新建100tLF精炼炉工程施工图方案初步

攀钢集团成都钢钒有限公司新建100tLF精炼炉工程施工图方案设计（图号：87初12）成都攀成钢冶金工程技术有限公司攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司二一二年九月成都钢钒有限公司初步设计新建100tLF精炼炉工程攀钢设计院参加编制人员名单序号专 业设计人审 核室主任1炼 钢2设 备3总 图4给排水5热 力6通 风7燃 气8电 力9自动化10仪 表11弱 电12土 建13技 经参加消防设计专业及人员专 业室主任或主任工程师消防设计审核人设计人员备 注给排水电 气电 讯总 图 消防负责人签字：杨兴华 攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司 建设工程设计防火管理组二一二年十月十一日参加抗震设计专业及人员专 业室主任或主任工程师抗震设计审查人员设计人员备 注土 建总 图抗震管理组负责人签字：张宪恩攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司建设工程设计抗震管理组二一二年十月十一日目 录第一章 总 论1第二章 工艺及设备17第三章 化检验37第四章 总图运输40第五章 热 力42第六章 通风除尘44第七章 燃 气48第八章 给排水50第九章 电 气55第十章 自动化控制60第十一章 自动化仪表65第十二章 电 讯68第十三章 土 建71第十四章 能源分析与评价75第十五章 环境保护77第十六章 安全与工业卫生82第十七章 消 防90第十八章 劳动定员93第十九章 工程建设实施安排94第二十章 投资概算97成都钢钒有限公司初步设计新建100tLF精炼炉工程 第一章：总论第一章 总 论1. 概述攀钢集团成都钢钒有限公司（以下简称攀成钢）位于成都市青白江区，2002年，由成都无缝钢管有限责任公司与成都钢铁厂进行资产重组后形成,主要产品为无缝钢管、小型材、线棒材，是我国轧机最多、类别最全、能生产多品种、多规格无缝钢管的生产基地。2011年9月份，攀成钢新建成投产了一座100t转炉，同年底根据国家淘汰落后产能的产业政策要求，淘汰了1座30吨转炉和1台四机四流小方坯连铸机，另1座30吨转炉将于2012年底淘汰。在保证现有高炉铁水年生产能力不变的条件下，为了确保炼钢生产能力和产品结构、稳定炼钢生产节奏，因此攀成钢拟新建1台100tLF精炼炉。2. 设计依据2.1 攀钢集团成都钢钒有限公司新建方圆坯连铸机工程初步设计（2011年12月版）；2.2 攀钢集团成都钢钒有限公司新建120t转炉工程可行性研究报告（2011年12月版）；2.3 新建100tLF精炼炉工程初步设计（代可研）（2012.7.19审定版）；2.4 攀成钢公司提供的2012年9月21日LF炉审查存在问题；2.5 与攀成钢相关部门的结合意见。3. 设计原则3.1 尽量采用已有的成熟技术，注重技术的适用性、可靠性、经济性和先进性；设备选型尽量考虑能与现有系统设备互换；3.2 方案设计中尽量做到总体布局、物流和运输尽可能合理，并有利于公司今后的发展；3.3 尽量利用现有设施，节省工程投资；同时在制定工艺方案和技术措施时要充分考虑减少改造工程对现有生产运行的影响，尽可能缩短现有生产设施的停产时间；3.4 本工程中的环境保护、安全、工业卫生、消防设施严格按照有关的国家标准、规范执行，与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。4. 主要设计内容4.1 新建1座100tLF精炼炉工艺及设备：包括合金加料，LF炉冶炼；4.2 配套公辅设施：包括LF炉本体低压供配电设施，给排水设施，通风除尘设施，热力、燃气设施，化检验设施，自动化控制及仪表设施，通讯及消防设施等；4.3总图布置及运输；4.4投资概算。5. 设计范围及分工5.1 设计范围5.1.1 新建1座100tLF精炼炉；5.1.2 配套水、电、热力、燃气等公辅设施；5.1.3投资概算。5.2 设计分工攀钢集团成都钢钒有限公司新建100tLF精炼炉工程采取联合设计的方式，由攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司、成都攀成钢冶金工程技术有限公司共同完成。