【《年产160万吨的电弧炉炉型设计案例》2700字】

年产160万吨的电弧炉炉型设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u7160年产160万吨的电弧炉炉型设计案例 1239941.1金属物料平衡计算图 1101451.2电炉大小及座数的确定 227607故符合设计要求。 328581.3熔池形状 3133741.4熔池尺寸 37771.4.1熔池容积 3233031.4.2熔池直径D和深度H 4242251.5熔炼室尺寸的确定 4263711.5.1熔炼室下口直径 4129201.5.2熔炼室高度 419771.5.3熔炼室上口直径 5288711.5.4炉衬及厚度的确定 531031.5.5炉门宽度 5173451.5.6炉门高度 662161.5.7炉门槛下平面 679611.5.8出钢口直径 6228831.5.9炉衬厚度 6272611.5.10电极分布圆直径 6129831.6炉盖的厚度与拱高 6299871.7炉壳直径与高度 6295721.8变压器功率和电参数的确定 888671.8.1变压器容量的确定 8258431.8.2二次电压的确定 89401.8.3二次侧额定电流的确定 8144561.8.4电极直径及电极校核 91.1金属物料平衡计算图图（2-1）金属物料平衡图1.2电炉大小及座数的确定本次设计的电弧炉具有高生产效率、电力能量低、电极耗碳低的特点，本文设计主题的是年产量160万吨/年。估算每次出钢量q：（2-1）A设计的表示中为额定的年产量，单位：t(吨)t表示的是冶炼周期，取1个小时，单位：h(小时)；η为日历作业率，，一般η=90%-94%（取94%）；y—收的良坯率，连铸会成为95%-96%（取96%）。故计算（2-2）取炉子数2座。故炉容量（2-3）1.1.1核算年产量（2-4）故符合设计要求。1.3熔池形状球缺形熔池图（2-2）1.4熔池尺寸1.4.1熔池容积根据V池=V液＋V渣；（2-5）式中T出钢表示液量；ρ液钢液表示密度，一般取10.5t/m3。（2-6）式中G渣按最大渣量计算，；渣的经验值为3.5到4.5t/m3。1.4.2熔池直径D和深度H当炉坡倾角取为45°时，取D/H=5左右较合适。熔池直径D=钢液直径（m）：（2-7）熔池深度（H/mm）：（2-8）炉底球缺高度(h1/mm)：（2-9）钢液锥体高度(h2/mm)：（2-10）锥台下口直径(d/mm):（2-11）钢液深度（H0/mm）：（2-12）在计算熔池尺寸时，由于炉渣的密度变化范围较大，因此很难准确地确定钢渣的体积。用渣层厚度H0确定熔池的容积更为接近实际情况。现代电弧炉炼钢除难以造泡沫渣的钢种（如不锈钢，渣层厚度约140mm）外，普遍采用高阻抗技术。高阻抗电炉的重要特点之一是电弧长度明显大于普通阻抗电炉的电弧长度度。泡沫渣技术的实现，是实现高阻抗技术的前提条件。泡沫渣渣层厚度一般在之间，特别是对于泡沫渣造得较好的钢厂，渣层厚度还会有所增高[7]。1.5熔炼室尺寸的确定现代电炉为了减少加料次数，熔炼室有加大的趋勢。加大炉壳直径的好处是：增加炉内容积、有利废钢的加入，增加电极到炉衬距离、降低耐火材料磨损指数、有利于炉衬寿命的提高。但加大炉壳直径也将带来一些不利因素，如钢液表面积散热增加、同样如此，当增增加熔炼室高度也会带来电极行程增大、电极稳定性差、电极折断几率增加等问题。为此，设计时必须综合考虑[7]。1.5.1熔炼室下口直径在该处的炉衬通常要比炉壁厚度相对厚一点，即h0＝100mm。（2-13）1.5.2熔炼室高度一般熔炼室高度H1设计原则为：应保证堆积密度0．7t／m3的废钢能两次装入，第一次按60％（如如同时考虑加2％石灰，可按55％加入），第二次加40％（或45％）现场的废钢堆积密度不能保证时，就只好增加加料次数；否则，要适当提高炉壳高度[7]。熔炼室高度的经验值为：（2-14）1.5.3熔炼室上口直径普通的熔室要做成上大下小的斜形，D1＞D熔,会成为所谓的倾斜形。