110t电弧炉废钢预热装置设计开题报告

需要全套设计联系Q 97666224（说明书CAD图等）题目： 110t电弧炉废钢预热装置设计撰写内容要求（可加页，小四号宋体，行距20磅）：1.论文综述1.1 题目背景随着科学的不断发展，钢铁的使用也日益增多。在资源有限的地球上，把废旧的钢铁回收不仅可以循环利用，还能为保护环境做出贡献。废钢预热在上世纪六十年代在出现，日本在1968年开始使用烟气预热废钢的研究，尽管从技术上已确认了它的可行性，但当时能源价格低，使技术开发工作中断了。同时，在欧洲采用外加燃料预热废钢技术已由实验室投入到工业应用。这项技术以高温化为原则，将废钢预热到800。然而随着电弧设备向大型化和超高功率化发展，以及炼钢工艺向富氧操作和炉外精炼发展，这种预热废钢方式逐渐减少了。到1979年，随着石油价格上涨，利用烟气预热废钢的技术开发又重新开始。1980年日本安装了1台50t电炉的废钢预热器。由于这项技术具有明显的节能和提高生产率的效果，因此，日本、西德、美国等国家已普遍在炼钢电弧上推广应用废钢预热器。在国内，废钢预热系统仍然在发展中，大多数厂家的预热系统都是通过改装而来，对于技术来说，比较成熟的有河南太行全利重工股份有限公司生产的废钢预热设备。1.2 研究意义 炼钢厂家现在正寻求更好的解决方法使炼钢更为经济、更符合生态要求及具有更大的生产灵活性。为达到这些目标，必须采用维护少而工效高的设备。采用这样设备的宗旨是保持企业商业上的成功及竞争力。电力成本持续升高、大气二氧化碳排放条例以及陆地及水源保护法规趋严这些无不使炼钢厂家竭力降低能耗及尽量利用生产废物及介质。用废钢预热方法补偿电炉炼钢能源已有30多年的历史，通常的做法是在废钢装炉前在料桶里用电炉高温废气将废钢加热。高温气体的热源来自于电炉或烧嘴排出的废气，而供给电炉的一次能源则用于将入炉废钢加热至废钢熔点。这样就可通过废钢预热装炉节省能源。预热废钢还可避免湿废钢入炉，从而避免炉内发生爆炸。因此，废钢预热还能保证工厂安全及防止设备意外损坏事故。废钢进行预热的突出优点是可以减少电炉炼钢的电力消耗及提高钢厂生产效率。通过毕业设计，使我们进一步巩固、加深对所学的基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化；培养我们独立思考、独立工作和综合运用已学知识分析与解决实际问题的能力，尤其注重培养我们独立获取新知识的能力；培养我们在方案设计、设计计算、工程绘图、文字表达、文献查阅、计算机应用及工具书使用等方面的基本工作实践能力；使我们树立具有符合国情和生产实际的正确设计思想和观点，树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、勇于创新、善于与他人合作的工作作风。1.3 国内外相关研究情况目前我国自主开发的废钢预热输送成套设备是河南太行全利重工股份有限公司研制的节能环保型炼钢设备，该设备采用电炉余热利用、废钢预热输送、高温烟尘净化和系统智能控制等一系列先进技术，利用电炉余热全封闭连续化预热废钢，填补了国内空白，已在舞钢、西宁特钢、冀南特钢、华鑫特钢等单位推广应用，取得了显著的经济效益和环保效益。(2)技术指标出钢量提高10%以上；冶炼周期缩短10-15分钟；每吨钢节电80-100kwh；电极消耗减少0.5-0.8%；耐火材料消耗减少5%；吨刚释放的二氧化碳量减少20-30%；生产现场含尘量减少10mg/；二恶英和CO达标排放，烟尘排量由17kg/h减少至11kg/h； 废钢预热温度600度以上；废钢输送能力120-350t/h。