电炉炼钢工艺优化
电炉炼钢工艺优化
摘要：针对国内电弧炉炼钢技术存在的问题，探讨了电弧炉炼钢强化工艺：改善炉料结构，优化冶炼工艺，开发环保技术。
关键词：电炉；废钢；直接还原铁；环保
1 前言
由于电炉钢的投资少，劳动生产率高，经济规模小且对环境的影响小，因此，近年来，电炉正在迅速发展，电炉钢的增长远远高于氧气转炉钢的增长。
自20世纪90年代以来，国内先后引进了30多座先进的超高功率电弧炉，但与世界先进水平相比，仍存在不足和差距，主要表现在：
（1）高水平的装备，低水平运行。废钢预热效率低，炉衬寿命低，偏心底出钢自然开浇率低，连浇炉数低及铸坯热送比例低。
（2）一条短流程生产线投产后形成一流的装备，二流的工艺，三流的原料等被动局面。废钢炉料质量差，装料次数多、时间长；熔氧结合工艺效果差，跟不上超高功率电弧炉的节奏；泡沫渣操作不稳定，发泡厚度低、维持时间短，难以实现长弧操作等。
（3）配套技术不完善。如氧—燃烧嘴、机械手氧枪及二次燃烧等国外已成熟的技术，国内大多数没有采用，少数采用的，效果不理想。
（4）环境污染严重。大部分超高功率电弧炉有排烟除尘设备，但效果不理想，电炉噪音急待解决。电炉高温烟气浪费，废渣的回收利用几乎为空白及电网公害、用电质量低下等。
因此，有必要对电弧炉炼钢工艺作进一步探讨，以实现工艺效果的最佳化。
2 电弧炉炼钢工艺优化
2.1 优化炉料结构
2.1.1 废钢高温预热
该项技术利用废气显热或燃烧热将废钢预热到较高温度、然后以连续或半连续上料方式加入电炉。对于这种废钢高温预热技术，其功能要求有：○1防止废钢在高温预热时粘结；○2提高预热效率；○3预防废气中未燃CO的安全措施；○4预防二恶英及难闻气体的措施；○5设备上要求装炉废钢形状的自由度增大；开发经济的、紧凑式、耐磨损设备。
为此，应加大以下技术开发：○1挖掘吹氧潜力，控制废气温度；○2向燃烧室添加废钢的技术和废气燃烧技术；○3CO防爆技术；○4废气处理技术；○5利用夹具、推杆等装置，稳定地完成各种形状废钢上料操作；○6设备冷却及耐火材料选择。
电炉烟气含热占其总支出热的17%~18%，应利用其预热废钢降低电耗，近几年国外开发出几种利用烟气余热并外加一次能源的新型电炉：双壳竖炉电炉（CSF）、单壳竖炉电炉（SSF）、连续弧竖炉电炉（CONTIARC）。这些新型电炉有如下特点：
（1）使用双或单炉壳，并在炉顶预热废钢；
（2）除利用烟气余热外，采用天然气或油、煤、碳粉等和氧气结合预热废钢和冶炼，其中CONTIARC（90MV·A）的烟气余热利用率最高，达90%；
（3）电能消耗明显降低，但如加上非电能的总能耗，与一般UHP电炉相差并不太多，其主要意义在于使用一次能源代替电能，提高能源利用率；
（4）CONTIARC密封性较好，热效率较高，性能优于其它两种。SSF虽占地较小，但其椭圆形炉壳的炉内壁热负荷不够均匀，会影响变压器功率的发挥，且出钢口在炉内维护不太方便。CSF虽占地稍多，但与SSF相比参数较好。
如将废钢预热到800℃，电耗可望降低70kWh/t[1]。
2.1.2 开发替代铁资源
（1）必要性
随着电炉炼钢业的发展，废钢短缺。解决电炉所用金属料问题已经越来越突出地摆在我们面前。据世界金属导报预测，中国废钢短缺将更显得严重。近年来，我国的电炉发展迅速，仅江苏及上海就有15台大电炉投产，生产能力达到700万t，福建、广东、云南等地也有一批电炉投产。这些地区只能解决部分废钢供应，部分要依赖外购，废钢问题尤为突出。我国每年废钢缺口达到500~800万t[2]，且短期内难于缓解。目前世界废钢市场需求大于供给，废钢价格上扬，依赖进口，将使电炉钢很难有什么经济效益。
随着废钢多次循环使用以及涂镀层钢铁制品的增加，废钢中有害杂质不断增加，特别是Sn、As、Cu、Sb等，它们在冶炼时大多无法或难于去除而成为钢中的残留元素。这些有害元素在钢水凝固时多数在晶界析出，钢坯在高温加热时，又在表面富集，因此形成了低熔点区，极易形成热脆。钢的塑性、延伸率、冲击韧性降低。部分合金结构钢中五害元素（Pb、As、Sb、Bi、Sn）增加，在320~400℃或520~570℃回火处理时引起回火脆性，尤其对中温长期应用的更为危险。五害元素的增加还会导致钢的焊接冷裂纹敏感性，在板材上影响成型性。因此，应将五害元素控制在一个较低的水平。对优质合金结构钢，五害元素含量应分别控制在≤0.02%。为此，可采用以下措施：○1在入炉原料中配入一部分直接还原铁和生铁起稀释作用。○2用机械方法或化学处理工艺去除循环旧废钢中的有害杂质元素，但会增加成本。
（2）生铁
我国生铁价格与国内优质废钢价格相近。生铁中金属残余元素很低，因而含S、P较低的生铁也是一种冶炼优质钢的金属炉料。我国在这方面已有成功的经验。
巴西MJS公司10多年来在84tUHP电炉炉料中配加35%的冷生铁，效果很好。电耗、电极和耐火材料的消耗降低，冶炼时间缩短，生产率提高，仅吹氧管消耗和石灰消耗略有增加。其中氧耗增加1m3/t相应节电3.6kWh/t。同时由于吹氧脱碳沸腾时的脱气作用，钢水中氮含量（比全废钢冶炼）显著降低。加之生铁中残余元素含量很低（Cu+Cr+Ni+Sn=0.04%），因而钢质量达到了优质钢的要求[3]。
热装铁水，是当今的热门话题。热铁水中的金属残余元素含量很低，而且每吨热铁水大约携带有500kW·h的热量，其中物理热大约为300kW·h，化学热（与氧作用后）大约为200kW·h。配加30%热铁水，电耗约降低100kWh/t，配加50%的热铁水，电耗降低可达200kWh/t[3]。
电炉兑装大量铁水带来的问题是脱C速度的限制。电炉的脱C速度一般为0.1%[C]/min，低于转炉中0.3%[C]/min的脱C速度[4]，因而电炉中铁水兑装量不宜超过50%。此外，铁水脱碳产生的炉气量较大，炉气处理系统负担加重，故热铁水总装入量以30%~40%为宜。
铁水的生产有高炉法和熔融还原法。当今世界上许多国家都致力于无焦冶金—熔融还原法。最近十年来开发的熔融还原炼铁技术很多，大多数尚处于试验研究阶段。COREX法是目前世界上唯一实现工业生产的熔融还原炼铁技术。在美国、澳大利亚、意大利等国得到了发展（150~200万t/a）。就资源及生态环境而言，该法更适合我国国情。
（3）直接还原铁
采用煤基和气基DRI炼钢技术有如下优越性：○1钢中有害元素Sn、Sb、As、Bi含量大幅度降低，提高了钢材断裂韧性、热加工塑性、冷加工可塑性；○2钢中S、P含量降低，提高钢材冲击韧性，降低脆性转变温度；○3缩短电炉精炼期，提高Ni、Mo等有价元素收得率。○4降低钢中[H]及[N]含量；○5用DRI炼优质合金钢热变形能力良好，适合于作深冲钢板；○6用煤基回转窑法生产DRI可不经冷却筒直接热装电炉，可提高电炉生产率与降低吨钢电耗。
在我国，煤炭资源丰富，而石油及天然气供需不平衡，因此，发展煤基直接还原铁更适合我国资源条件。煤基直接还原流程成熟的工艺是德国的SL/RN法、英国的DRC法、法国
的Codir法等。国内本钢南芬矿、辽阳棉花堡矿、山东金岭矿、太钢尖山矿、陕西大南沟矿、安徽霍邱矿及海南矿均符合DRI要求，有一定资源条件。目前辽宁喀左县、吉林桦甸、河南登封、鲁中矿山公司等地正在推广回转窑直接还原技术。天津大无缝钢管厂引进英国Davy 公司关键技术及设备，兴建了年产30万tDRI的两条φ5m×80m回转窑生产线。
直接还原铁技术发展动向：
