100万吨不锈钢方案.docx
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100万吨不锈钢方案
新建年产100万吨电炉炼钢厂
初步方案
二OO八年五月
1．概述
2．电炉炼钢工艺方案
3．车间组成及工艺布置
4．主要设备选型及性能参数
5．公辅配套设施
附图：
电炉炼钢厂工艺布置方案图
1.概述
1.1建设规模
新建电炉炼钢厂项目年产合格连铸坯约100万t，折合钢水102.5万t。
连铸坯规格如下：
矩形坯：
120×120160×160mm
定尺长度：
12m
1.2设计原则
1）充分利用土地资源，通过建设电炉炼钢生产线，最大限度的压缩主线及公辅设施的占地面积，减少工程量，降低工程投资。
2）总图上合理布置，有利于生产顺行，有利于废钢原料运送到电炉。
3）节约能源，考虑铸坯的红送，确保容易处理铸坯并热送到轧钢厂加热炉。
4）采用可靠的工艺技术、先进的装备水平，以提高产品质量、节能降耗、增强产品竞争力。
1.3建设内容
建设内容包括新建年产100万吨钢的电炉炼钢厂生产设施及配套公辅设施。
生产设施主要有：
100tUHP电弧炉1座、双工位100tLF炉1座、六流矩形坯连铸机1台。
公辅设施主要有：
废钢处理及废钢配料设施、原料上料系统、供配电设施、给排水设施、通风除尘设施、热力设施、燃气设施等。
1.4主要技术经济指标
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
设计年产量
年产合格钢水
万t
102.5
年产合格连铸坯
万t
100
2
主要工艺设备组成
2.1
100tUHP电炉
座
1
2.2
100tLF炉
座
1
2.3
六流方坯连铸机
台
1
3
主厂房建筑面积
m2
47600
2.电炉炼钢工艺方案
2.1生产工艺流程
根据业主的要求及原材料条件，确定新建炼钢项目采用短流程的电炉生产工艺，即按“50%废钢+50%预处理铁水→电炉→LF炉→连铸机”的工艺流程进行生产。
车间冶炼工艺流程见图2-1。
2.2原材料供应条件
2.2.1废钢
废钢包含碳素废钢和返回废钢两大类。
电炉用碳素废钢的种类、尺寸见下表：
序号
名称
最大尺寸mm
堆比重
t/m3
最大单重
t
长度
宽度
厚度
1
一般废钢
1500
250
30
0.5~0.7
1.0
2
打包废钢
1000
500
300
1.0
1.5
调温废钢采用返回废钢，要求加工后的废钢规格为60×60×8mm。
碳素废钢返回废钢铁合金
铁合金配料间高炉铁水
高位料仓废钢料篮
UHP电炉
造渣材料铁合金
LF精炼炉
板坯连铸机
合格铸坯
图2-1冶炼工艺流程图
2.2.2铁合金
各种铁合金成份和规格详见表2-1。
2.2.3石灰
石灰粒度5～50mm，石灰成分和粒度指标如下：
成分
CaO
SiO2
P
S
MgO
生烧率
活性度
％
＞90
＜2.5
＜0.02
＜0.025
＜5
＜12
＞250
2.2.4萤石
化学成分（％）
粒度
（mm）
堆比重（t/m3）
CaF2
SiO2
P
S
≥80
≤19
≤0.08
≤2.0
5～50
2.5
2.2.5轻烧白云石
化学成份（％）
粒度
（mm）
堆比重
（t/m3）
烧碱
SiO2
MgO
H2O
13～18
≤6
≥30
≯0.5
10～50
1.8
2.2.6镁砂
成分
MgO
SiO2
CaO
体积密度
％
>96
<2.2
<2.0
3.45t/m3
铁合金成份及规格表
序
号
合金种类
牌号
粒度
成分（%）
（mm）
C
Mn
Si
P
S
Al
1
硅铁
FeSi75Al2.0-C
10～50
≤0.2
≤0.5
72～80
≤0.04
≤0.02
≤2.0
