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1、2-1板坯电渣炉工艺及设备介绍2.1 概述武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司电炉车间现有70吨 Consteel电炉1座、70tLF钢包炉1座、70tVD真空脱气装置1座、四机四流合金钢方坯连铸机1台，年产方坯50万吨，最大生产能力可达60万t/a。根据武钢集团鄂钢公司“十一五”发展规划：鄂钢宽厚板二期工程拟考虑建设年产20万t特厚板坯生产线。特厚板坯料考虑由电炉炼钢厂采用电渣重熔和模铸两种方式供坯。为此鄂城钢铁有限责任公司决定在电炉炼钢车间新建20t电渣炉两座（预留40t两座），1.6吨化渣炉一座，年产电渣锭10000t。 2.2 电渣炉型式的选择及设备主要技术特点2.2.1电渣炉设备的选择目
2、前国内外板坯电渣炉大致有下列四种型式；（1）单相、单电极板坯电渣炉（美国的CONSARC公司、德国ALD公司制造，国内目前宝钢特殊钢分公司6-8吨正在调试中），主要适用于小断面，否则结晶质量不易保证；（2）单相、双电极串联板坯电渣炉（乌克兰Paton电焊研究所设计：俄罗斯70t板坯电渣炉，乌克兰亚速钢厂20吨板坯，日本40吨板坯），取得成功，效果良好；（3）三相三电极板坯电渣炉：美国、前苏联均进行了试验，但不成功；（4）低频、双电极串联电渣炉（东北大学设计制造：舞阳钢铁公司40吨板坯）取得成功，效果很好；根据目前国内外板坯电渣炉2-2使用情况及国内钢厂实际操作经验决定采用低频、双极串联、抽锭式
3、电渣炉。与传统电渣炉相比，它具有以下技术特点；(1)低频电源控制按最大毛坯尺寸48024004100mm计算，根据初步计算需要变压器容量为5200kVA。考虑到三相平衡的供电要求，用2台2600kVA三相整流变压器将10kV降至100V左右。通过晶闸管交-直-交变频，将三相交流逆变成1-5Hz的单相低频交流电，保证了三相平衡的供电要求。在国内特大吨位电渣炉设备中首次实现了低频电源控制。可显著节省电能。（2）双极串联重熔采用2支电极串联的重熔方式，可以实现减小短网感抗，提高功率因数；减少短网有功消耗，因此大幅度减低电耗；保证相同金属熔池深度的条件下，可提高熔化率。（3）结晶器固定、底水箱移动抽锭
4、 本电渣炉采用结晶器固定、底水箱移动的抽锭方式。抽锭系统由2个立柱和1套驱动系统构成，驱动系统由滚珠丝杠、差动减速机、交流伺服电机和交流电机组成。抽锭速度的调节由1台交流伺服电机实现，速度调节范围为28mm/min。快速移动采用交流电机，速度为1000mm/min。（4）二次冷却通过实施冷风的二次冷却，提高了铸坯的凝固质量。（5）钢锭在线保温在重熔某些钢种时，为防止抽出的钢锭长时间冷却温度偏低，造成上下温差很大，导致钢锭开裂。当2-3抽锭长度在结晶器外1米时，采用保温措施，实现了钢锭在线保温。2.3生产规模及产品方案2.3.1 生产规模根据4300mm特厚板生产的要求；炼钢供应电渣锭为1000
5、0t/a。电渣炉用连铸坯电极棒10575t/a 。 2.3.2 产品方案 主要钢种：海洋工程用钢、电站用钢、锅炉用钢、军工钢等。 电渣锭规格电渣锭重：最大锭重23.7t。 自耗电极：采用电炉厂自产240x240mm连铸坯做假电极棒，240（240（79）3000，2支。电渣锭规格：320（14002300）（37004100）mm。电渣锭和相应的电极尺寸规格见表2-1。自耗电极尺寸可根据需要拼焊成表中的自耗电极规格尺寸。锭型、及所需电极规格 表 2-1锭重/t电渣锭/mm 结晶器/mm 自耗电极/mm23.7 32023004100 T 型 720/3282360800 240（ 2409）3
