电弧炉炉体设计

攀枝花学院本科毕业设计（论文）

2t滚动轴承钢电弧炉炉体设计

学生姓名： * * 学生学号： ************ 院（系）： 材料工程学院 年级专业： 2008级冶金工程一班 指导教师： 王能为 讲师 助理指导教师：

二〇一二年六月

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘 要

摘 要

电弧炉炼钢是靠电弧进行加热的，其温度可以高达2000℃以上，热效率比平炉、转炉炼钢高。由于没有可燃烧气体，根据工艺要求可在各种不同的气氛中进行加热，这能保证冶炼含磷、硫、氧低的优质钢，用各种元素来使钢合金化，也炼出各种类型的优质钢和合金钢。本课题针对产量为2t滚动轴承钢进行电弧炉炉体设计，设计的内容包括电弧炉炉型的尺寸和耐火材料的厚度、辅助的水冷壁、偏心底出钢的位置、变压器功率和电参数、配料计算等，利用CAD软件完成电弧炉炉体及耐火材料的图形绘制。设计的电弧炉用材经济节省，结构合理，尺寸设计准确，能满足滚动轴承钢小规模化生产要求。

关键字：电弧炉，炉体，耐火材料，滚动轴承钢，CAD

Ⅰ

攀枝花学院本科毕业设计（论文） ABSTRACT

ABSTRACT

Steel making by electric arc furnace depends on electric arc heating, its temperature can be up to more than 2000 degrees centigrade, and thermal efficiency is higher than Martin furnace and converter steel-making. Lack of combustible gas, steelmaking can be processed according to technique requirements in the heated atmosphere of various gases, which will guarantee high-quality steel with low amount of phosphate, sulfur and oxygen. Meanwhile, with different kinds of elements added to the steel-making, this process can refine a variety of types of high quality steel and alloy steel. This paper aims to make a design of electric arc furnace for 2t rolling bearing steel, which includes size of the electric arc furnace, the thickness of the refractory matter, auxiliary water-cooling wall, location of the eccentric bottom tapping, transformer power, electrical parameters, ingredients calculation and so on. CAD software will be taken in the drawing procedure of the electric arc furnace and refractory matter. The designed electric arc furnace has some features such as economical and timber saving, properly structured and accurate size of the design and it can meet the small-scale production requirement of rolling bearing steel.

Keywords: Electric arc, Furnace, Refractory matter, Roll bearing steel, CAD

Ⅱ

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目 录

目 录

摘 要 .............................................................................................................................. I ABSTRACT ................................................................................................................. II

1 绪论 ........................................................................................................................... 1

1.1前言 ................................................................................................................................... 1 1.2关于电弧炉的概述 ........................................................................................................... 1

1.2.1 电弧炉的优缺点 ................................................................................................... 1 1.2.2电弧炉的分类 ........................................................................................................ 2 1.2.3电弧炉的特征及组成 ............................................................................................ 3 1.2.4电弧炉对耐火材料的要求 .................................................................................... 3 1.2.5电弧炉的冶炼工艺 ................................................................................................ 4 1.3 滚动轴承钢的概述 .......................................................................................................... 4 1.4本课题研究的意义及内容 ............................................................................................... 5

2 电弧炉炉型尺寸设计 ............................................................................................... 6

2.1电弧炉设计要求 ............................................................................................................... 6 2.2熔池的形状 ....................................................................................................................... 7

2.2.1熔池直径和深度设计 ............................................................................................ 8 2.2.2熔炼室尺寸设计 .................................................................................................... 8 2.3电弧炉炉衬及厚度的确定 ............................................................................................. 10

2.3.1电弧炉炉墙、炉底用耐火材料设计 .................................................................. 11 2.3.2炉盖用耐火材料 .................................................................................................. 14

3 水冷炉壁设计 ......................................................................................................... 17

3.1水冷壁的主要参数及特点 ............................................................................................. 18 3.2水冷组件材质选择 ......................................................................................................... 19 3.3水冷炉壁冷却水耗量的确定 ......................................................................................... 19

3.3.1炉壁最大热流的选择 .......................................................................................... 19 3.3.2水冷面积的确定 .................................................................................................. 20 3.3.3冷却水流量的确定 .............................................................................................. 20 3.3.4炉壁水冷组件管径的选择 .................................................................................. 21 3.3.5 平衡挂渣层厚度设计 ......................................................................................... 21 3.3.6水冷炉壁结构 ...................................................................................................... 22

Ⅲ

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3.4水冷炉盖 ......................................................................................................................... 23 3.5水冷炉壁、水冷炉盖的安装 ......................................................................................... 23

4 偏心底出钢（EBT）设计 ..................................................................................... 24

4.1出钢口偏心距E的确定 ................................................................................................. 24 4.2出钢箱切角 ..................................................................................................................... 24 4.3出钢箱高度 ..................................................................................................................... 24

5 变压器功率和电参数的确定 ................................................................................. 25

5.1变压器功率的确定 ......................................................................................................... 25 5.2电极直径设计 ................................................................................................................. 25 5.3电极心圆直径设计 ......................................................................................................... 26 5.4电压级数设计 ................................................................................................................. 26

6 配料计算 ................................................................................................................. 28

6.1对配料的基本要求 ......................................................................................................... 28

6.1.1准确配料 .............................................................................................................. 28 6.1.2钢铁料的使用原则 .............................................................................................. 28 6.2配料计算公式 ................................................................................................................. 29

6.2.1炉料成分的配定原则 .......................................................................................... 29 6.2.2配料计算公式 ...................................................................................................... 30 6.2.3 配料计算 ............................................................................................................. 31 6.2.4配料组成 .............................................................................................................. 32

结论 ............................................................................................................................. 33 参考文献 ..................................................................................................................... 34 致谢 ............................................................................................................................. 36

Ⅳ

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论

1 绪论

1.1前言

近现代主要冶炼钢方法包括转炉炼钢、平炉炼钢法和电炉炼钢法法。但平炉炼钢法已基本淘汰，而电炉已取得长足的发展。转炉炼钢与电炉炼钢法最基本的区别在于，电炉炼钢法是靠电能作为热源，而且电弧炉炼钢是应用得最为普遍的电炉炼钢方法，转炉由钢水本身供热[1]。我们通常所说的电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，因为其他类型的电炉如感应电炉、电渣炉等所炼的钢数量较少。

电弧炉炼钢得到迅速发展的主要原因[2]： 1) 废钢量逐年增加

2) 钢铁工业迅速增长。由于发电设备大型化和技术不断发展，可利煤用部分劣质粉发电，电的供应和价格相对比较稳定，使电炉炼钢有了比较可靠的能源基础。此外，电炉用废钢比高炉、平炉炼钢的能耗低。

3) 电炉趋向大型化、超高功率化，冶炼工艺化。 4) 投资少，基建速度快，投资回收时间短。

5) 钢液温度、成份易控制，品种适应性强，可冶炼牌号的钢多，同时还能间断性生产。

1.2关于电弧炉的概述

1.2.1 电弧炉的优缺点

电炉炼钢是世界各国生产特殊钢的主要方法，它具有以下的优点[3]： ① 电炉炼钢的设备投资少、基建速度快；

② 炼钢的热能来自于电弧上，温度可高达4000～6000℃，并且直接作用在炉料上，热效率比较高，一般在65％以上。此外，冶炼中含有难熔元素W、Mo等高合金钢；

③ 电炉炼钢可以去除钢中含有的夹杂物和有害气体，以及去硫、脱氧、合会化等，以此来冶炼出高质量的特殊钢；

④ 电炉炼钢可采用热装或冷装，不的受炉料的限制； ⑤ 适应性强，可连续生产也可间断生产。 电弧炼钢的缺点有：

① 电弧是点热源，炉内温度分布不均匀，熔池各部位温差较大； ② 炉气或水分，在电弧的作用下，能解离出大量的H、N，而使钢中的气体含量增高。随着电弧炉技术的发展和完善，以及废钢等代用品的开发与应用，

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电弧炉流程可以使用废铁、废钢作为代用品，甚至可以使用比较多的生铁进行生产冶炼。因此，在全球角度看，以电弧炉炼钢技术为代表的短流程钢厂生产的前景十分广阔[2]。

1.2.2电弧炉的分类

电弧炉炼钢是利用电极上电弧产生的高温来熔炼金属和矿石的电炉。然而在气体放电形成的电弧时能量非常集中，弧区温度达到在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺效率更高，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的冶炼。电弧炉可以按电弧的形式来分为单相电弧炉、电阻电弧炉和自耗电弧炉等类型。电弧炼的炉体由炉盖、炉身、炉门出钢槽和出钢槽组成，炉壁和炉底用酸性耐火材料或碱性耐火材料砌筑。电弧炼根据能耗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的电弧为热源进行炼钢。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，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，并得到较大的发展。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。

单相电弧炉：这类电弧炉用单相交流电供电,炉料在电弧间接加热,单相电弧炉多用于铜和铜合金的熔炼。

电阻电弧炉：炉子结构与炼钢电弧炉相似。工作时，电极下端埋在炉料内起弧，除电极与炉料间的电弧发出热量外。由于，炉料也有很大的电阻，因此电流通过炉料时炉料电阻也产生很大的热量。这类电弧炉主要用于矿石的冶炼,因此又称矿热炉。

