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1原料(Resources)和电炉(ElectricArcFurnace)2SteelMakingPlantEAFDep.Ⅰ.电炉炼钢的概要在电炉中，电能按照电极–炉渣(slag)–熔钢–Slag–电极的顺序传送，在这里，利用发生的Arc列，熔化Scrap和合金铁等炼钢装入原料。Arc列的温度大约在2,500~3,000℃，加上高电压时，绝缘的空气被电离，Arc列发生。就电炉的开发公司而言，最早，H.Davy利用碳Arc的原理来发热，1878年W.Siemens利用电炉炼钢。实际上，最早成功使用Arc来电气炼钢的是法国的PoulLouisHearoult炉在1899年Crouzot的Schneider公司LaPorz工厂试运转成功。在1906年，美国Holeomt钢铁公司成功将Hearoult炉工业化。1927年时，电炉炼钢占钢铁总产量的1%。在1980年代,随着水冷面板（Panel）的开发，大电流化，最优电流控制装置等发展，生产扩大化，电炉钢的比例激增到14~18%。下面将继续介绍电炉的优点和今后的发展方向。3SteelMakingPlantEAFDep.−熔钢温度调整简单.−热效率高.−原料使用限制小−合金可以直接投入，收得率高.−建设费用和场地需要较少.电炉的种类分类名称Arc式电炉间接Arc炉-间接式Arc炉:Stassano-间接，直接Arc炉:Rennerefelt炉直接Arc炉-炉壁非加热式Arc로:Herolt炉-炉壁加热式Arc로:Gorod炉感应式电炉-低频感应炉:Ajax-Wyatt炉-高频感应炉:Ajax-Novthrup炉电炉炼钢的特点与种类4SteelMakingPlantEAFDep.电炉的炉体由炉底(Heath)，炉盖(Roof)，炉壁(Wall)构成，附属设备由电炉用变压器,电极及升降机，炉体移送装置，Roof升降机，主，辅原料投入装置，隔音装置(Enclosure)构成。炉壁炉体由水冷装置(WCP:WaterCoolingPanel)和耐火材料构成，按照高温时变形和过热区（HotSpot）的融损防止，构筑而成的。炉底炉底就是警戒线(SlagLine)的下部，也就是炉的底部用来存放熔钢的部分。炉盖炉盖主要上部用铁板焊接而成，中下部用Hi-Al质的耐火材料构造而成，此外其他部分都是由WCP组成的。电炉设备组成5SteelMakingPlantEAFDep.电炉用变压器电炉用变压器是，一般的电流变压器和其他内置大容量的reactors并用的，在炉内大电流通过时，对外部的输电线没有大电流的冲击。作业时，使用的熔化电压是350~800V，这样可以使用大的作业电流。液压装置电炉用液压装置在炉体移送，电极升降，炉盖升降和回转等处使用。电炉设备组成6SteelMakingPlantEAFDep.电炉LayOut7SteelMakingPlantEAFDep.电炉LayOut8SteelMakingPlantEAFDep.◇原料装入根据后工程所需要的成分，STSScrap,Ch-Cr,Fe-Ni等原料分第1次和第2次，Basket按60:40的比例往电炉装入。◇1次熔化第1次按照80%的熔化投入。◇2次熔化2次Basket装入后，熔化时，为了熔化辅助，熔钢搅拌和脱[C],脱[Si]，氧气吹入（Blowing）实施。氧气Blowing量计算法：O2Blowing量=装入Si量(kg)×0.8N㎥/㎏电炉操业9SteelMakingPlantEAFDep.辅助原料投入CaO是为了Slag制造和炉壁的保护，而从Basket或Hopper投入的造渣原料。Fe-Si是在熔化末期，出钢之前，从高位料仓按照1.5㎏/T来投入。它是为了还原在熔化过程中被氧化的贵重金属而投入的辅助原料。