炼钢材料、设备.docx

炼钢工艺及设备

2.1概述
联众(广州)股份有限公司建设年产80万t的不锈钢专业厂，工程分两期建设，一期建设30万t的冷轧不锈钢厂；二期工程建设炼钢厂、热轧厂和第二冷轧厂，最终形成年产80万t不锈钢热轧钢坯、
12.6万t不锈钢热轧黑皮钢卷和16.8万t不锈钢热轧白皮钢卷、
46.1万t冷轧钢卷的生产能力。
根据产品要求，炼钢系统考虑采用电炉—AOD转炉—VOD炉三步法冶炼工艺，形成年产82万t不锈钢钢水的规模；主要生产钢种为奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢。炼钢厂内主要工艺设备有：150t超高功率交流电弧炉1座；170tAOD转炉1座；170tVOD真空脱气装置1座；板坯连铸机1台。原料条件：43％碳钢废钢+12％不锈钢废钢+45%合金(高碳FeCr)。电炉设计冶炼周期75min，AOD转炉冶炼周期65~75min，VOD炉精炼周期65min。炼钢车间年有效工作天数252天。
2.2 生产规模及产品
炼钢车间生产全不锈钢，年产不锈钢钢水82万吨，生产规模及产品大纲见表2-1。
生产规模及产品大纲 表2-1
序号
钢 种
代表钢号
钢水产量（万t/a）
比例 ％
1
奥氏体不锈钢
200系列
4.1
5
JIS304
49.2
60

JIS304L
4.1
5

JIS316
4.1
5

JIS316L
2
铁素体不锈钢
400系列
20.5
25

合计

82
100

代表钢种化学成分表 表2-2
代表钢号
[C]
(%)
[Si]
(%)
[Mn]
(%)
[P]
(%)
[S]
(%)
[N]
(%)
[Cr]
(%)
[Ni]
(%)
[Mo]
(%)
[Ti]
(%)
304
0.035-0.055
0.5-0.6
1.0-1.3
≤0.03
≤0.01
≤0.06
18.05-18.3
8.03-8.15

304L
0.015-0.25
0.35-0.55
1.3-1.5
≤0.03
≤0.01
0.035-0.055
18.05-18.3
8.03-8.15

316L
≤0.025
0.55-0.7
0.7-0.9
≤0.03
≤0.004
0.025
16.1-16.3
10.05-10.15
2.05-2.25

409
≤0.015
0.4-0.6
≤0.5
≤0.035
≤0.004
≤0.012
11.1-11.3
≤0.3

7x(C+N)
430
0.035-0.05
0.25-0.4
0.45-0.55
≤0.03
≤0.008
0.035-0.055
16.1-16.3
≤0.2