自耗电弧炉：这种电弧炉的电极作为被熔炼钢的原料。熔炼时，随着原料的不断被熔化，电极不断下降。熔化的钢水滴入用水冷却的紫铜筒形坩埚内，冷凝成钢锭。这种炉子主要用于合金钢的熔炼。用于熔炼钛、锆、钨、钼、钽、铌等活泼金属和难熔金属的自耗电弧炉，常在真空下工作，故称为真空自耗电弧炉。

从工业上应用上电弧炉可以分为三类：

第一类直接加热式，电弧是发生在专用的电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接由来电弧加热。主要用于炼钢，其次还用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。

第二类间接加热式，是在两根专用电极棒之间产生电弧，炉料受到电弧的辐射热，多用于熔炼铜、铜合金等。这种电弧炉由于噪声大，熔炼质量差，所已逐

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渐被其它炉类所取代。

第三类矿热炉，主要是以高电阻率的矿石为原料，在冶炼过程中电极的下部一般是埋在炉料中的。该电炉加热原理是：利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时利用了炉料和电极间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。

1.2.3电弧炉的特征及组成

电弧炉是利用电极上的电弧产生的高温来金属和熔炼矿石的电炉。气体放电形成电弧的能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其它炼钢炉工艺灵活性大，能更有效地去除磷、硫等杂质，炉温更容易控制，设备占地面积小，更加适于优质的合金钢的熔炼。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[4]。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，可调整炉内气氛，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，并得到较大的发展。

电弧炉的组成包括：

① 电源部分：电炉变压器（整流器）、高压供电、低压电气控制柜等； ② 电极部分：电极升降装置、导电横臂、电极类等； ③ 炉体部分：炉壳、炉盖、炉体倾转机构等； ④ 短网部分：导电铜排、水冷电缆等； ⑤ 冷却水系统。

1.2.4电弧炉对耐火材料的要求

耐火材料通常是指主要有无机非金属材料组成的且耐火度不低于1580℃的材料和制品。耐火度是指材料在高温作用下达到特定软化变形程度时的温度，它标志的材料抵抗高温性能[5]。

耐火材料是为高温技术服务的基础材料。它与高温冶炼工业的发展有着密切的关系，相互依存，互为促进，共同发展。在一定条件下，耐火材料的质量品种是高温技术的发展期的关键。

炼钢电炉系由炉顶、炉墙和炉底等几个大部分组成。以前多采用硅砖砌筑，而现在普遍使用高铝砖、碱性砖和耐火浇注料或耐火捣打料，也有采用水冷炉衬的。

电炉炼钢主要使用电弧辐射进行加热，有时用重油或吹氧加速熔炼，以降低电能消耗，提高产量。电炉炉内温度高，气氛变化大，冶炼周期短，同时在冷态

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时进炉料。因此，电炉炉衬常处于高温、熔渣侵蚀和急冷急热的状态，工作条件苛刻。电炉炉衬因部位不同，采用的耐火材料及其损毁机理也是不同的。电炉炉顶(即炉盖)带有电极孔和排烟孔的球面形结构外环部分称为主炉顶，中间部分称为小炉顶。炉顶能吊起成旋转，以便装炉料。

耐火材料的生产主要包括原料的加工、配料与混练、砖坯的成型、砖坯干燥、制品烧成等几个步骤。

电弧炉是电炉炼钢的核心设备，电炉设计直接影响到炼钢生产。如果设计不合理造成先天性缺陷，一旦投产就很难再做改动，所以对于电炉设计应予以重视。

1.2.5电弧炉的冶炼工艺

上炉出钢→补炉→装料→熔化期→氧化期→还原期→出钢

补炉：上炉出钢毕，迅速将炉体损坏部位进行修补，以保证下一炉钢的冶炼。新炉子在炉役期的前几炉可不补炉。装料：将配好的炉料按一定规律装入料罐中，然后将料罐吊至炉前，打开炉盖，将炉料一次卸入炉内。一炉钢可视情况一次装料或多次装料。熔化期：从通电至炉料完全熔清称为熔化期。其主要任务是迅速熔化全部炉料，并及早形成一定的炉渣，起到稳定电弧、防止金属挥发与吸气，提早脱P等作用。氧化期：待炉料全部熔清后，取样分析，进入氧化期。其主要任务是最大限度地脱P、去除钢中气体（[H]、[N]）和非金属夹杂物，并升温至稍高于出钢温度。还原期：氧化期任务完成后，停电扒除氧化渣，重新造新渣，进入还原期。其主要任务是脱O、脱S，调整钢液的成分和温度。出钢：当钢液成分和温度均符合出钢要求，则打开出钢口，摇炉出钢。出钢时要做到钢渣混冲，利用钢渣在钢包中激烈运动，最大限度地脱S，并防止二次氧化、二次吸气。

1.3 滚动轴承钢的概述

滚动轴承通常是用来支撑轴颈和轴上的旋转件，一般都是由内套圈、外套

圈、滚动体和保持器等组成。用于制造滚动轴承的钢，称为滚动轴承钢。 滚动轴承工作时，机器旋转部分和固定部分间的载荷通过滚动体传递。在理论上，座圈与滚动体之间为点(或线)接触，承受着集中载荷，通常接触应力高达1500~ 5000 MPa。在轴承运转时，轴承各点承受着压缩一拉伸循环载荷，受力由零达到最大，再由最大降到零，呈周期性增减，且循环次数极大(一般达数万次/min)。滚动体在座圈中除滚动外，还有相对滑动，因而产生滚动摩擦和滑动摩擦。在某些情况下，轴承还会受到复杂的扭力或一定的冲击。 所以，滚动轴承的破坏形式主要是接触疲劳破坏(多为点蚀、剥落)和磨损。

为了轴承能正常工作，不致早期失效，滚动轴承必须具有高的硬度(69HRC以上)和高的耐磨性；具有高的抗压强度和接触疲劳强度；良好的尺寸稳定性和

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一定的耐蚀性。对于在特殊条件下使用的轴承，还应当具有耐热性、高的耐蚀性等。

铬轴承钢是制造滚动轴承零件，以及与滚动轴承零件工作条件相似的其他零件所使用的主要钢种，其中用量最大的为GCr15钢，其次是GCr15SiMn钢。 铬轴承钢的碳质量分数为0.95%~1.05%，高的含碳量使钢在淬火后具有高的强度、硬度与耐磨性。

铬能提高钢的淬透性。在碳的质量分数为1%的过共析钢中，铬能显著地改善钢中碳化物的分布和颗粒大小。铬轴承钢淬火、回火后，具有较好的耐磨性、强度、弹性极限和屈服强度。

铬轴承钢中，锰的质量分数提高到0.9%~1.2%硅的质量分数提高到0.40%~0.10%，具有这种成分的钢种，如GCr9SiMn和GCr15SiMn，其淬透性、回火抗力与强度均有提高，而韧度不降低

1.4本课题研究的意义及内容

电弧炉炼钢是靠电弧进行加热的，其温度可以高达2000℃以上，热效率比平炉、转炉炼钢高。由于没有可燃烧气体，根据工艺要求可在各种不同的气氛中进行加热，这能保证冶炼含磷、硫、氧低的优质钢，用各种元素来使钢合金化，也炼出各种类型的优质钢和合金钢。通过对本课题的设计，可以使学生利用所学的专业知识对电弧炉炼钢的基本工艺，电弧炉炉体传热特点，炉体的构造等加强了解和掌握，能够设计出较理想的电弧炉炉体。

本课题要完成2t滚动轴承钢冶炼的配料计算、炉体尺寸、炉体传热过程计算、炉体耐火材料计算、水冷壁厚度等计算、电弧炉炉体的CAD图形绘制。

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2 电弧炉炉型尺寸设计

2.1电弧炉设计要求

电弧炉的整体设计是包括机械、电气、热工、冶炼、耐火材料等多个方面。随着钢质量要求不断的提高，冶炼工艺不断革新，因而也向炉子结构设计（包括耐火材料砌衬）设计提出了更高的要求[7]。

正确设计电弧炉应保证炉子生产率高，电能、耐火材料和电极的单位消耗低，同时应满足多品种的钢冶炼时冶金反应的顺利进行。

因此必须考虑如下几个方面： 1) 选定大功率变压器；

2) 提高热效率和电效率，即减少热损失和电损失； 3) 采用高质量耐火材料砌筑炉衬；

4) 炉子各部分的形状、尺寸和结构设计合理，钢与渣接触面适当增大，以促进熔池中冶金反应顺利进行，提高钢质量；

5) 炉子熔炼室容积应能一次装入中等堆比重的全部炉料； 6) 炉子倾动30°～45°能保证全部钢液顺利流出。 计算参数要求：

1) 求出炉内钢液和熔渣的体积，一般常以炉容量的公称吨位来进行计算； 2) 计算熔池直径和熔池深度； 3) 确定熔炼室直径和熔炼室高度； 4) 确定炉顶拱高和炉盖厚度； 5) 决定各部分炉衬尺寸和炉壳直径； 6) 决定变压器功率与电压级数和大小； 7) 求出电极直径；

8) 确定电极分布圆直径即三极心圆直径。

电弧炉的大小以其额定容量（公称容量）来表示，所谓额定容量是指新设计的电炉熔池所能容纳的钢水量。熔池：容纳钢液和熔渣的那部分容积。熔池的容积应能足够容纳适宜熔炼的钢液和熔渣，并留有余地。