1）热压铁块（HBI）。经还原工艺生产的直接还原铁在高温状态下压缩成形好，成为高体积密度的型块，且具有高的导电率和热传导率。高密度意味着可促进熔化和减少氧化所造成的铁损。而且热压铁块在炼钢操作中具有降低钢中残余元素和硫含量的稀释效果。近几年来，全世界所生产的直接还原铁中热压铁块的比例在逐年增加。
2）碳化铁（Fe3C）。碳化铁是以铁精矿粉为原料，用合成煤气（用部分转化的天然气合成）在流态化床中反应生成的产品，反应式为：3Fe2O3＋5H2＋2CH4=2Fe3C＋9H2O 碳化铁具有不自燃、流动性好的特点，它含磷、硫低，碳含量高，冶金性能好，其成本低于海绵铁和热压铁块，是一种理想的炼钢原料。我国的海南、新疆、四川等地有较大的天然气和铁矿贮量，尤其是国外优质铁矿的大量进口，这些为我国生产碳化铁提供了客观的资源条件。
电炉钢厂可采用直接还原铁＋生铁＋废钢的炉料结构，根据钢质量要求和直接还原铁的价格，考虑合适的配加量以满足冶炼优质钢的要求和解决废钢不足问题。采用30%~40%的热铁水＋废钢的炉料结构，有利于提高电炉钢的质量和降低电耗及成本，这也是一种解决废钢短缺的合理对策。
2.2 优化冶炼工艺
单元工序的技术进步在于顺应系统总体优化的要求，电炉炼钢是电炉钢厂的上流工序，是全厂生产顺利流畅的前提。优化电炉冶炼工艺的指导思想是以保证质量为基础，以提高生产率为目标，在实现电炉冶炼—连铸匹配的同时使各项消耗和成本大幅度降低。近年来先进电炉钢厂采取的技术措施如图1所示。
(1)电弧炉的功能分化
现代电弧炉冶炼工艺，改变了传统的“老三期”一统到底的落后工艺路线，变成废钢预热（SPH）—超高功率电弧炉（UHP）—二次精炼（SR）配合连铸或连轧，形成高效节能的“短流程”优化流程，见图2。其中把熔化期的一部分任务分出去，采用废钢预热，再把还原期的任务移到炉外，采用熔氧期合并的快速冶炼工艺。
（2）强化用氧
为降低电耗采用氧燃烧嘴和氧碳喷吹强化冶炼，这两项措施可使UHP电炉冶炼周期缩短到1h左右，并可分别降低电耗30和60kW·h/t，从而使熔化电耗降低到340~350 kW·h/t[5]，但需结合厂情，且用氧参数要合理。氧压一般要求在0.5~0.6MPa，吹氧时间不宜过长，以防热损失增加而降低了吹氧作用。有的厂废钢处理未达到期尺寸要求，在炉内吹氧切割大块废钢，也使氧耗量增加。
（3）动态控制方法的开发
该方法通过检测废气成分等来确定泡沫渣的状况，并将此信息反馈到操作条件中。此方法可望降低电耗10Kw·h/t[1]，并能提高金属收得率。
（4）提高LF处理率
LF处理率提高到60%以上，可大大提高电炉生产率，提高钢水终点成分及温度命中率，提高连铸生产率，改进产品质量。通过降低出钢温度，缩短精炼时间等改进措施，能降低电耗25~30kW·h/t。
2.3 优化环保工艺
制造流程优化是节能、清洁生产最根本的支撑力量。电炉工艺在未来的发展中必须注重
环保，和环境友好共存，并使无害化处理的负担最小化。这方面主要的技术包括：降低废气中二恶英浓度的技术；电炉烟尘的处理技术；噪音的抑制；电网公害的抑制。
（1）降低二恶英浓度的技术措施
控制废气温度，促使二恶英分解并防止其再合成；使用活性炭等吸附二恶英。
（2）烟尘处理
电弧炉炼钢产生的烟尘＞20000mg/m3，占出钢量的1%~2%（特别是强化吹氧时），因此，电弧炉必须配备排烟除尘装置，使排放粉尘含量达到标准（＜150mg/m3）。目前，普遍采用炉顶第四孔排烟法。为改进环保，充分回收粉尘，建立一个完整的回收利用系统也是必要的。
（3）噪音的抑制
超高功率电弧炉产生的噪音高达110dB，噪音对环境的影响很大。采用电弧炉封闭罩可使罩外的噪音强度为80~90dB。
（4）电网公害的抑制
电弧炉炼钢产生的电网公害主要包括电压闪烁与高次谐波。电压闪烁解决的办法有两种：○1要有足够大的电网，即电弧炉变压器要与足够大的电压、短路容量（为变压器额定容量的80倍以上）的电网相联。○2采用无功补偿装置进行抑制，如采用晶体管控制的电抗器（TCR）。抑制高次谐波的措施是：采取并联谐波滤波器，即采取L、C串联电路。实际上，电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制，即采用静止式动态无功补偿装置—SVC装置，但SVC装置投资成本高。
3结语
（1）现代电弧炉炼钢的技术特征是：高生产率，低成本；具有生产高等级钢（高纯净钢）的能力及环保效果好。
（2）为实现上述目标，必须开发并推广相应的技术：废钢高温预热，高铁水比操作，使用替代铁资源；优化冶炼工艺；有效抑制公害。
参考文献
[1]Fumio Sudo（日）．亚洲电炉工艺的现状及发展趋势．世界钢铁，2000，2：14
[2]张吉君．电炉用金属炉料与节能.特殊钢，1999，20（1）：7
[3]陈伟庆，李士琦，成国光．直接还原铁在电弧炉炼钢中应用.特殊钢，1997，18（2）：6
[4]Bester D et al．Intergrated compact mill incorporating the Corex-EAF technology．MPT，1995（1）：40~44
[5]杨甲瀛．在我国目前形势下如何进一步发展电炉炼钢．钢铁，1999，34（6）：73
电炉炼钢工艺
【本章学习要点】本章学习电炉炼钢的配料计算，装料方法及操作，电炉熔化期、氧化期、还原期的任务及其操作，出钢操作等。 电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。目前，世界上90%以上的电炉钢是电弧炉生产的，还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。通常所说的电弧炉，是指碱性电弧炉。 电弧炉主要是利用电极与炉料之间放电产生电弧发出的热量来炼钢。其优点是：（1）热效率高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65%以上。 （2）温度高，电弧区温度高达3000℃以上，可以快速熔化各种炉料。 （3）温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求。 （4）炉内气氛可以控制，可去磷、硫，还可脱氧。 （5）设备简单，占地少，投资省。 第一节冶炼方法的分类 根据炉料的入炉状态分，有热装和冷装两种。热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需转炉或其他形式的混铁炉配合；冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。根据冶炼过程中用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。氧化法多采用双渣冶炼，但也有采用单渣冶炼的，如电炉钢的快速冶炼，而不氧化法均采用单渣冶炼。此外，还有返回吹氧法。根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩氧混吹法。 冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面我们扼要介绍几种冶炼方法： (1)氧化法。氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂用来氧化钢液中的Si、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。因此，该法虽是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。 (2)不氧化法。不氧化法冶炼的特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似本钢种返回废钢以及软钢等，要求磷及其他杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。在缺少本钢种或类似本钢种返回废钢时，炉料中可配入铁合金，这种冶炼方法又叫做装入法，用“入”字表示，多用于冶炼高合金钢等钢种上。 不氧化法冶炼如果不采取其他有效措施相配合，则成品钢中的氢、氮含量容易偏高。为了消除这种缺点，从而出现了返回吹氧法。 (3)返回吹氧法。返回吹氧法简称返吹法，用“返”字表示。该法主要使用返回废钢并在冶炼过程中用氧气进行稍许的氧化沸腾，既可有利于回收贵重的合金元素，又能降低钢中氢、氮及其他杂质的含量。因此，该法多用于冶炼铬镍钨或铬镍不锈钢等钢种。 (4)氩氧混吹法。炉料全熔后，按比例将混合好的氩、氧气体从炉门或从炉底吹入，即相当于一台电炉又带一台AOD精炼炉。该法主要用于不锈钢的冶炼上，特点是铬的回收率高，成本低，操作灵活简便，且钢的质量好。
电炉炼钢原理简介
电炉炼钢原理简介 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020
炼钢工艺过程 造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。 出渣：炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。 熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、等方法来实现。 底吹：通过置于炉底的将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，，提高。 熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温，并造好熔化期的。 氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于％左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或中进行。 精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。 还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。 炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉
炼钢工艺流程
炼钢工艺流程 造渣：调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣——金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣 的量减至最小。 出渣：电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣；用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放 出，以防回磷等。 熔池搅拌：向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。 电炉底吹：通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间，降低电耗，改善脱磷、脱硫操作，提高钢中残锰量，提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀，从而改善钢质量，降低成本，提高生产率。 熔化期：炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将 炉料熔化及升温，并造好熔化期的炉渣。 氧化期和脱炭期：普通功率电弧炉炼钢的氧化期，通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷；去除气体及夹杂物；使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度，要求脱碳量大于0.2％左右。随着炉外精炼技术的发展，电弧炉的氧 化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。 精炼期：炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物，经化学反应选入气相或排、浮入渣中，使之从钢液中排除的工艺操作期。 还原期：普通功率电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功 率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。 炉外精炼：将炼钢炉（转炉、电炉等）中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程，也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼：炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼：将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫，去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是：可提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多，大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同，又可分为钢 包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。 钢液搅拌：炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化，并能促进
电炉炼钢配料工艺规程
