GB50439-2008 炼钢工艺设计规范.docx

UDC 中华人民共和国国家标准 P GB 50439-2008 炼 钢 工 艺 设 计 规 范 Code for design of steelmaking technology 2008-01-14 发布 2008-08-01 实施 中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局  联合发布 目 次 1 总 则 1 2 术 语 2 3 铁 水 预 处 理 4 3.1 总体工艺设计 4 3.2 粉剂 5 3.3 主要设备设计要求 6 3.4 工艺布置 6 4 转 炉 炼 钢 8 4.1 总体工艺设计8 4.2 原材料供应 11 4.3 转炉及相关设备选型 12 .4.4 转炉炼钢车间布置与厂房 15 4.5 炉渣处理 17 5 电 炉 炼 钢 18 5.1 总体工艺设计 18 5.2 原材料供应 22 5.3 主要工艺设备选配 24 5.4 电炉炼钢车间布置与厂房 26 5.5 炉渣处理 28 6 炉 外 精 炼 设 施 30 6.1 总体工艺设计 30 6.2 铁合金与造渣料 33 6.3 炉外精炼主体设备设计要求 34 1 6.4 炉外精炼装置在车间中的布置原则 35 本规范用词说明37 附 条文说明 39 2 1. 总 则 1.0.1 为使炼钢工艺设计贯彻国家经济政策和技术政策，使炼钢 工程建设做到技术先进、经济合理、节能环保、安全适用，制定本规 范。 1.0.2 本规范适用于新建的以转炉、电炉为主要冶炼设备的炼钢 车间工艺设计。 1.0.3 炼钢工艺设计除应执行本规范的规定外，尚应符合国家现 行有关标准规范的规定。 1 2 术 语 2.0.1 Consteel 电炉 Consteel Electric Arc Furnace 一种往电炉连续加入经高温废气预热废钢的超高功率电炉。 2.0.2 VD Vacuum Degassing 一种钢液真空脱气装置，它将带钢液的钢包置于与真空泵连 通的密闭的真空罐内，从钢包底部通入氩气搅拌钢液，使钢液在真 空状态下发生脱气反应。 2.0.3 VOD Vacuum Oxygen Decarburization 一种主要用来精炼不锈钢的真空吹氧脱碳精炼装置，它在 VD 的真空罐盖上增设氧枪，向真空罐内钢液面吹氧，在真空状态 下对含铬钢液进行“脱碳保铬”精炼。 2.0.4 CAS-OB Composition Adjustments by Sealed argon bubbling and Blowing Oxygen 一种在钢包内利用金属铝燃烧产生的氧化热加热钢液，或 在浸入罩内加合金调整钢液成分的装置。 2.0.5 RH Rheinstahl Huttenwerk Heraus 一种真空脱气方法，它利用真空罐底部两条插入钢液的耐火 管，其中一条通以氩气，导致两管内的钢液产生密度差，从而使钢 液在钢包与真空罐之间上下循环流动，发生脱气反应。 2.0.6 RH-KTB Rhcinstahl Huttenwerk Heraus-Kawasaki Top Blowing 系指在 RH 真空罐顶部插人一根氧枪，并向钢液吹氧脱碳， 用以精炼超低碳钢与不锈钢的方法。 2.0.7 LF Ladle Furnace 一种在常压下从钢包底部吹氩，并用电弧对钢液进行加热以 2 精炼钢液和均匀钢液成分、温度的装置。 2.0.8 AOD Argon Oxygen Decarburization 一种在转炉的钢液熔池侧面，按不同比例往钢液吹入氧气与 氩气的脱碳精炼炉，主要用于冶炼不锈钢。 2.0.9 喂丝WFWire Feeding 在常压下往钢水罐内的钢水喂入金属丝线或包芯线对钢水进 行处理的装置。 2.0.10 二步法 two step process 不锈钢生产的一种基本工艺。