滚动轴承钢的冶炼特点对电弧炉的设计要求：

1) 滚动轴承钢出钢温度1700℃，因而炉衬的荷重软化温度必须达到2000℃以上；

2) 滚动轴承钢合金元素氧化物多为酸性，所以炉衬材料必须为碱性材料； 3) 滚动轴承钢成分对耐火材料的成分要求：

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① 滚动轴承钢碳含量在（0.95-1.05）因而耐火砖中碳含量也应在此范围以内；

② 耐火砖孔隙度不能过大，否则会降低合金元素的吸收率。

2.2熔池的形状

电弧炉熔池的形状应利于冶炼反应的顺利进行，砌筑容易、修补方便。目前使用的一般为锥球形熔池，上部分为倒置的截锥，下部分为球冠（如下图所示）。球冠形电炉炉底使得熔化了的钢液能积蓄在熔池底部，迅速形成金属熔池，加快

[8]炉料的熔化并及早造渣去磷。截锥形电炉炉坡便于补炉、炉坡倾角45°。

熔池尺寸计算：

图2.1 电弧炉尺寸图

熔池容积V池。

根据

V池V液V渣 式(2.1)

V液T液 式(2.2)

式中 T—出钢液量；ρ液-钢液密度，6.8～7.0t/m3。

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V渣G渣渣 式(2.3)

式中 G渣-按 氧化期最大渣量计算，钢液量的7%（碱性）；ρ渣—3～4t/m3

2.2.1熔池直径和深度设计

在计算熔池直径D和深度H之前，首先得确定一个合适的D/H值。在熔池容积一定的条件下，D/H越大，熔池越浅。熔池容积一定，熔池越浅，熔池表面积越大，即钢、渣界面越大，有利于钢渣之间的冶金反应，因此，希望D/H大一些。但是D/H太大，则熔池直径和熔炼室直径都增大，于是路壳直径增大，导致D壳太大，炉壳散热面积增加，电耗也增大，所以D/H又不能过大。

若D/H太小，熔池太深，则钢液加热困难，温度分布不均匀性大。在氧化期内应对金属进行良好的加热，并对熔池中的金属进行强烈沸腾搅拌，以促使金属成分和温度均匀[9]。

当选定炉坡倾角45°时，一般取D/H=5左右较合适。

由截锥体和球冠体的体积计算公式可知，熔池的计算公式为：

2d222V池h（DdDd）h（3h211）1264 式(2.4)

式中 h1—球冠部分高度，一般取h1=H/5； h2—截锥部分高度，h2=H-h1=4/5H；

D—熔池液面直径，通常采取D/H=5，即D=5H； d—球冠直径，因d=D-2h2=5H-8/5H=17/5H，整理得：

V池12.1H30.0968D32.2.2熔炼室尺寸设计

式(2.5)

熔炼室指熔池以上至炉顶拱基的那部分容积，其大小需一次装入堆积密度中等的全部炉料。

① 熔炼室直径D熔

为了防止钢液沸腾或炉渣到达炉坡与炉壁砖交界处（薄弱处）时炉渣冲刷炉壁砖，炉坡应高于炉门槛（渣面与炉门槛平齐）约100 mm左右，即当选定炉坡倾角为45°时：

D熔=D+2×100 式(2.6)

② 熔炼室高度H1

金属炉门槛至炉顶拱基的高度为熔炼室高度。炉衬门槛较金属门槛高

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80~100。

从延长炉盖寿命和多装轻薄料考虑，希望熔炼室高度H1大些，因为增大熔炼室高度H1，炉盖距电弧和熔池面距离远，炉盖受到的辐射热会相对少一些，炉盖寿命长，另外，熔炼室高度H1大，装轻薄料多。但是如果熔炼室高度H1太大：1)炉壳散热面积大→电耗多；

2) 电极长→电阻大。

金属炉门槛至炉顶拱基的空间高度为熔炼室高度。炉衬门槛较金属门槛高出80~100mm。 经验值：

H10.50~0.54 <40t电炉 式(2.7) DH10.44~0.40 >40t电炉 D③炉顶高h3

炉顶高度h3与熔池室直径D有如下关系：

h31/7~1/9（因炉顶砖而异） 式(2.8) D熔至此，渣面至炉顶中央高度H2=H1+h3 ④ 熔炼室上缘直径D1

通常熔炼室要设计成上大下小倾斜形的，即D1>D熔，炉壁上部薄下部厚，这种形状的熔炼室增强了炉壁的稳定性，炉壁较稳固，并且容易修补，同时使熔炼室的容积增大，可多装轻薄料。另外下部的炉衬接近于炉渣，侵蚀快些，炉衬下厚上薄可以使整个熔炼室炉衬寿命趋于均匀[10]。

其炉墙内侧倾斜度，一般为炉坡水平面至拱基高度（H1—100）的10%左右；所以：

D1D熔2（H1100）10%⑤ 炉门尺寸的确定

式(2.9)

一般电炉设一个加料炉门和一个出钢口，其位置相隔180°。

确定炉门尺寸要考虑以下因素：便于顺利观察炉况，能良好地修补炉底和整个炉坡，采用加料机加料的炉子，料斗应能自由进入，能顺利取出折断的电极。

炉门尺寸的经验值：

炉门宽度=（0.25~0.3）D熔 式(2.10) 炉门高度=0.8×炉门宽度 式(2.11)

为了密封，门框应向内倾斜8°~12°。 ⑥ 出钢口和流钢槽

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出钢口的位置：出钢口下缘与炉门槛平齐或高出100~150mm。出钢口为圆形孔洞，其直径为120~150mm。

流钢槽：外壳用钢板或角钢，断面为槽型，固定在炉壳上，内衬凹形预制砖（称流钢槽砖）。为了防止打开出钢口以后钢水自动流出，流钢槽应上翘，与水平面成10°~12°的角。

流钢槽长度与电炉在车间的布置方式及出钢方式相关，纵向或高架式布置同跨出钢的可以短一些，以减少钢水散热和二次氧化，一般1m以下。横向地面布置异跨出钢的应长些，一般2m以上。电弧炉容量是2吨，根据式式(2.1)到式(2.11)可求出：

熔池容积 V池=449/1400 m3 熔池液面直径 D = 1500mm 熔池深度 H= 300mm 熔炼室高度 H1= 675mm 熔池室直径 D熔= 1700mm 熔炼室上边缘直径 D1=1815mm 熔炼池高度 H2 = 864mm 球冠部分高度 h1 = 60mm 球锥部分高度 h2 = 240mm 球冠直径 d= 1020mm 炉顶高度 h3 = 189mm 炉门槛 h0=100mm 炉门宽度= 510mm 炉门高度= 408mm

2.3电弧炉炉衬及厚度的确定

由于电弧炉内部生产环境很复杂，因而对耐火材料的使用要求相对苛刻，以适于电弧炉的生产条件，提高生产率，降低生产成本[11]。

1）高耐火度。电弧温度在4000℃以上，炼钢温度常在1500~1750℃，有时甚至高达2000℃，因此要求耐火材料必须有高的耐火度。

2）高荷重软化温度。电弧炉炼钢过程是在高温载荷条件下工作的，并且炉体要受钢水的冲刷，因此耐火材料必须有高的荷重软化温度。

3）良好的热稳定性。电弧炉从出钢到装料时间内温度急剧变化，温度由原来的1600℃左右骤然下降到900℃以下，因此耐火材料必须具有良好的热稳定性。

4） 抗渣性好。 在炼钢过程中，炉渣，炉气，钢液对耐火材料强烈的化学

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侵蚀，因此耐火材料有良好的抗渣性。

5） 高耐压强度。电弧炉衬在装料时受炉料的冲击，冶炼时受钢液的静压，出钢是受钢液的冲刷，操作时又受机械振动，因此耐火材料必须有高的耐压强度。

6）低导热性。为了减少电弧的热损失，降低电能消耗，要求耐火材料的导热性要差，即导热系数要小[12]。

2.3.1电弧炉炉墙、炉底用耐火材料设计

炉墙和炉底的工作条件同炉盖大致相当，易受到电弧的高温辐射，在极高的温度条件下工作，经常受到急冷作用。比炉盖更严重的是炉墙和炉底直接同钢水、炉渣接触，受到钢水的冲刷和炉渣的侵蚀，并且装料时还受到炉料的撞击。因此，选用优质的耐火材料就显得非常重要，尤其是与炉渣接触部位和接近电弧热点的部位要求更高，常用的耐火材料如下：

① 镁砂

镁砂是砌筑碱性电弧炉炉衬的主要材料之一，用来打结炉底和炉坡，也可用来制作镁砖[13]。同时又是补炉的主要材料。镁砂是由天然的菱镁矿在1650℃温度下煅烧而成的。镁砂的耐火度可达到2000℃以上，有较好的抵抗碱性炉渣的侵蚀的能力。但其热稳定性差，导热系数大。镁砂的主要成分是氧化镁≥85%，也含有少量杂质。

② 白云石

白云石也是砌筑碱性电弧炉炉衬的主要材料之一，用作炉墙和补炉材料，也可制作成白云石砖。白云石的耐火度也在2000℃以上，它能抵抗碱性炉渣的侵蚀，热稳定性比镁砂好，但白云石易吸水粉化，因此应尽量缩短白云石从烧成到使用的时间[14]。

