LF60t钢包精炼炉工程技术协议.docx
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LF60t钢包精炼炉工程技术协议
山西建邦特钢有限公司
LF-60t钢包精炼炉工程
技
术
协
议
甲方：
山西建邦特钢有限公司
乙方：
西安桃园冶金设务工程有限公司
二〇〇六年十一月
1．主要工艺条件
2．设备技术规格说明
3．设计交接点和设备清单及设计联络
4．资料的提交及进度
5．运行保证值
6．设备制造的监制和验收
7．人员培训及技术服务
8．安装调试
9．其它
山西建邦特钢有限公司——————以下简称甲方
西安桃园冶金设备工程有限公司——————以下简称乙方
为满足生产发展需要及适应调整产品结构、扩大产量及产口品种，提高质量，达到节能、降耗、降低成本；同时协调转炉与连铸之间的生产需要，保证转炉、连铸匹配生产实现多炉连浇，山西建邦集团特钢有限公司转炉炼钢车间拟新建一台LF-60t钢包精炼炉。
LF炉主要与新建的转炉和连铸机匹配。
新建的LF炉设备必须是完整的、技术的先进的、运行是可靠的；保证钢包炉的产品具有较强的国际市场竞争力。
工程范围包括LF精炼炉设备及其设备土建的设计、设备供货、运输、安装和调试。
1．主要工艺条件
1．1工艺布置
a．LF钢包精炼炉采用离线布置。
b．LF钢包精炉采用钢包回转台工作。
c．单炉处理量：
最大70t，平均60t。
d．处理周期：
300min。
1．2冶炼条件
转炉座数1座（新建）
转炉公称容量60t
转炉平均出钢量60t
转炉最大出钢量70t
转炉平均冶炼周期300min
1．3LF-60t精炼炉电极条件
公称直径
允许电流容量KA
电极长度mm（待定）
HP电极
UHP电极
Ф350
（17.4－24）×1.1
（22－28）×1.1
1800
Φ400
24.0－32.1（＋10%）
28－35（＋10%）
1800
考虑电极的合理载流能力，LF-60t钢包精炼炉电极及接头选用Ф350mm的UHP电极较合理。
1．4设备结构形式
LF-60t钢包精炼炉采用还原气氛及微正压条件下的电弧加热，电极升降采用三相电极分别调节，结构形式为三相三臂加热基架式。
1．5设备功能
LF钢包精炼炉可以取代初炼炉进行还原期操作，对钢液进行升温、脱氧、脱硫、脱气、合金化、吹氩搅拌，使钢液成份和温度均匀，提高钢液质量，增加产量。
设备具有以下功能：
1）对钢水的成分进行调及精确控制；
2）确保炉内气氛的可控性强，可实现在强还原气氛下精炼；
3）可精确调整钢水温度，为连铸机提供准确的浇钢温度；
4）采用钢包底吹氩搅拌，均匀钢水成分和温度；
5）通过氩气搅拌（配合渣精炼进行脱硫）及喂丝改变夹杂物形态，去除夹杂，提高钢水的纯净度和质量；
6）作为转炉、连铸机之间的缓冲设备，保证转炉、连铸匹配生产，实现多炉连铸。
1．6转炉出钢条件：
转炉出钢时要求尽量降低或杜绝氧化渣带入钢包中，因为氧化渣中含有五氧化二磷（P2O5）和氧化亚铁（Feo）。
为避免回磷，防目钢液源源不断的借氧，造成合金元素的氧化，降低合多元素的收得率，所以转炉出钢时尽可能实现少渣或无渣出钢。
1．7设备的公铺介质条件
1．7．1供电方案
拟建的LF-60t钢包精炼炉本体需要两种电压等级的电源：
精炼炉高压用电为35KV，变压器容量为11MVA；
☆上一级电网短路容量：
≥20×11.0MVA
☆上一级电力变压器容量:
≥2×11.0MVA
1.7.2代排水方案
一座LF-60t钢包精炼炉冷却水用量约为220m3/h（最大）,设备冷却用水采用闭坏有压回水设备使用点冷却水的供水压力为0.5～0.6mpa（现场表压）。
LF-60t钢包精炼炉设备用冷却水的技术参数：
