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。
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序号
|
钢种
|
代表钢号
|
比例（%）
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1
|
合金结构钢
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25MnCrNiMoA,35MnBM，SMnB3H-1，SAE5B36M，15B36C，38CrMoAl,SACM645,S960Q
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～10.3
|
|
2
|
齿轮钢
|
SAE4720H,SAE4815H,34CrNiMo6,36CrNiMo16,30CrNiMo8,16～25MnCr5,20CrNiMo,ZFIA
|
～17.7
|
|
3
|
碳素结构钢
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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LF炉1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。
（2）LF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。
（3）LF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
|
0．5
|
|
|
3
|
下降炉盖，加造渣剂、埋弧渣或合成渣
|
1.5
|
|
|
4
|
送电加热
|
10～12
|
10～12
|
|
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
|
12～15
|
12～15
|
|
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）
|
8～10
|
8～10
|
|
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
|
3～5
|
3～5
|
|
12
|
吊包离站
|
1
|
1
|
|
|
小计
|
44～53
|
41～50
|
LF设备处理能力：
平均处理钢水量 130t/炉
平均处理周期 45～50min
有效作业天数 300d
LF生产能力
单套LF炉设备处理能力为：1440÷50×130×300≈1123200t/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15～1000NL/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
|
3～30
|
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
|
台
|
4
|
3用1备
|
|
|
额定压力
|
bar
|
315
|
|
|
|
流量
|
L/min
|
待定
|
|
|
|
活塞式蓄能器
|
套
|
|
|
|
|
储液箱
|
m3
|
4
|
不锈钢
|
|
9.
|
冷却水系统
|
|
|
闭路循环、有压回水
|
|
|
进水压力
|
Mpa
|
0.6～0.7
|
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
|
0.8～1.2
|
|
|
|
氩气耗量
|
L/min
|
（15～1000）×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
|
0.4～0.6
|
|
|
|
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
|
个
|
29
|
10m36个，6m323个
|
|
|
称量仓
|
个
|
8
|
8×2m3
|
|
|
称量精度
|
%
|
三级称量精度
|
|
|
|
振动给料机
|
个
|
37
|
电磁式
|
|
|
生产率
|
t/h
|
90
|
|
|
|
封闭可逆皮带运输机
|
套
|
3
|
生产率110t/h
|
|
|
雷达料位计
|
个
|
29
|
|
|
|
料位开关
|
套
|
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：250～400℃
|
|
|
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：
当前位置：
成功案例
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