方案设计分工如下：5.2.1 攀枝花攀钢集团设计研究院有限公司设计范围： 新建1座100tLF炉精炼炉（厂房、设备基础、工厂用房、平台、沟道、支架预埋件等土建设施）； 新建LF炉合金料仓系统设备，土建； 新建LF炉的配套系统，包括除尘系统、冷却水系统、热力设施、燃气系统、供配电系统、自动化、仪表及电讯系统； 新建100tLF精炼炉工程配套的总图工程； 新建100tLF精炼炉工程相关区域设施的拆除； 投资概算。5.2.2 成都攀成钢冶金工程技术有限公司设计范围： 新建100tLF精炼炉35kV外部供电及变压器到高压配电柜之间的电气配线、配管设计； 投资概算。5.2.1 LF炉成套供货厂家设计范围： LF炉本体的机械设备设计、电气及自动化设计、仪表设计、电极调节系统设计、设备布置图设计（含基建要求）； LF炉合金料仓系统的控制及供配电设计； LF炉本体及合金料仓除尘系统控制设计；6. 设计概要6.1. 生产规模及产品方案6.1.1 生产规模新建一座100tLF钢包精炼炉及其配套设施，设计年处理合格钢水97万t。高炉系统未改造前，100tLF钢包精炼炉处理钢水量67.07104t。6.1.2 作业制度车间年作业天数365天，四班三运制。新建100tLF炉设计年有效作业天数310天，年有效作业率84.9%；高炉系统未改造前，新建100tLF炉年有效作业天数212.7天，年作业率为58.3%。6.1.3 产品方案新建投产的100t转炉用于炼钢后，为了满足钢水温度的均匀和生产节奏的稳定，需建设1台配套的100tLF精炼炉，实现两座大转炉与两台LF炉、两台连铸机的炉机匹配。表1-1 100t转炉及100tLF炉炼钢系统生产钢种及代表钢号序号产品品种代表钢号1碳素结构钢Q195Q2352优质碳素钢帘线钢P72LXA/P72LXB/P82LXA/P82LXB/P86LXA/P86LXA3胎圈、光缆及高压胶管钢丝用钢C60DA/C66DA/C70DA/C80DA/SWRS72A/SWRS82A等4预应力钢丝及钢绞线用钢YL72A/YL72B/YL77A/YL77B/YL82A/YL82B/YL87A/YL87B/SWRS77A/SWRS77B/SWRS82A/SWRS82B等5重要用途钢丝、绞线及钢丝绳用钢C60DA/C66DA/C70DA/C80DA/C86DA/SWRS67A/SWRS72A/SWRS82A/SWRS82B/SWRS87A/1006A等6一般用途钢丝、钢绞线及钢绳用钢10/1520/25/35/45/60/65/70/75/80/85/SWRH67A/WRH72A/SWRH77A/SWRH82A/1006/10108焊接用钢焊丝ER70S-6/ER70S-G/ER80S系列/ER100S系列/H08CrMoVA/H08Mn2SiA/H08GX/SWRY11-13等9焊条H08A/H08E/H08C/H10Mn2/H08MnA等10冷镦钢冷镦钢ML15/ML25/ML35/ML45/ML08Al/ML15Al/ML20Cr/ML40Cr/ML30CrMo/ML35CrMo/ML42CrMo/ML15MnVB/ML24MnTiB/ML20Mn/ SWRCH1020A/ SWRCH1035K11弹簧钢工业用途65Mn/60Si2MnA/50CrV/55SiCr/60Si2Cr/67SiCrV12一般用途60/65/70/75/80/SWRH60A/SWRH60B/SWRH67A/SWRH67B/SWRH72A/SWRH72B/SWRH77B/SWRH82B13易切削钢12L1414优质低合金钢预应力混凝土钢棒用钢30MnSi/30Si2Mn/35Si2Cr/45Si2Cr/35Si2Mn6.2 金属平衡在高炉系统没有改造和新增方圆坯连铸机没有建设前，按炼钢新增100tLF精炼炉后，不考虑1号30t转炉的前提下，50t、100t转炉现有系统无法全部消化完现有高炉系统生产的铁水，有部分剩余铁水将走电炉炼钢系统；若1号30t转炉能保留不拆除，则转炉系统可实现全铁水炼钢，金属平衡见图1-1。高炉铁水 19 电炉炼钢141 铁水脱硫 渣铁及烧损3.2 废钢 6.7 138.15 98 % 50t，100t炼钢转炉 渣铁及烧损10.72 134.13 92.6% 180t，1100tLF炉180tVD炉 134.13 连铸坯连铸坯1台4机4流圆坯连铸机1台5机5流方坯连铸机 82.05 52.08 80 97.5% 50 96% 图1-1 金属平衡图（单位：万吨/a）6.3 50t转炉车间组成及工艺流程6.3.1 车间组成50t转炉车间现有主厂房包括：加料跨、炉子跨、钢水接收跨、浇铸跨、切割维修跨、第一出坯跨共6个跨间。