Cr≤0.5
2
高碳锰铁
FeMn78C8.0
10～50
≤8.0
75~82
≤2.5
≤0.33
≤0.03
FeMn74C7.5
10～50
≤7.5
70~77
≤3.0
≤0.38
≤0.03
FeMn68C7.0
10～50
≤7.0
65~72
≤4.5
≤0.40
≤0.03
3
低碳锰铁
FeMn88C0.2
10～50
≤0.2
85~92
≤2.0
≤0.30
≤0.02
FeMn84C0.4
10～50
≤0.4
80~87
≤2.0
≤0.30
≤0.02
FeMn84C0.7
10～50
≤0.7
80~87
≤2.0
≤0.30
≤0.02
4
微碳铬铁
10～50
Cr≥52
≤0.15
≤2.0
≤0.04
≤0.03
5
高碳铬铁
FeCr55C1000
10～50
Cr≥52
≤10
≤5.0
≤0.06
≤0.06
6
金属镍
Ni9920
10～50
Ni+Co≥99.2
≤0.1
≤0.02
≤0.02
Co≤0.5;Cu≤0.15
7
钒铁
FeV50-B
10～50
V≥50
≤0.75
≤0.5
≤2.5
≤0.10
≤0.05
≤0.8
8
钼铁
FeMo55-B
10～50
Mo≥55
≤0.25
≤2.0
≤0.10
≤0.15
Cu≤1.0
9
铌铁
FeNb60-B
10～50
Nb+Ta60~70
≤0.3
≤3
≤0.3
≤0.1
≤3
Ta≤3.0
10
铝粒
10~30
≤0.7
≥99.1
N≤0.0051
表2-1
2.3气体介质
2.3.1氧气
纯度
≥99.5％
压力
水分
1.8~2.5MPa
≤100ppm
2.3.2氮气
纯度
≥99.9%
压力
残氧
露点
1.8~2.5MPa
≤15ppm
≤－43℃
2.3.3氩气
纯度
≥99.99％
压力
残氧
水分
1.8~2.5MPa
≤15ppm
≤100ppm
2.3.4压缩空气
压力
0.4~0.5MPa
露点
8℃
3.车间组成及工艺布置
3.1车间组成
新建电炉炼钢厂主厂房由出渣跨、电炉跨、加料跨、接受跨、浇注跨、切割跨、出坯跨组成，各跨间厂房尺寸和起重机配置见表3-1。
炼钢车间各跨间厂房尺寸和起重机配置表3-1
序
号
跨间名称
长度
m
宽度
m
轨面标高
m
起重机配置
台数×吨位
备注
1
出渣跨
288
21
18.0
1×80/20
2
电炉跨
288
30
32.0
16.5
1×250/70/30t
1×160/40/10t
3
加料跨
288
18
36.5
16.5
2×16/5t
1×32/5t
4
接受跨
288
24
28.5
2×250/70/30t
5
浇注跨
216
30
28.5
1×160/80t1×50/20t
6
切割跨
216
36
12.0
2×50/20t
7
出坯跨
216
36
12.0
2×25t
小计
288
261
3.2生产工艺简要说明
新建电炉炼钢项目年生产连铸坯100万t，其生产工艺简要说明如下：
电炉冶炼需要的废钢、铁合金在废钢料场配料后，由带有废钢称重系统的料篮运输车运输到炼钢车间后加入电炉；电炉冶炼需要的铁水经预处理后由鱼雷罐车送入炼钢车间，经铁水罐倒罐后由溜槽加入电炉；炼钢需要的散状料、部分铁合金通过高位皮带机输送至车间加料跨，经高位料仓、炉顶加料系统按冶炼要求分别加入到电炉、LF炉及钢包内；经冶炼工序冶炼的合格钢水送往连铸机进行浇注。
各工序产生的炉渣通过炉下渣罐车运至出渣跨，用渣跨吊车将其吊上运渣线，统一运至渣场处理。
炼钢生产各工序均设置了除尘系统，满足环保要求。
3.3工艺布置
电炉、LF炉、及方坯连铸机均采用高架式布置，其中，电炉炉前操作平台标高+9.5m，LF炉操作平台标高+6.8m，连铸机操作平台标高+12.6m。