③ 石英砂

石英砂是砌筑酸性电弧炉炉衬的主要材料之一，用来砌炉底和炉坡，也用作酸性电弧炉的补炉材料。纯的石英砂为水晶透明体，含有少量杂质时为白色，杂质愈多就愈呈暗灰色，电弧炉用的石英砂大多为白色。

④ 各种耐火砖

粘土砖主要作为电弧炉炉墙和炉底用的耐火材料，故耐火度和荷重软化温度低，因而用作隔热砖，砌在靠近炉壳的部位。在粘土砖的里面再砌镁砖和其他碱性砖。镁铝砖由于原料缺乏，价格较贵，用的较少。硅砖用于酸性电弧炉。

炉衬的组成：炉底和炉墙组成。

炉壁衬砖厚度由按耐火材料热阻计算确定，计算依据的是炉壳在操作末期被加热的温度不大于200℃，防止炉壳变形。总的来说，增加炉壳厚度，炉壳受热及热损失可以减少，这在一定程度上正确的，但是炉壳厚度δ增加与热损失减少

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并非线性关系，当厚度δ达到一定值以后，再增加炉衬厚度δ，热损失减少不显著，反而因为厚度δ增加过大，而增加炉壳直径D壳，耐火材料消耗增加，所以比较经济的办法是选择优质材料，使用较薄的炉衬[15]。

炉底的组成：绝热层→保护层→工作层

考虑到用材经济节省，结构合理通过2.1表选出合适的耐火材料： 绝热层的组成：石棉板（200-50℃）→硅藻土粉（600-200℃）→粘土砖（1000-600℃），砖缝应不大于2mm，缝隙用硅藻土粉或者粘土砖粉填充。

保护层的组成：镁砖（1400-1000℃） 工作层的组成：镁砖（1700-1400℃）

图2.2 炉底耐火材料

绝热层砌筑时砖缝不应大于2mm，缝隙用硅藻土粉或粘土砖粉填充。保温层，其作用是保证熔池的坚固性，防止漏钢砌筑方法有平砌、侧砌和立砌。工作层是容纳钢液和炉渣的部位，因此必须保证它的质量，工作层成形方法分打结、振动和砌筑[16]。

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表2.1 耐火材料参数

材料最高允许温

材料名称

度 t/℃

密 度

导 热 率

/(kg•m3)

770~1045 500 550 1800~2040 800~1300 270~330 1900~1950 2300~2600

/(W•m1•℃1)

0.10~0.14 0.0395+0.00019t 0.0477+0.0002t [0.7~0.84]+0.00058t [0.29~0.41]+0.00026t 0.058+0.00017t 0.93+0.0007t 2.1+0.00019t

石棉板 A级硅藻土制品 B级硅藻土制品 耐火粘土砖 轻质耐火粘土 超轻耐火粘土

硅砖 镁砖

30 900 900 1350~1450 1250~1300 1100 1700 600~1700

通过单层平壁公式：q(t1t2) 式(2.12)

t平t1t2 式(2.13) 以硅藻土粉20mm推算：

t平600200400℃， 2（0.0395+0.00019400）=0.1155w/(m2·k)

q0.1155(t1t2)4002310w/m2•k 32010石棉板：t平200509mm , （t1t2）125℃，0.14w（/m•K）q2100060034mm ，（t1t2）800℃0.194w（/m•K）q2粘土砖：t平工作层和保护层都是用的镁砖，所以一起计算它们的厚度 镁砖：t平17001000714mm , （t1t2）1350℃，2.3565w（/m•K）q2所以炉底厚度20934714777mm

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保温层通常紧贴炉壳钢板处用一层石棉板，再砌筑一层粘土砖。工作层直接与钢渣接触，热负荷高，化学腐蚀严重，机械冲刷作用剧烈。砌筑方法有机制小砖砌筑，大块镁砖装配，整体打结和整体振动形成。

炉墙的组成 ： 保温层→工作层

保温层的组成： 石棉板（200-50℃）→粘土砖（1200-200℃） 工作层的组成：镁砖（1700-1200℃）

图2.3 炉墙耐火材料

石棉板：t平200509mm , （t1t2）125℃，0.14w（/m•K）q2粘土砖：t平120020077mm ,（t1t2）700℃，0.177w（/m•K）q2镁砖：t平17001200514mm ,（t1t2）1450℃，2.37w（/m•K）q2所以炉壁厚度977514600mm

2.3.2炉盖用耐火材料

炉盖在冶炼过程中长期处于高温状态，并且经常受到温度的剧烈变化的影响，受到化学侵蚀和机械振动作用，所以工作条件十分恶劣[17]。 炉盖用的耐火材料有以下几种：

① 硅砖

硅砖由天然石英岩或石英砂加工制成。由于硅砖有很高的荷重软化温度，较高的耐火度，同时具有质量小、价格便宜等优点，因此曾是碱性电弧炉炉盖的主要材料。硅砖的热稳定性差。随着电弧炉热负荷的提高，硅砖的耐火度低也成为主要问题。硅砖炉盖使用寿命一般不超过50炉。除酸性电炉外，碱性电炉炉盖已很

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少使用硅砖。

② 高铝砖

高铝砖是指含三氧化二铝大于46%的硅酸铝质耐火材料，它的原料是高铝矾土矿。高铝砖与硅砖相比，具有耐火度高、热稳定性好、抗渣性好和耐压强度高等优良性能，加之我国矾土矿储备量又多，所以目前它是我国碱性电弧炉炉盖的主要材料。

③ 碱性砖

碱性砖是比较新型的炉盖用砖。现在各国使用的碱性炉盖砖就其材质而言有镁质、白云石质、镁铝质等。它们具有高的耐火度和良好的抗氧化铁渣的能力，在苛刻冶炼条件下的使用性能比高铝砖好，使用寿命长[18]。但变形厉害和成本高，所以还没有广泛采用，目前主要用在炉盖的易损部位（电极孔、排烟孔、中心部），其余部位还是用高铝砖。

④ 耐火泥

在砌制炉盖时用耐火泥与卤水或净水调和成耐火泥浆，其作用是填充砖缝， 使砌体具有良好的紧密型，防止气体通过，避免炉渣渗透[19]。耐火泥有粘土质、硅质、高铝质等几类，它们的主要成分和理化指标与相应的耐火砖基本相同。

⑤ 耐火混凝土

耐火混凝土是一种新型耐火材料，同耐火砖相比，具有制作工艺简单、使用方便、成本低等优点，并且适于机械化制作形状复杂的制品[20]。电弧炉一般使用以高铝砖熟料为骨料。以磷酸或磷酸铝作为胶结剂的磷酸盐耐火混凝土。

AD12H总H总HH1h3h01.264mQq•A炉盖由硅砖组成：，，

r2r1

图2.4 炉盖内圆半径

所得： Q30202w 通过球壳的导热公式：

Q 热流量

4(t1t2)1/r11/r2 式(2.14)

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必须先求出r1，r1h3x 式(2.15)

hD1/23xD1/2 式(2.16)

r2r1 式(2.17)

通过（2-14）到（2-17）计算出： x=4.57m， 炉盖厚度： 132mm

炉盖各部分的尺寸应符合要求，砖缝不大于2mm，砖与砖高低凹凸差不大于5mm，砌筑完毕后应进行干燥。

2.3.3出钢槽耐火材料设计

电弧炉炼钢一般为侧出钢，出钢槽衬体多采用镁质、高铝质、蜡石质、碳质或碳化硅质等材料，可以用砖砌筑，也可以捣打或振动浇注施工[21]。

出钢槽衬体采用小砖砌筑时，砖缝熔损严重，也易渗钢粘渣，难以清理。根据2t电弧炉的炉型相结合选用长度为300 mm高铝碳质大砖，具有良好的导热性、耐侵蚀、抗冲击和不挂渣等特点。

在国内外，电弧炉出钢槽衬体普遍采用不定形耐火材料制作，其整体性好，使用寿命长，成本也低。施工方法分为捣打、振动浇注和预制三种[22]。目前，后两种方法是使用较多，特别是预制成整体出钢槽，能机械化吊装，发展前景广阔。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 水冷炉壁设计

3 水冷炉壁设计

水冷炉壁的形式有板式、管式及喷淋式等多种，但使用较广的是管式水冷炉壁。本设计采用管式水冷炉壁。整个水冷炉壁由6~12个水冷构件组成。水冷炉壁材质为铜质，铜质水冷炉壁在炉壁的下面靠近渣线。水冷炉壁布置，对于偏心底出钢电炉，水冷炉壁布置必须在距渣线200~300mm以上的炉壁上，占炉壁面积的80%~85%[23]。另外，采用水冷炉壁后，炉容积扩大，增加了废钢装入量。

由于电弧炉的高功率化，是炉内热负荷急剧增加，炉内热量分布不均匀加剧，从而是炉壁寿命大大降低，利用水冷挂渣炉壁来解决上述问题，对于超高功率电弧炉炉壁热量很高，故选用管式水冷挂渣炉壁，其特点如下:

