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河鋼集團130tLF鋼包精煉爐工程

項目概況：

河鋼集團石家莊鋼鐵有限責任公司環保搬遷產品升級改造項目（以下簡稱買方）建設三座130t旋轉電極式雙工位 LF爐，用于對兩座130t廢鋼預熱型電弧爐進行二次精煉處理。即：鋼水加熱、升溫、成份調整、脫硫、去氣、去除夾雜、均勻鋼水成份和溫度。經過鋼包精煉處理，可獲得品質更高的鋼水，品種轉換機動靈活，成份、溫度控制更為準確。精煉爐作為電弧爐與連鑄設備的中間環節，能調節冶煉與連鑄的節奏，對實現多爐連澆、對產品質量起著非常重要的作用。

主要功能：

1.常壓下電弧加熱升溫：補償工序及過程溫降、優化電弧爐出鋼溫度，結合測溫取樣，實現.終鋼水溫度控制。

2.底吹氬攪拌：實現鋼液溫度均勻、成份均勻，加速鋼—渣間的物質傳遞，實現鋼液脫氧、脫硫以及去除非金屬夾雜效果，使鋼液更純凈。

3.合金微調：準確控制冶煉終點成分，提高合金收得率。

4.喂絲：實現鋼液脫硫、脫氧，改變夾雜物形態和分布，操作過程鋼液溫降小，合金收得率高，環境污染小。

5.排煙除塵：有效地控制煙氣排出，煙塵達標排放。

6.緩沖：作為電爐、連鑄設備的中間環節，對協調冶煉與連鑄機生產節拍、實現多包連澆起著十分重要的作用。

產品大綱:

生產的主要鋼種為：碳素結構鋼、合金結構鋼、齒輪鋼、軸承鋼、易切削非調質鋼、彈簧鋼、高壓鍋爐及管坯鋼、錨鏈及系泊鏈鋼、冷墩鋼、預應力鋼絲、鋼絞線及工模具鋼等。

代表鋼種見下表。

工藝流程圖:

LF爐操作過程：

（1）電弧爐出鋼到LF爐就位

  出鋼前，鋼包烘烤T≥1000℃，電弧爐在鋼水溫度和成份達到要求后出鋼。出鋼過程中，根據需要按順序向鋼包內加入脫氧劑、合金和增碳劑等。出鋼結束后，由鋼包車從爐下開出至吊包工位。吊車將鋼包吊起座到雙工位LF爐1號（或2號）鋼包車上（底吹氬自動接通），鋼包車運行至1號（或2號）處理工位。

（2）LF爐精煉處理

 1號工位鋼包就位后，爐蓋下降到位，電極下降，送電加熱。加熱過程中，通過加料系統加入造渣料、通過自動噴吹系統加入脫氧劑，通過底吹氬系統按工藝要求進行吹氬攪拌。加熱10min鐘左右，渣料完全熔化取樣、測溫，將試樣送至化驗室進行快速分析，等待化驗結果期間繼續加熱。

化驗結果出來后，LF爐二級計算機系統根據化驗分析值與鋼種目標值之間的差值，通過數學模型進行計算，確定需要加入合金料的種類和用量，根據具體鋼種確定供電曲線，將指令發送到投料系統PLC。該系統根據LF爐計算機的指令，經投料系統選擇稱量（系統稱量精度滿足三級稱量精度要求），輸送至LF爐受料斗，啟動受料斗閘板閥，合金料即可加入鋼包，從而達到合金調整之目的。第二階段送電一定時間后停電。測溫、取樣。然后自動調整電壓、電流保溫，等樣，繼續加還原劑，樣回后，停電測溫，溫度達標，成分合格后，升起電極并旋轉至2號工位，冶煉2號工位鋼水。

（3）LF爐離位至連鑄機澆注

電極旋開后，保持爐蓋低位，鋼包車在加熱位在線喂絲，喂CaSi絲，終脫[O]，脫[S]，以改變氧化物、硫化物的形態和分布。喂線速度、種類和長度可以在主控室HMI顯示和設定，在喂絲機控制柜上設有顯示喂入長度計數器和速度控制器，當加入至預定長度時自動停止。此時采用較小的吹氬量，直至喂絲結束。

喂絲結束，升起爐蓋，自動添加覆蓋劑，并進行軟吹（根據工藝要求），鋼包車開至吊包工位，吊包（自動斷開氬氣）至RH或連鑄機澆注，完成LF爐一個周期的處理。

作業周期（min）

LF設備處理能力：

平均處理鋼水量                     130t/爐

平均處理周期                       45～50min

有效作業天數                       300d

LF生產能力

單套LF爐設備處理能力為：1440÷50×130×300≈1123200t/a

單套LF爐可以處理112萬噸鋼水，實際產量要根據生產計劃、冶煉鋼種等因素調整。

技術改進措施:

1） 采用可在線更換的水冷補償器。傳統水冷補償器的聯接就位方式，如果其中一根損壞需要更換，那么就必須將變壓器向后移動、將所有補償器聯接拆除后才能更換，工作量巨大且更換時間長，也容易造成其他補償器密封件的損壞。針對現有技術的不足，我院設計了一種可以實現任意單根可在線更換的水冷補償器，本水冷補償器為雙法蘭結構，即在不移動變壓器的情況下，只需將補償器兩端與變壓器端子和水冷銅管相連接的法蘭松開，就可以將中間接頭體帶橡膠管部分拆下。此設計連接可靠，更換方便，提高了工作效率、降低了維護成本。

2） 采用新型水冷密封型爐蓋。爐蓋在設計上增加了裙邊結構，并考慮了足夠的高度。為了防止冷空氣由裙邊結構進入鋼包，影響爐內氣氛，爐蓋在設計時增加了一條專用煙氣通道，該煙氣通道的斷面沿圓周至排煙孔逐步增大，在通道內形成負壓，以便于將從裙邊進入的冷空氣直接吸入此通道，從排煙孔排出，確保包內還原性氣氛的保持。

3）采用低阻抗的大電流系統。通過增大出墻銅管的截面積，采用低電抗的導電橫臂，選擇合理的鋼包爐變壓器參數等措施，優化短網系統的設計，降低三相阻抗不平衡度，經計算使其加熱能力.佳（具備較好的運行功率因數）且具備良好的調節器性能，可降低鋼包耐火材料指數，延長渣線耐火材料壽命。

4）吹氬控制系統

鋼包精煉爐主要功能之一是吹氬攪拌，也稱吹氬作業。攪拌強度不同，LF爐精煉效果也就顯著不同。為了確保在整個精煉過程中吹氬攪拌有效順利進行，我們采用吹氬控制系統，核心控制元件采用目前國外主流品牌，流量測量和控制單元一體式，流量調節為線性連續可調，技術成熟，流量采用質量流量計量，自動設定并調節氬氣流量、同時具有壓力反饋自動強吹旁通支路，杜絕不透氣現象，確保煉鋼、精煉、連鑄三位一體工藝流程的順利進行。鋼包底吹氣體控制系統壓力檢測精度≥±0.2%FS，流量檢測和控制精度≤±3NL/min。各點調節范圍為15～1000NL/min，控制精度±3NL/min。整個系統耐壓強度≥2.5MPa。

主要技術參數：

LF-130t鋼包精煉爐主要規格和技術參數

LF爐總體效果圖：

LF爐水冷爐蓋效果圖：

LF爐現場安裝圖1：

LF爐現場安裝圖2：

LF爐現場安裝圖3：

LF爐主畫面：

LF爐蓋提升及電極升降畫面：

LF爐弧流弧壓趨勢：

LF爐合金加料系統：