供水压力：
0.5～0.6Mpa
回水压力：
0.2～0.3Mpa
供水能力：
220m3/h（最大供水量）
1．7．3供气方案
LF-60t钢包精炼炉设备及冶炼工艺需要压缩空气和惰性（氩气\氮气）气体，以便完成设备动作和工艺要求。
1）氩气系统
LF-60t钢包精炼炉冶炼工艺需要的氩气技术参数：
气源压力：
1.0～1.2Mpa
纯度：
99.9%（99.8%）
正常工作压力：
0.35～1.0Mpa
供气能力:
～350×1.5L/min（MAX.）
2）压缩空气
LF-60t钢包精炼钢炉设备用气技术参数：
供气压力：
0.4～0.6Mpa
供气能力：
～300NL/min（最大用气量）
3）除尘方案
LF-60t钢包精炼炉的烟气治理采用大烟罩的除尘方式，在保证精炼微正压还原气氛的同时交货环境，主要技术参数如下：
·烟气量：
Q=～150000m3/h
·烟气参数
粉尘量：
1.65g/Nm3
粉尘流量：
38kg/h
·烟气成份
AI20311.6%
Fe20330%
Mn01.6%
Si0217.3%
Ca020.8%
S021.83%
Mg06.5%
1．8LF-60t钢包精炼炉的产品大纲及生产规模
1．8．1产品大纲
LF-60t钢包精炼炉冶炼的钢种为优质碳素结构钢。
1．8．2生产规模
（1）
平均每炉处理钢水量：
60t
（2）
平均每炉处理周期：
30min
（3）
LF炉座数：
1座
（4）
精炼炉年作业率：
≥90%
（5）
转炉、精炼、连铸配合率
≥90%
经计算：
Q1=365×24×60/30×60t/炉×90%×90%×1=85万t/y
1．9生产工艺流程
LF炉采用钢包回转台工作时下表中括号内的时间不累积计算。
序号
项目
工序时间
（min）
工序累积时间
（min）
1
钢包吊至回转台上
（～2.0）
0.0
2
连接吹氩管、试气
1.0
1.0
3
钢包旋至加热工位
1.0
2.0
4
炉盖和电极下落到位
1.0
3.0
5
测温取样确定加热制度及成分微调
2.0
5.0
6
加渣料及合金料
2.0
7.0
7
送电加热精炼
21.0
28.0
8
喂丝
（2.0）
28.0
9
测温取样
1.0
29.0
10
炉盖、电极升起
1.0
30.0
11
包车开出加热工位
（1.5）
30.0
12
加保温剂
（1.0）
30.0
13
软吹氩及气洗
（5.0-15.0）
30.0
14
断开吹氩管及吊出钢包
（2.0）
30.0
15
合计
30.0
2设备技术规格说明
2．1LF炉设备的主要技术参数
序
号
名称
单位
参数
备注
1
钢包
钢包额定容量
t
65
Min；Max.65
自由空间高度
mm
400
钢包耳轴中心距
mm
3620
2
钢包回转台
回转速度
r/min
0.2～1.0
变频可调
定位精度
°/mm
±0.1/10
最大载重量
t
110
单包工况
t
220
双包工况
驱动方式
机械式
事故状态气动马达
回转半径
mm
3500
初定
3
加热装置
电极直径
mm
Φ350
UHP石墨电极
电极分布园直径
mm
～Φ605±10
（初定）
电极最大行程
mm
2000
（初定）
电极升降速度
m/min
4.5/3（5/4.5）
自动/手动
4
钢水升温速度
℃/min
＞4.0
5
精炼炉变电器
额定容量
KVA
11000
过载20%,长期
一次电压
KV
35
二次电压
V
279-249-193
7级（初定,前3级恒功率,后4级恒电流）
二次额定电流
KA
25.5
调压方式
有载调压
冷却方式
强迫油循环水冷
出线方式
侧出线
6
短网阻抗
阻抗
mΩ
≤2.65
