50万吨电炉炼钢车间设计方案1.1 钢铁工业现状钢铁是使用最广泛的金属材料，人用金属，钢铁占90%以上。

没有钢铁，人们不能活，生产或其他活动中使用的工具和设施也都是用钢制的。

钢铁生产往往是衡量一个国家的工业化水平和生产能力的重要标志，钢铁产品的质量和品种，对国民经济和其他工业部门的产品质量，有很大的影响。

转炉炼钢转炉炼钢的主要原料是高炉冶炼，多数情况下，高炉的主要原料是铁矿石。

锭坯或铸坯转炉生产的产品是，他们不是最终产品，必须由各种类型和规格的钢板、钢、管等最终产品的轧制生产，提供市场。

因此，氧气转炉不能独立存在，它必须首先炼钢，轧制，和其他辅助原料生产和供应系统，钢铁生产的组合组成，我们称这种生产方式为钢铁企业。

电弧炉炼钢是炼钢的主要原料，或直接还原铁及其制品，其产品仍为锭或坯，需要通过滚压机轧制成最终产品，为市场需求。

在这种情况下，作为一个成品钢的生产单位，往往由钢和钢的2个部分，我们说这样的生产模式，电炉钢。

随着电弧炉的高功率和超高功率，精炼，连铸连轧和一系列的技术开发和社会的废料资源充足的积累，显示了强劲的发展势头，由于资源和环境的影响“废电弧炉连铸-轧钢生产过程，与传统的钢铁企业相比，这种新型电弧炉钢米尔斯也被称为短流程。

电炉炼钢产品主要有轴承钢、不锈钢等。

1.2 电弧炼钢厂近年来，电弧炉炼钢在全球的不断发展，电弧炉钢在世界钢铁生产中所占的比重越来越。

电弧炉炼钢厂的废料为原料，或直接还原铁的一部分，构成部分的冶炼通常是一个高功率或超高功率电弧炉和炉精炼设备，如炉和一个连续铸造机，钢坯热交付到下一个滚动汽车直接轧制生产。

由此我们可以看出，电炉炼钢厂具有结构紧凑、投资的优势，建设周期短，节约能源消耗，改善环境污染，劳动生产率优势，具有年产钢可以从百万吨到数百万吨，品种种类繁多，从普通碳钢高质量合金钢。

与传统的钢铁企业相比，规模小，过程相对短，也被称为“短流程”在我国电弧炉钢产品有优质钢材、合金钢、钢等特殊用途。

在特殊钢厂，由于品种和质量要求，冶炼和加工技术更为复杂，还需要设置炉精炼炉、真空炉、电渣炉等多种类型的设备，满足不同种类的钢生产的需要。

钢水浇铸方式的选择：在冶炼钢和生产规模适宜的条件下，应在连铸选择方案、炼钢、铸造、锻（轧）相比于传统的生产工艺，连铸具有一系列的优点：1）金属产量可提高10% 15%；2）采用连铸生产工艺，降低能耗25%至50%；3）节省基础设施投资40%；4）促进生产过程自动化，扩大和提高钢材质量，钢坯。

连铸坯生产的技术和经济效益显著，连铸技术的发展是炼钢和铸造工艺的重大变革，以及后续工序的衔接，提高生产率，降低能耗，各种新技术也都是因为水平连铸的提高而得以实现的：通过连铸连轧、铸坯热送、热装、连铸坯直接结扎。

1.3 炼钢厂生产规模与物料平衡1.3.1 炼钢厂生产规模与产品大纲钢厂（车间）的生产规模是指合格的连铸坯质量的数量。

对于一个车间，还应区分其“生产能力”和“实际（或计划）输出”，当设备正常运行，没有意外事故的外部因素，两者实际上是相同的。

炼钢厂的产量是由该工厂的炼钢生产所决定的。

根据工厂的产品计划，该厂的产品产量，品种和规格的产品，如各种参数，以确定加工工艺和加工设备类型，再根据工艺的要求，以确定的炼钢车间应提供铸坯质量和截面形状和大小，根据不同的钢材等级要求提供的板坯数量（吨），这通常是一个产品的生产车间的概述。

炼钢车间的设计应该首先制定车间生产计划（或计划的产品设计，清单的钢铁，冶炼钢铁有一些工具的代表，钢铁产量占总产量的比例。

以这种方式，产品种类，生产，和生产车间的比例明确表示。

1.3.2 炼钢厂的物料平衡炼钢厂（车间）生产物料平衡是指进入车间的原材料（月消耗量或年消耗量，公斤或吨），用一段时间来生产合格钢坯数量，排出渣，工业废物的量和排放量和回收的烟尘量的平衡计算。

它是一个车间的投入和产出之间的关系。

炼钢过程中，消耗的原材料对金属材料的量（废料和铁水）是最大的，所以在物料平衡应是金属材料的平衡。

表1.1 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kw·h/t250 ～ 400石墨电极消耗量kg/t AC:<3；DC:<1.5单位功率水平kv·A/t700 ～ 1000电炉的公称容量t 60 ～ 150车间物料平衡计算的意义：1）的大小的输入和输出任务的一个一定规模的生产车间，即，数量的概念店的吞吐量。

从这一点，我们可以选择各种原材料的输入，成品和废产品的输出应使用在运输方式。

计算出的运输量和任务的大小也是设计布局和运输的基础。

2）由原材料贮存、贮存容器或贮存区所消耗的材料的量。

3）选择好或坏的指标是一种直接反映经济的设计是否合理，特别是金属材料的消耗和金属在生产过程中的一部分，可以展示设计过程中的先进性，金属含量的利用率。

1.4 炼钢车间设计的内容炼钢车间的设计一般应包括以下基本内容：车间工艺设计；车间机械设备设计；电源设备设计，电信系统设计，照明设计；供水和排水（包括污水处理）的设计；通风及局部加热，通风设计；厂房及设备基础及其他结构设计；车间工艺设计的任务。

