电弧炉炼钢工艺设备(四)
4 电弧炉炼钢工艺设备
4.1 废钢加工设备
常见的废钢加工方式为剪切、打包和破碎处理。目前公司废钢料场对废钢的加工方式主要有三种：废钢剪切、废钢打包以及废钢人工火焰切割。人工火焰切割方式较为简单，即按照电弧炉冶炼要求将废钢切割为合格尺寸。废钢剪切和打包则是利用专用设备对废钢进行加工处理，达到减小废钢尺寸及增加炉料堆比重的目的，下面对废钢加工方设备做简要介绍。
4.1.1 废钢打包机
废钢打包设备是将废钢放在钢结构箱体内，采用液压驱动进行三维方向强行挤压处理，最终将分散的、堆比重小的废钢加工为堆比重大的单一包块。废钢打包机见图4.1。
图4.1 废钢打包机
料场的废钢打包机是1990年从德国LINDEMANN公司引进，1991年投入使用。设备主要由滑动门机构、进给压力机构、压盖机构、中间压力机构、最终压力机构五个部分组成。
1）滑动门机构是依靠安装于门上的液压缸控制门在滑道上垂直动作，在打包过程中，门是关闭的。打包结束，门开启以使包块可被推出；
2）进给压力机构依靠水平安装的液压缸控制进给压力平台，以将废钢推进打包室的同时进行水平轴向挤压，进给压力平台的动作由引导机构引导，进给压力平台上设有剪切装置，多余的废钢在进入打包室时将被剪切掉，防止工作过程中造成机械卡阻；
3）压盖机构由液压缸驱动压盖动作，可将露出箱体的废钢压入箱体内，同时防止加工过程中废钢的弹出；
4）中间压力机构由垂直安装的液压缸驱动，对废钢进行垂直挤压，通过调整安装在机构上的限位开关，可调整垂直挤压缓冲及停止位置；
5）最终压力机构依靠水平安装的液压缸，利用最大工作压力控制最终压力平台，对废钢在打包室内进行水平径向挤压；
分散的废钢在受到三个方向的强行挤压后最终形成单一包块。
液压系统动力部分由4台90kw交流电机驱动8台轴向柱塞泵，系统最大工作压力达315bar，最大流量达1836L/min，最大挤压力可达1050tf，成品包块截面尺寸为800×800mm，厚度根据所加工废旧金属的多少有所变化。
各部分相互间的动作顺序及控制由Siemens S5可编程控制器控制完成。根据8台轴向柱塞泵的顺序工作状态、各部分限位开关的状态及系统压力传感器的设定值等参数，通过编译好并存储在EPROM中的程序可实现各部分机构动作的不同组合状态，以使包块的密实度达最佳状态满足对废旧金属加工包块的要求。设备具备手动、半自动、全自动三种基本操作状态，各执行机构部分可独立动作，也可自动联动运行。全自动操作状态下，对将废旧金属加工为包块的加工条件及各部分机构动作条件可在可编程控制器内设定，动作过程全部自动完成，不需人工操作。
在操作室设有主操作面板，面板采用直观界面，电源选择开关、手动、半自动、全自动选择开关、工作压力实时显示装置、各部分机构工作位置、液压系统元件工作情况、各部分机构独立动作按扭、各部分限位开关工作指示及各类保护系统工作状态均在主操作面板上直观表现，体现了工作过程单人操作（one-men operation）的设计理念。
系统具备完善的保护措施，各机构存在故障或动作过程异常都可在主操作面板直接体现，以便快速、准确查找并处理故障。为防止误操作造成机构间碰撞损坏，在全自动工作状态下电气联锁非常周全，只有各部分机构及系统状态都满足设定条件下，全自动按扭方可操作并提供闪烁指示。
4.1.2 废钢剪切机
图4.2 废钢剪切机
废钢剪切机也是1990年从德国LINDEMANN公司引进（见图4.2），1991年投入使用，设计中同样具备单人操作（one-men operation）的设计理念。在液压及电气系统上与废钢打包机类似，但由于工作目的不同，工作机构有所不同。
废钢剪切设备是将废钢在钢结构箱体内采用液压驱动进行预挤压处理，按照操作者的指令将废钢剪切为需要的尺寸。
设备由剪切主体及剪切成品输送部分组成。
1）剪切主体部分的主要执行机构由压盖机构、推进压力机构、进给压力机构、夯实压
力机构、剪切压力机构五个部分组成。
压盖机构由2个液压缸驱动，对加工料进行顶部压缩及防止弹出；推进压力机构由1个液压缸驱动，将加工料推进箱体并进行预压缩；进给压力机构由1个液压缸驱动，将加工料按剪切尺寸步进推进；夯实压力机构由1个液压缸驱动，负责将加工料压实及防止料在剪切中弹起；剪切压力机构由1个液压缸驱动，依靠安装在机构上的上、下剪刃完成剪切任务。
各部分相互间的动作顺序及控制由Siemens S5可编程控制器控制完成。液压系统动力部分由6台90kw交流电机驱动12台轴向柱塞泵，系统最大工作压力达315bar，最大流量达2784L/min，最大剪切力可达1100tf。同废钢打包设备类似，设备具备手动、半自动、全自动三种基本操作状态，各执行机构部分可独立动作，也可自动联动运行。在自动状态与废钢打包设备不同之处在于根据废旧金属剪切的特点提供更多的可选择操作，如剪切前的预压缩、夯实压力机构状态选择等。在保护设置上为防止各动作机构间意外碰撞造成损坏，系统同废旧金属打包设备类似，具备完善的监测保护装置及指示状态。废旧金属自动状态下的剪切长度在主操作面板可直观调节，最小的剪切长度为50mm。在主操作面板上，各机构存在故障或动作过程异常也同样有所体现，可快速、准确的了解设备工作状态。
2）剪切成品输送部分由振动筛选机构、链带输送机构、土杂输送机构组成。振动筛选机构为在主体设备出口设置离心振动装置，剪切成品中的土杂被筛选掉并由土杂输送皮带输送到地面，剪切成品被可控制移动的链带输送机构输送到指定部位。剪切成品输送部分机构控制可在主操作面板或机构下方设置的独立操作柜完成，机构存在故障或动作过程异常可体现在主操作面板上。
4.2 电弧炉的设备
4.2.1 电弧炉的机械设备
超高功率电弧炉的主要机械设备包括炉体（上、下炉壳和炉盖）、门形架、电极升降系统、炉体倾动系统、电极夹持机构、EBT出钢机构、炉顶加料系统、液压系统等部分。见图4.3。
图4.3 150吨超高功率电弧炉的主要机械设备构成
4.2.1.1 炉体结构
炉体是电弧炉的主要装置，它用来熔化炉料和完成各种冶金反应。炉体由上炉壳、下炉壳、炉盖等组成。
1）上炉壳
上炉壳由具有足够强度的支撑骨架和水冷单元组成。骨架由无缝钢管焊接而成的，每个水冷单元是由无缝钢管排列构成的，材料一般为20G，内通水冷却。水冷单元包括水冷板、炉门、炉门框、炉门水冷护板和EBT水冷板。另外，还有在水冷炉壁的框架上安装的氧、碳枪冷却块。
