目录1 电弧炉炼钢技术现状及发展 (1)1.1电弧炉炼钢发展概况 (1)1.2国内外电炉炼钢技术的发展趋势 (1)2 电弧炉炼钢车间的设计方案 (3)2.1电炉车间生产能力计算 (3)2.1.1电炉容量和台数的确定 (3)2.1.2 电炉车间生产技术指标 (3)2.2电炉车间设计方案 (4)2.2.1 电炉炼钢车间设计与建设的基础材料 (4)2.2.2 产品大纲 (4)2.2.3 电炉炼钢车间的组成 (4)2.2.4 电炉车间各跨的布置情况 (5)3 电弧炉炉型设计 (6)3.1电弧炉炉型 (6)3.1.1 炉缸 (6)3.1.2 熔化室 (7)3.1.3 电极分布 (8)3.1.4 工作门和出钢口 (8)3.1.5 炉衬厚度 (8)3.2电弧炉变压器容量选择 (9)3.3水冷炉壁与水冷炉盖 (9)3.3.1 水冷炉盖的设计 (9)3.3.2 水冷炉盖的安装 (10)3.4偏心底出钢的设计 (11)3.4.1 EBT电炉的炉壳 (11)3.4.2 EBT电炉的炉底 (12)3.4.3 出钢口 (12)3.4.4 机械装置 (13)3.4.5 偏心底出钢箱的设计 (13)3.5水冷挂渣炉壁的设计 (14)3.5.1 电弧炉炉壁的热流 (14)3.5.2 冷却水流量 (14)3.5.3 水冷炉壁水速的确定 (15)3.5.4 管径的确定 (15)3.5.5 平衡挂渣厚度 (15)3.5.6 综合传热系数 (16)3.5.7 临界热流量与最大热流量 (16)4 电弧炉炼钢过程中的物料平衡与热平衡计算 (17)4.1物料平衡计算 (17)4.1.1熔化期计算 (19)4.1.2 氧化期计算 (23)4.2热平衡的计算 (27)4.2.1 计算热收入Qs 。
(27)4.2.2 计算热支出Qz 。
(29)5 电弧炉炼钢车间工艺设计 (33)5.1.1 废钢 (33)5.1.2 辅助料 (33)5.2电弧炉冶炼工艺 (34)5.3精整工艺 (35)5.4连铸操作工艺 (36)6 电弧炉炼钢车间工艺布置 (38)6.1原料跨 (38)6.1.1 原料跨的宽度 (39)6.1.2 原料跨的烘烤间 (39)6.1.3 原料跨总长度确定 (40)6.2炉子跨整体布置 (40)6.2.1 炉子跨工作平台高度 (40)6.2.3 炉子的变压器室和控制室 (40)6.2.4 电弧炉出渣和炉渣处理 (40)6.2.5 精炼炉的工艺布置 (40)6.2.6 炉子跨的长度、跨度、高度 (40)6.3连铸跨 (41)6.3.1 总体布置 (41)6.3.2 钢包回转台的布置 (41)6.3.3 连铸机操作平台的高度、长度、宽度 (41)6.3.4 连铸机总高和本跨吊车轨面标高 (42)6.3.5 连铸机总长度 (42)6.3.6 其它布置 (43)6.4精整跨 (43)7 车间主要设备的选择和配置 (45)7.1电弧炉主体设备选择 (45)7.1.1 校核年产量 (45)7.1.2 电极 (45)7.2精炼炉设备选择 (45)7.2.1 LF钢包炉的参数确定 (45)7.2.2 LF钢包炉的工艺确定 (46)7.3连铸设备选择 (46)7.3.1 钢包允许的最大浇注时间 (46)7.3.2 铸坯断面 (47)7.3.3 拉坯速度 (47)7.3.4 连铸机的流数 (48)7.3.5 铸坯的液相深度和冶金长度 (48)7.3.6 弧型半径 (49)7.4连铸机的生产能力的确定 (49)7.4.1 连铸浇注周期的计算 (49)7.4.2 连铸机作业率 (50)7.4.3 连铸坯收得率 (50)7.4.4 连铸机生产能力的计算 (51)7.4.5 最高日浇注炉数 (51)7.4.6 最高日产量 (52)7.5中间包及其运载设备 (52)7.5.1 中间包的形状和构造 (52)7.5.2 中间包的主要工艺参数 (52)7.6结晶器及其振动装置 (53)7.6.1 结晶器的性能要求及其结构要求 (53)7.6.2 结晶器主要参数选择 (53)7.6.3 结晶器的振动装置 (55)7.7二次冷却装置 (55)7.7.1 二冷装置的基本结构 (55)7.7.2 二次冷却水冷喷嘴的布置 (55)7.7.3 二次冷却水量的计算 (55)7.8拉矫装置及引锭装置 (56)7.9铸坯切割装置 (56)7.10盛钢桶的选择 (56)7.10.1 型号选择 (56)7.10.2 容纳钢水量 (56)7.10.3 盛钢桶内渣量 (57)7.10.4 盛钢桶容积 (57)7.10.5 盛钢桶壁砖衬厚度 (57)7.10.6 盛钢桶外壳 (57)7.10.7 盛钢桶的质量 (58)7.10.8 钢包需用量 (58)7.11渣罐及渣罐车的选择 (59)7.11.1 车间所需的渣罐数量 (59)7.11.2 车间所需渣罐车数量 (59)7.12起重机和电动平车的选择 (59)7.13其它辅助设备的选择 (60)8.1技术经济指标 (61)8.2车间人员编制 (61)9参考文献 (64)10 专题........................................... 错误!未定义书签。
11 致谢 (72)1 电弧炉炼钢的现状及发展1.1 电弧炉炼钢发展概况近年来，电弧炉钢产量增长速率超过了钢总产量的增长速率。
2000年全世界钢总产量为84115.4万t，其中电炉钢产量为28352万t，占钢总产量的33.7%，与1995年相比，钢总产量增长13.2%，电炉钢产量增长了16.8%。
2001年，全世界钢总产量为84379.7万t，其中电炉钢产量为29587.9万t，占钢总产量的35.07%。
有些国家废钢资源丰富，电价低廉，电弧炉炼钢发展迅速。
2000年美国电炉钢比达到46.8%。
而我国由于废钢资源短缺，电价较高，2000年电炉钢产量为2020万t，占全国总产量的15.9%。
2001年，我国的钢总产量为15163万t，其中电炉钢产量为2400.5万t，电炉钢比为15.8%。
较早年代，我国电弧炉以冶炼合金钢为主，多集中于特殊钢厂，电弧炉容量小。
上世纪90年代起，我国相继建设了多座大容量超高功率电弧炉。
据统计，1990年至1999年我国新建设60~150t电弧炉19座，总容量为1645t。
目前，我国投入运行的50t以上电弧炉有39座，其中单炉出钢量100t以上的电弧炉有10座。
1992年我国电弧炉平均炉容量为4.6t/座，2000年容量50~150t的大电炉36座，而且大多数采用超高功率技术。
为了提高钢的质量，电弧炉钢厂大都配有钢包精炼装置(LF炉)并采取全连铸生产。
一些钢厂还配有VD真空精炼装置。
1.2 国内外电炉炼的发展趋势炼钢新原料和短流程的发展，促进了电炉炼钢的飞速发展。
21世纪，很可能是电炉与转炉平分秋色的时代，因此世界各国都非常重视电炉的发展，而电炉炼钢技术发展趋势有如下几点：(1) 超高功率直流电弧炉具有电极消耗低、节电且对渣线耐火材料侵蚀小等特点，是世界范围内电炉发展的总趋势。