电炉炼钢配料工艺规程 电炉炼钢用原材料的好坏，直接影响到炼钢生产的全过程和钢的质量、产量、消耗等技术经济指标。因此，炼钢用原材料都必须符合相应的国家、部或厂订技术标准。 1钢铁料 1．1钢铁料是电炉钢生产的最基本原料，包括：生铁、重型废钢（外厂切头、报废钢锭、钢坯、余水等）、中型废钢、轻薄料等。对钢铁料的基本要求是：成分准确、块度合适、不允许有混有易爆炸物、密封容器、有毒物和铜、铅、锌、锡等有色金属。铁料中的油污要烧掉、泥砂杂物等要清除。因此要求：严格验收、分选、分类保管。 1．2块度：重型废钢要求不大于1000×500×500mm，最大质量不大于5000Kg；中型废钢要求不大于800×400×200mm，单重≤500㎏，堆积密度≥0.7t/m3；薄板及切边、钢丝、盘条、钢绳等要求压块、打包、打捆，成型后的铁料密度要大于2t/m3，外型尺寸不大于800×500×400mm；块度不合上述要求的废钢要求进行切割、加工；废铁要求尺寸(长×宽×高)≤800×600×400mm，S、P≤0.15%； 1．3废钢和废铁，碳素废钢和合金废钢要求分开。高硫铁、含S、P比较高的钢巴、高锰废钢等要按种类分开堆放。 1．4返回废钢应按化学成份分类保管。 1.4.1高合金钢切头按钢号分类保管，不许混有泥砂、火砖、油污等； 1.4.2余水钢巴应做成分分析后做标志，避免配料混装； 1.4.3用于配料的报废高合金钢锭必须有化学成份。 1．5生铁应按级别堆放，要求有化学成份分析单，成份及外型尺寸应符合Q/JGGB84（S）-2008要求，单重≤40㎏。 2.配料制度 2.1钢铁料配比 配料工按每炉55-65%废钢、30-40%生铁的比例进行配料，并辅以少量废铁、切头； 2.2料篮装料,装料过程,不得使用钢球砸料。 2.3钢铁料要求：清洁、干燥、无油污,不得混有密封罐等危险品。 2.4每罐料配料顺序：先装入轻薄料、生铁,中间装入重、中型废钢,最后在面上铺上轻薄料；如遇特殊情况需配入超常料时应在一次料中配入或单独吊入。 2.5钢铁料配入量 2.5.1预留钢水量：5～10吨；
偏心底出钢(EBT)电弧炉(EAF)冶炼工艺
1前言 传统电炉炼钢“老三期”工艺操作:装料熔化、氧化扒渣、造渣还原、带渣出钢，带入钢包中的是还原性炉渣，带渣出钢对进一步脱硫、脱氧、吸附夹杂等是有益无害的。而当电炉功能分化后，超高功率电炉与炉外精炼相配合，电炉出钢时的炉渣是氧化性炉渣。理论与实践证明，这种氧化性炉渣带入钢包精炼过程将会给精炼带来极为不利的影响。于是，围绕避免氧化渣进入钢包精炼过程，出现了一系列渣钢分离方法。其中，效果最好、应用最广泛的是EBT法(Eccentric Bottom Tapping) ,即偏心底出钢法，简称“EBT” 。 本文概述偏心底出钢电炉的结构特点及其优越性，重点介绍偏心底出钢电炉的冶炼工艺，以及偏心底出钢电炉的出钢口填料及其操作。 2EBT电弧炉的特点 EBT电炉结构是将传统电炉的出钢槽改成出钢箱，出钢口在出钢箱底部垂直向下。出钢口下部设有出钢口开闭机构，开闭出钢口，出钢箱顶部中央设有操作口，以便出钢口的填料操作与维护。 EBT电炉主要优越性在于，它实现了无渣出钢和增加了水冷炉壁使用面积。优点如下: (1)出钢倾动角度的减少。简化电炉倾动结构:降低短网阻抗:增加水冷炉壁使用面积，提高炉体寿命。 (2)留钢留渣操作。无渣出钢，改善钢质量，有利于精炼操作:留钢留渣，有利电炉冶炼、节约能源。 (3)炉底部出钢。降低出钢温度，节约电耗:减少二次氧化，提高钢的质量:提高钢包寿命。 由于EBT电炉诸多优点，在世界范围迅速得到普及。现在建设电炉，尤其与炉外精炼配合的电炉，一定要求无渣出钢，而EBT是首选。 EBT电炉的出钢操作。出钢时，向出钢侧倾动约5°后，开启出钢机构，出钢口填料在钢水静压力作用下自动下落，钢水流入钢包，实现自动开浇出钢。当钢水出至要求的约95%时迅速回倾以防止下渣，回倾过程还有约5%的钢水和少许炉渣流入钢包中，炉摇正后(炉中留钢10%～15%,留渣≥95%)检杳维护出钢口，关闭出钢口，加填料，装废钢，重新起弧熔炼。3EBT电炉的冶炼工艺 3.1冶炼工艺操作 EBT电炉冶炼己从过去包括熔化、氧化、还原精炼、温度、成分控制和质量控制的炼钢设备，变成仅保留熔化、升温和必要精炼功能(脱磷、脱碳)的化钢设备。而把那些只需要较低功率的工艺操作转移到钢包精炼炉内进行。钢包精炼炉完全可以为初炼钢液提供各种最佳精炼条件，可对钢液进行成分、温度、夹杂物、气体含量等的严格控制，以满足用户对钢材质量越来越严格的要求。尽可能把脱磷，甚至部分脱碳提前到熔化期进行，而熔化后的氧化精炼和升温期只进行碳的控制和不适宜在加料期加入的较易氧化而加入量又较大的铁合金的熔化，对缩短冶炼周期，降低消耗，提高生产率特别有利。 EBT电炉采用留钢留渣操作，熔化一开始就有现成的熔池，辅之以强化吹氧和底吹搅拌，为提前进行冶金反应提供良好的条件。从提高生产率和降低消耗方面考虑，要求电炉具有最短的熔化时间和最快的升温速度以及最少的辅助时间(如补炉、加料、更换电极、出钢等)，以期达到最佳经济效益。 (1)快速熔化与升温操作 快速熔化和升温是当今电弧炉最重要的功能，将第一篮废钢加入炉内后，这一过程即开始进行。为了在尽可能短的时间内把废钢熔化并使钢液温度达到出钢温度，在EBT电炉中一般采用以下操作来完成:以最大可能的功率供电，氧一燃烧嘴助熔，吹氧助熔和搅拌，底吹搅拌，泡沫渣以及其它强化冶炼和升温等技术。这些都是为了实现最终冶金目标，即为炉外精炼提供成分、温度都符合要求的初炼钢液为前提，因此还应有良好的冶金操作相配合。
现代短流程电弧炉炼钢方法
现代短流程电弧炉炼钢方法可以与转炉炼钢法相匹敌，除了流程本身具有优势外，更得益于电弧炉工艺与装备的不断改进，使电弧炉炼钢生产的主要经济指标不断刷新。先进设备在全废钢操作条件下已达到出钢——出钢时间45min、电耗300kWh/t的水平。在采用兑加30%～50%以下铁水或熔融还原铁水后，电弧炉进一步提高了产品质量，缩短了冶炼时间，降低了电耗，同时增加了工艺的灵活性。经过一系列改革，现代电弧炉与传统电弧炉工艺装备有了很大差别，已成为炼钢工艺过程众多环节中的一环——初炼。 （1）大型化和高功率化。容量过小的电弧炉不仅生产率低，而且技术经济指标很难与精炼、连铸、连轧设备配套，因此扩大炉容量是提高和改善短流程生产线整体效率的有效手段。20世纪70年代以来，许多国家逐步淘汰了30吨以下的电炉，取而代之的是大容量电炉。炉容量增加的同时伴随输入电功率的提高，吨钢配置的变压器容量向高功率、超高功率的方向发展。 （2）长弧操作与泡沫渣埋弧工艺。电弧炉提高输入功率的同时也增加了短网的电能损耗，采用高电压、小电流为特征的长弧操作对于减少电损失是相当有效的。为了避免长弧所引起的辐射热损失增加及对炉衬、炉盖寿命的不利影响，在熔炼过程中造泡沫渣遮蔽电弧以提高电弧传热效率是十分必要的。此外，泡沫渣还能明显降低电弧炉冶炼时的噪音。 电弧炉生产碳钢和低合金钢时使用碳氧枪很容易使渣中产生足够的CO气体使炉渣泡沫化，而在冶炼不锈钢等钢种时，则需利用含碳酸盐发泡剂的热分解产生CO2气体以形成泡沫渣。 （3）电气设备改进与直流供电。电弧炉电气设备的改进包括电极自动调整、导电横臂和“一电双炉”的配置等。交流电弧炉上的电极自动调整保证三相功率平衡和最大功率的输入。与采用汇排方式相比，用铜-钢复合板或铝合金制成的导电横臂降低了短网电阻，也使装备更轻便和易于维护。双炉壳交替使用一套供电系统的“一电双炉”的形式能充分发挥电气设备的使用效率，明显提高电弧炉生产能力。与交流电弧炉相比，直流电弧供电避免了三相电极在炉内所造成的“热点”和“冷区”，还可以降低对电网的闪烁干扰，减少电极的表面氧化消耗。 （4）能源多样化。炉料的高配碳以及采用超音速水冷氧枪强化吹氧助熔使现代电弧炉中元素氧化产生的热量占总热量输入的1/3左右，燃料-氧枪烧嘴又能提供10%～20%的能量输入，这些都可以明显降低电能的消耗。电能属于二次能源，若采用火力发电时煤转化为电能的效率以30%计，电能在电弧炉中转化为热能的效率约为70%，则从煤到热能熔化废钢的总热效率只有20%左右，而利用燃料与氧气的直接燃烧产生的热量熔化废钢时热效率可达40%以上。可见，在电弧炉中以煤、燃油和天然气等一次能源替代电能可提高能源综合利用率。此外，烧嘴和煤氧枪提供的附加热能也相当于提高了总的输入功率。 （5）二次燃烧与废钢预热。由于高配碳和强化吹氧操作所产生的大量CO气体，二次燃烧将其中的化学能转化为热能，同时也有利于炉气的安全排放。但是由于炉内的二次燃烧只能将CO转化为CO2中大约30%的热量传递给熔池，有必要通过废钢预热来回收炉气里的显热。