主厂房详细的工艺布置方案见附图－1。
4.主要设备选型及性能参数
4.1100tUHP电炉
根据电炉冶炼生产规模和品种质量的要求，设计确定选用1座100tUHP交流电炉。
电炉采用活炉座，选用四孔＋大密闭罩＋屋顶罩集尘方式的除尘系统。
为保证电炉对原料变化有较强的适应性，暂定电炉变压器额定容量为100MVA。
4.1.1电炉主要技术参数
电炉座数1座
类型交流，超高功率，EBT出钢口出钢
公称容量100t
正常出钢量110t
平均冶炼周期40~45min
电炉变压器100MVA
一次电压34.5kV
变压器调压方式有载调压
4.1.2电炉主体设备
电炉主体设备由水冷炉盖、水冷炉壁、带耐材的炉壳、倾动平台及倾动机构、门型架、电极升降装置、导电横臂、二次短网、液压站、变压器及电抗器等组成。
电炉采用高架式布置，全液压驱动，活炉座，水冷炉壁和炉壳可整体吊下更换，以便缩短修炉时间。
电炉辅助设备包括：
●4＋1个超声波枪（氧＆碳）
●带有给料速度控制和称重设备的碳粉喷吹系统
●2个氧枪1个碳粉枪操作装置
●炉壁耐材喷补机（钢水线）
●炉壁耐材喷补机（渣线）
●电极接长装置和存放架
●带有称重装置的钢包车
●电炉控制用MCC柜和PLC柜
●PLC自动控制软件
4.2100tLF炉
LF炉在还原气氛下通过渣精炼脱氧、脱硫，进行合金化或合金微调，改变夹杂物形态，具有功能全面、对钢种的适应性强、设备投资相对较少、钢水的纯净度高、协调电炉与连铸机生产节奏等功能，配套选用1座100t双小车双工位LF精炼炉，炉盖采用液压升降系统。
电炉辅助设备包括：
合金加料装置、2个喂线装置。
LF炉主要参数如下：
座数1座
型式多功能电极升降式
公称容量100t
平均处理量~110t
变压器额定容量18MVA
平均升温速度4.5℃/min
平均处理周期25~40min
年处理钢水量~100万t
4.4冶炼加料系统
本方案对炼钢车间上料系统统一考虑，统一设置，可节省投资并方便管理和生产操作。
具体方式为，在炼钢车间外设置统一的地下料仓系统，用皮带运输机将各工序所需的铁合金和散装料送到炼钢车间加料跨。
加料跨统一设置了各工序加料系统的高位料仓，各种材料用卸料小车加入料仓内。
冶炼作业时，根据需要由各自的高位料仓、振动给料机、称量斗、胶带运输机、溜管等设施将散装料和铁合金分别加入电炉、LF炉、炉下钢包内。
4.5方坯连铸机
4.5.1连铸机主要技术参数
序号
项目名称
单位
技术参数
备注
1
连铸机台数
台
1
2
连铸机流数
机-流
6-6
3
连铸机机型
全弧型，连续矫直
4
铸机弧形半径
mm
9000
5
结晶器长度
mm
1000
6
流间距
mm
1850
7
浇铸钢种
普碳钢，低碳钢，
高碳钢，低合金钢
8
铸坯规格
方坯
mm
120×120，160×160
9
方坯定尺长度
mm
12000
10
设备调速范围
m/min
0.1～3.0
11
工作拉速
m/min
1.0～1.5~2.5
12
振动形式
结晶器液压振动
13
引锭杆形式
刚性的引锭杆
14
二冷形式
气水雾化冷却
15
搅拌形式
结晶器电磁搅拌
16
单炉浇铸时间
min/炉
50
17
浇铸准备时间
min
40
18
平均连浇炉数
炉/次
12~16
19
平均金属收得率
%
97.5
4.5.2连铸机生产工艺流程
红外线自动定尺
4.5.3连铸机的主要技术和装备
为了提高连铸机产量，改善铸坯的内部质量和表面质量，满足方坯热送要求，在连铸机上采用了先进的工艺技术和装备，具体如下：
●大包回转台带称重
●可移动和升降的中间罐车
●水口快换系统
●长水口系统
●浸入式水口的封闭系统
●结晶器给粉系统
●结晶器供油系统
●结晶器喂线系统
●电磁搅拌
