薄板坯表面纵裂的成因及防止措施(编辑修改稿)

薄板坯表面纵裂的成因及防止措施(编辑修改稿)内容摘要：

的炉型设计和原料成分；第二部分为供料系统和除尘系统计算；第三部分为炉外精炼设备的设计和选取；第四部分为连铸设备的设计与选取；第五部分为车间厂房及设备的设计与选取；第六部分为车间定员。 100％ 20％ 30％ 100％ 100％ 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 16 页 共 63 页 2. 生产计划及金属平衡 生产计划 炼钢车间生产计划根据轧机生产能力要求、炼铁厂高炉供应的铁水量和全厂废钢平衡，以及炼钢车间主体设备的生产能力进行综合分析确定的。 生产钢种 钢种 普碳钢 低合金钢 特殊钢 年产量（万吨） 比例（％） 10 10 80 主要生产钢种成分 钢种分类 钢号 主要化学成分 C Si Mn S P Ni Cr 特殊钢 10F ～ ≤ ～ ≤ ≤ ≤ ≤ 普碳钢 Q235 ～ ≤ ～ ≤ ≤ 低合金钢 16Mn ～ ～ ～ ≤ ≤ 连铸机断面规格及产量分配 铸坯断面尺寸（ mm） 150 1000 150 800 170 1000 定尺长度（ m） 8 10 8 年产量（万吨） 80 10 10 金属平衡 年产良坯 100 万吨，需废钢量为 万吨。 金属平衡表如下： 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 17 页 共 63 页 钢铁料平衡图 90％ 86％ 100％ ％ 98％ ％ ％ ％ % 99％ ％ % 50%废钢 50％ DRI 电炉钢水 钢包精炼钢水 损耗 中间罐钢水 返回废钢 损耗 返回废钢 连铸坯 合格铸坯 损耗 返回废钢 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 18 页 共 63 页 电炉钢水产量计算 电炉作业制度 车间全年日历工作天数 365 天 车间全年大修天数 25 天 每十天计划检修 8 小时（包括修炉），全年合计天数 10 天 车间不可预计的生产故障耽误天数 20 天 电炉全年实际生产天数 310 天 电炉作业率： 310247。 365＝ 85％ 电炉作业指标 电炉平均出钢量 120 吨 电炉出钢至出钢周期 90min 炉外精炼时间： 钢包炉精炼（包括喂丝） ～ 45min MPE 处理 ～ 15min 真空脱气（包括喂丝） ～ 35min 一座 120 吨高功率电炉可能达到的年产钢水能力计算 Q＝ 24 60 120 310/90=595200 t/a 原料条件 碳素钢成分（％） C Si Mn P S Fe 生铁成分（％） C Si Mn P S Fe ～ ～ ～ ～ ～ 石灰成分 CaO SiO2 MgO AlO2 烧减 S ～ ～ ～ ～ 余数 ～ 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 19 页 共 63 页 萤石成分（％） CaF SiO2 MgO Al2O3 P2O5 S ～ ～ ～ ～ ～ ～ 矿石成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 P2O5 S Fe2O3 H2O ～ ～ ～ ～ ～ 砖块成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ 61～ 74 ～ 33～ 37 ～ 高铝砖成分（％） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ ～ ～ ～ ～ 炉衬配比（镁碳砖） CaO SiO2 MgO Al2O3 Fe2O3 ～ ～ ～ ～ ～ 铁合金成分 1) 硅铁（ 70＃） C Si Mn P S 余 Fe ～ ～ ～ ～ 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 20 页 共 63 页 2) 锰铁（ 75＃） C Si Mn P S 余 Fe ～ ～ 76～ ～ ～ 3）铬铁 C Si Cr P S 余 Fe ～ ～ ～ 68 ～ ～ 4）铝 Al： ～ Fe： ～ 5)镍 Ni:99 工艺参数设定 配碳量 配碳量＝（ C 钢种规格下限 －（ ～ ）％＋（ ～ ）％） /（ ～ ） 化期脱碳量： 30％ 其它原料加入量 为提前造渣脱磷，先加入部分石灰（ 15～ 20Kg/t(金属料 )）和矿石（ 10kg/t(金属料 )。 电极消耗量 3～ 4Kg/t(金属料 )，其中熔化期占 50％，氧化期占 35％，还原期占 15％。 