉冶炼操作装料时，每炉装2～3次废钢。装料首先由起重机将料罐吊至电炉附近上方，待电炉炉盖提升并旋开之后，吊车迅速将料罐吊至电炉上方，并将底部打开，将原料装入炉内，然后炉盖旋回。通电熔化时，合上电源开关，电极自动下降并起弧，与此同时氧燃烧嘴点火。开始的2分钟内，采用低压短弧操作，电极穿井后即换为长弧操作。在料基本熔清后，关闭氧燃烧嘴，同时打开碳氧枪，造泡沫渣，加快熔化并保护炉衬和水冷炉壁。一般情况只需加1次料，若需要加第2罐料，则在加料前，关闭碳氧枪、炉子断电，待第2罐料加入后，继续通电熔化，同时点燃氧燃烧嘴加速熔化。在炉料基本熔清后，关闭烧嘴，打开碳氧枪造泡沫渣。碳氧枪的喷吹时间视炉渣发泡情况而定。当炉内铁料全部熔清后，立即开始升温初炼，主要是吹氧加造渣剂脱碳和脱磷。待钢水温度和成份符合要求后，即可出钢。钢水包在使用前需烘烤到1000～1200℃,然后将水口灌满填充料，钢水包放到车上，开到炉下出钢位置，待电炉倾动到出钢角度时，打开偏心出钢口出钢，并通过电炉炉后加料系统向钢包加入铁合金。钢包车上设有称量装置，当钢水达到要求重量时，发信号给电炉，使其倾动返回零位，实现留钢留渣操作。装有钢水的钢水包车开到LF工位进行电弧加热，调整钢水成分和温度，用160t吊车将钢水包送到连铸机大包回转台上浇注。LF工位配有一台喂丝机，需要时可用其向钢液内喂入硅钙丝，钙丝和铝丝。需要真空处理的合金结构钢，管壁>20mm的钢种和需进行热处理的江苏省冶金设计院有限公司13江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告脱气完毕，经破坏真空后，钢水在大气下进行测温、取样、喂丝。(4)出渣操作本次设计出渣采用热泼渣工艺，液态泡沫渣从电弧炉出渣口直接流喷水加速冷却和粉化。配备了两台装载机，当泡沫渣冷却到表面呈现黑2.5.1废钢废钢单耗为1113kg/t钢，炼钢年需废钢35×10't,主要为外购废钢。体积密度：≥0.7t/m³规格：长度≤1.5m,断面≤0.5×0.5m²,单重：≤1t2.5.3铁合金年需各类铁合金0.94×10't由国内市场供应。2.5.4辅助原材料(1)活性石灰年耗量16197吨，外购。江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告活性度(25g)ml≥180。年耗量1573吨(3)电极电炉使用超高功率电极，年需要量1573吨，由国内组织采购。比电阻抗弯强度耐压强度弹性模数线膨胀系数比热导热系数真比重假比重气孔率固定碳灰分导电能力江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告(6)耐火材料铸中包，主要有：镁砂、镁碳砖、高铝砖、镁砖等，根据不同的使用部位，确定耐火材料的种类，年耗11008吨，全部外购。2.6.1车间组成炼钢车间由冶炼跨、连铸跨、出坯跨、存坯跨、配料跨组成。炼钢车间厂房详细参数见下表。炼钢车间厂房参数表序号跨间名称厂房尺寸长×宽×轨高(m)厂房面积吊车配备台数×吨位1冶炼跨2连铸跨3出坯跨4存坯跨5配料跨共10台2.6.2工艺布置工艺布置详见工艺平面布置图2.7.175t超高功率炼钢电弧炉电弧炉主要是用来熔化废钢、生铁及合金料、调节初炼钢水的化学成分、保证精炼炉所需的初炼钢水温度。由于电弧炉冶炼高强度的需要及与精炼炉、连铸机的匹配，需采用短电弧、大电流操作。因此设计选用超高功率交流电弧炉。电弧炉部分采用引进设备，其余能够国产化的江苏省冶金设计院有限公司16江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研均采购国产设备。电炉技术参数如下：电炉类型：交流，EBT出钢，全液压传动电炉公称容量：75t一次侧电压：35KV二次侧电压：550~410~27015级有载调压水冷炉盖、水冷炉壁天然气-氧燃烧嘴(三个)水冷碳-氧枪及喷碳系统(一个)2.7.275tLF钢包精炼炉和75tVD真空精炼炉①75tLF钢包精炼炉公称容量75t变压器额定容量一次电压电极直径电极分布圆直径钢包运输方式②75tVD精炼炉公称容量江苏省冶金设计院有限公司中350~中650mm双钢包车江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告真空泵抽气能力工作真空度钢包运输方式钢包车此外，还配备二台喂丝机，用于向钢液内喂入硅钙丝、铝丝或钙丝。2.8、主要技术经济指标及原材料、燃料及动力消耗指标2.8.1主要技术经济指标炼钢系统主要技术经济指针序号指标名称单位数量备注电炉175t交流炼钢电弧炉座1变压器额定容量50000kVA2电炉平均装入量t全废钢3电炉平均出钢量t4电炉平均冶炼时间分/炉5炉壳直径6电炉年产钢水量7电炉有效作业率%二精炼设备875tLF精炼炉座1提温、保温、合金化、精炼975tVD精炼炉座1真空精炼，吹氧、氩LF和VD炉精炼周期分/炉工艺劳动定员人2.8.2主要原材料、燃料及动力消耗指标主要原材料、燃料及动力消耗指标表序号单位数量备注一原材料1废钢kg/t钢水2铁合金kg/t钢水根据钢种调节江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研序号单位数量备注其中：硅铁锰铁NiFe、GFe、Mo铁等3石灰kg/t钢水4萤石kg/t钢水55白云石kg/t钢水36热电偶支/炉67电极消耗kg/t钢水58耐火材料kg/t钢水二燃料及动力消耗1电耗kW.h/t钢水电炉冶炼电耗辅助电耗含除尘2氧气m³/t钢水3氩气m³/t钢水4压缩空气m³/t钢水5天然气m³/t钢水6蒸气t³/t钢水7循环水m³/t钢水江苏省冶金设计院有限公司19江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告第三章连铸炼钢工程包括以配料跨，电炉精炼跨—连铸跨—出坯跨组成的主厂房和辅助设施。