75t超高功率交流電弧爐技改工程項目可行性研究報告（完整版）

1、75t 超高功率交流電弧爐技改工程項目可行性研究報告總 經 理 ：總 工 程 師 ： 項目設計負責人目錄第一章 總 論 11.1 、項目名稱及建設單位 11.2 、企業(yè)概況 11.3 、編制依據 11.4 、項目建設的必要性 21.5 、項目概況 21.6 、設計原則及范圍 31.7 、產品大綱 41.8 、金屬平衡 51.9 、主要原輔材料及動力供應 61.10 、主要綜合技術經濟指標 8第二章 煉 鋼 102.1 、概述 102.2 、煉鋼生產能力計算 102.3 、工藝流程 112.4 、工藝操作簡述 122.5 、主要原輔材料供應 142.6 、車間組成及工藝布置 162.7 、主要工

2、藝設備選型 162.8 、主要技術經濟指標及原材料、燃料及動力消耗指標 18第三章 連鑄 203.1、概 述 203.2 、連鑄機機型的選擇 203.3 、連鑄車間組成及工藝布置 233.4 、連鑄工藝流程及生產操作簡述 243.5 、連鑄生產能力 263.6 、連鑄機主要技術經濟指標及能源介質消耗 27第四章 供配電及自動控制 294.1、概 述 294.2 、供電方案 294.3 、無功補償及諧波電流的抑制 314.4 、配電線路敷設 314.5 、煉鋼車間基礎自動化 32第五章 供排水設施 355.1、概 述 355.2 、給排水系統(tǒng)設計原則 355.3、水 源 355.4 、水量及用水

3、要求 365.5 、給排水系統(tǒng) 37第六章 熱力燃氣設施和除塵設施 416.1 、氧氣、氬氣、氮氣供應 416.2 、燃氣供應 486.3 、壓縮空氣供應 486.4 、電爐車間除塵 496.5 、余熱回收鍋爐 54第七章 建筑結構 567.1 、建筑 567.2、結 構 58第八章 總圖運輸 628.1、概 述 628.2 、總圖布置 628.3 、工廠運輸 638.4 、工廠綠化 638.5 、工廠消防 64第九章 能源分析 659.1 、工序能耗 659.2 、工序能耗分析 659.3 、節(jié)能措施 669.4 、評估 67第十章 環(huán)境保護與綜合利用 110.1 、設計依據 110.2 、

4、主要污染源與污染物 110.3 、治理措施 210.4 、廢棄物綜合利用 310.5 、環(huán)境影響分析 3第十一章 勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生 111.1 、設計依據 111.2 、生產過程中不安全因素和職業(yè)危害因素分析 111.3 、安全技術措施 211.4 、工業(yè)衛(wèi)生防范措施 311.5 、安全與工業(yè)衛(wèi)生投資 411.6 、安全與工業(yè)衛(wèi)生設計預期效果 4第十二章 消 防 612.1 、設計依據 612.2 、工程概況 612.3 、工程火災因素分析 612.4 、設計采取的防范措施 6第十三章 勞動定員 913.1 、工廠體制及組織機構 913.2 、生產班制及定員 913.3 、人員來源及培訓 1

5、1第十四章 投資估算 1214.1 、概述 1214.2 、編制依據 1214.3 、有關說明 1214.4 、投資估算 12第十五章 技術經濟 1415.1 經濟評價方法的選擇 1415.2 基礎數據及計算條件 1415.3 財務計算 1515.4 盈利能力分析 1715.5 償債能力分析 1815.6 盈虧平衡分析 1815.7 敏感性分析 1815.8 結論 1915.9 附主要經濟指標匯總表 19第一章 總 論1.1 、項目名稱及建設單位(1) 項目名稱75t 超高功率交流電弧爐技術改造工程(2) 建設單位* 市 * 鋼鐵有限公司1.2 、企業(yè)概況* 鋼鐵有限公司位于 * 市顧山鎮(zhèn)工業(yè)

6、園區(qū)西區(qū)，是由 * 市合金鋼鑄造有限公司與澳大利亞揚揚公司共同經辦的中外合資企業(yè)。 企 業(yè)現(xiàn)有四臺 15 噸中頻爐，主要以加工鑄造及銷售普碳合金鋼產品為主， 占地面積 22350.6 平方米，現(xiàn)有員工 300 人，其中各類工程技術人員 50 名。公司擁有110KV變電所及電力設施1座,300噸位船泊碼頭1座，10-15 噸行車 16臺，連鑄設備 1 套，年生產能力 30 萬噸。2007年實現(xiàn)工業(yè)總 產值 78893 萬元,工業(yè)增加值 12910 萬元,與 2006 年相比分別增長 86.05 、 72.64 。1.3 、編制依據(1) * 市* 鋼鐵有限公司關于 75 噸超高功率交流電弧爐技術

7、改 造工程可行性研究報告的委托書；(2) 2007年9月21日下發(fā)的國家發(fā)展改革委辦公廳關于請組織實 施循環(huán)經濟高技術產業(yè)重大專項的通知 (發(fā)改辦高技( 2007)2289 號)；(3) 國務院 2000年 7月 27日頒布的國家計委、經貿委七號令當前 國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術指導目錄 (2000 年修訂 ) ；(4) 2005 年 12月 2日中華人民共和國國家發(fā)展改革委員會第 40號令 產業(yè)結構調整指導目錄 (2005 年本) ；(5) 科學技術部編制 2007年科技型中小企業(yè)技術創(chuàng)新基金若干重點 項目指南；1.4 、項目建設的必要性1.4.1 車間沒有煙塵處理設施，每年向大氣中

