50万吨电炉炼钢、连铸连轧生产线建设草案
目录
1 总论
1．1项目提出
1．2建设规模
1．3产品初步方案
2 炼钢
2．1工艺及设备选择
2．2生产方法
2．3炼钢工艺流程
2．3．1流程
2．3．2工艺流程简述
2．4炼钢主体设备及主要参数
2．4．1电弧炉
2．4．2钢包精炼炉
2．4．3连铸系统
2．5炼钢、精炼及连铸各项主要指标
2．5．1电炉指标
2．5．2 LF炉指标
2．5．3 连铸机指标
2．6主要原材料
2．6．1废钢、生铁
2．6．2其它材料
2．6．3电极
3 棒材轧钢生产线
3．1工艺及设备选择
3．2生产方法选择
3．3工艺流程
3．4工艺流程简述
3．5棒材轧机主设备及参数
3．6棒材规格品种
4 小型型钢轧钢生产线
4．1工艺及设备选择
4．2工艺流程
4．3工艺流程简述
4．4型材轧机设备及参数
4．5型材轧制规格品种
5 动力能源
5．1热力
5．2供电
6 环境保护
7 设备费用（预估）
8 其它
1．总论
1．1 项目提出
炼钢能力55万吨，配公司现有螺纹钢连轧生产线及另外添置一条小型型钢生产线，共计50万吨轧钢能力，形成完整的的共计50万吨连铸连轧的生产线，以供市场需求。
1．2 建设规模
按公司现有的螺纹钢连轧生产线为基础，并另配一条小型型钢生产线，上游配套相应的炼钢连铸生产线，建成炼钢厂、轧钢厂，形成一条完整的生产链。
炼钢厂主要装备50吨交流偏心底出钢（50tAC/EBT）电弧炉2座，50吨钢包精炼炉一座，三机三流多功能方圆坯连铸机一台（R8m或R9m）。在目前条件下以全废钢为原料，形成短流程炼钢生产线，年产钢水55万吨、连铸坯53万吨（150～220方坯或Φ150～220圆坯）。
轧钢厂分两部分，其一以我公司现有棒材连轧生产线为基本模式，由20架全水平式机组组成棒材连轧生产线，除生产螺纹钢外，考虑生产圆钢管坯钢等产品，年生产能力30万吨；同时另建一条半连轧小型型钢生产线，年生产能力每年20万吨。
1．3 产品初步方案
棒材产品方案为大、小规格比较齐全的Ⅱ级Ⅲ级螺纹钢，低合金结构钢种圆钢及碳素管坯圆钢。螺纹钢可为Φ32～10系列，圆钢可为Φ50～120系列；型钢产品方案为小型角钢、槽钢、工字钢，规格为10﹟--20﹟。
2 炼钢
2．1 工艺及设备选择
炼钢厂主要原料为各种工业、民用及军用废钢，根据资源情况可配入生铁，同时寻求铁水或还原铁等其它资源。工艺流程为：废钢生铁加入50吨偏心底出钢电炉初炼脱P、脱C去除夹杂气体及有害物质后进入50吨钢包精炼炉脱气精炼，并除S、调整化学成分和钢液温度。精炼后的钢水用行车吊至连铸机后铸成坯，铸机连浇炉数≥5炉。
工艺设计与设备选型以简单实用为原则，采用不带加热隧道的50吨高功率偏心底出钢交流电弧炉2座配1台精炼炉配1座连铸机的模式，即2+1+1模式。
主要设备选型为：
50吨偏心底出钢高功率电弧炉2座；
50吨LF钢包精炼炉1座；
R9米三机三流弧形连铸机1座。
以上设备均为中国成熟设备，结构简单，维护方便，一般的备品备件均可就地解决。
为长远发展考虑，钢包精炼炉可预留抽真空工位。
2．2 生产方法
炼钢方法为2对1对1的短流程冶炼工艺设置，即2座50吨偏心底电弧炉配1座50吨LF精炼炉配一台R8米三机三流连铸机以及其它辅助设备。所有设备特别是30吨电炉都是国内成熟可靠的设置，简单易行，维护方便，备品备件容易就地取材。配置2台50吨电炉还可以在其中一台出故障时，仍可继续维持生产，避免全线停工。