6、000，2 支18.1 32018503900 T 型 720/3281890800 240（ 2407）3000，2 支13.0 32014003700 T 型 720/3281436800 240（ 2405）3000，2 支2.4 生产工艺路线及金属平衡 2.4.1 生产工艺路线1.0 万吨电渣钢锭的工艺路线如下：电炉LF/ VD炉连铸 缓2-4冷精整假电极焊接渣料称量烘烤化渣炉化渣电渣重熔电渣锭缓冷和退火精整检验送轧钢厂2.4.2 金属平衡金属平衡图见图 2-1 单位：万 t/年0.025 0.83 0.350.020 1.120.005 1.12 1.12 1.060.051.0图
7、2-1 金属平衡图废钢铁水铁合金70tx1电炉钢包LF/VD炉70tx1废钢电极棒连铸电渣炉电渣锭2-52.5 炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求见表2-2炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求表 表2-2序号 名称 单位 年消耗量 质量要求 备注一、 主要原材料消耗1 钢水 t 11250 由电炉炼钢车间供应2 电极棒 t 10583 按国家标准供应3 石灰、 t 300 按国家标准供应4 萤石 t 15 按国家标准供应5 工业氧化铝 t 15 按国家标准供应6 石墨电极 t 3.3 按国家标准供应7 结晶器铜板 t 0.3 外购8 耐火材料 t 12 按国家标准供应二、 主要动力介质消
8、耗1 电渣炉冶炼电耗 X106Kwh 13.0 35KV，380V，220V2 其他电耗 X106Kwh 0.15 35KV，380V，220V4 氧气 X106Nm3 0.60 1.2MPa，纯度99.6%5 混合煤气 X106Nm3 55.756 压缩空气 X106Nm3 1.86 0.4-0.6MPa8 补充新水 X106m3 0.05 0.6MPa2.6 电渣炉车间主要冶炼设备的技术性能2.6.1 20t电渣炉主要技术性能见表2-320t电渣炉主要技术性能表 表2-3序号 名称 单位 技术参数1 电渣炉公称容量 t座数 202（预留2座40t）2 电渣炉炉型 低频、双电极串联3 单锭生
9、产周期 h 32(重熔23.7吨钢锭时)4 最大熔化率 kg/h 15005 月产量 t 500(考虑多种规格)6 年产量 t/a 5000(考虑多种规格)2-6序号 名称 单位 技术参数7 炉用电源真空开关型号 XGN3型， 35kV电渣炉变压器 kVA 25002一次电压 kV 35二次电压 V 103 二次电流 kA 14.012频率 Hz 508 整流逆变装置频率 Hz 1-5容量 kVA 3250低频电压 V 40-110低频电流 kA 329 电极升降系统传动方式 滚珠丝杠快速 Mm/min 600慢速 Mm/min 1-30升降主体数量 套 1 （采用旋转框架式结构）电极行程 m
10、m 350010 短网硬短网电流密度 A/mm2 2.0软电缆电流密度 A/mm2 511 自耗电极制造方式 连铸制造布置方式 双极串联尺寸 mm 24021603000（一次2支，共2支）12 结晶器T型720/3282360800 mm 23.7吨，组合式T型720/3281890800 mm 18.1吨，组合式T型720/3281436800 mm 13.0吨，组合式13 抽锭机构慢速 Mm/min 1-8快速 Mm/min 600行程 mm 5000（满足4100mm锭高重熔）14 运锭车载重量 t 40行走速度 mm/min 250-1000(VVVF)15 液位检测装置2-7序号
