下一个钢板切割工件：钢板零售铸坯切割装置 。

8.1.3 钢板零售设备容置和台数的确定 近二十年来钢板零售设备冶炼过程已发生了很大的变化，钢板零售设备容量与炉用变压器功率显著增大， 炼钢工艺简化，钢板零售设备炉内只起溶化炉料和氧化精炼作用，而还原楮炼与成份调整则转移到 炉外精炼设备中去。故对于新建钢板零售设备车间，选择电弧炉容量时，应充分考虑到随着炉子容 量增大，钢板零售设备车间的各项经济技术指标明显优于小型炉子的优势。例如，车间配置200t电 炉，较之采用IOOt钢板零售设备时单位投资降低约4%,劳动生产率将提高因此在设计高生 产力车间时，应推荐配置IOOt以上的大型钢板零售设备。目前国内现有老的钢板零售设备炼钢车间，虽然经 过改造，多数钢板零售设备容量还是<30t。近年来已有若千厂家在扩建或新建车间时，fi置了国 产或引进的>50t容量的钢板零售设备，有的还属高功率或超高功率的范围，或者是新型结构的电 弧炉，这无凝对于促进我国炼钢钢板零售设备设备和炼钢技术的发展、进步是十分有益的。 钢板零售设备选型问题按不同类型设计任务，可有如下两种情况• (I)按车间要求的产量选定钢板零售设备。在选定炉容量和台数之前，要先设定车间产量， 并根据各钢种产量分配、钢质要求，确定各钢种浇注锭型或连铸坯尺寸，亦即首先作好车 间的产品（锭、坯）计划，或称车间的产品大纲。由此计算车间全年钢板零售需求Sf (t/a) 与车间炉子总容量 车间年产量《 At= a- (8-34) 计算一台钢板零售设备产量时，式中为^ (见式8-12),计算车间产量时，使用设备（炉子）总 容童C。其他符号意义同前。 G= 2 4似 设计方案是可以选用多台等容量的钢板零售设备：G = Nw (8-35) 使，次=N•山或者选用不同容量的钢板零售设备以满足：G = Nlgt +NA+…… （8-36) 使 I At=^NiAi + N»Ai + O 式中Alt……——不同容量钢板零售设备的年产量，t/a。 钢板零售设备选型及其配合应考虑到以下几点， I )生产上的经济性，大容量设备一般情况下其技术经济指标优于小型设备，经常性 生产费用较低I 2) 高功率或超高功率钢板零售设备一炉外精炼应作为选定工艺流程和选定炉型时优先考虑的 方案》 3) 钢板零售设备座数，一个车间里一般以<4台炉子合宜。 4) 日常生产组织、调度问题，如有多品种，小批量的任务则应适当配用较小容董的 炉子，特别是某些钢种的熔炼至今还不宜在大型炉上进行，且必须铸成小锭型时，如某些 高合金钢种的生产。 5) 炉容量大小要与后步工序设备能力相适应》因轧机与锻锤能力限制着炼钢车间铸 成锭或坯的断面尺寸（或单重)，而一炉钢板零售又必须在一定时间范围内挠注完毕，则是炉 容童与锭子大小的制约因素, 6) 与外界电网容量有关，必须考虑到钢板零售设备变压器运行的特点及其对供电系统的影 响I 7) 车间起重机的容量（装料与出钢）亦决定于炉子容量a (2)在已有厂房条件下要求适当扩大产童。此系车间的改建、扩建类型的设计任 务。可以是对老设备去旧换新，进行技术改造同时也增大了车间产量与提高质量；也可能 是单纯增添设备扩大产董。 此种设计任务，它的炉型选择和扩大产童受到原有厂房结构和起重机能力的限制，甚 至于还会受到厂房能否扩展的约束。