炉门是为了补炉、出渣、吹氧和兑加铁水等操作而设的。炉门由炉门框外侧有滑道、门卡轨和炉门升降机构组成。为了减少热损失，应保证炉门关闭良好。因此炉门和炉门框略后倾，与垂直线成8°夹角。炉门升降机构采用单作用液压缸提升，下降靠炉门自重。炉门应升降灵活、可靠，能停在中间任何一个位置。
2）下炉壳
下炉壳由钢板焊接而成的呈蝶形，具有EBT偏心出钢机构，钢板厚度为下炉壳直径的1/200左右，材料为16MnG。
3）炉盖和小弯头
炉盖由炉盖水冷框架，扇形板和耐火材料制成的小炉盖组成。炉盖水冷框架为无缝钢管制成，其中镶嵌三块扇形水冷板，扇形水冷板是由无缝钢管做成，材料均为20G。炉盖水冷框架也是扇形水冷板的进水分配器和集水器。
4）偏心底出钢（EBT）机构
出钢口的开启和关闭是由气缸带动连杆、曲柄机构来控制滑板动作实现的。包括：气缸、调整螺栓、连杆、曲柄、大滑板、小滑板、滑板底座及滑板导轮组成。如图4.4所示。
图4.4 偏心底出钢（EBT）机构
4.2.1.2 电极横臂及调节系统
1）电极横臂
电弧炉有三支电极，每只电极都靠电极横臂支撑。电极横臂包括：横臂主体、夹持器、传输大电流的导电铜管。电极横臂的主要作用是用来支撑、把持电极。其结构是钢管和钢板焊接成中空的箱型结构。由于电极横臂工作在强大的磁场和电场环境内，工作时会产生涡流而发热，故内部采用加强筋和水冷却。如图4.5所示。横臂上还设置了与导电铜管相连的导
图4.5 电极横臂
电铜瓦，铜瓦和铜管内部通以冷却水，对导电铜管和铜瓦进行冷却。导电铜管和电极夹头必
顶与横臂中不带电的机械结构部分保持良好的绝缘，以防止炉体带电。电极横臂制造技术的最新发展是采用铜钢复合板或铝制造导电横臂，不仅可减少了阻抗而节约了电能，而且还减轻了电极横臂的重量，减少了对铜管的维护工作量。
电极夹持器的作用是夹紧或松放电极，并将短网传送过来的电流和电压再传送到电极
上。电极夹持器由前夹头、导电铜瓦、连杆、叠簧和液压缸等几部分组成，如图4.6所示。
图4.6 电极夹持器
弹簧的张力夹紧电极，利用液压缸产生的力将弹簧反方向压缩而松开电极。它的特点是
操作简便、劳动强度小。
夹头可用铜或钢制成。铜制夹头的导电性能好，电阻小，但机械强度差，膨胀系数大；
钢制夹头的强度高，但电阻大，电损耗增加，如采用无磁性钢制作夹头，则可减少电磁损失。
夹头中间需通水冷却，以保证足够的强度，减少膨胀，还可起到减少氧化、降低电阻的作用。
电极夹头固定在横臂上，前夹头没有导电作用。
电铜瓦与导电铜管和横臂相连，铜瓦与横臂间有绝缘材料（HP-5），铜瓦与导电铜管
采用非磁性不锈钢螺栓联接，铜瓦材料为TU2无氧铜。
2）立柱及导向系统
立柱及导向系统如图4.7所示。每个立柱由若干个导向辊进行约束，分为正导辊和侧导辊。每个导辊都可进行调整，以保证立柱相对摇架平面的垂直，垂直度要求小于0.5/1000。其中立柱的垂直度靠正导辊和侧导辊的调整来完成，如图4.8所示。而电极横臂间的间距靠侧导辊的调整来完成，如图4.9所示。在实际操作中，导向辊的调节力度要适中，太紧会使导向辊的丝杠受力大，丝杠寿命缩短，太松则不能起到对立柱的固定作用，在生产过程中电横臂的振动变大，容易产生事故。
图4.7 立柱及导向系统
图4.8 调整立柱垂直度的正导辊和侧导辊
图4.9 调整电极横臂间距的侧导辊
3）电极调节系统
电极调节系统主要包括：立柱、立柱导向机构和电极调节缸。主要完成电极升降操作和冶炼过程中使得三相负载供电平衡，根据三相阻抗，靠变压器二次罗高夫茨基线圈取得的动态电压信号，反馈到PLC，PLC发出指令对电极调节的伺服阀进行调节，从而达到优化供电，使三相负载趋于平衡的目的。为了调整电弧的长度，电极应能灵活升降，因此电极升降机应满足下列要求：
⑴电极升降灵活，系统惯性小，起、制动快，刚性好。
⑵升降反应要灵敏。否则易造成短路电流过大而使高压断路器自动跳闸。
电极调节缸为单作用柱塞缸，其下降靠自重。
4.2.1.3 炉盖提升系统
电弧炉使用的炉盖提升机构为连杆机构，采用平行四连杆原理实现了炉盖的起、落。同时，在机构中还设置了炉盖的旋转锁定装置。它主要包括：曲柄、连杆和吊耳。如图 4.10所示。提升的动力来源是安装在门型架上的两个串联的液压缸，而下降靠炉盖的自重来实现。
图4.10 炉盖提升机构
在连杆与曲柄的连接靠销轴来实现。
4.2.1.4 倾动机构
电炉倾动系统由倾动缸，摇架轨道，摇架，倾动锁定组成，图4.11所示为倾动机构原
图4.11 倾动机构原理图
理图。摇架轨道。炉体前倾出钢最大角度15°，炉体前倾速度3°/sec，炉体后倾出渣最大角度 15°，炉体后倾速度0.3°~1°/sec。
摇架上轨道为带定位齿的弧形轨道；下轨道有定位孔，且下轨道表面具有一定斜度，出钢侧为1°，出渣侧为2°。炉体倾动时的位置约束靠定位齿何定位孔来实现的。倾动的锁定靠在电炉一侧的倾动锁定插板来实现。
4.2.1.5 炉盖旋转系统
为了满足电炉加料、补炉等工艺操作，炉盖要具备旋转功能。炉盖的旋转系统由工作滚轮、旋转轨道、旋转缸、旋转芯轴组成。图4.12所示为旋转机构的主体。旋转芯轴为整个旋转部分的旋转中心，结构如图4.13所示。
图4.12 炉盖旋转机构
图4.13 炉盖旋转芯轴
4.2.1.6 短网系统
1）短网的特点
从电炉变压器的二次出线端到电极（包括电极）总称为二次短网。电弧炉短网的持点是：
⑴电流大。由于变压器的二次电流极大，特别是经常性的短路冲击电流，使短网要承受高达数以万计的强大电流。
⑵长度短。短网越短阻抗越小，它的电熊损耗越小。
⑶导体材料选用铜。短网中电流极大，使导体间存在强大的电动力，因此选用机械强度和电气性能较好的铜作导体材料。我厂150EAF二次短网材料为TU2无氧铜。
短网的合理设计和运行对电弧炉的正常运行和提高电炉的经济技术指标非常重要。一个先进的短网系统，应保证电炉的电损耗最小，电效率及功率因数较高，三相电弧功率平衡等。
2）短网的构成和作用
短网主要由铜头、水冷电缆、水冷导电铜管、电极等部分构成。短网的长度取决于炉子结构类型及炉子与变压器的相对位置。
由于集肤效应和邻近效应的影响，当交流电流过导体时，导体截面上离中心越远，其电流密度越大，或导体的某一外侧电流密度越大。因此，二次短网往往采用宽厚比为10~20的矩形截面导体，或采用空心铜管，很少采用方形或圆形的实心导体。
水冷电缆是为了满足电极升降、倾炉及炉盖旋转时的动作要求而设置的挠性连接。它的长度只要能满足上述工作要求的伸缩量即可，不需过长，否则将增加短网阻抗。
