5
轴承钢
GCrlo
800"4>1100
合il
60000
62873
电炉车间工艺流程为：
铁水和废钢一电炉一LF—VD-连铸机或模铸。
1.2LF炉的主要功能及技术参数
1.2.1LF炉的主要功能
a.常压下电弧加热升温、手动测温取样，使温度控制精确，从而可以优化浇注温度。
b.底吹氮气搅拌，使钢液温度均匀，成份均匀、钢水纯净。
c.合金微调，配用合金加料系统，使得成份控制准确，钢水达到最终要求的化学成份。
d・喂丝，配用喂丝机，使得钢液脱硫、脱氧、改变夹杂物形态和分布以及准确控制合金元素含量，同时使合金收得率高，并提高钢水质量。
e.排烟除尘，配合排烟除尘系统，可有效地控制烟气排出，使烟尘排放量达到环境保护的要求。
f.缓冲、调节冶炼与连铸的节奏，以利连续生产。
1.2.2工位设置
a）吊包工位
b）加热工位（含喂丝）
c）吊包工位
1.2.3LF炉主要技术参数
LF炉主要技术参数
序号
名称
单位
参数
备注
1
钢
包
公称容量
T
120
平均出钢量
T
110
钢水最大/最小装入量
T
125/100
自山空间高度
MM
1000
120T钢水
钢包上口尺寸（外径）
MM
①3650
耳轴中心距
MM
4400
2
钢
包
车
钢包车承载能力
T
200
行走速度
M/MIN
2-20
变频调速
定位精度
MM
±10
3
电极升降机构
电极直径
MM
0450
超高功率石墨电极
电极分布园直径
MM
①750
电极升降最大行程
MM
3000
暂定
电极升降速度（自动）
M/MIN
4/3
电极升降速度（手动）
M/MIN
6/4
钢水升温速度
°C/MIN
24.5
4
水冷
炉盖
升降行程
MM
600
5
液压
系统
匸作压力
MPA
12
工作介质
水乙二醇
6
短
网
阻抗
MQ
0.6+J2.4
三相不平衡系数
%
W4
7
氨
气
匸作压力
MPA
0.3〜0.8
事故1.6MPA
耗量
NL/MIN
50〜380
两路可调
序号
名称
单位
参数
备注
8
冷却
水系
统
工作压力
MPa
0.5-0.6
进水温度
°C
<35
回水温度
°C
<50
冷却水耗量
m3/h
300
9
压缩
空气
系统
工作压力
MPa
0.4〜0.6
耗量
L/min
800
干燥无油
10
变丿k器
额定容量
kVA
20000
过负荷能力10%
一次电压
kV
35
二次电压
V
330-170
11级有载调压
二次电流
A
39818
冷却方式
0FWF强油循环水冷
11
喂丝
喂丝机型式
双线喂丝
喂丝速度
m/min
40〜400
可调
喂丝直径
mm
①8〜18：
12
供电
系统
高压供电
kV
35
50Hz
低压供电
V
AC380
AC220
DC24
低压设备装机容量
KW
〜260
1.3.工艺流程描述
1.3.1电弧炉工艺描述
在电弧炉出钢前，首先将钢包准备好，将钢包包衬表面温度加热到900°C以上。
然后将载有钢包的钢包车开到出钢工位，并接通Ar气管路，等待出钢。
当电弧炉内的钢水的成份、温度均达到目标值时，即可出钢。
出钢过程根据各钢种的工艺要求，相继加入合金及适量的造渣剂，提前造渣，并在出钢过程中吹氮，为LF炉精炼赢得更多的时间。
1.3.2LF工艺描述
1.3.2.1LF总体工艺描述
吊车将钢水包吊到钢包车的吊包工位，此时手动接通氮气管路，进行吹氮。
然后将钢包车开至加热工位，钢包盖下降，测温加渣料，电极下降,开始通电加热（根据测温选择供电制度）在加热的过程中采用较小的吹氮量进行搅拌，第一阶段通电时间为4min,基木达到热平衡，钢液温度不再下降，这时停止通电，提起电极，同时进行底吹壮搅拌，以使钢水成份及温度均匀，之后进行测温取样。
在等待快速化验结果的同时，继续进行通电加热。
当试样分析结果出来后，自动传送至主操作室及计算机系统内，LF的计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差距，通过计算机数字
模型进行计算，计算出需要加入的合金料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC,实现自动加料。
该系统根据LF计算机的指令，在规定的时间内将规定牌号和数量的各种合金料，经上料系统选择、称量、输送到LF的合金受料斗，此时断电将电极升起，打开受料斗阀门，合金料即可加入钢包中，从而达到合金微调的目的。