在原有广房下炉容量不可能增大太多，即g的选择余 地不大，而增加炉子台数也可能受到若干现有环境条件的限制a 作改、扩建设计时，扩大产量和更换炉型要考虑到下列诸项条件， 1) 原有厂房尺寸（特别是起重机轨面高度〉与起重机能力, 2) 车间外部可供使用的场地大小| 3) 车间或全广的运输能力与动力设施是否敷用，能否扩大容量I 4) 原材料供应系统的能力与扩大产量后炼钢能力的平衡I 5) 炼钢能力与加工车间能力的平衡。 8.1 电弧炉车间布置方案 8.2.1钢板零售设备炼钢车间设计与建设的基确资料 在作车间设计之前，应首先明确车间建设中的若干基本条件• (1) 建厂条件、亦即炼钢车间设计者所应掌握的本车闻的建设基本条件■ 1) 炼钢所需用的各种原材料的供应条件，其中钢铁料来源为最重要I 2) 产品销售对象及其对产品质量的要求* 3) 水电资源情况，所在地区的产品加工，K件制作的协作条件； 4 )交通运输条件，水陆运输及地区公抶路的现状与发展计划* 5) 当地气象、地质条件I 6) 环境保护的要求J 在上述各项主要建厂条件之中，原材料条件对于工艺设计的关系尤为密切重要。特钢 冶炼对各种原材料的要求与管理技术较为严格细致，为此，作工艺设计之前首先应定量地 了解各类原料的来源，可供数量，成份及品质级別，因为这些条件不仅是确定工艺制度的 原始依据，而且还是确定原料加工处理、运输方式和储存场所及工具的依据。 在确定某些基本方案时，不仅由工艺专业设计者来考虑，而且往往需要与相关的专业 人员共同商定。例如I原料供应制度应与材料供销部门相联系；原料运入、废渣垃圾排出 等有关运输问题要与总图运输及设备设计等专业协商确定。 (2) 车间生产计划——产品大纲。炼钢车间产品是以加工车间产品（即出厂产品方 案）为依据，生产厂的产品计划一般是由设计任务书作出规定。炼钢工序应根据后步工序 需求确定各钢种的铸锭或铸坯尺寸和工艺制度。炼钢车间的产品大纲中应记述下列各 项I I)生产的钢种，代表性钢号> 2) 各钢种的产量，占总产量的比重； 3) 各钢种的铸锭锭型或连铸坯尺寸I 4 )各钢种到后步工序成材的类型及尺寸。 C3)工艺制度。确定工艺制度是整个工艺设计的基本方案，它是设备选择、工艺布 置等一系列问题的设计基础。确定工艺制度的主要根据是产品大纲所规定的钢种，生产规 模，原材料条件及后步工序的设计方案。 工艺制度所应拟定和确立的问题丨 1) 冶炼方法《依不同的钢种而选定适当的冶炼方法，包括钢板零售设备单炼的冶炼工艺，和 进行二次（炉外）精炼的工艺过程。 根据产品大纲中规定的钢种、产量，分別确定各钢种用不同冶炼方法生产的数量。 2) 浇注方法，首先丨>v:考虑的是采用连铸技术，连铸用于普钢浇注已较普遍。然而某些 特殊钢种用连铸尚有困难。故某些特钢冶炼车间的浇注方法现阶段还是以连铸与模铸并举 为宜。 至于铸锭工艺则需依生产厂的规楔，后步锻轧工序设备及钢种特点来确定上注法与下 注法、坑铸方式或车铸方式。 3) 锭型与锭重，锭型取决于钢种和钢锭开坯轧机能力，某些钢种如果易于产生表面 缺陷，则锭型又与表面缺陷的精整方式有关。锭重除与轧机能力有关外，又与成材尺寸要 求有关。 在一个车间里可能选用多种锭型，这决定于品种及其加工方法_锻开坯或轧制开坯。 4) 钢锭（连铸坯）的冷却处理与精整•钢锭冷送或热送加工车间由钢厂总的生产流 程和钢种性质决定。