8、排放大量煙塵，造成周 邊環(huán)境的污染，不符合環(huán)境保護要求。1.4.2 設備能源消耗高，造成能源浪費。1.4.3 煉鋼技術落后，工藝簡單，產品質量差，影響市場競爭力。1.4.4 設備不符合國家鋼鐵產業(yè)政策和有關規(guī)定，按照國家“上大壓 小，淘汰落后”的方針，該煉鋼設備屬淘汰之列。1.5 、項目概況項目建設從電爐到連鑄的短流程煉鋼生產線， 計劃年產電爐鋼連鑄方 坯 30 萬噸。電爐鋼種為高強度結構鋼坯、低合金鋼坯、高壓鍋爐管坯。 連鑄坯規(guī)格為方坯：150X 150mm,22(X 220mm圓管坯：DN150mm-DN23Qmm 坯長定尺4.5 9m。工廠建設在 * 市顧山鎮(zhèn)，原材料和產品的運輸以公路為

9、主。 全廠除 電爐煉鋼、精煉、連鑄和公輔設施外，還建設有與之配套的廢鋼加工生 產線和棒材軋制生產線，以及全廠行政辦公設施。工廠總圖布置要求一 次設計，分步實施。電爐精煉爐和連鑄，選擇工藝設備要求先進、可靠、高效、實用、 經濟，為了提高生產線的裝備水平，關鍵設備可選用國外先進裝備，其 它選用國內技術成熟，操作穩(wěn)定的產品。電爐冶煉原料采用全廢鋼冶煉，廢鋼主要來源為外購，部分為本廠 返回廢鋼。1.6 、設計原則及范圍（1）設計原則 遵循“先進、成熟、優(yōu)秀、經濟”的原則，立足于國內，煉鋼車間采用目前經生產考驗、成熟可靠、節(jié)能低耗的EAF LF- VE CC短流程生產工藝，達到提高生產率、降低生產成本，

10、獲取較好的經濟效益。 在技術裝備上以先進實用為原則，并可以滿足生產所需產品的要求。 節(jié)能降耗是國家的一貫政策方針， 也是保證產品具有競爭力的有 效途徑，設計中給予充分考慮。 在滿足先進適用、可靠耐用的前提下，采用國產設備，以降低投 資和加快建設進度。 設計中要充分考慮所處地理位置狀況， 合理考慮總圖布置， 使生 產工藝流程合理順暢，充分利用可以利用的相關設施和生產輔助設施。 設計遵循環(huán)保治理“三同時”原則，對環(huán)境保護、節(jié)能、安全與 工業(yè)衛(wèi)生、消防等均嚴格按國家標準及有關規(guī)范執(zhí)行，對“三廢”排放 按國家規(guī)定排放標準考慮。（2）設計范圍煉鋼車間：電爐一連鑄主廠房；車間設 75tEAF爐一座，75t

11、LF爐一 座， 75tVD 真空精煉爐一座，四機四流方圓兩用合金鋼連鑄機一臺；與 之配套的設備基礎、平臺、輔房、供配電、給排水、車間內部管線、非標設備等；與煉鋼、軋鋼生產相配套的廠內變電所、水處理站、空壓站、供電、 給排水、除塵設施、環(huán)保設施及總圖運輸。另外，對工程項目進行投資估算。1.7、產品大綱生產規(guī)模：本項目生產規(guī)模為年產30萬噸合金鋼方圓連鑄坯，加工 成年產30萬噸合金鋼材。煉鋼車間建設 75tEAF爐一座，75tLF精煉爐 一座，75tVD真空精煉爐一座，四機四流方圓兩用合金鋼連鑄機一臺。生產鋼種：石油套管鋼，代表鋼種 J55、K55、N80 Q125等；高合金鋼，代表鋼種 50Cr

12、Mov 40Cr、20CrMnTi等；低合金鋼管坯，代表鋼種 20MnSk 20g等；本項目產品方案見表1-1。產品方案表1-1序號鋼種名稱代表鋼號年產鑄壞量104t比例(%1低合金鋼坯27Si Mn ,Q3458.4282高/中/低壓鍋爐管 坯20G,15CrMoGP91,1Cr5Mo 10#,20#,A,B,C6203化肥廠高壓管管坯20G,15 Mn V,12Cr1MoV2.484高強度結構鋼坯10# 45#,40 Mn235Cr,35CrMoA12405造船用管管坯320,4101.24合計30100產品規(guī)格：斷面方坯：150 x 150mm,22(X 220mm圓管坯：DN150mD

13、N230mr管坯，定尺長4.59m產品主要供應本廠軋鋼廠生產。1.8、金屬平衡項目的年生產規(guī)模鋼水31.45 x 104t/a連鑄坯29.9x 104t/a全廠金屬平衡圖單位：104t/a1.9 、主要原輔材料及動力供應1.9.1 、主要原輔材料供應（ 1 ）外購廢鋼煉鋼廠年需廢鋼35x 104t/a，由市場購入。對入爐廢鋼的質量要求 如下：體積密度：0.7t/m 3規(guī)格：長度w 1.5m，斷面w 0.5 x 0.5m2，單重：w 1t元素含量：SW 0.04%, Pw 0.06%, Pbw0.005%, CuW0.20%（2）返回廢鋼煉鋼廠年返回廢鋼 1.26x 104t/a 。部分廢鋼挑選