其中包括1座1300t混铁炉、1套铁水罐顶喷脱硫装置、1座50t顶底复吹炼钢转炉、1座100t顶底复吹炼钢转炉、1座80tLF炉、1座80tVD炉、1套吹氩喂丝站、1台4机4流圆坯连铸机，1台5机5流小方坯连铸机。6.3.2 车间工艺流程现有1台LF炉不能满足连铸机钢水全通过LF炉处理的需要，根据产品方案要求，需要在现有五流方坯连铸机东侧新建一座LF钢包精炼炉。综合上述情况，设计决定采用LD-LF（VD）-连铸的工艺流程。工艺流程见图1-3。50t，100t炼钢转炉 渣跨 180t，1100t LF炉180tVD炉 4机4流圆坯连铸机5机5流方坯连铸机 图1-2 工艺流程图6.4工艺及设备6.4.1 车间组成及工艺布置6.4.1.1 车间组成及起重机配置现有50t转炉炼钢厂房包括：加料跨、炉子跨、钢水接收跨、浇铸跨、切割维修跨、第一出坯跨共6个跨间。各跨间组成及起重机的配置见表1-2。表1-2 跨间组成及其起重机的配置序号跨间名称厂房尺寸（m）厂房面积（m2）现有起重机配备台数吨位备 注长度跨度轨面标高1加料跨（A-B）1682420.974032125/30t2台150/40t1台15+15t1台1016/3.2t1台2炉子跨（B-C）511422.5235210t1台5446.95t1台6320.9416/3.2t1台3钢水接受跨（C-D）2041827.043672125/30t2台，150/40t1台4浇铸跨（D-E）2162427518450/10t3台5E-F19235766切割维修跨（F-G）1922710324016/3.2t3台7第一出坯跨（G-H）1923210614410+10t3台6.4.1.2 工艺布置 新建100tLF精炼炉工艺布置100tLF精炼炉布置在钢水接收跨0307号柱间，双钢包车平行于50t转炉主厂房横向布置，设置单加热位（双喂丝工位）及单加料系统。LF炉用变压器室、液压室、操作室（包括控制室）、合金加料系统均布置在浇注跨0307号柱间。工艺布置详见图87初1234。6.4.2工艺流程LF钢包精炼炉工艺流程LF钢包精炼炉工艺流程见图1-3吊装钢水罐钢水罐开至处理工位合金，渣料上料氩气合金，渣料加料钢水罐透气砖测温取样LF炉精炼处理测温取样钢水罐开至喂丝工位钢水罐开至吊包工位钢水罐吊至VD炉图1-3 LF钢包精炼炉工艺流程图6.4.3 主要设备选型及技术参数LF钢包精炼炉100tLF炉技术参数如下：LF精炼炉公称容量： 100t；LF精炼炉座数： 1座；平均出钢量： 80t/炉（远期83.2t/炉）；最大出钢量： 90t/炉；平均冶炼周期： 38min/炉；日最大出钢炉数： 37.9炉/d；变压器额定容量： 18MVA；年产钢水量： 90万t/a；6.5 检化验LF精炼炉原材料样成分分析，在现有中心化验室完成，钢样采用风动送样方式送到现有中心化验室分析。化验数据传输至LF炉操作室显示。6.6 总图布置6.6.1 总图布置在原50t转炉车间内，原五机五流方坯连铸机和四机四流圆坯连铸机之间布置新建设的LF炉；新建LF炉冷却水系统在现有净环水系统泵房、水池内改造；沿30t转炉车间厂房南侧敷设新建LF炉除尘管道并接入原30t转炉二次除尘系统；沿50t转炉水处理系统的管架敷设新建LF炉冷却水系统给水管、回水管。新建LF炉室内地坪设计标高和原50t转炉车间室内地坪标高一致，为483.30m；利用厂区原雨排水系统及运输系统。总平面布置详见附图87初12-2。6.7 给排水6.7.1 循环冷却水系统本系统主要供LF炉水冷炉盖、LF炉机械设备、LF炉变压器冷却等，总用水量300m3/h，压力为0.500.60MPa，连续用水制度，系统补水量6m3/h，系统循环率97.5%，补水接自厂区软水管网。新建LF精炼炉软水给水系统原则利旧现四机四流圆坯连铸机循环泵房、净环水池等，但需改造水泵基础及部分管道。6.7.2 安全供水、生产补水系统给排水LF炉炉盖、电极等冷却在生产中不允许断水，需考虑安全供水，供水量为75m3/h，安全供水按30min考虑。经核实，现有安全水塔供水量满足新增安全供水要求。6.8 热力设施压缩空气本工程新增净化压缩空气用量：3Nm3/min，工作压力0.50.6MPa，空气品质：除油、除水。经核实，现有压缩空气气源能力满足要求。新建LF炉风动送样系统所需压缩空气，在附近D柱线上有压缩空气气源，接点后就地净化提供给风动送样系统。