炼钢连铸系统设75t超高功率高阻抗交流电弧炉一座，75tLF炉外精炼装置1座，75tVD真空精炼炉1座，R10.5m四机四流管坯连铸机175t电炉拟引进外国先进的进口设备，LF炉、VD炉及连铸机选用国产优质产品。车间生产规模为钢水31.45×10³t/a,连铸管坯29.9×10't/a。生产主要钢种为石油套管钢，高合金钢，低合金钢管坯。提供上述钢种的方坯和管坯，供轧钢厂轧制。连铸坯断面方坯：150×150mm,220×220mm;圆管坯：DN150mm~DN230mm.,定尺长4.5～9m。3.2、连铸机机型的选择根据本工程的产品方案，连铸机所生产的铸坯浇铸钢种为以方圆铸坯为主的合金钢系列。3.2.1连铸工艺的选择及机型确定合金钢连铸机在国际上已是一项完全成熟的技术，基本已能浇注所有钢种。同时，结构钢和不锈钢连铸又具有自身的特点和难点。从70年代以来，随着炉外精炼技术迅速发展和无氧化保护浇注工艺的应用，促进了连铸的大发展。江苏省冶金设计院有限公司20江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告根据炼钢产量及产品大纲。本着稳妥发展、技术领先的原则，在连铸机的机型选择上，此次设计考虑采用一台国产合金钢方圆连铸机，此类型连铸机技术可靠、成熟。铸坯质量易于保证。建设投资不高。铸坯切割成倍尺后再锯成定尺送往加热炉，部分需要修磨的铸坯经线上修磨3.2.2连铸机半径的确定连铸机半径的大小取决于生产的钢种和铸坯断面尺寸，对合金钢连铸机而言，要求铸坯的质量很严格。为确保铸坯质量，确定半径时，应考虑以下两个原则：一是应使铸坯在全凝固后进入拉矫机，防相区的压力变形，铸机因此应具有足够长的冶金长度；二是应保证铸坯矫直时的变形量小于允许变形量。由于合金钢本身的特性，即含有较多的合金元素，在钢水凝固过程中，合金元素易聚集在晶粒前沿，产生成份编析，形成晶间脆性区，裂纹敏感性高，矫直过程中易出现裂纹，因此允许的表面变形比普碳钢小，一般取0.9%。为了降低矫直过程中形率，采用大的浇注半径或多点矫直方式。合金钢(包括不锈钢)的浇注半径一般为铸坯厚度的40~50倍。根据本设计连铸产品方案，圆铸坯最大直径为230mm,铸机半径应在10.5m,结合国内目前生产合金钢连铸的成功经验，设计决定采用连铸机半径为10.5m的四机四流方圆铸坯3.2.3拉坯速度本台连铸机为管坯钢及合金钢方圆两用连铸机，各断面的配合拉速江苏省冶金设计院有限公司21江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告连铸机拉坯速度表铸坯断尺寸(mm×mm)园坯φ150~φ230方坯150×150～220×220配合拉速(m/min)由上表可以看出，采用四流连铸机可以满足车间的生产要求。由于组织多炉连浇需要电炉极精炼极力配合。3.2.4连铸机主要技术参数和工艺特点3.2.4.1连铸机主要技术参数连铸机主要技术参数表序号备注1连铸机型式全弧型2连铸机台数台13连铸机流数流44连铸机基本半径5连铸机流间距6定尺长度7钢包支撑方式大包回转台8结晶器型式窄缝导流水套式结晶器9拉速范围工作拉速中间包容量t二冷方式气雾冷却拉矫机型式连续矫直引锭杆型式钢性引锭杆铸坯切割方式窄缝式自动对中切割机出坯型式集中冷床3.2.4.2工艺特点本设计采用的连铸机具有以下工艺措施及新技术：(1)全封闭浇铸，钢包至中间罐之间，采用吹氩长套管密封，中间罐至结晶器之间整体长水口，中间罐钢液面采用双层保护渣，结晶器保江苏省冶金设计院有限公司22江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告护渣定量自动加入。大容量中间罐，计算机模拟设计流场，加挡渣墙，钢流落点与中间罐水口分开，进一步减少钢中夹杂物，净化钢液。(2)振动采用连杆振动，带气垫，平稳可靠，不偏振，运用负滑脱时间控制，高频低振幅，改善表面质量，特别是对高合金钢和不锈钢。(3)二冷段采用气—水冷却系统，喷咀为国产产品，具有1:10的调节范围(水喷嘴为1:3的调节范围),热应力小，更适合于多品种要求。计算机控制二冷配水具有所有钢种设定曲线动态配水，可随生产品种及(4)采用结晶器自动液面控制，优化浇铸工艺，稳定拉速，提高表面质量，内部质量，同时也是质量控制链中重要一环。(5)拉矫机：采用三机架连续矫直式，矫直应力小，维护费用低，具有国际、国内先进水平。(6)柔性引锭杆，送锭、脱锭可靠方便，处理事故迅速。3.3.1连铸车间组成连铸车间由冶炼跨、连铸跨、出坯跨、存坯跨、配料跨组成。炼钢连铸车间厂房参数表序号跨间名称厂房尺寸长×宽×轨高(m)厂房面积吊车配备台数×吨位1冶炼跨2连铸跨3出坯跨江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告4存坯跨5配料跨共10台3.3.2连铸车间工艺布置(1)冶炼跨：钢水在此跨内进行精炼，精炼的钢水出钢后吊至连铸机大包回转台过跨后在连铸跨进行浇注操作。(2)连铸跨：在该跨布置的连铸在线设备有浇注平台及平台上的中间罐车等设备、结晶器及其振动装置、二冷室及二冷支撑段等。