14、處理后入爐。（3）鐵合金年需各類鐵合金 0.94 x 104t 由國內市場供應。（4）電極年需電極約 1573t 由進口或國內供應解決。1.9.2 、動力供應（ 1 ）供水鋼廠工業(yè)總用水量為 4500m3/h ,將在廠區(qū)自建水源泵站供水,工業(yè) 凈水重復利用率為 96.52%,生活用水平均為 15m3/h ,工業(yè)和生活用水補 充新水量為 173m3/h 。（2）供電經計算煉鋼廠電爐、鋼包爐負荷79983KVA其它動力負荷13040KVA 全廠總計算負荷93023KVA本工程將新建1座110KV總降壓變電所，由 附近區(qū)域變電站引兩路200KV電源，總降變電所內設三臺主變，1臺35KV 直供電爐、

15、鋼包爐，另 2 臺主變供煉鋼全廠動力用電和軋鋼廠部分用電， 總降變電所內包括動態(tài)功率因子補償裝置及相應的高低壓開關等電器設 備。煉鋼廠保安電源利用*原有10KV保安電源。（3）氧氣、氬氣煉鋼廠冶煉用氧 3570Nm3/h ,車間用氧 410Nm3/h ,共計 3980Nm3/h 耗 用氬氣 30Nm3/h ,鋼廠將新建 1 座 4000Nm3/h 制氧站滿足全廠用氧、氬的 需要。（4）壓縮空氣全廠壓縮空氣總耗量為 55Nm3/min ,在煉鋼廠區(qū)內建空壓機站一座, 站內安裝EP200型低噪音螺桿壓縮機組4臺（3用1備），每臺壓縮機容3 積流量為 20Nm/min 。1.9.3 、物料儲運（ 1

16、 ）原料庫 鋼廠建室內廢鋼堆場一座,用于廢鋼的轉運和堆存。鐵合金庫、電 極庫、粉料庫、耐火材料庫、白云石和螢石庫棚等倉儲設施均考慮利用, 不足時另行解決。本設計預計建一個配料跨, 90米長, 35 米寬,行車軌面標高 13 米。 合計3150吊，除堆放廢鋼外，再堆部分返回廢鋼和耐火材料。（ 2）成品連鑄坯堆場成品連鑄坯堆場面積為 105 米長 30 米寬,面積為 3150m2。成品連鑄坯主要直接送至軋鋼車間,因此堆放時間不會很長,按照 市場經濟組織生產。成品連鑄坯堆場除堆放連鑄坯外,可存放一些連鑄 中間包,結晶器檢修等。（ 3）運輸根據當地情況，廠外運輸委托社會運輸力量，不專設運輸系統(tǒng)1.10

17、、主要綜合技術經濟指標序號指標名稱單位指標備注1生產規(guī)模：鋼水104t/a31.45連鑄坯104t/a29.9成坯率97%2原材料及動力消耗廢鋼104t/a35鐵合金410t/a0.94石灰410t/a1.62螢石t/a1573耐火材料t/a11008電極t/a1573水（總用水量）M/h4500循環(huán)使用補充新水M/h173電108kWh2.51壓縮空氣Nrhmin55天然氣萬m/a240氧Nm/h40003設備總重T65004占地面積2 m193955運輸量104t/a130其中廠外運入104t/a65.9廠外運出104t/a61.16綠化用地率% 207全廠勞動疋貝人3508經濟效益固定資

18、產投資萬元32950年銷售收入萬元114000總成本萬元106050年所得稅萬元1916所得稅后利潤萬元5747全部投資收益率（稅后）%15.75投資回收期年7.49建設期結論與評價：上述測算結果顯示，本項目建設具有較好的經濟效益,抗風險能力較強，將 4 臺設備落后、產量低、消耗大、污染嚴重的中頻 爐改造建設成技術裝備先進、自動化程度高、消耗低不污染環(huán)境的短流 程生產線，為軋鋼廠提供穩(wěn)定的方圓鑄坯。本項目固定資產投資 32950 萬元，建成年產 30萬噸合金鋼連鑄坯的先進工廠， 每年給國家上繳各種 稅金 1606 萬元，效益顯著。建議盡快立項建設。第二章 煉 鋼2.1 、概述煉鋼工程包括以配料

19、跨,電爐精煉跨連鑄跨出坯跨組成的主廠 房和輔助設施。煉鋼連鑄系統(tǒng)設 75t 超高功率高阻抗交流電弧爐一座, 75tLF 爐外 精煉裝置1座，75tVD真空精煉爐1座，R10.5m四機四流管坯連鑄機1 臺。75t電爐擬引進外國先進的進口設備，LF爐、VD爐及連鑄機選用國 產優(yōu)質產品。車間生產規(guī)模為鋼水 31.45x 104t/a ,連鑄坯 29.9x 104t/a 。 生產主要鋼種為石油套管鋼、高合金鋼、低合金鋼管坯,并提供上 述鋼種的方坯和管坯,供軋鋼廠軋制。連鑄坯斷面方坯：150x 150mm,22X 220mm圓管坯：150mnr/ 230mn,定尺長4.59m2.2 、煉鋼生產能力計算2

20、.2.1 電爐年生產能力計算本項目擬采用超高功率高阻抗交流偏心底出鋼電爐,充分利用電能 熱量,吹氧及燒嘴供熱,降低冶煉時間,具有明顯的節(jié)電和高強度冶煉 效果。電爐平均爐產鋼水量75t電爐（初煉爐）冶煉周期90min52min其中：通電熔化升溫9min出鋼及出鋼口維修6min補爐、調換電極8min加廢鋼 測溫取樣10min5min車間晝夜出鋼爐數16 爐車間有效作業(yè)天數（作業(yè)率 71.8%） 262 天年產鋼水量 16x 75x 262 = 314500t2.2.2 LF和VD精煉爐產量計算由于LF和VD精煉爐的生產與電爐冶煉作業(yè)相對應，出鋼周期為60min,可在LF工位進行合金化和保溫操作，從