三相不平衡系数
%
≤4.0
7
液压系统
工作压力
MPa
～12
工作介质
水－乙二醇
油箱容积
M3
～2.6
8
氩气系统
供气压力
MPa
1.0～1.2
手动调节
工件压力
MPa
0.35～1.0
最大耗量
NL/min
350×1.5
9
冷却水系统
进水压力
MPa
0.4－0.5
回水压力
MPa
～220
耗量
M3/h
≤2.65
进水温度
℃
≤35
加水温度
℃
≤55
有压回水
10
加热炉盖
提升高度
mm
≥600
有效高度400mm
提升方法
r型架一液压缸
“密封”裙边高度
mm
≥150
11
大烟罩装置
烟气捕捉率
%
≥98
最大风量
m3/h
～150000
12
加料装置
料仓数量×容积
1×6M3＋3×6M3
给料方式
振动给料
VVVF
称量
1×1.2m3
13
低压装机容量
kw
200
2．2LF-60t钢包精炼炉设备概述
2．2．1钢包回转台装置
钢包回转台是钢水的运输工具，载重大，运行要求平稳。
钢包回转台是由钢包座架装置、动力传动装置、底座装置及附件等组成。
钢包座架装置因承受载重大，同时又处于高温区，帮钢包座架必须有足够的强度和刚性。
依精炼炉功能之需要，钢包座架装置制作成直臂“H型”，可满足旋转功能。
左右钢包支承架侧面同时设有氩气管道，以满足座包后钢水精炼及全过程吹氩之需要。
钢包座架的底部与回转轴承相联，该联接装置不但要满足承重一个满包时的最大偏载，同时亦要满足承重二个满包时的最大负荷。
动力传动装置是由带外齿的回转轴承、传动装置、减速装置及电机等构成。
带外齿的回转轴承不但要承重单包时的最大偏载，同时亦得满足承受双包时的最大负载。
电动机及减速机和传动轴、联轴器等直接安装在底座装置上。
底座装置是钢包回转台的基础构件，一方面其上端面与钢包回转轴承相联。
另一方面下端面与基础预埋件锚固体相联，同时底座装置亦是传动装置的生根基础钢包回转台的驱动是通过电机一减速机一齿轮齿条传动，钢包回转台的旋转速度是通过变频调速来实现。
即启动一运行一软爬行一停止，以实现准确定位，使行钢包回转台可实现平稳启动和制动，无惯性冲击。
因钢包回转台控制系统已设有制动单元，帮钢包回转台本身不设制动单元，而不设制动单元的目的是便于在事故状态下将钢包旋出（气动马达驱动）以便吊运。
钢包回转台在精炼工位设有气动定位装置，以保证其定位准确。
设备组成：
钢包座架装置1套
动力传动装置1套
底座装置1套
气动马达1套
扶梯及附件等1套
2．2．2电极升降装置
电极升降立柱是用钢板和无缝钢管焊接成的异形构件，内腔装设立柱升降油缸；立柱外表与导向滚轮接触面均经精加工和热处理。
立柱上平面与横臂联接处二者之间设有环形绝缘，满足导电横臂在立柱上的前后及左右方向调。
电极夹放缸采用双活塞结构，且电极夹放缸置于横臂内部，不设水冷。
本设备所配铜—钢复合导电横臂采和最优的结构设计及窨布置即以保证结构的强度和刚性。
电极夹头和导电横臂的联接简单可靠实用，便于维修和更换，电极还将有头是用紫铜经锻制后精制而成。
设备组成：
铜钢复合导电横臂（3相）1套
电极夹放装置（3相）1套
电极升降立柱（3相）1套
升降液压缸（3相）1套
联接件和绝缘（3相）1套
限位装置1套
2．2．3二次短网系统
二次短网系统是指变压器二次铡向钢包炉输送电能的大电流线路，由挠性补偿器、导电铜管、大截面水冷电缆等组成。
设备组成：
水冷挠性补偿器（3相）1套
导电铜管及联接端子（3相）1套
水冷电缆（3相）1套
无磁支撑架和绝缘件及附件（3相）1套
2．2．4水冷炉盖
水冷炉盖用无缝钢管和特制的等直径弯头密排组焊而成，以保证水冷为均匀流无死点。
