1、 毕业论文（设计） 第 - I -页年产 100 万吨钢坯(锭)电炉炼钢车间初步设计毕业论文（设计） 第 - II -页目 录摘 要 .IIIAbstract .IV第一章 新建电炉炼钢车间可行性分析 .11.1 前言 .11.2 市场需求 .21.3 冶金资源 .21.4 贵阳交通与地理位置 .41.5 环境保护 .4第二章 产品方案、车间生产能力的确定以及全厂金属平衡 .52.1 产品方案的确定 .52.2 车间生产能力的确定 .72.3 金属平衡图 .8第三章 电弧炉炉型、变压器功率及电参数设计 .103.1 70t 电弧炉炉型的选择及尺寸计算 .103.2 耐火材料及炉壳的设计 .12
2、3.3 变压器功率和电参数设计 .133.3.2 电压的级数 .143.3.3 电极直径 .15第四章 电炉物料平衡及热平衡计算 .174.1 物料平衡计算 .175.2 热平衡计算 .444.3 误差分析 .49第五章 主要附属设备选择及其主要工艺参数计算 .505.1 炉外精炼设备的选择 .505.2 浇注方式的选择 .515.3 连铸机的分类与选择 .525.4 车间各跨区的尺寸及主要附属设备 .52第六章 环境保护 .56毕业论文（设计） 第 - III -页6.1 电炉炼钢厂污染的特点 .566.2 烟气净化方法的选择 .56参考文献 .58致 谢 .59附 录 .60附录一：70t
3、 电弧炉剖面图（A2 图） .60附录二：车间平面工艺布置图（A1 图） .60毕业论文（设计） 第 - IV -页年产 100 万吨钢坯（锭）电炉炼钢车间初步设计摘 要世界电炉钢产量不断增长，总产量占整个粗钢产量的 1/3，但我国目前面临自 1990 年以来第二次逐年下降的局面。因此，针对我国目前废钢及电力紧缺的现状，从全球可持续发展和使我国由钢铁大国变为钢铁强国的战略出发，目前国家应通过宏观调控，扶持我国电炉钢的发展，引导钢铁企业对发展我国现代电炉炼钢流程进行第二轮投资。本设计根据这些情况并结合贵州地区的市场需求、废钢资源、生铁资源、电力资源、水资源、交通运输、环境保护等多方面提出在贵州地
4、区兴建年产 100 万吨钢坯（锭）电炉炼钢车间的可能性并作了可行性分析，在此基础上进行了电炉车间的初步设计。主要内容有：产品方案、车间生产能力的确定、全厂金属平衡图的绘制；电炉炉型设计、变压器功率及主要电参数的计算；物料平衡与热平衡的计算；车间主要附属设备的选择、计算；环境保护；电炉炉型砌砖图和车间平面工艺布置图等。关键词：电炉 钢坯 设计毕业论文（设计） 第 - V -页Yearly produces 1,000,000 tons billets (spindle) the ectric steelmaking workshop preliminary designAbstractWorld
5、 EAF steel production is growing, the total crude steel production output of 1 / 3, but is currently facing our country since 1990, an annual decline in the second situation. Therefore, in view of the current shortage of scrap steel and electricity status quo, from a global sustainable development a
6、nd to make our country into a great power by the Iron and Steel Iron and Steel strategic power, the current macro-control by the State to support the development of Chinas electric furnace steel to guide the iron and steel enterprises development of modern electric furnace steelmaking process the se
7、cond round of investment.The design under these circumstances and with the Guizhou region metallurgical resources, market demand, transportation, environmental protection, and so propose the construction of the Guizhou region with an annual output of 1,000,000 tons steel billet (ingot) electric furn
8、ace steel-making workshop and the possibility of a feasibility Analysis, on the basis of a preliminary design of the electric furnace workshop. Elements include: product programme, workshop production capacity of the determination of the entire plant metal balance plan rendering; EAF furnace design,
