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100tLF炉技术规格书
第一炼钢厂新2#LF炉工程100tLF炉
技术规格书
鞍山热能科技有限公司
2005年7月
附件一技术特点及工艺说明1
附件二设备技术规格16
附件三供货范围及分交54
附件四设计分交及资料交付和审查61
附件五卖方的指导服务和双方人员待遇65
附件六买方人员的培训和指导计划68
附件七保证值及考核方法69
附件八设备安装调试及售后服务75
附件九设计联络81
附件十卖方提供的技术诀窍和专利83
附件十一工程进度表84
附件一技术特点及工艺说明
一、鞍山热能科技公司100tLF技术特点
鞍山热能科技有限公司是鞍山市高新技术企业，注册资金3000万元，已通过ISO9001：
2000质量管理体系和ISO14001：
1996环境管理体系认证。
热能科技以其独特的企业文化，汇聚了众多的高科技人才，一直致力于炉外精炼方面的技术开发和工程承包，先后承担了国内几十座LF/VD/VOD/RH精炼炉工程，且都在大型国有企业。
2003年唐钢一炼钢、安钢一炼轧厂在原先引进国外一套LF设备的基础上，改由我公司承但其第二套LF设备的国产化，工程实践表明：
我公司在消化国外技术基础上完成的安钢100t和唐钢180tLF总体技术水平和经济指标已达到或超过国内同期引进的项目。
除此之外，我公司自1998年以来，在鞍钢一炼钢、二炼钢先后承担5座100tLF和1座100t双工位VD，均获得用户广泛赞誉。
鞍山热能科技是以精炼工艺为龙头，专业配套齐全。
包括冶金工艺、设备、液压、仪表、高低压电气及自动化、土建、钢结构、除尘、采暖通风、给排水等相关专业。
具备精炼炉工程全部设备设计和工厂设计能力，具有一般制造厂无法比拟的优势。
热能科技拥有自己的土建、钢结构和安装调试施工队伍，使得精炼工程整体性能有了更进一步的提高，在确保工程质量的同时加快了工程进度。
技术特点
1、能效高，升温能力大
升温速度可大于6℃/min。
LF最基本功能是升温。
由于我公司在LF的供电、变压器、短网、导电横臂、液压站、自动控制、底吹氩、精炼工艺等方面进行了系统优化，使LF的电能利用率得到了很大提高。
100tLF在采用22MVA变压器时，升温速度可大于6℃/min。
2、三相不平衡度不超过4%
通过对LF的供电、变压器、短网、导电横臂、液压站、自动控制、底吹氩、精炼工艺等方面进行系统优化，三相不平衡度不超过4%。
该技术在国内外LF技术上处于领先水平。
3、低压大电流操作
22MVA变压器二次电压用低压大电流操作，既可提高热效率又可提高钢包寿命。
100t钢包100%通过LF精炼，寿命可达80炉以上。
4、不用水冷的补偿器
国内一般的短网补偿器是水冷的，使得其安装、维护都很不方便，并且增加了一个故障漏水点。
而热能科技在吸收国外引进技术的基础上，设计制造出了一种不需要水冷的补偿器。
通过其在鞍钢等企业的运行结果看，有很好的使用性能。
5、炉盖提升采用第四立柱技术
第四立柱是目前最先进的炉盖升降方式。
没有桥架式的同步问题，炉前操作空间较大，特别有利于设备维护。
6、氩气流量调节技术
底吹氩要求流量控制严格，对一些钢种可以采用吹氮来来节省氩气，通过PLC及高精度调节阀控制可以方便的达到以下使用性能。
1）氩气流量可以在10~600NL/min的范围内精确调节，使得在操作屏幕上输入需要的目标流量，就可达到所需的流量，调整结果精确、稳定。
2）流量调节误差小于5NL/min
3）流量调节响应时间：
<
4）可实现氩气，氮气的自动切换
7、灵敏、可靠的电极调节器
1）根据恒电流调节原则和恒阻抗调节原则，采用无级变速调节器调节电极升降装置，具有抗干扰性好，调节灵敏、迅速，三相电弧平衡。
2）按照“功率圆”控制各相电弧的最佳弧长，保证最大升温速度。
3）自动探测等离子区，防止电极与钢水短路功能，有效地减少钢水增碳。
4）“齐头等待技术”保证三相电极引弧时间偏差＜，有效地减轻了对电网的冲击。
5）各挡电压防止变压器过载技术。
8、二次短网系统
1）修正空间三角形保证三相阻抗不平衡度小。
2）阻抗小，磁损少。
9、炉盖排烟除尘系统
1）结构简单，除尘效果良好。
2）生产运行成本低。
