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电炉炼钢工艺朱荣ElectricArcFurnaceSteelmakingProcessPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建ý吨工业炼钢电炉建成（德国人R.Linberg）1936年德国制造了可炉盖旋转的炼钢电炉1936年美国建成了当时最大的100吨炼钢电炉1964年美国碳化物公司(W.E.Schwabe)和西北钢铁线材公司(C.G.Robinson)提出电炉超高功率概念(UltraHighPower简称UHP)，电炉工业开始走向辉煌。开始与转炉竞争。1990年后，电炉炼钢技术取得了重大进展。炼钢技术的进步主要进步集中在电炉炼钢领域。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建È矿石经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于700kgce/t，虽氧气转炉炼钢能耗仅为“零”，但高炉和炼焦工序能耗高。同时也是污染环境的大户。废钢经电炉熔炼所生产的粗钢吨钢能耗仅为270kgce/t，而污染的产生及其治理更远优于高炉/转炉流程。采用废钢作原料的电炉炼钢，流程短，生产率高，全员劳动生产率高达4000t/（人·a），几乎是高炉/转炉流程的3-4倍。社会大量废钢的积累，废品的再循环利用。电炉炼钢的优势PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建电炉炼钢的能量来源及热平衡电能。化学能。包括元素氧化及炉气燃烧带来的化学热、输入燃料带来的外来化学热。物理热。铁水或预热废钢带入的。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建È供电电流从电厂沿架空高压线输入变电所的配电系统；再沿高压电缆经配电装置输入电炉变压器。电炉变压器将高压电转化成低压电流通向石墨电极，在电极与炉料之间产生电弧。分常规功率供电(RP，rule)、高功率供电(HP)、超高功率供电，700KVA/t以上(UltraHighPower,简称UHP)。电污染、噪音。直流供电：一根顶电极和一根底电极。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建èMC30MVA/特殊钢,合金钢冶炼周期:180min吨钢电耗:630kwh/t电极消耗:6.5kg/t高电压大电流短弧80年代-700kVA/t90年代800kVA/t70年代-500kVA/tUHP1-EAFèLFèCC(S)èBR50MVA/30万吨/棒线材UHP2-EAFèLFèCCèR70MVA/50万吨/扁平材,管材UHP3-EAFèLFèCCCR100MVA/100万吨/纯净钢,热带冶炼周期:40min吨钢电耗:230kwh/t电极消耗:1.1kg/t低电压大电流更短弧高电压小电流长弧更高电压小电流更长弧烧嘴二次冶金水冷炉壁DRILF/EBT泡沫渣竖炉/用氧双炉壳连续加料年代功率级别流程变迁变压器容量/产品技术指标进步相关/配套技术电气运行PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建供电技术的发展直流电弧炉消除炉衬热点问题，减少电极消耗，搅拌熔池消除偏弧；减少对电网冲击高阻抗电弧炉利用泡沫渣埋弧操作、提高变压器水平，降低电极消耗提高功率因数，减轻对电网干扰无功功率静止式动态补偿消除或减弱电弧炉冶炼冶炼中电负荷造成的电压波动与谐波对电网的危害降低闪烁和谐波冶炼过程计算机自动化控制按冶金模型、热模型进行最佳配料、电热平衡、最佳控制功率等计算，实现控制、管理、决策合理电气工作点动态选择、保证合理供电制度执行智能电弧炉利用人工智能，具有三相意识，也可进行电弧炉综合控制解决电弧炉供电三相不平衡问题，减少对电网冲击PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建吨钢电耗，kWh/t2.W钢水总重，t3.P电炉变压器容量，kV.A4.Ψ变压器利用率，5.T0非通电时间，minPDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建Ã化学反应热在电炉能量输入中占了相当大的比例，达到30％；特别是电炉使用铁水后，化学热的比例达到40%以上，这是现代电弧炉炼钢工艺的一个特点；在变压器确定后，是电炉提高生产节奏及节能降耗的重要手段。2.2化学能PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建在吹氧条件下，熔池中各元素氧化1kg时所产生的理论热值反应热元素产物kJ/kgkwh/kg相对成本*（参考值）AlSiMnFeCCAl2O3SiO2MnOFeOCOCO230.99532.1576.9924.7759.15932.7618.618.931.941.332.549.103.73.26.01.80.5～0.60.3～0.6化学反应中各发热元素的来源首先是炉料――废钢和生铁，还有是由碳枪喷入的碳粉或焦粉。对于普通铁水，每吹入1m3的氧气,所含各元素在1600℃时反应理论发热值约为4kwh。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建物理热主要是电炉加铁水工艺的采用。