2.3 炼钢工艺确定及主要设备
2.3.1不锈钢冶炼工艺
目前世界上不锈钢的冶炼有三种方法，即一步法，二步法，三步法。
一步法：即电炉一步冶炼不锈钢。由于一步法对原料要求苛刻（需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬），生产中原材料、能源介质消耗高，成本高，冶炼周期长，生产率低，产品品种少，质量差，炉衬寿命短，耐火材料消耗高，因此目前很少采用此法生产不锈钢。
二步法：1965年和1968年，VOD和AOD精炼装置相继产生，它们对不锈钢生产工艺的变革起了决定性的作用。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。
采用电炉与VOD二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点：
1）VOD炉不仅可以生产不锈钢的所有品种，包括C＋N≤150ppm的低碳低氮不锈钢，而且钢水含氮含氢量低，钢水质量较好；
2）VOD炉氧气耗量(10Nm3/t钢)、氩气耗量(0.3Nm3/t钢)、还原硅铁耗量(4kg/t钢)较少；
3）VOD炉设备投资少，仅5800万元，且对厂房适应性也较好；
4）VOD炉不需设置庞大的除尘系统、炉渣运输及处理系统。
其缺点：
1）由于VOD要求初炼钢水含C<0.6%左右，要求电炉出钢C在0.6%以下，因此需要采用高价中低碳FeCr以及20％不锈钢废钢进行配料，增加操作成本；
2）由于脱C速度较慢，精炼时间长（80-120分钟），生产率低；
3）电炉＋VOD炉结合综合生产成本较高。
目前该法仅用于生产少量不锈钢，采用VOD炉生产不锈钢的厂家的产量约占不锈钢总产量的5.8%左右。因此VOD炉比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。
采用电炉+AOD的二步法工艺生产不锈钢具有如下优点：
1）AOD生产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含C可达到2%左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20％不锈钢废钢作为原料，降低了操作成本；
2）AOD法可以一步将钢水中的碳脱到0.01％，且不锈钢中95％的品种都可以生产；
3）不锈钢生产周期较短，灵活性较好；
4）生产系统设备总投资较VOD贵，但比三步法少5800万元；
5）AOD炉生产一步成钢，人员少、设备少，所以综合成本较低。
其缺点：
1）由于侧吹风口的耐材熔损较快，炉衬使用寿命短（仅130-200炉）；
2）还原硅铁消耗大（14kg/t钢）；
3）目前还不能生产超低C、超低N不锈钢，且钢种含气量较高；
4）氩气耗量大（12-20Nm3/t钢）；
目前世界上88%不锈钢采用二步法生产，其中76%不锈钢是通过AOD炉生产。因此它比较适合大型不锈钢专业厂使用。
三步法：即电炉+复吹转炉+VOD三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含Cr、Ni的半成品钢水；复吹转炉主要任务是吹氧快速脱碳，以达到最大地回收Cr的目的；VOD真空吹氧负责进一步脱碳、脱气和成份微调。三步法与传统的二步法电炉＋AOD相比，有如下优点：
1）氩气消耗量低（0.6～2.0Nm3/t）；
2）还原硅铁消耗低（8～10Kg/t）；
3）复吹转炉炉衬寿命高（约900～1500炉，最高2000炉）；
4）精炼周期短（60～70分），生产率高，易于连铸配合实现全连浇；
5）生产品种多（可以冶炼所有不锈钢产品）；
6）钢水气体含量低，[N]=40-70ppm、[H]≤2ppm；
7）生产成本低，据国外比较三步法生产不锈钢比二步法节约9美元/t坯，据上钢三厂比较，节约160元/t坯。
因此三步法比较适合氩气供应比较短缺的地区，且生产低C、低N不锈钢比例较大的专业厂采用。
综合比较，考虑到新建钢厂100％生产不锈钢，生产规模大，生产品种多，且联众公司在三步法生产不锈钢的管理和生产实践上有着丰富的经验，因此设计采用电炉＋AOD转炉＋VOD的三步法不锈钢冶炼工艺。
2.3.3熔剂及铁合金加料系统工艺方案
由于冶炼不锈钢电炉、转炉及钢包炉需要散料较多，采用垂直皮带机系统集中供料。EAF、AOD、钢包精炼炉分别采用3组高位料仓，熔剂及铁合金加料系统经垂直皮带机集中上料、分散供料给各高位料仓，再经过转运皮带机分别给电炉、炉后钢包及LF、VOD系统。