3）操作视线好。
4）烟气捕捉率高，达95%以上。
5）易保证炉内微正压还原气氛。
在武钢100tLF工程中，鞍山热能科技将创造性地发扬“创新永恒，卓越无际”的企业精神和“ 诚信服务、顾客至上”的服务理念，在贵公司和我们的共同努力下，一定能成为国内乃至国际一流的精品工程。
二．设计和制造相关标准和规范
本报价书的全部内容按照下列相关国家标准要求进行设计、制造和施工：
（1）原冶金部颁布的《炼钢厂炉外处理工程设计的若干原则》；
（2）GB/T14549-93《电能质量·公用电网谐波》；
（3）—88《电热设备基本技术条件》通用部分；
（4）JB/78594—1997《电热设备基本技术条件·钢包精炼炉》；
（5）GB10061—88《电热设备的安全·通用部分》；
（6）GB50056—93《电热设备电力装置的设计规范》；
（7）YBJ217-89《冶金电气设备安装工程施工及验收规范》；
（8）YBJ202-83《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》；
（9）YBJ207-85《液压、气动及润滑系统》；
（10）YB/T0311-92《冶金设备通用技术条件·焊接件》；
（11）YB/T0317-92《冶金设备通用技术条件·机械加工件》；
（12）YB/T0318-92《冶金设备通用技术条件·装配》
（13）《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
（14）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）
（15）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）
（16）《供暖通风设计手册》
（17）《钢铁企业采暖通风设计手册》
三.工艺说明
1基本条件
武钢一炼钢现有精炼设施包括2座吹氩站、1台100tLF炉和1座100tVD炉。
由于现有精炼设施的处理能力不足，为了满足钢水精炼要求，需在钢水精炼跨新建2#LF炉，其处理的品种为硬线钢、冷墩钢、重轨钢、弹簧钢等，需要处理的钢水量为90万t/a。
（1）转炉设备
转炉台数
2台（现有）
转炉公称容量
100t
平均出钢量
115t
平均冶炼周期
38min
平均日产炉数
38炉
年有效作业天数
292d
年产钢水量
175万t（现有）
注：
一炼钢计划新建一座100t转炉，一台五机五流大方坯连铸机。
建成后年产钢水量300万吨。
（2）精炼设施
LF炉台数
1台
公称容量
100t
平均处理量
115t
平均精炼周期
36min
VD炉台数
1台
公称容量
100t
平均精炼周期
36min
（3）方坯连铸机（现有）
连铸机台数×机数×流数
2x5x5R10m连续矫直弧型连铸机
平均浇铸时间
42min
（4）钢包尺寸
包壳上口外径
φ3610mm
钢水罐上口内径（内衬）
3001mm
钢包总高
4550mm
钢水罐内高
3610mm
钢水罐耳轴中心距
4250mm
钢水罐有效内容积
~23.6m3
钢包底部内径（砌砖后）
φ2666mm
自由空间（100t钢水时）
1060mm
包壳重
23t
耐材重
42t
钢包总重
65t
（5）自然条件
年平均气温16.3C
过去最高温度42C
过去最低温度-18.1C
相对湿度
冬季月平均最低相对湿度76%
夏季月平均最高相对湿度79%
月平均最高相对湿度63%
大气压力
冬季平均气压hPa
夏季平均气压hPa
年平均气压1013hPa
降雨量
年平均降雨量1204.5mm
一天最大降雨量317.4mm
一小时最大降雨量98.6mm
地震地震强度按7级设防。
风压
基本风压200Pa
2工艺流程
为满足与连铸连浇周期的时间匹配，本方案采用双吊包工位布置，即LF设两台钢包台车，设一个加热工位。
两个吊包工位分列加热工位两侧，与加热工位呈“一”字型排列。
冶炼过程中两台钢包台车交替作业，来缩短精炼周期。
工艺流程如下（供参考）：
吊车将钢包吊到LF的钢包车上，人工接通Ar气管线，进行吹氩，测温取样。
将钢包车运行至喂丝工位喂铝丝（或加铝粒），然后将钢包车运行至加热工位，下降炉盖，加入造渣剂，电极降下，开始通电加热，在加热过程中采用较小的吹氩量进行搅拌。
