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130tLF钢包精炼炉

所属分类:成功案例    发布时间: 2020-10-14    作者:admin
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项目概况:

河钢集团石家庄钢铁有限责任公司环保搬迁产品升级改造项目(以下简称买方)建设三座130t旋转电极式双工位 LF炉,用于对两座130t废钢预热型电弧炉进行二次精炼处理。即:钢水加热、升温、成份调整、脱硫、去气、去除夹杂、均匀钢水成份和温度。经过钢包精炼处理,可获得品质更高的钢水,品种转换机动灵活,成份、温度控制更为准确。精炼炉作为电弧炉与连铸设备的中间环节,能调节冶炼与连铸的节奏,对实现多炉连浇、对产品质量起着非常重要的作用。

主要功能:

1.常压下电弧加热升温:补偿工序及过程温降、优化电弧炉出钢温度,结合测温取样,实现.终钢水温度控制。

2.底吹氩搅拌:实现钢液温度均匀、成份均匀,加速钢—渣间的物质传递,实现钢液脱氧、脱硫以及去除非金属夹杂效果,使钢液更纯净。

3.合金微调:准确控制冶炼终点成分,提高合金收得率。

4.喂丝:实现钢液脱硫、脱氧,改变夹杂物形态和分布,操作过程钢液温降小,合金收得率高,环境污染小。

5.排烟除尘:有效地控制烟气排出,烟尘达标排放。

6.缓冲:作为电炉、连铸设备的中间环节,对协调冶炼与连铸机生产节拍、实现多包连浇起着十分重要的作用。


产品大纲:

生产的主要钢种为:碳素结构钢、合金结构钢、齿轮钢、轴承钢、易切削非调质钢、弹簧钢、高压锅炉及管坯钢、锚链及系泊链钢、冷墩钢、预应力钢丝、钢绞线及工模具钢等。


代表钢种见下表。

序号

钢种

代表钢号

比例(%

1

合金结构钢

25MnCrNiMoA,35MnBMSMnB3H-1SAE5B36M15B36C38CrMoAl,SACM645,S960Q

10.3

2

齿轮钢

SAE4720H,SAE4815H,34CrNiMo6,36CrNiMo16,30CrNiMo8,1625MnCr5,20CrNiMo,ZFIA

17.7

3

碳素结构钢

08,20,45,S45C,50

8.3

4

轴承钢

SKF3,SAE52100,SUJ2,100Cr6,GCr18Mo,G20CrNi2MoA,G20Cr2Ni4A

20.6

5

弹簧钢

60Si2MnA,60Si2CrA,50CrVA,51CrV4,60Si2CrVA,52CrMoV4

17.8

6

易切削非调质钢

SFQ750,S38MnSiV,1E1497,C38Mod,D38MSV5S,S45CMn,S45CVS,C38+N,V-2908

15.4

7

高压锅炉管坯钢

T22,T23,T91,T92,T122

1.7

8

锚链及系泊链钢

CM690,R4,R5

1.4

9

高强标准件用钢

SWECH22A,SWECH35K,SCM440,DIN1654,ML42CrMo

1.6

10

钢帘线用钢

SC82A,SC92A,SSC82A,SSC85A,FM0001,FM0005

2

11

工模具钢及其他

SAE6150M,50BV30,5CrNiMo,Cr12MoV,9SiCrl,Crl3,TM-S2,TM-6

2.9




























工艺流程图:

                                              

LF炉操作过程:

1)电弧炉出钢到LF炉就位

  出钢前,钢包烘烤T≥1000℃,电弧炉在钢水温度和成份达到要求后出钢。出钢过程中,根据需要按顺序向钢包内加入脱氧剂、合金和增碳剂等。出钢结束后,由钢包车从炉下开出至吊包工位。吊车将钢包吊起座到双工位LF1号(或2号)钢包车上(底吹氩自动接通),钢包车运行至1号(或2号)处理工位。

2LF炉精炼处理

 1号工位钢包就位后,炉盖下降到位,电极下降,送电加热。加热过程中,通过加料系统加入造渣料、通过自动喷吹系统加入脱氧剂,通过底吹氩系统按工艺要求进行吹氩搅拌。加热10min钟左右,渣料完全熔化取样、测温,将试样送至化验室进行快速分析,等待化验结果期间继续加热。