EAF高位料仓表 表2-3
料仓序号
物料
料仓容积（m3）
堆比重（t/m3）
储存料重（t）
备注
1
活性石灰
100
1
100

2
Ni
100
3.5
350

3
FeCr(HC)
70
4
280

4
白云石
100
1.6
160

5
活性石灰
70
1
70

6
FeSi
25
2.6
65

7
FeCr(LC)
25
3
75

8
萤石
25
1.6
40

9
FeMo
70
4.7
329

10
备用
70

AOD高位料仓表 表2-4
料仓序号
物料
料仓容积（m3）
堆比重（t/m3）
储存料重（t）
备注
1
FeCr(HC)
100
4
400

2
FeMo
25
4.7
117.5

3
白云石
25
1.6
40

4
萤石
25
1.6
40

5
Ni
50
3.5
175

6
废钢
70
2
140

7
FeNi（HC）
100
4
400

8
FeNi（HC）
70
4
400

9
FeNi（LC）
50
4
280

10
FeCr Si(LC)
50
3
75

11
FeCr(HC)
100
4
400

12
MgO
25
1
25

13
Al
25
1.5
37.5

14
FeSi
100
2.6
72.5

15
FeMn(HC)
50
3.6
180

16
SiMn(MC)
50
3.4
170

17
白云石
150
1.6
240

18
活性石灰
150
1
150

19
活性石灰
150
1
150

20
活性石灰
150
1
150

VOD/LF高位料仓表 表2-5
料仓序号
物料
料仓容积（m3）
堆比重（t/m3）
储存料重（t）
备注
1
FeMo
25
4.7
117.5

2
Ni
25
3.5
87.5

3
FeMn（LC）
25
3.7
92.5

4
FeMn（HC）
25
3.6
90

5
FeCr(LC)
25
3
75

6
FeCr(HC)
25
4
100

7
MnSi(LC)
25
3.5
87.5

8
Al
25
1.5
37.5

9
FeSi
50
2.6
130

10
FeSi
50
2.6
130

11
活性石灰
100
1
100

12
白云石
25
1.6
40

13
备用
25

14
备用
25

15
萤石
25
1.6
40

16
活性石灰
100
1
100

2.3.4电炉转炉出渣
电炉、转炉出渣及扒渣站出渣均采用渣罐车出渣。先将电炉、转炉渣流入18m3渣罐内，然后采用抱罐车运至翻渣间，经冷却回收后再运到渣场处理或直接运往渣场。
连铸钢包铸余渣采用回炉方式，这样电炉既可以利用铸余渣提前进行脱P、S，减少渣料消耗，进行综合利用，还可以减少铸余渣的运输。电炉、转炉除尘后的烟尘也可以加入到电炉进行综合利用。
2.3.5电炉转炉修砌
目前炼钢车间电炉修砌方式可以采用离线修砌(活炉座)也可以采用在线修砌(死炉座)。为了提高车间作业率，我们采用离线修炉工艺。