根据国内电炉的现状，提升电炉与转炉的竞争力，节电及提高冶炼节奏。电炉钢质量的要求。废钢预热到600度以上。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建电炉总能量(热)平衡（全废钢）总能量630kWh/t=100%电能410kWh/t(65%)烧嘴40kWh/t(6%)化学反应180kWh/t(29%)废气140kWh/t(22%)钢380kWh/t(60%)损失10kWh/t(2%)冷却50kWh/t(8%)渣50kWh/t(8%)PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建现代电炉总能量(热)平衡(装铁水30-40%)PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建È电炉炼钢的原料及耐材传统的电弧炉炼钢是全废钢工艺以冷废钢为主，配加10－30％左右的生铁块；现代电弧炉炼钢使用的其它原料还有：除冷生铁外，直接还原铁（DRI，HBI）、热铁水、碳化铁等；电弧炉炼钢的原料构成对其工艺、装备、指标等有决定性影响；不同原料结构下的生产过程是不可比的。或者说只有原料结构相当的情况下才是可比较的。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建Ã电炉炼钢废钢是基本原料，废钢原料需进行鉴别、分类管理和打包、剪切等处理。当前电炉炼钢使用废钢原料的最大问题是金属残留元素，主要是残留的Ni，Cr，Mo等合金元素和Cu，Sn，Bi，Sd，Pb等有害元素。它们在电炉炼钢过程中尚无有效方法去除，残留在钢材中造成种种危害，并在废钢循环再利用过程中不断积累。目前采用的对策主要有：①加强废钢管理；②废钢预加工；③冶炼过程配加其他铁源，稀释残留元素的浓度。设备及人员安全问题。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建其它金属料冷生铁：配碳、稀释残留元素、渣量增加直接还原铁：粒状直接还原铁（DRI）和块状热压块（HBI）铁水：配加10％的热铁水，带入的物理热约为25kwh/t-steel，化学热约40-50kwh/t-steel，铁水热装工艺。碳化铁(Fe3C)：技术问题，不能大量生产。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建：Cu、Sn平均在0.005%以下；铁水：02%、Sn为0.005－0.01%；废钢：Cu平均含量达0.35%以上，是钢中残余有害金属元素的最主要来源。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建Ã襯÷石灰等材料的准备造渣材料质量的优劣直接影响炼钢节奏；带入电炉的无用东西越少越好；根据经验：石灰应自给，质量稳定，特别是南方的潮湿；石灰的要求：CaO90%，活性度380ml，生烧过烧率6%，块度20-70mm。白云石及碳粉等的要求。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建È％项目质量kg％废钢80063.87钢水100079.84生铁30023.95炉渣118.69.47石灰554.39炉气(尘)125.19.99白云石8.00.64铁损8.800.70电极0.30.024萤石0.50.040氧气54.74.37氮气32.12.564炉衬1.90.152总计1252.5100.00总计1252.5100.00吨钢物料平衡表（常规电炉）PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建È耐火材料对耐材的要求：高耐火度、高荷重软化温度、良好的热稳定性、抗渣性、高耐压强度、低导热性等。炉盖：高铝砖为主。炉壁：镁碳砖为主。炉底：镁沙打结。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建Ãÿ传统冶炼工艺(三段工艺)熔化期、氧化期、还原期n现代冶炼工艺(二段工艺)熔化期、氧化期、加炉外精炼；或称熔氧脱磷期、脱碳升温期n操作步骤：补炉、装料（配料）、熔化期、氧化期、精炼(或还原期)、出钢PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建Ã补炉电炉补炉工作量是很大的，补炉的重点是：渣线(渣的浸蚀)。距电极近的地方(最容易跑钢的地方)，电弧的辐射。炉门两侧。补炉方式：补炉用大铲或喷枪。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建耐火材料喷吹镁质材料。喷枪的前部加高压水。2－3人操作。喷吹效果较好。维修不及时或操作不当易堵。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建装料(配料)对废钢的要求（1）不允许有有色金属。（2）不允许有封闭器皿、易爆炸物。（3）入炉的钢铁料块度要合适，不能太大。装料量要求二次进料：第1次，60％；第2次，40％；三次进料：第1次，40％；第2、3次，30％；四次进料：第1、2次，30％；第3、4次，20％。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建