（另，C－Injection从O2－Lance喷入Slag中也可达到还原在熔化过程中被氧化的贵重金属的作用）Dolimite是在出钢作业时为防止SlagOverFloaming而投入在钢包中的辅助原料出钢出钢时，为了回收Slag中Cr2O3，采用WithSlagging法。电炉操业10SteelMakingPlantEAFDep.Ⅱ.原料装入和电炉作业作业概要在不锈钢炼钢作业中，电炉熔化作业是三相交流能源按照电极→Scrap→熔钢→电极的顺序传送，同时也利用了金属元素的氧化热，将主辅原料熔化的工程。电炉中使用的主原料是StainlessSteelScrap,一般Scrap，Ch-Cr，Fe-Ni和回收的地金等，辅助原料是CaO，CaF2，Dolomite等原料。原料的装入和电炉的作业流程（Flow）如下所示，11SteelMakingPlantEAFDep.电炉1次装入1次熔化电炉2次作业2次熔化升温作业出钢作业测温和取样（Sampling）SlagSkimming主原料中央ScrapYardScrapBay1,2次Basket作业辅助原料和合金铁中央合金铁YardURBBeltConveyorHopper○总重的60%装入○装入原料的70%熔化(保护炉体侧面)○总重的40%装入○装入原料100%熔化和氧气吹入○从Scrap熔化开始到出钢为止○Slag中Cr还原(Fe-Si,C-Injection)○目标温度1,600℃○Slag扒渣原料装入和电炉作业Flow12SteelMakingPlantEAFDep.概要根据钢种的生产目标，为了将计算好的Scrap和合金铁向电炉装入，必须按照原料的顺序，由ScrapBasket装入。一般情况下，原料适入按2次Basket作业，只有在非常作业的情况下按3次Basket作业。2次Basket作业时，1、2次作业分别按照60:40的原料比装入。装入作业时，在将Basket放置的移送车(TransferCar)上，并通过Crane装入至EAF炉体内。装入时注意事项−装入中，为了防止BasketVolume上升，在原料的在库量和状态掌握后，装入。−绝缘体如Fe-Ni，木材，Plate包装，地金，Mo-Oxide等原料最大限度在Basket的下部装入。原料装入13SteelMakingPlantEAFDep.−重量原料，Crop，热轧Coil，SideTrimming等，为了防止电极的损坏，在Basket的下部装入。−Ch-Cr在炉内不易熔化，而从SlagDoor出钢口流出，考虑到这个情况，必须适当的装入。−作业时，较长的Scrap原料(STS国内,进口,回收)，对TransferCar运送车的Cable有撞断的可能性，因而，在作业的时候必须注意。−为了防止P、Mo、Cu等成分超标的可能发生，测量出钢成分后，装入作业。原料装入14SteelMakingPlantEAFDep.装入原料成分管理−[C]成分[C]的成分按照出钢要求的成分计算，同时，利用收得率来计算[C]。即,根据后工程(电炉,精炼炉)的差异和熔钢量，调整装入[C]。确保T-TTime缩短和作业的灵活性。[C]装入的成分，300系和400系很多差异，300系一般来说，在2.3~2.7%的范围内。−[Si]成分[Si]成分由于原料成分，精确作业不能确保。即，装入含[Si]的原料中很多，由于[Si]联系到很多原料，装入的[Si]偏差就难免了.[Si]的成分，根据大部分Ch-Cr含有的状态，[Si]较低时大量的Ch-Cr使用，装入[Si]的成分得到调整。那么，原料入库时，Ch-Cr的[Si]含有状态必须掌握，当入库Ch-Cr[Si]没有达到满意值时，相对较高，使用电气钢板Scrap或Fe-Ni(SLN)等原料来调整。装入[Si]成分范围在0.90~1.30%维持，对电炉Slag制造和熔化有利。原料装入15SteelMakingPlantEAFDep.−[Cr]成分[Cr]成分是不锈钢的主要成分，在原料工程中最大限度的调节对作业有利。装入成分和成品成分约有1%的差别，采用大于成品成分装入。