加入合金料后，增大吹氮强度，加速成份的均匀，选择二次电压和电流以最佳能量输入方式继续加热20min左右，使钢水的成份和温度达到规定的目标，此时进行最后一次测温取样，使加热处理后的钢水在加热工位进行喂丝处理，采用双线喂丝喂入铝线或铁钙或碳线，进行终脱氧、脱硫，作夹杂物的变性处理。
在喂丝过程中用较小的氮气量搅拌，在喂丝装置上设有显示喂入长度的计数器和速度控制器，当以一定速度喂入预定长度时，喂丝机会自动停止喂丝。
然后包盖升起，钢包车开至吊包工位。
1.3.2.2几个具体工艺操作说明
（a）造渣工艺说明
钢包精炼炉采用石灰和萤石作为造渣剂，造渣可分为两步完成，第一步是在电炉出钢过程中，利用出钢时良好的动力学条件，加入大约三分之一的造渣剂，提前造渣；第二步是将其余三分之二造渣剂在LF处理工位加入。
由于电炉渣含氧量高，电炉下渣影响精炼过程中脱S和合金化的效果，并能产生回P现象，所以电炉出钢必需采用挡渣工艺，使流入钢包的电炉渣不超过It/每炉。
（b）吹氮工艺说明
在LF精炼过程中，实行全程吹氮。
不同阶段采用不同的吹氮强度。
在加热时采用弱吹氮，使钢液发生轻微蠕动，不能使钢液暴露；在加料、测温取样时，采用强吹氮；喂丝后采用软吹氮。
通过吹氮模型实现自动控制。
根据生产实践经验，确定弱吹氮流量约50升/分，强吹氮流量约500升/分。
（c）合金加料工艺说明
对钢水成分化验后，其成分若达不到目标值则必须添加适量合金材料。
因此需要有一个合金量添加模型，该模型必须遵循以下两点原则：
钢水在加热第一阶段结束后，进行取样分析，试样通过风动送样系统送到集中化验室化验，试样结果通过数据传输系统传到操作室。
LF的计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差距，通过计算机数字模型（该模型放在HMI上，即2级）进行计算，计算出需要加入的合金料的种类和数量，并将指令发送到上料系统PLC。
（d）脱氧工艺说明
精炼脱氧有两种方式，即扩散脱氧和沉淀脱氧。
扩散脱氧是钢水中的氧以FeO的形式通过钢-渣界面的反应进入渣中，然后排除掉，因为渣中的FeO含量较低，气氛为非氧化性的，渣的流动性也好，是一种有效的脱氧方法。
但是由于这种方法脱氧速度较慢，对于电炉这种快节奏的生产工艺来说，以沉淀脱氧为主。
沉淀脱氧是将脱氧剂直接加入到钢水中，主要脱氧剂是Mn、Si、Al等，它们与钢水中的氧发生反应，生成MnO、SiO：
、AL©等氧化物，通过底吹氮的形式，促使这些夹杂物上浮。
在LF精炼过程中，首先加入Fe-Mn.Fe-Si、AL粒等进行脱氧，加热结束后，再通过喂AL丝和Ca-Si丝进行终脱氧，采用软吹Ar等手段。
（e）脱S工艺说明
脱S是LF精炼的一个主要任务，通过加料系统向钢中加入50,与钢水混合反应，达到脱S的目的。
脱S反应式如下：
[FeS]+（CaO）-—[CaS]+（FeO）
LF精炼炉具有良好的脱S条件：
渣碱度较高；
渣中氧含量低，因为没有新的氧污染源，渣面上完全的还原性气氛；
通过底吹氮，增加钢渣间的反应。
（f）钙处理工艺说明
当钢水完成加热和合金化后，钢包转到吊包工位，进行在线喂丝处理。
向钢水中喂入Ca-Fe丝，除有脱氧功能外，还有更重要的改变夹杂物形态的功能。
即将有害的固态夹杂物变成液态的夹朵物，容易上浮排岀，达到净化钢水的目的。
（g）造泡沫渣工艺说明
在LF精炼过程中，应采用造泡沫渣工艺，即向钢包中加入造泡沫渣剂,产生泡沫渣，其优点是：
营造完全的还原性气氛，可减少电极消耗，减小电弧对包衬和包盖的热辐射，并有利于脱氧。
造泡沫渣剂的加入，要采用少量、分批的原则，以防泡沫渣溢出。
1.3.2.3主要工艺模型
a合金加料模型
b吹氮控制模型
1.3.2.4工艺流程图
200〜400Nm3/h
1500°C
按30°C考虑
Q0=38000〜70000m3/h
120°C
t=100〜120°C
I,65g/Nm3
160kg/h
II.6%
30%
1.6%
17.3%
20.8%
1.83%
6.5%
9%
1.5.烟气量计算及参数
•烟气量计算
烟气量始发量
烟气温度
环境温度
炉盖出口处排烟量（计算结果）
排烟量温度取Q=70000m3/h（最大）
•烟气参数
粉尘量
粉尘流量
•烟尘成份
AI2O3
Fe2O3
MnO
SiO2
CaO
SO2
MgO
CO2
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