在结构上炉盖本体铡壁体成柱形，顶部是微锥形面下大上小以保证刚性，顶中心部分是一倒锥形水冷环，用以承放耐火材料中心盖，中心盖上开有与三相电极相对应的三个电极孔（耐火材料中心盖用户自备）。
在炉盖本体上除三个电极孔外，根据工艺要求在炉盖的侧壁设有合金加料孔和一人工观察工作孔及相应的密封盖，在冶炼过程中，人工可打开孔盖进行观察和其它工艺操作。
同时在炉盖的顶部设有一检修平台和护栏，以便一塌极横臂检修、电极的更换及接长等。
在炉盖的下部设有凹形“密封”裙边以构成下集烟罩，其作用于是为了保持炉内的还原气氛，提高精炼效率，降低电极消耗及电耗。
另外炉盖的内侧设有“V”字型挂渣钉，以便于耐材打结和冶炼过程中自动挂渣。
炉盖在使用时，内部须打结有50～80mm耐材（用户自备）以提高炉盖的使用寿命和热效率。
设备组成：
炉盖本体和金属软管1套
各种孔及相应的密封盖1套
水冷裙边炉盖受料装置1套
液压缸及限位装置1套
2．2．5支撑机构及导向滚轮组
支撑机构具有结构简单、设备故障点低、工艺设备布置容易、安装维护方便等特点。
支撑机构是精炼炉的基础构件，其分为上、下两层，分别安装电极升降立柱、炉盖升降立柱及其对应的导向轮装置。
导向滚轮组用于升降机构定位导向，由二组滚轮组组成，分别对应电极升降立柱及炉盖升降立柱上下各设一组。
导向滚轮的设计考虑到安装、使用、维护及立柱（电极升降立柱及炉盖升降立柱）升降的平稳和电磁场院的影响等因素，设计时已充分考虑其有较大的调整行程，并要求其调整方便、可靠及足够在的轮距，以确保升降立柱的运行平稳。
设备组成：
电极升降立柱导向滚轮组1套
炉盖升降立信导向滚轮组1套
支撑机构1套
缓冲装置1套
2．2．6炉盖提升机构
炉盖提升机构由炉盖升降油缸及ґ型架和活动牛头组成。
油缸安装在ґ型架立柱下端，并远离高温区及强磁场。
炉盖的升降由升降油缸来实现。
ґ型架既承担了炉盖升降负荷，同时又作为水冷炉盖的冷却水进回水路，使冷却水水路得到简化。
设备组成：
炉盖升降缸1件
悬臂1件
立柱1件
限位开关1套
2．2．7吹氩装置
流量调节与测量功能由PLC自动完成，自动吹氩系统由完整的自控系统组成，既可以自动控制，也可以手动控制；整套系统装在一个柜体内。
本系统由稳压装置、压力调节及变送装置、流量调节及计量装置、稳流反馈装置和高压旁吹系统等。
稳压装置配置有两级过滤及容器包，以便为系统提供比较稳定的干净的工件气源，
本系统按氩气流量的不同级别进行自动控制，同时也可手动调节，且手动优先；本系统除了设定正党的工艺流量外，同时又设有高硬度旁吹等功能，可以实现自动调节流量，并记录氩气耗量的瞬时值及累积值。
本系统出现异常情况时有事故声光报警，过压、欠压也有报警。
精炼过程中氩气流量大小、变化斜率等可按时间设段，满足不同的工艺要求。
设备组成：
稳压装置1套
压力调节及变送装置2套
流量调节及计量装置2套
高压旁吹装置2套
柜体及附件1套
2．2．8水冷系统
水冷系统采用有压回水，共分为两部分，其中一部分供水冷炉盖本体；水冷炉盖的总供回水采用一进一回，在其部进水管道上设有压力传感器、电磁流量计、温度计（PT100），回水管道上设有及压力传感器、温度计（PT100）等检测元件，压力、流量、温度模拟量信号进PLC，并在操作画面显示、报警。
另一部分冷却部位主要有水冷电缆、导电横臂、电极夹头、短网、液压站、变压器油水冷却器等。
在其总进水管道上装设有电磁流量计、压力传感器、温度计（PT100）而在每条回水支路上均设有电接点温度计，在部回水管路上设压力传感器、温度计（PT100），总进、回水压力、流量、温度模拟量信号进PLC，并在操作画面显示、报警支路回水温度过高时，有声光指示报警。
为了确保在生产过程中设备的正常用水，有总进水口处须设有安全水接口，以便在事故停水时能自动投入（用户自备）。