由电炉熔化铬、镍、废钢等固体 原料，并使炉料完成粗脱碳，然后由AOD 或 VOD 精炼炉进行“脱 碳保铬”精炼，直至要求的成分。 2.0.11 三步法 three step process 不锈钢生产的一种工艺。由电炉或转炉熔化铬、镍、废钢等固 体原料，然后由复吹转炉或 AOD 炉进行粗脱碳，再经 VOD 精 炼炉深脱碳，可以生产包括超低碳品种的各种不锈钢。 3 3 铁水预处理 3.1 总体工艺设计 3.1.1 新建与改、扩建转炉炼钢厂，应设铁水预处理装置。 3.1.2 铁水脱硫预处理宜采用喷吹法或机械搅拌法。经预脱硫 处理后铁水的硫含量不应高于0.015,对于生产超低硫钢种用 的铁水不应高于0.005。 3.1.3 高炉铁水罐、混铁车鱼雷罐、转炉兑铁水罐均可作为铁水 预脱硫的反应容器，宜选用转炉兑铁水罐。铁水罐内铁水面以上 自由空间高度，喷吹法时不应小于500mm, 机械搅拌法时不应小 于700mm。 3.1.4 铁水预脱磷处理应符合下列要求 1 铁水磷含量高于0. 12,或生产含磷不大于0.005的 超低磷钢种时，应采用铁水罐喷吹法或转炉炉内预脱磷工艺； 2 铁水罐喷吹法预脱磷时，应采用专用铁水罐，铁水面上自 由空间高度不应小于1500mm。 转炉炉内脱磷宜采用转炉炉役 前、后期分别承担炼钢与脱磷任务的方式，也可采用专用脱磷转炉 的方式； 3 经炉外铁水脱磷预处理后，铁水磷含量不应高于0.030。 转炉炉内脱磷预处理后的铁水磷含量不应高于0.010。对于超 低磷钢种，预处理后铁水磷含量不应高于0.005。 3.1.5 采用铁水炉外预脱磷处理时，铁水应先进行脱硅预处理， 铁水硅含量不应高于0.20。 3.1.6 需要生产超低硫、超低磷钢种的转炉炼钢车间，宜采用铁 水三脱脱硅、脱磷、脱硫预处理工艺。 3.1.7 喷吹法预处理，宜采用氮气作载流气体。氮气纯度不应低 4 于99 . 9,压力不应小于1 . 0MPa, 并应干燥无油，露点宜为 20℃或40℃用于喷镁粉,供气流量应按浓相输送气粉比和 供粉强度要求确定。 3.1.8 铁水预处理站设计，除应设置处理装置本体的成套机械、 液压、阀站、电气、仪表设备外，还应配置粉剂储运、介质供应、炉渣 处理、烟气收集净化、喷枪或搅拌器制作存放与维修，及有关安 全防护等相关设施。 3.1.9 铁水预处理装置的操作控制，应采用由逻辑程序控制和 或集散控制系统组成仪电一体化的基础自动化控制，并应设置 过程控制计算机实施静态控制。 3.1.10 对铁水预处理装置的各种工艺过程参数，应配置检测仪 表，所有被检测参数应输人到基础自动化控制系统。铁水温度测 量应在现场设置大屏幕显示和现场操作箱。 3.1.11 铁水预处理设施，必须配置烟气与粉尘净化设施，一、二 次烟尘应经净化处理，排放气体中含尘量必须符合国家现行有关 标准的规定。 3.1.12 铁水预处理站应配置出渣装置。渣罐盘的运输与更换 应方便。 3.2 粉 剂 3.2.1 应采用高效、安全、经济的物料作为预处理反应剂。可采 用下列粉剂 1 脱硫可采用石灰粉和萤石粉混合物，或镁基石灰粉和萤石 粉混合物，或钝化镁粉； 2 脱磷与脱硅可采用石灰粉、萤石粉和氧化铁粉氧化铁皮、 矿石粉、烧结矿粉、炼钢炉尘混合物。 3.2.2 脱硫剂严禁采用严重污染环境的碳酸钠等钠系脱硫粉剂。 3.2.3 采用碳化钙、炭粉作脱硫剂时，其贮存、运输与使用，必须 采取防火、防爆等安全措施。 5 3.3 主要设备设计要求 3.3.1 机械搅拌法预处理装置搅拌头的升降应采用双钢丝绳卷 扬方式，并应配备钢丝绳过载及防落检测器。 3.3.2 粉料贮存仓容积应满足24h 以上用量，当采用气力输送进 料方式时，贮存仓应按8～20kPa 工作压力设计。石灰粉、碳化 钙、碳、镁等粉剂贮仓应采用干燥的氮气保护。 3.3.3 粉料发送罐容积应满足一炉以上用量，最大工作压力应按 1.0MPa 设计。发送罐出口处的流态化部件宜采用可拆式结构。 