因为在AOD，熔钢投入合金铁和一般Coolant，[Cr]成份自然达到要求。考虑到这样，要比成品成分高1%投入。另外，[Cr]未熔化的原因很多，为了使得电炉的未熔化不发生，必须选定Basket适当的装入位置。如果未熔化发生，引起成份的偏差连续发生，那么比较分析装入成分和出钢成分，把握原料的状态，可以实现要求成分。−[Ni]成分[Ni]装入的成分需要比成品的成分要低大约3~4%。这里有很多复杂的原因，在AOD中[Ni]原料的精炼比在EAF中，[Ni]收得率提高，同时也有对冷却材投入和[Ni]原料的调节的作用。即，成品的成分8%中，原料工程中，5%加入，剩下的3%在AOD工程投入完成。原料装入16SteelMakingPlantEAFDep.−[P]成分[P]的成分是原料工程中必须注意控制的成分。[P]成分在后工程时，脱[P]不可能，由于这样情况，那么从入库就要确保不含[P]成分的原料。成分异常时，[P]上升原因，从什么原料诱发，什么原料应该减少使用等方面分析，使得后续Charge的[P]成分最大限度的降低.一般，[P]的管理范围在0.035%以下，特殊钢种在0.02%以下，在这样的情况下，通过降低STSScrap比来实现对[P]成分的Control。−[Mo]成分一般是特殊钢含有[Mo]成分，通常在2.0~2.5%，因为含量很小，需要正确的Basket投入，在后工程(AOD)时，也需要再次投入。[Mo]出钢成分较高时，在AOD，可以采用稀释作业，相反的情况，AOD中，因为过多的投入，温度下降，为了达到适当的温度，作业者必须引起重视。原料装入17SteelMakingPlantEAFDep.−[Cu]成分对添加[Cu]的钢而言，尽管和[Mo]添加钢的作业几乎相同，但是根据装入的计算式，称量好的成分在Ladle中的投入点不同。空Ladle中先投入[Cu]后，电炉出钢，[Cu]添加的熔钢制作成功。没有氧气吹入的搅拌，出钢时，只利用Ladle的搅拌，实现成分扩散，达成成份的均一化。[Cu]的熔钢成分，大部分钢种在3.2%以下。原料装入18SteelMakingPlantEAFDep.装入量的计算−目的在不锈钢的生产过程中，为了调整钢中的成分，电炉装入的主原料成分和收得率必须正确的计算，同时电炉的装入量按照钢种装入，钢种也就可以按计划生产。因此，供给的原料按照成分彻底的区分，同时计算时，必须毫无误差。−不同原料的收得率分类收得率(%)备注电炉出钢94综合收得率Cr94综合收得率Ni98综合收得率Cr70综合收得率Si20综合收得率Mo90氧化MoCu98综合收得率原料装入19SteelMakingPlantEAFDep.−装入量计算公式•总装入量=熔钢要求量÷电炉收得率•总熔钢量=总装入量×电炉收得率•装入目标成分Cr装入目标成分总熔钢量×出钢目标成分÷Cr收得率÷总装入量×100Ni装入目标成分总熔钢量×出钢目标成分÷Ni收得率÷总装入量×100Cr装入目标成分总熔钢量×出钢目标成分÷C收得率÷总装入量×100Si装入目标成分总熔钢量×出钢目标成分÷Si收得率÷总装入量×100Mo装入目标成分总熔钢量×出钢目标成分÷Mo收得率÷总装入量×100Cu装入目标成分总熔钢量×出钢目标成分÷Cu收得率÷总装入量×100原料装入20SteelMakingPlantEAFDep.计算方法(参照LoadingSchedule表)项目内容计算1钢种决定生产的钢种通过终端机确定例)SA304-132总装入量(出钢量)总的出钢量确定出钢量÷电炉收得率=装入量87,000kg÷94%=92,550kg3AlloyScrap比总的装入量中STSScrap使用比的确定(总装入量的比例)92,550kg×40%=37,000kg(Scrap量)4使用原料选定Bay原料在库量确定后，Alloy使用量确定例)使用的Alloy原料STS国内Scrap18,000kgSTS进口Scrap11,000kgSTS回收Scrap5,000kgSTS积金3