第一阶段通电时间约为6～8分种，基本上达到了热平衡，钢液温度不再下降，这时停止通电，提起电极，同时进行大流量的底吹搅拌，使得钢水的温度和成份快速均匀。
当试样分析结果出来后，自动传送到主操作室及计算机系统内，LF的计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差距，计算出需要加入的合金料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC。
该系统根据LF计算机的指令，在规定的时间内将规定牌号和数量的铁合金料，经上料系统选择、称量、输送到LF的合金受料斗，此过程约3min，此时断电将电极升起，打开受料斗阀门，合金料即可加入钢包中，从而达到合金微调的目的。
加入合金料后，选择二次电压和电流以最佳能量输入方式继续加热约5～15min，使钢水的成份和温度达到预定的目标，此时进行最后一次测温取样，炉盖升起，钢包车开出到喂丝工位进行喂丝，采用喂丝机喂入CaSi丝，改变夹杂物的形态，喂丝速度设定在300m/min左右，喂丝直径为Φ6～Φ13mm。
在喂丝的装置上设有显示喂入长度的计数器和速度控制器，当以一定的速度喂入预定长度时，喂丝机会自动停止喂丝。
在此后采用较少的吹氩量进行软吹，以获得更纯净、更均匀的钢水。
之后断开吹氩管线，吊车将钢包吊走。
LF炉设钢包车两台，每台钢包车分别有各自的吊包工位。
当第－台钢包车运行到LF炉加热工位进行钢水精炼时，第二台运行到自己的吊包工位准备接受钢水；当第一台钢包车上的钢水精炼结束后，开到自己的吊包工位用吊车吊出钢包，第二台钢包车开进LF精炼工位进行钢水精炼。
钢包车从转炉出钢线开出
吊包工位
测温、取样
接吹氩管路、喂丝
LF处理工位
钢包车开至吊包工位
去连铸浇注
加渣料、合金化、喂丝
加热升温
喂丝、断开吹氩管路
3处理周期
序号
作业项目
单车时间
（min）
双车时间
（min）
1
吊车将钢包吊至LF钢包车，接氩气管
2
0
2
钢包车开到加热工位，下降炉盖
2
2
3
测温取样
2
0
4
加造渣料，降电极进行第一次加热化渣
6～10
6～10
5
合金化、喂丝
3
3
6
第二次加热升温
5～20
5～20
7
测温取样
3
3
8
喂Si-Ca或Si-Ca-Ba线
3
0
9
提升炉盖，将钢包车开到吊包工位
2
2
10
软吹
6
0
11
断开吹氩管，吊车吊起钢包
2
0
合计
38～55
21～40
由于每座LF钢包精炼炉设置两个钢水罐车，部分作业时间可以交叉，每台LF可在21-40min内向连铸机供应一罐钢水。
4主要技术参数
序
号
名称及项目
单位
参数
备注
1
钢包
钢包公称容量
t
100
钢包平均容量
t
115t
自由空间高度
mm
930
110t时
钢包耳轴中心距
mm
4250
2
钢包车
行走速度
m/min
1-20
定位精度
mm
±10
最大载重量
t
200
驱动方式
机械式
单变频调速，双驱动
3
电极升降机构
电极直径
mm
450
超高功率石墨电极
电极分布园直径
mm
700~720
电极最大行程
mm
2700
电极最大升降速度
m/min
6/
紧急提升响应时间
ms
100
4
精炼炉变压器
额定容量
MVA
过载20％，
一次电压
KV
35
二次电压
V
350—309--230
13级（初定前5级恒功率，后8级恒电流）
二次额定电流
KA
调压方式
有载电动调压
冷却方式
OFWF
强油循环水冷
出线方式
内封口侧出线
5
短网阻抗
阻抗
mΩ
+
三相不平衡系数
%
≤
6
液压系统
工作压力
MPa
12
工作介质
水-乙二醇
电极升降调节
比例阀
蓄能器容积
L
～600
油箱容积
m3
～
7
氩气系统
供气压力
Mpa
～
工作压力
Mpa
～
流量范围
NL/min
30～600
8
冷却水系统
进水压力
Mpa
～
带压回水
回水压力
Mpa
～
耗量
m3/h
～330
进/回水温度
℃
≤40/55
9
水冷炉盖
提升高度
mm
～600
提升机构形式
第四立柱
“密封”裙边高度
mm
～250
集烟装置捕捉率
%
≥95
最大风量
m3/h
100000
≤130℃