具体地说，设计任务的过程是设计任务书的基础，为下面的内容完成更详细的设计和计算，编写本书的设计，绘制相应的图纸：（1）制定详细的产品计划（产品概要）；2）根据不同的钢制生产工艺方案；3）主要设备的选型，确定设备的数量、型号等；4）选择各种辅助设备，对设计过程中的非标设备要求；5）设计并绘制车间工艺平面布置图，并将部分图；6）水、电、热、土木工程、通风、照明、设备制造及一般布局及交通等专业设计；7）计算原材料的消耗量，计算炼钢和铸造生产工艺的技术经济指标；8）编制劳动定额计划；9）对连铸板坯生产成本的计算和成本计算的技术资料，并提出了技术和经济分析所需的数据。

本设计主要解决工艺设计。

一般来说，是制定产品方案，确定的主要过程，选择的主要生产设备（电炉、精炼设备、铸造设备、每跨需要一些重型设备）进行了鉴定，解决了生产车间各部分的布局问题（主要指电炉、精炼过程设备，铸造设备布局），绘制植物配置图、剖面和电弧炉炉型的人物，会计的主要经济技术指标的车间。

2 设计方案的确定2.1 产品大纲的制定2.1.1 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2.1。

表2.1代表钢号成分Q235（碳素钢）≤0.22 ≤0.3 0.3~0.8 ≤0.35~0.4530Mn2（合金结构0.27~0.34 0.17~0.37 1.40~1.80钢）ML15（冷镦钢）0.13~0.18 0.15~0.35 0.3~0.6 ≤0.035T7（碳素工具钢）0.65~0.75 ≤0.35 ≤0.4 ≤0.035 ≤0.030 （3）各钢种代表钢号、产量以及产量比（%）。

见表2.2 。

表2.2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 6.5 10冷镦钢ML15 3.25 5碳素工具钢T7 3.25 52.1.2 制定产品大纲的依据近年来，随着我国轴承市场的快速发展，机械、汽车等行业的快速发展，为轴承行业的发展提供了市场空间，扩大了轴承钢的市场空间，给轴承钢的发展带来了机遇和前景。

所以在现阶段，除了保证轴承钢的生产外，还应大力提高冶炼、优质轴承钢的生产水平，为今后国内航空航天、汽车、船舶、计算机等行业的发展提供保障。

2.1.3 钢种的特性以及用途(1) 高碳铬轴承钢GCr9。

表2.3 GCr9的化学成分1）特点：淬透性和高耐磨性，冷变形和切削介质，可焊性较差，对白点形成热处理回火脆性敏感。

gcr9已经成为最广泛的高碳铬轴承钢因其良好的性能和低合金含量。

淬火和回火后，具有均匀的结构，良好的耐磨性，高硬度和高接触疲劳性能。

2）使用：用于生产滚动体和轴承环。

例如：生产汽车、火车、钻床、各种机械、环、钢球、滚子轴承。

有时用来制造模具、工具等。

（2）碳钢Q235 1）特点：中碳含量适中，塑性、韧性、焊接性能、冷加工性能良好。

强度好，易于加工。

2）使用：大量生产的钢板、钢筋、钢、桥梁、车辆等。

质量好的含S 、P 低C 、D 级Q235，相元素 C Si Mn Cr P S N H O Ti 含量(％)1.00~ 1.100.15~ 0.350.25~ 0.450.90~1.20≤0.025≤80ppm≤1~2 ppm≤12 ppm≤15 ppm当于优质碳素结构钢，适用于制造框架、连杆、轴、轴套环等的要求比较高，焊接工程机械结构件的韧性。

（3）碳素工具钢T71）特点：亚共析钢，具有良好的韧性和强度。

2）使用：用于制造承受冲击负荷的工具，如冲压、模具、钳工工具、钻头、用大铁锤，密封方面，相对于单纯的外科医疗器械等。

（4）ML15钢1）特点：良好的塑性和韧性，耐冷性的影响。

2）使用：用于铆钉、销、弹簧螺栓、螺钉等。

（5）合金结构钢30Mn21）特点：经过处理后，具有很好的强度、韧性和耐磨性。

图、冷锻和热处理工艺在小尺寸零件制造、机械加工和焊接中表现较好，一般不作为焊接件。

2）使用：汽车、拖拉机车架、传动齿轮、轴、淬火和回火零件的大截面都是用于制造，起重机的后桥和其他高强度的心脏也可用于生产碳。

2.2 工艺方案与工艺流程的选择2.2.1 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：yG q ⋅⋅⋅=ητα8760 (2.1)式中αG ——车间产品方案中确定的年产量，t ； τ —— 冶炼周期，取51分钟即0.85h ； η —— 作业率，100%η=⨯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 = 58 t 。

留钢量设计为炉子公称容量的21.1%，由此确定电弧炉的公称容量为74 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。

2.2.2 工艺方法与工艺流程的选择与论证现代电炉的生产过程是以电炉生产的现代化和高效化为基础的。

在生产高碳铬轴承钢江阴兴澄特种钢铁有限公司中居世界第一，世界先进水平。

生产各种产品的主要工艺过程，包括棒线材：较大的棒材生产工艺：高炉铁水10优质废钢、100t电炉超高功率偏心底出钢电弧炉、100t钢包精炼炉、100t VD真空脱气炉、12M，5机5 300mm×300mm大方坯连铸、热送热装、加热、轧制、抛丸、矫直（，，涡流检测，超声波检测）。