水冷导电铜管装在电极电极臂上方，铜管中间通水冷却。它的一端母板与水冷电缆相连，另一端法兰与导电铜瓦相连接。水冷电缆中的电流沿导电铜管流到导电铜瓦上，而传到电极。设计时充分考虑机械强度和导流面积。
要特别注意电极夹持器的绝缘。导电铜瓦和导电铜管应与电极横臂不带电部分有很好的绝缘，否则整个炉体都将带电，造成事故。绝缘材料为HP-5，主要成分云母。
4.2.1.7 电炉的辅助设备
1）倾动平台与维修平台
倾动平台：倾动平台是一种轻型钢结构，固定在摇架上且能随摇架一起动作。在炉子位于冶炼位置时，倾动平台能填补固定平台上的空缺。
偏心底出钢口（EBT）维修平台：EBT维修平台又称出钢口维修平台。其供维修出钢口
用，是伸缩式
2）炉壁氧、碳枪系统
以炼钢厂为例，在电弧炉的上、下炉壳共有4支KT氧枪和3支KT碳枪。其中上炉壳有两支氧枪、一支碳枪，分别在4#水冷板上安装了1#氧枪和1#碳枪，14#水冷板上安装了4#氧枪；下炉壳有两支氧枪、两支碳枪，安装在EBT区域附近，上炉壳水冷板的下方，6#水冷板下方安装的是2#氧枪和2#碳枪，10#水冷板下方安装的是3#氧枪和3#碳枪。
氧、碳枪的布置主要考虑提高炉内冷区温度和泡沫渣的形成，目的是保证高的氧气穿透能力，加速脱碳反应，加速冷区钢铁料的熔化。安装如图4.14所示。
图4.14 氧、碳枪的布置
氧枪冷却水的供给将由专用雾化水泵站供给，这个系统带有热交换器，对冷却水进行热交换。每个枪有独立的压缩空气管线，压缩空气和水在枪体入口混合，收集在雾化水泵站的水箱内，分离出的气体从水箱的排气口排出。
KT氧枪能安装在特殊的冷却块内，在冷却块内枪体总是在一个固定位置，不需要调节，在整个炉体中确保一样的效果。氧枪在径向和切线方向上产生力，使熔池产生自然的搅拌。KT氧枪设计速度至少2.1Mach，喷射长度保证达到1.7m。
KT氧、碳枪安装形式见图4.15、图4.16和图4.17。
图4.15 KT氧、碳枪安装示意图
图4.16 KT氧、碳枪
图4.17 KT氧、碳枪
3）炉门氧枪设备
炉门氧枪以立柱为重心，横臂的一端固定在旋转立柱上，三个进给箱体悬挂在横臂的另一端，靠立柱侧的进给箱体为氧枪，另一侧的也为氧枪，中间的是碳枪。见图4.18。
图4.18 炉门氧枪
炉门氧枪的动作控制由气动和液压两部分共同完成。其中氧气管和碳粉管的进给、横臂的旋转由气动系统完成，横臂的升降、进给箱的上下及左右摆动由液压控制。
4.2.2 电弧炉的电气设备
4.2.2.1高压供电部分
国家规定对地电压大于500V即为高电压，线电压大于250KV为超高压。目前我国的高电压等级主要有1000V、6000V、10KV、35KV、110KV、220KV、500KV等，炼钢厂高压供电采用国外电压等级标准，即33KV。
高压供电系统是由若干个高压设备组成的，能够完成某种供电功能的系统。电弧炉的高压供电系统是一种特色特殊的供电系统，它的特点是低电压、高电流，电弧炉的高压供电系统实际上是为电弧炉冶炼提供一套满足冶炼要求的，可以调整和控制的可靠的电源。高压供电系统原理见图4.19。
图4.19 电弧炉高压系统系统简图
电弧炉电弧炉高压供电设备主要有以下设备组成：
1）来电显示器
来电显示器用于直观显示电弧炉上一级变电站（220KV总降压站）33KV高压电送电、停电情况。
当总降33KV高压送电至炼钢厂后，来电显示器发出红色闪烁信号；停电后红色闪烁信号熄灭。在进线隔离开关断开后，用于初步判断总降至炼钢厂的高压电是否已送电或停电。
2）高压隔离开关
高压隔离开关的作用是与真空断路器配合使用，保证停电工作的可靠性。在线路上某一点检修工作时，在电源侧必须要有明显的断开点，这就是高压隔离开关的主要作用。另外，隔离开关常用作电压互感器、避雷器、配电所用变压器及计量柜等低负荷设备的通、断开关使用。
隔离开关的特点是没有灭弧装置，严禁通、断大负荷运行的线路，否则将产生剧烈的电弧光，极易烧毁隔离开关，对人身安全和设备安全将会产生相当大的威胁。
3）高压接地开关
当高压电气设备停电检修时，高压接地开关作为保证人员人身安全和设备安全的重要接地装置，代替封挂临时接地线。
在高压配电装置中进行电气作业时，为了工作和检修的安全，必须执行停电、验电、装设临时接地线、悬挂标示牌和装设临时遮拦四项安全技术措施，其中装设临时接地线的操作比较繁琐。
当高压隔离开关配有一体式接地开关时，在隔离开关主闸刀未分断前，接地开关绝不允许合闸；而接地开关未打开前，主闸刀也绝不允许合闸。为此，在隔离开关主闸刀与接地开
关之间必须装有机械连锁或电气连锁，以确保上述操作次序的实现。
4）真空断路器
真空断路器带有灭弧装置，它是以气体分子极少，不易游离而且绝缘强度很高的真空空间作为灭弧介质的新型开关电气。
真空断路器的结构主要分为操作机构和真空灭弧室。真空灭弧室也叫真空管，灭弧的全过程都在真空管中完成。操作机构是为真空断路器的操作提供动能，能够实现自动控制，并能实现自动脱扣的操作装置。炼钢厂高压系统中的真空断路器的操作机构采用的是电动弹簧储能式操作机构。
真空断路器的灭弧效果很好，允许频繁操作，静、动触头的行程小，动作速度快，检修维护量小。但是它也有一些缺点，如在分、合闸动作时，极易产生操作过电压，操作过电压有时会达到额定电压的几倍，严重危及了高压电气设备的绝缘水平。因此，在主回路中必须安装过电压保护装置。
5）高压电容器（R－C阻容保护）
高压电容器主要有两个作用，一个是抑制真空开关分合闸动作时产生的操作过电压；另一个作用是无功补偿，提高功率因数cosφ。
6）避雷器
避雷器的作用是防止操作过电压和大气过电压对高压电气设备绝缘的损坏。
避雷器的工作原理就象一种压敏电阻，在正常的额定电压下，它的特性呈现为高电阻状态，几乎是绝缘的，到有过电压出现时，达到一定的电压值后，避雷器的特性呈现低电阻状态，用以释放过电压状态下产生的过电流。
7）电压互感器（PT）
电压互感器是仪用互感器的一种。它是一种将高电压成比例变换为低电压，并使之在相位上保持一定关系的设备。它是一种特殊用途的变压器，其工作原理，构造特点和接线方式均与变压器基本相似，但是其容量较小，通常仅有几十伏安至几百伏安。
电压互感器的功能是将高电压成比例变换为低电压，使得其二次侧能够准确地反映一次侧高电压的实际情况。它较好地解决了高电压测量的困难。它可靠的将一、二次侧隔离，从而保证了工作人员的人身安全和设备安全。由于电压互感器是将不同等级的一次电压一律变换为100V的二次电压，这样就可以使得测量仪表及继电器电压线圈的制造标准化，简化了制造工艺并降低了成本，因此电压互感器在电力系统中应用广泛，几乎任何一套高压供电系统都有电压互感器。