并且要充分利用超高功率电弧炉的一些强化冶炼技术，提高电炉生产能力，逐步缩小与转炉出钢周期的差距，达到(2) 尽可能地利用电炉冶炼废热和化学能，发展废钢预热及烟气二次燃烧技术。
竖式电炉不仅在生产率、能量利用、环境适用性及炉料灵活性等方面占有优势，而且实现了电炉炼钢的连续化，是目前最有发展前途的电炉。
但其设备结构的复杂性以及其产生的二噁咽等问题也是值得注意并有待解决的。
(3) 用初级能源代电，采用氧燃烧嘴助熔技术，可以降低电耗、降低生产成本、缩短冶炼时间，尤其是煤——氧助熔技术更有发展前途。
(4) 扩大铁源应用范围，除废钢外广泛应用DRI、HBI、碳化铁、高炉铁水、熔融还原铁、生铁块等灵活配比，以适应不同地区的原料供应状况。
(5) 电炉炼钢应逐步趋向连续化操作，改善劳动条件，提高设备的利用率。
(6)环保问题是全世界永恒的话题，应注意环境保护和废气物的回收利用。
2 电弧炉炼钢车间的设计方案2.1电炉车间生产能力计算2.1.1电炉容量和台数的确定电炉车间产量系指一定的生产期内合格产品的产量。
通常指经检验合格的连铸坯产量。
本设计题目为年产量100万t/年。
电弧炉车间年产量计算式A=24nga/t (2-1)式中：n —— 全年实际有效作业日数；n ＝365×作业率(98%)=358；G —— 一炉熔炼钢水的量；t —— 平均一炉的冶炼时间，取t=55min ；a —— 钢水铸成铸坯的收得率，取a=98.0%。
∴考虑到电炉的过装系数f 可取1.2~1.3，故取电弧炉的公称容量120t ，且车间有一台电弧炉可满足要求。
2.1.2 电炉车间生产技术指标(1) 产量指标合格钢产量100万吨/年；冶炼时间55min(2) 质量指标铸坯合格率：方坯99.0%(3) 作业率指标连铸机作业率：85%t 8.108%0.983582460/5510100244=⨯⨯⨯⨯==na At g连铸比：100%铸坯合格率：方坯99.0%连铸坯收得率98.0%2.2 电炉车间设计方案2.2.1 电炉炼钢车间设计与建设的基础材料(1) 建厂条件：1) 各种原料的供应条件，特别是钢铁材料来源；2) 产品销售对象及其对产品质量的要求；3) 水电资源情况，所在地区的产品加工，配件制作的协作条件；4) 交通运输条件，水路运输及地区公路、铁路的现状与发展计划；5) 当地气象、地质条件、环保要求；(2) 工艺制度：确定工艺制度是整个工艺设计的基本方案，是设备选择，工艺布置等一系列问题的设计基础。
1) 冶炼方法：超高功率电弧炉冶炼，然后进行炉外精炼；2) 浇注方法：采用全连铸；3) 连铸坯的冷却处理与精整：铸坯在冷床上冷却并精整；4) 在技术或产量方面应留有一定的余地。
2.2.2 产品大纲本设计题目为年产100万吨连铸坯的电弧炉炼钢车间工艺设计，产品大纲为：碳素结构钢50万吨，合金结构钢50万吨。
2.2.3 电炉炼钢车间的组成1) 炼钢主厂房，包括原料跨、炉子跨、精炼跨、浇注跨和出坯跨。
2) 废钢料堆场及配料间包括废钢处理设施（预热、烘烤等）；4) 钢锭、坯存放场地；5) 中间渣场；6) 机电修理间及快速分析室；7) 炉衬制作与各种备件修理场地；8) 耐材库、备件备品库、车间变、配电室；9) 水处理、烟气净化设施及车间管理、生活服务设施。
2.2.4 电炉车间各跨的布置情况由于是一台超高功率电弧炉，且是全连铸，考虑到物料顺行、劳动安全条件和未来发展，采用横向高架式布置。
(1) 原料跨：此跨主要是为外来废钢、返回废钢、炼钢生铁、合金料、散状料等提供场地。
废钢坑可按其块度大小分几个不同的坑，另外还有合金料和散装料的烘烤区。