设备组成：
炉盖水冷部分：
进水分配器及集水箱1套
总进回水压力传感器及温度计（PT100）、阀门1套
总进水流量计等1套
设备本体水冷部分：
进水分配器及集水箱1套
总进回水压力传感器及温度计（PT100）、阀门1套
总进水流量计等1套
各支路回水电接点温度计及阀门解情况1套
2．2．9液压系统
本台LF-60t钢包精炼炉液压系统，由泵站、阀站、蓄能器、油箱、管道及附件等部分组成，供电极升降、水冷炉盖升降、电极夹放及炉盖汽缸的开闭等液压装置所用。
系统柱塞耱选用恒压变量柱塞泵（江苏启东或北京华德产品），共两套，一用一备。
液压介质为水－乙二醇。
为使系统在高效、节能状态下运行，以及在设备失电状态下能自动将三相电极和炉盖提升一定高度，使回转台具有旋出条件，同时为平衡液压系统压力，本系统配有蓄能装置。
考虑到当地的气温条件，液压装置配备有冷却装置。
液压箱的选材，考虑到工件介质有较强的腐蚀性，液压箱采用不锈钢材质。
●液压泵让装置
·液压泵装置是由两台排量约为140L的恒压变量泵及电机等组成，控制形式采用一用一备。
·每台泵装置设有压力保护功能和压力油过滤器，以保证向液压系统输入高精度工作介质。
·液压泵装置设有单向阀、高压球芯截止阀等液压件。
测压点，测压软管等液压附件，确保系统正确使用和维护。
·液压泵装置设有压力继电器，用于采集系统压力，确保系统安全运行。
●油箱总成
·依据精炼炉炉况、工作缸数量、缸径和行程，油箱容积为：
2.6m3
·油箱设有液位计和液位发讯器，用于对低液位、高液位进行报警和了讯。
·油箱设有两个温度控制器，用于对低温度、高温度进行报警和发讯。
·油箱配有单独的循环过滤/泠却系统，当液压介质温度达到或超过50℃时，系统将自动开启，进行循环泠却；而当液压介质正常时，每隔2个小时可将液压介质按要求进行15分钟循环过滤。
·油箱配有空气滤清器，排污口等油箱必备附件。
·2.6m3油箱配6㎡的泠却器1件，空气滤清器1件。
·液压介质阻燃水一乙二醇，清洁度为NAS7级。
·考虑油液清洁度NAS7级，系统采用二级过滤（进/回路）
●蓄能器装置
此蓄能器装置主要功能为满足事故状态下，将电极及炉盖提升一定高度使回转台开出，同是时也起到了平衡系统压力的作用。
此蓄能器装置配有一组皮囊蓄能器蓄能器组配有压力保护和切断卸荷功能，可向系统输入足够的工作油。
蓄能器装置在设计时可考虑分组。
●阀站
·电极升降控制系统采用4台进口电液比例阀，分别对三相电极升降进行自动控制。
·炉盖升降系统采用进口三位四通电液阀并备有双单向节流阀。
炉盖升降控制系统还具有液压锁功能。
·电极松开控制系统采用进口二位四通电液阀控制。
液压管线全部采用不锈钢材质。
设备组成：
恒压变量泵及电机2台
比例阀4台
不锈钢件油箱及附件1台
蓄能器1组
2．2．10钢包精炼炉变压器
钢包精炼炉变压器用于钢液加热提温；变压器容量既要保证工艺所需的升温速度，又要确保钢包包衬使用寿命，钢包精炼炉必需采用低电压大电流操作。
变压器由变压器本体、储油柜、开关操作箱、控制柜、小车、高压套管、释压器、有载调压开关、油水冷却器低压导电排等组成。
变压器需有足够的过载能力及足够的机械强度，保证承受经常的工作短路冲击。
同时需有足够的档位，既具有恒功率和恒电流输出的能力，以满足炼钢时不同工艺的需要，灵活方便。
设备组成：
变压器本体1套
变压器储油柜1套
有载调压开关1套
高压套管1套
释压器1套
油水泠却器及操作箱1套
技术参数
型号：
HJSSPZ-11000KVA/35KV（＋20%，长期）
额定容量：
11000KVA
一次电压：
35KV，50Hz
二次电压：