6.9 通风除尘设施6.9.1 100tLF钢包精炼炉及合金加料系统除尘LF钢包精炼炉及加料设施设置1套除尘系统，系统除尘总风量约14.0104m3/h。根据会议备忘录（纪要）及初设要求，将LF钢包精炼炉及加料设施除尘管网接入原30t转炉二次除尘系统。6.9.2 通风降温LF炉控制室、电气室等采用设置空调通风降温。新增制冷负荷：60kW；由于原转炉区域厂房集中空调系统无裕量。且集中空调总站水泵压力不足水流量已不够，无法新增集中空调。各房间内采用风冷柜式空调。各高温作业点设置移动式轴流风机进行人体通风降温，有散发余热、有害气体的工艺小房、电气室等设置机械通风装置。6.10 燃气设施6.10.1 氮气本工程新增氮气用量：小时平均流量60Nm3/h，工作压力0.5MPa，间断使用，接自50t转炉低压氮气总管接管（DN40）。6.10.2 氩气LF钢包精炼炉氩气用量2（50500）NL/min，使用压力0.61.0MPa，供气压力1.2MPa，压力及流量可调，具备高压吹堵和漏气检查功能，事故压力1.6 MPa，间断使用，接自50t转炉中压氩气总管接管（DN20）。6.11 供配电设施新建LF炉所需的外部一路35kV供电，由电炉220kV变电站供电柜（305柜）向新增LF供电；LF炉本体所需的外部两路380/220V电源引自原五机五流连铸变电所；LF炉冷却水系统所需的外部380/220V电源引自原五流机连铸水泵站变电所。经核实以上电源电压等级和供电容量均满足本工程要求。6.12 自动化仪表主要包括LF炉本体部分（设备成套）及配套水、压缩空气、氩气及除尘等的常规自动化仪表检测及控制。LF炉本体仪表及控制系统由工艺设备成套，氩气相关检测信号送成套控制系统；供水泵主管相关检测送水处理PLC控制系统，除尘部分相关检测信号送原30t转炉二次除尘控制系统。6.13 传动及自动化控制本工程系统采用PLC控制，系统有自动、集中手动和机旁手动三种操作方式。系统自动和集中手动通过上位机操作，机旁手动采用机旁操作箱控制。LF炉控制系统由设备厂家成套提供，通过工业以太网和整个工厂控制系统相连，实现系统的通讯和远程监控。水处理控制系统利用现有水处理系统的PLC，现有系统为西门子的S7-300PLC，新增设备以远程站方式连到现有PLC系统上，主要完成循环冷却水系统的控制。6.14 电讯车间设置市话、调度电话、工业电视系统、火灾自动报警及消防联动等电讯设施。6.15 生活设施本工程利用现有办公生活设施，不新建。6.16 土建各建（构）筑物按地震基本烈度7度进行设防。LF炉平台采用单层钢筋砼框架结构；LF炉控制室、变压器室、高压室、液压站采用钢筋砼框架结构；高位料仓系统采用钢结构，管道支架及设备基础采用钢筋砼、素砼、板式、墩式或条形基础。6.17 环境保护、安全与工业卫生、消防6.17.1 环境保护本工程产生的污染物主要有：废气、固体废物、噪声等。废气主要为LF炉生产过程中产生的烟气及粉尘，设计对生产中产生的废气全部收集进行除尘处理后达标排放。固体废物主要为除尘器收下的粉尘，除尘灰返烧结回收利用。对生产中设备噪声，设计上考虑了有效的控制与预防措施，使其达到国家标准要求。6.17.2 安全与工业卫生本工程设计遵循国家有关法规、规程和标准，采取相应措施防止在生产过程中危及人身安全，如对自然灾害的预防措施、防爆炸与防生产事故、防运输与装卸事故、防机械伤害和人体坠落、防热辐射和触电伤害、安全供电与供水等，以保证安全生产。6.17.3 消防 消防给水本工程主厂房火灾危险性为丁戊类，建构筑物耐火等级为二级。根据建筑设计防火规范GB50016-2006，其消防用水量如下：室内消防：Q1=15L/s H0.35MPa；室外消防：Q2=20L/s H0.10MPa；消防用水时间3h，一次消防用水量：V=378m3。由于本工程主体设备布置在现有炼钢厂房内，50t转炉厂房已有消防给水设施，因此本工程不新建室内外消防给水设施。 灭火器配置根据建筑灭火器配置设计规范（GB50015-2005）（2005年版），本工程新建车间火灾种类为A类火灾，轻危险级，共配置MF/ABC4型手提式磷酸铵盐干粉灭火器12具，MST40（40kg）推车式灭火器2台。6.18 能源评价本项目LF精炼工序为5.21kg标煤/t钢。工序能耗主要由水、电、氮气及氩气组成，设计上考虑采用相应节能措施，达到节能、降耗的目的。6.19 劳动定员本工程新增劳动定员为21人，不新增人员，由炼钢厂内部调配解决。6.20 建设进度本项目建设进度为7个月。7. 