(3)工艺特点节约电能：与传统的电炉相比，连续式加料电炉节能来源于废钢预热，另外电炉炉盖不用打开，避免了熔池暴露造成的热辐射损失，且电炉连续在精炼状态下工作，电弧一直被覆盖，使得电弧到熔池的热传导效率增高，降低了电弧对内衬、炉盖及水冷壁的热损失，故使得冶炼周期由普通电炉的60100分钟缩短到3875分钟，易于和连铸机匹配，且电能消耗费用也被降到最低。由于电炉采用连续操作，供电曲线平稳，这至少可再减少5%的电量消耗。电极消耗降低：由于冶炼电流降低，使得电极头部损耗下降；炉内为还原气氛，减少了电极表面的消耗，这也就降低了电极折断率。提高了废钢至钢水的收得率：连续式加料电炉冶炼操作降低了炉渣中氧化铁的含量及扒渣时的金属损失，一般可使金属收得率提高1.52%。烟尘处理量降低：烟气在通过预热段时，部分烟尘可沉积到废钢中被重新回炉利用，使吨钢烟尘产生量可降低到11kg，而顶部装料的同样电炉烟尘产生量约为17kg20kg。高了能量的利用率：连续式加料电炉操作中，氧和碳喷入熔池后所产生的充足的CO可用来维持一定的泡沫渣高度，实现埋弧操作，提高了能量的利用率。充分进行了余热利用;在输送段上可将废钢预热至400，后部余热可通过余热锅炉产生蒸汽来发电或采暖，锅炉出来的烟气基本上可以直接进入袋式除尘器进行除尘。而普通电炉系统烟气则需要经过水冷管道、机力冷却器等设备，要消耗大量能源来进行降温后方可将烟气通到除尘器，而烟气所携带的能量则被完全浪费掉。保证CO在管道内能充分燃烧的情况下有效地控制了系统漏风，使得进入除尘系统的烟气被降到了最低，减少了除尘器增大时所产生的各种费用，可将系统投资有效地降低。布袋除尘电耗低：因为加料不需要打开炉盖，连续式加料电炉工艺的除尘系统和传统顶加料电炉相比显著降低，风机功率减少30%。实现洁净生产及其他益处：输送设备加料期间炉盖关闭，以及整套预热-冶炼系统保持负压，所以环境清洁。连续式加料电炉以连续溶化-精炼的方式操作，也可期望得到低的磷硫含量。用户效益 降低电耗。每吨钢耗电减少80-100 Kw.h，按目前工业用电0.5元Kw/h。吨钢成本下降50元，以100t电炉年产钢125万吨计算，总成本降低6250万元。废钢在输送过程中并通过了1100度以上的炉气进行预热，提高了料温，缩短了冶炼时间。一天可多出3炉钢，日增产300吨，月增产9000吨，每年可提高产量10万吨左右。1905年，德国人林登堡（R.Lindenberg）建成第一台炼钢用二相交流电弧炉（海劳尔特式），该炉特点是采用方形电极，电极手动升降，炉盖固定不可移动，加料从炉门口人工加入；1906年，林登堡成功地炼出了第一炉钢水，浇注成钢锭，从此开创了电弧炉炼钢的新纪元；19091910年，德国和美国分别制成了6t和5t的三相交流电弧炉投产；1920年，采用了电极自动升降调节器，提高了电极升降速度；1926年，德国德马克公司将炉盖改为移出式，首次实现了顶装料；1930年，出现了炉体开出式电弧炉；1936年，德国人制造了18t炉盖旋转式电弧炉；1939年，瑞典人特勒福斯提出了电弧炉电磁搅拌的思想；1960年，为使三相电抗平衡，美国出现了短网等边三角形布置；此阶段由于电力、电极、用氧水平、炉容量等的限制，故炼钢成本大大高于平炉，因而只适合于冶炼合金钢、特殊钢。随着第二次世界大战的爆发，电炉钢的产量迅速增长。由于钢铁工业内部结构在50年代中期发生了重大变化，及LD转炉取代了OH平炉的炼钢龙头地位，但是LD炉不能象平炉那样100%地采用废钢为原料，故伴随着平炉的逐步退出炼钢舞台，废钢过剩的问题就日益突出，因此就要求EAF电炉在冶炼合金钢的同时，还要担负起一部分冶炼普通钢种的任务。这样就对EAF提出了如何大幅度提高生产率和降低生产成本的发展方向。1964年，美国碳化物公司的施瓦伯（W.E.Schwabe）和西北钢线材公司的罗宾逊（C.G.Robinson）共同提出了电弧炉超高功率的概念，并在两台135t的电弧炉上采用不同功率水平进行试验；不久就在世界各国推广UHP操作，使冶炼时间大大缩短，从34小时减少到2小时（功率水平500kVA/t）。