8）电流互感器（CT）
电流互感器也是仪用互感器的一种，它是一种电流变换装置，也是一种特殊用途的变压器，它的主要功能是将高电压电流或低电压大电流变换为低电压小电流，供给测量仪表和继电器保护装置，并将测量仪表和继电器保护装置与高电压电路隔离开来。电流互感器的二次电流一般为5A，也有1A的。这使得在二次回路上的工作更为安全和方便，同时使得仪表及继电器的制造标准化，简化了制造工艺并降低了成本，在高压供电系统中应用广泛，一般都采用。
9）电炉变压器
变压器是靠电磁感应原理，把某种频率的电压变换成同频率的另一种或多种数值不等电压的功率传输装置。
电弧炉变压器是一种特殊的变压器，它是电弧炉高压供电系统中最重要的电气设备。功能是将高电压变换成适用电弧炉冶炼的各种电压及电流。其特点是低电压、高电流。
不同的钢种和不同的冶炼时期，所需要电炉变压器输出的电压和电流是不同的，因此就要求电炉变压器能够经常变换电压和电流，电炉变压器上所安装的有载调压开关设备就是满足以上功能的。
10）继电保护系统：
继电保护系统是电弧炉高压供电系统中的重要组成部分，它的主要作用是：通过预防事故的发生和发展或缩小事故的影响和范围，最大限度地确保安全供电。
继电保护系统有两个基本任务：
⑴当供电系统中发生故障或电炉冶炼发生重大异常时，继电保护系统应能自动地、迅速地、有选择性地作用于真空断路器并使之跳闸，以将故障设备从系统中切除，进而保证非故障设备继续运行。
⑵当供电系统中出现异常运行状态或电炉冶炼发生一般异常时，继电保护系统应能自动地、及时地、准确地发出信号，通知值班人员尽快作出判断处理。
另外，电炉变压器还有一些自身保护，如瓦斯保护；油流量、水流量保护；油位保护；油温、线圈温度保护；防爆保护；防泄漏保护等。
4.2.2.2 电极控制系统
电弧炉炼钢，其炉子的容量及其熔化能力已经在近几年的钢铁生产中有了很大程度地提高，在不允许超过最大负荷而获得最佳的效益这样一整套的设备则需要高性能的控制设备。新型SIMELT 电极控制系统就是为满足这些要求而设计制造的。
SIMELT调节系统原理框图见图4.20。
图4.20 调节系统原理框图
SIMELT系统的供电电源是三相380伏电源，经低频滤波装置滤波和带有延时保护的开关，送到桥式三相整流滤波电路，产生24伏直流电源，经几级稳压电路得到15伏、10伏、5伏几个等级的电压，为SIMELT系统供电。还应说明一点，这几个等级的电压送到一个电压集中显示模块，并作为电压的监控。
二次侧用罗高夫斯基线圈取出电弧电流信号，再通过绝对值电路将 Iph 信号输出为负信号，再经一个 T I=18mS 的滤波器，这个小时间常数的滤波器能迅速反映电弧炉在各个时刻炉子的实际阻抗值的变化情况，在滤波器的输出端，一部分用于电流检测，另一部分用于阻抗控制。电压信号 U ph是从电弧炉变压器二次侧取出，用绝对电路将 U ph 变成负 U ph信号，再经 T u=18ms 的滤波装置，然后和 Iph 信号一起输出到阻抗运算器，运算出电弧阻抗值 Z h, 再经一个 Ts=100ms 的滤波器，加到阻抗调节器与给定值 Z g相比较，产生控制偏差ΔZ →阻抗调节器放大，而后由下降和上升限幅电路进行限幅，此信号的输出端有手/自动选择装置，能实现自动/手动的操作，再经过伺服阀的功率放大器，将信号放大输出为土 150mA 的电流信号，使之有足够能力驱动电液伺服阀的随动线圈，使电极能在液压的作用下完成上升/下
降的动作，满足炼钢工艺要求。伺服阀的阀芯可调范围 0～4mm 。为了克服阀芯的动作死区，在伺服阀线圈上叠加有一交流颤动电流。
4.3 感应炉设备
4.3.1 机械设备
4.3.1.1 设备组成
1）炉体
炉体由炉壳、固定架、倾炉机构、感应线圈、磁轭等组成，另配炉衬顶出机构、炉衬厚度检测装置。
2）炉壳
炉壳采用优质厚钢板卷制焊接而成的鼠笼式圆筒结构体，窗口有可拆式盖板，框架底板采用优质厚钢板制作。炉台面盖板采用钢板制作，结构坚固，能保证在长期使用中不变形。炉壳下部设有炉衬顶出机构的固定法兰，可方便炉衬顶出机构的装卸。炉壳内配有仿形磁轭。磁轭屏蔽可以减小漏磁，防止炉体发热，提高电能转换效率，同时支撑感应圈，提高炉衬强度，在磁轭不取走情况下可以方便的拆装线圈和对线圈的维修、炉盖采用整块钢板整体压制成型，反面设有固定耐火料的挂钩，炉盖的升降，旋开、旋回特殊液压缸按顺序完成，工作可靠运行平稳。
3）固定架
固定架是固定炉壳的支架，采用高强度整体钢结构件，保证长时间工作不变形。炉子平台用花纹钢板制作，花纹板下侧用槽钢焊结成牢固的框架支撑，确保使用中能保持安全平整、不变形，炉子工作平台上噪音＜85dB。
4）倾炉机构（液压缸）
倾炉采用两根液压缸，液压缸进液口处直接连接限速切断阀，防止因管路破裂等原因导致炉体急剧下降而造成事故，倾炉采用手动调速换向阀控制，操作简单方便。
5）感应线圈（即感应器）
⑴感应线圈采用国产的厚壁挤压矩形铜管在专用模具上绕制而成，它不但保证了线圈的强度，而且具有最大的导电截面。
根据ISO431-1981标准选用线圈材料，具有最小的铜损，最高的电磁转换效率。Cu-OFE 电解铜，Cu含量99.95%E，牌号为T2-Y。
感应线圈绕制成形后采用耐高温，耐高压绝缘漆，整体浸涂后，经真空烘干，绝缘等级达到H级。
感应线圈组装前经过12kg/cm2水压耐压试验。
⑵感应线圈上部和下部不仅设有不锈钢水冷圈，以保证炉衬受热均匀。而且设有法拉弟短路环，以充分吸收上下端漏磁通，防止炉体发热。感应器接电采用大截面水冷电缆，采用侧引出线形式。线圈上侧配有O型钢板法兰，压紧装置采用不锈钢拉杆上下拉紧，拆装简单，更换线圈方便。又能有效防止线圈轴向走动。
6）磁轭
⑴磁轭采用进厚度为0.27mm的优质取向冷轧硅钢片叠制，用不锈钢钢板两面夹紧。经优化设计，精密制作，仿形弧面结构与线圈外径弧形一致。磁轭（对感应圈）覆盖面积达
65%以上，磁轭固定方法：磁轭紧贴感应圈，之间采用耐高温耐高压绝缘的垫层，外面用丝杆紧顶在磁轭背面的不锈钢板上。
⑵磁轭不锈钢夹紧板内侧装有特殊设计的铜质水冷散热器，电炉在运行状态下，保证磁轭温度处于常温，防止磁轭温度升高而产生变形，从而加强了对感应线圈的径向支撑，提高了炉子整体强度。
7）永久炉衬
在感应器内侧均涂10～15mm耐火胶泥。
⑴可以方便炉顶出。
⑵可以防止因炉衬冷热变形，而影响炉衬寿命。
8）炉衬厚度检测装置