这种新形式的熔化室不但扩大了传统熔化室的体积,同时又提高了炉壁衬的热稳定性，延长了炉壁衬的使用寿命[7]。（2-15）1.5.4炉衬及厚度的确定一般来说,通过提高炉壳厚度,炉壳受热和温损失均可降低,这个在规定限值以内还是比较合理的,不过由于炉壳厚(δ)提高和温失的降低之间并非线性关系,当在高温下，电弧辐射的高热会使炉壁和炉底发生急冷作用。比炉顶严重的地方是炉壁、底部直接与钢水和炉渣相连，装料时也会受到撞击,故比较经济的解决方法是选用高质量材料,用最薄的炉衬。如下表所示：表2-1炉衬厚度尺寸吨位/t＜2010-40＞40Δ/mm230200350表2-2烟壁部分厚度吨位/t＜1010-40＞40工作层/mm230345460绝热层/mm757575炉底部分总厚度近似等于熔池深度1.5.5炉门宽度（2-16）1.5.6炉门高度炉门高度为h：（2-17）为了密封，门框应向内倾斜8o～12o为好。1.5.7炉门槛下平面首先炉门把平面确定下来，钢液面高度增加应有的值，所以才可以确定下来炉门槛下平面。1.5.8出钢口直径DC＝200(mm)对于槽出钢，出钢槽宽度DC＝150～200mm。大炉子取大值，小炉子取小值，大炉子取大值，小炉子取小值,会把出钢口设置在偏心下面，保证出钢口填料的加入和对出钢口维护的前提下，出钢口距炉体中心越近越好。1.5.9炉衬厚度Tq＝535mm炉墙厚度是对砌砖炉衬的电弧炉而言，炉墙倾斜度大约为10％，即炉墙每高1米，倾斜约100mm。1.5.10电极分布圆直径电极分布圆小，并且因各相电极夹头体距离过小容易发生空气导电现象，并增加横臂机械震动力。反之，如果电极分布圆过大又会造成炉衬损坏严重，为此要合理确定电极分布圆直径。经验认为，电炉取：（2-18）1.6炉盖的厚度与拱高（2-19）应随炉子容量的增大而增加，其厚度与砖型有关：直径小于1500mm的炉子可采用高度为230mm的砖为厚度；直径为1500～4500mm的炉子可采用箱式水冷炉盖和管式水冷炉盖详见炉盖装配部分。1.7炉壳直径与高度炉壳内径D壳可由钢渣面处耐火材料炉衬厚度确定:（2-20）炉壳外径：（2-21）炉壳高度可根据耐火材料炉底厚度及炉内容积确定:（2-22）（2-23）炉壳底部形状有锥台、球缺形，前者用于小型电弧炉或砌砖炉底，后者用于大型电弧。表2-3电弧炉设计参数序号设计名称单位参数序号设计名称单位参数1钢水容积m31012炉门宽度mm11802熔池直径mm590013炉门高度mm9683熔池深度mm118014出钢口直径mm2004渣层厚度mm50015炉底衬厚mm7505炉底球缺高度mm18816炉墙厚度mm5356钢液椎体高度mm94417炉壳内径mm101007锥台下口直径mm399218炉壳钢板厚度mm31.18熔炼室下口直径mm610019炉衬总高度mm48809熔炼室上口直径mm903020电极分布直径mm147510炉盖拱高mm98321炉壳外径mm10164.211钢液深度mm11801.8变压器功率和电参数的确定1.8.1变压器容量的确定公式[3]如下:（2-24）式中P—变压器的视在功率（KV·A）G—电弧炉即将装入的量τ—额定装量时的熔化时间（h）m可选P=50000KV·A表2-3功率分类表类别RPHPUHP功率水平/KV·A＜400400～700＞7001.8.2二次电压的确定在进行熔炼的同时，应输出不同的功率与电弧，以保证熔炼工作的正常进行，这一目的可以通过改变二次侧电压来达到，为此二次侧电压应设置成多级电压。电弧炉最高二次电压的确定[3]（2-25）式中的K为系数，式中的功率取K=13到15,较高的功率和超高的功率取K=15到17,所以为了适应埋弧期操作常采用后者，这也是近年发展趋势；表2-4二次电压的电极级数表所以本次电极级数设计取10级。1.8.3二次侧额定电流的确定恒电流输出。一般大型电弧炉变压器都设有恒功率段与恒电流段，而把恒电流输出段的最高电压称为额定（分档）电压[3]。最高级二次电压/V200～250250～300320～400＞400电极级数2～44～66～88～18额定电流按下式计算：式中