鑄鋼生產(chǎn)線技術(shù)改造工程可行性研究報(bào)告書

PAGEPAGE83目錄1、總論22、鑄鋼件及鑄造工藝133、鑄鋼車間184、電氣505、自動(dòng)化儀表586、給排水607、介質(zhì)供應(yīng)及采暖通風(fēng)638、土建649、電訊6710、總圖運(yùn)輸6811、勞動(dòng)定員7112、能源評價(jià)7213、環(huán)境保護(hù)7314、安全與工業(yè)衛(wèi)生7815、消防8116、實(shí)施計(jì)劃8317、投資估算8418、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析8619、結(jié)論88附圖：1）鑄鋼車間工藝平面布置圖圖號：OHZZ-12）總平面布置圖圖號：OHZZ-2總論1.1項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱：鑄鋼生產(chǎn)線技術(shù)改造工程1.2項(xiàng)目建設(shè)單位、住址、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人項(xiàng)目建設(shè)單位：****市****特鋼鍛材有限公司建設(shè)地點(diǎn)：****市望花區(qū)塔峪鎮(zhèn)后二道村項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：葉影雪1.3編制依據(jù)********特鋼鍛材有限公司的關(guān)于編制<鑄鋼生產(chǎn)項(xiàng)目委托書>。1.4企業(yè)現(xiàn)狀********特鋼鍛材有限公司成立于2005年6月，地處****市望花區(qū)朝陽路，并在沈陽設(shè)立分公司，公司的主要經(jīng)營范圍為特殊鋼、優(yōu)質(zhì)鋼材的加工與銷售。現(xiàn)有廠區(qū)面積2000㎡，主要設(shè)備有鋼材修磨機(jī)、、帶鋸床及車床等。公司距沈撫高速公路5公里，地理位置優(yōu)越，交通十分便利。1.5市場預(yù)測鑄鋼件是鑄造成形工藝和鋼材料冶金的結(jié)合，即可具有其他成形工藝難以得到的復(fù)雜形狀，又能保持所有特有的各種性能，從而確立了鑄鋼件在工程結(jié)構(gòu)材料中的重要地位。鑄鋼工業(yè)的歷史并不是很長，但其發(fā)展很快。到二十世紀(jì)90年代（1991-2000），全世界鑄鋼件年產(chǎn)量穩(wěn)定在600萬噸左右，鑄鋼件占全部鑄件產(chǎn)量的比例約為5%—10%。1996年-2000年間，中國鑄鋼件年產(chǎn)量在130-150萬噸之間，占鑄件占鑄件的比例較高，在12%-14%之間。中國合金鋼鑄件占全部鑄鋼件的比例僅為30%，而工業(yè)發(fā)達(dá)國家已達(dá)到42%-50%。1996年的統(tǒng)計(jì)表明，美國低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼和抗磨鋼等合金鋼鑄件的比例已達(dá)到60%。2006年我國鑄鋼件產(chǎn)量為381.1萬噸，占鑄件總量的13%，預(yù)計(jì)以后以年均3%的速度增長。21世紀(jì)鑄鋼工業(yè)同樣面臨著技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境四方面的挑戰(zhàn)，所以其發(fā)展的特征不再是產(chǎn)量和鑄鋼廠數(shù)量的增加，而是產(chǎn)量相對穩(wěn)定或略呈微降趨勢，但是鑄鋼件的質(zhì)量、品種、性能以及合金鋼、特殊鋼的比例將不斷增加;鑄鋼工業(yè)采用先進(jìn)的管理技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，降低成本和不斷加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)是必然的發(fā)展趨勢。發(fā)展中國家特別是中國，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家面臨的發(fā)展形勢有所不同。我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)發(fā)展和西部與產(chǎn)品的向外轉(zhuǎn)移以及中國成為世貿(mào)組織成員等因素，都將促進(jìn)我國基礎(chǔ)工業(yè)，特別是鑄鋼工業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步。鑄鋼的特點(diǎn)1）鑄鋼件的靈活性，設(shè)計(jì)人員對鑄件的形狀和尺寸有最大的設(shè)計(jì)選擇自由，特別是形狀復(fù)雜和中空截面的零件，鑄鋼件可采用組芯這一獨(dú)特的工藝來制造。其成形和形狀改變十分容易，從圖樣到成品的轉(zhuǎn)化速度很快，有利于快速報(bào)價(jià)響應(yīng)和縮短交貨期。形狀和質(zhì)量的完善設(shè)計(jì)、最小的應(yīng)力集中系數(shù)以及整體結(jié)構(gòu)性最強(qiáng)等特點(diǎn)，都體現(xiàn)出鑄鋼件設(shè)計(jì)的靈活性和工藝優(yōu)勢。2）鑄鋼件冶金制造的適應(yīng)性和可變性最強(qiáng)，可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制，是一個(gè)于各種不同工程的要求?？梢酝ㄟ^不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能，并有良好的焊接性和加工性。3)鑄鋼材料的各向同性和和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，因而提高了工程的可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計(jì)和交貨期短等優(yōu)點(diǎn)，在價(jià)格和經(jīng)濟(jì)性方面具有競爭優(yōu)勢。4）鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。小者可以是重量僅幾十克的熔模精密鑄件，而大型鑄鋼件的重量可達(dá)到數(shù)噸、數(shù)十噸、乃至數(shù)百噸。由于鑄鋼件具有上述特點(diǎn)，幾乎所有的工業(yè)部門都需要用鑄鋼件。在交通運(yùn)輸、船舶和車輛、建筑機(jī)械、工程機(jī)械、電站設(shè)備、礦山機(jī)械及冶金設(shè)備、航空及航天設(shè)備、油井及化工設(shè)備等方面應(yīng)用尤為廣泛，至于鑄鋼件在各產(chǎn)業(yè)部門的分配，由于各國的具體條件不同，情況可能有較大的差異。電站設(shè)備是高技術(shù)產(chǎn)品，其主要零件都在高負(fù)荷下長期連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，火電廠和核電站設(shè)備中有很少零部件還需耐高溫和高壓蒸汽的腐蝕，因而對零部件的可靠性有很嚴(yán)格的要求鑄鋼件能最限度地滿足這些要求，在電站設(shè)備中廣為采用。汽車輪外缸缸體、電站用的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)缸體及壓縮機(jī)排氣缸、核電站用的鑄鋼閥體、水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪等。鐵路機(jī)車及車輛的一些相關(guān)部件，如車輪、側(cè)架、搖枕車鉤柴油--電器機(jī)車的齒輪箱等，都是傳統(tǒng)的鑄鋼件。鐵路轉(zhuǎn)轍用的轍岔是承受強(qiáng)烈沖擊和摩擦的部件，工況條件極為惡劣，形狀有很復(fù)雜目前各工業(yè)國都用高錳鋼鑄造。建筑機(jī)械和工程機(jī)械的工況條件都很差，大部分零件都是承受高的負(fù)荷或需耐沖擊磨損，其中一大部分是鑄鋼件，如傳動(dòng)系統(tǒng)中的主動(dòng)軸、承重輪、搖臂、履帶板等。挖掘機(jī)的挖斗和斗齒也是傳統(tǒng)的高錳鋼鑄件。一般汽車很少用鑄鋼件，但特種越野車和重型卡車的傳動(dòng)部分也用不少鑄鋼件，如重型卡車的鑄鋼后橋外殼。履帶式拖拉機(jī)和裝甲車也大量采用鑄鋼件，如主動(dòng)輪、承重輪、從動(dòng)輪和履帶板等。為保證作業(yè)安全，礦井設(shè)備的一些關(guān)鍵部件均為鑄鋼件，如絞攬輪（天輪）和礦車的主要零件等。處理礦石用的破碎機(jī)和球磨機(jī)，由于運(yùn)行時(shí)由于各部件受很大的沖擊負(fù)荷，顎板、錘頭及襯板等耐受沖擊磨損的零件均為高錳鑄鋼件，機(jī)架則多為碳鋼或低合金鋼鑄件。鍛壓機(jī)械的基座，十字架、橫梁、機(jī)架和冶金設(shè)備的軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座等重要零件歷來都是鑄鋼件。迄今為止，世界上最大的鑄鋼件是冷軋機(jī)機(jī)架，1985年由德國多特蒙德市Hoesch公司的鑄鋼廠制成，共制造兩件。我國制造的最大鑄鋼件是350mm中厚板軋機(jī)機(jī)架（材質(zhì)為ZG270-500）鑄件毛重達(dá)375噸，澆筑時(shí)用鋼液530噸。此外，軋鋼機(jī)的軋輥也有相當(dāng)一部分是鑄鋼件。飛機(jī)制造使用鑄鋼件已有很久的歷史，20世紀(jì)30年代即用鑄鋼件做起落架殼體及其他零件，現(xiàn)代的噴氣式飛機(jī)也使用鑄鋼件，如發(fā)動(dòng)機(jī)支架、制動(dòng)器支撐板等。研制導(dǎo)彈時(shí)，需用單軌作水平告訴滑行實(shí)驗(yàn)和頭部沖擊試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)速度可以達(dá)48馬赫。水平滑行實(shí)驗(yàn)所用的滑塊機(jī)制動(dòng)器部件均為Mn-Mo-V低合金鋼鑄件。石油天然氣井口封隔用防噴器其核心部件均為低合金鋼或馬氏體不銹鋼鑄件，如殼體、頂蓋等。由于這些零件需承受高達(dá)140Mpa的壓力，因此，鑄造這些零件時(shí)，必須確保鑄件的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量。