3.3.4 喷吹法铁水预处理装置的粉料称量，系统误差应小于 0.3,料重应采用减量法显示，并应能显示喷粉速度，称量信号应 与喷吹操作的自动控制连锁。 3.3.5 预处理装置气路系统的控制阀，应为电开式或气开式，并 应带阀位指示。 3.3.6 喷粉枪与氧枪应设置备用枪，工作枪与备用枪可采用遥控 更换方式或起重机吊换方式。 3.3.7 铁水预处理站宜配置自动测温取样机械，探头插入深度应 在铁水面以下300～500mm。 3.3.8 铁水预处理站应包括铁水罐运输与倾翻设备、出渣装置、 渣罐盘及其运输设施、喷粉枪及其升降机械或搅拌头及其旋转 升降机械、粉料储存与发送或加人系统和测温取样机械。 3.4 工 艺 布 置 3.4.1 铁水预处理站的工艺布置，应保证铁水罐流程顺畅无干 扰，并应减少铁水罐的调运路程。 3.4.2 采用混铁车鱼雷罐脱硫及或脱磷预处理时，应设置单独 的铁水预处理站、扒渣间与倒渣间。 3.4.3 采用转炉兑铁水罐预处理时，铁水预处理站应设在主厂房 原料跨，也可设在与原料跨厂房毗连的偏跨内。 6 3.4.4 铁水预处理站的工艺布置，可选用下列作业方式 1 1台铁水罐车与1台扒渣机同工位作业方式； 2 2台铁水罐车与2台扒渣机，1个处理工位与2个扒渣工 位，2套铁水罐车与扒渣机依次轮流作业的方式。 3.4.5 铁水预处理装置宜采用高架式布置，主工作平台的均布负 荷宜为10kN/m。 7 4 转 炉 炼 钢 4.1 总体工艺设计 4.1.1 转炉炼钢车间设计应采用铁水预处理复吹转炉一炉外 精炼全连铸的基本工艺路线。 4.1.2 新建转炉炼钢车间转炉与连铸宜采用一对一配置。 4.1.3 转炉炼钢车间内转炉座数宜选用1座或2座，不宜大于3 座，不应设置备用炉座。 4.1.4 转炉炼钢车间的安全环保设施必须与主体工艺装备配套 完善、同步建成。 4.1.5 转炉炼钢车间内外部各工序环节应协调顺畅，并应保证所 有原材料、钢水、炉渣等物料流向与路径互不交叉干扰。 4.1.6 转炉的公称容量应为炉役期的平均出钢量，最大出钢量应 为公称容量的1.05～1.1倍，转炉宜采用定量法操作。 4.1.7 转炉吹炼炉座的年生产能力应按下列公式计算 Q1440GN/T 4.1.7-1 N365 n₁ n₂ n₃-n₄ 4.1.7-2 式中 Q每一吹炼炉座年产合格钢水量t/a; G 转炉炉役期内每炉平均出钢量t/炉; T每炉钢平均冶炼时间min/ 炉; N转炉的年有效作业天数 d/a; n₁年修炉天数d/a; nz年日常计划检修天数d/a; n₃ 年车间集中检修天数d/a; n4年生产耽误天数d/a。 4.1.8 转炉炼钢车间的组成，宜符合下列规定 8 1 主要生产系统宜包括主厂房、铁水预处理站、铁水倒罐间、 废钢配料间、炉渣间、烟气净化设施及煤气回收设施、余热蒸汽回 收利用设施； 2 辅助生产系统宜包括铁合金贮运设施、散状原料贮运设 施、快速分析室、空压站、车间变配电所、水处理设施、生活福利设 施 ； 3 设计应根据生产规模、原材料供应情况等具体条件确定车 间实际组成； 4 氧气、氩气、氮气与燃料的供应设施，及车库、耐火材料库、 备品备件库、杂品库、机修电修车辆修理设施与消防设施应由全厂 统一安排。 4.1.9. 炼钢区域的总体布置应符合下列规定 1 除铁水、钢坯、炉渣或其他大宗物料可采用铁路运输外，炼 钢区域内的物料运输应采用无轨运输方式，也可采用专用轨道线 运输方式； 2 烟气净化设施及煤气回收设施宜临近主广房布置； 3. 当采用炉下电动渣罐车直运炉渣间的出渣方式时，炉渣间 宜靠近主厂房布置。 4.1.10 转炉炼钢车间工艺设计必须符合下列要求 1 转炉的一、二次烟尘必须进行收集净化处理，净化后排放 气体含尘量必须符合国家现行有关标准的规定； 2 铁水倒罐站、铁水预处理站、散状料加料系统等其他烟气 与粉尘发生点必须设除尘系统，净化后排放气体含尘量必须符合 国家现行有关标准的规定； 3 凡易发生漏钢事故和因有害气体泄漏而有爆炸、中毒危险 的区域，必须采取安全防范措施。 