炉衬厚度检测装置具有炉衬厚度检测和接地检测功能，可随时监测炉体的运行情况，一旦检测到的数据异常该系统将发出报警，并按设定时限切断电源停止主系统工作，因此可减少漏炉现象。
9）水冷电缆
水冷电缆采用优质T2材质的多股铜绞线，外套高强度阻燃无碳橡胶管，接头冷压成型，接触好，抗拉能力强；两套空冷铜排用于连接变频电源输出端和水冷电缆的连接点。包括此空冷铜排安装固定用支撑件，水冷电缆连接头等。两套柔性水冷电缆用于连接铜排和感应线圈连接端。水冷电缆有玻璃纤维的外套以防熔融金属的飞溅。
10）坩埚模
坩埚模采用钢板卷制而成。
4.3.1.2 炉衬快速顶出机构
炉衬顶出机构用于快速拆除废的炉衬，它由顶推块、顶推油缸和操作机构组成。炉衬推出机构是采用液压油缸进行推出液压动力源来自液压泵站，顶推块装在炉衬下面可以通过炉体底部的顶推孔与顶推油缸相连需要推出旧炉衬时，可将炉体倾转90°将顶推机构与炉底的固定部件连接，操作炉台上的手柄即可将旧炉衬推出，炉衬顶推液压器件采用合资厂产品。使用该机构不仅能减轻工人操作劳动强度，减少停机时间，降低拆炉衬时对感应器的损伤程度，而且也能将噪音和粉尘的有害污染降到最低限度。
4.3.1.3 水冷却系统
1）电源进出水管处装有压力表、温度表显示水压及水温，并装有压力开关和温度开关，水压调节开关等元件监测冷却水系统，当水压或水温异常时能发出声光报警，同时切断电源。
2）炉体感应圈和水冷电缆进出水管处装有压力表、温度表显示水压及水温，并装有压力开关和温度开关，水压调节开关等元件监测冷却水系统，当水压或水温异常时能发出声光报警，同时切断电源。
3）下列元件与外部水冷却系统循环系统相连接，监视系统的运行，并且当冷却水供应异常时起到保护作用。
⑴一根进口分水分配器，把变频电源内的封闭水冷却系统和外部冷却水源方便地连接起来，并能把合适的冷却水流量分配给各内部器件。本分水分配器包括：
①温度开关，若冷却水进口温度超过最高允许值时，此开关会切断主电源并点亮诊断板上的指示灯。
②一个圆盘形温度表显示进口冷却水的温度。
③一个压力开关，当冷却水的进口压力低于允许值时。此开关会切断主电源并点亮诊断板上的指示灯。
④一个压力表，以显示冷却水的进口压力。
⑵一个侧流式去离子过滤器，用于使流过系统的水保持在小的导电率。过滤器的进出口配有截止阀，以便更换“去离子剂”。
⑶一根出口分水分配器使外部冷却水源与电源柜内的封闭循环系统方便地连接。本分水分配器包括：
①每个冷却水出口管线上都有一个温度开关，所以当任何一个并联支路上的水温超过允许值时，温度开关会切断主电源并点亮诊断屏上相应的指示灯。
②一个圆盘形的温度表显示本岐管中的水的温度。
③一个压力表指示岐管中的水压。
④一个压力开关，若进入本岐管的水的压力低于设定值就会切断主电源并使诊断屏上相应的指示灯点亮。
⑷一个数字式温度表，热电偶装在每根炉子回水管线上。通过一个选择开关，可以显示任一炉子回水管路的冷却水温度。
4）应急水系统
当炉体冷却水系统出现故障或供电发生故障时，能迅速切断主系统电源，应急水系统在几秒钟内立即投入运行，当故障排除后，能自动切除应急水系统。应急水系统也可与用户现有自来水供、排水接口或与用户应急水供、排水口相连。
4.3.1.4 液压装置
液压原理见图4.21。
图4.21 液压原理图
液压装置主要由液压泵站、液压操作台二大部分组成。
1）液压泵站
液压泵站用于向倾炉油缸，炉衬顶出机构油缸提供动力。采用双机双泵一体化机组（一台工作，一台备用，自动切换）。
2）液压操作台
液压操作台安装于炉台之上，用于控制炉体在0~95o范围内倾动及炉衬顶出机构工作等。它采用手动阀操作，工作可靠、平稳，无冲击及爬行现象，速度可调并可在任意位置停留。
4.3.2 电气设备
4.3.2.1 特点
一拖一无芯感应熔炼炉，采用了一系列先进技术：
1）整流触发线路采用了数字电路，该线路特点是整流脉冲，触发角特别正确无误，由于采用了三相同步信号和数字滤波器，外电网电压、频率相序变化都能做到触发无误，如果采用单相信号分频器，相序变化很难做到触发一致性，实时性差造成变压器发热。调动脉冲移相的给定电压采用了压控振荡计数器，确保了12路脉冲移相位置一致性，同时使用脉冲移相封锁的速度，从原来的模拟电路移相速度毫秒级，一下提高到了微秒级，确保了大功率中频电源装置，电流、电压保护可靠性、安全性，因此我公司的中频电源如在运行中，槽路电路短路或过压保护，可靠性达到100%。
2）采用了数字扫描起动触发器，该线路采用了先进的锁相环鉴频、鉴相技术，可以使整个系统很好的跟踪和锁定电路的工作确保了起动可靠性，同时对频率对中频电炉发出的强大的电磁波和干扰信号有很好的抗干扰能力，确保逆变系统正常工作。
3）控制系统采用电流、电压双闭环先进技术线路，因此在整个运行过程中特别稳定可靠，对电网变化，负载的剧烈变化、冲击变化，都能可靠稳定使用。
4.3.2.2 控制系统先进
1）整流采用输入三相同步信号，数字式相控触发电路，能自动使半桥及桥间的控制角平衡。相控触发采用全数字控制方式，所有元器件均经高温老化筛选处理，关键器件采用国外知名公司产品。主要线路采用表面微封工艺，具有高可靠性、强抗干扰能力。
2）逆变控制电路采用中频电压为同步信号，以跟踪负载频率方式控制逆变器的运行频率，确保逆变器晶闸管的关断条件，使逆变器连续、稳定运行。
3）中频电源装置采用国际最先进的零电位数字扫描式自起动电路，在空载、轻载、重载情况下都能可靠起动。因此，整机功率输出操作十分简便，起动成功率达100%。
4）中频保护系统采用先进的双保险反馈自锁电路，保护速度快，而且在设备前后设有过流、过压双向重复保护。因此，在负载短路、开路、过载等异常情况下，保护成功率达100％，并在三相进线端设有错相、缺相保护、欠压保护和过压保护，使设备更具适应性和先进性。
5）对电源及炉体冷却水输入有水压继电器控制冷却水输出有温度开关表监控欠压，超温会发出报警并切断电源。
配备输出电压表、输出功率表、工作频率表、输入电流表、输入电压表、直流电压表、直流电流表、控制板上装有缺相显示、逆变工作显示。
4.3.2.3 全面的保护功能
1）电路保护系统
⑴ 2只线路断路器，安装在柜体的正面，作为电源进线的隔离开关和可见断开点。它们配有一只手动开关和24伏欠电压线圈用于连锁保护。
⑵ 2只真空限流电抗器，延缓异常电流的上升速度，以使可控硅元件损坏之前电子保护线路能快速断开电路和消除故障。
⑶ 2套熔断器提供短路保护。
2）整流器以及保护电路