大型船舶上很多重要部件也是鑄鋼件，如首柱、尾柱、錨鏈及導(dǎo)管、舵架、纜舵系樁等。農(nóng)用機(jī)具的使用條件是苛刻的，因此，農(nóng)用機(jī)具上的一些重要的受力零件宜采用鑄鋼件，如犁托和犁柱、主動(dòng)鏈輪、履帶板、支重輪、引導(dǎo)輪、驅(qū)動(dòng)輪等，目前各工業(yè)國在農(nóng)用機(jī)具方面采用鑄鋼件日益增多。中國將逐步成為世界的制造中心，我國電力、石化、冶金、船舶、汽車及鐵路等行業(yè)的發(fā)展將對鑄件產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到巨大的拉動(dòng)作用。按照我國國民經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展規(guī)劃設(shè)想，國民生產(chǎn)總值將以8%--9%速度增長，經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模會(huì)擴(kuò)大，鑄鋼件需求量也會(huì)增加，預(yù)計(jì)我國鑄鋼件產(chǎn)量會(huì)繼續(xù)增長。汽車鑄件上升幅度較大，由于建筑業(yè)的興旺和國家大力發(fā)展水、油、氣的管道輸送，鑄鋼管的產(chǎn)量會(huì)以較快的速度增長，鐵路機(jī)車、發(fā)電設(shè)備、冶金礦山和各種專業(yè)機(jī)械等由于國家投資向基礎(chǔ)設(shè)施傾斜而有較大的增長，鑄件產(chǎn)量也會(huì)有所增加。農(nóng)機(jī)內(nèi)燃機(jī)鑄件的產(chǎn)量仍會(huì)有穩(wěn)定的增長，機(jī)床、閥門、液壓鑄件的產(chǎn)量仍會(huì)有穩(wěn)定的增長，機(jī)床、閥門、液壓鑄件產(chǎn)量也會(huì)有一定的增長，由于樹脂砂的應(yīng)用，該類鑄件出口量會(huì)有所增加。機(jī)床鑄件占全部鑄件重量的比例有可能仍在7%左右。我國發(fā)電設(shè)備、石化、冶金、船舶、汽車、建筑等行業(yè)年需鑄件月400萬噸。隨著各種經(jīng)濟(jì)救助行動(dòng)的落實(shí)，年初以來一些鑄鋼件經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)開始顯露出企穩(wěn)回升的跡象。根據(jù)中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)，2009年1—2月中國鑄鋼件、鑄鐵件和金屬鍛件產(chǎn)量如下：由于新技術(shù)的不斷的涌現(xiàn)和能源危機(jī)的波及，瞬息萬變的市場競爭，自身的環(huán)境保護(hù)以及轉(zhuǎn)嫁污染，大多數(shù)工業(yè)先進(jìn)國家鑄件產(chǎn)量正逐年下降，裝箱發(fā)展中國家采購一般鑄件但會(huì)向發(fā)展中國家出口高附加值、高技術(shù)含量的鑄鋼件。造成不發(fā)達(dá)國家的鑄鋼件產(chǎn)量卻在不斷地增長，世界總需求在不斷上升，我國的鑄鋼件出口量也將有所增加。美國每年進(jìn)口鑄件在600萬噸以上，其中汽車鑄件來自墨西哥、巴西、德國;日本的工業(yè)鑄件有半數(shù)來自中國，機(jī)床、注塑機(jī)等產(chǎn)業(yè)的機(jī)械鑄件、大型鑄件也大量來至中國；德國在2006年進(jìn)口了100萬噸鑄件，主要是中國和東歐生產(chǎn)廠家提供的，所以，鑄件國際市場看好。同時(shí)，由于技術(shù)進(jìn)步因素，如提高鑄件尺寸精度，減薄鑄件壁厚，增長自己使用壽命，對鑄鋼件業(yè)提出了更高的要求。此外，大型鑄件市場看好，在電力領(lǐng)域，根據(jù)我國核電中長期發(fā)展規(guī)劃，到2020年核電裝機(jī)容量將達(dá)到4000萬千瓦。如果一套百萬千瓦壓水堆核電機(jī)組核島部分的組成件按3億元計(jì)算，對大型鑄鍛件產(chǎn)品需求將達(dá)到80億元左右。未來幾年我國電力火電裝機(jī)按每年5000萬千瓦計(jì)算，每臺(tái)大型燃煤機(jī)組需要大型鍛件200噸計(jì)算，預(yù)計(jì)每年火電鍛件年均需求量2萬噸左右。按水電發(fā)展計(jì)劃，如按每年平均新裝機(jī)30臺(tái)50萬千瓦及以上大型水電機(jī)組，每臺(tái)大型水電機(jī)組需要大型鍛件200噸值240噸。在石化裝備領(lǐng)域，預(yù)計(jì)我國原油加工能力到2010年達(dá)到4億噸，2020年達(dá)到5億噸左右，將新建和改造20多個(gè)千萬噸級大型煉油廠。加上大型加氫反應(yīng)器的需求量的增加，預(yù)計(jì)每年煅焊結(jié)構(gòu)的厚壁重型容器30臺(tái)左右。煤化工裝備方面，隨著神華集團(tuán)的我國第一座年產(chǎn)油品500萬噸的煤液化工程建設(shè)，其他地區(qū)煤制油基地建設(shè)也將啟動(dòng)。預(yù)計(jì)煅焊結(jié)構(gòu)重型容器市場將有每年40臺(tái)的需求。在冶金設(shè)備領(lǐng)域，預(yù)計(jì)“十一五”期間，每臺(tái)新建冷熱連軋機(jī)所需鍛鋼支撐輥、中厚板軋機(jī)鍛鋼支撐輥、萬噸級水壓機(jī)上的大型軋輥等毛皮鍛件接近10萬噸。在船舶裝備領(lǐng)域，預(yù)計(jì)到2010年，國內(nèi)每年將需要大型船用曲軸300根以上，平均每年生產(chǎn)萬噸級水壓機(jī)需要的毛坯鍛件需求量超過2萬噸。從國際上看，大型鑄鍛件近期也明顯供不應(yīng)求，國外很多主機(jī)廠的生產(chǎn)進(jìn)度都受到了大型鑄鍛件的影響的制約。同時(shí)應(yīng)看到，如何解決發(fā)達(dá)國家出口我國的高附加值、高技術(shù)含量的優(yōu)質(zhì)鑄件的替代進(jìn)口問題是一個(gè)重要課題，如大型水電鑄鋼件替代進(jìn)口的鍛件等。此外還有鑄鋼軋輥市場前景看好，在軋鋼工業(yè)初期，鍛鋼支承輥一直占有絕對優(yōu)勢，但其生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鑄鋼支承輥以其生產(chǎn)工藝簡單、成本低、高價(jià)的性價(jià)比等特點(diǎn)，受到眾多廠家的歡迎。鑄鋼軋輥通?？捎糜诶滠埡蜔彳埖闹С休?，可以整體鑄造，還可以符合鑄造。支承輥的消耗量很大，估計(jì)國內(nèi)每年需求量在30萬噸左右。國外發(fā)達(dá)國家在符合鑄鋼軋輥反方面的開發(fā)研究工作發(fā)展很快，針對不同性能要求已形成專用化系列，高使用壽命的符合鑄鋼軋輥在發(fā)達(dá)國家廣泛使用。綜上所述，鑄鋼件使市場前景及為廣闊，國內(nèi)鑄鋼企業(yè)發(fā)展較快。生產(chǎn)鑄鋼件的大型現(xiàn)代化企業(yè)《大連重工鑄鋼有限公司》前身就是大連工礦車輛廠的下屬車間，當(dāng)時(shí)只有年生產(chǎn)1.5萬噸鑄鋼件的能力，可以生產(chǎn)各種碳素鋼、低合金鋼和特殊用途高合金鋼鑄件。經(jīng)過幾年的發(fā)展，工藝技術(shù)上經(jīng)歷了粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂技術(shù)改造過程，現(xiàn)在成為大型現(xiàn)代化鑄鋼件企業(yè)公司，以呋喃樹脂砂工藝生產(chǎn)鑄鋼件為主，具有粗精機(jī)加工能力。年生產(chǎn)鑄鋼產(chǎn)品一萬二千多噸，實(shí)現(xiàn)銷售收入一億元以上。產(chǎn)品主要以電站、船用、重機(jī)配套為主，其中電站產(chǎn)品占生產(chǎn)總量的65%以上。船用件服務(wù)國內(nèi)90%以上的早場市場，還出口日本、韓國等國外等相關(guān)行業(yè)，隨著企業(yè)一步步的發(fā)展壯大，服務(wù)領(lǐng)域也逐漸向石油開采、水電、風(fēng)電等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)拓展。其產(chǎn)品質(zhì)量。效益在全國同行業(yè)居領(lǐng)先地位，曾被國家機(jī)械部授予全國重機(jī)行業(yè)鑄鋼先進(jìn)單位，給發(fā)展中的這個(gè)企業(yè)樹立了榜樣。********特鋼煅材有限公司以市場為導(dǎo)向，落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，以市場為導(dǎo)向，擬建設(shè)鑄鋼廠，應(yīng)用最新生產(chǎn)工藝生產(chǎn)合金鑄鋼件，使之成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，是一個(gè)很好的建設(shè)項(xiàng)目。1.6項(xiàng)目建設(shè)的指導(dǎo)思想1）抓住振興東北老工業(yè)基地的發(fā)展機(jī)遇，認(rèn)真貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，和堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，以市場為導(dǎo)向，依靠科技進(jìn)步和創(chuàng)新，以優(yōu)化工藝裝備為基礎(chǔ)，提高產(chǎn)品科技含量和附加值，創(chuàng)造企業(yè)合金鋼鑄件精品和名牌。2）本工程的實(shí)施要嚴(yán)格遵守國家頒布的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)，符合國家、行業(yè)、地方制定的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，要全面推行清潔生產(chǎn)工藝，對污染源和污染物進(jìn)行股權(quán)過程的控制，要減少對資源的消耗，對生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的具有利用價(jià)值的再生資源，按清潔生產(chǎn)、生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，采用有效地綜合利用技術(shù)，消除對環(huán)境的污染，最大限度地提高資源和能源的利用率，出盡資源的循環(huán)利用，建設(shè)清潔工廠1.7項(xiàng)目建設(shè)的有力條件1）振興東北老工業(yè)基地和加快發(fā)展現(xiàn)代化裝備制造業(yè)，遼寧處于中心地位，為鑄鋼件的生產(chǎn)和經(jīng)營提供較好的區(qū)位優(yōu)勢。