4.1.11 转炉炼钢的工序能耗必须符合国家现行有关标准的规 定，并应符合下列要求 1 必须配套建设煤气回收系统； 9 2 必须回收利用汽化冷却烟罩与烟道等产生的余热蒸汽。 4.1.12 转炉炼钢产生的废钢、废渣、废砖和炉尘应回收利用。铁 水中含有可利用的铌、钒、钛等合金元素时，应采用合理的冶炼工 艺予以回收。 4.1.13 转炉炼钢车间必须采用两路电源供电，关键工艺设备应 设置失电事故驱动装置，基础自动化和过程控制计算机系统必须 设置应急电源。 4.1.14 新建转炉的冶炼控制，宜采用以副枪检测系统和或 炉气成分连续分析系统作为实时信号反馈的动态闭环过程控 制。 4.1.15 转炉的各种工艺过程和能源介质的工作参数，均应配置 检测仪表，所有被检测参数应输入到基础自动化控制系统。冶炼 试样应采用快速分析系统，数据应传输到过程控制计算机系统。 4.1.16 转炉炼钢使用的气体介质、燃料、冷却水及其管道，应符 合下列规定 1 氧气、氩气、氮气、蒸汽、压缩空气和燃料的供应能力应按 设计规定的工作制度配备，并应按吨钢耗量和转炉车间的小时生 产率计算； 2 管道能力应按车间最大瞬时流量确定； 3 贮气罐容积应满足车间高峰用量，同时适应用量的波动和 当供应源因事故停供时，贮气罐的贮备量至少应满足一炉钢冶炼 的需要； 4 冷却水参数应按各用户要求的压力与流量确定； 5 应确保各用户接点处要求的工作参数与质量要求； 6 车间分期建设时，各种介质的主管道宜按最终规模一次建 成，而相关公用设施可视具体条件，或在总图上预留发展面积，也 可在厂房内预留增建机组的条件。 4.1.17 新建转炉炼钢车间主要技术经济指标宜按表4.1.17确 定。 10 表4.1.17 新建转炉炼钢车间主要技术经济指标 序号 项 目 单位 指 标 1 平均出钢量 t 与公称容量相等 2 每炉钢平均冶炼时间 min 32～40 3 转炉年有效工作天数 d/a 365d与年非生产天数之差 4 钢铁料 kg/t 1060～1080 5 铁合金 kg/t 10～20 6 石灰 kg/t 30～50 7 白云石 kg/t 15～20 8 炉衬耐材 kg/t 0.2～0.5 9 氧气 Nm/t 55 10 氮气 Nm/t 20～25 11 氩气 Nm/t 0.5～1 12 压缩空气 m/t 15～20 13 车间电耗不包括除尘与水处理 kW h/t 20～30 14 循环水 m/t 10～15 15 新水 m/t 0.5～0.75 16 转炉煤气回收量 Nm/t 80～100 17 蒸汽回收量 kg/t 50～80 注1 消耗指标均为每吨合格钢水消耗； 2 铁合金消耗按生产普碳、低合金钢种考虑； 3 石灰耗量按铁水脱硫预处理考虑； 4 氧气消耗包括车间零星用氧； 5 炉衬消耗按溅渣护炉考虑，炉龄约5000～8000炉； 6 以上数据系按常规转炉考虑。 4.2 原材料供应 4.2.1 转炉炼钢车间宜采用铁水罐供应铁水，也可采用混铁车供 应 铁 水 。 11 4.2.2 兑入转炉的铁水，温度应高于1250℃,成分应符合预处理 铁水要求。 4.2.3 转炉冶炼造渣用散状材料，粒度应为5～40mm, 成分应符 合国家现行有关标准的规定。石灰应采用本厂或临近区域生产的 新鲜的冶金用活性石灰，其成分应符合国家现行标准冶金石灰 YB/T 042的有关规定。散状材料的地下料仓间的贮料量应大于 1昼夜，高位料仓的贮料量活性石灰应满足8h 以上用量，其他材 料不应小于12～16h 用量。 4.2.4 转炉装料废钢应符合下列规定 1 转炉装料废钢比，可根据转炉容量大小在20～10选 用。废钢的硫、磷总量应小于0.1,夹渣应小于10; 2 转炉装料前，废钢应进行挑拣分类和必要加工处理，并应 分类堆存； 3 单块废钢尺寸和重量应符合现行国家标准废钢铁GB 4223的有关规定。 