根据目前中国冶炼水平及国际炼钢发展的趋势，在炼钢车间建设中尽可能地配置成熟的先进工艺装备。应用如下成熟的先进技术：
（1）偏心炉底无渣出钢与炉中留钢留渣操作；
（2）炉门C-O枪喷吹助熔、炉壁天燃气喷吹助熔及二次燃烧技术；
（3）密排式水冷炉壁及水冷炉盖；
（4）泡沫渣埋弧冶炼技术；
（5）电炉除尘采取半密封罩和屋顶罩排烟、袋式除尘器净化；
（6）炉外精炼技术；
（7）全连铸；
（8）管坯钢连铸时采取保护浇铸；
（9）短流程生产线；
（10）电气控制采用可编程序控制器（PLC）；
（11）电炉机械系统采用全液压控制。
2．3 炼钢工艺流程
2．3．1 流程 中频炉
废钢、生铁炉料装入电炉→给电熔化→碳氧枪吹氧助熔→炉料熔清→造泡沫渣去P去碳、调整钢液成份与温度→电炉偏心底留渣出钢、钢包中初步合金化、造渣→进入精炼工位→精炼炉通电化渣热平衡同时全过程底吹氩→脱氧造白渣→调整合金成份与温度→出精炼工位→钢包上回转台→钢包开浇钢水到中间包→中包开浇钢水到结晶器→拉坯→定尺切割→精整及分炉号→红送至轧钢加热炉
这是一条比较先进的电炉初炼、LF炉精炼、全连铸短短炼钢生产线。
2．3．2 工艺流程简述
炼钢炉料由废钢、生铁组成，其比例由资源情况而定，一般生铁量不超过30%，由天车电磁吊将废钢装入料罐进行配料。每炉不超过两次料。经检斤后由过跨车由配料跨送至炼钢跨，由炼钢跨天车由炉顶加入原料。
关闭炉盖通电冶炼，电炉采用强化冶炼的措施，采用高功率送电，造泡沫渣，炉门口碳氧喷枪强化用氧，用氧强度达到45Nm³，炉壁喷枪喷吹天然气。所需造渣材料石灰、萤石等由炉顶加料机或炉门口人工加入。炉渣处理采用热泼渣工艺，由铲车送出车间集中处理。
电炉由人工热电偶测温，人工取样送化验室分析成份。当电炉冶炼的钢水符合初炼要求时，经偏心底无渣出钢到钢包车上的钢包中，再送至精炼炉精炼。钢包出钢前通好氩气并加入造渣材料。出钢时将事先准备好的铁合金随钢流加入包中。电炉内留钢大约为5吨。
接钢后的钢包在精炼工位上进行精炼。钢液精炼全过程吹氩搅拌，用造渣材料和脱氧剂调渣，调整电流进行调温，加入铁合金进行成分的调整。精炼炉投产初期不上真空工位，但预留此功能，以为今后的发展留有余地。
精炼合格的钢水以大包滑动水口至中间包，再将钢水浇注到结晶器中。中间包采用10吨容量，以减少中间包内的温度损失，并可稳定连铸的浇注速度。从结晶器中拉出的钢坯经多点矫直，剪切后，成为合格的坯料。生产管坯料时，将采用长水口无氧化浇注技术。
2．4 炼钢主体设备及主要参数
2．4．1 电弧炉
形式：高功率偏心底出钢式交流电弧炉。
台数：2台。
公称容量：50吨。
单炉出钢量：56吨。
炉壳直径：Φ4700mm
炉变容量：24MVA
一次电压：35KV
二次电压：430V~170V
电极直径：Φ450mm
驱动方式：液压。
结构形式：高架式。高架式比地面式有优越的工作环境。同时可采取水泼渣，节省渣罐及渣罐车。
二次出线和电炉横臂间由集束式水冷电缆连接，横臂采取复合式导电横臂，横臂中腔水冷。这些大大提高了导体导电性能，同时具有很高的设备可靠性。
电极升降动作采取液压系统驱动，电液比例阀进行控制，动作灵敏可靠。
炉盖为密排式水冷炉盖，使用寿命可达3000~4000次。炉体上部采用挂渣水冷块，寿命长，并节约大量耐火材料。