与一般转炉相比较来说，因为AOD精炼转炉炉衬寿命很短，只有几百炉，而且车间主要生产工艺设备均是一对一的关系，为了保证车间年产量，提高车间作业率，采用离线修理可以满足要求。
2.3.6电炉转炉除尘
近代电炉普遍都采用电炉四孔＋密闭罩＋屋顶罩三位一体的联合除尘方式，达到降低噪音和有效收集烟尘目的，经过布袋系统除尘后，气体含尘量小于10mg/Nm3，噪音下降至 85分贝以下。因此决定电炉除尘采用电炉四孔＋密闭罩＋屋顶罩的联合除尘方式，以满足现代化钢厂严格的环保治理要求。
转炉采用一次+二次烟气排烟系统，除尘采用干法除尘。
2.3.7主要设计特点和新技术的采用
为了保证该炼钢车间的现代化水平，确保把炼钢车间建成一个优质、高产、高效、低耗的车间，本设计将采用如下新工艺、新设备、新技术。
1）电炉采用超高功率电炉；
2）电炉采用辅助能源及炉内二次燃烧技术，以达到最佳能源利用；
3）电炉炉门外配置自耗式碳氧枪，在冶炼不锈钢时插入钢液中造泡沫渣，实现埋弧冶炼；
4）电炉采用水冷炉壁和水冷炉盖等技术；
5）采用出钢槽钢渣混出工艺，提高Cr的回收率；
6）采用导电横臂技术和短网系统三相平衡布置的技术；
7）在电炉出钢线附近设有在线钢包烘烤器，可做到“红包”出钢，降低出钢温度；
8）电炉出钢钢包车设有电子称量装置和钢包氩气搅拌系统；
9）电炉、出钢钢包、转炉、LF、VOD炉采用机械化、自动化加渣料及铁合金，进一步提高炼钢效率；
10）电炉采用四孔+密闭罩+屋顶罩相结合的除尘方式，转炉四周采用防烟室和炉前、炉后大门将转炉封闭起来的捕捉二次烟尘，满足现代化炼钢厂对环保的严格要求；
11）转炉采用顶侧复合吹炼工艺，侧部供气采用微机控制，氮氩自动切换；
12）转炉氧枪升降传动采用变频调速；
13）转炉倾动采用变频调速，转炉倾动机构采用四点啮合的全悬挂型式，炉口、炉帽、托圈、耳轴采用水冷，炉腹部分采用风冷；
14）转炉炉前、炉后门及周围挡板采用无水冷型防护结构，节约能源；
15）转炉设钢包在线快速烘烤器，红包出钢。在线快速烘烤器和其它烘烤器均采用高效蓄热燃烧系统，可节约能源50%；
16）转炉在线连续测温技术。
17）钢包下渣检测及自动关闭钢包滑动水口系统.；
18）炼钢车间配备有光谱分析等快速分析设备，满足电炉炼钢的快节奏和质量控制的要求；
19）炼钢车间将配置三级自动化控制及管理系统，对炼钢生产全过程进行自动监测和控制，实现典型钢种最佳化操作；
20）炼钢车间主要冶炼设备均引进国外先进的技术设备，在保证技术先进性和可靠性前题下，尽量节约基建投资，采用最合理的工艺布置，使炼钢车间在工艺和技术上达到目前世界先进水平。
2.4生产工艺路线及金属平衡
2.4.1生产工艺路线
1）200系列、304、400系列等不锈钢：
43%碳钢废钢＋12%不锈钢废钢＋45%合金→电炉→AOD转炉→LF钢包精炼炉→连铸机
2）304L、316、316L等不锈钢
43%碳钢废钢＋12%不锈钢废钢＋45%合金→电炉→AOD转炉→VOD真空处理→LF钢包精炼炉→连铸机
2.4.2金属平衡
金属平衡见图2-1。