一定厚度的此炉壁可以抗击炉料撞击或炉料搭接打弧，以及吹氧不当造成的过热;具有很好的挂渣能力;采用分离式炉壳，易于拆卸和更换。

炼钢电弧炉炉龄的高低直接影响到钢的产量、质量、品种、村料消耗及成本等。要得到足够长的炉龄，就要设法使炉壁耐久化，炉壁耐久化的热工条件是热流平衡。此时相当于炉壁内表面温度不再升高，炉壁损耗在客观上处于停顿状态，其炉壁寿命理论上可以达到无限长。那么为了提高炉壁寿命，我们总可以设法让受热负荷接近于散热负荷，以实现炉壁的耐久化。我们知道电弧炉炉璧所受到的热负荷主要取决于电弧功率、电弧电压、电弧距炉壁的距离以及电弧被炉料、炉渣的遮蔽程度[24]。所以电弧炉炉壁受到的热负荷，对于不同大小的电炉( 功率水平、炉壳直径不同)、不同的操作( 炉渣发泡程度不同) 及不同的冶炼阶段是不同的。

根据实际测算得到采用传统耐火村料的电弧炉炉壁的最大散热能力为

(1.7~2.1)105kj/m2•h。而不同功率水平的电炉精炼期炉壁受到的热负荷见表

3.1。

表3.1 热负荷标准

功率水平 热负荷kj/m•h

2普通功率 2.9

高功率 5.914

超高功率 8.4

由此可见，传统耐火村料炉壁远不能满足炉壁耐久化的条件，必须采取措施提高炉壁的散热能力。为此人们想尽办法，其中采用水冷构件作为炉壁的一部分是目前乃至将来段时问较理想的办法。但目前在一些普通功率的炉上采用内铸钢管的铸铁块式和焊接水箱式等的炉壁效果不明显。前者制作复杂且散热能力不足，后者冷却损耗大。易开裂褥大。这在高功率、超高功率并增加辅助热源的炉

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 水冷炉壁设计

子上问题将更为突出。

3.1水冷壁的主要参数及特点

参考国内外资料和分析由国外引进的设备基础上下面我们以2吨超高功率电

弧炉，从材质的选择，热流与平挂渣层的计算，到结构形式的确定，为电弧炉管式水冷炉壁的设计依据、 方法及步骤[25]，参数见表3.2。

表3.2 水冷壁参数

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

项目 变压器容量 公称容量 炉壳内径 炉膛直径 炉膛高度 允许废钢堆比 水冷壁内直径 水冷壁外直径 炉壁水冷面积 炉壁水冷块数 冷却水温升 平衡挂渣层厚度 水冷炉壁总水量 水冷炉壁水压

单位 MVA T mm mm mm t/ m3 mm mm M2 块 ℃ mm M3/h M Pa

数值 20 30 1815 1700 300 1.2 1700 1760 6.63 6 15~25 22~30 70 0.3~0.35

备注 一次装入

管状水冷系统与其它水冷系统相比具有的优点[26]：

(1) 水冷强度大于高功率、超高功率电炉高热流的需求，水冷面积超过 80% (2) 结构强度高，能在恶劣条件下工作。

(3) 水冷组件的工作寿命可达2000炉次，设计时考虑到水冷块不但要具有互换性，而且可在垂直方向旋转180°。后继续使用，以提高使用寿命。

(4) 焊缝少，且所有焊缝都能从外部看到，没有任何内焊缝。焊缝的密合性和均一性可以容易测得，因而减少热裂。

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(5) 保证大量挂渣，相邻管间距为11mm，组件背后焊有加固条，管前有挂渣钉，这样使耐火村料不但在用前容易打结，用时容易挂渣，而且渣不易脱落。

在管间形成20~30mm的波形挂渣层，起到热屏的作用。由于热应力的作用， 在管子与渣层之间会形成一薄的空气层，因而更增加了绝热作用；

(6) 冷却水的耗量小（与水箱型系统相比），由于挂渣条件好在温升15~25℃时最大耗量为6~8m3/h•m2；

(7) 制造工艺简单，组件本身的机加工量极少 ；

(8) 使用安全，由于设计系统能保证任何时间流速都均匀一致，在横截面上各点也无变化不会形成涡流也不会结垢而破坏热传导。因而，不会出现烧穿漏水的危险。由于采用厚壁管子15mm完全能够承受装重废钢时的冲撞，即使在6~8mm管壁被烧化时，剩下的壁厚仍能经受住内部和外部的压力，而正常工作。

(9) 维护和控制十分简便，设计的组件可实现快速安装、更换、拆卸，冶炼过程中更换一块炉壁水冷块可在15分钟内完成，每个水冷组件都进行压力、温度、流量的测定，并对最低流量60，最高温度55℃时报警[30] 。

3.2水冷组件材质选择

对于我们采取的结构形式——管状水冷组件，对它的村质要求熔点高、导热系数大、耐热能好、强度大，还要有良好的焊接性能[27]。根据这些要求，可选YB529-70,20。

锅炉用高压无缝铜管也可以用YB231-70,20无缝钢管，均为热轧钢管。

3.3水冷炉壁冷却水耗量的确定

3.3.1炉壁最大热流的选择

电弧炉的主要热源是电弧的辐射热，可视为点热源。所以认为电弧炉炉壁热点区所受到的辐射强度即为炉壁最大热流，它可H.B奥罗柯夫的三相电炉炉壁热点区热流公式计算[28]：

q'maxq热0.9Pa12R212K 式(3.1) 221.6(1KK)1K式中：Pa-电弧功率，PaP••cos

P变压器额定功率

电效率，超高功率电弧炉要求；0.9

cos功率因数，电炉短粗弧操作要求；cos0.7~0.75，细长弧加泡沫渣操作要求；cos0.8~0.85；取cos0.8

当P=6000KVA时，Pa=4320KWR——弧光平面上炉膛半径，R=0.85m

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K——系数，K=d/D膛

d——电极分布圆直径

D=0.5m

D膛——炉膛直径，D膛 =1.7m

将已知代入公式中得：

q'max321.8KW11.6105kj/m2•h

此值可视为理论上最大热流。而实际上尚有炉渣的迪靛作用( 泡沫程度越高，作用越大)。精练期还常伴有功率的降低等均使水冷组件上实际受到的热流值小于此值。另外国外几台炉子炉壁热流值见表3.3。

表3.3 炉壁热流值

国别 条件 热流值

苏联

100T/75MVA,100T/60MVA

5.4 4.8

日本 高功率炉 ≥5.9

美国 85/T45MVA

4.6

本课题选定水冷炉壁的最大热流q'max8.8105kj/m2•h

3.3.2水冷面积的确定

考虑到电炉的高功率化等可选用大面积水冷，考虑操作上安全，即炉子前倾

[29]10°、后倾20°，钢水不能接触水冷炉壁，以及强化冶炼、熔池上涨等。经计

算调整得水冷面积为：

S[D1(HH1h3)]80%6.63m2 式(3.2)

S =6.63m， 占炉壁的80 %

3.3.3冷却水流量的确定

由式 Gq•S/(t•C) 式(3.3) 式中：t——温升，t=15~25℃，取t=20℃；

C——水的比热，C=4186kj/m3℃

计算得 G=70m3/h

单位面积：g10m3/m2•h

几台管状水冷炉壁炉子的水充量见表3.4：

表3.4 水充量 名称 水流量

HWT公司（西）

4.8~7.2

苏联100T60MVA

5.6~5.8

意大利30T

8.3

从表可以看出所设计的水流量已达到国外高功率炉的上限。

由前式可知：Gq/t 式(3.4)

热流 q的大小，取决于冶炼期，变化很大，通过温差t表现出来。因而可

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 水冷炉壁设计

根据出水温度变化来及时调整水流量。

3.3.4炉壁水冷组件管径的选择

为使组件内水不发生局部沸腾而导致结垢破坏，要求实际水流速度大于临界流速，即VV局沸。

由下列式可以确定消除局部沸腾所需的速度值： V局沸105qD0.21.25 式(3.5)

式中：q——热流密度q8.8105kj/m2•h D——管内流体直径，即管内径，m。

再由式 G900πD2VN 式(3.6) 式中V——水流速度，m/s；

N——水冷组件块数，这里N=6；

由上两式可以看出它们均是V-D关系式，当VV局沸时，DDmax，联立前两式解得管子的极限内径Dmax为

Dmax0.026m

此时，V局沸6.0m/s

也就是说如果壁内径D>26mm (而不增加流量)时VV局沸管内局部将产生沸腾，此时水中Mg与Ca的碳酸盐筑会沉淀而形成水垢，使水冷挂渣炉壁的散热能力减弱，挂渣面过热导致臂子烧损[30]。

因此，要求 D<26mm，参考国外资料，结合我国臂材查手册，选取 D=25 mm，此时水冷组件流速为：

V6.6m/sV局沸

为避免机械擅击和误操作引起烧损等，选管壁厚为10mm热轧无缝铜管，标记：管8014。

3.3.5 平衡挂渣层厚度设计

根据传热模型可计算出平街挂渣层厚度为 ：

st1t0q1s 式(3.7) U式中：t1——挂渣层表面温度，可近似用炉渣的熔点，t1=1350℃；

t0——冷却水的平均温度，t0=30℃； q——炉壁热流，8.8105kj/m•h•℃；

U——当挂渣层厚度0时，水冷炉壁的综合传热系数，本设计

U5628kj/m•h•℃

s——挂渣层导热系数，s167kj/m•h•℃

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即当炉壁热流为最大q8.8105kj/m2•h时，平衡挂渣层厚度22mm。 由上式可以看出当炉壁传热达到稳定状态时，炉内挂渣表面温度不再变化， 这时随着炉内热负荷的变化，嵌靠挂渣厚度的变化自行谓整水冷炉壁的热负荷与通过炉壁热流间的平衡，以维持热流平衡[31]。