2．4．2 钢包精炼炉
型式：桥架式
台数：1台
单台容量：50吨
炉变容量：10MVA
一次电压：35KV
二次电压：300~400V
钢包自由空间高度：350mm (注：若将来上真空工位时，自由空间大大增加，钢包需重新选型)
电极直径：Φ350mm
主要驱动方式：液压。
采用水冷炉盖、集束式水冷电缆。
精炼炉附近附设吹氩装置，精炼过程全程吹氩。
2．4．3 连铸系统
三机三流R9米弧形连铸机。
中间包容量：10吨。
结晶器结构：管式弧形，窄水缝导流水套式。
浇注钢种：Ⅱ级与Ⅲ级螺纹钢及小型型钢所涵盖的所有钢种的钢坯，碳素管坯钢，低合金钢。
铸坯断面尺寸：120²mm，150²mm，220²mm，180×220mm矩形坯及Φ220mm圆坯等。
连浇炉数：≥5炉。
2．5 炼钢、精炼及连铸各项主要参数指标
2．5．1 电炉指标
|
序号
|
名称
|
单位
|
数值
|
|
1
|
电炉公称容量
|
T
|
50
|
|
2
|
电炉座数
|
座
|
2
|
|
3
|
炉壳内径
|
mm
|
Φ4700mm
|
|
4
|
电炉变压器额定容量
|
MVA
|
24
|
|
5
|
电极直径
|
mm
|
Φ450mm
|
|
6
|
平均出钢量
|
t
|
56
|
|
7
|
平均冶炼周期
|
min
|
90
|
|
8
|
电炉年作业天数
|
d
|
310
|
|
9
|
年产钢水量
|
t
|
277760×2=555520
|
|
10
|
电炉吨钢冶炼电耗
|
度
|
450
|
|
10
|
吨钢电极单耗
|
kg
|
3.5
|
|
11
|
吨钢综合用氧量
|
M³
|
48
|
| |
|
|
|
|
2．5．2 LF炉指标
|
序号
|
名称
|
单位
|
数值
|
|
1
|
容量
|
t
|
50
|
|
2
|
LF炉座数
|
座
|
1
|
|
3
|
变压器额定容量
|
MVA
|
10
|
|
4
|
电极直径
|
mm
|
Φ350
|
|
5
|
精炼周期
|
min
|
30~55
|
|
6
|
吨钢精炼电耗
|
度
|
40
|
|
7
|
精炼电极耗
|
kg
|
0.5
|
|
8
|
精炼吨钢耗氩量
|
M³
|
0.3
|
2．5．3 连铸机指标
|
序号
|
名称
|
单位
|
数值
|
|
1
|
半径R
|
m
|
9
|
|
2
|
流数
|
流
|
3
|
|
3
|
拉速
|
m/s
|
1~3.5
|
|
4
|
连浇炉数
|
炉
|
≥5
|
|
5
|
铜管消耗
|
g/t
|
40
|
|
6
|
吨钢连铸耗水
|
M³
|
0.6
|
2．6主要原材料
2．6．1废钢、生铁
废钢主要为当地的民用废钢、工业废钢及军用废钢。
废钢基本要求：体积密度：>1.0吨/m³
几何尺寸：最大长度≤0.6m
最大断面：≤0.5×0.5m
最大单块重量：＜1000 kg
杂质含量：≤0.05% P、S含量低。
废钢严禁混有爆炸物与密闭容器，不得含有毒物质，不得含有油污及有色金属，废钢表面应清洁干燥。
生铁按炼钢生铁国家标准执行。
2．6．2 其它材料
其它材料如石灰、萤石、碳粉、铁合金等按国家标准执行。
2．6．3电极
电炉采用Φ450mm中国生产超高功率电极。 中频炉
精炼炉采用Φ350mm中国生产高功率或普通功率电极。 |