11、名称 单位 技术参数检测液面方法 射线法（Cs 137）检测精度 mm 516 控制系统自耗电极称重 采用HBM系列称重模块，能实时连续测量自耗电极的重量计算机系统 采用两级计算机（PLC+工控机）自动化控制系统，可实现恒电流、递减功率控制、熔速曲线控制。17 电渣炉冷却水流量 m3/h 47018 烟气量 m3/h 4500（初始烟气含尘量为3g/m 3）19 除尘方式 炉顶吸尘罩直排方式2.6.2 1.6t化渣炉主要技术参数见表2-41.6t化渣炉主要技术参数表 表2-4序号 名称 单位 技术参数1 化渣炉公称容量 T座数 1.612 化渣炉型式 采用渣包移动方式，电极升降采用齿轮齿条传动
12、、炉盖提升采用链条方式。3 化渣量 t 平均1.6，最大2.04 化渣时间 min 90-1205 主要成分 萤石、工业氧化铝和石灰等6 渣料入炉温度 200-3007 液渣出炉温度 1550-16008 炉用电源化渣炉变压器 kVA 16001一次电压 kV 35二次电压 V 90-138V，17级，电动无载调压二次电流 kA 6600频率 Hz 509 电极升降系统横臂 导电横臂升降驱动方式 机械（齿轮齿条）电极提升降速度 m/min 0-3.0（可调）电极行程 mm 150010 短网水冷大截面电缆 mm2/相 1500二次侧铜排截面积 mm2/相 46002-8序号 名称 单位 技术参
13、数11 电极电极分布圆直径 mm 460电极直径 mm 200（高功率石墨电极）电极长度 mm 160012 渣包公称容量 t 1.6熔池直径 mm 1100熔池高度 mm 630（1.6t）渣包外壳直径 mm 1800渣包高度 mm 1820包衬耐材 碳砖13 炉盖及其升降系统提升方式 电机、减速机提升升降速度 mm/s 30行程 mm 30014 渣包车载重量 t 5行走速度 mm/min 13 (VVVF)轨距 mm 1400仃车精度 mm 1015 加料装置加料方式 振动给料器16 电渣炉冷却水流量 m3/h 2017 烟气量 m3/h 6000（初始烟气含尘量为3g/m 3）18 除
14、尘方式 炉顶吸尘罩直排方式2.7.电渣炉生产能力计算2.7.1计算前提条件电渣炉公称容量： 20t2座平均重熔钢锭： 23.7t平均冶炼电耗： 12001400 kwh/t 平均冶炼周期： 32h/炉电渣炉有效作业天数： 320天2-92.7.2电渣炉年生产能力24/3223.7320x2=11376 t/a可见,两台电渣炉能够完成10000t/a钢水的产量要求。考虑到将来发展需要，预留2台40t电渣炉。2.8 车间厂房及车间工艺布置2.8.1车间厂房及吊车配置根据总图要求，结合现场情况，电渣炉由一跨组成即由电渣炉跨（即原连铸跨延长86m）组成。厂房尺寸及吊车配置见表2-5主厂房尺寸及吊车配置
15、表 表2-5序号 跨间名称跨度（m）延长部分长度（m）面积（m2）轨面标高（m）起重机配置 备注1 连铸跨延长 30 26 7802 电渣炉跨（一期） 30 36 10803 电渣炉跨（二期） 30 2472024.5 75/20t 桥吊1（新增）跨间一端头新增 1 台10t 检修电葫芦，葫芦底轨面32.5m。合计 25802.8.2车间工艺布置电渣炉、化渣炉布置在电渣跨靠2D 列213#-216#柱之间。电渣锭缓冷坑、假电极精整焊接区、结晶器存放区、烘渣炉等布置在靠2C列213#-216#柱之间。为了节约投资，建设可以按二期进行即：一期将连铸跨延长62m到机修间厂房旁，新增1台75/20t桥吊，保留机修间，即建设211#到215#柱之间62m长的厂房。布置1台化渣炉、22-10台20t电渣炉，以及电渣锭缓冷坑、假电极精整焊接区、结晶器存放区、烘渣炉等。电渣锭将通过连铸跨(延长部分)的铁路或公路运到中厚板车间。二期，拆除机修间，将新厂房继续延长，即建设215#到216#柱之间24m长的厂房，放置2台40t电渣炉。虽然第一次投资低，但由于一期辅助作业面积太小，吊车作业面积也受限