2）該工程建設(shè)得到****市、區(qū)各級政府的大力支持，已劃撥土地作為建廠用地，該廠之自然條件和電力資源優(yōu)越，并具備進(jìn)一步發(fā)展用地條件。3）廠區(qū)所處地理位置交通便利，所需運(yùn)進(jìn)的各種原材料和運(yùn)出的產(chǎn)成品都能得到保障。4）****市及周邊地區(qū)有一定數(shù)量的鋼鐵資源，又有遼陽、錦州、吉林幾家大的鐵合金生產(chǎn)廠，熔煉所需要大量的鐵合金材料可以得到保證。5）廠區(qū)與****特鋼同處于****市望花區(qū)，可方便的利用撫鋼的技術(shù)人才優(yōu)勢，為企業(yè)提供知識(shí)和技術(shù)支持。1.8項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容1）建設(shè)鑄鋼車間鑄鋼車間采用消失模鑄造生產(chǎn)工藝，年產(chǎn)3000噸鑄鋼件。車間包括熔煉生產(chǎn)線、消失模鑄鋼生產(chǎn)線和機(jī)加工。熔煉生產(chǎn)線工藝設(shè)備有十噸電弧爐一臺(tái)、十噸LF精煉爐一臺(tái)、十噸VOD精煉爐一臺(tái)、一噸電渣爐一臺(tái)。消失模鑄鋼生產(chǎn)線有融化工部、制模工部、模型組合及涂層烘干工部、造型澆注工部和落砂清理工部組成。機(jī)加工組要設(shè)備有數(shù)控加工中心、臥式車床、銑床、刨床、磨床等。2）建設(shè)輔助設(shè)施輔助設(shè)施有變電所、液氧氣化站、煤氣爐、循環(huán)水泵站、鍋爐房、空壓站、廠區(qū)管線、辦公生活的設(shè)施、廠區(qū)道路、圍墻及大門等。1.9產(chǎn)品大綱產(chǎn)品大綱見下表：年產(chǎn)各種鑄鋼件3000噸。1.10全廠生產(chǎn)工藝流程及金屬平衡全廠生產(chǎn)工藝流程及金屬平衡如下10噸電爐（3225t/a）10噸電爐（3225t/a）10噸LF1噸電炸爐10噸VD/VOD鑄鋼件（3000t/a）年產(chǎn)各種鑄鋼件3000噸，鑄造金屬收得率93%，電炸爐金屬收得率95%，年需鋼水約3225噸。因有十噸大型鑄件，所以選用10噸電弧爐，富裕的鋼水生產(chǎn)能力為今后的發(fā)展預(yù)留條件。1.11輔助設(shè)施1）變電所變電所為全廠供電，全廠計(jì)算負(fù)荷9042KVA,其中10KVA高壓負(fù)荷5750KVA,低壓負(fù)荷3292KVA。由于廠區(qū)面積較小，所以全廠設(shè)一座變電所。變電所設(shè)4臺(tái)變壓器，分別為3臺(tái)1250KVA動(dòng)力變壓器，一臺(tái)200KVA照明變壓器。變電所設(shè)9臺(tái)高壓開關(guān)柜和4組低壓開關(guān)柜。高壓開關(guān)柜型號GG-1A型，抵押開關(guān)柜型號GGD型，變壓器型號S11型。2）制氧站為節(jié)約工程投資，不建制氧站。采用液氧罐供氧方式，選用兩臺(tái)直徑2米液氧罐，配置汽化器和穩(wěn)壓閥組供氣。3）煤氣站（1）煤氣主要用于鋼包烘烤，設(shè)置兩臺(tái)烘烤器，每臺(tái)煤氣用氣量為560m3/h，在場外設(shè)直徑1.5米熱煤氣爐一臺(tái)，額定產(chǎn)氣量1300m3/h煤氣用管道直送烤包器。（2）鑄造件熱處理選用2臺(tái)臺(tái)式熱處理爐，每臺(tái)爐需用煤氣2000m3/h，合計(jì)需用煤氣4000m3/h。選用直徑2m熱煤氣爐2臺(tái)，滿足兩臺(tái)熱處理爐使用要求，熱煤氣爐就近布置，煤氣管線長度不要超過80米。4）循環(huán)水系統(tǒng)（1）凈循環(huán)水系統(tǒng)全廠凈循環(huán)水量為615m3/h補(bǔ)充新水量24.6m3/h，循環(huán)率96%，建650m3/h經(jīng)循環(huán)水泵站一座。（2）濁循環(huán)水系統(tǒng)濁循環(huán)水系統(tǒng)是VOD爐蒸汽噴射泵冷卻用水，水量280m3/h，壓力0.4Mpa，補(bǔ)充新水量11.2m3/h，循環(huán)率96%，建350m3/h濁循環(huán)水泵站一座。5）鍋爐房蒸汽用戶為VOD精煉爐蒸汽噴射泵、鑄造造型、生活和采暖。建設(shè)鍋爐房一座，安裝6t/h鍋爐一臺(tái)。鑄造造型、生活和采暖采取間斷供氣，利用VD精煉爐蒸汽噴射泵不工作時(shí)供氣。6）空壓站建設(shè)20m3/min空壓站一座，滿足全廠使用要求，選擇LU110-8型螺桿式空氣壓縮機(jī)。7)辦公樓辦公樓建筑面積380.m21.12環(huán)保、安全與工業(yè)衛(wèi)生、消防（1）環(huán)保本工程的實(shí)施要嚴(yán)格遵守國家頒布的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)，符合國家、行業(yè)、地方制定的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，要全面推行清潔生產(chǎn)工藝，對污染源和污染物實(shí)行全過程控制，要減少資源的消耗，對工藝過程中產(chǎn)生的具有利用價(jià)值的再生資源，按照清潔生產(chǎn)、生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求，采用歐曉得綜合利用技術(shù)，消除對環(huán)境的污染，最大限度的提高資源的循環(huán)利用。嚴(yán)格按照國家有關(guān)環(huán)保設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，煉鋼設(shè)有完善的除塵系統(tǒng)，各種介質(zhì)達(dá)標(biāo)排放，并設(shè)有完善的防噪、降溫等設(shè)施，固體廢棄物按規(guī)定排放，并盡可能的綜合利用。規(guī)劃有綠化用地，進(jìn)行廠區(qū)綠化，栽種利于生長的樹木和草坪，美化環(huán)境。（2）安全與工業(yè)衛(wèi)生嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，建設(shè)必要的防火、防爆、防雷、防靜電、防設(shè)備事故、防噪聲、防熱輻射、防機(jī)械傷害、和防煙（粉塵）等勞動(dòng)安全衛(wèi)生措施。在正常的操作情況下，可避免發(fā)生意外事故，保證安全生產(chǎn)和工人的身體健康。（3）消防嚴(yán)格執(zhí)行《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定，采取各種防火措施，在正常情況下，可以避免火災(zāi)發(fā)生，保證生產(chǎn)的安全。1.13勞動(dòng)定員全廠職工總數(shù)328人，其中技術(shù)和管理人員25人，生產(chǎn)工人303人1.14投資估算本工程靜態(tài)投資958萬元，鋪底流動(dòng)資金30萬元，工程總投資988萬元。資金來源：全部企業(yè)自籌。工程建設(shè)期：半年1.15主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2、鑄鋼件及鑄造工藝2.1鑄鋼件一般把適宜澆注成型的鋼稱為鑄鋼，得到的金屬制品為鑄鋼件。鑄鋼件的鋼種有鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造高合金鋼。鑄造碳鋼鑄造碳鋼是鑄鋼材料的基礎(chǔ)，碳鋼鑄件占鑄鋼件近70%。鑄造碳鋼是以碳為主加合金元素的鋼種，其含碳量為0.10%~0.60%，屬于亞共析鋼。其中含碳量小于0.20%的屬于低碳鑄鋼，含碳量在0.20%~0.50%的屬于中碳鑄鋼，含碳量大于0.50%的屬于高碳鑄鋼。根據(jù)現(xiàn)行的鑄造碳鋼國家標(biāo)準(zhǔn)GB11352-89,鑄造碳鋼按其力學(xué)性能的不同要求規(guī)定出5種牌號，分別是ZG200-400、ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570、ZG340-640。ZG200-400有良好的塑性、韌性和焊接性，用于受力不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如機(jī)座、變速箱殼體。ZG230-450有一定的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性，良好的焊接性，被切削性尚好。用于受力不大，要求韌性的各種機(jī)械零件，如砧座、軸承蓋、外殼、梨柱、底板、閥體等。ZG270-500有較好的塑性和強(qiáng)度，良好的鑄造性能，焊接性能尚好。應(yīng)用廣泛，用于軋鋼機(jī)機(jī)架、軸承座、連桿、箱體、橫梁、曲柺、缸體等。ZG310-570強(qiáng)度和被切削性良好，用于制造負(fù)荷較高的耐磨零件，如輥?zhàn)?、缸體、制動(dòng)輪、大齒輪等。ZG340-640有較高強(qiáng)度、硬度和耐磨性，被切削性中等，焊接性較差，流動(dòng)性較好，裂紋敏感性較差。用作齒輪、棘輪、叉頭等。值得注意的是，鑄造碳鋼是在自然溫度條件和不太高的加熱溫度條件下使用的鋼種，其正常使用的溫度范圍在-40℃~400℃。當(dāng)環(huán)境溫度低于-40℃時(shí)，鋼的韌性大幅度降低，易使鑄件產(chǎn)生裂紋；當(dāng)環(huán)境溫度超過400℃時(shí)，鋼的強(qiáng)度會(huì)下降，即發(fā)生“軟化”。鑄造低合金鋼鑄造低合金鋼是在鑄造碳鋼化學(xué)成分基礎(chǔ)上加入少量的一種或幾種合金元素所構(gòu)成的鋼種。其合金元素的總含量不超過5%。與鑄造碳鋼相比，鑄造低合金鋼具有較好的力學(xué)性能和使用性能，能減輕鑄件的重量，提高鑄件的使用壽命。此外，低合金鋼具有與碳鋼鋼號相近的鑄造性能，比較適合鑄造生產(chǎn)。鑄造低合金鋼的主要類別：（1）普通鑄造低合金鋼：錳系鑄造低合金鋼、鉻系鑄造低合金鋼和鎳系鑄造低合金鋼。