⑴ 2套大功率半导体器件把电源进线的交流电整流为直流电，在正常工作状态下，可控硅是全导通的，从而使各次谐波对电网的波形畸变影响最小。大功率可控硅起异常情况时的快速断路的作用。
⑵ 2个监视直流母排电流和电压的传感和断路控制电路，以使电压的升高有坡度，避免涌流那样的冲击。
⑶ 2套缓冲器以用于消除电子开关状况变换时产生的干扰。
⑷ 2套二极管提供了一条释放无功能量的通路，当快速切断电源时，无功能量可向滤波电容器释放。
⑸ 2个可控硅短路保护模块。在ACI故障和可控硅短路时，它可切断电源和电路。
4.3.2.4图形显示和操作控制屏幕
自起动控制采用SIEMENS的PLC程控器和人机界面组合系统，具有自动显示、控制、记忆功能。
●配有多个控制操作屏幕。满足电炉运行所需要的多个功能控制操作屏幕。
●启动电流自动控制，功率调节旋钮处于何种位置都能实现“ 软起动”还能连续监测及显示各种主要参数与实现人工即时操作及程序操作。
●烧结和保温模式可按预设定程序完成。
●冷起动程序也能以同样方式用烧结程序来完成。
●有系统的报警显示和鸣叫（同时切断主电源，停止供电）：中频电源运行异常、过电流、过电压保护、电源、电炉冷却水水温过高或压力太低；进水和回水水压异常、交流断路器中断、接地/泄露检测器报警。
●通过WPS面板可以控制电源及其它动力的开/关和进行功率控制；
●可以通过面板上的功率控制盘，提供保温功率和升温、调质、功率实行无级分配。
●变压器检测预留3个开关点。
4.3.2.5 柜体
所有的电源和控制元器件均装在一易于维修的钢柜中。全开式铰链门使得维修人员能够方便、容易地接近逆变器，整流器和分隔的电容器部分。控制部分安装在与眼的高度相平齐的不锈钢铰链门上，打开此门可容易地接近凹进去的控制线路室。此室底部装有风扇和热交换器以保持室内干净、和较低的温度，避免不清洁空气的污染。所有的柜门都采用机械连接方式以增加钢壳柜的完整性。柜门四周镶有密封条并且每扇门都配以暗锁。此外，装备了安全保护用微动开关。当任何一扇门开启时，诊断板上的显示灯亮，并切断电源以免伤人。进线端电源应采用专用电源，电源进线可以很方便地从柜子的顶部接入。为了便于移置动设了吊环装置。
4.3.2.6 接地/渗漏探测器
一套连续监测“接地/渗漏”的探测系统配有指示灯、毫安表、探针切断按钮（隔离炉子和电源）、灵敏度可调控制器和试验电路用的按钮等。本装置会在如下三种情况时做出显示，并切断主电源。
1）金属熔液渗过炉衬到炉子线圈。
2）过于潮湿。
3）炉子或电源系统存在低的对地电阻。
4.3.3 高压系统
4.3.3.1 高压一次系统
高压一次系统原理框图见图4.22。
图4.22 高压一次系统原理框图
4.3.3.2 33KV高压组合开关柜
1）用途
KYN-40.5型铠装移开式金属封闭开关设备适用于三相交流50HZ，额定电压为35kV，最高电压40.5kV的户内电力系统中作为发电厂、变电所及工矿企业配电室接收分配电能之用。并对电路具有控制、保护和测量等功能。该设备除广泛用于一般电力系统外，还可适用于具有频繁操作的电力线路中。
2）结构性能特点
KYN－40.5型铠装移开式金属封闭式开关设备，是由敷铝锌钢板组装而成，柜内用接地的金属隔板按功能分割成四个独立隔室：即开关室、隔离开关室、电缆室和保护及仪表室。
3）产品特点
⑴柜体采用敷铝锌钢板组装而成，具有较强的强度及整体型，柜内配有性能优良的西门子3AH4型真空断路器。
⑵耐电腐蚀，电场分布均匀，具有很高的机械寿命和电寿命。
⑶具有可靠的“防误”联锁机构。GB3906－91中规定开关柜的闭锁应优先采用机械闭锁，KYN－40.5型开关柜就是遵照此规定设计了可靠机械闭锁，而保障了设备正常运行和操作人员的人身安全。
4.3.3.3 其他
1）真空灭弧室采用陶瓷灭弧室；
2）柜内配备UPS电源一个为迟时间1小时。
3）两台35KV柜的外形尺寸分别为1400×2950×2600和1800×2950×2600；
4）微机保护装置选用清华紫光的产品，有过电流、速断、过压及欠压等保护功能；
5）柜内需安装照明及加热装置；
6）仪表门上安装电流表三块、电压表一块、有功电度表一块、无功电度表一块、电压转换开关一只；
7）柜上需安装带电显示装置；
8）真空断路器具有远程、就地操作功能，并安装远程及就地选择开关；
9）整流变压器（见图4.23）
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺 摘要：本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺，并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法，此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。采用高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为发展的趋势。 关键词：镍铁；矿热炉；RKEF法 1 前言 金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性，耐腐蚀，能磁化等一系列特性，广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业，在国民经济的发展中具有极其重要的地位。全球约2/3的镍用于生产不锈钢，镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。 2 镍铁冶炼工艺分类 镍铁冶炼工艺主要有火法理、湿法两种。对于含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。对于氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 2.1 高炉法 高炉生产生铁历史悠久，但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明（刘光火）和研究的结果。 高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。 2.2 电炉（矿热炉）法 这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种，矿热炉冶炼镍铁工艺流程是：原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭（或水淬成镍铁粒）和水淬渣。 该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺，在国外已有几十年的生产历史，有一套较成熟的技术和理论，国内也有少数厂家有几年的生产历史，但都是小设备生产，技术问题很多，效益也不好，近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。