从七十年代开始，为了最大限度地利用变压器的工作效率，围绕着如何进一步提高功率利用率和时间利用率，各国相继发展了一系列的相关技术，例如：炉壁、炉盖水冷化、长弧泡沫渣操作、氧燃烧嘴、偏心炉底出钢、废钢预热、炉底吹气、双炉壳电弧炉等等。因此，变压器的功率水平达到8001100kVA/t，冶炼时间进一步降低至1小时以下，电耗降至400kWh/t以下。并逐步在特殊钢厂推广运行“废钢预热电弧炉炉外精炼连铸热送轧制或连轧”的工艺模式，把电弧炉演变成了单纯的废钢快速熔化设备。为了根本上克服交流超高功率电弧炉的电弧不稳定、三相功率不平衡带来的炉壁热点问题，对前级电网造成的剧烈冲击（闪烁问题），70年代开始了直流电弧炉的研究，并于80年代中期投入工业生产，从此电弧炉又在交流和直流两方面同时发展。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1研究的主要内容1.对电弧炉废钢预热装置的发展情况进行深入分析，了解目前电弧炉废钢预热装置的使用情况与性能要求；2.对电弧炉废钢预热装置的设计提出初步设计方案；3.对电弧炉废钢预热装置详细结构进行设计；4.对电弧炉废钢预热装置的主要零部件进行设计与计算；5.对电弧炉废钢预热装置进行设计总结；2.2 研究方案炉内的高温烟气在压力的作用下从电弧炉的进料口进入预热通道，高温烟气从炉体侧面的进料口经烟道进入新型与废钢柱成相对方向进行对流热交换。废钢预热后，烟气从新型上部排入烟气，再经沉降室进入除尘系统。在预热装置和烟气净化装置之间，可以添加预热利用装置用于二次预热利用（例如预热锅炉，热交换设备等）。废钢通过新型上部的进料口加入，并与电弧中产生的高温烟气相交换热量，然后振动输送机以低速向前推动废钢材料，将废钢材料送入到电弧炉里。炉内对流，预热通道是将废钢预热到一定温度。其加入废钢的方式是采用专用设备将废钢从上部加到密闭的新型内，通过新的内指，将预热后的废钢添加到新的下料槽中。料槽由振动输送机驱动。料槽中的废钢由炉体侧面通过专用振动输送机连续加入炉内。这样，间歇给料到新的内部给料方式将转变为连续给料到炉子。实现电弧炉全熔池操作。解决了送料不方便的问题，使预热通道工作在适当的状态，减少了漏气量，保证了预热废料的效果，预热废料通过振动输送机的末端连续送入电弧炉。整套设备非常简单，机械运动不多，但实现了连续预热和进料，从而实现了电弧炉的全熔池运行。图1设计方案工艺流程图图1设计方案电弧炉废钢预热装置结构图2.3研究方法或措施通过对目前国内外的的先进的电弧炉废钢预热装置的总体工艺进行分析，了解明确课题设计的主要思路与要求；结合相关资料绘制电弧炉废钢预热装置的总体结构；通过方案对比对电弧炉废钢预热装置的布局结构进行优化，确定最终方案；3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1 本课题研究的重点及难点设计出了废钢预热系统。该系统与振动输送机共同组成废钢预热水平振动输送系统，自己完成的是预热部分，在参考相关文献基础上，改进了预热方式和输送方式，使整个预热系统具有结构简单，占地面积少，投资少，废钢预热温度高，热效率高，操作方便等特点，为电弧炉炼钢提供了一种新型的预热系统。3.2 前期已开展工作1. 完成了对课题相关资料的收集与查询，了解电弧炉废钢预热装置的结构组成，工作原理；2. 完成了电弧炉废钢预热装置的设计简图与工作原理设计；3. 对目前电弧炉废钢预热装置的缺陷进行分析，并在后期设计过程中尽可能的进行改进；1. 完成本课题的工作进度计划（按周次填写）第1周:了解设计任务要求，收集相关设计所需的资料。第2-3周:对相关资料进行阅读分析与理解，目前设计目标与设计内容。撰写毕业设计任务书，开题报告