65万吨电炉炼钢车间设计毕业设计(编辑修改稿)

65万吨电炉炼钢车间设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

率等 )作为设计的指标进行计算。 而各项指标又与不同的生产流程、设备的类型 (不同种类的初炼炉及其容量大小 )及与所熔炼的钢种密切相关。 因此，选用计算时必须认真考虑，并且用这些指标来代表设计方案的技术可行性和经济合理性。 原料的单位消耗是指平均的单位合格产品所用的原料量，通常以 kg/t 计。 表 是超高功率电弧炉炼钢主要经济 技术指标，可供计算时参考。 辽宁科技大学本科生毕业论文 第 4 页 表 超高功率电弧炉熔炼主要经济技术指标 项 目 单 位 主要经济技术指标 冶 炼 周 期 min/炉 40 ～ 70 冶 炼 电 耗 kwh/t 250 ～ 400 石墨电极消耗量 kg/t AC:3； DC: 单位功率水平 kvA/t 700 ～ 1000 电炉的公称容量 t 60 ～ 150 计算车间生产物料平衡的意义在于： 1)对一定规模的生产车间显示出其输入与输出任务的大小，即车间吞吐量的定量概念。 由此又可以选定各 种原材料输入，成品与废品的输出应采用的运输方式。 计算所得运输任务的大小亦是进行总图运输设计的依据。 2)由物料消耗量设计各原材料的储存量与储存容器或存放场地面积。 3)所选用指标的优劣直接反映设计的经济合理与否，特别是金属料的消耗与部分金属在生产流程中的循环往复更能显示所设计流程的先进与否，显示金属利用的水平。 炼钢车间设计的内容 (1) 车间设计的依据。 炼钢厂或一个车间的设计工作应按照基建程序来安排，每段工作均应以前一段设计内容为依据，若非必要不得任意修改。 设计之前，应该制定详细 的设计任务书。 设计任务书是根据当地的实际经过充分讨论研究之后制定的。 (2) 车间设计的目的和基本内容。 设计的目的是要建设新的生产厂。 设计的任务是要对建设单位作出技术的与经济的详细规划，确定企业的生产经济状况，技术经济指标。 设计中所拟定的劳动人员编制和建设投资估算与概算，是企业招工定额、建立人员编剧和申请拨付投资或贷款的依据。 炼钢车间设计一般应包含下列各项基本内容： 1) 车间的工艺设计部分； 2) 车间机械设备设计； 3) 供电设施设计，电讯系统设计，照明设计； 4) 给水、排水 (包括污水处理 )设计； 5) 厂房通风与局部的采暖、通风设计； 辽宁科技大学本科生毕业论文 第 5 页 6) 厂房与设备基础及其它构筑物设计； 7) 环境保护与安全卫生。 显然上述众多设计内容应由各种专业设计人员共同协作完成，各专业之间形成一个完整的组合体，不同专业为一个共同目的而互相协作，密切配合，而由该项目的总设计师 (项目总负责人 )组织、协调 各方面的设计工作， 共同的任务。 (3)车间工艺设计的任务。 具体地说，工艺设计的任务是以设计任务书为依据，对下列各项内容完成较详细的设计与计算 ，编制设计况明书，绘制相应的图纸： 1)制订详细的产品计划方案 (产品大纲 )； 2)根据不同钢种，制订生产工艺大纲； 3)主体设备的选型，确定设备数量，型号等； 4)选择各种辅助设备，提出非标准设备的设计工艺要求； 5)设计并绘制车间的工艺布置平面图，及剖面图； 6)提供水、电、热力、土建、通风、照明，设备制造及总图运输等各专业设计所需要的资料； 7)计算各项原材料的消耗量，计算炼钢 — 浇铸生产过程的各项技术经济指标； 8)编制劳动定员计划； 9)连铸坯生产成本计算或提出成本计算的技术资料，提出进行技术经济分析所需要的资料。 由上述各项可见，工艺设计部分是决定一个车间 (或厂 )面貌的主要因素，是决定和影响其它专业设计的前提条件。 正确进行工艺设计便成为完成设计任务、保证设计质量的关键。 因此，设计者必须根据设计任务所提出的要求，严格按照设计工作所应遵循的程序，既避免繁琐，又不可简略草率，保证设计工作的质量。 本设计主要解决的是工艺设计部分。 