4.2.5 转炉装料废钢中严禁混入爆炸物或封闭容器。 4.2.6 废钢加料料槽应按废钢堆密度0.7～1.0t/m 和一槽装炉 的原则设计。 4.2.7 新建转炉炼钢车间，应设置单独的废钢配料间分类堆存废 钢，并应按要求进行废钢配料装槽作业，然后用专用车辆送入主厂 房原料跨。废钢配料间应能满足3～10d 的废钢用量。 4.2.8 转炉冶炼用的铁合金，应外购粒度为5～40mm 的合格 料。炼钢车间不应设破碎加工设施和烘烤干燥设施。铁合金的成 分应符合国家现行有关标准的规定。铁合金在贮运过程中应防止 混料、淋雨或沾水。 4.2.9 铁合金宜由铁合金库贮存和供给。 4.3 转炉及相关设备选型 4.3.1 转炉容量系列应为30t、50t、80t、100t、120t、150t、200t、 12 250t 、300t。新建转炉炼钢车间应选用系列规定的容量，且不应小 于120t。 4.3.2 转炉新砌炉衬的容积比应为0.9～1.0m/t 。 炉壳的高径 比应在1.30～1.60。 4.3.3 转炉炉型应为对称炉帽、直筒形炉身。容量不大于80t的 转炉，宜采用截锥形活炉底，修炉宜为下修方式或简易上修方式。 容量不小于100t的转炉，宜采用筒球形或锥球形死炉底，修炉宜 为上修方式。 4.3.4 转炉宜采用水冷炉口、水冷耳轴或水冷炉帽。炉底和耳轴 应按复吹要求设计。转炉托圈宜采用水冷或风冷，托圈与炉壳 之间的间隙宜适当留大。炉壳与托圈的连接可采用球铰三支 点上连接或三点悬挂式下连接。托圈耳轴可采用一端游动轴 承座。 4.3.5 转炉应采用扭力杆型全悬挂式倾动机构，当采用交流变频 或直流电动机无级调速时，转速应为0.1～1.5r/min。 4.3.6 设计的转炉倾动力矩，应满足正常操作最大合成力矩的要 求。容量不大于200t的转炉应按全正力矩设计，发生断电或机械 故障时应能靠自重回复零位。容量200t以上转炉宜采用正负力 矩设计。 4.3.7 新建转炉应采用挡渣出钢技术，并应设置挡渣装置和出钢 口衬砖更换设备，同时应配置机械化拆炉、补炉、修炉和溅渣护炉 所需设施。 4.3.8 每座转炉应配置两根遥控快速更换的氧枪，以及相应的氧 枪升降与横移装置。氧枪升降应采用双钢丝绳卷扬，速度应为 2～40m/min, 可两级调速或无级调速。氧枪升降装置应配置钢丝 绳张力测定和防坠装置。枪位的特定停点应与转炉倾动、烟罩升 降、氧气开闭、氧枪冷却水温度和流量连锁控制。 4.3.9 转炉应采用3～6拉瓦尔孔水冷氧枪，氧气在枪体内的最 大设计流速不应超过50m/s, 喷孔出口马赫数应在1.8～2.1脱 13 磷转炉除外。氧枪冷却水硬度不得超过178ppm, 悬浮物应小于 50mg/L, 冷却水出水温度不应超过50℃夏季,进出水温差不应 超过15℃。 4.3.10 新建转炉应配备副枪机械装置和自动控制系统。 4.3.11 氧枪的氧气和冷却水阀门与检测元件，应集中配置在专 门的阀门站内。阀门站内及引往氧枪的氧气管道与阀件应采用不 锈钢质或铜质。氧气阀站的氧气管上应旁接溅渣护炉用高压氮气 管及相应的阀件与检测元件。 4.3.12 转炉烟罩和烟道应按未燃法设计，烟罩与炉口之间应设 可升降的活动罩裙。烟罩上的枪口与料口均应采用氮封，裙罩和 烟罩之间可采用氮封或水封。转炉烟罩、裙罩、烟道的冷却方式， 宜采用全汽化冷却；容量120t 及以上的转炉烟罩与罩裙也可采用 热水密闭循环冷却。 4.3.13 转炉炼钢车间内吊运铁水、钢水和满罐液渣时，必须采用 铸造起重机。 4.3.14 铸造起重机的能力应按转炉最大出钢量、钢水罐重量和 炉渣重量确定。转炉兑铁水起重机宜选用同级或低一级铸造起重 机。 4.3.15 转炉烟气净化系统应确保高效而稳定的净化效果和较强 的抗污泥粘堵能力，新建转炉的一次烟尘宜采用干法电除尘净化。 二次烟尘应由带前后移动门的转炉周围密闭室狗窝收集，并 应引往净化系统。 