铁合金
不锈钢废钢
碳钢废钢

396305

106436
410335

384210
超高功率交流电弧炉
150t×1

264082

12095
711709
20000

AOD转炉
170t×1

139673

3290

3290
LF炉
170t×1

VOD炉
170t×1

738000
82000

板坯连铸机

800000

金属平衡图2-1 （单位：t/年）

2.5炼钢车间原材料、能源介质消耗及质量要求
原材料、能源介质消耗及质量要求见表2-3。
原材料、能源介质消耗及质量要求 表2-6
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
碳钢废钢
万t
40.84
体积密度>0.6t/m3，断面<500x500mm，长度<1000mm，重量<1t，S<0.04%，P<0.04%

2
不锈钢废钢
万t
10.64
体积密度>0.5t/m3，断面<500x500mm，长度<1500mm，重量<1t，S<0.03%，P<0.035%

3
铁合金
万t
41.03
按国家标准供应，粒度30-50mm

4
石灰
万t
83.64
按国家标准供应，粒度30-50mm

5
萤石
万t
0.57
按国家标准供应，粒度30-50mm

6
生白云石
万t
1.07
按国家标准供应，粒度30-50mm

7
碳粉
万t
0.82
成份C<85%，S<1%，灰分<12%，粒度<1.0mm

8
电极
万t
0.28
按国家标准供应

9
线卷
万t
0.13
按国家标准供应

10
料罐及工具
万t
0.16
按国家标准供应

11
保温剂
万t
0.49
按国家标准供应

12
镁砂
万t
9.84
按国家标准供应

13
铬碳砖
万t
6.48
按国家标准供应

14
镁砖
万t
1.64
按国家标准供应

15
高铝砖
万t
9.84
按国家标准供应

16
粘土砖
万t
3.28
按国家标准供应

17
耐火粉
万t
0.82
按国家标准供应

二
主要动力介质消耗

1
电炉冶炼电耗
x106kwh
410
35 KV，380V，220V

2
其它电耗
x106kwh
41
35 KV，380V，220V

3
氧气
x106Nm3
53.3
压力2.0MPa，纯度99.6%，含水量<0.5kg/min

4
氩气
x106Nm3t
11.48
压力>02.0MPa

5
氮气
x106Nm3
16.4
压力>2.0MPa

6
压缩空气
x106Nm3
29.52
压力0.4-1.0MPa，干燥，无油

7
工业净环水量
x106m3
45.1
压力0.7MPa

8
蒸汽
x106kg
82
压力1.3MPa，温度210℃，蒸汽干度≥97%

9
LPG
x106GJ
0.42
热值≥40128kJ/Nm3

2.6炼钢车间主要冶炼设备性能
2.6.1 电炉及其辅助设备技术性能

150t电炉主要技术性能表 表2-7
序号
名称
单位
技术参数
1
电炉公称容量
tx座数
150x1
2
电炉型式

AC出钢槽式
3
平均出钢量
t
150
4
最大出钢量
t
160
5
电炉炉壳直径
mm
8000
6
炉门至操作平台高度
mm
700
7
电炉容积
m3
170
8
熔池容积
m3
24
9
熔池深度
mm
950
11
电炉倾动方式

单缸倾动，双缸锁紧
12
电炉倾动角度
度
+40(出钢),-10(出渣)
13
电炉倾动速度
度/s
0.5-3.5
14
炉盖提升旋转型式

液压顶缸式，连身式炉盖，与电极可分开旋转
9
炉盖提升行程
mm
500
10
炉盖提升、下降速度
mm/s
30
11
电极直径
mm
Φ710
12
电极极心圆直径
mm
1350-1500
13
电极提升行程
mm
5300
14
电极提升速度

自动
mm/min
120-250

手动
mm/min
120-300

应急快速提升
mm/min
400
15
炉盖旋转速度
度/s
4
16
炉盖旋转角度
度
72
17
炉盖提升时间
s
12
18
炉盖旋转时间
s
18
19
电炉变压器额定容量
MVA
155
20
变压器一次电压
KV
35
21
变压器二次电压
V
735~1327
22
最大电极电流
kA
78
23
冷却水系统

冷却水总流量
m3 / h
1953

冷却水进水压力
MPa
0.6

冷却水进水温度
℃
45

冷却水回水温升
℃
15-32
24
液压系统

电极调节方式

电液调节

循环泵台数
台
2用1备

循环泵额定流量
L/min
220

电极夹持器额定压力
MPa
25

油箱容积
L
5000
25
主要辅助设备配置

炉门氧枪及喷粉系统
自耗式碳氧枪技术参数表 表2-8
序号
名称
单位
技术参数
1
旋转、倾动、摆动型式

电动
2
氧枪数量
支
2
3
喷粉枪
支
1
4
氧气流量
Nm3/h
2x3000
5
供氧压力
MPa
1
喷FeSi与喷C枪参数表 表2-9
序号
名称
单位
技术参数
1
FeSi与C粉最大颗粒
mm
<3
2
喷FeSi氮气耗量
Nm3/h
900
3
喷C粉 压缩空气气耗量
Nm3/h
900
4
储仓个数
个
2
5
储仓容积
m3
25
6
额定喷粉能力
kg/min
150
石灰喷吹系统参数表 表2-10
序号
名称
单位
技术参数
1
石灰粉颗粒
mm
3~12
2
石灰堆密度
t/m3
1.0-1.2
3
耗量
kg/t钢水
15

喷罐容积
m3
2.5
4
压缩空气
个
2

压力
MPa
0.6

喷吹耗量
Nm3/h
300-1500

硫化耗量
Nm3/h
100
5
储仓容积
m3
50
6
额定喷粉能力
kg/min
50-252
2.6.2 170tAOD炉及其辅助设备技术性能
170tAOD转炉主要技术性能表 表2-11
序号
名称
单位
技术参数
1
转炉公称容量
tx座数
170x1
2
最大出钢量
t
180
3
风口数量
个
8
4
风口布置位置