投资概算本项目总投资为2864.57万元，其中：工程费用2530.49万元，其它费用198.97万元，预备费81.88万元，建贷利息53.22万元。投资组成见表1-3。表1-3 投 资 组 成 单位：万元工程费用其它费用预备费建贷利息总投资2524.90198.7781.7153.112858.508. 需要说明的问题8.1 下阶段设计前，应提供详细的地质勘察报告。8.2 因甲方与设备厂家的技术协议还未确定，本次设计中的LF炉设备本体及其参数仍然按照审定的初步设计内容和参数考虑。8.3 新建LF炉除尘管道接入原30t转炉二次除尘系统只是过渡性措施，在120t转炉和方圆坯连铸机建设时须统一建设LF炉除尘系统。本次设计中LF炉排烟管直径暂按原初设资料DN1200考虑。8.4 本工程新建LF炉冷却水系统投运后，原五流机连铸水泵站变电所内净环系统的2台1000kVA变压器须同时运行才能满足电压等级和供电容量的要求。当一台变压器故障或检修时，另一台变压器无法满足净环水系统满负荷运行的要求。8.5 因无原五机五流连铸变电所和原五流机连铸水泵站变电所内设备平面布置图资料，故新增低压配电屏和新增软启动柜分别布置在原五机五流连铸变电所低压配电室和原五流机连铸泵站变电所低压配电室内，两个变电所内原低压配电屏的位置需作适当调整。8.6 本工程投资中100tLF精炼炉除尘管道从50t转炉厂房接至30t转炉二次除尘系统时管道穿50t厂房屋架的特殊处理费用及LF建设过程中五机五流方坯连铸机正常生产高空吊运钢水的特殊施工措施及安全措施费暂按70.8万元考虑。8.7 本工程中100tLF建设场地上的热修罐坑业主方已准备搬迁至浇注跨，因此本次初设未考虑修罐坑搬迁还建费用。8.8 本项目LF炉产生的谐波，由攀成钢另行考虑治理。表1-4 主要技术经济指标表序号项目名称单 位数 值备 注一主要设备配置1LF炉座数座1新增2平均处理量t80远期83.2t3最大处理钢水量t90极限4变压器额定容量MVA185一次电压kV356电极直径mm450UHP7电极分布圆直径mm7508钢水升温速度/mim459喂丝速度m/min5300可调10电极升降最大行程mm200011日最大精炼炉数炉/d37.912年处理钢水量104t/a9013原辅材料消耗石灰kg/t钢水3合成渣kg/t钢水6埋弧渣kg/t钢水1铁合金kg/t钢水5铝丝、硅钙丝、碳丝kg/t钢水1石墨电极kg/t钢水0.3保温剂kg/t钢水0.818动力消耗冶炼电耗 kWh/t钢水40氩气m3/t钢水0.1氮气m3/t钢水0.48冷却水m3/t钢水0.06二项目总投资万元2953.082012-5-31 第 17 页成都钢钒有限公司初步设计新建100tLF精炼炉工程 第二章：连铸工艺及设备第二章 工艺及设备1. 生产规模及产品方案1.1 生产规模新建一座100tLF钢包精炼炉及其配套设施，设计年处理合格钢水97万t。高炉系统未改造前，100tLF钢包精炼炉处理钢水量67.07104t。1.2 作业制度车间年作业天数365天，四班三运制。新建100tLF炉设计年有效作业天数310天，年有效作业率84.9%；高炉系统未改造前，新建100tLF炉年有效作业天数212.7天，年作业率为58.3%。1.3 产品方案新建投产的100t转炉用于炼钢后，为了满足钢水温度的均匀和生产节奏的稳定，应建设1台配套的100tLF精炼炉，实现两座大转炉与两台连铸机的炉机匹配。表2-1 100t转炉及100tLF炉炼钢系统生产钢种及代表钢号序号产品品种代表钢号1碳素结构钢Q195Q2352优质碳素钢帘线钢P72LXA/P72LXB/P82LXA/P82LXB/P86LXA/P86LXA3胎圈、光缆及高压胶管钢丝用钢C60DA/C66DA/C70DA/C80DA/SWRS72A/SWRS82A等4预应力钢丝及钢绞线用钢YL72A/YL72B/YL77A/YL77B/YL82A/YL82B/YL87A/YL87B/SWRS77A/SWRS77B/SWRS82A/SWRS82B等5重要用途钢丝、绞线及钢丝绳用钢C60DA/C66DA/C70DA/C80DA/C86DA/SWRS67A/SWRS72A/SWRS82A/SWRS82B/SWRS87A/1006A等6一般用途钢丝、钢绞线及钢绳用钢10/1520/25/35/45/60/65/70/75/80/85/SWRH67A/WRH72A/SWRH77A/SWRH82A/1006/10108焊接用钢焊丝ER70S-6/ER70S-G/ER80S系列/ER100S系列/H08CrMoVA/H08Mn2SiA/H08GX/SWRY11-13等9焊条H08A/H08E/H08C/H10Mn2/H08MnA等10冷镦钢冷镦钢ML15/ML25/ML35/ML45/ML08Al/ML15Al/ML20Cr/ML40Cr/ML30CrMo/ML35CrMo/ML42CrMo/ML15MnVB/ML24MnTiB/ML20Mn/ SWRCH1020A/ SWRCH1035K11弹簧钢工业用途65Mn/60Si2MnA/50CrV/55SiCr/60Si2Cr/67SiCrV12一般用途60/65/70/75/80/SWRH60A/SWRH60B/SWRH67A/SWRH67B/SWRH72A/SWRH72B/SWRH77B/SWRH82B13易切削钢12L1414优质低合金钢预应力混凝土钢棒用钢30MnSi/30Si2Mn/35Si2Cr/45Si2Cr/35Si2Mn2. 车间金属平衡在高炉系统没有改造和新增方圆坯连铸机没有建设前，按炼钢新增100tLF精炼炉后，不考虑1号30t转炉的前提下，50t、100t转炉现有系统无法全部消化完现有高炉系统生产的铁水，有部分剩余铁水将走电炉炼钢系统；若1号30t转炉能保留不拆除，则转炉系统可实现全铁水炼钢，金属平衡见图2-1。高炉铁水 19电炉炼钢141 铁水脱硫 渣铁及烧损3.2 废钢 6.7 138.15 98 % 50t，100t炼钢转炉 渣铁及烧损10.72 134.13 92.6% 180t，1100tLF炉180tVD炉 134.13 连铸坯连铸坯1台4机4流圆坯连铸机1台5机5流方坯连铸机 82.05 52.08 80 97.5% 50 96% 图2-1 金属平衡图（单位：万吨/a）3. 车间工艺设备配置及流程3.1 50t转炉车间工艺设备配置本工程主要包括：新建1座100tLF炉及配套设施。50t转炉车间现有主厂房包括：加料跨、炉子跨、钢水接收跨、浇铸跨、切割维修跨、第一出坯跨共6个跨间。其中包括1座1300t混铁炉、1套铁水罐顶喷脱硫装置、1座50t顶底复吹炼钢转炉、1座100t顶底复吹炼钢转炉、1座80tLF炉、1座80tVD炉、2套吹氩喂丝站、1台4机4流圆坯连铸机，1台5机5流小方坯连铸机。主要工艺设备及参数如下：3.1.1 炼钢转炉50t转炉车间现有2座炼钢转炉，其中1座为50t，1座为100t，主要工艺参数如下：3.1.1.1 50t炼钢转炉炼钢转炉公称容量： 50t；平均出钢量： 80 t/炉（83.2t/炉，远期）；平均冶炼周期： 40min/炉（38min/炉，远期）；日最大出钢炉数： 36炉/d；日平均出钢炉数： 23炉/d；年产钢水量： 67.1万t/a；年有效作业时间： 233d/a。3.1.1.2 100t炼钢转炉炼钢转炉公称容量： 100t；平均出钢量： 80 t/炉（83.2t/炉，远期）；平均冶炼周期： 40min/炉（38min/炉，远期）；日最大出钢炉数： 36炉/d；日平均出钢炉数： 23炉/d；年产钢水量： 67.1万t/a；年有效作业时间： 233d/a。3.1.2 80tLF炉LF精炼炉公称容量： 80t；平均出钢量： 80t/炉（83.2t/炉，远期）；平均冶炼周期： 45min/炉（38min/炉，远期）；日最大出钢炉数： 32炉/d；日平均出钢炉数： 23炉/d；年产钢水量： 67.1万t/a；年有效作业时间： 262d/a。3.1.3 4机4流圆坯连铸机连铸机基本半径：12.5/25m；连铸机流数：4机4流；每炉平均浇铸钢水量：80t/炉；铸坯规格：180310，定尺812m；工作拉速：0.42.2m/min；每炉浇铸时间：36 min/炉；准备时间：45min；连浇炉数：6炉；连浇周期：261min/次；日最大浇铸炉数：33炉/d；合格铸坯钢水收得率：96%；连铸机合格铸坯年产量：50万吨。3.1.4 5机5流小方坯连铸机连铸机基本半径：8m；连铸机流数：5机5流；每炉平均浇铸钢水量：80t/炉；铸坯规格：150150，定尺612m；工作拉速：2.02.8m/min；每炉浇铸时间：36 min/炉；准备时间：45min；连浇炉数：10炉；连浇周期：405min/次；日最大浇铸炉数：35炉/d；合格铸坯钢水收得率：97.5%；连铸机合格铸坯年产量：80万吨。3.2 车间工艺流程从以上数据可知，2台连铸机按设计产能年需钢水134.13万吨，现有1台LF炉不能满足连铸机钢水全通过LF炉处理的需要。