一次烟尘净化系统能力应根据最大脱碳速度 0.45～0.5/min, 以及转炉装入最大铁水量计算。 4.3.16 转炉炉下渣罐容量应能盛下1～2炉炉渣，渣量应按40 80kg/t 钢确定。 4.3.17 .转炉复吹气源除应配备氮气和氩气外，尚应配备氧气或 压缩空气，在缺少氩气的地方可设置二氧化碳或一氧化碳气源。 供气压力不宜小于2MPa。 供气系统阀门与检测元件应配备齐 全。 14 4.4 转炉炼钢车间布置与厂房 4.4.1 转炉应采用高架式布置。转炉工作平台面标高，应按低于 转炉耳轴标高的1/2炉口内直径再减去250～300mm 设计。转炉 耳轴标高应按炉体转动最大半径圆高出出钢钢水罐最高点200 300mm 确定。转炉采用下修方式时，应校核炉底车、修炉车的进 出条件；在采用转炉炉内铁水预脱磷处理时，还应适应接受半钢水 的转炉兑铁水罐的布置高度。 4.4.2 转炉所在处的厂房柱间距，除应能布置包括倾动机构在内 的全部转炉设备外，还应满足两相邻转炉的操作条件，可按表 4.4.2选用。 表4.4.2 转炉所在处的厂房柱间距 转炉公称容量t 柱间距m ≤100 12～21 120～200 24～27 ≥200 27～30 4.4.3 转炉炼钢车间主厂房宜采用多跨毗连的布置形式，应依次 由加料跨、炉子跨、炉外精炼和或钢水罐转运跨组成。炉子跨应 设在加料跨与炉外精炼和或钢水罐转运跨之间。浇注系统以后 各跨的数量与参数，应根据连铸系统布置方案确定。 4.4.4 转炉炼钢车间主厂房各跨参数应符合下列规定 1 加料跨跨度宜为21～30m, 应根据转炉容量大小和废钢 区、铁水区的工艺布置确定。应根据转炉兑铁水的关系确定起重 机轨面标高，当轨面标高太高不便于废钢料槽配料作业时，废钢区 可设置低轨起重机； 2 炉子跨跨度宜为12～27m, 应根据转炉容量大小和该跨 内转炉散状料加料系统、修炉系统、烟气净化系统、汽化冷却烟道 的汽包等设备的布置要求确定。该跨的高度应根据汽包、氧枪与 15 副枪升降装置的高度要求确定。该跨间为多层平台结构时，应设 置去各层平台的电梯与楼梯； 3 炉外精炼和或钢水罐转运跨厂房参数，可按本规范第 5.4.2条确定。 4.4.5 转炉炼钢车间主厂房的工艺布置，应根据工艺流程按分区 作业的原则确定，并应做到工艺顺行、物料流向互不交叉、各工序 作业互不干扰。 4.4.6 转炉炼钢车间主厂房的设计应符合下列规定 1 主厂房应采用钢结构厂房，其屋面应能承受风、雨、雪、灰 等动静负荷，并应有较好的清灰条件； 2 各跨起重机轨道两侧与厂房两端山墙处应设贯通的安全 走道，并应在高于或等于主工作平台的厂房柱间配置连通主要跨 间和主要操作平台的参观通道； 3 各热源发生点上空应设置气楼。每跨屋架上应配置适当 数量的检修起重机用的起重设备； 4 各跨间门洞尺寸除应满足各种物料运输车辆的要求外，还 应满足车间内大型工艺装备的大部件进出条件； 5 车间地坪宜采用混凝土地坪，地坪上应设置标志鲜明的人 行安全走道。 4.4.7 转炉主工作平台设计均布负荷宜按20～30kN/m 确定， 拆炉机作业区域的负荷要求应根据设备资料确定。炉子跨内其余 各层平台设计均布负荷宜按.5～8kN/m 确定；转炉上修时，炉口 平台堆砖区均布负荷宜按20kN/m 确定。 4.4.8 转炉炼钢车间内邻近铁水、钢水、液体炉渣等热辐射区的 平台梁柱、起重机梁、厂房柱及其他建构筑物必须采取隔热防护 措施。 4.4.9 主厂房与辅助生产间的配置关系，应确保物料流程顺行， 并应减少物料倒运次数和运输距离。 16 4.5 炉 渣 处 理 4.5.1 转炉宜采用炉下电动渣罐车运往炉渣间的出渣方式，当采 用抱罐汽车运输炉下渣罐时，应采用专线运输。炉渣应在回收废 钢后综合利用。 4.5.2 炉渣间内吊运液体渣罐时，必须采用铸造起重机。 4.5.3 炉渣间的位置与布置，不应对周围环境与相近建筑物安全 造成影响。