中间罐修砌设施布置在该跨铸机的西侧，东侧为结晶器修理存放区。(3)出坯跨跨和配料跨跨：连铸机其它的在线设备，如拉矫机、引锭杆收集存放、铸坯定尺切割、出坯辊道布置在此跨内。3.4、连铸工艺流程及生产操作简述3.4.1连铸工艺流程江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告75t钢包事故包钢包回转台事故包钢包保护套管溢流槽中间罐溢流槽长水口保护浇铸结晶器电磁搅拌振动装置电磁搅拌二次冷却及铸坯导向装置铸坯切前辊道火焰切割机运输辊道出坯辊道移坯机出坯冷床检查、清理铸坯堆放修磨热送或外运轧钢车间江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告3.4.2连铸生产操作简述LF和VD炉精炼后的合格钢水由起重机吊包出钢后，再吊至连铸机钢包回转台，经钢包回转台旋转至浇注工位，打开钢包滑动水口，通过钢包保护套管将钢水注入中间罐。中间罐钢水达到一定液面高度时，手动或自动开浇，钢水经浸入式水口流入结晶器。当结晶器内钢液面上升至结晶顶面下约100mm凝固壳足够厚时，启动拉拆机，这时结晶器振动装置，二次冷却水阀门，蒸汽排出风机等同时自动启动。根据所浇钢种，铸坯断面和拉速的不同，微机自动调节二次冷却水量。当引锭水平退出拉矫机后自动操作使铸坯与引锭杆脱开，引锭杆由存放架的传动装置取入存放架上。坯头通过剪前辊道进入火切机，先剪断切头，切头落入废钢料斗。铸坯经火切机切成需要的定尺后，经运输辊道，出坯辊道将铸坯直接送往轧钢车间热装或送至集中式冷床，然后用专用吊具码垛、冷却。缺陷坯经修磨等精整处理后，堆放、待运至轧钢车间。3.5、连铸生产能力3.5.1车间条件电炉平均冶炼周期连铸机流数连铸机单炉浇注时间江苏省冶金设计院有限公司~40min/炉浇注准备时间连铸炉数钢水收得率3.5.2连铸机生产能力计算一般来说，炼钢、连铸车间的年有效作业率可大于70%,因此，本台连铸机的年生产能力可达到：式中：Q—连铸机年生产能力(t)D—连铸机年日历作业天数(d)η1—连铸机可达到的年有效作业率，72%1440—每日分钟数(min/d)m—连铸机连浇炉数(炉/次),取3炉n—连铸机流数，取4流t1—单炉浇铸时间(min/炉),40t2—连铸准备时间(min),40G—LF和VD炉平均出钢量(t/炉),75y一连铸钢水收得率，97%根据以上计算，连铸机浇铸时，可完成年产29.9×10't/a合格连铸坯的计划。3.6、连铸机主要技术经济指标及能源介质消耗江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告序号指标名称单位1连铸机台数×流数台×流2连铸机弧形半径m3连铸机流间距4连铸机平均日浇炉数炉/d5铸机平均日产合格坏6铸机年工作天数7铸机年作业率%8铸机平均连浇炉数炉/次39铸机年产量铸机设备总重t~700(含钢平台)铸机装机容量~900(不含水处理)劳动定员人钢水消耗kg/t坏耐火材料消耗kg/t坏结晶器铜管kg/t坯测温头个/炉3循环水m³/t坯电kWh/t坯压缩空气m³/t坯m³/t坯天然气m³/t坯m³/t坯保护渣kg/t坏江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告第四章供配电及自动控制本工程炼钢主设备电炉、精炼炉、连铸机为等全部选用国产成套设备。设75t超高功率高阻抗电弧炉一座，电炉变压器容量为50MVA,一次电压35kV;75t钢包精炼炉一座，变压器容量为10/12MVA,一次电压为35kV。75tVD精炼炉一座，方圆坯连铸机一台，车间与之相配套的辅助设施包括：除尘设施、循环水泵站、4000m³/h氧气站，空压站等公用设施，为与该工程配套，改造110KV总降变电所一座。本工程将由拟建厂区邻近区域变电所以110kV专用线至厂110kV总4.1.3、用电设备与电力负荷精炼炉以及安装容量共约12750kW的一套管坯连铸机及辅助动力用电设电炉部分为63600kW,动力部分为10256kW。年耗电量：对应于29.9×10吨钢水，电炉部分约为2.40×10°动力部分为0.667×10°电炉与动力两者共计为：3.07×10°即年耗电量为3.07亿度(含制氧、空压、除尘、水泵房等所有公辅设施)。本企业用电负荷多为二级负荷，并有部分一级负荷不允许停电，故要求提供两路独立电源。考虑到该工程负荷较大，以及电弧炉炼钢过程江苏省冶金设计院有限公司29江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告中的冲击负荷及高次谐波等“电力公害”,设计认为宜直接引两回110KV电源线到改造的厂110KV总降变电所，正常时，保证炼钢和动力用电主变有其独立的电源，这对动力用电来说，可以获得比较好的电源质量。当任一路电源故障或检修时，另一路能维持生产。110KV总降变电所拟由邻近区域变电所引来两回路110kV电源，该所内装设两台主变，其中一台主变70MVA,110/35kV专供电弧炉、钢包精炼炉等35kV用电负荷。另一台主变利用现有40MVA,110/10kV供炼钢辅助设备动力用电以及现有设施用电。电源电压及主变压器一次侧电压110kV;电弧炉、LF炉炉变高压侧及“SVC”动态补偿装置电压35kV;动力用电电压采用10kV,0.4～0.23kV;两路110kV电源进线，采用单母线分段外桥式结构，任一路电源故障，另一路能维持生产。