钢锭需缓冷或空冷，或需经退火后处理亦与钢种和锭子大小有关。如 所设计的产品必需经过此种处理过程，则车间布置的总体设计亦必须予以事先考虑，即本 车间中应设有“钢锭热处理，精整工段”的场地。 5) 技术或产量是否要留有发展的余地，这是在设计新建厂（车间）时应作适当考虑 的问题。应视工广的规模、企业性质，邻近地区钢材需求发展的形势而定。对此，设计者 特別是工艺专业设计人员应予重视。 8.2.2 钢板零售设备炼钢车间的组成 炼钢车间是钢厂整个生产系统的一个组成部份。而炼钢车间本身除工艺流程上主要工 序一配料、熔炼*浇铸之外，尚要有与之配合的必不可少的辅助设施，诸如原料准备、贮 存与供应，动力设施等，共同组成一个生产部门，但它们的设置与领导关系可能依生产厂 家的管理体制而不同。车间各组成部份应根据生产规模、工艺流程，厂区条件、厂内外协 作与原料供应情况确定合理的钢板零售设备炼钢车间组成。应视具体情况在下列一般组成中兼并取 舍，以满足生产需要为准，可适当简化各种设施的设置与管理系统。完整的车间组成应包 括《 炼钢主厂房，包括炉子跨间，原料跨间，炉外精炼及钢板零售浇注系统各跨间》 废钢料堆场及配料间，包括废钢处理设施, 铁合金及散状材料间j 钢锭、坯检验与精整跨间（可设在主厂房内或单设）i 钢锭、坯（合格成品）存放场地（库), 中间渣场| 机、电修间I 快速分析室I 炉衬制作与修理场地》 车间变、配电室（站）• 耐火材料库》 备品、备件库I 水处理设施I 烟气净化设施I 车间管理及生活服务设施》 其余各种气体（O2, Ni, Ar与压缩空气、蒸汽）和燃料（燃气）的供给与生产一般 应为全厂统一管理与供应。 上列各项的生产能力确定、主体设备选型、工艺布置的要求等问题是工艺设计所应负 责完成，或者是工艺专业配合相关专业共同完成的设计内容。 8.2.3车间布置类型 钢板零售设备炼钢车间的厂房型式，通常是单层，多跨间，内设起重机的重型工业厂房。钢板零售设备 在厂房内的布置（位置与方向）基本类型有二，如图8_4所示。 m 8-4车间布置基本类型 当炉子轴线与车间纵向柱列轴线一致时称为纵向布置，炉子轴线与车间纵向柱列线相 垂直时称为横向布a。铸锭作业区（坑铸或车铸）的位置可有多种。K以不同的浇注方式 与场地布置，于是形成了多种车间工艺布置设计，各有优缺点，各有其适应的条件。 典型的电弧炉炼钢车间结构有如图8-5〜8-8所示的几种方案，也是近代电弧炉车间 设计的基本模式。在生产品种方面可以从大批量生产的一般碳钢直到特殊品质的钢种》浇 注方法可以是连续铸坯或者是模铸钢锭（上注单支大型锭与下注法浇多支锭）• 每一方案图中布置有两台相同容量的电弧炉及与之配套生产的原料与浇注系统。如延 伸厂房则可以增添钢板零售设备或增加梢炼设备以实施新梢炼工艺。 各图所示工艺布置方案都包含着构成一个钢板零售设备钢钢锭（坯）生产所必窬的组成部汾， 因此，它们都可以分别作为一个车间组成的“单元体”，将二个或三个相同单元拼接组合， 便扩大而为设有4台戒6台钢板零售设备的生产车间。就新建炼钢车间的设计而论，一般认为以不 超过4台钢板零售设备为宜。这是从减少一个车间的运输量，及便于生产调度出发来考虑的，但现 192 I一甩妒跨丨日]» 2—边跨,3—加料吊车,4一辅助作业 吊车，5—向料仓装料吊车，6—钢板零售设备，7 —钢板零售设备变 压器房及控制室》8—钢板零售脱气系统I 9一脱气系统控制室• 10—合金及添加料的高位料仓,11 一钢包车及钢包 金料仓置于较窄的边跨间（辅跨）•根据上料需要边跨为多层建筑。