（2）低合金高強(qiáng)度鑄鋼：低合金高強(qiáng)度鑄鋼、低合金超高強(qiáng)度鑄鋼和微量合金化鑄鋼。（3）特種鑄造低合金鋼：高溫用鑄造低合金鋼、低溫用鑄造低合金鋼和抗磨用鑄造低合金鋼。我國目前應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬其中的錳系和鉻系鑄造低合金鋼。鑄造高合金鋼鑄造高合金鋼中加入的合金元素（一種或幾種）總量均在10%以上，大量合金元素的加入，使鋼的組織發(fā)生了根本變化，并且有特殊的使用性能，如鑄造高錳鋼的抗沖擊磨損性能、鑄造不銹鋼的耐腐蝕性能、鑄造耐熱鋼的高溫性能、鑄造低溫鋼的耐低溫性能等。鑄造高合金鋼實(shí)際上均屬于特種鑄鋼。由于鑄造高溫合金鋼中含有大量的合金元素，所以在鑄造性能、焊接性能、切削加工性能等方面均比碳鋼和低合金鋼差。鑄造高溫合金鋼包括鑄造高錳鋼、鑄造不銹鋼、鑄造耐熱鋼、鑄造低溫鋼。（1）鑄造高錳鋼鑄造高錳鋼是最通用的一種鑄造抗磨鋼，在冶金礦山機(jī)械、履帶式拖拉機(jī)和軍用坦克上都裝有抗磨鋼制作成的零件。這些零件在受到重力沖擊和擠壓的條件下經(jīng)常摩擦，或受到高速運(yùn)動(dòng)的磨粒的沖刷和磨削，工作條件非常惡劣。這就要求此鋼種不但要有高硬度，而且還要有足夠的韌性和強(qiáng)度。（2）鑄造不銹鋼不銹鋼也叫耐蝕鋼，主要用于制造化工設(shè)備中需經(jīng)受液體或氣體腐蝕的鑄件。此外，在石油工業(yè)、化纖工業(yè)以及食品、醫(yī)藥工業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。隨著不銹鋼工業(yè)的發(fā)展，不銹鋼產(chǎn)品也逐步進(jìn)入日常生活用品的行列。鑄造不銹鋼的鋼種很多，其分類可以按主要化學(xué)成分或鋼種的特征元素分類，分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼。鉻錳氮不銹鋼；也可以按組織結(jié)構(gòu)分為鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼及雙相不銹鋼等。（3）鑄造耐熱鋼鑄造耐熱鋼是指在高溫下仍能保持良好性能的鋼種。鋼的高溫性能包括抗氧化性和熱強(qiáng)性兩個(gè)方面，相應(yīng)地將耐熱鋼分為抗氧化鋼（也叫不起皮鋼）和熱強(qiáng)鋼兩種。（4）鑄造低溫鋼在更低的溫度條件下（如-162℃、-196℃），則需要具有奧氏體組織的鑄造低溫鋼。通常使用的鑄造低溫鋼是鉻鎳不銹鋼。為了防止碳化物析出，使鋼變脆，有時(shí)還使用含鉻、鎳更高的鋼種，如ZGCr18Ni12和ZGCr25Ni20等。這樣鉻鎳鋼在低溫下具有良好的塑性和沖擊韌性。鑄鋼的熔煉一般采用電爐、中頻感應(yīng)爐、真空感應(yīng)爐、等離子爐、電渣爐等。電爐配合精煉爐冶煉的鋼夜質(zhì)量較高，而且煉鋼的周期適中開爐、停爐比較方便，比較容易與造型及合箱等工序進(jìn)行協(xié)調(diào)，便于組織生產(chǎn)。本工程采用電爐熔煉工藝。2.2鑄造工藝鑄鋼件常用的鑄造方法除大量采用的砂型鑄造法外，還有殼型、陶瓷型、負(fù)壓造型、實(shí)型鑄造（消失模）、磁型鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、擠壓鑄造及熔模精密鑄造等方法。砂型鑄造工藝流程如下：型砂配置型砂配置爐料準(zhǔn)備芯砂配置造型金屬熔煉造芯砂型干燥合箱澆注砂芯干燥落砂清理鑄件檢驗(yàn)熱處理芯砂配置芯砂配置消失模鑄造工藝是國家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目，是改造傳統(tǒng)鑄造業(yè)應(yīng)用最廣泛的高新技術(shù)。對于消失模鑄造，有多種不同的叫法。國內(nèi)主要的叫法有“干砂實(shí)型鑄造”、“負(fù)壓實(shí)型鑄造”，簡稱EPC鑄造。芯砂配置芯砂配置消失模鑄造工藝主要具有下列優(yōu)點(diǎn)：1）鑄件尺寸形狀精確，重復(fù)性好，具有精密鑄造的特點(diǎn)；2）鑄件的表面光潔度高；3）取消了砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷和廢品；4）不合箱、不取模，大大簡化了造型工藝，消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品；5）采用無黏結(jié)劑、無水分、無任何添加物的干砂造型，根除了由于水分、添加物和黏結(jié)劑引起的各種鑄造缺陷和廢品；6）大大簡化了砂處理系統(tǒng)，型砂可全部重復(fù)使用，取消了型砂制備工部和廢砂處理工部；7）落砂極其容易，大大降低了落砂的工作量和勞動(dòng)強(qiáng)度；8）鑄件無飛邊毛刺，使清理打磨工作量減少了50%以上；9）可在理想位置設(shè)置合理形狀的澆冒口，不受分型、取模等傳統(tǒng)因素的制約，減少了鑄件的內(nèi)部缺陷；10）負(fù)壓澆注，更有利于液體金屬的充型和補(bǔ)縮，提高了鑄件的組織致密度；11）組合澆注，一箱多件，大大提高了鑄件的工藝出品率和生產(chǎn)功率；12）減少了加工裕量，降低了機(jī)加工成本；13）易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)流水線生產(chǎn)，生產(chǎn)線彈性大，可在一條生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)不同合金、不同形狀、不同大小鑄件的生產(chǎn)；14）可以取消拔模斜度；15）使用的金屬模具壽命可達(dá)10萬次以上，降低了模具的維護(hù)費(fèi)用；16）減少了粉塵、煙塵和噪聲污染，大大改善了鑄造工人的勞動(dòng)環(huán)境，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，以男工為主的行業(yè)可以變成以女工為主的行業(yè)；17）簡化了工藝操作，對工人的技術(shù)熟練程度要求大大降低；18）零件的形狀不受傳統(tǒng)的鑄造工藝的限制，解放了機(jī)械設(shè)計(jì)工作者，使其根據(jù)零件的使用性能，可以自由地設(shè)計(jì)最理想的鑄件形狀；19）可減輕鑄件重量；20）降低了生產(chǎn)成本；21）簡化了工廠設(shè)計(jì)，固定資產(chǎn)投資可減少30%—40%，占地面積和建筑面積可減少30%—50%，動(dòng)力消耗可減少10%—20%；22）消失模鑄造工藝應(yīng)用廣泛，不僅適用于鑄鋼、鑄鐵，更適用于鑄銅、鑄鋁等；23）消失模鑄造工藝不僅適用于幾何形狀簡單的鑄件，更適合于普通鑄造難以下手的多開邊、多芯子、幾何形狀復(fù)雜的鑄件；24）消失模鑄造工藝可以實(shí)現(xiàn)微振狀態(tài)下澆注，促進(jìn)特殊要求的金相組織的形成，有利于提高鑄件的內(nèi)在質(zhì)量；25）在干砂中組合澆注，脫砂容易，溫度同步，因此可以利用余熱進(jìn)行熱處理。特別是高錳鋼鑄件的水韌處理和耐熱鑄鋼件的固溶處理，效果非常理想，能夠節(jié)約大量能源，縮短了加工周期；26）利用消失模鑄造工藝，可以根據(jù)熔化能力，完成任意大小的鑄件。本工程采用國家重點(diǎn)推廣的消失模鑄造工藝。3、鑄鋼車間3.1車間組成主要熔煉工藝設(shè)備有10噸電弧爐一臺(tái)、10噸LF精煉爐一臺(tái)、10噸VD/VOD精煉爐一臺(tái)、1噸電渣爐一臺(tái)。鑄鋼件生產(chǎn)線采用R法消失模鑄造工藝，生產(chǎn)線由ESP制模工部、硅溶膠制殼工部、造型澆注（真空）工部（含砂處理）、熔煉工部和清理工部組成。機(jī)加工主要設(shè)備有數(shù)控加工中心、臥式車床、銑床、刨床、磨床及線切割機(jī)等。車間相應(yīng)配套設(shè)施有變電所、凈循環(huán)水泵站、濁循環(huán)水泵站、液氧氣化站、煤氣站、空壓站、電爐和LF精煉爐除塵設(shè)施等。3.2產(chǎn)品大綱本項(xiàng)目的產(chǎn)品大綱見下表。產(chǎn)品大綱單位：t/a序號名稱鑄鋼牌號數(shù)量備注1機(jī)座、變速箱殼、砧座、軸承蓋、外殼、梨柱、閥體ZG200-400ZG230-4505002高溫高壓鍋爐管、閥體ZG30Ni35Cr152003齒輪、錐齒輪、高壓缸體ZG20CrMo3004海底電纜保護(hù)器ZG0Cr17Ni4Cu4Nb2005加熱爐傳送帶、螺桿、緊固件ZG35Ni24Cr18Si24006電站合金閥體、轉(zhuǎn)軸、輪機(jī)壓板ZG15CrMo4007大型工程車挖頭斗齒ZG30CrMnSiMo2008不銹鋼閥體ZG1Cr13ZG0Cr18Ni93009整體鑄鋼軋輥坯ZU60CrMnMoZU70Mn2MoZU75CrNiMnMo500合計(jì)3000年產(chǎn)各種鑄鋼件3000噸，鑄造金屬收得率93%，電渣爐金屬收得率95%，年需鋼水約3225噸。因有10噸大型鑄件，所以選用10噸電弧爐，富裕的鋼水生產(chǎn)能力為今后的發(fā)展預(yù)留條件。3.3電爐熔煉3.3.1原料1）廢鋼有兩大類：一是本廠返回廢鐵，應(yīng)按鋼種分類堆放；二是外購社會(huì)回收廢鋼，進(jìn)廠后必須進(jìn)行分揀，剔除爆炸物、有毒物質(zhì)、有機(jī)物、有色金屬件、大塊爐渣和泥石，應(yīng)分批進(jìn)行成分檢驗(yàn)，并根據(jù)成分和物理特性分類堆放。廢鋼的尺寸與單重應(yīng)符合下表的規(guī)定。廢鋼最大斷面/mmxmm廢鋼最大長度/mm廢鋼重量/t備注≤400x400≤1000≤1廢鋼不得混有封閉器皿，爆炸物、毒品、有色金屬、爐渣和泥石。費(fèi)鋼入爐前，應(yīng)對廢鋼進(jìn)行分檢、分類。2）生鐵生鐵是原料，也作配碳用，近年來由于廢鋼價(jià)格過高，廠家開始用生鐵代替部分廢鋼，生鐵是純凈的原料，在熔煉對有色金屬元素要求嚴(yán)格控制的鋼種時(shí)，可配加適當(dāng)比例的生鐵，以稀釋爐料。對生鐵的成分要求C2.75%~4.0%、S≤0.04%、P≤0.10%、Si≤0.8%、Mn≤0.5%。3）鐵合金各種鐵合金其成分應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。粒度：電爐使用≤60mm；爐外精煉使用≤30mm。