在110kV总降内设35kV和10kV配电室。35kV母线出线直供电炉、10kV出线供电给厂区内各10kV开关站。●动力配电(10kV)部分整个炼钢厂及其辅助用电设备之动力用电，拟在炼钢厂区内设计一座10kV高配室，两回路10kV电源分别来自110kV总降变电所内的10kVI段和II段母线出线开关柜。10kV高配系统拟采用双电源进线单母线分段供电系统，任意一路电源故障，另一回路均能保证正常生产。江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告制氧站内设10kV高配室、车间变电所和控制室，电源引自炼钢厂区在炼钢厂主厂房、制氧站、水泵房内分别设车间变电所，变电所内设变压器和低压配电屏，10kV电源分别来自高配室不同段母线出线开关柜，低压系统采用单母线分段供电系统，其中任意一回路电源和变压器故障，另一回路电源及变压器均能保证正常生产，低压供电系统采用放射式和干线式相结合的方式向车间内及附近的空压站等用电设备供电。事故电源包括冶炼跨行车和事故水泵等，总共约1000kW,电压为380V,由保安电源解决或自建柴油发电机组提供。4.3、无功补偿及谐波电流的抑制电弧炉在冶炼过程中对电网产生频繁的无功功率冲击，从而使电网电压产生波动及闪变。电弧炉在冶炼时产生大量谐波电流。为满足电力部门对电压波动、闪变、允许谐波注入量，功率因子及无功功率不能向系统倒送的要求，应采取措施对无功功率冲击、谐波电流等进行有效的对于电弧炉和LF炉冶炼产生的无功冲击及谐波电流可在其35kV母线上装设一套动态无功补偿装置(SVC),即可对电压波动及闪变进行动态无功补偿，又可以滤除电炉产生的谐波电流，同时还可兼作基波功率因数补偿。SVC补偿容量约为36Mvar。在总降10kV母线拟采用集中功率因数补偿装置，在炼钢和水处理车间变电所低压侧设低压功率因数自动补偿，使功率因数满足供电部门的江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告厂区配电线路均采用电缆，敷设方式二种：电缆沟敷设或直接埋地，穿越道路或进出建筑物时电缆穿保护钢管。厂区内设置电缆沟，35kV送电弧炉、钢包精炼炉的电缆沿电缆沟直接送至电炉高压开关室和精炼炉高压开关室，10kV由高配室送至各变压器和高压电机的电缆采用电缆沟厂房内配电线路均采用电缆，敷设方式有三种：电缆沟、电缆桥架、穿保护管。炼钢主厂房内采用封闭式母线槽作为车间干线。4.5、炼钢车间基础自动化炼钢车间内设有1台75t超高功率高阻抗电弧炉，1台75t钢包精炼炉，1台75tVD精炼炉，1台管坯连铸机及其它辅助设备。电弧炉、精炼炉的基础自动化采用电仪一体化的PLC控制系统，操作站操作方式、其主要功能有：电极自动调节，熔炼功率控制，加料顺序控制，电炉操作连锁，废钢预热温度传感，出钢控制，合金料加料控制，真空系统检测及控制、温度控制、事故报警及记录等。电弧炉装置的基础自动化系统随工艺设备成套引进。精炼炉自动化置，也即每流设1套PLC公用一套PLC。设置三套操作站，其中一套用区设备，其主要控制功能为：结晶器振动频率控制，拉坯速度控制，二冷水控制，引锭杆及铸坯跟踪，事故报警及记录等。连铸机基础自动化系统随工艺设备成套供应。江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告全厂的过程控制计算机系统对电炉、精炼炉及连铸分别采用1台计算机系统(共3台),并用网络连成一个有机的整体系统，考虑今后有条件实施全厂生产管理计算机系统，将上述网络与全厂生产管理机构连接起来，构成三级分布式全厂计算机系统。本期工程过程控制计算机完成的主要功能：(1)电炉计算机生产计划输入及处理物流跟踪过程资料收集最佳配料计算脱碳、脱氧计算及控制合金计算及控制输入能量计算及控制最大输入功率计算及控制数据通讯生产报表(2)精炼炉计算机物流跟踪过程资料收集合金计算及控制输入功率计算及控制生产配合及报表(3)连铸计算机生产计划的输入及处理物流跟踪江苏省冶金设计院有限公司33江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告浇注速度控制质量评估功能二冷水动态控制剪切长度优化控制数据通讯生产报表江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告第五章供排水设施项目建设从电炉到连铸的短流程炼钢生产线，计划年产电炉钢连铸管坯29.9万吨。炼钢车间有75t超高功率高阻抗电炉1座，75tLF钢包精炼炉1座，75tVD精炼炉1座，管坯连铸机1台，以及相应的制氧站、空压站等辅给排水配套工程有：水源泵房及净水站、软水站，电炉、连铸循环水处理站，制氧站、空压站净环水处理站以及安全供水设施等。5.2、给排水系统设计原则给排水系统设计原则是充分利用水资源，提高水的重复使用率和循环率，节约用水，同时实行雨水、污水分流制排放，严格执行排放标准，尽量减少污水排放量，达到环保标准。本项目水源分两部分，生产新水水源和生活水水源。1、项目生产新水282m³/h,根据甲方实际情况，由公司自备水厂提2、项目生活用水20m³/h,生活用水由市政管网供给。根据全厂水量平衡，全厂需生产新水282m²/h。取水规模按400m³/h设计，净水站处理能力按400m³/h。净水站原水处理设施有水源泵房(一级泵房)、二级加压泵房(一级泵房和二级加压泵房合建)、原水一体化净水器、加药间、清水池等。