21、而跟電爐的 90min周 期相匹配。LF和VD爐容量與電爐的相近配，LF或VD爐平均出鋼量為75t, 因此，1座LF和VD精煉爐的年產量約為314500噸。LF和VD爐的能力 尚有一定的潛力。2.3、工藝流程2.4、工藝操作簡述(1) 加料操作廢鋼：廢鋼配料在廢鋼配料跨內進行，配料時間用電磁盤將廢鋼裝 入料籃，料籃放在電動平車上，可根據裝料的需要來回移動，以縮短裝 料時間。料裝完經計量后，由廢鋼料籃車將廢鋼料籃運到爐子跨，用160t 橋式吊車，將料籃內還原鐵加入到電爐里。空料籃返回廢鋼配料跨。(2) 鐵合金和散狀料加料操作煉鋼所需的鐵合金，須符合塊度的要求，分別存放于鐵合金倉庫及 車間料倉待用

22、。外部運來的散狀料由自卸車倒入地下轉運倉，然后通過皮帶機運入 爐前加料系統(tǒng)的料倉內，電爐配一套加料系統(tǒng)，LF爐也配一套加料系統(tǒng)。（3）電爐冶煉操作裝料時, 每爐裝 2 3次廢鋼。裝料首先由起重機將料罐吊至電爐附 近上方,待電爐爐蓋提升并旋開之后,吊車迅速將料罐吊至電爐上方, 并將底部打開,將原料裝入爐內,然后爐蓋旋回。通電熔化時,合上電源開關,電極自動下降并起弧,與此同時氧燃 燒嘴點火。開始的 2 分鐘內,采用低壓短弧操作,電極穿井后即換為長 弧操作。在料基本熔清后,關閉氧燃燒嘴,同時打開碳氧槍,造泡沫渣, 加快熔化并保護爐襯和水冷爐壁。一般情況只需加 1 次料,若需要加第 2 罐料,則在加料

23、前,關閉碳氧槍、爐子斷電,待第 2 罐料加入后,繼 續(xù)通電熔化,同時點燃氧燃燒嘴加速熔化。在爐料基本熔清后,關閉燒 嘴,打開碳氧槍造泡沫渣。碳氧槍的噴吹時間視爐渣發(fā)泡情況而定。當爐內鐵料全部熔清后,立即開始升溫初煉,主要是吹氧加造渣劑 脫碳和脫磷。待鋼水溫度和成份符合要求后,即可出鋼。鋼水包在使用前需烘烤到10001200C，然后將水口灌滿填充料， 鋼水包放到車上,開到爐下出鋼位置,待電爐傾動到出鋼角度時,打開 偏心出鋼口出鋼,并通過電爐爐后加料系統(tǒng)向鋼包加入鐵合金。鋼包車 上設有稱量裝置,當鋼水達到要求重量時,發(fā)信號給電爐,使其傾動返 回零位,實現(xiàn)留鋼留渣操作。裝有鋼水的鋼水包車開到LF工位

24、進行電弧加熱，調整鋼水成分和溫 度,用 160t 吊車將鋼水包送到連鑄機大包回轉臺上澆注。 LF 工位配有 一臺喂絲機,需要時可用其向鋼液內喂入硅鈣絲,鈣絲和鋁絲。需要真空處理的合金結構鋼，管壁 20m m的鋼種和需進行熱處理的 鋼種的鋼水，由LF作業(yè)區(qū)吊至VD處理位置，合上VD蓋，進行真空脫氣。脫氣完畢，經破壞真空后，鋼水在大氣下進行測溫、取樣、喂絲。（4）出渣操作 本次設計出渣采用熱潑渣工藝，液態(tài)泡沫渣從電弧爐出渣口直接流 到爐前地面上，地面鋪有硅砂墊底 , 砂上覆蓋大塊鑄鐵板。出渣后 , 適當 噴水加速冷卻和粉化。配備了兩臺裝載機，當泡沫渣冷卻到表面呈現(xiàn)黑 色時，開動鏟車鏟入渣層中，將每

25、鏟渣稍作抖動 , 藉以破碎塊渣，然后再 裝上汽車運送到渣場。2.5 、主要原輔材料供應2.5.1 廢鋼廢鋼單耗為1113kg/t鋼，煉鋼年需廢鋼35x 104t，主要為外購廢鋼。對入爐廢鋼的質量要求如下：3體積密度：0.7t/m規(guī)格：長度w 1.5m，斷面w 0.5 x 0.5m2,單重：w 1t元素含量：Sw 0.04%, Pw 0.06%, Pbw 0.005%, Cuw 0.20 %2.5.3 鐵合金年需各類鐵合金0.94 x 104t由國內市場供應。2.5.4 輔助原材料（ 1 ）活性石灰年耗量 16197 噸,外購。質量要求：入爐塊度： 1050mm成份要求：CaO 90% SQ2V

26、 2% Mg&0.7%, S 180。( 2)螢石年耗量 1573 噸入爐塊度： 5 30mm成份要求：CaF 80% H2O 0.5%, SiQW 2%( 3)電極電爐使用超高功率電極，年需要量 1573噸，由國內組織采購。電極具備下列理電性能：比電阻4-45X 10 Q mm抗彎強度20000 30000Kpa耐壓強度22540 41160Kpa彈性模數100000 130000Kpa線膨脹系數0.41.1 x 10-6/C比熱0.05j/ Cg導熱系數2.53.35j/cm s 真比重2.213 2.25g/cm假比重1.693 1.79g/cm氣孔率20 25%固定碳99%灰分0.2%