炉衬镁碳砖消耗量 (金属料 )，其中熔化期占 40％，氧化期和还原期各占 30％。 熔化期和氧化期所需氧量 50～ 60％来自氧气，其余来自空气和矿石。 氧气纯度和利用率 纯度为 ％，余者为氮气，氧利用率为 90％。 碳 的氧化产物 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 21 页 共 63 页 均按 70％生成 Co， 30％生成 Co2考虑。 烟尘量 按 7～ 8％ Kg/t(金属料 )考虑。 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 22 页 共 63 页 3. 电弧炉型设计 电弧炉是目前世界上熔炼优质钢、特殊用途钢的主要设备。 电弧炉的炉型主要是指炉子的内部空间形状与尺寸。 为了减少散热表面，以球形为好。 现代电弧炉炉体中部是圆桶型，炉底为弧形，炉顶为拱形。 后因采用高功率和超高功率技术，新型电弧炉多数采用水冷炉壁，以及水冷炉顶，因此将电弧炉炉壁均做成柱形。 现今电弧炉都不同程度地使用高功率或超高功率，以提 高炉子容量。 应用偏心底出钢等新技术，以提高炉体寿命和生成效率，降低生产成本，获得最佳经济效益。 本次设计的是 2 120t 超高功率电弧炉，采用偏心底出钢、水冷挂渣炉壁、废钢预热等技术，以达到最优化。 电弧炉内部分为熔池和熔化室两部分。 熔池的形状和尺寸 (1) 120t 钢液所占体积： V=G V0 式中 G—— 炉子额定容量， t； G=120t V0—— 一吨钢液的体积， m3/t。 V0= m3/t 所以 120t 钢液体积 V 钢 ＝ 120 ＝ m3 (2) 因为电弧炉 熔炼的氧化期有最大渣量，渣与钢液重量之比 ，因此熔渣重量为 120 ＝ ，假定 1m3熔渣重 3 吨，则熔渣占有容积为： V 渣 ＝ 247。 3＝ m3 (3) 熔池形状 一般选用球冠加倒置的圆锥台，圆锥部分与水平线的倾角为 450， 这样的形状可保证炉料的加速熔化，便于出钢后修补炉坡，出钢时实现无渣出钢，留钢操作。 带有球冠部分的炉缸，球冠高约为钢液总深度的 20％，即 h1=H/5,取钢液面直径 D 和钢液深度 H 的比值为 D/H=4 ，它是确定炉型尺寸的基本参数。 偏心底出钢所采用的出钢箱容积约 为钢液总体积的 1/5，炉子向出钢口方向倾动角为 5－ 120，具体尺寸见图 31。 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 23 页 共 63 页 rDLD RRD 熔100mmh3H1h2h1H 图 3－ 1 V 池 ＝ π h2(R2+Rr+r2)/3+π h1(r2/2+h12/6) „„„„„„① 又因 h1=D/20,R=D/2,r=d/2,h1+h2=H,D/H=4,R+h2=R 所以 ： d= r= R=2H 将以上数据代入式 ①，整理后得： V 池 ＝ 又因为（ 1－ 1/5）（ V 钢 +V 渣 ）＝ 4(+)/5= m3=V 池 则可得： H= D=4H= h1=H/5= h2=Hh1== 内蒙古科技大学 2020 届毕业设计说明书 第 24 页 共 63 页 熔炼室尺寸 在钢液沸腾时为了使炉渣不至于冲刷炉壁砖衬，或不会到达炉坡与大块壁砖接触处，减轻炉渣对炉壁与炉坡接触处的侵蚀，炉缸与炉壁应高于炉门坎（即炉渣面） 80～ 100mm，在此取 100mm，因此在炉坡上缘水平处的工作室直径（即熔炼室直径）为： D 熔 ＝ D+200＝ +＝ m 当决定熔炼高度 H1时，也就是由炉门坎到炉顶拱基的距离时，应当考虑到炉顶的寿命和装料的情况。 这个距离越大，炉顶寿命越高，装入堆比重轻的炉料也越多。 但是熔炼室高度越大，散热面积也随之增大，其结果使单位电耗增加。 综合考虑取： H1/D= ,则 : H1== ＝ 炉顶拱高 h3与熔炼室直径 D 熔 的关系，由于炉顶是高铝砖，所以 取 h3＝ D 熔 /9,即： h3=D 熔 /9=。 由于电 弧炉的容量为 120t，炉衬厚度 δ 壁 ＝ 600mm,则： D 壳内 ＝ D 熔 ＋ 2δ 壁 ＝ +2 ＝ 取炉壳钢板厚度为 40mm，则 D 壳外 ＝ D 壳内 +2 ＝ +2 ＝ 炉底包括工作层、填充层，永久层。 其中工作层材质为粘土砖，填充层材质为镁砂砖和焦油，永久层材质为粘土砖。 炉底厚度（包括隔热层和工作层总厚度）约等于钢液深度的尺寸，则 δ B＝ H＝ 又炉顶拱高 h3,即 hR与炉顶拱脚处直径 DR满足 hR/hR=,所以 ： DR＝ hR/=。 当炉子公称容量 40t 时，炉顶厚度δ＝ 350mm(水冷炉壁 )。 加料门尺寸。