为使挂渣层稳定附着在管璧上，在管壁热面焊有挂渣钉，由于面积很小，故忽略其热流的增加。

3.3.6水冷炉壁结构

考虑加工制作及安装维护等，水冷组件管道采取纵向排布。

为了防止意外、同定水冷组件及更好地与下部耐材的连接，在水冷组件与炉壳问留有空隙，填充耐材粉料。

为了有利大量挂渣等，水冷组件管道间要有一定间隙来粘合耐火村料，（一般为8-20mm）。

考虑以上两因素，计算后确定如下 ： 水冷组件与炉壳间隙为：30mm 水冷炉壁外径为：1760 mm

水冷炉壁由六块宽度相等的水冷组件组成，这样设计： ① 有合适的单重； ② 加工、翻造简单； ③ 水冷组件问有一定互换性；

④ 水冷组件间联接处与炉壁热点错开等。 每块水冷组件宽910mm(由10根80管组成)。 水冷组件间间距11mm 管道间距定为：20mm

在组件的背后臂间焊固定带，以便在使用前打结耐材。它同时又作为相邻臂子的隔条。

在管壁热面焊有挂渣钉，目的使挂渣容易，且渣不易脱 落。挂渣钉尺寸为20，长30mm，布置沿管道纵向，每隔110mm焊一对。

为了提高水冷组件的使用寿命，在布置水冷组件的进出水、吊挂及支承时， 要考虑水冷组件可以垂直旋转180°使用[31]。

目前乃至将来一段较长的时间里，电弧炉炉衬的水冷将是炉壁耐久化的较理想办法。尤其电弧炉功率达到高功率、超高功率水平时，炉衬若不采用水冷技术 ，不但不会带来高效率，反而会带来高消耗。 而管式水冷炉壁将是您最佳选择。

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3.4水冷炉盖

超高功率电弧炉的水冷炉盖形式有管式和喷淋式，本设计选用管式，其材质为铜。整个水冷炉盖可由一个水冷构件组成或由5~6个水冷构件组成。

采用超高功率电弧炉冶炼，为了延长炉盖的使用寿命，采用水冷炉盖，该炉盖由上下两层钢板焊接而成，上薄下厚，其厚度各为20mm，30mm，水冷层厚度为200mm。内衬挂渣铆钉为20mm。炉盖内径的确定

DgD2C. 式（3.8）

式中：Dg—水冷炉盖的直径，mm； D—熔化室直径，mm；

δc—添加系数，取其值为300mm；

故：Dg+2δc=2100mm

炉盖上面开五个孔，其中三个位电极孔，电极周围砌有耐火砖。一个为排尘孔。后两个孔直径为450mm，炉盖圈的高度（包括环行凸圈）为132mm。环行凸圈的高度定为20mm，宽度也为20mm，宽度也为20mm。炉盖上还焊接有6根拉筋，起加固炉盖的作用。

3.5水冷炉壁、水冷炉盖的安装

采用框架悬挂式安装，其特点炉壁、炉盖无完整钢板炉壁、水冷炉盖组成完整的炉体。为便于运输、安装、维护以及提高寿命，将装有水冷炉壁的炉体制成上下两部分，在水冷炉壁的下沿与炉底及渣线分开，采用法兰连接。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 偏心底出钢（EBT）设计

4 偏心底出钢（EBT）设计

4.1出钢口偏心距E的确定

偏心度或叫偏心距，即出钢口中心到炉体中心的距离，用E表示。也有用偏心率（η）来表示的，η=E/(1/2Dk)。出钢口偏心距的确定，在满足出钢口填料与维护方便的条件下，应尽量小[5]。主要考虑：一是减少出钢箱内（小熔池）与炉体内（大熔池）钢水温度与成分的不均匀性，有利冶炼操作；二是减少炉体的偏重。

通过相关文献确定对于本设计2t电炉设计E=1.0m。

4.2出钢箱切角

出钢箱切角，即出钢箱与炉体中心的夹角[8]。出钢箱与炉体（壳）的连接要满足耐火材料能平滑过渡，故要求相切，其切角随着炉壳直径的增大而减小，90°~120°。本设计2t电炉取90°。

4.3出钢箱高度

偏心底出钢电弧炉出钢口位于炉壳实出部分——出钢箱的底部，利用出钢口开闭机构和炉体倾动机构，实现树立出钢及留钢、留渣操作。出钢口类似钢包水口，所用耐火材料材质为镁碳砖。出钢口用摆动式铰链盖板密封。为防止变形，密封处的盖板和出钢口尾砖均有石墨构成。电炉装料前，出钢口中填入一定粘度的含Fe2O310%的MgO-SiO2混合填料，任其自然充填牢固，将上部操作口盖板盖好，下部密封处盖板盖牢即可。密封盖固定在一个空心轴上，轴内通水冷却，轴安装在电弧炉摇架下部，用液压缸将轴快速转动到一定角度，即可实现出钢口开启和关闭[7]。

为防止超装、熔池氧化沸腾炉体后倾及出钢不顺炉体后倾时，钢水较长时间接触水冷过桥与出钢箱水冷盖板而造成危险，希望出钢箱高度适当大些，但过高对出钢口的填料与维护及炉体的偏重不利。本设计2t电炉取300mm。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 变压器功率和电参数的确定

5 变压器功率和电参数的确定

5.1变压器功率的确定

电炉的生产率决定于电炉的容量，变压器的功率，电炉全年的工作天数，冶炼周期，电效率和热效率。影响电炉工作的因素很多。目前，电炉利用系数以1000kV·A变压器功率昼夜的合格钢产量定为电炉生产率的标准[32]。

确定变压器功率的目的是为了选择与电炉容量相匹配的变压器。变压器功率的确定是一个比较复杂问题，它受电炉的容量，冶炼时间，炉衬材质，电效率、热效率等许多因素的影响。为了简化计算，把变压器功率于炉壳直径D壳联系起来，抛开其他影响因素。研究发现变压器功率与炉壳直径D壳存在如下关系。当炉壳直径D壳已知时，可用下面经验公式选择变压器的额定功率[33]。

P视

110D壳3.32 式(5.1)

式中， P视—变压器视在功率，kV·A； D壳—炉壳外径，m；

τ—额定装量时的熔化时间，0.75h。

通过对炉体和耐火材料的计算可以知道D5628.26KV.A

壳

为3m，从而计算出P视为

5.2电极直径设计

电极是将电流输入熔炼室的导体，当电流通过电极时，电极会发热，此时会有8%左右的电能损失。

当功率一定时，电极直径减小，电极上电流密度增大，电能损失增大，电极直径增大，电极上电流密度减小，电能损失减小，因此希望电极直径大点，但太大，电极表面热量损失增加，所以电极直径又不能太多，应有一个合适值[34]。根据经验，电极直径可按下式确定。

20.406I3Kd电极

式(5.2)

式中，ρ—石墨电极500℃时电阻系数Ω·m；ρ石墨=100Ωmm2/m；

K—系数，对石墨电极K=2.1W/cm2； I—电极上的电流强度，A；

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 变压器功率和电参数的确定

I

1000P视3U 式(5.3)

式中，U—最高二次电压。

带入数据计算出I=12178.43A，d电极=300mm 不同尺寸电极I/S值见下表5.1。

表5.1 I/S值

d电极/mm （I/S）/（A/cm2）

100 28

200 20

300 17

400 15

500 14

600 12

为了减少电极消耗，露出炉顶外的那部分电极温度：石墨电极不超过500℃，为此电极上电流密度也不应超过该尺寸电极的I/S允许值，以免电极温度过高。

5.3电极心圆直径设计

d三级心：过三个电极极心的圆周直径。

d三极心过小，三根电极彼此靠的比较近，电极距离炉壁远，对炉壁寿命有利，但是，炉坡上的炉料难熔化，熔池加热不均匀，炉顶中心结构强度差，容易损坏，并且电极把持器上下移动困难。如果电极芯圆直径太大，电弧距炉壁近，加剧炉衬的损坏。

电极心圆直径的经验值为： d三极心=（0.25～0.3）D 式中，D—熔池直径。 代入数据算出d三级心=500mm

5.4电压级数设计

为了熔炼的正常进行，应在熔炼的各个时期使用不同的电力及不同长度的电弧，以满足工艺的要求。在功率一定时，工作电压提高可以减小电流，因而可提高ηel及Cosψ。

选择最高一级二次电压，有如下经验公式：

对碱性电炉 U=15·Prat1/3； 式(5.4) 对酸性电炉 U=70+15·Prat1/3 式(5.5) 熔炼过程还原期用较低级的二次电压，一般不高于120～180V，因电压高则电弧长，从而造成炉顶炉墙上热负荷加大，对炉衬寿命和钢的质量有不利影响。