电炉炼钢说明书
1.炼钢工艺 1.1概述 某钢铁厂决定新建年产60万t铸坯的电炉炼钢厂。 新建电炉炼钢厂设有一座80t交流电弧炉、一座80tLF钢包精炼炉、一台R6m4机4流方坯连铸机。年产合格钢水61.86万t，年产合格铸坯60万t，经由辊道热送至轧钢车间作后续处理。 1.2生产规模及产品方案 1.2.1生产规模 新建电炉炼钢厂生产规模年产钢水61.86万t，连铸坯60万t。 电炉原料条件：100%废钢 1.2.2产品方案 铸坯断面：150mm×150mm。 定尺：6～12m。 主要生产钢种为低合金钢。 1.3钢水冶炼路线 电炉车间主要工艺设备如下： 1座80t电炉； 1座80tLF钢包精炼炉； 1座R6m4机4流连铸机。 由此确定的主要冶炼路线如下： 电炉→LF钢包精炼炉→连铸。 1.4主要原料及辅料供应
1.4.1 废钢 炼钢车间年需废钢：69.278万t。 1.4.2 辅助原料 （1）铁合金 炼钢车间年需铁合金0.866万t（含LF钢包精炼炉），常用的铁合金有硅铁、锰铁、硅锰合金、铝等，块度5~40mm。 （2）石灰 炼钢车间年需石灰37116 t。 （3）白云石 炼钢车间年需白云石0.309万t。 （4）萤石 萤石年需量3093 t。 （5）耐火材料 炼钢车间年需各种耐火材料（电炉、钢水罐、LF炉、连铸）0.835万t。 （6）合成渣 炼钢车间年需合成渣12372 t。 （7）电极 炼钢车间年需电极1237 t。 （8）铝丝和Si－Ca线 炼钢车间年需铝丝和Si－Ca线分别为247.44t和927.9t。 1.5金属物料平衡 电炉车间金属平衡图见图1-1。
图1-1 电炉车间金属平衡图（单位：×104t） 1.6工艺流程 1.6.1 炼钢工艺流程见图1-2
电炉炼钢工艺优化
电炉炼钢工艺优化 摘要：针对国内电弧炉炼钢技术存在的问题，探讨了电弧炉炼钢强化工艺：改善炉料结构，优化冶炼工艺，开发环保技术。 关键词：电炉；废钢；直接还原铁；环保 1 前言 由于电炉钢的投资少，劳动生产率高，经济规模小且对环境的影响小，因此，近年来，电炉正在迅速发展，电炉钢的增长远远高于氧气转炉钢的增长。 自20世纪90年代以来，国内先后引进了30多座先进的超高功率电弧炉，但与世界先进水平相比，仍存在不足和差距，主要表现在： （1）高水平的装备，低水平运行。废钢预热效率低，炉衬寿命低，偏心底出钢自然开浇率低，连浇炉数低及铸坯热送比例低。 （2）一条短流程生产线投产后形成一流的装备，二流的工艺，三流的原料等被动局面。废钢炉料质量差，装料次数多、时间长；熔氧结合工艺效果差，跟不上超高功率电弧炉的节奏；泡沫渣操作不稳定，发泡厚度低、维持时间短，难以实现长弧操作等。 （3）配套技术不完善。如氧—燃烧嘴、机械手氧枪及二次燃烧等国外已成熟的技术，国内大多数没有采用，少数采用的，效果不理想。 （4）环境污染严重。大部分超高功率电弧炉有排烟除尘设备，但效果不理想，电炉噪音急待解决。电炉高温烟气浪费，废渣的回收利用几乎为空白及电网公害、用电质量低下等。 因此，有必要对电弧炉炼钢工艺作进一步探讨，以实现工艺效果的最佳化。 2 电弧炉炼钢工艺优化 2.1 优化炉料结构 2.1.1 废钢高温预热 该项技术利用废气显热或燃烧热将废钢预热到较高温度、然后以连续或半连续上料方式加入电炉。对于这种废钢高温预热技术，其功能要求有：○1防止废钢在高温预热时粘结；○2提高预热效率；○3预防废气中未燃CO的安全措施；○4预防二恶英及难闻气体的措施；○5设备上要求装炉废钢形状的自由度增大；开发经济的、紧凑式、耐磨损设备。 为此，应加大以下技术开发：○1挖掘吹氧潜力，控制废气温度；○2向燃烧室添加废钢的技术和废气燃烧技术；○3CO防爆技术；○4废气处理技术；○5利用夹具、推杆等装置，稳定地完成各种形状废钢上料操作；○6设备冷却及耐火材料选择。 电炉烟气含热占其总支出热的17%~18%，应利用其预热废钢降低电耗，近几年国外开发出几种利用烟气余热并外加一次能源的新型电炉：双壳竖炉电炉（CSF）、单壳竖炉电炉（SSF）、连续弧竖炉电炉（CONTIARC）。这些新型电炉有如下特点： （1）使用双或单炉壳，并在炉顶预热废钢； （2）除利用烟气余热外，采用天然气或油、煤、碳粉等和氧气结合预热废钢和冶炼，其中CONTIARC（90MV·A）的烟气余热利用率最高，达90%； （3）电能消耗明显降低，但如加上非电能的总能耗，与一般UHP电炉相差并不太多，其主要意义在于使用一次能源代替电能，提高能源利用率； （4）CONTIARC密封性较好，热效率较高，性能优于其它两种。SSF虽占地较小，但其椭圆形炉壳的炉内壁热负荷不够均匀，会影响变压器功率的发挥，且出钢口在炉内维护不太方便。CSF虽占地稍多，但与SSF相比参数较好。 如将废钢预热到800℃，电耗可望降低70kWh/t[1]。
电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程
电弧炉炼钢的原理和工艺的详细过程 最佳答案 工艺一般都是老三期干法可分为熔化期氧化期还原期 原理：电炉练刚．电炉练钢是利用电能来作热源进行冶炼． 常用的电路有电弧炉和感应炉两种，而电弧炉练钢占电炉练钢产量的决大部分．一般所说电炉就是指电弧炉． 电炉可全部用废钢做为金属原料，可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢，如特殊工具钢，航空用钢和不锈刚等． 电炉按所有的炉衬分为酸性和碱性两种．目前主要用碱性电炉，这种炉子可以有效地祛除钢中的硫，这是其他练钢方法所及的．随着世界钢铁生产的发展，电炉钢的比例不断提高，目前占世界钢产量的30％左右，尤其以电路－连铸－连扎为特点的电炉短流程工艺的确立，使电炉钢得到了很大的发展．世界上近年来发展的新型电炉主要有超功率电炉，直流电路，双壳电炉，坚炉电炉
等．随着炉外精练工艺的发展，电炉作为初练炉的功能更加突出．电炉－精练炉的联合超作，使电炉的冶炼周期大大缩短，有生产节奏转炉化的趋势，生产效率大大提高．（累啊～～本人就是电炉练钢的本质料全部来源书） 电弧炉熔炼 （1）电弧炉构造及工作原理 电弧炉熔炼是利用石墨电极与铁料（铁液）之间产生电弧所发生的热量来熔化铁料和使铁液进行过热的。生产上普遍使用的是三相电弧炉，其炉体部分的构造示于图1。在电弧炉熔炼过程中，当铁料熔清后，进一步地提高温度及调整化学成分的冶炼操作是在熔渣覆盖铁液的条件下进行。电弧炉依照炉渣和炉衬耐火材料的性质而分为酸性和碱性两种。碱性电弧炉具有脱硫和脱磷的能力。 （2）弧炉熔炼的优缺点及其应用