279-249-193，共设7档，前3档恒功率，后4档恒电流
二次额定电流：
～25.5KA
调压方式：
有载调压
出线方式：
内封侧出线
冷却方式：
板式强油循环水冷（OFWF）
2．2．11电极存放及联接装置（4孔位）
电极存放及联接装置用于存放及联接电极。
电极联接可在炉子上完成，也可单独在平台的电极联接储存装置上完成，该过程均由人工来实现。
设备组成：
支架装置4套
夹放装置4套
技术参数：
电极直径：
ф350mm
2．2．12自动加料系统
自动加料系统主要由储料仓装置、称量及送料装置、钟式料罐、储料仓装置支撑架等组成。
储料仓装置主要包括料仓、低料位检测装置、振动给料器等，料仓主要由型钢和钢板焊接而成，呈倒锥形布置，上大下小。
侧面分别设有低料位检测装置，主要用于料位检测和报警。
当料位在低限时，操作人员能够及时得到信息，以完成对料仓中所需物料的补，满足正常街道之需要。
料仓下端出口处设有一个振动给料器，可将料仓的物料快速准确地送到称量料斗中。
称量装置主要依据工艺要求，准确讲师拟加炉内的物料。
振动给料器则将讲师准确的物料送到皮带送料装置上。
物料通过皮带送料装置，经过溜管进入炉内。
皮带送料及密封装置是将称量准确的物料在无污染的条件下快速准确地送至炉内，以满足正常生产之需求。
皮带送料的支撑辊制作成槽形，且在两侧设有皮带跑偏的机械限位装置，在皮带支撑主动辊一侧设有皮带张紧轮，以保证皮带与主动辊之间有足够的摩擦力。
钟式料罐是由钢板制作而成，上大下小。
它是将各种物料通过起吊设备（行车）运到料仓的容器。
上料方式为料种人工上料。
振动给料其控制有两种控制方式，一种由PLC控制，实现生产自动化，另外一种在主控室内（HMI画面）手动控制，加料系统工作时，称重传感器（余姚太平洋或宁波中和产品）的输出为PLC可识别的4-20mmA信号，并可在主控室实时显示。
设备组成：
上料料钟2个
储料仓装置（1×6m3＋3m3）1套
储料仓料位检测装置1套
储料仓振动给料器1套
称量料仓装置1套
称量装置及振动给料器1套
皮带送料装置1套
加料溜管装置1套
技术参数：
储料仓6m3×1＋3m3×3
钟式料罐1.5m3×2
加料能力40t/h
加料时间≤3.5min
称量精度≤0.1%
2.2.13气动系统
压缩空气系统由气动三联件、两位五通阀、节流阀等组成。
主要用于各汽缸的气路控制。
主要用与加料插板阀汽缸的动作。
设备组成：
气动三联件1件
电控换向阀1套
截止阀1套
2．2．14集中润滑系统
干油集中润滑系统用于向电极升降机构的导向轮组，炉盖升降导轮以及钢包回转台回转轴承等润滑点定期供油脂。
主要组成及数量
电动润滑泵2台
管路附件等2套
2．2．15大烟罩除尘装置
大烟罩除尘装置共由活动烟罩、固定烟罩、驱动装置、滑线装置及侧封板装置和限位装置等组成。
活动烟罩位于精炼炉设备正上方，其是由钢板焊制而成，内侧设有耐火隔热层，两侧各设两组车轮，其中一组为主动轮，且车轮轨面标高有一定的高度差，以方便烟罩的拆装。
固定烟罩位于设备靠近变压器侧，其结构同活动烟罩，且位于活动烟罩的下方，为了满足电极升降行程及强磁场工况条件，固定烟罩内部离横臂最高点需保持一个合理的空间高度。
为了方便工艺操作和减小除尘风量，帮在除尘烟罩的四周均设有侧封板，侧封板由型钢和钢板组焊而成，内侧铺设有隔热耐火层。
为方便工艺操作，在操作平台一侧的侧封板上设有一工艺操作孔门。
该孔门既可以实现相关的工艺操作，也可以方便炉前观察。
驱动装置安装在活动烟罩的两侧，共计两套。
每套各设一组主动轮，以实现活动烟罩的运动，满
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