水平布置在炉壁
5
新炉容积
m3
102
6
转炉主要尺寸

转炉高度
mm
9110

炉身直径
mm
6117

炉口直径（耐材内径）
mm
1950
7
转炉倾动速度
rpm
Max.1.2
8
事故驱动

事故驱动方式

气动马达

气源

氮气

压力
MPa
Max.1.8

流量
Nm3/min
30

事故倾动速度
rpm
0.15

倾动180°时蓄能器容积
m3
10
9
旋转接头

驱动侧旋转接头个数x直径
个x mm
1xΦ100

非驱动侧旋转接头个数x直径
个x mm
8 xΦ25

压力
MPa
2.5

顶吹氧枪主要技术性能表 表2-12
序号
名称
单位
技术参数
1
长度
mm
15000
2
直径
mm
~220
3
喷嘴型式

3孔
4
氧气额定流速
Nm3/min
250
5
氮气、氩气额定流速
Nm3/min
70
6
氧气压力
MPa
1.2
7
冷却水流量
m3/h
100
8
冷却水压力
MPa
0.8
9
氧枪提升行程
mm
11000
10
氧枪最大提升速度
m/min
20
11
氧枪最小提升速度
m/min
5
12
氧枪事故提升

事故驱动方式

气动马达

气源

氮气

压力
MPa
Max.1.8

流量
m/min
5

事故提升速度
rpm
0.15

风口主要技术性能表 表2-13
序号
名称
单位
技术参数
1
型式

双管式
2
数量
个
8
3
内径
mm
16
4
总气体流量
Nm3/min
180
5
氮气、氩气额定流速
Nm3/min
70
6
材质

中心铜管，透气部分钢管
2.6.3 170t LF
LF炉主要技术参数表 表2-14
序号
名称
单位
技术参数
1
LF炉型式

炉盖固定单钢包车式
2
LF炉公称容量
t
170
3
最小钢水处理量
t
130
4
最大钢水处理量
t
170
5
钢包净空高度
mm
1460（170t时）
6
电极直径
mm
450
7
电极极心圆直径
mm
875+/-25
8
升温速度
℃/min
3.5
9
电极提升行程
mm
4000
10
电极提升速度

自动
mm/s
100-120

手动
mm/s
120-150
12
炉盖提升行程
mm
400
13
炉盖提升速度
mm/s
30
14
变压器额定容量
MVA
26
15
变压器一次电压
kV
35
16
变压器二次电压
V
250~370
自动测温取样装置主要技术参数表 表2-15
序号
名称
单位
技术参数
1
长度
mm
5500
2
测温枪上下运动速度
m/min
15
3
测温枪上下运动型式

电动
4
枪的位置控制

编码器，限位开关
2.6.4 170tVOD 炉主要技术性能
VOD炉主要技术性能表 表2-16
序号
名称
单位
技术参数
1
VD/VOD型式

双罐位高架式
2
VD/VOD公称容量
t
170
3
钢包自由空间
mm
1460(170t）
4
真空罐直径
mm
Φ6700
5
真空罐高度
mm
8500
6
真空罐盖直径
mm
Φ6700
7
真空罐盖高度
mm
1500
8
真空罐车走行速度
mm/min
0-12
9
真空罐提升高度
mm
1100
10
真空罐提升速度
mm/min
1
11
真空罐盖车长x宽
mxm
12x8.5
11
盖车车轮数量
个
4
12
驱动轮个数
个
2
13
轨距
mm
7500
12
真空泵型式

5级蒸汽喷射泵；3台水环泵
13
工作真空度
Pa
67
14
抽气能力
Kg/h
600 (在67Pa下)
15
极限真空度
Torr
0.2
16
抽空时间
min
5.5
17
抽气管道直径
mm
1200
18
1.3MPa下蒸汽耗量
t/h
14.2
19
水耗量
t/h
1140
20
氧气流量
Nm3/h
2500
21
氧气压力
MPa
1.2
2.7 炼钢车间主要设备产量计算
2.7.1电炉生产能力计算
1）计算前提条件
电炉公称容量 150t×1座
变压器额定容量 155MVA
电炉平均出钢量 150t
各工序配合作业系数 0.81
平均功率因素 0.77
电效率 0.88
热效率 0.85
43％碳钢废钢＋12％不锈钢废钢＋45％铁合金时电耗为500kwh/t
2）通电时间计算
通电时间＝(155x500x60)/(155000x0.77x0.88x0.85)=51分
3）辅助作业时间计算
表2-17
序号
项 目
作业时间
1
装料时间（min）
6
2
出钢时间（min）
5
3
出钢槽维修（min）
4
4
电极更换（min）
2
5
测温、取样（min）
2
6
准备（min）
5