4）石灰、白云石、螢石粒度：電爐≤5~60mm；爐外精煉≤5~30mm。成分見下表品名成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%其它CaOMgOCaF2FeSiO2SPH2O石灰≥90≤3≤0.1白云石≥30≥19.5≤3≤0.025≤0.07≤2螢石≥85≤4≤0.2石灰活性度≥310ml。5）硅鈣絲（包芯絲）及鋁絲絲直徑Φ8~Φ12mm、包皮厚度0.3mm、芯部材質(zhì)Ca-Si、芯部成分Ca：Si=70：30、鐵粉比1：1.3、芯線密度200~334g/m。6）碳粉粒度≤3mm、成分：C≥85%、S≤0.1%、灰分≤12%7）各種原料需求量序號名稱年需要量（t/a）備注1廢鋼31522生鐵3503鐵合金1304石灰1625螢石4.96碳粉16.2合計(jì)3815.1以上原料全部外購。3.3.2工藝流程1）電爐熔煉工藝流程工藝流程圖如下：生鐵、返回鋼生鐵、返回鋼廢鋼料籃鑄造廢鋼LF造渣料鐵合金電爐加料設(shè)備VOD工藝流程簡述廢鋼加料本車間廢鋼來至全廠返回鋼和外購廢鋼，廢鋼在廢鋼料場裝入料籃，稱重后將料籃送到電爐跨備用，然后再將空料籃返回配料。鐵合金和散裝料供應(yīng)鐵合金和石灰等散裝料用吊車裝入加料斗，使用時(shí)經(jīng)加料斗分別加入電爐、LF及VD/VOD爐內(nèi)。（3）鋼水的初煉過程每次裝廢鋼前，先通過加料裝置加入渣料。將廢鋼分批加入到電爐中，當(dāng)鋼液熔池形成時(shí)即開始吹氧助熔，造泡沫渣埋弧冶煉，早期脫磷，熔渣全部形成時(shí)，可適當(dāng)傾動(dòng)爐子，使部分爐渣流到爐下的渣罐內(nèi)。熔化完畢測溫取樣，若碳高強(qiáng)化吹氧，脫碳升溫。當(dāng)脫磷脫碳至要求成份，再進(jìn)行測溫取樣，當(dāng)鋼水溫度和成份符合要求后即可出鋼。（4）出渣、出鋼操作在熔化末期和升溫期通過爐子傾動(dòng)，使?fàn)t渣自動(dòng)溢流到渣罐里。在出鋼前，對烘烤到1000~1200℃的鋼包試驗(yàn)檢查滑板，若正常，關(guān)閉滑板，向水口灌砂，然后用吊車將鋼包送到爐子下，在出鋼位馬上出鋼。出鋼時(shí)，電爐傾動(dòng)，鋼水由出鋼槽流出到鋼包內(nèi)。鋼包車上的電子稱自動(dòng)顯示鋼水重量，出鋼完成后，爐子快速回位。為加強(qiáng)鋼與渣的界面反應(yīng)，均為鋼水成份和溫度，從出鋼開始即進(jìn)行鋼包底吹氬，通過快速接頭將鋼包上的氬氣管接通。（5）LF爐精煉LF爐精煉工藝是把傳統(tǒng)堿性電弧爐冶煉工藝的還原精煉工藝移到LF爐中進(jìn)行，LF爐精煉工藝可大幅度提高產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗，是電爐煉鋼的發(fā)展方向。電爐出鋼完成，鋼水罐車開入LF爐工位，LF爐蓋與電極下降，通電對鋼水進(jìn)行加熱精煉。精煉的主要目的是去除大量氧化物和氧，并進(jìn)行脫硫和微合金化?！撗酢３鲈?，緊接著加入錳鐵、錳硅合金和硅鐵等進(jìn)行預(yù)脫氧（沉淀脫氧）。然后再投進(jìn)造渣劑，覆蓋熔池表面。待渣熔融后，加入脫氧劑并在渣面添加適量的還原劑，造成還原性的爐渣，進(jìn)行擴(kuò)散脫氧。為加速擴(kuò)散脫氧速度，可向鋼包中吹氬攪拌。擴(kuò)散脫氧后，根據(jù)需要在出鋼前喂絲，加入鋁、硅鈣絲進(jìn)行終脫氧?！摿?。在還原期，（FeO）不斷的被還原，使（FeS）不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)椋‵eO），從而使（FeS）不斷地向渣中轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)了鋼液的脫硫。——合金化。還原期重點(diǎn)是合金元素的控制。一般來說，和氧親和力小、熔點(diǎn)高或加入量多的合金元素（例如：鎳、銅和鎢鉬等）可在熔煉前期加入，與氧親和力較大的合金元素（例如：錳、鉻、釩和硅等）一般在精煉中加入，加入早晚也需根據(jù)加入量決定，而易氧化元素（例如：Al、Ti和B等）則是在還原后期（出鋼前）喂絲加入。——調(diào)整成分和溫度、出鋼。根據(jù)鋼液成分，向熔池中補(bǔ)充投入合金劑，調(diào)整成分和溫度，如果取樣分析和測溫的結(jié)果符合出鋼要求時(shí)，斷電起升電極和爐蓋，鋼水罐車即可開出。LF爐精煉完成后，鋼水罐車開到喂絲機(jī)平臺(tái)下，進(jìn)行喂絲操作，全程吹氬。（6）VD精煉VOD精煉爐不吹氬，即成為VD精煉爐。需要對鋼液進(jìn)行真空脫氣的鋼種，在LF爐精煉后把鋼包吊到VD真空罐內(nèi)，旋轉(zhuǎn)真空罐車，扣上罐蓋開啟真空泵，進(jìn)行真空處理。VD真空處理是鋼中的氣體含量與熔池溫度和氣相中該氣體分壓有關(guān)，在減壓條件下，有關(guān)氣相分壓降低，從而可以降低鋼中的氣體含量。在處理過程中還可底吹氬攪拌，促進(jìn)夾雜物上浮進(jìn)入渣中。此過程中也可以加入微量鐵合金，以精調(diào)成分，全程吹氬。（7）VOD精煉熔煉不銹鋼時(shí)，將LF爐精煉后的鋼包吊到VOD真空精煉工位，鋼包接通氬氣后放入真空罐，吹氬、調(diào)整流量（標(biāo)志）到30~30L/min，測溫1590~1610℃，測自由空間高度不小于1000mm。然后，扣上VOD包蓋、真空罐蓋。這時(shí)邊吹氬攪拌變抽空氣，將罐內(nèi)壓力降低。溶解于鋼液內(nèi)的碳、氧開始反應(yīng)產(chǎn)生激烈的沸騰。當(dāng)罐內(nèi)壓力（真空度）降至6700Pa左右時(shí)，開始吹氧精煉。在這個(gè)過程中保持適當(dāng)?shù)墓┭跛俣?、氧槍高度、氬氣沸騰強(qiáng)度、真空度等十分重要的，由于真空，在幾乎鉻不氧化的條件下進(jìn)行脫碳。特殊情況時(shí)當(dāng)鋼液入罐時(shí)碳大于0.60%甚至到1.00%以上時(shí)，為避免發(fā)生噴濺，應(yīng)延長預(yù)吃氧時(shí)間，晚開5級、4級泵，低真空度小吹氧量將碳去到0.50%以后再進(jìn)入主吹處理。隨著[C]下降，真空度逐漸上升，吹煉末期可達(dá)1000Pa左右。盡管沒有加熱裝置，但是由于氧化反應(yīng)放熱，使鋼液溫度略有升高。吹煉進(jìn)程由真空度和廢氣成分的連續(xù)分析來控制脫碳終點(diǎn)。真空處理完畢后關(guān)閉主截止閥，破壞真空、液壓驅(qū)動(dòng)提升真空罐蓋、移動(dòng)罐蓋車行走至待機(jī)工位，然后進(jìn)行鋼包鋼液喂絲、吹氬凈攪、測溫取樣，定氫、定氧、斷開氬氣、鋼包出罐。把鋼包吊出去進(jìn)行連鑄或模鑄。停氧條件即吹氧終點(diǎn)判斷，應(yīng)以氧濃差電勢或氣體分析儀為主，結(jié)合真空度，廢氣溫度變化、累計(jì)耗氧量進(jìn)行綜合判斷。決定停止吹氧的條件是：（1）氧濃差電勢下降為零。（2）真空度、廢氣溫度開始下降或有下降趨勢。（3）累計(jì)耗氧量大于計(jì)算耗氧量。耗氧量計(jì)算系數(shù)見下表水冷氧槍吹氧耗氧量表開吹碳、硅含量之和/%耗氧量（標(biāo)態(tài)）/m3·t`1<0.1%<0.06%3<0.03%<0.01%0.47.68.08.49.20.58.48.89.210.00.69.29.610.010.80.710.010.410.811.60.810.811.211.612.40.911.612.012.413.21.012.412.813.214.0（4）鋼液溫度滿足后期還原和加合金料降溫需要。熔煉含碳量大于0.03%的不銹鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，碳高時(shí)吹氧去碳，可以采用耗氧量計(jì)算決定吹氧終點(diǎn)，即當(dāng)累計(jì)耗氧量達(dá)到計(jì)算耗氧量時(shí)停氧。這樣可以縮短吹氧時(shí)間，減少合金元素氧化。冶煉[C]大于0.03%的（一般技術(shù)條件）不銹鋼時(shí)，不用進(jìn)行真空碳脫氧操作，停氧后直接進(jìn)行測溫加渣料、合金料、脫氧劑及后續(xù)操作，用高碳料或增碳劑調(diào)碳到成品規(guī)格。冶煉[C]不大于0.03%和質(zhì)量有特殊要求的不銹鋼時(shí)，需要進(jìn)行真空碳脫氧操作。在[C]比規(guī)格稍高時(shí)結(jié)束吹氧精煉，過剩的[C]在真空下與鋼液內(nèi)的氧繼續(xù)反應(yīng)脫氧和去除夾雜物。在真空下繼續(xù)吹氬攪拌還可以促進(jìn)夾雜物上浮排除。即停氧后立即打開高真空噴嘴，抽真空到極限真空度，同時(shí)增加大氬氣流量（標(biāo)態(tài)）到2~3Lmin·t，此時(shí)氧濃度差電勢再次升起，成為二次峰，時(shí)間大約5~15min，二次峰再次下降到零，真空碳脫氧結(jié)束。真空下或解除真空后，測溫加渣料、合金料、脫氧劑。抽真空3~5min渣料熔化，加入脫氧劑和合金料。合鈦鋼解除真空前3~5min，溫度為1630~1610℃時(shí)加入鈦鋼。終脫氧在解除真空前3min加入鋁。最后，解除真空，測溫，停氬氣，出罐澆鑄。VOD還原操作工藝參數(shù)見下表。VOD還原操作工藝參數(shù)表技術(shù)條件真空度（Pa）保持時(shí)間（min）氬流量（標(biāo)態(tài)）（L·min`1）終脫氧鋁用量（kg·t`1）加料精煉一般≤300≥106040~50特殊≤100≥156040~501如果溫度高，可通過吹氬降溫，溫度過高，可抽真空降溫，此時(shí)含鈦鋼需要補(bǔ)加鈦鐵2~4kg/t。不同鋼種的出罐溫度見下表。不同鋼種的出罐溫度表鋼種1Cr18Ni9Ti0Cr19Ni91Cr1300Cr14Ni14Si400Cr18Ni12Mo2Cu2溫度/℃1560~15801555~15751580~16001550~15701560~1580VOD處理周期約60~90min，可根據(jù)工藝調(diào)整作業(yè)時(shí)間。熔煉完成后，破壞真空，提升真空罐蓋，旋開真空罐蓋，最后進(jìn)行喂絲操作。喂絲是向鋼液喂入鋁線或不同芯料的包芯線，達(dá)到脫氧、脫硫、非金屬夾雜物變性處理和合金成分微調(diào)等冶金效果的工藝手段，其主要設(shè)備是喂絲機(jī)。喂絲機(jī)布置在LF爐和VD爐旁，喂絲前，將鋁絲、硅鈣包芯絲送入喂絲機(jī)的拉輥，然后，以60~240mm/min的速度往鋼包喂絲。