目录
摘 要 .................................................................................................................................... I 第一章 绪论 ......................................................................................................................... 1
1.1 电弧炉概述 ........................................................................................................... 1
1.1.1电弧炉简介 .................................................................................................. 1 1.1.2工艺概述 ...................................................................................................... 2 1.1.3电弧炉分类 .................................................................................................. 6 1.2 电弧炉液压控制系统现状 .................................................................................... 8 1.3 课题的主要研究内容 ............................................................................................ 8 第二章 40t电弧炉的工作要求 ......................................................................................... 10
2.1 概述 ...................................................................................................................... 10 2.2 40t电弧炉工作要求 ............................................................................................. 10
2.2.1 机械设备 ................................................................................................... 10 2.2.2 液压系统 ................................................................................................... 14 2.2.3 冷却水系统 ............................................................................................... 20 2.3 本章小结 .............................................................................................................. 21 第三章 40t电弧炉液压系统原理 ..................................................................................... 22
3.1 概述 ...................................................................................................................... 22 3.2 电极横臂升降液压系统 ...................................................................................... 23
3.2.1 系统工作原理 ........................................................................................... 23 3.2.2 电极横臂升降液压系统工作原理 ........................................................... 23 3.3 炉盖提升和旋转机构及炉体倾动液压系统 ...................................................... 24
3.3.1 炉盖升降，炉体倾动及炉盖旋转工作原理 ........................................... 24 3.3.2 炉盖升降，炉体倾动及炉盖旋转液压系统工作原理 ........................... 25 3.4 EBT出钢系统 ....................................................................................................... 26 3.5 蓄能器装置 .......................................................................................................... 27 3.6 液压泵站 .............................................................................................................. 27 3.7 冷却系统 .............................................................................................................. 28 3.8本章小结 ............................................................................................................... 29 第四章 40t电弧炉液压系统参数设计计算 ..................................................................... 30
4.1 电极横臂升降和夹紧装置液压系统 .................................................................. 30
4.1.1 电极横臂升降液压系统 ........................................................................... 30 4.1.2 电极夹紧液压系统 ................................................................................... 31 4.2 炉盖提升和旋转机构及炉体倾动液压系统 ...................................................... 32
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4.2.1 炉盖提升装置 ........................................................................................... 32 4.2.2 炉盖旋转机构液压系统 ........................................................................... 35 4.2.3 炉体倾动液压系统 ................................................................................... 40 4.3计算原动机的功率 ............................................................................................... 43 4.5液压泵的计算 ....................................................................................................... 43 4.4油箱的计算 ........................................................................................................... 44 4.6各类阀、辅件的计算 ........................................................................................... 45 4.7 本章小结 .............................................................................................................. 47 第五章 结论与展望 ........................................................................................................... 48 致谢 ..................................................................................................................................... 50 参考文献 ............................................................................................................................. 51
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第一章 绪论
1.1 电弧炉概述
一个多世纪以来，钢铁生产工艺流程经过长时间的探索、发展和选择，目前只剩下两种主要的工艺流程。一种是以氧气转炉炼钢为中心的钢铁联合企业生产流程；另一种是以电弧炉炼钢为中心的电炉厂生产流程。
氧气转炉生产的主要原料是铁水。大多数情况下由高炉供给，而高炉的主要原料是铁矿石。转炉生产出来的产品是钢坯或钢锭，它们还不是最终成品，必须经由轧钢机轧制成各种类型和规格的钢板、型钢、钢管等最终产品，提供给市场。因此，氧气转炉不可能独立存在，它必须前有炼铁，后有轧钢，以及其他辅助原材料的生产和供给系统，共同组成一个钢铁生产的联合体，我们称这样的生产模式为钢铁联合企业。电弧炉炼钢的主要原料是废钢铁或直接还原铁，其产品仍然是钢坯或钢锭，需经由轧钢机轧制成最终产品，供市场需求。在这种情况下，作为成品钢材的一个生产单位，往往有炼钢和轧制两个部分组成，我们称这样的生产模式为电炉钢厂。随着电弧炉采用高功率或超高功率。炉外精炼、连续铸钢、连续轧钢等一系列技术的发展和社会废钢资源的足量积累，电弧炉炼钢显示出强劲的发展势头，与传统的钢铁联合企业工艺相比较，电弧炉炼钢显示出更加广阔的发展空间?1～5?。 1.1.1电弧炉简介
电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉（如图1—1）。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设
8、10?备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼?7、。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、
自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型?14?。电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内温度，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利。电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到
13?较大的发展?12、。
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图1-1 电弧炉外观图
随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电弧炉炼钢的成本不断下降，现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升。 1.1.2工艺概述
短流程冶炼工艺是指电炉与精炼炉紧密相互配合进行的，电弧炉控制画面如图1—2所示。电弧炉主要起到熔化废钢和粗调成份的作用，而炉外二次精炼（温度和成份的精确调整）是在钢包精炼炉中完成的，电弧炉主要是熔化期和氧化期，而到精炼炉为还原期。目前流行的使用大电炉冶炼过程中，为了缩短冶炼周期，提高产量和降低能耗，除了配备大功率变压器外，引入辅助能量也起很重要的作用，通常设置炉门水冷氧枪和炉壁集束氧枪和天然气烧嘴?11?。
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图1-2 电弧炉控制画面
电炉冶炼原材料用100%废钢, 废钢加料从炉顶加入，冶炼中倾炉从炉门流渣,偏心底出钢，造渣料从炉顶加入，合金料在出钢过程中加入钢包内。
a) 废钢熔化工艺说明
电炉出钢后，炉体复位，炉盖旋开，加入50%废钢，炉盖旋回盖上，通电冶炼 同时起动炉壁烧嘴助熔，炉壁烧嘴助熔完成后，吹氧、喷碳、造泡沫渣, 第二次加废钢30%，通电冶炼，同时起动炉壁烧嘴助熔，熔化后再第三次加料20%，通电冶炼，炉壁烧嘴助熔等废钢全部熔化后，吹氧、喷碳、造泡沫渣，脱碳升温, 通过渣进行脱磷，等钢水中碳和磷成份达到上限值和达到出钢温度（约1620°C - 1650°C）时，准备出钢。
b）吹氧喷碳工艺
在整个冶炼过程中吹氧是为了快速脱碳，通过炉内的碳一氧平衡，降低烟气中CO含量，吹氧量大小根据钢水化验结果进行设定自动控制，防止过氧化，喷碳粉快速形成稳定的泡沫渣，减少暴露电弧对耐火材料损害，减少电弧暴露造成电极的氧化，该氧枪系统为自动化控制，整个过程稳定，可再现，可预报，排除了由于操作人员失误造成吹氧对炉体的操作损害。
c）合金加料工艺
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