根据产品方案要求，需要现有五流方坯连铸机东侧新建一座LF钢包精炼炉。综合上述情况，设计决定采用LD-LF（VD）-连铸的工艺流程。工艺流程见图2-2。 50t，100t炼钢转炉 180t，1100t LF炉180t VD炉 5机5流方坯连铸机4机4流圆坯连铸机图2-2 工艺流程图4. 工艺及设备4.1 车间组成及工艺布置4.1.1 车间组成及起重机配置现有50t转炉炼钢厂房包括：加料跨、炉子跨、钢水接收跨、浇铸跨、切割维修跨、第一出坯跨共6个跨间。各跨间组成及起重机的配置见表2-2。表2-2 跨间组成及其起重机的配置序号跨间名称厂房尺寸（m）厂房面积（m2）现有起重机配备台数吨位备 注长度跨度轨面标高1加料跨（A-B）1682420.974032125/30t2台150/40t1台15+15t1台1016/3.2t1台2炉子跨（B-C）511422.5235210t1台5446.95t1台6320.9416/3.2t1台3钢水接受跨（C-D）2041827.043672125/30t2台，150/40t1台4浇铸跨（D-E）2162427518450/10t3台5E-F19235766切割维修跨（F-G）1922710324016/3.2t3台7第一出坯跨（G-H）1923210614410+10t3台4.1.2 工艺布置新建100tLF精炼炉工艺布置100tLF精炼炉布置在钢水接收跨0307号柱间，双钢包车平行于50t转炉主厂房横向布置，设置单加热位（双喂丝工位）及单加料系统。LF炉用变压器室、液压室、操作室、合金加料系统均布置在浇注跨0307号柱间。工艺布置详见图87初1234。4.2 LF钢包精炼炉工艺及设备4.2.1 LF钢包精炼炉主要操作简述转炉出钢完毕后，钢水罐车开出到钢水接收跨，由铸造起重机将钢水罐吊运到LF炉吊包工位座罐，人工接管吹氩，然后开动钢水罐车到喂丝工位进行预脱氧（根据钢种要求），再开动钢水罐车到处理工位，测温取样后降下电极并通电加热，同时向炉内加入造渣料。加热约9分钟后根据化验结果提升电极加入铁合金后再进行加热，期间可加入脱氧剂、发泡剂或渣料。约13分钟后，提升电极，将钢水罐车开到喂丝工位根据需要喂丝吹氩，再将罐车开到吊包工位，投入保温剂，用吊车吊钢水罐到连铸。合金加料系统工艺流程：10个合金料仓10个手动插板阀10个变频振动给料机3个称量斗3个手动插板阀3个振动给料机1号皮带机2号皮带机LF炉合金受料仓插板阀合金经溜管通过水冷炉盖上的合金加料孔进入钢水包内，实现合金成分微调。渣料仓工艺流程：3个渣料仓3个手动插板阀3个变频振动给料机1个称量斗LF炉合金受料仓插板阀合金经溜管通过水冷炉盖上的合金加料孔进入钢水包内。4.2.2 LF钢包精炼炉工艺流程见图2-3转炉出钢吊至钢包车钢包车运行接通氩气测量钢包净空加热升温合金微调吹氩搅拌测温取样排烟除尘断开氩气喂丝钢包车运行吊包 图2-3 LF钢包精炼炉工艺流程图4.2.3 LF钢包精炼炉生产能力4.2.3.1 LF钢包精炼炉平均处理周期新建100tLF钢包精炼炉采用双钢包车三工位、快速交替加热方式，作业时间分析见表2-3。表2-3 钢包精炼炉处理时间序号准备作业项目工序作业时间min/次双车式合计时间min/次1吊车座包02连接吹Ar管0.50.53钢包运行并定位11.54炉盖下降及测温取样12.55加渣料并通电加热8.5116搅拌，加合金（粗调）2137再通电加热并搅拌9228测温取样1239成分微调并加热133610测温取样13711炉盖提升，钢包车开出13812喂丝313钢包吊出合计41384.2.3.2 LF钢包精炼炉生产能力LF钢包精炼炉座数：2座（新增1座）；LF钢包精炼炉年有效工作天数：310d/a；LF钢包精炼炉平均处理周期：38min/炉；100tLF钢包精炼炉生产能力： 83.2（2460/38）310=97.74万t/a。2台LF炉生产能力：283.2（2460/38）310=195.5万t/a。根据金属平衡可知，车间最大需处理134.13万吨钢水。通过以上计算可以看出，LF钢包精炼炉的生产能力能够满足生产规模的需要。4.2.4 主要设备选型及配置4.2.4.1 变压器容量确定变压器额定功率计算公式为：S =（WT601000C）（860KCOS） （kVA）S：变压器额定容量 （kVA）W：考核处理钢水量 90t T：钢水升温速度 4.05.0/minC：钢水比热 约 0.23 Kcal / kg .K：钢包炉加热总效率 约 0.5COS：功率因数 约 0.83则变压器额定功率为 ：S =（905.06010000.23）（8600.50.83）= 17400 （kVA）取变压器额定功率为：18MVA。