喂絲時(shí)間大約2~4min，喂絲的時(shí)間和重量，由精煉控制室記錄和打印報(bào)表。精煉完成后，可吊鋼包去澆注。3.3.3產(chǎn)量計(jì)算1）熔煉周期（電爐從出鋼到出鋼時(shí)間）熔化時(shí)間t=60GW/Pη1η2COSΦ式中：t——熔化時(shí)間，min；60——每小時(shí)分鐘數(shù)，min；G——每爐爐料量（包括廢鋼、生鐵），t；W——熔化電耗，kwh/t；P——變壓器額定功率，KVA；η1——熱效率0.90；η1——熱效率0.94；COSΦ——功率因數(shù)，熔化期0.80，升溫區(qū)0.75.10噸常規(guī)超高功率電爐，配備3200KVA變壓器，熔化期電耗370kwh/t，則其熔化時(shí)間為：t=60×10.6×360/3200×0.9×0.94×0.8≈106min溶化后升溫期電耗60kwh/t，鋼水量10t，則升溫時(shí)間t1：t1=60×10×60×/3200×0.9×0.94×0.75≈18min非通電時(shí)間約20min，則冶煉周期時(shí)間T：T=t+t1+20=106+18+20=144min（LF爐精煉周期70min，VD處理周期40min，VOD處理周期60~90min）2）車間生產(chǎn)能力計(jì)算公式如下：Q=1440GnN/T（t/a）式中：Q——電爐車間年產(chǎn)鋼水量，t/a；1440——每天日歷時(shí)間，min/d；G——每爐出鋼量，t/爐；n——車間電爐座數(shù)；N——電爐年工作天數(shù)，d/a；T——每爐鋼平均冶煉時(shí)間，min/爐。本車間生產(chǎn)能力：Q=1440×10×1×300/144=30000（t/a）年產(chǎn)鋼水約3萬噸。3.3.4熔煉主要工藝設(shè)備配置與選型1）電弧爐采用爐蓋旋轉(zhuǎn)三相電弧爐，主要技術(shù)參數(shù)如下：爐殼直徑3800mm額定容量10t變壓器額定容量3200KVA變壓器一次電壓10KV變壓器二次電壓260~139V（4級）額定電流12.2KA頻率50Hz石墨電極直徑350mm傾爐角：出鋼方向/出渣方向45°/14°出鋼方式出鋼槽出鋼冷卻水耗量45m3/h爐體總重91t2）LF精煉爐額定容量10t（最大12t）鋼包上口直徑Φ2150mm（暫定）自由空間高度1050mm（10t鋼液時(shí)）鋼包高度2655mm（暫定）變壓器額定容量1800KVA/10KV一次電壓10KV二次電壓180~120V（4級）無勵(lì)磁電動(dòng)調(diào)壓二次額定電流5774A電極升降裝置型式三相單臂可呼喚夾持器升溫速度≥4℃/min處理時(shí)間40~50min電極直徑Φ200mm電極分布圓直徑≤Φ380mm電極行程1200mm電極升降速度4m/min上升3m/min下降升降方式立柱升降、液壓驅(qū)動(dòng)調(diào)速方式電液比例閥爐蓋型式水冷爐蓋圈+耐材拱頂爐蓋提升高度300mm爐蓋提升方式液壓缸——鏈條式三相不平衡系數(shù)≤5%電流互感器10000A/5A大截面水冷電纜截面S=1600mm2/根長度L≈5000mm/根數(shù)量3根（每相一根）液壓系統(tǒng)系統(tǒng)工作壓力6~8Mpa介質(zhì)水—乙二醇冷卻水進(jìn)水壓力≥3×105a進(jìn)水溫度≤32℃設(shè)備冷卻水耗量~40m3/h變壓器冷卻水耗量~80m3/h氬氣系統(tǒng)壓力（2~8）105Pa耗量50NI/min最大流量90NI/min純度99.99%壓縮空氣壓力0.4Mpa3）VOD精煉爐真空罐直徑（外徑）Φ3500mm真空罐高度4100mm真空抽氣能力120kg/h工作真空度67Pa極限真空度20Pa預(yù)抽真空時(shí)間≤7min罐蓋提升高度800mm設(shè)備冷卻水60m3/h真空泵冷卻水280m3/h冷卻水壓力0.25~0.35Mpa壓縮空氣耗量2m3/min壓縮空氣壓力0.5~0.6Mpa氬氣耗量100I/min蒸汽耗量4.5t/h蒸汽壓力0.8Mpa蒸汽溫度180~200℃VD精煉周期40~45min漏氣率≤10kg/h真空處理時(shí)鋼液溫降2~2.5℃/min動(dòng)力負(fù)荷80KW3.3.5電爐輔助生產(chǎn)系統(tǒng)除熔煉工藝設(shè)備外，電爐車間有以下輔助系統(tǒng)：廢鋼供應(yīng)系統(tǒng)在靠近主廠房位置設(shè)廢鋼配料間，其可以分類堆存一定用量的廢鋼，通過吊車往料籃裝料，廢鋼重量由吊車上的電子稱顯示。散裝材料供應(yīng)系統(tǒng)活性石灰、輕燒白石灰及其他散裝材料用汽車運(yùn)入電爐原料跨，需要烘烤的原料要在烘烤爐中進(jìn)行干燥烘烤。耐火材料及電極供應(yīng)耐火材料、電爐及LF爐用的電極，由耐火材料庫用汽車運(yùn)入電爐跨待用。修爐采用將下爐殼吊到地面進(jìn)行修理方式。鋼包準(zhǔn)備系統(tǒng)鋼包準(zhǔn)備系統(tǒng)包括熱修包、冷修包及烘烤三部分。熱修包在每爐鋼澆注完畢進(jìn)行，倒出鑄余渣以后，將鋼包清理干凈，檢查水口及透氣塞，必要時(shí)予以更換，并對滑動(dòng)水口機(jī)械進(jìn)行試驗(yàn)。冷修包是當(dāng)鋼包襯磚損壞到一定程度時(shí)，要更換工作襯磚。待鋼包冷卻后，用拆包機(jī)拆除工作層，然后再修罐坑砌筑新的工作層。烘烤包括新砌鋼包襯磚的干燥與烘烤以及熱周轉(zhuǎn)鋼包的升溫烘烤。電爐配備兩個(gè)立式鋼包烘烤器。3.3.6熔煉輔助設(shè)施熔煉主要生產(chǎn)設(shè)備室電爐、LF精煉爐、VOD精煉爐及電渣爐等，車間需要的輔助配套設(shè)施有車間變電所、凈循環(huán)水泵站、濁循環(huán)水泵站、液氧氣化站、空壓站、鍋爐房、熱煤氣爐、快速分析室等。1）車間變電所車間變電所為電爐、LF爐、VD/VOD爐、除塵設(shè)備及車間內(nèi)全部附屬設(shè)備等提供動(dòng)力電源。全廠建設(shè)一個(gè)變電所，計(jì)算負(fù)荷見電氣篇。2）水系統(tǒng)（1）凈循環(huán)水系統(tǒng)為設(shè)備間接冷卻水，水質(zhì)未受污染，僅溫度升高，經(jīng)處理后循環(huán)使用。循環(huán)水量見下表：凈循環(huán)水量表序號用戶名稱單位數(shù)量壓力（Mpa）使用方式備注1電爐m3/h1800.4連續(xù)2LF爐m3/h1200.4連續(xù)3VODm3/h600.4連續(xù)4除塵m3/h20其他m3/h20合計(jì)400電爐冶煉系統(tǒng)凈循環(huán)水量400m3/h，與全廠其他設(shè)備合建凈循環(huán)水處理站。滿足使用要求。濁循環(huán)水系統(tǒng)濁循環(huán)水系統(tǒng)是VD爐蒸汽噴射泵冷卻水280m3/h，壓力0.4MPa，該水除溫度升高外，水中還有一定量灰塵，建一個(gè)濁循環(huán)水處理站。3）除塵系統(tǒng)電爐除塵：電爐在熔煉中產(chǎn)生大量的帶塵煙氣，其中85~90%的煙塵產(chǎn)生在熔化和氧化過程，電爐除塵采用二次收塵技術(shù)。設(shè)計(jì)原則：達(dá)標(biāo)排氣，全過程捕集，煙氣捕集率≥97%。電爐除塵技術(shù)主要包括：煙氣捕集、系統(tǒng)工藝和煙氣凈化三大要素。本工程采用煙塵二次捕集方式：捕集罩設(shè)計(jì)為天車通過式，由爐前移動(dòng)的半密閉罩和爐子上方的差速導(dǎo)流罩組成，使電爐生產(chǎn)的全過程中都進(jìn)行煙氣捕集，廠房外無煙氣泄露。在移動(dòng)半密閉罩和屋頂罩之間留有能夠允許天車通過的空間位置。除塵系統(tǒng)工藝用低阻、中溫、大流量工藝，除塵器選用抗結(jié)露脈沖除塵器，采用離線脈沖清灰。電爐熔煉時(shí)產(chǎn)生的大量高溫?zé)焿m，在熱抬升力的作用下和爐前移動(dòng)導(dǎo)流罩的約束下，向差速屋頂罩沖去，在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的作用下，高溫?zé)煔饨?jīng)管道進(jìn)入除塵器，經(jīng)布袋過濾后的凈化氣體，由風(fēng)機(jī)送入排氣閥，排入大氣。除塵器清灰時(shí)，由經(jīng)脫水、脫油凈化并經(jīng)加熱后的壓縮空氣通過脈沖閥進(jìn)行噴吹清灰，落下的灰塵，經(jīng)灰斗收集后，通過螺旋推進(jìn)器，排至卸灰車外運(yùn)，進(jìn)行綜合利用。系統(tǒng)管道上設(shè)野風(fēng)閥，當(dāng)煙氣溫度超過設(shè)定上限時(shí)，野風(fēng)閥自動(dòng)打開混入冷風(fēng)，以保護(hù)布袋，防止燒壞。當(dāng)煙氣溫度低于下限時(shí)，野風(fēng)閥自動(dòng)關(guān)閉。除塵器清灰系統(tǒng)采用PLC控制全自動(dòng)運(yùn)行。高壓保護(hù)及運(yùn)行監(jiān)控和操作系統(tǒng)均集中設(shè)在主控室內(nèi)。除塵效果可達(dá)到廠房外無煙氣泄露。LF爐除塵：由于LF爐沒有氧化功能，只是在鋼水精煉時(shí)產(chǎn)生少量細(xì)塵，設(shè)計(jì)上LF爐集塵罩通過管道并入電爐除塵系統(tǒng)，配置風(fēng)量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)量匹配調(diào)節(jié)。4）鍋爐房鍋爐房為VOD爐抽真空系統(tǒng)供應(yīng)蒸汽，采用煤爐可節(jié)約生產(chǎn)成本，建設(shè)6t/h鍋爐房一座。5）氧氣采用液氧罐供氣方式，選用2臺(tái)Φ2.0m液氧罐，配置汽化器和穩(wěn)壓閥組供氣。液氧罐站與其他設(shè)施的安全距離應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。6）煤氣煤氣主要用于鋼包烘烤，鋼包烘烤設(shè)置二臺(tái)烘烤器，每臺(tái)煤氣用氣量為560m3/h，在廠房外設(shè)Φ1.5m熱煤氣爐1臺(tái)，額定產(chǎn)氣量1300m3/h，煤氣用管道直送烤包器。7）壓縮空氣壓縮空氣主要供給：電爐爐體拆砌、鋼水包拆砌、電爐除塵等設(shè)備及設(shè)備清掃等。電爐補(bǔ)爐、拆爐、拆鋼水包等平均耗量18m3/min壓力要求0.6Mpa電爐除塵平均耗量2m3/min壓力要求0.25~0.3Mpa合計(jì)耗量：20m3/min使用制度：均為間斷使用。