27、導電能力60kA(6) 耐火材料本工程的耐火材料用于電爐、LF和VD精煉爐、初煉鋼水鋼包和連 鑄中包，主要有：鎂砂、鎂碳磚、高鋁磚、鎂磚等，根據不同的使用部 位，確定耐火材料的種類，年耗 11008噸，全部外購。2.6、車間組成及工藝布置2.6.1車間組成煉鋼車間由冶煉跨、連鑄跨、出坯跨、存坯跨、配料跨組成。煉鋼 車間廠房詳細參數見下表。煉鋼車間廠房參數表跨間名稱廠房尺寸廠房面積吊車配備序號長x寬x軌高(m2 m臺數X噸位1冶煉跨225X 27X 2460752 X 160/50t , 1 X 75/20t2連鑄跨117X 30X 2435101 X 50/10t3出坯跨117X 30X 12

28、35102 X 20t/54存坯跨105X 30X 1231502 X 20t/55配料跨90 X 35 X 1331501 X 20t/5 , 1X 16t/3.2合計19395共10臺2.6.2 工藝布置工藝布置詳見工藝平面布置圖2.7、主要工藝設備選型2.7.1 75t 超高功率煉鋼電弧爐電弧爐主要是用來熔化廢鋼、生鐵及合金料、調節(jié)初煉鋼水的化學 成分、保證精煉爐所需的初煉鋼水溫度。由于電弧爐冶煉高強度的需要 及與精煉爐、連鑄機的匹配，需采用短電弧、大電流操作。因此設計選 用超高功率交流電弧爐。電弧爐部分采用引進設備，其余能夠國產化的均采購國產設備電爐技術參數如下：電爐類型：交流，EBT

29、出鋼，全液壓傳動電爐公稱容量： 75t變壓器容量： 50MVA一次側電壓： 35KV二次側電壓： 550410270 15 級 有載調壓爐殼直徑：6100 mm電極直徑：600 mm水冷爐蓋、水冷爐壁天然氣 - 氧燃燒嘴（三個）水冷碳 - 氧槍及噴碳系統(tǒng)（一個）2.7.2 75t LF 鋼包精煉爐和 75t VD 真空精煉爐 75t LF 鋼包精煉爐 75tVD 精煉爐公稱容量75t公稱容量 75t變壓器額定容量10MVA一次電壓35KV電極直徑 350電極分布圓直徑 650mm鋼包運輸方式雙鋼包車真空泵抽氣能力250300kg/h工作真空度36 pa鋼包運輸方式鋼包車此外，還配備二臺喂絲機，

30、用于向鋼液內喂入硅鈣絲、鋁絲或鈣絲2.8、主要技術經濟指標及原材料、燃料及動力消耗指標 2.8.1主要技術經濟指標煉鋼系統(tǒng)主要技術經濟指針序號指標名稱單位數量備注-一一電爐175t交流煉鋼電弧爐座1變壓器額定容量50000kVA2電爐平均裝入量t80全廢鋼3電爐平均出鋼量t754電爐平均冶煉時間分/爐905爐殼直徑mm61006電爐年產鋼水量410t Xa31.457電爐有效作業(yè)率%71.8二二精煉設備875tLF精煉爐座1提溫、保溫、合金化、精煉975tVD精煉爐座1真空精煉，吹氧、氬10LF和VD爐精煉周期分/爐6011工乙勞動疋貝人1202.8.2主要原材料、燃料及動力消耗指標主要原材料

31、、燃料及動力消耗指標表序號項目單位數量備注-一一原材料1廢鋼kg/t鋼水11132鐵合金kg/t鋼水30根據鋼種調節(jié)序號項目單位數量備注其中：硅鐵10錳鐵10NiFe、GFe Mo鐵等103石灰kg/t鋼水51.54螢石kg/t鋼水55白云石kg/t鋼水36熱電偶支/爐67電極消耗kg/t鋼水58耐火材料kg/t鋼水35二二二燃料及動力消耗1電耗kW.h/t鋼水428電爐冶煉電耗360輔助電耗68含除塵2氧氣m/t鋼水403氬氣m/t鋼水1.04壓縮空氣m/t鋼水305天然氣m/t鋼水4.186蒸氣t3/t鋼水0.117循環(huán)水m/t鋼水24第三章 連鑄3.1 、概 述煉鋼工程包括以配料跨，電爐

32、精煉跨連鑄跨出坯跨組成的主廠 房和輔助設施。煉鋼連鑄系統(tǒng)設 75t 超高功率高阻抗交流電弧爐一座， 75tLF 爐外 精煉裝置1座，75tVD真空精煉爐1座，R10.5m四機四流管坯連鑄機1 臺。75t電爐擬引進外國先進的進口設備，LF爐、VD爐及連鑄機選用國 產優(yōu)質產品。車間生產規(guī)模為鋼水 31.45X104t/a ，連鑄管坯 29.9X104t/a 。 生產主要鋼種為石油套管鋼，高合金鋼，低合金鋼管坯。提供上述 鋼種的方坯和管坯，供軋鋼廠軋制。連鑄坯斷面方坯： 150 X 150mm,22X 220mm圓管坯：DN150m DN230mm， .定尺長 4.59m。3.2 、連鑄機機型的選擇