化验结果出来后,LF炉二级计算机系统根据化验分析值与钢种目标值之间的差值,通过数学模型进行计算,确定需要加入合金料的种类和用量,根据具体钢种确定供电曲线,将指令发送到投料系统PLC。该系统根据LF炉计算机的指令,经投料系统选择称量(系统称量精度满足三级称量精度要求),输送至LF炉受料斗,启动受料斗闸板阀,合金料即可加入钢包,从而达到合金调整之目的。第二阶段送电一定时间后停电。测温、取样。然后自动调整电压、电流保温,等样,继续加还原剂,样回后,停电测温,温度达标,成分合格后,升起电极并旋转至2号工位,冶炼2号工位钢水。

3LF炉离位至连铸机浇注

电极旋开后,保持炉盖低位,钢包车在加热位在线喂丝,喂CaSi丝,终脱[O],脱[S],以改变氧化物、硫化物的形态和分布。喂线速度、种类和长度可以在主控室HMI显示和设定,在喂丝机控制柜上设有显示喂入长度计数器和速度控制器,当加入至预定长度时自动停止。此时采用较小的吹氩量,直至喂丝结束

喂丝结束,升起炉盖,自动添加覆盖剂,并进行软吹(根据工艺要求),钢包车开至吊包工位,吊包(自动断开氩气)至RH或连铸机浇注,完成LF炉一个周期的处理。

作业周期(min

序号

项目

1#车作业时间

min

2#车作业时间

min

1

座包至LF钢包车,自动接通Ar气管

1

2

钢包车载包运行至LF加热工位

05

3

下降炉盖,加造渣剂、埋弧渣或合成渣

1.5

4

送电加热

1012

1012

5

停电、测温取样。

1

1

6

根据钢水温度,选择合适的工作档位,送电加热、微调成份

1215

1215

7

停电,测温取样。

1

1

8

送电加热或保温、等样、精调、喂丝(软吹氩)

810

810

9

停电、升电极、炉盖,钢包车载包至后处理位

2

2

10

电极旋转至另一工位

3

3

11

加覆盖剂

35

35

12

吊包离站

1

1

小计

4453

4150

LF设备处理能力

平均处理钢水量                     130t/

平均处理周期                       4550min

有效作业天数                       300d

LF生产能力

单套LF炉设备处理能力为:1440÷50×130×3001123200t/a

单套LF炉可以处理112万吨钢水,实际产量要根据生产计划、冶炼钢种等因素调整。

技术改进措施:

1) 采用可在线更换的水冷补偿器。传统水冷补偿器的联接就位方式,如果其中一根损坏需要更换,那么就必须将变压器向后移动、将所有补偿器联接拆除后才能更换,工作量巨大且更换时间长,也容易造成其他补偿器密封件的损坏。针对现有技术的不足,我院设计了一种可以实现任意单根可在线更换的水冷补偿器,本水冷补偿器为双法兰结构,即在不移动变压器的情况下,只需将补偿器两端与变压器端子和水冷铜管相连接的法兰松开,就可以将中间接头体带橡胶管部分拆下。此设计连接可靠,更换方便,提高了工作效率、降低了维护成本。

2) 采用新型水冷密封型炉盖。炉盖在设计上增加了裙边结构,并考虑了足够的高度。为了防止冷空气由裙边结构进入钢包,影响炉内气氛,炉盖在设计时增加了一条专用烟气通道,该烟气通道的断面沿圆周至排烟孔逐步增大,在通道内形成负压,以便于将从裙边进入的冷空气直接吸入此通道,从排烟孔排出,确保包内还原性气氛的保持。

3)采用低阻抗的大电流系统。通过增大出墙铜管的截面积,采用低电抗的导电横臂,选择合理的钢包炉变压器参数等措施,优化短网系统的设计,降低三相阻抗不平衡度,经计算使其加热能力.佳(具备较好的运行功率因数)且具备良好的调节器性能,可降低钢包耐火材料指数,延长渣线耐火材料寿命。