电弧炉熔炼的优点是熔化固体炉料的 能力强，而且铁液是在熔渣覆盖条件下进行过热和调整化学成分的，故在一定程度上能避免铁液吸气和元素的氧化。这为熔炼低碳铸铁和合金铸铁创造了良好的条件。电弧炉的缺点是耗电能多，从熔化的角度看不如冲天炉经济，故铸铁生产上常采用冲天一电弧炉双联法熔炼。由于碱性电弧炉衬耐急冷急热性差，在间歇式熔炼条件下，炉衬寿命短，导致熔炼成本高，故多采用酸性电弧炉与冲天炉相配合。 图三相电弧炉体剖面简图
电炉炼钢新工艺新技术,电炉炼钢质量控制实用手册
《电炉炼钢新工艺新技术与质量控制实用手册》作者：金铁城于阳 出版社：当代中国音像出版社2010年出版 开本：16开精装 册数：四册+1张CD 定价：998 元 优惠价：450 元 详细目录： 第一篇电炉炼钢的基本原理 第一章电炉炼钢的概念和特点 第二章炼钢基本任务及技术经济指标 第三章金属熔体 第四章炼钢炉渣 第五章铁、硅、锰及其他元素的氧化 第六章脱碳反应 第七章脱磷与脱硫 第八章钢的脱氧 第九章炼钢过程中钢液的搅拌
第十章钢中气体 第十一章钢中非金属夹杂物 第二篇电弧炉炼钢设备 第一章电弧炉炼钢发展概况 第二章电弧炉的炉体构造 第三章电弧炉的机械设备 第四章电弧炉的电气设备 第五章电弧炉的辅助装置 第六章炼钢电弧炉设计计算 第三篇电弧炉炼钢车间 第一章电弧炉炼钢车间工艺设计 第二章电弧炉炼钢车间布置实例 第三章电弧炉炼钢车间除尘系统 第四篇电弧炉炼钢传统工艺 第一章电弧炉炼钢的原材料 第二章碱性电弧炉炼钢工艺概述 第三章碱性电弧炉氧化法炼钢工艺第四章碱性电弧炉返回法炼钢工艺第五章碱性电弧炉不氧化法炼钢工艺第六章酸性电弧炉炼钢工艺 第七章典型钢种的冶炼 第五篇电弧炉炼钢新工艺、新技术
第一章超高功率电弧炉 第二章超高功率电弧炉配套相关技术第三章直流电弧炉技术 第四章电弧炉炼钢技术新进展 第五章电弧炉炼钢自动化技术 第六篇其他电冶金方法 第一章感应炉冶炼 第二章真空感应炉熔炼 第三章真空自耗炉熔炼 第四章电子束熔炼法 第五章等离子弧熔炼 第六章电渣重熔 第七篇电炉钢的炉外精炼 第一章炉外精炼概述 第二章真空脱气法 第三章钢包精炼法 第四章氩氧炼钢法 第五章其他精炼方法 第六章炉外精炼用耐火材料 第八篇电炉钢的浇注及质量控制 第一章钢液的凝固 第二章钢的浇注方法
电炉冶炼工艺简介
电炉冶炼工艺简介 一、分类方法 一般是按造渣工艺特点来划分的，有单渣氧化法、单渣还原法、双渣还原法与双渣氧化法，目前普遍采用后两种。 1）双渣还原法 又称返回吹氧法，其特点是冶炼过程中有较短的氧化期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳，去气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由含低磷的返回废钢组成。 由于它采取了小脱碳量、短氧化期，不但能去除有害元素，还可以回收返回废钢中大量的合金元素。因此，此法适合冶炼不锈钢、高速钢等含Cr、W高的钢种。 2）双渣氧化法 又称氧化法，它的特点是冶炼过程有正常的氧化期，能脱碳、脱磷，去气、夹杂，对炉料也无特殊要求；还有还原期，可以冶炼高质量钢。 目前，几乎所有的钢种都可以用氧化法冶炼，以下主要介绍氧化法冶炼工艺。 第二节冶炼工艺 传统氧化法冶炼工艺是电炉炼钢法的基础。其操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段。因主要由熔化、氧化、还原期组成，俗称老三期。 一、补炉 1）影响炉衬寿命的“三要素” 炉衬的种类、性质和质量； 高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀； 吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。 2）补炉部位 炉衬各部位的工作条件不同（图5-1、图5-2）损坏情况也不一样。炉衬损坏的主要部位如下： 炉壁渣线受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重； 渣线热点区尤其2＃热点区还受到电弧功率大、偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为换炉的依据； 出钢口附近因受渣钢的冲刷也极易减薄； 炉门两侧常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。 图5-1 槽出钢电炉炉衬情况
碱性电弧炉炼钢工艺流程
碱性电弧炉炼钢工艺流程 碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期及出钢等7个阶段。 一、原材料准备 废钢是电弧炉炼钢的主要材料，废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率，因此，对废钢质量有如下几点要求。 1）废钢表面应清洁少锈，因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能，延长熔化时间，还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率，并增加钢中的含氢量。 2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。铅的密度大，熔点低，不溶于钢液，易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故；锡、砷和铜易引起钢的热脆。 3）废钢中不得混有密封容器，以及易燃、易爆物和有毒物，以保证安全生产。 4)废钢化学成分应明确，且需按成分分类存放，硫、磷含量不宜过高。 5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过300mm×300mm，最大长度不宜超过350mm)。 二、补炉 一般情况下，每炼完一炉钢后，在装料前要进行补炉，其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位，以维持正常的炉体形状，从而保证冶炼的正常进行和安全生产，补炉的要点如下：
1)出钢后立即检查炉衬，需填补炉底时，应先将炉底残渣全部扒出，然后进行填补。补炉的原则是高温、快补、薄补，维护炉膛原状。 2)补炉料要提前半个小时混合均匀，补炉后放下电极烘烤30min，若补镁砂量较大，应酌情延长烘烤时间。 三、配料及装料 配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间。配料时应注意以下几点：一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量；二是炉料的大小要按比例搭配，以达到好装、快速熔化的目的；三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用；四是配料成分必须符合工艺要求。 装料前应先在炉底铺上一层石灰，其重量约为炉料重量的2％，以便提前造好熔化渣，有利于早期去磷，减少钢液吸气和加速升温。 装料时应将小料的一半放入底部，小料的上部、炉子中心区放入全部大料、低碳废钢和难熔炉料，大料之间放入小料，中型料装在大料的上面及四周，大料的最上面放入小料。凡在配料中使用的电极块应砸成50～lOOmm，装在炉料下层，且要紧实，装好的炉料为半球形，二次加料不使用大块料及湿料。 四、熔化期 在电弧炉炼钢工艺中，从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期的任务是将固体炉料迅速熔化成钢液，并进行脱磷，减少钢液吸收气体和金属的挥发。熔化期的操作工艺如下： 1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料，电弧与炉顶距离很近，如果输入功率过大、电压过高，炉顶容易被烧坏，因此一般选用中级电压和输入变压器额定功率的2／3左右。