9、 power transformers and major electrical parameters of the calculation; material balance and the heat balance calculation; workshop principal subsidiary equipment selection, Calculation, environmental protection, electric furnace furnace bricklayer map and layout of workshop process, such as plane.K
10、eywords：Electric Arc furnace， Billets ，design毕业论文（设计） 第 - 1 -页第一章 新建电炉炼钢车间可行性分析1.1 前言自上世纪中叶至今，尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步，但世界电炉钢比例不断增长，从 1950 年增长到 2004 年的 33.8%。电炉钢比例的增长，主要是由于跟高炉转炉长流程相比，电炉炼钢具有固定投资小，消耗铁矿石、焦炭、水等资源少，占地面积小，可比能耗低，对环境污染少，工厂可接近资源产地及市场，启动及停炉灵活等优点，符合全球可持续发展的要求。本世纪前四年，世界上年产钢 500 万吨以上的主要产国家各国粗钢产量稳步增长，电炉钢
11、比例不同国家有增有减，总体上有所降低，从 2001 年至 2003 年电炉钢的比例从 35%下降到 33.1%。2004 年虽然粗钢产量增长迅速，但世界电炉钢比例从 33.1%上升至33.8%。10 年来，我国在现代电炉流程与电炉工程技术方面取得了长足的进步，主要体现在以下几个方面：第一，我国实现了电炉炉容大型化，形成了电炉炼钢炉外精炼连铸或电炉 炼炉外精炼连铸连轧的先到话电炉流程群体。1992 年我国的电路基本上式小炉子，平均炉容为 4.6 吨/台。目前我国有 60-150 吨的大炉子 36 台，打电炉的产钢量约占电炉总产量的 61%。大电炉采用先进的、集约的技术，可以实现高电压、长弧、低电
12、流操作，流程合理、生产效率高、消耗低。第二，我国电炉炼钢生产的技术经济指标大幅度提高，不少钢厂在冶炼周期、电耗、利用系数、生产率等方面已经进入国际先进甚至国际领先行列。电炉冶炼技术的进步，促进了我国电炉钢生产规模的扩大和发展。进两年来我国电炉钢在废钢及电力资源紧缺、价格高、成本比转炉钢高等很多不利条件下，产量大幅度增长，电炉钢比例有所回升，电炉钢增长速率略高于总钢量的增长速率。第三，我国消化吸收引进国外先进电炉冶炼技术的基础上有所创新，有些创新推动了我国现代电炉炼钢技术及电炉钢生产的快速发展。比如电弧冶炼周期的高效化、综合节能技术，电弧炉加炼钢废料结构合理化技术、余热利用技术，电炉冶炼强化供氧
13、供能技术、毕业论文（设计） 第 - 2 -页电炉炼钢控制技术等。1.2 市场需求随着我国经济的快速增长，人们对钢材的需求量越来越大。从国内造船、修船、海洋工程钢材需求量以及外国企业在华船舶分段厂钢材需求量四个方面预测，20062010 年我国船用钢材需求量为 4152 万吨，年均 830 万吨，20112015 年船用钢材需求量为 5141万吨，年均 1028 万吨。20062015 年共需船用钢材 9293 万吨。从造船形势的发展来看，我国船舶工业对船用钢材的需求量较预测的数据会有进一步增长，需求量将保持在较高的水平。根据 20082020 年汽车产量及保有量预测数量，汽车用钢构成及部分灵部
14、件、总成国产化情况进行预测，2008 年汽车用钢材需求量为 1371 万吨，2009 年为 1510 万吨，2010 年为 1637 万吨，2015 年 2176 万吨，2020 年为 2767 万吨，是 08 年需求量的两倍。从国内五金行业的钢材需求方面进行了分析，2005 年，五金行业用钢量为 1400 万吨左右，比上年增长 8%10% ，当年所消耗的钢材是电力行业用钢量的 3 倍多，其中线材用量在750 万吨以上，板材用量 300 万吨以上。国产钢材占有率在 95%；到 2010 年，五金行业的用钢量将增加到 1850 万吨；2005 年，日用杂品行业的钢材需求量 160200 万吨，2
15、010 年需求预测将达到 200250 万吨。由上可知无论是在汽车，造船、建筑还是五金及其它行业，每年都需要大量的钢材。就贵州而言，2005 年我省钢材需求量为 500 万吨,而实际产量只有 350 万吨，之间存在很大空缺。所以在贵阳地区新建年产 100 万 t 钢坯（锭）电炉车间是完全可行的，也是非常有必要的。1.3 冶金资源 1.3.1 电力与水资源电炉炼钢是耗能大户之一，它需要大量的电力、水与及其它生产所需。贵州能源资源富集。水、电、煤多种能源兼备，水能与煤炭优势并存，水火互济。水能资源蕴藏量为1874.5 万千瓦，居全国第六位，其中可开发量达 1683 万千瓦，占全国总量的 4.4%，