全厂生活用水水量少(20m²/h),由市政自来水管网供给。江苏省冶金设计院有限公司35江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告水量见用水量一览表5-1。炼钢连铸生产用水量一览表表5-1序号用户名称水量压力进水温度℃允许温升℃水质要求用水制度备注175tEAF电炉软环水连续电炉变压器8软环水连续电炉密闭罩软环水连续电炉事故用水软水间断2VD炉设备冷却用水软环水连续VD炉真空冷却水浊环水连续3LF钢包精炼炉软环水连续4水冷烟道冷却用水净环水连续5连续结晶器8软环水连续连铸二冷水浊环水连续连铸设备冷却净环水连续冲氧化铁皮浊环水间断连铸事故用水软水简短6制氧站、空压站用水净环水连续7余热锅炉补水软环水连续消耗8软水系统冷媒水净环水连续9其它生产用水净环水连续生产新水根据各生产用户对水量、水质、水压、水温的要求，经水量平衡江苏省冶金设计院有限公司36江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告水质见循环水水质一览表5-2。循环水水质表表5-2项目名称单位软环水净环水浊环水备注悬浮物硬度6总铁含油00粒度5.5、给排水系统本系统主要供连铸结晶器冷却用水、75t电炉死循环冷却水、VD设备冷却水，总用水量为2030m³/h,回水经板式换热器冷却后回到软环水冷水池，再利用泵加压后循环使用。冷媒水利用余压上冷却塔冷却后回到净环水冷水池，再利用泵加压后循环使用。软环水系统补充用水是软水，由生产补充新水经软化水处理设备处本系统主要供75t电炉、精炼炉、连铸设备等设备冷却用水和软环水系统冷媒水，总用水量为3480m³/h(其中冷媒水量为2130m³/h),该系数水质未受污染，仅水温升高，冷却回水利用余压上冷却塔冷却后回到炼钢净环水冷水池，再分别用泵加压循环使用。制氧站设独立的净环水系统，本系统主要供制氧设备设备冷却用水，总用水量为900m³/h,该系统水质未受污染，仅水温升高，冷却回水利用江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告余压上冷却塔冷却后回到净环水冷水池，再用泵加压循环使用。5.5.4、VD炉真空冷却浊环水系统本系统主要供VD炉真空系统直接冷却水。浊环水水量为600m³/h。浊水流至浊环水热水池，用泵提升经高速过滤器过滤后直接到冷却塔冷却，冷却后回到浊环水冷水池，然后再用泵送至各用户使用。本系统主要供连铸二次冷却水、设备直接冷却水、冲渣水。连铸系统浊环水水量合计为350m³/h。连铸浊环水回水流入连铸一沉池，去除粗颗粒铁皮后，冲渣水用泵加压至冲渣点冲渣用，其余用泵提升至二沉池进一步沉淀，二沉池出水至浊环水中间水池，再用泵提升经高速过滤器过滤后直接到冷却塔冷却，冷却后回到浊环水冷水池，然后再用泵送至该系统主要处理净环水系统旁滤过滤器反洗排水和浊环水系统过滤器反洗排水。过滤器反洗排水进入调节池，经泵提升至浓缩池。浓缩池的上清液自流进入连铸浊环水系统二沉池，浓缩池的泥浆经泥浆泵压入板框压滤机，经过压力脱水，泥饼落入泥斗贮存。泥饼外运，综合回收1、为了保证安全供水，本设计考虑采用两路独立电源和电源自动切换措施。另外还设一座事故水塔(V=300m³)供连铸结晶器和电炉安全用2、为了保证生产新水的连续供给，在厂区设一座V=3000m³的清水江苏省冶金设计院有限公司38江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告为了使循环水质满足用户要求，严格控制各循环水系统的腐蚀率及热污垢系数，使系统长期稳定地正常运行。设计在各循环水系统投加水该系统主要解决各循环系统的补充用水及一些直流生产用水和厂区消防给水。正常供水能力要求为362m³/h,消防时最大供水能力为524m³/h,要求供水压力P=0.30MPa。厂区室外消防用水根据厂区面积<100ha,确定同时间内火灾次数为1次。室外消防用水量标准为20L/S(72m²/h),室内消防用水量标准为25L/S(90m³/h),合计为45L/S(162m²/h)。全厂设生产、消防给水环状管网，沿道路边每隔120m设有地上式消主要供给厂区生活设施用水。生活用水接自市政管网。厂区生活用水平均为20m³/h,要求压力为P=0.30MPa。厂区排水系统采用分流制，全厂分别设置单独的雨排水系统管道及生活污水排水管道。雨水和少量未受污染的废水通过管道排入市政管网。生活污水经化粪池处理后排入市政污水排水管网。P——重现期，取2年；江苏省冶金设计院有限公司39江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研t₁——地面汇流时间，取5min;江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告第六章热力燃气设施和除尘设施氩及氮，以及连铸坯切割等辅助用氧，还有压缩空气站、炼钢氧燃烧咀、车间烘烤设施的天然气供应系统。除尘系统主要是电炉和精炼炉除尘。由于厂址总图位置和地形不详，具体公辅设施布置，待收到地形图后再6.1.1氧气耗量电炉炼钢时需要消耗纯度为99.5%的氧气，纯度为99.99%的氩气和氮气。为此在建炼钢电炉的同时应建设氧气站，以供应氧气、氩气、氮气。序号用户名称消耗量(m³/h)压力备注平均最大1电炉冶炼2车间检修区3废钢切割考虑到2%的管道漏损，则平均小时氧气用量约为4650m³。75吨电炉的氩气用量约为30m³/h。