33、根據本工程的產品方案，連鑄機所生產的鑄坯澆鑄鋼種為以方圓鑄 坯為主的合金鋼系列。3.2.1 連鑄工藝的選擇及機型確定合金鋼連鑄機在國際上已是一項完全成熟的技術，基本已能澆注所 有鋼種。同時，結構鋼和不銹鋼連鑄又具有自身的特點和難點。從 70年 代以來，隨著爐外精煉技術迅速發(fā)展和無氧化保護澆注工藝的應用，促 進了連鑄的大發(fā)展。根據煉鋼產量及產品大綱。本著穩(wěn)妥發(fā)展、技術領先的原則，在連 鑄機的機型選擇上，此次設計考慮采用一臺國產合金鋼方圓連鑄機，此 類型連鑄機技術可靠、成熟。鑄坯質量易于保證。建設投資不高。鑄坯 切割成倍尺后再鋸成定尺送往加熱爐，部分需要修磨的鑄坯經線上修磨 或離線修磨后送往加熱爐

34、。3.2.2 連鑄機半徑的確定連鑄機半徑的大小取決于生產的鋼種和鑄坯斷面尺寸，對合金鋼連 鑄機而言，要求鑄坯的質量很嚴格。為確保鑄坯質量，確定半徑時，應 考慮以下兩個原則：一是應使鑄坯在全凝固后進入拉矯機，防止出現(xiàn)兩 相區(qū)的壓力變形，鑄機因此應具有足夠長的冶金長度；二是應保證鑄坯 矯直時的變形量小于允許變形量。由于合金鋼本身的特性，即含有較多 的合金元素，在鋼水凝固過程中，合金元素易聚集在晶粒前沿，產生成 份編析，形成晶間脆性區(qū)，裂紋敏感性高，矯直過程中易出現(xiàn)裂紋，因 此允許的表面變形比普碳鋼小，一般取 0.9%。為了降低矯直過程中的變 形率，采用大的澆注半徑或多點矯直方式。合金鋼（包括不銹鋼

35、）的澆 注半徑一般為鑄坯厚度的 4050 倍。根據本設計連鑄產品方案，圓鑄坯 最大直徑為230mn,鑄機半徑應在10.5 m，結合國內目前生產合金鋼連 鑄的成功經驗，設計決定采用連鑄機半徑為 10.5m 的四機四流方圓鑄坯 合金鋼連鑄機。3.2.3 拉坯速度本臺連鑄機為管坯鋼及合金鋼方圓兩用連鑄機，各斷面的配合拉速 如下表連鑄機拉坯速度表鑄坯斷尺寸（mnX mr）園坯 150 230方坯 150X 150220X 220配合拉速（m/min）1.6 0.602.4 1.2由上表可以看出，采用四流連鑄機可以滿足車間的生產要求。由于只有一臺電爐，一臺LF和VD，鋼種又復雜，可以連澆，但連鑄生產要

36、組織多爐連澆需要電爐極精煉極力配合。3.2.4連鑄機主要技術參數和工藝特點3.2.4.1 連鑄機主要技術參數連鑄機主要技術參數表序號項目名稱單位參數備注1連鑄機型式全弧型2連鑄機臺數臺13連鑄機流數流44連鑄機基本半徑mm105005連鑄機流間距mm16006定尺長度mm450090007鋼包支撐方式大包回轉臺8結晶器型式窄縫導流水套式結晶器9拉速范圍m/min0.4 310工作拉速m/min1 2.011中間包容量r t2512冷方式氣霧冷卻13拉矯機型式連續(xù)矯直14引錠桿型式鋼性引錠桿15鑄坯切割方式窄縫式自動對中切割機17出壞型式集中冷床3.2.4.2 工藝特點本設計采用的連鑄機具有以下

37、工藝措施及新技術：（1）全封閉澆鑄，鋼包至中間罐之間，采用吹氬長套管密封，中間罐至結晶器之間整體長水口，中間罐鋼液面采用雙層保護渣，結晶器保護渣定量自動加入大容量中間罐，計算機模擬設計流場，加擋渣墻，鋼流落點與中間 罐水口分開，進一步減少鋼中夾雜物，凈化鋼液。(2) 振動采用連桿振動，帶氣墊，平穩(wěn)可靠，不偏振，運用負滑脫 時間控制，高頻低振幅，改善表面質量，特別是對高合金鋼和不銹鋼。(3) 二冷段采用氣一水冷卻系統(tǒng)，噴咀為國產產品，具有1:10的 調節(jié)范圍(水噴嘴為1:3的調節(jié)范圍)，熱應力小，更適合于多品種要求。 計算機控制二冷配水具有所有鋼種設定曲線動態(tài)配水，可隨生產品種及 時調用，并有在

38、線校正功能。(4) 采用結晶器自動液面控制，優(yōu)化澆鑄工藝，穩(wěn)定拉速，提高表 面質量，內部質量，同時也是質量控制鏈中重要一環(huán)。(5) 拉矯機：采用三機架連續(xù)矯直式，矯直應力小，維護費用低， 具有國際、國內先進水平。(6) 柔性引錠桿，送錠、脫錠可靠方便，處理事故迅速。3.3、連鑄車間組成及工藝布置3.3.1連鑄車間組成連鑄車間由冶煉跨、連鑄跨、出坯跨、存坯跨、配料跨組成。煉鋼 車間廠房詳細參數見下表。連鑄車間廠房參數表序號跨間名稱廠房尺寸長x寬x軌高(m廠房面積2m吊車配備 臺數X噸位1冶煉跨225X 27X 2460752 X 160/50t , 1 X 75/20t2連鑄跨117X 30X