16、特别是水位落差集中的河段多，开发条件优越。贵州省素以“西南煤海”著称，煤炭资源储量达 507.28 亿吨，居全国第五位，超过南方 12 省(区、市)煤炭资源储量的总和。煤炭不仅储量大，且煤种齐全、煤质优良，为发展火电，实施 “西电东送”奠定了坚实的基础，毕业论文（设计） 第 - 3 -页同时为煤化工、实施“煤变油”工程提供了资源条件。在“西电东送”的推动下，电力建设得到快速发展。2006 年末，贵州省 6000 千瓦及以上电厂合计 63 个，装机总容量1866.647 万千瓦。其中水电厂 36 个，装机容量 431.672 万千瓦；火电厂 27 个，装机容量1434.975 万千瓦。在全省 6
17、000 千瓦以上电厂中，贵州电网统一调度的电厂 34 个，装机总容量 1816.832 万千瓦，其中水电厂 18 个，装机 414.832 万千瓦，火电厂 16 个，装机1402 万千瓦。在 2006 年，全省 6000 千瓦以上电厂共计发电 854.868 亿千瓦时，其中贵州电网统调电厂发电 830.7112 亿千瓦时，非统调电厂发电 24.1356 亿千瓦时。2006 年，全省新增机组总计 498.95 万千瓦，其中火电 470 万千瓦，水电 28.95 万千瓦。至 2007 年末，全省电网统调装机容量达到 2029.9 万千瓦，发电量达到 1166.32 亿千瓦小时。除此之外，贵州每年都
18、向广东、广西等领省输送大量的电能。以上数据足以说明，贵州电力完全可供新建电炉车间对电能的需求。贵州电能的充沛，电价较低。这样可以减少用电成本。1.3.2 废钢资源废钢是电炉炼钢的最主要原材料。1986 年，通过对全国废钢铁资源的抽查及分析，大概统计出全国 80%以上的废钢铁资源分布在京、津、沪、粤、辽、黑、冀、晋、鲁、鄂、川及江苏这 12 个工矿企业比较集中、人口比较稠密的省市；其它地区由于地理条件较差、人口较少，生成的废钢资源不足 20%，具体如表 1-3-1 所示。 表 1-3-1 90 年代我国废钢铁资源的分布简表 (单位：万吨 )西南华北 华北 华东 中南四川 贵州 云南西北 总计63
19、% 25% 12%700 400 1100 500200150 3050这就是说在贵州当时废钢有 50 万吨左右。随着钢铁生产率的提高，以及各行业钢铁产品的报废，贵州的废钢资源有了较大幅度提高，能满足新建电炉车间对废钢的需求。1.3.3 铁合金供应毕业论文（设计） 第 - 4 -页铁合金是炼钢过程中重要的材料，它可做脱氧剂和合金剂。据有关数据表明，贵州的铁合金产量目前位居全国之首。2003 年，全国铁合金总产量约为 1000 万吨，其中约有200300 万吨出自贵州。现在，全省境内共有铁合金生产企业 200 多家，年产能力超过200 万吨。贵州如今已成为中国乃至世界上最重要的锰系铁合金及金属硅
20、生产基地。从省内铁合金企业的分布看，形成了以遵义为中心的北部产区；以清镇、龙里为中心的中部生产区；另以独山为中心的南部生产区。所有产品以锰系铁合金中的硅锰，碳素锰铁及金属硅为主，兼有其它的铁合金种类，能够满足电弧炉炼钢生产对铁合金的各种需求。1.3.4 生铁供应作为电炉炼钢生产的另一原材料之一的生铁，它的多少对电炉炉钢也有一定的影响。在一些废钢资源少的地方，厂家生产钢时，通常会配入一定量的生铁。贵阳废钢资源并不是十分丰富，远远低于其它发达城市。因此在生产时也可以配加部分生铁。据中国 2006年全年生铁产量分省市统计表明，贵州 2006 年生铁产量为 319 万吨，完全能满足电炉炼钢生产对生铁的
21、需求。1.4 贵阳交通与地理位置贵州北靠湖南，南邻广西，西毗云南，北连四川和重庆，省会贵阳市距重庆长江口岸300 多千米、距广西北海直距约 500 千米。是一个山川秀丽，气候宜人，资源丰富的城市。也是整个西南地区交通运输的枢纽。境内拥有湘黔铁路、320 国道等，这些组成了便捷的交通运输网络，能满足新建电炉炼钢车间产品、原料及其它所需的运输要求。1.5 环境保护电炉炼钢生产对环境会造成一定程度的污染，其主要表现为大气污染，水污染以和噪声污染。而大气污染又主要是电炉烟尘、二氧化硫和燃煤烟尘污染。实践表明，对于这些污染可以采取相应的技术措施来预防、减轻和控制使之达到国家排放要求。就电炉炼钢生产所产生
22、的粉尘，可以采用布袋收尘的方法或电收尘的方法，使粉尘量达到国家排放标准。而对于水污染可以通过采用较先进的生产工艺来减少对水使用量，从而减少水的污染。综合以上几个方面来看，在贵阳地区兴建年产 100 万吨钢坯（锭）电炉炼钢车间是有毕业论文（设计） 第 - 5 -页必要的，也是完全可行的。第二章 产品方案、车间生产能力的确定以及全厂金属平衡2.1 产品方案的确定车间产品方案的确定得结合我国及我省钢材市场对各钢种的需求. 我国钢材消费主要集中在建筑、机械、汽车、家电、造船；石化、集装箱、铁路八大行业，这八大行业钢材消费量占全国消费量的 80。然而我省工业不是很发达,钢材主要用于建筑方面。对于这方面，棒材和线材需求量较大。这里所说的棒材主要是碳素结构钢和低合金钢。因此，设计该电炉车间主要生产优质碳素结构钢和中、低合金钢。下面是电炉炼钢车间生产的钢种。如表 2-1-1表 2-1-1 产品方案序号 钢种 代表钢号 年产钢水量（万吨）全年连铸坯（万吨）比例（%）12合计优质碳素结构钢合金结构钢20304550Mn30CrMnSi42CrMo20MnSi40Cr5.2610.5210.5212.624.206.3046.308.42104.145.0010.0010.0012.004.006.0045.008.00100510101246458100