概括地说，是制定了产品大纲，确定了主体工艺流程，选定了各项主要生产设备 (电炉、精炼设备、连铸设 备以及各跨间所需的相关起重设备等的确定 )，解决生产车间各组成部分的布置问题（主要指电炉、精炼设备、连铸设备等的工艺布置），绘制了车间布置的平面图、剖面图以及电弧炉的炉型图，核算了车间主要经济技术指标。 辽宁科技大学本科生毕业论文 第 6 页 2 设计方案的确定 产品大纲的制定 产品大纲 （ 1）冶炼钢种 主要钢种：轴承钢 其他钢种：碳素钢 、 合金结构钢 、 冷镦钢 、 碳素工具钢 （ 2） 代表钢号成分。 见表。 表 代表钢号成分 成分 牌号 C Si Mn P S Cr GCr9（ 轴承钢 ） ~ ~ ~ ≤ ~ Q235（ 碳素钢 ） ≤ ≤ ~ ≤ ~ 30Mn2（ 合金结构钢 ） ~ ~ ~ ML15（ 冷镦钢 ） ~ ~ ~ ≤ T7（ 碳素工具钢 ） ~ ≤ ≤ ≤ ≤ （ 3） 各钢种 代表钢号、 产量 以及 产量比 （ %）。 见表。 表 各钢种 代表钢号、 产量 以及 产量比 单位：万吨 钢 种 代表钢号 产量 产量比 (%) 高碳铬轴承钢 GCr9 39 60 碳素钢 Q235 13 20 合金结构钢 30Mn2 10 冷镦钢 ML15 5 碳素工具钢 T7 5 制定产品大纲的依据 近年来 ,我 国轴承市场 发展迅速， 与 机械、汽车 等 行业 的 发展 迅猛有关 ,为轴承行业的 发展提供 了 市场空间 ， 轴承市场 空间的 拓展 ,为轴承钢 的发展 带来了 机遇和前景。 工程机械轴承 占轴承钢比例较大。 从长期发展 着眼 ，中高档轿车轴承 、 航空航天 轴承 、数控机床轴承、前景 很不错。 由于 市场对轴承的要求 的因素如 质量 ,噪音和使用寿命 辽宁科技大学本科生毕业论文 第 7 页 等越来越高 ,轴承行业对轴承钢的要求 也随之增高。 比如 ,航空航天 、 机床主轴精密轴承 ,计算机专用轴承等 ,这些产品对轴承的要求很高。 所以， 在 现阶段， 除了保证轴承钢的产量 ， 还 应大力提高冶炼水平，生产 优质 轴承钢，为国内航空航天、汽车 轮船、计算机 等行业的未来发展 提供保障。 钢种的特性以及用途 (1) 高碳铬轴承钢 GCr9。 表 GCr9的化学成分 1) 特性： 淬透性 和 耐磨性高，冷应变塑性 和 切削加工性中等，焊接性差，对白点形成敏感，热处理有回火脆性倾向。 GCr9 因为 具有良好性能、合金含量较少 而成为 最广泛的高碳铬轴承钢。 经过淬火加回火后具有均匀的组织、良好的耐磨性、较高的硬度、高的 接触疲劳性能。 2) 用途： 用于制作各种滚动体 以及 轴承套圈。 例如 :制作汽车、机床、 火车 、钻探机、 各种机械 ,传动轴承的套圈 、 钢球、滚子。 有时也用来制造冲模、量具 等 工具 (2) 碳素钢 Q235 1) 特性： 含碳量适中，塑性、韧性、焊接性能、冷加工性能 良好。 强度 良好 ，易于加工。 2) 用途： 大量生产钢板、钢筋 、 型钢、桥梁、车辆等。 质量好 的 含 S、 P 量低 的 C、 D 级 Q235，相当于优质碳素结构钢，适于制造机座、支架、连杆、轴、轴套圈等对焊接性 和 韧性要求较高的工程结构机械零部件。 （ 3）碳素工具钢 T7 1） 特性： 亚共析钢，韧性和强度 良好。 2） 用途： 元素 C Si Mn Cr P S N H O Ti 含量(％ ) ~ ~ ~ ~ ≤ ≤ 80 ppm ≤ 1~2 ppm ≤ 12 ppm ≤ 15 ppm 辽宁科技大学本科生毕业论文 第 8 页 用于制造能够承受冲击负荷的工具，如冲头、锻模、钳工工具、锤和冲模、钻子、手用大锤的锤头、钢印、较纯的外科医疗用具等。 （ 4）冷镦钢 ML15 1） 特性： 塑性和韧性 良好 ， 较好的 冷镦和冲击性能。 2） 用途： 常用来 制作铆钉、开口销、弹簧插销、螺钉、等。 （ 5）合金结构钢 30Mn2 1） 特性： 经处理后，具有 很好的 强度 、 韧性 和 耐磨性能。 