39、2435101 X 50/10t3出坯跨117X 30X 1235102 X 20t/54存坯跨105X 30X 1231502 X 20t/55配料跨90 X 35 X 1331501 X 20t/5 , 1X 16t/3.2合計19395共10臺3.3.2連鑄車間工藝布置(1) 冶煉跨：鋼水在此跨內進行精煉，精煉的鋼水出鋼后吊至連鑄 機大包回轉臺過跨后在連鑄跨進行澆注操作。(2) 連鑄跨：在該跨布置的連鑄在線設備有澆注平臺及平臺上的中 間罐車等設備、結晶器及其振動裝置、二冷室及二冷支撐段等。中間罐 修砌設施布置在該跨鑄機的西側，東側為結晶器修理存放區(qū)。(3) 出坯跨跨和配料跨跨：連鑄機其它

40、的在線設備，如拉矯機、引 錠桿收集存放、鑄坯定尺切割、出坯輥道布置在此跨內。3.4、連鑄工藝流程及生產操作簡述3.4.1連鑄工藝流程連鑄機工藝流程方框圖見圖連鑄機工藝流程方框圖:3.4.2 連鑄生產操作簡述LF和VD爐精煉后的合格鋼水由起重機吊包出鋼后，再吊至連鑄機鋼 包回轉臺，經鋼包回轉臺旋轉至澆注工位，打開鋼包滑動水口，通過鋼 包保護套管將鋼水注入中間罐。中間罐鋼水達到一定液面高度時，手動 或自動開澆，鋼水經浸入式水口流入結晶器。當結晶器內鋼液面上升至結晶頂面下約 100mm凝固殼足夠厚時，啟 動拉撟機，這時結晶器振動裝置，二次冷卻水閥門，蒸汽排出風機等同 時自動啟動。根據所澆鋼種，鑄坯斷

41、面和拉速的不同，微機自動調節(jié)二 次冷卻水量。當引錠水平退出拉矯機后自動操作使鑄坯與引錠桿脫開，引錠桿由 存放架的傳動裝置取入存放架上。坯頭通過剪前輥道進入火切機，先剪 斷切頭，切頭落入廢鋼料斗。鑄坯經火切機切成需要的定尺后，經運輸 輥道，出坯輥道將鑄坯直接送往軋鋼車間熱裝或送至集中式冷床，然后 用專用吊具碼垛、冷卻。缺陷坯經修磨等精整處理后，堆放、待運至軋 鋼車間。3.5 、連鑄生產能力3.5.1 車間條件電爐平均冶煉周期90minLF和VD爐精煉周期60minLF和VD爐平均出鋼量75t連鑄機流數4流連鑄機單爐澆注時間40min/ 爐澆注準備時間40min97%連鑄爐數鋼水收得率3.5.2連

42、鑄機生產能力計算般來說，煉鋼、連鑄車間的年有效作業(yè)率可大于70%因此，本臺連鑄機的年生產能力可達到:Q 二 D1 1440 門 G = 49.50 X 104t/a t1 +t2式中：Q連鑄機年生產能力D連鑄機年日歷作業(yè)天數（d）n 1連鑄機可達到的年有效作業(yè)率，72%1440每日分鐘數（min/d ）m-連鑄機連澆爐數（爐/次），取3爐 n連鑄機流數，取4流 t1 單爐澆鑄時間（min/爐），40t2 連鑄準備時間（min）, 40G LF和VD爐平均出鋼量（t/爐），75丫 一連鑄鋼水收得率，97%根據以上計算，連鑄機澆鑄時，可完成年產29.9 X 104t/a合格連鑄坯的計劃。3.6、連

43、鑄機主要技術經濟指標及能源介質消耗連鑄機主要技術經濟指標及能源介質消耗表序號指標名稱單位數量備注1連鑄機臺數X流數臺X流1X42連鑄機弧形半徑mR10.53連鑄機流間距mm16004連鑄機平均日澆爐數爐/d165鑄機平均日產合格坯t/d11646鑄機年工作天數d/a2627鑄機年作業(yè)率%728鑄機平均連澆爐數爐/次39鑄機年產量410t/a29.910鑄機設備總重t700（含鋼平臺）11鑄機裝機容量kw900（不含水處理）12勞動疋貝人9013鋼水消耗kg/t 坯105214耐火材料消耗kg/t 坯5.915結晶器銅管kg/t 坯0.0316測溫頭個/爐317循環(huán)水m/t坯14.518電kWh

44、/t 坯1019壓縮空氣m/t坯1020氧氣m/t坯3.321天然氣m/t坯3.6122氬氣m/t坯0.1323保護渣kg/t 坯0.5第四章 供配電及自動控制4.1 、概述4.1.1 、主要用電情況 本工程煉鋼主設備電爐、精煉爐、連鑄機為等全部選用國產成套設備。設75t超高功率高阻抗電弧爐一座，電爐變壓器容量為50MVA 次電壓35kV; 75t鋼包精煉爐一座，變壓器容量為 10/12MVA 一次電壓 為 35kV。 75tVD 精煉爐一座，方圓坯連鑄機一臺，車間與之相配套的輔 助設施包括：除塵設施、循環(huán)水泵站、 4000m3/h 氧氣站，空壓站等公用 設施，為與該工程配套，改造 110KV