碱性电弧炉炼钢的工艺流程方案
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。 2)穿井阶段。这个阶段电弧完全被炉料包围，热量几乎全部被炉料吸收，不会烧坏炉衬，因此使用最大功率，一般穿井时间为20min左右，约占总熔化时间的1／4。 3)电极上升阶段。电极“穿井”到底后，炉底已形成熔池，炉底石灰及部分元素氧化，使得在钢液面上形成一层熔渣，四周的炉料继续受辐射热而熔化，钢液增加使液面升高，电极逐渐上升。这阶段仍采用最大功率输送电能，所占时间为总熔化时间的1／2左右。
浅析我国铬铁合金冶炼发展趋势
浅析我国铬铁合金冶炼发展趋势 摘要：铁合金生产过程是及其严格，必须对调节剂、还原剂、炉料成分进行严 格拧制，经过化学反应和高温物理变化，才能生成所擗要的铁合金。其主要用途 是成为特殊钢材的生产用料，在生产铁合金时，必须有专业的机械设备，按照操 作步骤进行，提供一定的热量和温度，只有这样才能确保Ｍ低的能耗，生产出符 合标准的铁合金产品。因此，收集生产过程屮能耗数据，建立能源消耗数据梭哨，丫解能源走向，据此预测和优化消耗值，是企业节能增效首要工作。 关键词：铬铁合金；链箅机；－回转窑；还原度；冶炼电耗 引言 高碳铬铁是生产不锈钢和高铁素体合金的重要合金材料，可作为钢的添加料生产多种高 强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢。不锈钢产品中，200系不锈钢含铬量约在16%，300系不锈钢含铬量约在25%，400系不锈钢含铬量约在14%，铬铁需求量最大的300 系不锈钢也是不锈钢生产中最大比例的产品。 1铁合金生产原理和意义 铁合金分类方法有很多，可以按照设备不间分类，基本有，高炉，电弧炉等，按照供能 形式不同可以分为，电热、碳热等。铁合金生产目的就是把矿氧化物中金元索提炼出去，可 以采用电解、热分解、还原剂等方法。但是，铁合金并不是直接用于生产，而是作为中间材料，用在冶金作业中。其用途很多，通常为脱氧剂和合金剂，也可以用来合成普通合金板材。国际社会上，很多国家在考量一国综合力量时，铁合金生产量是重要因索之一，通常情况下，也可以用来衡量这个国家钢材使用情况。西方很多国家现在进行铁合金长期储备，目的是一 种军事战略，从当战略物资。 2铬铁合金生产技术现状 铬矿是重要的战略资源，是冶炼高碳铬铁的主要原料。与国外相比，我国的铬铁合金起 步较晚，并且铬矿资源贫乏，保有储量仅占世界储量的0.15%，而且分布零散，矿床规模小，矿石品位低。目前尚未发现储量大于500万t的大型铬铁矿床，受铬矿储量和开采成本等限制，我国铬矿产量很低，为满足铬铁合金生产需要大量从国外进口。自1999年后，我国铬 矿进口依存度在95%以上，几乎全部依赖进口。 3我国铬铁合金产业发展趋势 3.1冶炼大型化 国家产业结构调整指导目录（2019年本）对铬铁合金冶炼单位电耗高于3200kWh/t、容 量小于25MVA的矿热炉进行了限制。为满足环境保护和产业转型的需求，根据国家相关行 业政策对冶炼电耗高、容量小的矿热炉进行淘汰，建设大型密闭矿热炉进而促进产业结构调 整转型。同时对煤气进行回收，做好环境保护工作，降低能耗。 3.2合理配置短网，增加工作效能 企业为了达到降低冶炼过程中投入资金数额得目的，通常怙况下选择对短网进行重新配置，实现提髙效能的目标。在电炉输入功率中，冶炼企业经过多次研宄发现，发生在短网上
电弧炉与中频炉炼钢工艺及成本分析
电弧炉与中频炉炼钢工艺及成本分析
电弧炉与中频炉工艺及成本分析 ——关于地条钢泛滥的思考 目前生产螺纹钢常用的方法有几种，最普遍的是被称作长流程的“高炉+转炉+连铸”工艺，以及被称作短流程的“电弧炉+连铸”和“中频炉+连铸”工艺。这里暂不讨论长流程工艺，单说短流程工艺，即电弧炉和中频炉生产建筑用材工艺，看看这二者之间有什么区别，并借此聊一聊地条钢。 一、炼钢工艺简介 炼钢是严格的“熔化+精炼”过程，不是简单的“化铁水”，炼钢工艺及实际操作是保证成品钢材质量的关键，通过吹氧脱碳、造渣精炼、钢液脱氧、吹氩搅拌乃至真空脱气等手段，进行脱碳、脱磷、脱硫、去除气体和夹杂，调整成分和温度，保证钢材质量。 1、电弧炉炼钢 电弧炉炼钢是利用三相电极向炉内输送电能，通过电极端部与炉料之间的高温电弧形成3000℃以上的高温来熔化炉料。现在的超高功率电弧炉还配备有炉壁氧枪和炉门氧枪，为炉膛冷区提供辅助热源，进一步提高供热强度，加速熔化。一些有条件的工厂用高温铁水代替部分废钢，或利用余热对入炉废钢进行预热，提高入炉料温度，以加快熔炼速度，节能降耗。 传统电弧炉熔炼工艺有以下几个过程：装料→熔化→氧化→脱氧合金化→出钢→铸坯（锭），这种方法冶炼时间长，设备利用率不高，不能够确保生产节奏，现代电弧炉炼钢都把脱氧合金化工作放到炉后的钢包精炼炉进
行，并且在熔化炉料的过程中，通过提前造渣、大量用氧以及吹氧搅动熔池等，通过氧化脱碳和流渣换渣操作，迅速降低钢中的磷和气体、夹杂物含量，缩短冶炼时间。过去普通功率电弧炉熔炼时间多在4小时以上，而现在的超高功率电弧炉整个冶炼周期仅为70-90min。 电弧炉初炼出的钢液，含氧量很高，而且成分、温度都不符合要求，需要通过钢包精炼来脱氧、调整化学成分和温度，以及尽可能多地去除钢中的非金属夹杂物。钢包精炼炉简称LF炉，也是通过三相电极向钢包内的钢液通电加热，并且在钢包底部配有透气芯，可向钢液底部通入惰性气体氩气。通过补加合金调整化学成分，通过沉淀脱氧和造还原渣扩散脱氧不断地降低钢液含氧量和含硫量。连续的底部吹氩，可促进钢液内部的非金属夹杂上浮去除。 电弧炉和钢包炉所用炉衬材料都是碱性耐火材料，耐浸蚀性好，被卷入钢中形成夹杂物的数量也少。所以“电弧炉+钢包炉+连铸”（简称EBT+LF+CC）工艺生产的钢产品质量好，且稳定可靠。 电弧炉（EBT）和钢包精炼炉（LF）熔炼示意见图1、图2。
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。