拉丝、冷镦、热处理工艺 在 制造截面尺寸小的零件时 表现更好 ，可加工性 与 焊接性尚 可，一般不作为焊接件。 具有较高的淬透性，淬变性小，但有过热、脱碳敏感性及回火脆性。 2） 用途： 汽车、拖拉机中的车架、变速箱齿轮、轴、较大截面的调质件 多是用其制造 ，起重机的后车轴等心部强度较高的渗碳件 也可用其制造。 工艺方案与工艺流程的选择 炉容量与座数的确定 大电炉技术经济指标较好，热损失和电耗较小 ，因此 一般力求选用较大容量的电炉。 车间的生产规模，冶炼周期，作业率等因素 对 电弧炉的炉容量 影响较大。 每次的出钢量q 由此可以估算出： yGq  8760 () 式中 G —— 车间产品方案中确定的年产量， t； τ —— 冶炼周期， 取 51 分钟即 ； η —— 作业率， 100% 年 作 业 天 数年 日 历 天 数，取 88%； y —— 良坯收得率，连铸一般 95%~96%； 求得 q = 75 t。 辽宁科技大学本科生毕业论文 第 9 页 留钢量 设计 为炉子公称容量的 %， 由此 确定电弧炉 的公称容量为 95 t。 现代电弧炉炼钢车间一般配置 1 座电弧炉 ——1 套炉外精炼装置 ——1 台连铸机——1 套成品连轧机的“四位一体”一 对一的生产作业线。 这种配置方式具有生产管理方便，技术经济指标先进，相对投资省的优点。 工艺方法与工艺流程的选择与论证 现代电炉生产流程是以电炉生产的现代化、高效化为出发点。 而超高功率供电技术、炉外精炼技术和用氧技术是提高电炉生产效率的最重要的技术。 由于精炼任务移到炉后的精炼炉中进行，传统电炉所承担的熔化、脱碳、还原等多项任务被分解，电炉的任务单纯化，主要任务是熔化废 钢。 通过提高电炉功率，发展用氧技术，增强化学能的使用，提高了熔化废钢所需能量的输入强度。 并改进能源在炉内的分布，极大地缩短了电炉冶炼周期，实现了与连铸机生产节奏匹配，为建立现代电炉流程奠定基础。 从电炉生产普钢开始，电炉钢厂逐渐形成了现代电炉 — 精炼 — 连铸 — 连轧的生产线，成为有竞争能力的炼钢生产线。 在 生产高碳铬轴承钢 方面 江阴兴澄特种钢铁有限公司居全国领先 、世界先进水平。 品种包括棒材和线材，其生产的主要工艺流程为： 较大规格棒材生产工艺流程为： 高炉铁水十优质废钢 → 100t EAF 超高功率偏心底出钢直流电弧 炉 → 100t LF 精炼炉 → 100t VD 真空脱气炉 → R12m 、 5 机 5 流 300mm300mm 大方坯连铸 CC → 热送 → 热装 → 加热 → 连轧轧制 ( → 抛丸 → 矫直 → 涡流探伤 → 超声波探伤 )。 较小规格棒材生产工艺流程为： 高炉铁水十优质废钢 → 100t EAF 超高功率偏心底出钢直流电弧炉 → 100tLF 精炼炉 → 100tVD 真空脱气炉 → R12m 、 5机 5流 300mm300mm大方坯连铸 CC → 热送 → 热装 → 加热 → 连轧开坯 → 中间坯加热 → 连轧轧制 ( → 抛丸 → 矫直 → 倒角 → 涡流探伤 → 超声波探伤 )。 线材生产艺流程为： 高炉铁水十优质废钢 → 100t EAF 超高功率偏心底出钢直流电弧炉 → 100tLF 精炼炉 → 100tVD 真空脱气炉 → R12m 、 5 机 5 流 300mm300mm 大方坯连铸 CC。 本次设计考虑到实际和先进性，采用： 95t Consteel 交流 电弧炉（ UHPEAF， EBT）辽宁科技大学本科生毕业论文 第 10 页 → 80t LF 精炼炉 → 80t VD 真空脱气炉 → R12m 、 3 机 3 流 300mm300mm 大方坯连铸 CC → 热送 → 热装 → 加热 → 连 轧轧制 ( → 抛丸 → 矫直 → 涡流探伤 → 超声波探伤 )。 （ UHP 超高功率， EBT 偏心炉底出钢法 ） （ 1） Consteel 电弧炉 可以实现连续加料、连续预热废钢、生铁、预还原铁矿等金属料，同时减少烟尘排放量的电弧炉炼钢技 术。 它从废钢料场或铁路车皮把废钢装上炉。