10
自动测温
取样装置
测温枪升降速度
m/min
0～40
运动行程
mm
4500
编码器定位
传动形式
链式传动
变频调速
摆动方式
液压
11
钢水升温速率
℃/min
≥
12
冶炼电耗
kwh/t·℃
13
电极消耗
g/kwh
9
不包含非正常折断
14
脱硫率
%
≥65
15
温度控制偏差
℃
±5
5生产能力
（1）作业率计算
非作业时间如下表
事项
月平均时间
（小时）
百分率
（%）
备注
设备临时检修
32
每月4次，每次8小时
设备大修
12
每年2次，1次72小时
清理加热工位
32
每月8次，每次4小时
等待
因转炉不能及时供钢等原因
合计
100
年作业率=（×24）=%
其中月平均天数天
（2）年处理能力
年处理能力=（115/36）××525600××=90万吨
①平均处理钢水量115吨
②平均处理周期36min
③处理合格率99%
④年日历时间525600min
⑤与连铸机匹配系数75%
⑥年作业率%
6变压器容量
变压器额定容量的大小主要取决于所要求的升温速度及设备的效率的高低。
根据LF炉的工作特点，由焦尔-楞次定律，推导出LF炉变压器额定容量与钢水升温速度的关系如下：
（1）
式中：
——变压器容量，kVA；
——当钢包炉传热稳定时，钢水的平均升温速度，
，℃/min；
——钢液的比热，kWh/（t·℃），
=kWh/（t·℃）；
——功率因数，一般为～；
——LF炉处理钢水量，
；
——LF炉电效率，
，一般为～；
——钢包本体热效率，
=～；
LF炉总效率
=~，其大小与LF炉技术水平有关：
如钢包的状况（包衬结构、炉役期、烘烤状况等），LF炉热损失（包衬绝热、水冷、排烟等），短网阻抗等有关；与工艺操作水平有关：
如造渣及其操作、热停工时间及其处理周期等。
通过上述计算可见，升温速度按5℃/min计算，21245kVA变压器即可满足要求，若选用22MVA变压器，并适当过载使用可以使LF升温速度超过6℃/min。
7能源介质要求
（1）电力
新增低压负荷为P30=194kW，Q30=460kVar，S30=499kVA。
电源引自车间变电所。
（2）冷却水
本工程使用净环冷却水作为设备冷却水。
用水总量330m3/h，其中工业净化水180m3/h，软水150m3/h，供水压力~，温度≤40℃，回水压力~，温度≤55℃，水源就近接自厂区管网。
（3）氩气
最大用量2×600NL/min，压力~，纯度≥%。
（4）压缩空气
用量为30Nm3/h，压力~。
（5）除尘
风量100000Nm3/h，风温≤130℃。
8主要原材料要求
（1）合金料
硅铁（GB2272-87）
牌号
化学成分%
Si
Mn
Cr
P
S
C
不大于
FeSi75-C
72～80
注：
精炼用硅铁要求呈块状供货，粒度为10～30mm，15～20mm占80%以上，合金清洁干燥。
锰铁（GB3795-87）
项目
牌号
化学成分%
Mn
C
Si
P
S
不大于
高碳锰铁
65C
65～70
中碳锰铁
80C
78～85
注：
精炼用锰铁要求呈块状供货，粒度为10～30mm，15～20mm占80%以上，合金清洁干燥。
铝球
名称
Al
粒度mm
铝球
＞%
6～15
降温废钢
名称
化学成分%
粒度
mm
备注
C
P
S
不大于
降温废钢
最大≤50
干燥、无锈、无油
（2）电极参数
序号
项目
本体参数
接头参数
备注
1
允许电流
≥40KA
2
灰分
≤%
3
真密度
~2.25g/cm3
4
体积密度
~1.75g/cm3
~1.80g/cm3
5
气孔率
20~30%
6
弯曲强度
10~19Mpa
20~40Mpa
7
杨氏模量
8~15Gpa
13~18Gpa
8
比电阻
~5μΩm
~0μΩm
9
热膨胀系数CET
≤×10-6/℃
≤×10-6/℃
10~600℃
10
固定碳
%
11
公称直径
450mm
12
直径公差
+4mm
13
长度
1800mm
14
长度公差
±100mm
注：
电极表面有下列缺陷之一者视为不合格品。
1.电极表面缺陷（空洞）大于（20mm×30mm×5mm），多于两处的，或表面缺陷（空洞）直径大于40mm，深度大于10mm一处。
2.接头：