电弧炉炼钢工艺
电弧炉炼钢工艺 2010级冶金1001班，3100701011，魏宏兴 摘要：回顾了电弧炉炼钢发展概况，详细介绍电弧炉炼钢工艺和生产情况，重点分析了短流程炼钢发展趋势。 关键词：电弧炉炼钢发展趋势 Abstract：The general situation of the EAF steelmaking development was reviewed in this article,production and electric arc furnace steelmaking process are introduced in detail, analyses the development trend of short flow steelmaking. Key word：electric arc furnace steelmaking The development trend 1电弧炉炼钢概述 电弧炉（EAF）炼钢是以电能作为热源，以废钢为主要原料的炼钢方法，它是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助电弧辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属炉料和炉渣，冶炼出各种成分合格的钢和合金一种炼钢方法。 1.1工艺过程 电弧炉炼钢以前的方法（老三期）： 补炉→装料→熔化期（分为四个阶段：起弧期→穿井期→主熔化期→熔末升温期）→氧化期→还原期→出钢 装料：废钢；也可以装入少量铁水，叫热装铁水。 熔化期：主要是废钢等的熔化。 氧化期：通过矿石氧化或者吹氧等操作，去除钢水中的杂质、N、H等 还原期：造渣、配合今等。 现在常用：废钢预热→熔氧期→出钢→精炼 现在一般把还原期拿到LF来操作，这样可以缩短冶炼周期，操作也比较方便 1.2工艺特点 1）电能为热源，避免了燃烧燃料对钢液的污染，热效率高，可达65%以上。 2）冶炼熔池温度高且容易控制，满足冶炼不同钢种的要求。 3）电热转换时，输入熔池的功率容易调节，因而容易实现熔池加热制度自动化，操作方便。 4）电弧炉炼钢可以消化废钢，是一种铁资源回收再利用的过程，也是一项处理污染的环保技术，它相当于是钢铁工业和社会废钢的回收工具。
现代化电炉炼钢工艺
现代化电炉炼钢工艺 “Чстцп机器制造厂”是现代化的冶金企业，1999—2000年从意大利达涅利公司引进了万能连铸机，钢包炉，新的带DANARC系统的交流电弧炉(2号电弧炉)，VDNOD真空处理装置。 利用外资改造后企业生产达到了一个新水平，无论是完善工艺，还是提高产量，扩大产品种类，提高质量，降低成本都有广阔的发展前景。目前炼钢生产工艺流程如下：用2号电弧炉炼钢，钢包炉精炼，必要时真空处理，铸机浇铸或模铸。 2号电弧炉投产前(2002年8月)新工艺主要在1号电弧炉使用。1999年5～6月钢包炉投入使用，在1号电弧炉上安装了6个燃气氧气烧嘴，用于强化炉料熔化，装料门上安装了一个烧嘴，用来切割废钢和加快熔化。炉顶氧枪替代炉壁氧枪，还安装了氧气一碳操作装置，用于炉渣起沫和脱碳。 工艺特点如下：熔化时碳的重量百分比低于0.10％～0.12％，必须按碳含量的要求严格控制配料，保证碳含量在指定的范围内，限制氧化期脱碳速度，保证出钢前碳的重量百分比在指定的范围内，对于所有钢种来说简化了配料过程。 废钢化学成分较稳定时，避免了钢水脱磷问题。氧化结束后往钢包出钢时添加脱氧剂、铁合金和造渣剂。检查钢水氧化度目的是为预脱氧时确定铝的加人量。 1号电弧炉冶炼结束后在2号电弧炉炼钢。2号电弧炉由于技术和工艺问题，长时间工作不稳定，经济技术指标较低。担保期 (2001年8月)结束后工厂专家研究和实施了合理的电能工艺制度，并于2002年9月解决了工艺和构造问题，变压器功率为50MBA的电弧炉超过了设计生产率，每天能冶炼19 —20炉钢。2号电弧炉工作指标与初期工作指标和1号电弧炉相比参看表1。 表1 1号电弧炉和2号电弧炉运行指标 *变压器功率为50/63MBA 装有DANARC系统的电弧炉技术指标较高，动力装备水平良好。根据电炉工作场周长安装了6个燃气氧气烧嘴，每个烧嘴功率为5MBT。烧嘴校准后其倾角和转角能保证均匀烧料和熔化炉料。冶炼中供烧嘴的天然气和氧气消耗比发生变化，烧嘴在工作中能烧尽废气中的一氧化碳，提高了热量利用率。为了强化2号电炉冶炼过程，安装了2台MORE氧气—_碳操作装置，每台装有氧枪和喷含粉末含碳料的喷枪，载体为压缩空气。炉底有3个吹炼堵头，用于中心和钢水化学成分，调整温度。吹氧搅拌钢水，强化冶炼过程，在渣线处安装了喷含碳料的喷射器用于，渣起沫。从提高屏蔽渣池电弧能回收来看，渣起沫的作用是完全必要的。目前不使用吹炼堵头和喷射器，只在提高电炉工作效率时备用。用MORE喷枪使渣起沫，并通过炉下炉门坎把渣排到地沟，从地沟把渣运到储存料槽冷却，加工成碎石混合物用于铺路。
电炉生产新工艺新技术,电炉节能环保设计,电炉生产质量验收标准规范实务全书
《电炉生产新工艺新技术与节能环保设计及质量验收标准规范实务全书》 作者：编委会 出版社：北方工业出版社2006年3月出版 开本：16开精装 册数：全4册+1张CD 定价：998 元 优惠价：450 元 详细目录： 第一篇总论 第一章电炉概述 第二章电炉效能与理论热耗 第三章电热理论基础 第四章电炉气体力学基础 第二篇电阻炉生产新工艺新技术 第一章概述 第二章直接电热电阻炉 第三章间接电热电阻炉 第四章硅碳棒电阻炉
第三篇电弧炉生产新工艺新技术 第一章直流电弧炉 第二章交流电弧炉 第三章三相电弧炼钢炉 第四篇矿热电炉和真空电炉生产新工艺新技术第一章矿热电炉 第二章真空电炉 第一节真空系统 第二节真空电炉 第五篇热处理电炉生产新工艺新技术 第一章典型热处理电炉 第三章热处理电炉温度和气氛控制 第四章热处理电炉的计算机控制 第六篇感应电炉生产新工艺新技术 第一章概述 第二章坩埚式感应电炉 第三章沟槽式感应电炉 第四章感应电炉的电气设备及自动调节装置
第五章炉衬材料和筑炉 第六章感应电炉的辅助设施 第七章感应电炉的作业 第八章感应电炉的安装、运行、维护和安全操作第九章感应电炉在浇注作业方面的应用 第十章其他感应电炉 第七篇特种电炉生产新工艺新技术 第一章电子束炉 第二章等离子熔炼炉 第三章离子氮炉 第四章高频电场加热设备 第五章其他特种电炉 第八篇其他电炉生产新工艺新技术 第一章氧化锆电炉 第二章钼丝炉 第三章气氛压力炉 第四章热压炉 第五章热等静压炉 第九篇电炉节能环保设计
第一章工业电阻炉设计步骤 第二章筑炉耐火及保温材料 第三章炉体结构设计 第四章电炉传热原理及功率计算 第五章电热体材料及电热体 第六章电热体设计计算 第七章电热体的焊接与安装 第八章电阻炉功率分配、接线与调节第九章电阻炉性能试验、使用与维修第十章热处理炉节能环保设计 第十一章感应炉节能环保设计 第十二章其他电炉节能环保设计 第十三章电炉热工测量和调节 第十篇电炉质量验收标准规范