45、總降變電所一座。4.1.2 、電源本工程將由擬建廠區(qū)鄰近區(qū)域變電所以110kV專用線至廠110kV總降變電所。4.1.3 、用電設備與電力負荷本工程主要用電設備：一座75t/50MVA煉鋼電弧爐，一座 75t/10MVA鋼包精煉爐，一座 VD精煉爐以及安裝容量共約12750kW的一套管坯連鑄機及輔助動力用電設 備。本工程計算負荷：電爐部分為63600kW動力部分為10256kW年耗電量：對應于29.9 X 104噸鋼水，電爐部分約為2.40 X 108KWh動力部分為0.667 X 108KWh 電爐與動力兩者共計為：3.07 X 108KWh即年耗電量為3.07億度（含制 氧、空壓、除塵、水

46、泵房等所有公輔設施） 。4.2 、供電方案本企業(yè)用電負荷多為二級負荷，并有部分一級負荷不允許停電，故 要求提供兩路獨立電源?？紤]到該工程負荷較大，以及電弧爐煉鋼過程 中的沖擊負荷及高次諧波等“電力公害” 設計認為宜直接引兩回 110KV 電源線到改造的廠110KV總降變電所，正常時，保證煉鋼和動力用電主 變有其獨立的電源 這對動力用電來說 可以獲得比較好的電源質量。 當任一路電源故障或檢修時，另一路能維持生產。110KV總降變電所擬由鄰近區(qū)域變電所引來兩回路 110kV電源，該 所內裝設兩臺主變，其中一臺主變 70MVA，110/35kV 專供電弧爐、鋼包 精煉爐等35kV用電負荷。另一臺主變

47、利用現(xiàn)有40MVA 110/10kV供煉鋼 輔助設備動力用電以及現(xiàn)有設施用電。電壓等級：電源電壓及主變壓器一次側電壓 110kV；電弧爐、LF爐爐變高壓側及“ SVC動態(tài)補償裝置電壓35kV;動力用電電壓采用10kV, 0.40.23kV;變電所控制電壓 DC220V。110kV變電所主接線：兩路110kV電源進線，采用單母線分段外橋式結構，任一路電源故 障，另一路能維持生產。在110kV總降內設35kV和10kV配電室。35kV母線出線直供電爐、精煉爐之爐變操作開關，并留有 SVC勺出線開關；10kV母線均采用雙電 源進線單母線分段系統(tǒng)，另一路10kV電源由供電系統(tǒng)提供，作保安電源， 10k

48、V出線供電給廠區(qū)內各10kV開關站。動力配電（10kV）部分 整個煉鋼廠及其輔助用電設備之動力用電，擬在煉鋼廠區(qū)內設計一 座10kV高配室，兩回路10kV電源分別來自110k V總降變電所內的10kV I段和II段母線出線開關柜。10kV高配系統(tǒng)擬采用雙電源進線單母線 分段供電系統(tǒng)，任意一路電源故障，另一回路均能保證正常生產。制氧站內設10kV高配室、車間變電所和控制室，電源引自煉鋼廠區(qū)10kV高配室，供制氧站用電。車間變電所在煉鋼廠主廠房、制氧站、水泵房內分別設車間變電所，變電所內 設變壓器和低壓配電屏，10kV電源分別來自高配室不同段母線出線開關 柜，低壓系統(tǒng)采用單母線分段供電系統(tǒng)，其中任

49、意一回路電源和變壓器 故障，另一回路電源及變壓器均能保證正常生產，低壓供電系統(tǒng)采用放 射式和干線式相結合的方式向車間內及附近的空壓站等用電設備供電。事故電源事故電源包括冶煉跨行車和事故水泵等，總共約1000kW電壓為380V,由保安電源解決或自建柴油發(fā)電機組提供。4.3 、無功補償及諧波電流的抑制電弧爐在冶煉過程中對電網產生頻繁的無功功率沖擊，從而使電網電壓產生波動及閃變。電弧爐在冶煉時產生大量諧波電流。為滿足電力 部門對電壓波動、閃變、允許諧波注入量，功率因子及無功功率不能向 系統(tǒng)倒送的要求，應采取措施對無功功率沖擊、諧波電流等進行有效的 抑制。對于電弧爐和 LF 爐冶煉產生的無功沖擊及諧波

50、電流可在其 35kV 母 線上裝設一套動態(tài)無功補償裝置（SVC，即可對電壓波動及閃變進行動 態(tài)無功補償，又可以濾除電爐產生的諧波電流，同時還可兼作基波功率 因數補償。SVC補償容量約為36Mvar。在總降10kV母線擬采用集中功率因數補償裝置， 在煉鋼和水處理車 間變電所低壓側設低壓功率因數自動補償，使功率因數滿足供電部門的 要求。4.4 、配電線路敷設廠區(qū)配電線路均采用電纜， 敷設方式二種： 電纜溝敷設或直接埋地， 穿越道路或進出建筑物時電纜穿保護鋼管。廠區(qū)內設置電纜溝， 35kV 送 電弧爐、鋼包精煉爐的電纜沿電纜溝直接送至電爐高壓開關室和精煉爐 高壓開關室， 10kV 由高配室送至各變壓器和高壓電機的電纜采用電纜溝 和局部穿管相結合的方式敷設。 35kV、10kV 電纜擬采用銅芯交聯(lián)聚乙烯 絕緣電纜。廠房內配電線路均采用電纜，敷設方式有三種：電纜溝、電纜橋架、 穿保護管。煉鋼主廠房內采用封閉式母線槽作為車間干線。4.5 、煉鋼車間基礎自動化煉鋼車間內設有 1 臺 75t 超高功率高阻抗電弧爐， 1 臺 75t 鋼包精 煉爐，1臺75t VD精煉爐，1臺管坯連鑄機及其它輔助設備。電弧爐、