建設(shè)一座空壓站，供全廠各用戶用氣，選擇LU110–8型螺桿式空氣壓縮機(jī)2臺(tái)。8）氬氣、氮?dú)鈿鍤狻⒌獨(dú)獠捎闷繗逖b配成氬氣匯流排，放置在鑄鋼車間內(nèi)，經(jīng)管道送至用戶。9）爐前分析室爐前分析室具備快速分析鋼樣的儀器，應(yīng)配有直讀光譜儀、碳硫聯(lián)合測定儀、氫氧分析儀等。10）介質(zhì)供應(yīng)氧氣、氬氣、氮?dú)?、壓縮空氣、煤氣等由各介質(zhì)站用管線送入車間，進(jìn)戶總管線有計(jì)量裝置。3.4電渣爐電渣爐是一種利用重熔電流產(chǎn)生熱能熔化插入渣池的自耗電極，金屬熔滴通過渣液清洗后，在水冷結(jié)晶器中結(jié)晶成電渣錠的一種特殊熔煉設(shè)備。電渣重熔金屬具有良好的純凈度，鑄態(tài)組織細(xì)致均勻，無白點(diǎn)及年輪狀偏析，硫含量極低，夾雜物細(xì)小彌散等優(yōu)良性能。因此，電渣重熔在大中型鍛件、模塊毛坯生產(chǎn)中處于壟斷地位，在優(yōu)質(zhì)工模具鋼、馬氏體時(shí)效鋼、雙相鋼管坯、冷軋軋輥中，電渣鋼占絕對優(yōu)勢，電渣熔鑄異型件有獨(dú)特之處。因此，電渣爐是特鋼鑄造廠必不可少的設(shè)備。在電渣重熔的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電渣熔鑄新工藝，是生產(chǎn)高質(zhì)量異型件，精化毛坯的一條途徑，可在不經(jīng)鍛造在異形水冷結(jié)晶器中直接熔鑄成型。電渣熔鑄工藝對解決某些大鍛件和異型產(chǎn)品的制造機(jī)質(zhì)量等問題，具有很大的優(yōu)越性和現(xiàn)實(shí)意義。電渣熔鑄的產(chǎn)品涉及到原子能、宇航、船舶、電力、石油化工以及重型機(jī)械等工藝部門，異型件有各種各樣的形狀和尺寸，其最大重量達(dá)幾百噸，最小的只有幾十克。目前電渣熔鑄的產(chǎn)品有巨型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸、船舶柴油機(jī)大型曲軸，各種高壓容器、大型圓環(huán)件、各種類型的軋輥，動(dòng)力管道的閥體、三通管，透平渦輪盤、厚壁中空管，核電站壓水堆的主回路管道（直管、彎管）、石油裂化爐管（圓，橢圓及U型管）、齒輪毛坯、各種模具（包括沖壓模具）和幾十克的假牙。本工程采用一臺(tái)1噸單支臂電渣爐進(jìn)行熔鑄。3.4.1產(chǎn)品大綱原料電極棒規(guī)格Φ260×2600mm，熔煉的鋼種為高合金鋼（或根據(jù)用戶要求，確定是否使用電渣熔鑄工藝）。1噸電渣爐熔鑄年產(chǎn)量1440噸，電渣爐金屬收得率95%，鑄造電極棒金屬收得率93%，年需鋼水1630噸。3.4.2原料電渣爐用的原料是電爐熔煉系統(tǒng)生產(chǎn)的電極棒，1噸電渣爐電極棒規(guī)格為Φ260×2600mm。3.4.3原料渣系渣系對冶金質(zhì)量和冶煉效率有重要的影響。電渣熔鑄的過程中，熔鑄具有十分重要的作用。1）熔鑄熱源。在熔鑄過程中自耗電極的熔化是靠渣池的熱量進(jìn)行的，它相當(dāng)于變壓器到爐子的電路中的一個(gè)“電阻元件”，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，以使熔池溫度達(dá)到熔鑄溫度。2）控制熔鑄金屬的化學(xué)成分。熔鑄過程中，電極逐層熔化形成液滴并穿過渣層鑄成鑄件，渣與金屬溶滴接觸面積很大，具有十分良好的化學(xué)動(dòng)力學(xué)條件?？梢酝ㄟ^熔渣的化學(xué)特性控制金屬的化學(xué)成分。3）凈化作用。在熔鑄過程中，渣還氣渣洗作用。渣對夾雜物的去除是利用其對夾雜物的濕潤、吸附、溶解或吸收將熔融金屬與渣界面的非金屬夾雜物去除。夾雜物也可以通過化學(xué)反應(yīng)除去。4）絕緣隔熱作用。在熔鑄過程中，鑄件與結(jié)晶器之間存在一層渣殼，使金屬不與結(jié)晶器接觸，起到了絕緣隔熱的作用，使電流和熱主要向底部水箱傳導(dǎo)，提高了電流效率及促使結(jié)晶趨向軸向發(fā)展。5）創(chuàng)造了一個(gè)溫度高于金屬熔池的儲(chǔ)熱池。它使鑄錠無縮孔、氣孔、使結(jié)晶趨向軸向發(fā)展，鑄錠頂端的高溫渣池可以隔離大氣，降低熔融金屬中氣體含量。在電渣熔鑄過程中，爐渣組成的選擇十分重要，它關(guān)系到熔鑄件的質(zhì)量、電渣過程的穩(wěn)定性以及熔鑄過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。熔煉不同鋼種應(yīng)采用不同的渣系，同時(shí)在熔煉過程中應(yīng)注意爐渣組元的變化，并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，否則會(huì)直接影響電渣過程的穩(wěn)定性和冶金效果。電渣熔鑄熔渣的作用有兩個(gè)方面，一是工藝作用，如作為熱源的電阻發(fā)熱作用，形成渣殼對于鑄件成型性的作用等。二是熔煉作用，包括對鋼質(zhì)的凈化、元素的氧化與還原等。常用的渣系有十余種，從組元來看，常用的有二元渣、三元渣和多元渣。二元渣系CaF2—Al2O3CaF2—CaO和CaO—Al2O3三元渣系CaF2—CaO—Al2O3CaF2—Al2O3—MgOCaF2—Al2O3—TiO2CaF2—CaO—SiO2CaF2—RexOy—CaO多元渣系CaF2—CaO—Al2O3—MgOCaF2—CaO—Al2O3—TiO2CaF2—Al2O3—MgO—TiO2爐渣消耗量約為38kg/t鋼。3.4.4工藝流程1）工藝流程圖工藝流程見下圖：鑄件處理準(zhǔn)備工作鑄件處理準(zhǔn)備工作造渣重熔精煉補(bǔ)縮2）工藝流程簡述：電渣重熔工藝過程包括準(zhǔn)備工作、造渣、重熔精煉、補(bǔ)縮、錠子處理等。準(zhǔn)備工作首先是對自耗電極進(jìn)行表面清理并達(dá)到質(zhì)量要求，再將自耗電極與電渣爐的假電極或卡頭連接起來，同時(shí)準(zhǔn)備好結(jié)晶器、水冷底座及引錠板，仔細(xì)檢查結(jié)晶器和底盤確無漏水。底盤仔細(xì)清理干凈后，將引錠板放在底盤上，然后把底盤上升到結(jié)晶器下端緊靠后的位置。將自耗電極與其下面的結(jié)晶器進(jìn)行對中處理，將電極下降到造渣所需要的位置。為了避免產(chǎn)生“分流現(xiàn)象”（電流經(jīng)結(jié)晶器導(dǎo)入底盤），在結(jié)晶器下端與底盤之間墊石棉布絕緣。造渣造渣過程的任務(wù)是迅速建立起具有一定深度的高溫渣池，生產(chǎn)上用得最多的是無弧造渣法，其中用的較多的是用固體導(dǎo)電渣造渣。根據(jù)熔煉的材料和要求的不同，選擇配比合適的渣料并按工藝要求進(jìn)行烘烤。在引錠板上放置一塊導(dǎo)電渣（<100克），電極下降到與它接觸的位置，而在電極周圍填以熔煉用渣。然后通電化渣，并陸續(xù)加入所余渣料到建立足夠深度的渣池。再將渣溫調(diào)整合適，即可將自耗電極插入液態(tài)渣中，開始無弧的電渣熔煉。重熔精煉熔煉過程中可根據(jù)具體情況添加脫氧劑及附加料，去除金屬中非金屬夾雜物、氧、硫、氮?dú)饧捌渌泻﹄s質(zhì)。重熔過程應(yīng)按規(guī)定電力制度進(jìn)行，特別注意控制電流強(qiáng)度。因?yàn)橥怆妷旱牟▌?dòng)必然引起熔煉電壓變化，另一方面隨著重熔進(jìn)行電極長度減小，線路電壓損失下降也將引起實(shí)際工作電壓改變。補(bǔ)縮當(dāng)自耗電極快熔化完畢時(shí)，要根據(jù)不同鋼種和錠型的工藝要求進(jìn)行鋼錠頭部充填補(bǔ)縮。補(bǔ)縮的作用在于減慢熔化速度，填充錠子頭部的縮孔，以減少鋼錠縮孔，避免加工時(shí)錠頭中央開裂，并提高產(chǎn)品成材率。補(bǔ)縮操作一般在重熔結(jié)束前10~15分鐘進(jìn)行。這時(shí)逐漸減小功率，電極下降速度減慢，電流減小，結(jié)束重熔時(shí)，則停止下放電極，令其末端自行熔化，直到電極露出渣面并且發(fā)生電弧時(shí)即可停電。鑄件處理當(dāng)鑄件全部凝固10分鐘后，即可落箱取出鑄件，進(jìn)行清理及熱處理。3.4.5主要工藝設(shè)備技術(shù)參數(shù)1）1t電渣爐1臺(tái)爐型單支臂變壓器容量750KVA調(diào)壓方式無載電動(dòng)二次電壓54~68V電流11.03KA傳動(dòng)方式滾珠絲桿支臂快速2000mm/min支臂慢速0~25mm/min電極行程350mm/min電極尺寸Φ260×2600結(jié)晶器尺寸Φ360×1800mm控制方式LC+工控機(jī)平均熔化率330kg/h單錠生產(chǎn)周期4h月產(chǎn)量120t電耗1350kwh/t2）箱式電阻爐用于渣料烘烤，選用1臺(tái)臺(tái)車式電阻爐，型號RT2—105—9、加熱功率100kw。3）地中衡2噸地中衡配置1臺(tái)。4）渣料存貯箱、臺(tái)秤渣料存貯箱1個(gè)，配置500kg臺(tái)秤1臺(tái)。5）電焊機(jī)選用1000W電焊機(jī)1臺(tái)。3.4.6輔助設(shè)施1）供電電渣爐750KVA主變壓器的10KV高壓和低壓380V電源均由變電所引來。2）凈循環(huán)水系統(tǒng)電渣爐用水主要是電渣爐的設(shè)備冷卻水，為間接冷卻水，水質(zhì)未受到污染，僅溫度升高，經(jīng)冷卻處理后可循環(huán)使用。凈循環(huán)水水量為35m3/h，水壓0.3~0.5Mpa，入口水溫≤32℃。供水由廠區(qū)凈循環(huán)水泵站供給，循環(huán)使用，水的循環(huán)使用率達(dá)到96%以上。3）壓縮空氣壓縮空氣主要用于氣動(dòng)設(shè)備和設(shè)備清掃用氣，總用氣量約2m3/min，氣源引自廠區(qū)壓縮空氣總干線。4）除塵設(shè)施電渣爐冶煉過程中在結(jié)晶器上口產(chǎn)生少量的煙氣，應(yīng)進(jìn)行收集處理。煙氣收集處理設(shè)施有收塵罩、布袋除塵器、抽風(fēng)機(jī)、鋼煙囪等。本工程設(shè)一套除塵系統(tǒng)。除塵器為氣箱式脈沖袋式除塵器，除塵風(fēng)量約3500m3/h，煙氣收集率100%。