炉渣间可根据地区气象条件采用露天栈桥、局部加房 盖或全部加房盖的不同形式。 4.5.4 转炉炉渣、脱磷渣或脱硫渣宜分类进行处理。炉渣需进一 步加工时，应另设炉渣加工间。 17 5 电 炉 炼 钢 5.1 总体工艺设计 5.1.1 选用电炉炼钢应具备可靠的废钢或其他固态铁原料供应 条件，以及充分的电力供应条件。 5.1.2 新建超高功率电炉应包含下列配套技术 1 偏心炉底出钢及留钢留渣操作技术； 2 管式水冷炉壁和水冷炉盖； 3 水冷铜钢复合或铝合金导电横臂； 4 炉壁集束射流氧枪与喷碳枪； 5 泡沫渣埋弧冶炼技术； 6 炉盖与钢包机械化加料系统； 7 计算机自动控制技术； 8 静止型动态无功补偿装置； 9 机械化拆炉与修炉设施。 5.1.3 新建超高功率电炉除应符合本规范第5.1.2条的规定外， 也可选用下列配套技术 1 炉门碳氧喷枪机械手； 2 氧燃烧嘴。 5.1.4 新建、改建或扩建电炉应采用直接排烟与电炉周围密闭罩 或导流罩、屋顶罩相结合的一、二次烟尘收集净化系统。 5.1.5 电炉炼钢车间设计应采用超高功率电炉炉外精炼一全 连铸的基本工艺路线，并应符合下列规定 1. 新建电炉配置的变压器吨钢单位功率水平宜为600 1000kVA/t; 对带有废气预热废钢技术的电炉，或采用铁水热装 工艺的电炉，可选用偏下限的单位功率水平； 18 2 电炉后步应配置钢包精炼炉，并应根据钢种质量要求，配 置 VD 真空处理等其他炉外精炼设施； 3 新建、改建和扩建电炉炼钢车间，应采用全连铸。 5.1.6 电炉选型设计时应根据条件选用下列技术 1 直流或交流高阻抗供电技术； 2 高温废气预热废钢技术； 3 废气中一氧化碳后燃烧技术与以化学能代替电能的各种 节能技术。 5.1.7 电炉的公称容量应为其平均出钢量，最大出钢量应为公称 容量的1.05～1.2倍。在满足年产量前提下，应减少车间内的炉 座数，并应选择功率水平高、容量大的电炉。车间内电炉座数不宜 超过2座。 5.1.8 每炉钢平均冶炼时间应根据电炉的类型、配置的变压器单 位功率水平、原料条件等因素确定。电炉的年生产能力应按下列 公式计算 Q1440GN/T 5.1.8-1 N365-n₁-n₂ n₃ 一n₄ 5.1.8-2 式中 Q 每座电炉年产合格钢水量t/a; G 电炉炉役期内每炉平均出钢量t/炉; T每炉钢平均冶炼时间min/ 炉; N 电炉的年有效作业天数d/a; n₁ 年修炉天数d/a; n₂- 年日常计划检修天数d/a; n₃ 年车间集中检修天数d/a; n₄ 年生产耽误天数d/a。 5.1.9 电炉炼钢车间的合理组成应根据生产规模、工艺流程、厂 区条件、厂内外协作条件与原材料供应情况确定，可在下列一般组 成中兼并取舍 1 主要生产系统包括主厂房、废钢配料间、炉渣间、烟气净化 19 设施； 2 辅助生产系统包括铁合金贮存设施、料仓间及皮带通廊 以直接还原铁为主要炉料时采用、快速分析室、空压站、车间变 配电所、水处理设施、生活福利设施； 3 氧气、氩气、氮气、燃料的供应设施，及耐火材料仓库、备品 备件库、杂品库、机修电修车辆修理设施应由全厂统一安排。 5.1.10 电炉炼钢车间相关生产设施应在总图布置合理的前提 下，配置在邻近主厂房的区域。在确定具体布置时，应符合下列规 定 1 废钢配料间与主厂房炉子跨距离不宜太远，规模较小的车 间，废钢配料跨可直接与炉子跨毗连； 2 炉渣间宜脱离主厂房，但采用炉下渣罐车运送渣罐时，距 离不宜太远。采用抱罐汽车运输并热泼液体渣时，或在电炉炉下 直接热泼炉渣，再用汽车将炉渣运往炉渣间时，炉渣间宜布置于距 主厂房较远且周围建构筑物较少的地区。抱罐汽车的运行应设 专线； 3 电炉的烟气净化设施宜靠近主厂房。 