接头孔及距孔底100mm以内的电极表面有孔洞和裂纹。
3.接头、接头孔螺纹掉块长度大于30mm，或掉块长度小于30mm但多于一处。
4.电极有横裂纹；或宽度为~0.5mm，长度大于80mm的纵裂纹；或宽度大于0.5mm的纵裂纹。
短径（未切削处）宽度大于电极周长的1/10，长度大于电极的1/3者。
（3）渣料
石灰（YB/T042-93）
化学成分%
物理指标
CaO
MgO
SiO2
P
S
灼减%
活性度（4NHCL）
40±1℃10min
不小于
不大于
不大于
不小于
92
（CO2）
2
（活性）
360
注：
1.活性石灰粒度为10～20mm；2.高位料仓中石灰存放时间：
冬季≤4天，夏季≤2天。
萤石
化学成分%
粒度
mm
CaF2
SiO2
S
P
H2O
≥85
≤14
≤
≤
＜
6～30
10～20占80%
铝矾土
牌号
化学成分%
体积密度
g/cm3
吸水率
%
粒度
mm
Al2O3
Fe2O3
TiO2
CaO+MgO
K2O+Na2O
Gal-80
＞80
≤
≤0
≤
≤
≤
≤5
2～5
电石粉
CaC2
S
粒度mm
备注
≥75%
＜%
3～6
密封、防潮、防爆，10kg桶装储存
增碳剂
化学成分%
粒度
mm
＜3mm的比例
C
H
S
N
H2O
≥90
＜
＜
＜
＜
3～15
≤15%
（4）喂丝
硅钙包芯线（YB/T053-93）
直径mm
钢板厚度
mm
芯粉质量
均匀度
%
千米接头数
个
公称尺寸
允许偏差
13
+-0
～
220
（Ⅰ类）
≤2
注：
1.包芯选用钢带应符合GB716、GB3526之规定，钢带包覆前应去油污、除锈，表面光洁。
2.包芯线应包覆牢固、缝正、不漏粉、不开缝、不开线。
3.包芯线应选圆形，内抽形式。
4.水分不大于%。
硅钙包芯线线内成分
牌号
化学成分%
Ca
Si
C
AL
P
S
Ca28Si60
≥28
55～65
≤
≤
≤
≤
碳粉包芯线（YB/T053-93）
直径mm
钢板厚度
mm
芯粉质量
均匀度
%
千米接头数
个
公称尺寸
允许偏差
13
+-0
～
220
（Ⅰ类）
≤2
注：
1.包芯选用钢带应符合GB716、GB3526之规定，钢带包覆前应去油污、除锈，表面光洁。
2.包芯线应包覆牢固、缝正、不漏粉、不开缝、不开线。
3.包芯线应选圆形，内抽形式。
4.水分不大于%。
碳粉包芯线线内成分
化学成分%
C
N
H
S
≥98
≤
≤
≤
铝线
直径mm
化学成分%
千米接头数
个
每卷重量
kg/卷
公称尺寸
允许偏差
Al
Cu
10
+-0
≥
≤
≤2
1000
注：
铝线选圆形，内抽形式。
附件二设备技术规格
本报价的设备包括机械设备、介质系统、辅助设备、三电设备。
一.机械设备
本报价的机械设备主要包括水冷炉盖、炉盖升降机构、电极升降机构、电极横臂及夹持机构、短网、钢包车等。
1水冷炉盖
主要技术参数：
·型式:
水冷密排管式
·炉盖寿命：
4000炉次
·炉盖高度：
~1500mm
·炉盖与钢包的环缝：
150mm
·裙边高度：
250mm
·炉盖极心圆：
φ700~720mm
·操作门尺寸：
300×375mm
·主材：
20g
技术说明：
水冷炉盖由炉盖本体和集烟罩组成。
水冷炉盖为全水冷管式密排结构，炉盖本体侧壁体略成锥形，下大上小。
炉盖本体上根据工艺要求设有观察炉门、测温取样孔、合金加料孔和喂丝孔，炉门和喂丝孔为气动开关。
炉盖下部设计有裙边，其直径大于钢包外径，用来收集从钢包口溢出的烟尘。
裙边用方管制作，使炉渣不易附着，防止大量粘渣。
炉盖上部是集烟罩，也为水冷密排管制成。
集烟罩中心部分是水冷环，开有与三相电极相对应的三个电极孔。
受料斗容积1.0m3，与炉盖通过水冷活动套管连接。
受料斗下设气动翻板阀。
排烟方式：
为炉盖上集烟罩侧排烟。
收集三个电极孔及包口处的外溢烟，满足环保要求并能够改善工作环境。
烟气量为130℃、100000Nm3/h。
烟气含尘量10g/m3，烟尘成分FeO+Fe2O3为26%、CaO为35%，MgO为%，MnO为7%，其它为25%；烟尘粒度组成，<μm为48%，～μm为28%，～μm为10
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