在最上层设有吊车（图 中序号5),向料仓10装料。 8.2.4钢板零售设备炼钢车间工艺布置的若千实例 图8-10〜8-17为国内外某些现有的钢板零售设备车间乎、剖面布置。多数车间平面布置采用平 行多跨间主厂房内钢板零售设备与潘注作业区分开的型式，而原料的配料与5&夺场所有多种类型， 要依生产规模的大小，原料的来源与种类，生产的机械化程度高低等因素，根据不同条件 而选定。 图8-10所示是中、小生产能力钢板零售设备炼钢车间有代表性的布置形式。车间主厂房内按生 产顺序，物料流向由三跨间组成I炉料跨4一炉子跨（熔炼跨）B—C,和出钢、浇注 跨C—D。车间属钢板零售设备横向布置，炉子在熔炼与出钢、浇注跨间交界处。炉子为高架式布 置，钢板零售设备变压播房亦在工作平台上。 各种材料均通过炉料跨间向炉前供应。炉料跨有二条铁路线（一为贯通式，一为尽头 式I与4〉运料入厂房。炉子跨间工作平台炉料跨间延仲成受料台24,料台上有料斗架11， 使用炉子跨的桥式料斗装料机26向炉子装料（合金料与散状材料）。钢铁料料筐6经由横 向过跨线路9送到每一台炉子旁边。炉料跨间装设抓斗、磁盘和吊勾的三用吊车。 炉子跨间的一端头（工作平台之外）是炉衬修磷工作地区。 采用车铸法铸锭，出钢一浇注跨间有二条浇注线20经过浇注操作台19之前，通过叉道 开出厂房。而线路21是运送淹罐的出渣线。炉瘡来自浇注完毕后盛钢桶的余淹，和熔化、 氧化淹放入炉前渣罐后，由渣罐车28在炉下横向运到出钢一浇注跨间，二者均经线路21运 至渣场分别处理。钢锭的脱模与螫模及钢锭淸理等工作均在主厂房之外另设的专门厂房内 完成， top. [2 =15 =~^ '一 \ 5 '■ [2S I ' Y I— J _ 废—丽—' A l\ ^ I 」JSi I 厂 I 20 is. W 子跨间 ) r/\ C) (M 100/ is. f/\ 贫，m J\ 225 40 /、 /Xf ■ U-1- 、26。1 Xl W ’ ® 图8-U 钢板零售设备车间平面圈（T.ukens钢板零售设备钢厂） 图8~11为美国Lukens钢板零售设备钢厂车间布置。车间内设有4台IOOt钢板零售设备。其特点是废钢料 直接由铁路车箱向料筐装料（配料），于是可以简化装卸料操作。供应铁合金与散状料有单 独的小跨间。所以车间厂房组成有五个跨间，（图中由上至下）废钢（配料）跨间，散状 料跨间，炉子跨间，浇注跨间，盛钢桶修砌与连铸跨间。 这一炼钢车间是模铸与连铸并举，在出钢一浇注跨进行模铸(有铸车线进入跨间两端， 此图上未表明），而钢板零售转移至第五跨间时，可以进行连续浇注生产。 图8~12是一个钢板零售设备车间经多年生产过程改造扩充以后的情况，所以钢板零售设备炉型较多，包 括三台不同容量的电弧炉（20t、25t、40t)、真空设备与电渣重熔设备。电弧炉横向布置， 但在竖向布置方面为地坑式。