电炉冶炼不锈钢工艺最优化
电炉冶炼不锈钢工艺最优化 2007年，德国粗钢产量4860万t，其中31%为电炉生产。近年来，能源和炼钢原材料价格的不断上涨，不仅引起全球的高度重视，也促进了欧洲钢铁工业界开发新的冶炼工艺以降低原材料燃料消耗和生产成本。此外，最近几年欧洲钢铁界也致力于把直接和间接CO2排放量降至最低。通过精确的工艺控制最大限度减少了原材料消耗，欧洲钢铁工业的生产成本有了显著降低。同样，通过严格而准确控制脱C，也降低了原料加工过程中CO2的间接排放。一种新的电炉炼钢工艺的出现使钢铁工业面临着新的机遇和挑战。 Deutsche Edelstahlwerke GmbH公司每年利用电炉生产不锈钢的产量较大。为了最大限度提高喷氧时碳、硅的氧化效率，并最大限度地减少铁和铬氧化造成的经济损失和环境污染。DEW公司（即Deutsche Edelstahlwerke GmbH）对硅、碳氧化与喷氧量的关系进行了研究。 虽然Ellingham图（氧势图）中的内容关于电炉冶炼不锈钢时元素氧化及化学反应，但由于电炉内有很多反应同时进行，而使问题变得复杂化。而且，元素的氧化与温度、氧气分压以及钢液与炉渣的化学成分有关。基于上述原因，以下将对各元素的复杂氧化过程进行更详细讨论。元素氧化模拟： 以冶炼工艺为基础模拟电炉喷氧期间氧化反应，且仅考虑热力学平衡条件而不考虑其它任何因素，例如不考虑传热、传质或动力学因素对模拟的影响。此外，假设模拟时温度和元素分布均匀。 热力学模拟证实，氧喷射出现三个阶段，即早期、中期和末期。喷氧的第一个临界点在早期阶段结束。中间阶段保持在第一个临界点和第二个临界点之间。硅的剧烈氧化在喷氧早期出现。当喷氧强度达4.3kgO2/t钢时，硅氧化结束。随后，钢液中硅维持在较低水平。Ellingham图表明，由于硅氧化的吉布斯能（Gibbs Energy）较低，所以硅的氧化较其它元素更容易。此外，硅的活度系数是一定值，所以随着钢液中硅活度的降低，钢液中的硅活性随之降低。实践证明，硅的低活度遵循亨利定律（Henry Law）。 在此情况下，喷氧中期C和Cr开始强烈氧化。C活性随着钢液中硅浓度的降低而增加，该结果与其它研究结果一致。第一个临界点后，当C的氧化开始减弱时，铬将强烈氧
电弧炉热装部分铁水炼钢工艺
电弧炉热装部分铁水炼钢工艺 殷宝言 摘要在电弧炉炉料中加入部分铁水,是最近发展起来的电弧炉炼钢工艺。该工艺可以缩短冶炼时间,降低冶炼电耗,提高产品质量,特别适用于中小型普通功率电弧炉冶炼高碳钢,对发展我国电弧炉炼钢有深远意义。 关键词电弧炉热装铁水转炉化 ELECTRIC ARC STEELMAKING PROCESS WITH PART OF HOT METAL CHARGE Yin Baoyan Shanghai No.5 Steel (Group) Co.Ltd. Synopsis A newly develpoed electric arc steelmaking process in the recent year is to add a proper amount of hot metal to the carging material. This new technology can reduce the steelmaking time, cut down the electric power consumption and improve the steel quality and is of profound significance for the development of China′s electric arc steelmaking since it is particularly suitable for making high carbon steels in the medium and small sized common power electric arc furnace. Keywords electric arc furnace hot charging hot metal converter 1 前言 电弧炉热装部分铁水冶炼工艺(下称热装工艺)是最近发展起来的电炉炼钢 的一项节能新技术。该工艺不但缓解了废钢紧缺的形势,而且可显著缩短冶炼周期,降低冶炼电耗,提高劳动生产率。加入电炉中的铁水,可以稀释废钢中的有害残余元素,提高钢的质量。如果铁水进行过预处理,还可以进一步生产超低硫和超低磷钢,因此,本工艺在国内外发展很快。例如,南非Lscor的Pretoria 厂,Vanderbilpar厂,日本三菱大和钢公司都率先使用本工艺。我国也早已研究、应用,如安钢、南钢、淮阴、浦钢等钢厂都已成功使用电炉热装工艺,并取得很好效果。 2 工艺原理和铁水加入方法 电炉采用热装工艺后,代替传统的等量生铁配碳,使电炉的物料平衡和能量 平衡发生显著变化。铁水带入大量的碳,熔化期、氧化期充分利用吹氧脱碳化料升温。提前结束熔化期,很快进入氧化期,脱碳速度明显高于传统工艺,缩短冶炼时间。如果熔清碳较高,可充分利用碳—氧反应热,停电吹氧脱碳,使钢水温度迅速上升,顺利进入还原期。铁水带入大量的物理和化学热,使供电制度发生变化,最终影响到整个电炉炼钢工艺。 实践证明:电炉热装工艺对冶炼高碳钢更为有利。
炼钢工艺学作业答案
1、炼钢的基本任务是什么，通过哪些手段实现 炼钢任务：1、脱碳；2、脱磷；3、脱硫；4、脱氧；5、脱氮、氢等； 6、去除非金属夹杂物； 7、合金化； 8、升温； 9、凝固成型。 主要炼钢工艺：铁水预处理,脱硫预处理； 三脱(脱硅、脱磷、脱硫)预处理 ；转炉或电弧炉炼钢； 炉外精炼（二次精炼）；连铸 1、氧气射流对熔池的物理作用 顶吹氧枪O2出口速度通常可达300～350m/s； 氧流与熔池作用，将动量传递给金属液； 金属熔池产生循环运动 2、比较炼钢条件下铁氧化物的稳定性。 Fe＋[O]＝FeO G＝－112442＋T [1,2] 2/3Fe+[O]=1/3Fe2O3 G＝－152988＋T [1,2] 3/4Fe+[O]=Fe3O4 G＝－177232＋T [1,2 Fe3O4可以看作为FeOFe2O3； FeO最稳定； Fe2O3/FeO平均为。 3、炉渣是如何发挥传氧作用的
炉渣中FeO与氧化性气氛接触，被氧化成高价氧化物Fe2O3； 渣－铁界面，高价Fe2O3被还原成低价FeO； 气相中的氧因此被传递给金属熔池。 当传氧过程达到平衡时，铁液中[O]达到饱和，[O]饱和含量由炉渣的氧化性所确定。 4、什么是直接氧化和间接氧化 直接氧化：气体氧直接同铁液中的杂质进行反应。 间接氧化：气体氧优先同铁发生反应，待生成FetO以后再同其它杂质进行反应。 5、脱碳反应的产物－CO在炼钢过程中具有什么作用 从熔池排出CO气体产生沸腾现象，使熔池受到激烈地 搅动，起到均匀熔池成分和温度的作用； 大量的CO气体通过渣层是产生泡沫渣和气一渣一金属 三相乳化的重要原因； 上浮的CO气体有利于清除钢中气体和夹杂物； 在氧气转炉中，排出CO气体的不均匀性和由它造成的 熔池上涨往往是产生喷溅的主要原因。 6、什么是过剩氧[O]其主要影响因素是什么 实际熔池的[O]含量与碳－氧化学平衡的[O]含量之差称为过剩氧[O]: [O]＝[O]实际－[O]平衡