合计
24
辅助作业时间=23分
4）冶炼周期（即通电时间＋辅助作业时间）
当变压器额定容量为155MVA时，冶炼周期为51＋24＝75min
5）车间设备作业率
表2-18
序号
项 目
天数
小时
备 注
1
年日历时间
365
8760

2
年集中检修时间
-6
-144

3
计划检修时间
-26
-624
12h/周
4
AOD、VOD或其它停机时间
-15
-336

5
EAF换炉时间
-2
-48
4h/每次
6
AOD换炉时间
-3
-72
2h/每次（另有2天与EAF同时更换）
7
车间有效作业时间
313
7512

6）电炉年生产能力
Q＝（1440/75）x150x313 x0.81 ＝730166t/a
通过计算说明当变压器选择为155MVA时能够完成71.17万t/a初炼不锈钢水的要求。
2.7.2 AOD转炉生产能力计算
1）计算前提条件
AOD转炉公称容量 170t×1座
原料条件 150t电炉钢水和15％冷却剂（废钢和合金）
AOD转炉平均出钢量 170t
各工序配合系数 0.81
2）精炼周期计算
AOD转炉精炼时间 表2-19
序号
名称
单位
时间
备注
1
加料
min
3

2
吹氧脱碳
min
38

3
测温取样
min
2

4
还原
min
9

5
出渣
min
8

6
合金化
min
3

7
出钢
min
3

合计
min
65

因AOD转炉周期65min比EAF出钢周期75min小，而EAF与AOD为一对一关系，因此AOD转炉生产能力计算时，取电炉冶炼周期75min。
3）AOD转炉年生产能力
Q＝（1440/75）x170x313 x0.81 ＝827522t/a
通过计算说明选1座170tAOD转炉能够完成82万t/a精炼不锈钢水的要求。
2.7.3 VOD炉生产能力计算
1）计算前提条件
VOD公称容量 170t×1座
VOD平均处理量 170t(钢包自由空间1460mm)
原料条件 170t精炼钢水
各工序配合系数 0.81
2）精炼周期计算
VOD精炼时间表 表2-20
序号
名称
单位
准备工位时间
VOD精炼时间
1
钢包吊到VOD处理工位
min
5

2
接吹氩管及吹氩设定
min
2

3
测温取样（大气下）
min
2
2
4
罐盖开到处理位及盖下降定位
min

2
5
减压到150~200Tor
min

3
6
吹氧脱碳时间
min

28
7
VOD处理及钢水轻搅拌
min

15
8
合金化及加混还原剂
min

7
9
真空下还原
min

12
10
复压1
min

2
11
罐盖提升到罐盖车开到另一工位
min

2
12
测温取样等结果
min
10

13
加合金微调
min
10

14
测温取样
min
2

15
吊出钢包
min
2

合计
min
33
73
因VOD周期73min比EAF出钢周期75min小，而EAF与VOD也为一对一关系，因此VOD生产能力计算时，取电炉冶炼周期75min。
3）VOD炉设备生产能力
Q＝（1440/75）x170x313 x0.81＝827522t/a
通过计算说明选1座170tVOD炉能够完成82.25万t/a精炼不锈钢水的能力，完全可以满足生产需求。
2.8炼钢车间组成及工艺布置