电压级数决定与最高一级电压和各个冶炼期对炉子供给电能的不同要求，电压级数取决于最高二次电压和各冶炼期对供电的要求见图表5.2。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 5 变压器功率和电参数的确定

表5.2 电压级数参数表

最高级二次电压/V

电压级数

200~250 2~4

250~300 4~6

320~400 6~8

>400 8~18

电压级数用高压绕组三角形联接获得。 对2t炉子，其最高级工作电压为：

U=15·56281/3=267V

采用8级电压，中间各级电压为： 三角形联接

1级 267V 2级（267×0.85） 227V 3级（227×0.85） 193V 4级（193×0.85） 164V

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 配料计算

6 配料计算

配料的首要任务是保证冶炼的顺利进行。科学的配料既要准确，又要合理地使用钢铁料，同时还要确保缩短冶炼时间、节约合金材料并降低金属及其他辅助材料的消耗[7]。

6.1对配料的基本要求

6.1.1准确配料

一般是根据冶炼的钢种、设备条件、现有的原材料和不同的冶炼方法进行配料。配料的准确性包括炉料重量及配料成分两个方面。配料重量不准，容易导致冶炼过程化学成分控制不当或造成钢锭缺支短尺废品，也可能出现过量的注余增加消耗。炉料化学成分配得不准，会给冶炼操作带来极大的困难，严重时将使冶炼无法进行[6]。以氧化法冶炼为例，如配碳量过高，会增加矿石用量或延长用氧时间；配碳量过低，熔清后势必进行增碳；配入不氧化元素的含量如果高于冶炼钢种的规格，需加入其他金属料撤掉多余的含量或进行改钢处理，既延长了冶炼时间，降低了炉衬的使用寿命，增加了各种原材料的消耗，又影响钢的质量，如果配得过高而又无其他钢种可更改时，只有终止冶炼。为了杜绝以上情况的发生，配料前掌握有关钢铁料及铁合金的化学成分是十分必要的。

实际上，影响配料准确性的因素较多，除与计划、计算及计量有关外，还与收得率、炉体情况、钢铁料及铁合金的科学管理、装料工和炼钢工的操作水平等有关。

6.1.2钢铁料的使用原则

钢铁料的使用原则主要应考虑冶炼方法、装料方法、钢种的化学成分以及产品对质量的要求等。根据冶炼方法的不同特点使用钢铁料，钢铁料的化学成分必须符合冶炼钢种的需要。氧化法有较好的脱磷、去气、除夹杂的能力，应多使用普通的粗料；返吹法和不氧化法因脱磷、去气、除夹杂能力不强，但能回收贵重的合金元素，所以应尽量使用优质的返回精料[33]。由于对轴承钢、曲轴钢以及高标准的结构钢等的质量与使用性能要求较高，无论采用何种方法冶炼，最好多用一些精料。

此外，在配料时，还应预先掌握钢铁料的块度和单位体积重量。一般炉料中应配入大块料30％～40％、中块料40％～50％、小块料或轻薄铁15％～25％。当然，料源不好或采用炉外精炼时，轻薄杂铁也可多配。人工装料时，钢铁料的块度及重量必须与炉门的尺寸和人力相适应，轻薄料也不宜过多，以

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 配料计算

免延长装料时间。炉顶机械装料时，由于采用机械设备且能充分利用熔炼室空间，可使用较大的重料及较多的轻薄料。

6.2配料计算公式

6.2.1炉料成分的配定原则

配料过程中，炉料化学成分的配定主要考虑钢种规格成分、冶炼方法、元素特性及工艺的具体要求等[35]。具体为：

(1) 碳的配定。炉料中碳的配定主要考虑钢种规格成分、熔化期碳的烧损及氧化期的脱碳量，还应考虑还原期补加合金和造渣制度对钢液的增碳。熔化期碳元素的烧损与助熔方式有关，可根据实际生产的具体条件，总结固有规律，一般波动在0．60％左右。氧化期的脱碳量应根据工艺的具体要求而定，对于新炉时的第一炉，脱碳量应大于0．40％。不氧化法碳的配定应保证全熔碳位于钢种规格要求的下限附近。

(2) 硅的配定。在一般情况下，氧化法冶炼钢铁料的硅主要是由生铁和废钢带入，全熔后的硅不应大于0．30％，以免延缓熔池的沸腾时间。返吹法冶炼为了提高合金元素的收得率，根据工艺要求可配入硅废钢或硅铁，但也不宜超过1．0％以上，对于特殊情况也可不配。

(3) 锰的配定。用氧化法冶炼的钢种，如锰的规格含量较高，配料时一般不予以考虑；如锰的规格含量较低，配料时应严格控制，尽量避免炼钢工进行脱锰操作。对于一些用途重要的钢种，为了使钢中的非金属夹杂物能够充分上浮，熔清后钢液中的锰含量不应低于0．20％，但也不宜过高，以免影响熔池的沸腾及脱磷。由于不氧化法或返吹法冶炼脱锰操作困难，因此配锰量不得超过钢种规格的中限。高速钢中锰影响钢的晶粒度，配入量应越低越好。 (4) 铬的配定。用氧化法冶炼的钢种，钢中的铬含量应尽可能的低。冶炼高铬钢时，配铬量不氧化法按出钢量的中下限控制，返吹法则低于下限。 (5) 镍、钼元素的配定。钢中镍、钼含量较高时，镍、钼含量按钢种规格的中下限配入，并同炉料一起装炉。冶炼无镍钢时，钢铁料中的镍含量应低于该钢种规定的残余成分。高速钢中的镍对硬度有害无利，因此要求残余含量越低越好。

(6) 钨的配定。钨是弱还原剂，在钢的冶炼过程中，因用氧方式的不同而有不同的损失。矿石法冶炼，任何钢种均不人为配钨，且要求残余钨越低越好。不氧化法和返吹法冶炼时，应按钢种规格含量的中下限配入，并同炉料一起装炉。许多钨钢中的钼在成分上可代替部分钨，配料过程中应严加注意。 (7) 刷锅钢种炉料成分的配定原则。在电炉炼钢车间，在冶炼含Cr、Ni、M0、W或

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 配料计算

Mn 等高合金钢结束后，接着需冶炼l～2炉含同种元素含量相应较低的合金钢，对上一炉使用的炉衬和钢包进行清洗，这样的钢种被称为刷锅钢种。刷锅钢种如采用返吹法冶炼，被刷元素的含量应低于该钢种规格下限的0．20％～0．50％；如用氧化法冶炼，被刷元素的含量还要低一些。另外，出钢温度越高的钢种，被刷元素的含量应配得越低。

(8) 磷、硫的配定。除磷、硫钢外，一般钢中的磷、硫含量均是配得越低越好，但顾及钢铁料的实际情况，在配料过程中，磷、硫含量的配定小于工艺或规程要求所允许的值即可。

(9) 铝、钛的配定。在电炉钢冶炼中，除镍基合金外，铝、钛元素的烧损均较大，因此无论采用何种方法冶炼，一般都不人为配入。

(10) 铜的配定。在钢的冶炼过程中，铜无法去除，且钢中的铜在氧化气氛中加热时存在着选择性的氧化，影响钢的热加工质量，因此一般钢中的铜含量应配得越低越好，而铜钢中的铜多随用随加

6.2.2配料计算公式

在配料计算中首先要计算出出钢量，产量和 汤道量，再计算出装入量和配料量，最后算出生铁配入量和返回废钢入量。 出钢量=产量+汤道量+中注管钢量+注余量 产量=标准钢锭(钢坯)单重×支数×相对密度系数 汤道量=标准汤道单重×根数×相对密度系数 中注管钢量=标准中注管单重×根数×相对密度系数

注余量是浇注帽口充填后的剩余钢水量，一般为出钢量的0．5％～l．5％。对于容量小、浇注盘数多、生产小锭时，取上限值；反之取下限值。

配料过程中，不可不考虑钢的相对密度系数。

出钢量 装入量炉料综合收得率炉料综合收得率是根据炉料中杂质和元素烧损的总量而确定的，烧损越大，配比越高，综合收得率越低。

炉料综合收得率=∑各种钢铁料配料比×各种钢铁料收得率+∑各种铁合金加入比例×各种铁合金收得率

钢铁料的收得率一般分为三级[35]。

一级钢铁料的收得率按98％考虑，主要包括返回废钢、软钢、平钢、洗炉钢、锻头、生铁以及中间合余料等，这级钢铁料表面无锈或少锈。

二级钢铁料的收得率按94％考虑，主要包括低质钢、铁路建筑废器材、弹簧钢、车轮等。三级钢铁料的收得率波动较大，一般按85％～90％考虑，主要包括轻薄杂铁、链板、渣钢铁等，这级钢铁料表面锈蚀严重，灰尘杂质较多。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 配料计算

对于新炉衬(第一炉)，因镁质耐火材料吸附铁的能力较强，钢铁料的收得率更低，一般还需多配装入量的l％左右。

配料量

配料量=装入量—铁合金总补加量—矿石进铁量 式(6.1)

出钢量（控制规格含量炉中残余量）铁合金总补量 式(6.2)

铁合金元素含量收得率矿石进铁量=矿石加入量×矿石含铁量×铁的收得率 式(6.3) 矿石的加入量一般按出钢量的4%算，如果铁合金的总补加量较大，需在出钢量中扣除铁合金的总补加量，然后再计算矿石进铁量。矿石中的铁含量约为50％～60％，铁的收得率按80％考虑，非氧化法冶炼因不用矿石，故无此项[3]。

