沈阳理工大学大学学士学位论文

摘 要

本设计的任务是年产2万吨高功率石墨电极工厂设计，设计重点是生产300?2000、500?2200、600?2400 含接头的高功率石墨电极产品，并且各项质量指标均达标，符合节能减排理念的现代化高功率石墨电极工厂，设计的主要内容有：

一、工程总论；

二、工厂工艺流程设计及相关计算； 三、工程主要设备选型及相关计算； 四、工厂总平面设计与布置 五、其他专业知识

六、工程效益分析及综合评价；

七、绘图，包括：工艺流程图、工厂总平面图、物料平衡图

关键词: 高功率石墨电极；工厂设计；工艺流程图；设备选型；经济效益分析

I

沈阳理工大学大学学士学位论文

Abstract

The design task is to produce 20,000 tons of high-power graphite electrode plant design, the design focus is the production of products: ?300ⅹ2000, ?500ⅹ2200, ?600ⅹ2400 with joints, the quality indicators are standard, meet the energy reduction row concept high power graphite electrodes modern factory, the main content design are:

First, the project Subjects;

Second, the plant process design and related calculations;

Third, the engineering major equipment selection and related calculations; Fourth, the plant a total graphic design and layout Fifth ,other expertise

Sixth, engineering benefit analysis and comprehensive evaluation;

Seventh ,process flow diagrams, plant general layout, material balance diagram

Keywords: high-power graphite electrodes; plant design; a process flow diagram; equipment selection; economic analysis

II

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引 言

自上世纪九十年代以来，我国钢铁工业飞速发展，粗钢产量平均以每年7.95%的速度上升连续13年居世界第一。2008年，中国大陆的钢产量为50091万吨，占世界钢产量的1/3以上。在中国大陆钢铁生产结构中，转炉流程生产的钢产量占总钢产量的90%以上，电炉流程生产的只占总钢产量的10%左右。电炉钢比例的调整是重要的节能减排措施，只要将我国的电炉钢比例提高1%，则年节能总量可超过我国年增长钢(2006～2007年增长钢6822万吨)综合能耗降低的总量；减少的二氧化碳排放量约为我国汽车工业二氧化碳年总排放量的20%。

随着人们对发展现代电炉炼钢对我国钢铁产业调整与振兴的影响及其发展前景的进一步认识和节能减排的要求，我国现代电炉炼钢将迎来一个较大的发展机遇。作为电炉炼钢导电、导热材料的石墨电极需求量也将随着我国钢铁现代电炉炼钢的发展而大大增加。

高功率石墨电极作为大型炼钢电弧炉必不可少的导电材料和冶炼消耗材料，在国内逐步得到大批量使用，国内目前有石墨电极生产企业近百家，但工序完备且有一定经济规模的生产企业只有十几家。由于装备水平和技术条件的制约，我国对高档次、高技术含量、高附加值的大规格HP石墨电极产品的研发进度严重滞后于钢铁行业的快速发展，难以实现大规模、工业化生产，远远不能满足国内高功率电炉炼钢的急需。

我国炭素行业生产及供需现状是，NP石墨电极的生产能力和产量供大于求，HP石墨电极供需基本平衡，大规格HP石墨电极供不应求，尤其是Φ650mm以上大规格HP石墨电极产量十分有限，对国内炭素企业来说，国内石墨电极的主要问题不仅是增加产量，而且要调整产品结构，进行产品的升级换代。

预计到2015年前，我国将再新投产100～200吨超高功率大电炉8～10座（包括新建、改造等）、50～70吨高功率电炉5-6座，再加上黄磷电炉消耗增加的石墨电极，共需要石墨电极约800kt，其中HP石墨电极约为300kt。因此，今后炭素行业面临产品结构调整，即增加HP石墨电极产量，尤其增加大规格HP石墨电极产量，减少NP石墨电极产量，以适应市场的需要，此乃大势所趋，势在必行。

III

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目录

摘 要 ........................................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................................... II 引 言 ........................................................................................................................................ III 1 工程总论 .............................................................................................................................. 1

1.1 设计任务 .................................................................................................................... 1 1.2 工程项目背景 ............................................................................................................ 1 1.3 工程项目建设意义 .................................................................................................... 1 1.4 项目建设条件 ............................................................................................................ 3

1.4.1 厂址 .................................................................................................................. 3 1.4.2 供电 .................................................................................................................. 3 1.4.3 原料的提供 ...................................................................................................... 3 1.4.4 矿产资源 .......................................................................................................... 3 1.4.5 技术支持 .......................................................................................................... 4 1.4.6 供水 .................................................................................................................. 4 1.5 建设规模和产品方案 ................................................................................................ 4

1.5.1 设计规模 .......................................................................................................... 4 1.5.2 产品方案 .......................................................................................................... 4

1.6 设计原则 .................................................................................................................... 4 2 工厂工艺流程设计 .............................................................................................................. 5

2.1 工艺设计主要任务和基本原则 ................................................................................ 5

2.1.1 工艺设计的主要任务和基本原则 .................................................................. 5 2.1.2 工艺设计的基本原则 ...................................................................................... 5 2.2 工艺流程设计 ............................................................................................................ 6

2.2.1 工艺流程图 ...................................................................................................... 6 2.3 生产主要影响因素与原料制备 ................................................................................ 7

2.3.1 原料制备 ............................................................................................................ 7 2.4 高功率石墨电极制造 .................................................................................................. 8

2.4.1 原料及返回料处理: ........................................................................................... 8 2.4.2 配料计算及配料过程 ........................................................................................ 8 2.4.3 成型、冷却及贮存 .......................................................................................... 11

IV