5.1.11 电炉炼钢车间工程设计必须符合下列规定 1 电炉产生的一、二次烟尘，必须进行收集净化，净化后排放 气体含尘量必须符合国家现行有关标准的规定； 2 车间内钢包精炼炉与其他产生烟尘的炉外精炼设施必须 设置除尘设备； 3 对不采用电炉周围密闭罩的超高功率电炉，应采取操作室 隔音与厂房隔音等措施。 5.1.12 电炉炼钢的工序能耗必须符合国家现行有关标准的规 定。 5.1.13 电炉冶炼中产生的废渣、废钢、废电极、废砖和炉尘应回 收利用。 5.1.14 电炉炼钢车间必须设置两路电源供电，基础自动化与过 20 程控制计算机系统必须设置应急电源。 5.1.15 电炉的操作控制，应采用由逻辑程序控制和或集散控 制系统组成仪电一体化的基础自动化控制。 5.1.16 电炉的各种工艺过程和能源介质的工作参数，应配置齐 全的检测仪表，所有被检测参数应输入到基础自动化控制系统。 冶炼试样应采用光谱仪等快速分析。 5.1.17 电炉炼钢车间使用的气体介质、燃料、冷却水及其管道， 应符合下列规定 1 氧气、氩气、氮气、蒸汽、压缩空气，以及燃料的供应能力应 根据吨钢耗量和电炉的小时生产率计算，但管道能力应按车间最 大瞬时流量确定； 2 贮气罐容积应满足车间高峰用量，同时适应用量的波动及 供应源因事故停供时，贮气罐的贮备量应满足至少一炉钢冶炼的 需要 ； 3 冷却水参数应按用户要求的压力与流量确定； 4 应确保车间内各用户接点处的介质工作参数要求和质量 要求； 5 电炉及钢包精炼炉等高温工作的工艺设备应设置30 60min 的事故安全供水能力； 6 在车间分期建设情况下，各种介质的主管道应按最终规模 一次建成，而相关公用设施可根据具体条件，或在总图上预留发展 面积，也可在厂房内预留增建机组的条件。 5.1.18 电炉主要技术经济指标宜按表5. 1. 18确定。 表5.1.18 电炉主要技术经济指标 序号 项 目 单位 指 标 1 平均出钢量 t 与公称容量相等 2 每炉钢平均冶炼时间 min 38～60取决于电炉形式、原 料条件、单位功率水平等条件 3 电炉年有效工作天数 d/a 365d与年非生产天数之差 21 续表5.1.18 序号 项 目 单位 指 标 4 钢铁料 kg/t 1060～1080 5 铁合金 kg/t 10～60不包括不锈钢与高合 金钢 6 石灰 kg/t 40～50 7 白云石 kg/t 5～10 8 炉衬耐材 kg/t 3.5～5包括补炉料 9 电极 kg/t 0.8～2根据电耗与电炉形式 10 冶炼电耗 kW h/t 340～400不包括精炼炉 11 车间动力电耗包括水处理 与除尘 kW h/t 25～35 12 氧气 Nm/t 25～40 13 氮气或氩气 Nm/t 0.3～0.7熔池搅拌用 14 压缩空气 m/t 10～15 15 燃料 MJ/t 90～180 16 循环水 m/t 10～20 17 新水 m/t 0.5～1.0 注1 消耗指标均为每吨合格钢水消耗； 2 表中消耗指标按常规交流电炉以废钢为原料的条件考虑； 3 氧气消耗包括车间零星用氧。 5.2 原材料供应 5.2.1 入炉废钢的质量要求应符合现行国家标准废钢铁GB 4223的有关规定。 5.2.2 废钢的堆密度不应小于0.7t/m, 轻、中、重废钢应合理搭 配，单块废钢的尺寸和重量应符合现行国家标准废钢铁GB 4223的有关规定。 5.2.3 对入厂废钢进行分拣，剔除有色金属、有机物、密闭容器、 爆炸物等，应根据废钢来源和质量情况进行必要的加工处理。废 钢堆场面积应满足1～2个月废钢用量. 22 5.2.4 废钢配料间应为带盖厂房，其面积应满足3～10d 废钢用 量储存的要求；废钢配料间应设置废钢称量设施，其区域内料格或 料坑的布置，应满足对废钢种类和规格进行分类堆存的要求，废钢 贮存与配料作业可采用计算机管理。 5.2.5 每座超高功率电炉应设置两条废钢料篮车运输线，并应由 配料间往主厂房炉子跨运送装炉废钢料。往电炉加料用的废钢料 篮应具有适当的容积，每炉钢加料次数不应大于两次。 5.2.