4)吹氩控制系统

钢包精炼炉主要功能之一是吹氩搅拌,也称吹氩作业。搅拌强度不同,LF炉精炼效果也就显著不同。为了确保在整个精炼过程中吹氩搅拌有效顺利进行,我们采用吹氩控制系统,核心控制元件采用目前国外主流品牌,流量测量和控制单元一体式,流量调节为线性连续可调,技术成熟,流量采用质量流量计量,自动设定并调节氩气流量、同时具有压力反馈自动强吹旁通支路,杜绝不透气现象,确保炼钢、精炼、连铸三位一体工艺流程的顺利进行。钢包底吹气体控制系统压力检测精度≥±0.2%FS,流量检测和控制精度≤±3NL/min。各点调节范围为151000NL/min,控制精度±3NL/min。整个系统耐压强度≥2.5MPa


主要技术参数:

LF-130t钢包精炼炉主要规格和技术参数

序号

名称

单位

参数

附注

1.

额定容量

t

130

.大容量

t

150

2.

钢包

包壳上口外径

mm

~φ3720

自由空间高度

mm

500

130t钢水时

钢包总高

mm

4300

钢包耳轴吊距

mm

4400

3.

钢包车

.大承载

t

240

行走速度

m/min

330

变频调速

驱动方式

机械式

电机+减速机

定位精度

mm

±10

4.

炉盖提升装置

炉盖提升高度

mm

700

设计审查时具体确定

提升速度

mm/s

50

提升响应时间

ms

100

提升方式

液压缸+立柱

5.

水冷炉盖

炉盖型式

密排管式

打结炉顶,第四孔烟罩

炉盖直径

mm

~φ4130

炉盖高度

mm

~2150

6.

电极升降及旋转装置

电极直径

mm

φ450

国产超高功率电极

电极分布圆直径

mm

φ750

电极.大行程

mm

4200

电极升/降速度

m/min

4.8/3.6

自动

6/4.8

手动

电极旋转角度

°

~95

旋转速度

°/s

3

电极旋转精度

mm

≤±5

电极升降控制

比例调节

电极旋转

变频调速+旋转编码器+限位

7.

短网系统

阻抗..值

mΩ

2.8

三相阻抗不平衡度

%

4

钢水升温速度

/min

5

130t钢水时

8.

液压系统

工作压力

11Mpa

液压介质

脂肪酸酯

高压变量柱塞泵

力士乐

额定压力/.大压力

bar

280/350

排量

mL/r

待定

配用电机30kW

电液比例阀

力士乐

数量

4

31

额定压力

bar

315

流量

L/min

待定

活塞式蓄能器

储液箱

m3

4

不锈钢

9.

冷却水系统

闭路循环、有压回水

水压力

Mpa

0.60.7

回水压力0.3MPa

进水温度

35

回水温度

55

耗量

m3/h

550

水冷炉盖

m3/h

2×150

其余设备

m3/h

170

变压器用冷却水

m3/h

80

水质要求

工业净化水

事故应急水

m3/h

90

0.3Mpa,持续30min

10.

氩气(氮气)系统

四路独立调节

气源压力

Mpa

2.0

工作压力

Mpa

0.81.2

氩气耗量

L/min

151000)×4

.大:1500×4

事故状态氩气压力

Mpa

2.0

氩气纯度

%

99.99

氩气调节精度

NL/min

3

11.

压缩空气系统

压力

Mpa

0.40.6

耗量

Nm3/h

10

12.

电动集中润滑系统

给油量

ml/min

60

公称压力

Mpa

20

13.

自动上料系统

高位储料仓

29

10m36个,6m323

称量仓

8

8×2m3

称量精度

%

三级称量精度

振动给料机

37

电磁式

生产率

t/h

90

封闭可逆皮带运输机

3

生产率110t/h

雷达料位计

29

料位开关

29

14.

喂丝机系统

喂丝速度

m/min

待定

喂丝线径

mm

待定

15

除尘系统

炉盖除尘罩风量

m3/h

45000×2

温度:250400

半密闭罩风量

m3/h

250000

温度:~100

加料系统风量

m3/h

100000

16

精炼炉变压器

额定容量

kVA

25000

长期过载20%

一次电压

kV

35

二次电压

V

395~344~190

13级有载电动调压

二次额定电流

A

41960

LF炉总体效果图:


LF炉水冷炉盖效果图:


LF炉现场安装图1:

 

LF炉现场安装图2:


LF炉现场安装图3:


LF炉主画面:


LF炉盖提升及电极升降画面:


LF炉弧流弧压趋势:


LF炉合金加料系统:


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