在装有4Ot钢板零售设备的炉子跨间与出钢一浇注跨间（跨度分别为I6 I—浇注跨间,2—钢板零售设备跨间，3—废钢场地及料仓，4— 作业平台及料仓，5—废钢卸料吊车> 6—炉子加料吊车I 7—浇注与辅助工作用吊车》8—电弧炉,9一变压器及开 关房I 10—排烟气过滤房• 11 一真空脱气系统，12—电 渣重熔设备，13—铸锭坑 m和20m)里作业场地也显得十分狭窄，拥挤，这在某些老生产车间进行技术改造、扩大 产量时是常出现的，在技术上有不尽合理的现象。 图8-13为SIDOR钢板零售设备车间平、剖面图。该图是一种装有大型钢板零售设备，高生产能力车间的 布置一例。由于使用球团矿和废钢为冶炼原料，所以供料系统较为复杂。 其主厂房仍为平行多跨间布置，—D—£：一F诸柱列构成料仓跨间（球团及散状 料储存与供料跨间)，钢板零售设备跨间、出钢一铸锭跨间和连铸跨间。在主厂房之外的跨 间是废钢处理和配料间，而球团矿筒形储仓I、2则设在较远处，通过两条运输带3送料进 主厂房的料仓跨。废钢料经选配后，在轨道衡5上称量，运送车4经由两条横向线路进入 炉子跨间，为六台钢板零售设备供料。 电弧炉为横向布置，与图8-10不同的是,炉子位于跨间横向的中部，靠近料仓跨一侧， 这样由料仓通过炉顶上第四孔向炉内加料的通道可以大大缩短，见剖面图。钢板零售设备变压器房 12与控制室13亦设在工作平台上。炉前出渣使用专门的渣罐运送设备，在料仓跨间底层 ±0,00地面上直接沿厂房纵向运行,运渣罐出车间。钢包车出钢，横向过跨送到浇注跨间， 或再由钢包旋转台连铸。 该车间主要由三台连铸机出坯，但在浇注跨也有模铸锭铸车引入备用浇注区，此处设有 浇注操作平台18,由布置图可见，此备用浇注区在全车间场地中占很小的比重。 与其它车间布置相似，炉子跨间的两端通常是作为修理作业区，炉体（炉衬更换修 砌）、炉盖和盛钢桶衬修砲等都在此处完成。 图8-14是前苏联国立黑色冶金设计院设计的新型钢板零售设备炼钢车间平面布置与剖面图。车 间设有4座IOOt电孤炉，年产钢能力为100〜120万吨。以废钢为原料冷装冶炼，钢板零售经 过炉外处理，由连铸机出坯。 图8-14 1CKHX4钢板零售设备炼钢车间平、剖面 车间包括以下几个生产部位•废钢料跨间4一S，散状料跨间（料仓）B_*C，炉子跨 间C—D,出钢与精炼跨间一S，和与其相连的连铸跨间，其中有三台连铸机。 钢板零售设备横向布置位于炉子和出钢一精炼跨间的交界处，是以出钢一精炼跨间吊车吊钢板零售 包出钢。炉子跨与散状料跨间都设工作平台。 废钢运入废钢料跨间，大部分是装入料斗，用平板车经铁路线3进入，少部分废钢用 矿槽车运进，然后用电磁吸盘卸到料坑I内储存。而料斗运送的废钢连同料斗卸下，暂放 在平台2上，或者料斗用吊车吊起直接倒进配料料筐31。需要时也从料坑吊取钢料K入料 筐。料筐在横移平车15上称重，沿横渡线4运到炉子跨间。空料筐由炉子跨间回行时，经 过散状料跨间，从料仓9装入造渣材料。 散状料用汽车运到B—C跨的端部，装入自卸料斗12。然后用吊车I把散状料从料斗 12卸入高位料仓5。造渣材料经过振动给料器6从料仓5放到电动槽车7里，沿纵向铁路 线送到皮带式装料机13前，装料机13从电动槽车得到一定批量渣料后,通过横渡铁路线17， 转运到钢板零售设备前，从炉门把淹料装入炉内。 铁合金从装有自动称重装置的合金料仓5放到料槽里，用无轨装料机14将装满铁合金的 料槽送到烘烤炉8。经预热后再由无轨装料机运至炉前加入钢板零售设备。冷的铁合金可用装料机 13加入炉内。补炉料可从补炉料料仓5加到补炉机的料斗里。 