3.5消失模鑄造消失模鑄造技術(shù)是用泡沫塑料（EPSSTMMA或EPMMA）高分子材料制作成與零件結(jié)構(gòu)和尺寸完全一樣的實(shí)型模具，經(jīng)浸涂耐火粘接涂料（起強(qiáng)化、光潔作用）烘干后陸續(xù)埋入干砂造型，經(jīng)三維微振加負(fù)壓緊實(shí)，在沒有泥芯、活塊（甚至沒有冒口）的情況下澆入熔化的金屬液（注意在澆注和凝固過程中腰繼續(xù)保持一定的負(fù)壓），澆注時(shí)泡沫塑料模受熱化進(jìn)而被金屬取代的一次性成型鑄造新工藝。3.5.1工藝流程消失模鑄造工藝流程如下：烘干烘干鑄件檢查鑄件澆冒口埋箱造型清理負(fù)壓澆注涂覆涂料冷卻落砂模型組合篩分模型干燥模型檢查模具成型熟化EPS預(yù)發(fā)泡原始珠粒復(fù)驗(yàn)EPS成分、溫度檢驗(yàn)熔煉配料復(fù)驗(yàn)金屬成分冷卻復(fù)驗(yàn)復(fù)驗(yàn)配料混制型砂涂料原材料造型新砂消失模鑄造工藝流程圖消失模鑄造工藝包括熔化工部、制模工部、模型組合及涂層烘干工部、造型澆注工部和落砂清理工部。消失模鑄造工藝按工藝分區(qū)為白區(qū)生產(chǎn)線（模樣制作）和黑區(qū)生產(chǎn)線（鑄造區(qū)）。3.5.2白區(qū)生產(chǎn)線消失模鑄造泡沫塑料模樣（白模）的制作是首道工序，白模的形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量對生產(chǎn)的鑄件的質(zhì)量起著決定性作用。白模制作的工藝流程見下圖。蒸汽、冷卻水、壓縮空氣蒸汽、冷卻水、壓縮空氣涂料制攪EPSEPMMASTMMA粒料發(fā)泡模具成型蒸鋼預(yù)發(fā)泡浸涂涂料澆冒系統(tǒng)粘接熟化成型機(jī)板材手工加工白模烘干房干燥〈55℃排風(fēng)備用埋箱造型振實(shí)臺(tái)（黑區(qū)）黑區(qū)消失模模樣的制作是根據(jù)鑄件合金的種類和鑄件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而決定其性能，模樣的性能取決采用的粒料（EPS、STMMA、EPM—MA）和與其相應(yīng)的發(fā)泡、成型的設(shè)備（包括模具）及其相應(yīng)的發(fā)泡成型操作工藝。珠粒（粒料）泡沫塑料模目前常用EPS、STMMA等材料為多。發(fā)泡、熟化①預(yù)發(fā)泡。預(yù)發(fā)泡的目的是為了獲得密度低、表面光潔、質(zhì)量優(yōu)良的泡沫模樣，可發(fā)性珠粒（EPS、STMMA）在成型發(fā)泡之前一般要經(jīng)過預(yù)發(fā)泡和隨后的熟化處理。②熟化。將預(yù)發(fā)泡珠粒儲(chǔ)存在容器中熟化—稱熟化倉（或熟化器），一般容量1~5m2，為防止輸送珠粒產(chǎn)生靜電引起珠粒逸出，戊烷燃燒不能采用塑料管（要帶有接地片）進(jìn)行輸送，采用金屬管并接的要好，熟化倉應(yīng)放置在良好的通風(fēng)條件下。以減少熟化珠粒的靜電，使制模操作中充填模具時(shí)靜電作用影響降低。（3）成型①使用成型機(jī)成型。②模具。發(fā)泡成型模具可分為蒸缸發(fā)泡模具和壓機(jī)氣室發(fā)泡模具兩大類。（4）白模裝配和粘接。白模結(jié)構(gòu)裝配是按工藝要求進(jìn)行粘接，黏結(jié)劑的選擇要恰當(dāng)，這不僅有利于提高白模的質(zhì)量以及鑄件的質(zhì)量，分塊分片合理還可以節(jié)約材料和制模費(fèi)用，提高生產(chǎn)效率。反之白模結(jié)構(gòu)選擇不當(dāng)或裝配不良，不僅浪費(fèi)材料和降低效率以及影響振實(shí)臺(tái)造型的效果或造型變形。黏結(jié)劑選擇要恰當(dāng)，操作要合理，黏結(jié)劑涂得過多或不均勻或過少，均影響白模質(zhì)量和效率，會(huì)增加澆注時(shí)發(fā)氣量和殘留物，以致使模樣各部分結(jié)合不良，導(dǎo)致鑄件表面的凹痕或毛刺、結(jié)疤等缺陷。國內(nèi)使用黏結(jié)劑有260膠、聚醋酸乙烯乳液、聚乙烯醛縮丁醛、聚醋酸乙烯液、聚乙烯醇膠、石蠟黏結(jié)劑、EVA-石蠟、“851”強(qiáng)力膠等。據(jù)白模形狀結(jié)構(gòu)需要量大小粘接方法有人工粘接和粘接機(jī)粘接。（5）涂料。（6）干燥。白模涂浸上涂料后必須進(jìn)行干燥，以消除涂層中的水分，由于白模的軟化溫度在80℃左右，所以一般只能低溫烘干。在陽光充足的室外放置4~8h也能使其干燥。烘干過程中除控制溫度外，還要控制濕度，濕度〈30%，如在有良好通風(fēng)得烘干設(shè)備中（烘房中）烘干，烘干效果為佳。烘干設(shè)備有鼓風(fēng)干燥箱，干燥室及連續(xù)室或循環(huán)式干燥室，熱源可采用電熱、暖氣供熱和遠(yuǎn)紅外線、微波等。3.5.3黑區(qū)生產(chǎn)線黑區(qū)主要事鑄件造型、清理等。根據(jù)鑄型輸送機(jī)類型（或砂箱的輸送方式）不同，分為開放式和封閉式。生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)程序見下圖。真空系統(tǒng)真空系統(tǒng)生產(chǎn)大綱造型工位數(shù)工藝要求模型束組合保溫時(shí)間熔化能力砂處理系統(tǒng)尾氣處理砂箱尺寸砂箱數(shù)/小時(shí)除塵系統(tǒng)砂箱總數(shù)砂箱線數(shù)砂箱擺渡車砂箱推進(jìn)器真空接通裝置循環(huán)線封閉式黑區(qū)主要工藝設(shè)備有調(diào)頻振動(dòng)緊實(shí)臺(tái)、澆注機(jī)、造型機(jī)自動(dòng)輸送系統(tǒng)、翻箱機(jī)、鑄件冷卻系統(tǒng)、鑄件輸送機(jī)、澆帽口切除設(shè)備、砂輸送帶、砂處理設(shè)備及鑄件清理等。鑄件得澆注：將熔融金屬從澆包注入鑄型得操作，稱為澆注。金屬澆注時(shí)應(yīng)注意以下問題：1）澆注溫度：澆注溫度過高，鋼水含氣量大，液體收縮大，對型砂的熱作用劇烈，容易產(chǎn)生氣孔、縮孔、縮松、粘砂等缺陷。澆注溫度過低，會(huì)產(chǎn)生冷隔、皮下氣孔、澆不足等缺陷。澆注溫度與合金種類、鑄件大小和壁厚有關(guān)。2）教主速度：單位時(shí)間內(nèi)澆入鑄型的金屬液重量為澆注速度。澆注速度應(yīng)適中，太慢會(huì)充不滿型腔，鑄件容易產(chǎn)生出冷隔和澆不足等缺陷；太快會(huì)沖刷鑄型，且使鑄型中氣體來不及逸出，在鑄件中產(chǎn)生氣孔，以及造成沖砂、抬箱炮火等缺陷。澆注速度應(yīng)根據(jù)鑄件形狀和壁厚確定，對于形狀復(fù)雜薄壁的鑄件，澆注速度應(yīng)快些。3）澆鑄技術(shù)：為使熔渣便于扒出或擋住，可在金屬液體上撒些干砂和稻草灰；用紅熱的擋渣勾及時(shí)點(diǎn)燃從砂型中逸出的氣體；此外，還應(yīng)注意澆注中不能斷流。鑄件的落砂、清理工序：鑄件的落砂、清理工序是把已凝固的鑄件和鑄型分離開，即去除掉型砂取出鑄件。清理主要是消除鑄件上的表面粘砂和內(nèi)腔的殘芯，去除澆帽口、披縫、飛邊、毛刺、修補(bǔ)缺陷及鑄件的精整等。鑄件的清砂方法有兩類：干法和濕法。本工程選用干法清砂，采用慣性振動(dòng)落砂機(jī)。鑄件的澆帽口去除：生產(chǎn)中澆帽口作為工藝的需要而存在，鑄件凝固后即完成使命，因此在鑄件落砂后，要把澆帽口去掉。去除冒口得方法有氧炔焰切割、碳弧切割、電弧切割及等離子切割。本工程選用電弧切割。鑄件清理：落砂和切除澆帽口后要對鑄件進(jìn)一步清理，去除局部尚存的殘砂。采用臺(tái)車式拋丸清理機(jī)進(jìn)行清理，拋丸清理具有生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，動(dòng)力消耗小的特點(diǎn)。鑄件缺陷的修補(bǔ)：鑄件在成形的過程中，表面會(huì)產(chǎn)生一些缺陷，入氣孔、縮松、夾雜、缺肉等，如果這些缺陷的種類、大小、深度、位置、形狀和數(shù)量等符合技術(shù)條件的規(guī)定，是可以不視為缺陷的，鑄件也可以正常發(fā)出使用。如果超出技術(shù)條件的允許范圍并且技術(shù)條件允許修補(bǔ)，可以考慮用修補(bǔ)的辦法挽救鑄件，當(dāng)然這要考慮到修補(bǔ)后能否達(dá)到技術(shù)條件的要求和修補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)性。鑄件的缺陷的修補(bǔ)的方法通常又電焊、水焊、氬弧焊、釬焊、激光焊、粘補(bǔ)及加工等。鑄件的精整：鑄件經(jīng)修補(bǔ)和表面清理后，仍有可能存在表面的不平整，粗糙度不理想，局部尺寸不能達(dá)到毛坯圖的規(guī)定尺寸和公差，也可能還存在某些微小的缺陷以及經(jīng)補(bǔ)焊或修補(bǔ)的位置尚未達(dá)到理想狀態(tài)，為了解決這些問題，需要對鑄件進(jìn)行精整。精整是通過對鑄件用手工或機(jī)械修整，進(jìn)一步改善鑄件表面質(zhì)量，提高尺寸精度及合格率。這是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要工序。精整可以用人工機(jī)械修整和光飾處理。手工修整的主要工具具有風(fēng)動(dòng)和電動(dòng)砂輪，拋光輪、風(fēng)動(dòng)磨頭以及各種油石等。機(jī)械修整的主要工具有噴丸、拋丸。吹砂、拋光機(jī)、砂帶磨和各種金屬切割機(jī)床。鑄件的矯正：因工藝設(shè)計(jì)或操作方法不當(dāng)，使鑄件在凝固收縮、熱處理或其他工序過程中，產(chǎn)生變形，如果變形在某一范圍內(nèi)，可以用矯正的方法使鑄件達(dá)到圖紙要求的尺寸成為合格的鑄件。矯正是用施加外力的方法對鑄件已經(jīng)產(chǎn)生變形的相反方向作用，使鑄件恢復(fù)到應(yīng)有的尺寸和狀態(tài)。矯正有冷矯正和熱矯正。冷矯正可以用手工方法或機(jī)械方法，對一些小的鑄件或變形很小可加在臺(tái)虎鉗上用錘敲擊，對大一些的鑄件可以做專用矯正夾具用杠桿施力彎曲或千斤頂拉伸而矯正鑄件。機(jī)械矯正可以用摩擦壓力機(jī)、油壓機(jī)以及專用的矯正設(shè)備來進(jìn)行。熱矯正則需要在專用的矯正模具和夾具中加熱進(jìn)行，也可把鑄件加熱到一定溫度，再在油壓機(jī)或摩擦壓力機(jī)等設(shè)備上施壓矯正。不管用什么方法矯正，要注意的是鑄件正要在熱處理后進(jìn)行，因?yàn)?/p>