●结晶器液面自动控制（钴60）
●拉坯和矫直机构
●火焰切割机
●喷号机
●回转冷床
●热装辊道
●二冷水系统自动控制
●连铸机控制用MCC柜和PLC柜
●PLC自动控制软件
4.5.4连铸机配套设备
●T形中间罐6个
●中间罐翻转支架
●热中间罐准备支架及设备
●中间罐干燥、加热装置
●结晶器维修对中台
●事故钢水溜槽及渣罐
5.公辅配套设施
5.1废钢配料设施
设置废钢配料设施，主要完成废钢及合金的短时贮存、配料、计量功能。
电炉用废钢及合金采用料篮配料，分别根据炼钢生产节奏用车间吊车将废钢或合金抓入废钢料篮，然后用过跨车将料篮运入电炉跨。
主要设备配置如下：
●20t桥式废钢吊车共4台
●6m3废钢处理抓斗4个
●2.2m直径电磁铁
●160m3废钢料篮共6个
●带有废钢称重系统的料篮运输车
5.2电炉辅助装置
●110t钢包（液面距包口最大1.5m高度）8个
●立式烤包装置3套
●包衬砌筑支架
●拆包机
5.3给排水设施
8000m3/h水处理站由下列部分组成：
5.3.1炼钢水处理系统
炼钢水处理系统分为净循环水系统、净循环水系统。
净循环水系统主要供给电炉设备、电炉水冷电缆和导电横臂、LF设备冷却、LF炉及VD炉炉盖冷却等用水。
5.3.2连铸水处理系统
连铸水处理系统分为连铸软水全闭路循环系统、连铸软水半闭路循环系统、连铸净循环水系统、连铸浊循环水系统。
连铸软水全闭路循环系统：
主要供给连铸结晶器冷却、连铸结晶器液面检测冷却用水。
连铸软水半闭路循环系统：
主要供给连铸设备间接冷却用水。
连铸净循环水系统：
主要供给连铸空压站、板式热交换器冷却用户。
连铸浊循环水系统：
主要供给铸坯二次喷淋冷却、切割渣粒化、去毛刺机刀刃及板坯冷却、设备直接冷却、冲氧化铁皮等用户。
5.3.3安全供水系统
配套800t事故水箱
5.3.4污泥处理系统
炼钢水处理和连铸水处理的污泥处理系统合建，主要处理来自过滤器的反洗排水，浓缩后的处理后的污泥用汽车运走。
5.4除尘设施
配套2.000.000m3/h除尘装置，具体如下：
5.4.1电炉、LF炉除尘设施
电炉、LF炉设一套除尘系统。
电炉烟气捕集采用炉顶第4孔排烟与电炉密闭罩和厂房屋顶罩相结合的排烟方式实现电炉熔炼全过程的烟尘控制。
含尘气体经布袋除尘器过滤、收尘后，通过主排烟风机、消声器、烟囱排入大气。
净化后的气体排放浓度≤35mg/Nm3。
5.4.2加料除尘系统
将电炉、LF炉加料系统除尘合设为一个除尘系统。
除尘系统采用负压式，含尘气体经吸尘罩、除尘管道进入布袋除尘器进行净化处理，通过风机和消声器消声处理后，由排气烟囱排入大气，排放浓度≤35mg3/m（标况）。
5.4.3拆炉及连铸中间包倾翻除尘系统
将电炉拆炉、钢包拆包除尘与连铸中间包倾翻除尘合设一套除尘系统。
拆炉、拆包除尘罩采用可移动式，便于炉子开进开出同时有效控制拆炉作业中产生的大量烟尘。
除尘系统采用负压式，含尘气体经吸尘罩、除尘管道进入布袋除尘器进行净化处理，通过风机和消声器消声处理后，由排气烟囱排入大气，排放浓度≤35mg/Nm3。
5.4.4板坯连铸机二冷区排蒸汽系统
为防止连铸二冷区在生产过程中所产生的大量蒸汽散发到车间内，方坯连铸机设排蒸汽系统。
5.5热力、燃气设施
5.5.1压缩空气供应
全厂设置9000m3/h空压站，通过压缩空气管网，管网0.5-0.7MPa，主要供给仪表、气动阀门、气缸动力、风动送样、连铸二次气水冷却、除尘系统等用户及部分气动杂用和吹扫用户。
5.5.2气体供应
全厂设置7500~8000m3/h制氧站，可以同时制氧、制氮、制氩，通过输气管网供炼钢厂使用。
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