氧气站内应装4000m³/h制氧机组一台，并配有制氩装置。氧气除本厂自用外，富裕氧气量作为商品氧瓶装外供。6.1.2工艺流程概述及方框图原料空气经吸风口进入自洁式空气过滤器，滤去灰尘和机械杂质，江苏省冶金设计院有限公司41江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告进入无油润滑空气压缩机压缩到0.52Mpa(G)。压缩后空气进入回热器，然后进入空气预冷系统把空气冷却到～8℃。出预冷机组后的空气进入分子筛纯化系统，空气在纯化器中脱除及其它碳氢化合物，出纯化器的空气，其露点低于-65℃,纯化系统中的吸附器由二台立式容器组成，当一台吸附器由来自冷箱的污氮经回热器和电加热器加热后进行再生和冷吹时，另一台吸附器进行吸附，两台吸附器间的切换由计算机系统控制的气动蝶阀定期完成，吸附剂采用13X分子筛。出纯化系统的加工空气分成两路，其中大部份进入冷箱内的主换热器，在主换热器中被返流的产品氧气、氮气以及污氮等低温气体冷却到接近露点。这些接近露点的空气进入下塔，在下塔中与下塔的回流液进行热质交换，在下塔的顶部得到纯氮，在下塔底部是富氧液空。下塔回流液是由设在下塔和上塔之间的冷凝蒸发器提供的。下塔顶部的气氮进入冷凝蒸发器冷凝成液氮，作为下塔的回流，同时放出冷凝潜热使冷凝蒸发器另一侧的液氧得到蒸发，成为上塔精馏的热源。出纯化系统的加工空气的另一部份，先经膨然后经增压后冷却器以及主换热器冷却，进入膨胀机膨胀后，膨胀后空气入上塔参与上塔精馏。下塔抽出的富氧液空经过冷器过冷后进入上塔，是上塔精馏的进料空气。从下塔顶部抽出液氮，经过冷后作上塔的回流。作为上塔精馏的产品，上塔底部产出纯度为99.6%的氧气，上塔顶部产出纯度为≤100PPMO2的纯氮。上塔产出的产品氧气、氮气及抽取江苏省冶金设计院有限公司42江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告的污氮均经主换热器复热后出冷箱。复热后的污氮作为分子筛纯化系统从上塔中部抽取含氩8-10%的氩馏分，去粗氩塔精馏制取粗氩，精馏后的贫氩馏分从粗氩塔回主塔。上塔为填料塔，采用规整填料。本装置采用全精馏制氩工艺，粗氩塔为填料塔，分两段，用低温液体泵偶合。粗氩塔塔顶冷凝器的冷源为从下塔节流过来的液空，蒸发后仍回主塔参与主塔精馏。精氩塔也采用填料塔，塔顶冷源为液氮，塔底再沸器热源为来自下塔压力气氮的冷凝。装置产120Nm³/hr(折合成气态),纯度99.999%液氩，压力5Kpa(G)。为了把空气分离成产品氧气和氮气，为了平衡空分装置的冷损，空本套装置的冷量主要是靠膨胀机产生的。出纯化系统的空气的一部份，进入由膨胀机同轴拖动的增压机增压，增压后的空气经增压后冷却器，主换热器冷却到膨胀前温度，进入空气轴承透平膨胀机膨胀，制取装置所需的冷量，膨胀后空气进入上塔参与精馏。气态氧气以20Kpa(G)的压力从冷箱送出，氧气纯度为99.6%。液态氩以40Kpa(G)的压力从冷箱送出，氩纯度为99.999%Ar。江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研空气过滤器透平膨胀系统氧气缓冲罐氧气储罐氮气缓冲罐氮气储罐污氮6.1.3设备性能1)原料空气过滤器型式处理空气量江苏省冶金设计院有限公司~600m³/min过滤效率安装方式2)空气透平压缩机排气量排气压力冷却水耗量电机功率/电压3)空气预冷系统处理空气量冷却水量4)分子筛纯化系统处理空气量空气工作压力空气进口温度空气出口温度分子筛再生温度单只筒工作时间5)增压透平膨胀机增压/膨胀空气量增压机进出口压力膨胀机进出口压力冷却水耗量江苏省冶金设计院有限公司户外立式~23000m³/h~17℃~23℃~160℃~0.58/～0.0.75MPa(A)~0.71/～0.14MPa(A)~8m³/h江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告6)空分塔1套冷箱尺寸6400x6700x56000并包含冷箱内设备、管道及箱外配管等全套设施。7)氧气压缩机3套氧气排气量2250m³/h排气压力2.5MPa(A)配电机功率/电压400Kw/10kV冷却水耗量60m³/h8)氮气压缩机1套氮气气排气量2250m³/h排气压力2.5MPa(A)配电机功率/电压400Kw/10kV冷却水耗量60m³/h6.1.4工艺车间及设备布置6.1.4.1氧气站主厂房(压缩机间)主厂房内设置有空气透平压缩机一套、氧气压缩机二套、氮气透平压缩机二套及循环氮压机一套。厂房主跨为60×18m,局部(八跨)为两层布置，其余均为一层，二层平台标高5.00m,厂房内配置15/3t桥式起重机一台，轨面标高12m。为便于检修在厂房端头0.00m层留有检修场地。主厂房西侧使用高低压配电室及变压器室，其跨度为9.0m,长度为36m,单层布置，详见电气专业说明。江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告主厂房东侧辅跨为综合室，跨度为9.0m,长度为60m,两层布置。一层标高为0.00m,布置有膨胀机组，预留水泵，维修间等，并预留有冷水机组的位置；二层标高为5.00m,布置有集中控制室、分析化验室、空分区布置在主厂房综合室东侧，该区域布置有空分塔、纯化器、空冷塔和水冷塔。另外液化装置冷箱，氧、氮、氩液体贮槽及汽化器等也布置在该区域。这些设备均为露天布置。