LF炉变压器要求具有连续过载20%的能力，采用11级有载调压，前5级为恒功率段（满足钢水快速升温要求），后6级为恒电流（适应钢水保温要求）。4.2.4.2 钢包车钢包车为钢包精炼炉各工位转移的运送工具，由钢包车体、传动装置、车轮、钢包导向座以及拖缆装置和轨道清理器、工位检测等组成。由钢板和型钢组焊成的矩形梁构成框架式的车体，车体在四个角上并设有加强支撑，由电动机经联轴器带动减速器最后传递到两个车轮上，驱动钢包车运行，包车共设四个车轮，另外两个车轮为从动轮，各车轮装在轴承座上，轮子前端设有轨道清理器，以清除轨道面上的散落物。钢包车由一台电机驱动，减速器低速轴为双出轴，减速器为圆柱齿轮型式（硬齿面）。制动器为得电制动，事故状态时用外力拖开（钢包车设有牵引销轴），两台车之间有缓冲装置，以防碰撞。钢包车设有拖缆装置，由八至十个吊挂滑车随着钢包车的运行、收集或拉开，滑车在小型工字钢的轨道上运动，钢包车的动力电、控制线的引线均通过电缆控制线引入，同时氩气管经拖缆装置送到钢包车上。拖缆装置靠近钢包一侧设有钢板屏蔽，防辐射热。主要技术参数：钢包车数量 2台钢包车承载能力200t钢包车运行速度 220m/min钢包车驱动方式 机械式，电机减速器传动，变频调速钢包车定位精度 10mm轨道中心距 3400mm4.2.4.3电极升降机构电极升降装置主要由倒挂式升降立柱、导向架体与导向轮组、液压缸、三相导电电极夹持装置（下夹持）和不导电夹持装置（上夹持）等组成。它与短网组成加热装置的核心部分，倒挂立柱是由钢板和轨道焊成的内水冷箱性空心构件，直立安装于导向架体上的导向轮组的机构中。导向轮安装于导向架体上，分上下两层，安装时使它与立柱轨道贴紧。升降液压缸装在导向架体外侧腔体内（相对三相中心）。电极的上升与下降通过控制比例阀使驱动每个电极立柱的液压缸动作来实现，电极升降包括自动和手动两种形式。当电力发生故障时，由液压蓄能装置提供动力源自动地将电极上升到顶部。电极立柱为焊接结构，两侧有导轨，立柱与夹持器用法兰连接。连接处有绝缘衬垫。立柱最高处能够被锁定 。锁定装置为防止立柱在事故状态下不下落。导向轮装有可调整的滚动轴承，并设有防尘装置。电极夹头由水冷抱圈和水冷锻造铬青铜导电座组成，绝缘面采用陶瓷喷涂。电极夹紧与放松通过炉前/现场操作台对上下夹持油缸进行控制。并设有压力检测指示和电气联锁，防止事故发生。主要技术参数：电极直径450 mm 超高功率石墨电极（UHP）电极分布园直径750mm电极升降最大行程2000mm电极升降速度（自动）上升/下降4.8 /3.6 m/min （手动）上升/下降6.0/4.0/min电极响应时间300ms钢水升温速度4.05.0/min (热平衡后)4.2.4.4 水冷密封炉盖炉盖采用管式水冷密排式结构，炉盖整体用无缝管弯制焊接而成，为圆椎形。顶部焊有倒椎形环用以放置予制耐火材料中心盖。在炉盖侧置有加料炉门，用于测温取样和填加渣料、合金料等操作。在水冷炉盖上设有合金加料孔及其加料管。炉盖水路设有温度、压力监控仪表。4.2.4.5炉盖升降机构 包盖升降机构由3只炉盖吊挂装置和液压缸组成。液压缸安装在三层基础平台上，通过拉杆、链条、链轮、共用同步齿轴和调节螺栓将包盖悬挂起来，由三个同步液压缸驱动。并设计有包盖防坠装置。包盖升降机构参数：升降行程 500mm 升降时间 15s4.2.4.6 LF炉液压系统LF钢包精炼炉液压系统供电极的升降，炉盖（含保温盖）的升降，电极夹持动作。该系统由电动机、恒压变量柱塞泵、介质循环冷却泵系统、介质加热器、不锈钢油箱、蓄能器组、电液比例阀、滑阀、压力表、液位计、温度计、滤油器、阀台、调压回路、电极升降回路、炉盖（含保温盖）提升回路、电极上下夹持回路、以及相关的液压管件等组成。液压系统包括：a） 供液压动力源的电机、恒压变量柱塞泵（引进件）、介质循环冷却系统、不锈钢制的油箱及相关的液压附件等；b） 各控制回路：调压回路、电极升降回路、炉盖（含保温盖）提升回路、电极夹持有关回路的控制阀件；c） 蓄能器组，除起平稳液压压力作用之外，当发生事故停电时，可以提起石墨电极和炉盖（高于钢包上口300mm），便于拖开钢包车；d） 除电极升降装置外，其余各液压动作均采用滑阀，因而保证了动作平稳无冲击现象；e） 电极升降采用电液比例阀（引进件）；f）