2.8.2车间工艺布置
炼钢车间主厂房由六跨组成即电炉跨、加料跨（转炉跨）、精炼跨、浇铸跨、切割跨和出坯跨组成。
电炉横向布置在电炉跨F-G跨，36-37柱间，出钢线直接通往精炼跨，电炉操作平台标高＋9.5m，轨面标高为+28m。电炉跨内设有1台20t吊车和1台180（360）/60/10t x2吊车，180t吊车除用于吊运废钢料罐外，还用于电炉设备检修，另外的20t吊车负责维修及辅助作业。
电炉跨端头设有备用炉壳和炉盖砌筑区。电炉跨另一端设有熔剂及铁合金上料系统及转炉废钢与合金堆放区。熔剂及铁合金采用垂直皮带机给转炉跨的高位料仓供料，该处设有1台20t吊车用于废钢吊运及设备检修。
废钢配料间布置在电炉跨厂房外与电炉跨垂直布置，电炉需要的废钢与合金采用2台25/25t吊车配料，然后通过二条料篮线送入电炉跨，通过180t吊车将废钢与合金加入电炉内。
电炉、转炉炉渣由抱罐汽车运至翻渣间。
转炉布置在转炉跨E-F跨，33-34柱间，其中29-42柱为高层框架，在高层框架各层平台上除布置转炉、电炉加料系统、吹氧管系统外还布置转炉冷却系统，除尘管道等。
LF、VOD炉铁合金加料系统布置在转炉E-F跨30-31柱间，VOD炉用蒸气喷射泵布置在转炉E-F跨，27-28柱间。
为了检修转炉氧枪及转炉跨内的其它设备，在转炉跨内设有1台12t吊车悬挂吊车。
在转炉和电炉出钢线附近设有钢包烘烤器，以便实现“红包”出钢。
精炼跨内布置VOD真空处理装置、LF钢包精炼炉和扒渣设施。VOD采用双罐位半高架式布。转炉修理、钢包热修及烘烤设备也布置在这一跨的两端。该跨设有2台300（360）/60t吊车，用于吊运钢水和转炉修理，轨面标高为+28m。
详细车间工艺布置见炼钢车间工艺平面布置图附图。
2.9 炼钢车间工艺操作简
2.9.1 废钢供应及配料要说明
废钢配料间按重废钢、轻废钢、渣钢、不锈钢废钢、返回不锈钢废钢等不同类型分类存放，废钢按电炉冶炼不同钢种配料单采用25/25t吊车装入带电子称的料篮内，配料要求称重准确、成份稳定、尺寸稳定及布料稳定并按不同炉号、日期、各类废钢的重量及成分的数据输入电炉控制计算机。配好的料通过料篮运输车运入主厂房电炉跨存放，当电炉需废钢时用电炉跨吊车装入电炉内。
2.9.2电炉冶炼
不锈钢按三步法（或两步法）进行生产，在生产中电炉仅作为熔化设备，废钢和小部分铁合金（FeCr、NiFe）通过料篮加入，造渣材料及大部分铁合金则通过加料系统从第5孔加入，为保证电炉冶炼周期不超过75分钟，熔化和加热须在很短时间内完成，其后精炼在AOD转炉和VOD炉中完成，在冶炼0Cr18Ni8不锈钢时要求电炉出钢成分为：C:1-2%，Si:0.2-1.2%，Cr:18%，Ni:5-6.5%，S：0.015%，出钢温度为1640-1670℃，电炉出钢量为150t。
2.9.3 转炉冶炼
电炉出钢后，钢水用300（360）/60t吊车吊到扒渣工位进行扒渣，扒渣后再将电炉钢水加入转炉内，倾倒完毕后炉中钢水温度约1570℃，C:1-2%，S：0.015%，Si:0.2-2%，Cr、Ni含量与电炉中测得相似。在三步法中转炉的主要任务是脱碳，从2%脱至0.25%，最终碳脱至0.005%则由VOD来完成，为了快速保铬降碳，采用顶底复合吹炼，顶吹最大氧气流量为 250Nm3/min，底部喷吹氩和氮流量为 180Nm3/min，在脱碳过程中当温度超过1720℃时要连续加入冷却剂，冷却剂量约为出钢量的15%。脱碳终点可以通过计算机根据氧的平衡来计算，为保证Cr的最有效回收，采用75%硅铁或75%硅铁和铝的混合剂还原，通过搅拌和还原，Cr的回收率可以提高到98%， AOD转炉出钢成分为C:0.25%，Si:0.2%，Cr:18%，Ni:8%，S<0.005%，出钢温度为1660-1