6.1.4.3充瓶区及氧、氮、氩贮罐区充瓶区及氧、氮、氩贮罐区布置在氧气站区的东侧，占地约为有新建办公室的位置。氧气贮罐三只，氮气贮罐二只，氩气贮罐一只，这六只贮罐均为球形罐，其水容积均为100m³。球罐分两排布置，球罐间距为5.5m。6.1.5氧气站车间组成氧气站主厂房(氧气间)为二层建筑。主跨跨度为18.0米，长度为42.0米。二层平台标高为5.0米，设有10吨电动吊钩桥式起重机一台，轨面标高为12.0米。主跨内布置空压机和氧压机。付跨跨度为9.0米，长度42.0米，二层平台标高亦为5.0米，屋架下弦标高为9.0米，内设有主控室、化验室、变压器室、低压配电室、空压机控制室、氧压机控制室及氩气净化系统等生产用房。空分塔及其附属设施如空气冷却塔，水冷却塔等均采用靠近主厂房江苏省冶金设计院有限公司47江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告空气预冷室为一层建筑，其跨度为12.0米，长度为12.0米。屋架下弦高度为5.0米。氧气充瓶为一层建筑，跨度为12.0米，长度为18.0米，屋架下弦标高5.0米，充瓶室外有一装卸平台，高度为0.8米，宽度为2.0米。珠光砂库、润滑油库及备品备件库为一层建筑，跨度9.0米，长度48.0米。氧气及氩气贮配设施，设有容积V=200m²氧气贮罐(球形)一座。V=50m³氮气贮罐(立式)两只。氧气氩气氮气调压仪表室一座。氧气站内还建有高压配电室和循环冷却水泵房各一座。炼钢连铸生产过程中(钢包烘烤、中间包烘烤、电炉炉壁烧嘴等)需要消耗天然气，其耗量为每年3.4×10'Nm³。由天然气管网供应。6.3.1压缩空气用量75t电炉炼钢生产中各车间(生产岗位)需要消耗一定量的压缩空气，各处用气量见表。序号用户名称消耗量(m/min)压力(MPa)备注1EAF电炉烧咀2EAF电炉碳喷射3连铸机4水处理装置5废钢预热系统6炼钢车间各辅助设备7除尘系统同时利用系数0.75江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告考虑到同时利用系数(0.75)及管道等因素，炼钢全厂压缩空气总耗量约为55m³/min。6.3.2空压机站为满足炼钢生产，在炼钢厂区内建空压机站一座。空压机站内安装EP200型低噪音螺杆压缩机组四台，该机组技术参数如下：容积流量排气压力0.86MPa(表压)噪声值电机功率机组重量四台机组中有三台正常工作，一台作为备用。完全可以满足炼钢生空压机房为一层建筑。跨度为9.0米，长度为24.0米。厂房屋架下弦标高5.0米，为便于检修设备，在机房内设有电动单梁悬挂式起重机一台，起重量为3.0吨。压缩空气管道从空压机站到车间各用户采用架空敷设。6.4.1除尘系统简述电炉烟尘和精炼炉烟尘合并一套除尘系统。电炉烟气捕集拟采用一套落地半封闭衔接式导流密闭罩加屋顶大烟罩的二次烟气捕集与电炉第四孔内排一次烟气捕集。简述如下：电炉在加料、熔炼、出钢过程中会产生大量的烟气，平均冶炼1t钢产生江苏省冶金设计院有限公司49江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告粉尘12～15kg。为捕集这些烟气，目前有多种捕集形式：屋顶烟罩+第4孔(内排);密闭罩+第4孔(内排);屋顶烟罩+密闭罩+第4孔(内排)。本方案电炉除尘采用屋顶罩(辅助烟气导流板)+电炉炉盖第4孔内排除尘工艺，除尘框图如下(虚框内为精练炉烟气捕集系统)。压缩空气混风阀电炉脉冲除尘器第四孔增压风机活动滑套余热锅炉水冷烟道烟囱排放冷冻干燥机输灰系统沉降室灰库运走电炉炉顶第四孔排烟对电炉在熔炼和吹氧过程中所产生的高温含尘烟气的捕集起主要作用，约可捕集90%左右的一次烟气。增设第4孔排烟后，电炉内没有完全燃烧的CO随烟气进入内排烟管道，CO充分燃烧，又可以使灰尘沉降，避免粗粒尘进入余热锅炉沉积，影响余热锅炉效率。考虑到长期运行成本，除尘系统应采取节能措施。一次排江苏省冶金设计院有限公司50江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告中电炉增压风机需要经常调节，并有较宽的调速范围，为此选用变频调速装屋顶罩能有效捕集电炉在加料出钢过程中产生的大量烟气，同时能改善电炉平台导流板可辅助屋顶罩捕集电炉在熔炼过程中从炉盖缝隙、电极孔、加料孔和炉门口等处外逸的二次烟气以及电炉在出钢、钢包加料过程中产生的大量二次烟气。此外，电炉平台导流板还能有效吸收超高功率电炉发生的部分噪声，有效遮挡热辐射和电弧光辐射等。屋顶罩罩型及大小的设计，要能够同时满足电炉在加料、出钢及熔炼时对烟气的捕集。电炉平台导流板可以阻挡横向气流对上升烟气流的影响，具有导流作用。另外由于进行铁水热装及吹氧强度大等因素，单靠屋顶罩不能满足熔炼期对电炉排烟的要求，同时为了防止高温烟气对设备的影响，减少满足熔炼期排烟的要求。通过屋顶罩+第四孔，可以确保电炉烟气在炼钢全过电炉与精练炉烟气汇合后由一套布袋除尘器净化达到国家标准要求排放。除尘器采用目前先进的长袋低压脉冲除尘器，滤料选用普通低温滤料-针刺毡，清灰气源采用干燥无油无水压缩空气(气源压力0.4～0.5Mpa),清除尘系统除尘灰运输采用埋刮板输灰机集中至钢灰仓外运。江苏省冶金设计院有限公司51江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告6.4.2除尘系统设计参数电炉、LF炉除尘系统烟气参数表75t电炉及75tLF炉电炉装料(出钢)忙4孔(Nm³/h)屋顶罩(Nm³/h)LF炉盖罩(Nm³/h)小计电炉熔炼专炉4孔(Nm³/h)屋顶罩(Nm³/h)LF炉盖罩(Nm²/h)小计6.4.3除尘系统主要组成部分说明为了有效捕集电炉在装料、熔炼、出钢等不同工况时散发的大量烟尘，对屋顶罩加以特殊设计。