出钢一精炼跨间里可进行以下几项操作，出钢后将盛满钢板零售的钢包吊运到吹氬站19 处，进行钢板零售吹氩处理。需要真空精炼的钢种，则将钢板零售包置于钢包车25上，开入真空站 24,处理后钢包，吊运到连铸机钢包旋转台上。这一跨间里还有出渣线路23,运出炉前， m 一台》原计划的连铸现暂采用模铸工艺，留待今后发展、改造。第一期建成投产后，年生 产力可达10万吨钢锭。 该车间设计，钢板零售设备为离架式横向布置，钢板零售设备与铸锭在同一跨间，钢板零售设备位置靠近炉料跨 间，钢板零售设备工作平台唐于炉料跨和钢板零售设备一铸锭跨两跨间之内。顶装料、装电极、出钢与浇 注等操作均在钢板零售设备一铸锭跨,而炉前操作,炉门加料（造渣料、部份合金料等）则在炉料跨 的边缘地区（见平面图）。炉子与浇注合在同一跨间，则厂房内大吨位起重机只在此一跨 间之中（调换炉体需IOOt级吊车），可以减少大型起重机设置数量，从而减轻厂房结构， 节约投资。 设计中采用了废钢预热技术，系炉内排烟气系统（第四孔排气）的高温烟气预热料筐 中钢料的方式（伹此项废钢预热装置尚未正式投入使用）。在厂房顶部还装有炉顶上方的 车间烟气收集排出大罩，于是形成二条排气管道平行共进除尘器的系统。这样，当采用炉 内还原精炼工艺时，可以关闭第四孔抽气管道，而只用厂房集尘排气管路，有利于保持炉 内还原气筑。 炼钢车间中铸锭、钢锭脱模、冷却、整模等工作热量散发多，温度高，劳动条件差，易 于发生人身事故，故炼钢与浇注在同一跨间布置型式下，应将上述各环节分散，以解决散 热集中与劳动条件恶劣的情况。此项设计采用了横向车铸，将铸锭及其它作业分布在3个 跨间内进行。从作业场地的面积衡量，精整跨间留有相当的余地可供合金钢生产时钢锭处理 的需要。从设计车间角度看，现有设备布置是车间建设的第一阶段，仍留有以后发展与技 术改造的余地，诸如，增添新技术设施，改进工艺技术，以及改进布置上尚存的某些未尽 合理的地方，等等。 图8-16则属于小生产能力钢板零售设备炼钢车间的另一类型布置，一台小型电弧炉（IOt)纵 向布置，另有感应钢板零售设备（二炉座）在同一跨间，不仅熔炼、浇注同跨布置，而且钢板零售设备熔炼 用原料包括废钢和辅助用料也在同一厂房的一个跨间之内，集原料、熔炼、浇注于一处， 而且按照生产工艺流程作了布置。这样,装在主跨间内的起重机可以为整个炼钢过程服务。 跨度10,2m的辅助跨间为电气房和原材料干燥设备。 待发展合金Pil场地 一50/10t吊车丨27—结晶器及扇形段对中存取K1 28—结晶器汶 扃形段维修区，29—铁皮沉淀池^ 30—火焰切割装置》31—横 移输送台！ 32—高压水除鳞装罝，33—I•步进式冷床，34—2•步 进式冷床》35—25t磁盘吊车；36、37—冷检线（I)和（I) 38, 39—输送台 该车间钢板零售设备、精炼、连铸分别占有单独的跨间，连铸成品入管坯库并与轧管车间毗 邻，直接转入下一工序。钢板零售设备跨间与精炼跨间垂直，在钢板零售设备区采取隔音措施以减轻其它工 作区的噪音。 钢板零售设备为UHP功率水平（变压器容量90/100MVA),此外还采用，第四孔烟气直接排 出，用于废钢预热》油一氧枪助熔》及渣料，合金料均贮存于高位料仓，通过炉顶第五孔 入炉，或出钢过程中加入钢包，炉体为管式水冷炉盖和水冷炉壁，炉壁与炉体下部为分离 式，便于炉壁与炉底分别吊装。