各种材料配料量

各种材料配料量=配料量×各种材料配料比 式(6.4)

6.2.3 配料计算

用矿石氧化法冶炼GCr15钢，浇注一盘2t钢锭，汤道重20kg，中注管钢重l20kg，注余重32kg，其他已知条件如下：

炉中残余锰量为0.10％，残余铬量为0.15％，残余钼量为0.01％，残余镍铁量为0.02%，残余硅量0.05%。

控制规格成分：Wt% C：0.95-1.05；Cr：1.40-1.65；Si：0.15-0.35；Mn：0.25-0.45；P≤0.027；S≤0.02；Ni＜0.23；Cu≤0.25；Mo≤0.1。

铬铁含铬量为65％，收得率为96％；锰铁含锰量为60％，收得率为98％；钼铁含钼量为70％，收得率为98％；镍铁含量为55%，收得率90%；铜锭含铜量为98％，收得率为78％。

C生为4．00％，C返为0．30％，C杂为0．10％，炉料综合收得率为96％，GCr15的相对密度系数为1.00，矿石的铁含量为60％。当配碳量为1.05％时，算出配料量和配料组成

计算出：

（20002012032）1.002172kg (1) 出钢量21722128.56kg (2) 装入量98%(3) 配料量：

2128.56（0.45%0.10%）锰铁补加量12.67kg

60%98%2128.56（1.65%0.15%）铬铁补加量48.09kg

65%96% 31

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 6 配料计算

2128.56（0.10%0.01%）2.79kg70%98%2128.56（0.22%0.02%）镍铁补加量8.60kg

55%90%2128.56（0.35%0.05%）硅铁补加量9.81kg

70%93%2128.56（0.25%0）铜锭加入量6.96kg

98%78%钼铁补加量铁合金总补加量12.6748.092.798.069.816.9688.38kg 矿石进铁量（2128.5688.38）4%60%80%39.17kg

配料量2128.5688.3839.172001.01kg

6.2.4配料组成

令杂铁配比为20％，则：

杂铁配入量2001.0120%400.20kg

2001.10(1.05%0.30%)400.20(0.30%0.10%)生铁配入量427.26kg4.00%0.30%

返回废钢入量2001.01400.20427.261173.55kg

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 结 论

结 论

通过对该2t滚动轴承钢电弧炉的设计，可得以下结论：

1）在该设计中计算出了电弧炉炉体的高度2073mm，熔池的尺寸的直径为1500mm和熔炼室的体积为0.54m3，炉盖的外直径为2400mm，炉底耐火材料工作层和保温层选用镁砖，绝热层由石棉板、硅藻土粉和粘土砖构成，炉底耐火材料厚度为777mm，炉墙耐火材料工作层选用的是镁砖，保温层选用的是石棉板和粘土砖，炉墙耐火材料厚度为600mm，炉盖厚为132mm，水冷壁面积为6.63m。

2）该电弧炉采用三相电极，电极上的电流强度为12178.43A ，通过三个电极极心的圆周直径为500mm。

3）该2t电弧炉的装入量为2128.56kg；配料量中锰铁补加量为12.67kg，

铬铁补加量为48.09kg，钼铁补加量2.79kg，镍铁补加量8.60kg，硅铁补加量为

9.81kg，铜锭加入量为6.96kg，矿石进铁量为39.17kg，所以配料量为2001.01kg；杂铁

配入量为400.20kg和生铁配入量427.26kg，返回废钢入量为1173.55kg。最后使用CAD绘制出电弧炉炉体的标准图形。

该设计的电弧炉缩短冶炼周期，炉壁挂料现象基本杜绝，各水冷块漏水现象大大减少，钢铁料消耗、电耗、电极消耗等成本指标得到了大幅度优化；并且炉型小占地面积不大，同时对环境的污染也减小很多。

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 参考文献

参考文献

[1] 赵俊学,李强.电弧炉炼钢技术进步及其影响[J].江苏冶金,1997,25(4):8-11.

[2] 南条敏夫,李中祥.炼钢电弧炉设备与高效益运行[M]. 北京：冶金工业出版社,2000. [3] 王忠英,田辉.炼钢电弧炉新进展[J].工业加热,1997(5):3-4,14. [4] 邢守渭.炼钢电炉用耐火材料[J].工业加热,1997(3):1-5. [5] 赵海峰. 电弧炉炼钢工艺技术探讨河北冶金[J].2009( 2):7-9.

[6] 沈才芳,孙社成等. 电弧炉炼钢工艺与设备[M]. 北京：冶金工业出版社,2002. [7] 李传薪.钢铁厂设计原理（下册）[M].北京：冶金工业出版社，1995.

[8] 阎奎兴，阎立懿.现代电弧炉炉型及其炉体结构设计[J].铸造设备，1999(11)：41-44. [9] 陈家祥.钢铁冶金学[M]（炼钢部分）.北京：冶金工业出版社，1990.

[10] 北京钢铁学院热能系、东北工学院热能系编.耐火材料[M].北京钢铁学院，1986. [11] 陶少杰.我国耐火材料工业发展战略研讨会论文文集[C].北京：冶金工业出版社，1989. [12] 郁国成.碱性耐火材料理论基础[M].上海：上海科学技术出版社，1982. [13] Levin E, ect. Phase Diagrams for Ceranists-1969 Supplement.

[14] Duffy J I. Refractory Materials- Developments since 1977[M]. NOYES DATA CORPORATION, 1980 .

[15] 冶金部耐火材料编辑部，洛阳耐火材料厂科技处.冶金用碳耐火材料论文集[C].1988. [16] 宋希文.耐火材料工艺学[M].北京：化学工业出版社，2008.

[17] Allen M. Alger. High Temperature Oxides-Part [M] .ACADEMIC PRESS, 1971

[18] 森井著，朱果灵译.电弧炉炼钢法—向高效率、低能耗、高质量的挑战[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[19] 王维邦.耐火材料工艺学[M].北京：冶金工业出版社，1984. [20] 顾立德.特种耐火材料[M].北京：冶金工业出版社，2006.

[21] 郑伟栋，王庆祥.我国高炉用耐火材料的进展[J].耐火材料，2003,34(3)：175-177. [22] 张旭东，张玉军，刘曙光.无机非金属材料学[M].济南：山东大学出版社，2000. [23] [日]耐火物技术协会.日本耐火材料[M].苏云卿等译.北京：冶金工业出版社，1986. [24] 谷立功.天津钢管公司超高功率电弧炉炼钢工艺技术的进展[J]，特殊钢，2003，24(4)55-57.

[25] 李士琦,孙彦辉. 现代电弧炉炼钢技术发展[J].特殊钢，2002，23(2)：1-7. [26] 刘润藻..大型电弧炉炼钢的炉料结构三角形研究[J].钢铁,2004，39(11)：26-28. [27] 武摄廷. 超高功率电弧炉技术[M].东北大学出版社,1987.

[28] 冶金部“水冷挂渣炉壁”编写组.电弧炉水冷挂炸炉壁[M].辽宁省科技情报所,1980 .

34

攀枝花学院本科毕业设计（论文） 参考文献 [29] 特钢冶炼学委会等编，全国特钢冶炼学术会议论文集，1996. [30] 西炉所.超高功率电弧炉译文文集[C].1987.

[31] 王加羹. 热工基础及热力设备(上册)．水例电力出版社，1987.

[32] 闰立，武摄廷.30吨电弧炉水冷炉壁，水冷炉盖方案设计说明书[M].1986. [33] 殷瑞钰.钢的质量现代进展(下篇)[M]．北京：冶金工业出版社，1995．

[34] 李洪德，陈勇．无缝钢管外折、发纹的成因及对策[J].鞍钢技术，1999(12)：10-14. [35] 徐明华．轴承钢精炼与浇铸技术发展概况[J]．特殊钢,1999，20(6)：1- 6.

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攀枝花学院本科毕业设计（论文） 致 谢

致 谢

此片论文得以完成,首先要感谢王老师的细心指导。王老师开阔的视野，为

我提供了极大的发挥空间，在这段时间里让我明白了做任何事情要严谨细致、一丝不苟，对人要宽容、宽厚，王老师老师宽厚待人的学者风范更是令我无比感动。

感谢各位老师在这几年一直在生活中、组织上给予我的教导和无私的帮助，让我在攀枝花学院这个大舞台上有锻炼的能力、自我完善的平台。

在此文即将完成之际，我衷心的感谢在此过程中帮助过我的每个人，在这里请接收我最诚挚的谢意！由于时间仓促、自身等原因，文章错误疏漏之处在所难免，恳请各位老师斧正。

论文完成后也就意味着我们的大学生活即将结束。在这四年中，我学到了很多的东西，不只是书本上的，还有生活中的东西，这些都得益于我的老师和同学们。在老师的谆谆教诲中，我逐渐变得知识丰富起来，思想成熟起来，退去了稚气。在和同学们的相处中我得到了许多的快乐。我感觉虽然离开亲人，独自来到异乡，但是我们并不孤独，因为有老师还有同学们的关心和帮助。

最后向所有曾给予我关心和帮助的老师、同学和亲友表示衷心的感谢！

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