①屋顶罩设计排烟量为80×10m³/h,烟气温度60～80℃。②屋顶罩大容积设计，屋顶罩罩口尺寸18m×21m,总高度约为15m,容积约3800m³。其中18m×15m是主捕集区，罩口风速0.77m/s;18m×6m为辅助捕集区，捕集出钢及主罩口外溢的江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告③横向分成三室，排烟口设在罩子上部，充分利用热烟气抬升力，排烟管设电动调节阀，在熔炼期，主要利用中间排烟口，在装料、出钢期行车干扰上升气流而加强二侧排烟。④:为防止横向气流对电炉上部烟柱的干扰，在炉门侧和四孔排烟管侧设烟气导流檔板。⑤屋顶排烟罩外形尺寸及位置见附图5.2～5.4。6.4.3.2LF炉盖罩①罩型为半密闭式(移动)。②设计排烟量5×10'Nm²/h(200℃)。6.4.3.3电炉第四孔弯头为了排除熔炼期炉内产生的大量烟气，需采用第4孔内排。6.4.3.4烟气保温燃烧沉降室从第四孔排出的高温烟气，仍含有一些CO。为了保证CO充分燃烧，又可以沉降粗颗粒灰尘，增设特殊设计的燃烧沉降室。燃烧沉降室四周采用混凝土结构内衬耐火材料，设置出灰门1个，顶部采用拱形砌筑。在燃烧沉降室前，安装水冷烟道，用循环水进行冷却。水冷烟道采用密排管形式，与第四孔排烟弯头接口处设置活动烟道和液压缸驱动装置。设计流量为100000Nm³/h。平面位置见附图5.5～5.6。6.4.3.5余热锅炉将燃烧式排出的800℃~1000℃烟气经过余热锅炉回收热量，余热锅炉采用热管式或神雾公司专有技术。6.4.3.6电炉内排增压风机江苏省冶金设计院有限公司53江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告经特殊设计的增压风机可防止粉尘在进口叶轮上的沉积和叶轮上部的磨损。在一次管在线安装增压风机有如下优点：①一次管线的负压不是由主风机提供的，可降低电耗。②采用变频调速，在熔炼期的整个过程中，可独立控制电炉的烟③确保炉内排烟效果。④保证除尘系统安全运行。在LF炉管在线安装增压风机有如下优点：①LF炉管线的负压不是由主风机提供的，可降低电耗提高效率。②可独立控制LF炉的烟气流量。③充分确保排烟效果。本工程选用长袋低压脉冲除尘器，型号为HM-12000,数量1套。6.4.3.9主引风机75t电炉四孔排出的烟气温度为800～1000°℃,烟气量约10×10Nm³/h,在常规情况下该余热不回收。由于本工程中炼钢VD炉生产需要用蒸汽，经计算该烟气的余热回收后可满足VD炉使用要求。回收热量折合小时所产蒸汽量约为25吨(蒸汽压力为0.8～0.9MPa)。每炼一炉江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告钢产的蒸汽为15吨。该方案优点是不需要消耗新燃料(年节约燃料约4050吨标准煤)。用余热锅炉代替除尘系统中的降温设备水冷烟道和机力冷却器，烟气温度<150℃,可直接进除尘器。减少烟气降温所消耗的循环冷却水量约1000t/h。本工程中采用的热管式余热锅炉回收装置或北京神雾专有技术，回收蒸汽自用或并入蒸气管网方案，相当于每年节约电力约216万kw.h,节约燃料约为4050吨标准煤。这种余热锅炉在国内已有使用实践。江苏省冶金设计院有限公司江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告第七章建筑结构炼钢工程包括以配料跨，电炉精炼跨—连铸跨—出坯跨组成的主厂炼钢连铸系统设75t超高功率高阻抗交流电弧炉一座，75tLF炉外精炼装置1座，75tVD真空精炼炉1座，R10.5m四机四流管坯连铸机1车间生产规模为钢水31.45×10't/a,连铸坯29.9×10't/a。生产主要钢种为石油套管钢，高合金钢、合金结构钢等。炼钢厂由主厂房及辅助用房组成。所有建筑物及构筑物均按照生产工艺要求并遵照国家颁发的有关设计规范进行设计。各车间室内地坪为±0.000m,室内外高差为300m,±0.000m相当于7.1.2一般规定(1)建筑设计应遵循技术先进、安全适用、设计合理、实用可靠、经济节约的原则确定工程设计方案。(2)厂房建筑根据工艺特点，做好厂内通风、防尘、防噪音、防辐射和采光等设计外，应考虑生产操作，维护检修方便，创造良好舒适的工(3)厂房平面布置、建筑高度及净空尺寸除工艺要求外，应遵照现行《厂房建筑模数协调标准》的规定，同时考虑工艺生产安全与卫生方江苏省冶金设计院有限公司56江阴德诚钢铁有限公司75t电炉技术改造工程可行性研究报告7.1.3采光通风厂房天然采光以厂房外墙侧窗采光为主，在侧窗采光不满足要求时，采用上部采光带；屋面按工艺要求设天窗，冶炼跨还设有集尘烟罩。废钢配料跨4.500以下全部敞开；厂房的屋面周边均设安全防护栏杆，按消防及屋面检修要求设置由地面上屋面的斜钢梯，沿厂房屋面高低跨处设屋面垂直联系的直钢梯；各跨间四周均设置环形贯通的起重机安全走道，其标高与各跨间的吊车轨面标高相同，同时设置上下安全走道的楼梯；所有检修用的平台及走台均设安全防护栏杆；电炉平台、出渣、出钢通边周围考虑防烤保护，凡需隔热的房间设吊顶；电炉、加热炉等热源上方的吊车梁、屋架下弦厂房屋面为彩色压型钢板