转炉炼钢与电炉炼钢发展趋势
转炉炼钢与电炉炼钢的发展趋势 随着科学技术的发展，我国的炼钢技术也在不断的提高，目前我国主要的炼钢设备有转炉炼钢和电炉炼钢这两种。转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。电炉炼钢是指在电炉中以废钢、合金料为原料，或以初炼钢制成的电极为原料，用电加热方法使炉中原料熔化、精炼制成的钢，但是到底那个炼钢技术发展趋势能够更好一些，炼钢效率跟高，我们更进一步去了解它们。 一.转炉炼钢趋势 1.提高钢水洁净度，即大大降低吹炼终点时的各种夹杂物含量，要求S低于0.005％，P低于0.005％，N低于20PPm。 2.提高化学成分及温度给定范围的命中精度，为此采用复合吹炼、对熔池进行高水平搅拌并采用现代检测手段及控制模型。减少补吹炉次比例，降低吨钢耐材消耗。 3.铁水预处理对改进转炉操作指标及提高钢的质量有着十分重要的作用。美国及西欧各国铁水预处理只限于脱硫，而日本铁水预处理则包括脱硫、脱硅及脱磷。 4.在转炉上都装有检测用的副枪，在预定的吹炼时间结束前的几分钟内正确使用此枪可保证极高的含碳量及钢水温度命中率，使90％－95％的炉次都能在停吹后立即出钢，即无需再检验化学成分，当然也就无需补吹。此外，这也使产量提高，使炉衬磨损大大减少。复合吹炼能促进各项冶炼参数稳定，因而在许多国家得到推广。奥地利、澳大利亚、比利时、意大利、加拿大、卢森堡、葡萄牙、法国、瑞士、韩国等这些国家全部或几乎全部转炉都采用复合吹炼。 5.还有一些方法是从炉底输人一氧化碳、二氧化碳、氧气。单纯底吹的氧气炼钢法未能推广。日本采用所谓的吹洗法，即在炉顶吹氧结束时，接着从炉底吹氛，使钢水中碳含量达到0.01％。这对汽车用钢、薄板用钢及电工用钢的冶炼尤为重要。日本正在开发复合吹
浅谈用回转窑处理红土镍矿
浅谈用回转窑处理红土镍矿 一、红土镍矿概述 红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床，世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家，集中分布在环太平洋的热带―亚热带地区，主要有：美洲的古巴、巴西；东南亚的印度尼西亚、菲律宾；大洋洲的澳大利亚、新喀里多尼亚、巴布亚新几内亚等。我国镍矿资源储量中70％集中在甘肃，其次分布在新疆、云南、吉林、四川、陕西和青海和湖北７个省，合计保有储量占全国镍资源总储量的27％。 世界上可开采的镍资源有二类，一类是硫化矿床，另一类是氧化矿床。由于硫化镍矿资源品质好，工艺技术成熟，现约60％~70％的镍产量来源于硫化镍矿。而世界上镍储量的65％左右贮存在氧化镍矿床中，氧化镍矿由于铁的氧化，矿石呈红色，所以统称为红土矿。但实际上氧化镍矿分为几种类型，一种是褐铁矿类型，位于矿床的上部，铁高镍低，硅镁低，但钴含量比较高，这种矿宜采用湿法工艺；另一种类型为硅镁镍矿，位于矿床的下部，硅镁含量比较高，铁含量低，钴含量比较低，但镍含量较高，这种矿宜采用火法工艺。而处于中间过渡的矿石可以采用火法工艺也可以采用湿法工艺。见下表： 类型（%）Ni Co Fe MgO SiO2Cr2O3工艺 褐铁矿0.8-1.50.1-0.240-500.5-5.010-302-5湿法 硅镁矿低镁 1.5-2.00.02-0.125-405-1510-301-2火、湿高镁 1.5-3.00.02-0.110-2515-3530-501-2火法 二、我国镍铁行业现状 镍是略带黄色的银白色金属，是一种具有磁性的过渡金属。镍的应用在于镍的抗腐蚀性，合金中添加镍可增强合金的抗腐蚀性能。不锈钢与合金生产领域是镍最广泛应用领域。全球约2／3的镍用于不锈钢生产，因此不锈钢行业对镍消费的影响居第l位。镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。目前全球有色金属中，镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第5位。因此，镍被视为重要战略物资，一直为各国所重视。 镍铁主要成分为镍与铁，同时还含有Cr、Si、S、P、C等杂质元素。根据国际标准（ISO）镍铁按含镍量分为FeNi20（Ni15％～25％）、FeNi30（Ni25％～35％）、FeNi40（Ni35％～45％）和FeNi50（Ni45％～60％）。又再分为高碳（C 1.0％～2.5％）、中碳（C0.030％～1.0％）和低碳（C<0.03％）；低磷（P<0.02％）与高磷（P<0.030％）镍铁。 我国不锈钢和电池行业的快速发展，国内镍产品供应将面临长期短缺的局面。2005年以来国际市场镍价非理性的不断上涨对国内钢铁业发展构成了新的挑战。我国民营企业使用火法冶炼从菲律宾和印度尼西亚进口的红土镍矿矿石，大量生产镍铁合金作为冶炼不锈钢的配料，成功狙击了国际市场的疯狂炒作，镍价大幅下降，市场将逐步恢复理性。 我国镍金属生产技术已有重大突破，拥有自主知识产权，红土镍矿经高炉冶炼镍铬生铁，
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。
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。
150T直流电弧炉炼钢工艺
摘要 改革开放以来，我国电弧炉炼钢技术紧跟世界电炉炼钢工业的发展趋势，得到了快速发展。特别是冶金工艺流程的革命性变换，如电炉从三期操作发展到只提供初炼钢水的两期操作，从模铸到连铸，从出钢槽到偏心底出钢，以及为了满足连铸生产的快节奏提高炉子生产率而采用多能源的综合利用等等，所有这些改变都是促使为冶金工艺服务的电炉装备也取得了突破性的发展。近十年，我国从国外先后引进了交流超高功率电弧炉、直流电弧炉、高阻抗电弧炉、双壳炉和竖炉。通过这些设备的调试、操作、维护以及备品的制造，提高了我国电炉制造的设计制造水平。在消化吸收与创新的基础上，我国大容量电弧炉的国产化奠定了基础。当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。 当前电弧炉正朝着大型电弧炉、超高功率供电技术、采用各种炉外精炼、发展直接还原法炼钢、逐步扩大机械化自动化及用电子计算机进行过程控制等的发展，所以我们进行了电炉炼钢的设计，以适应潮流的发展。电炉的主要产品是钢材，而钢的质量取决于电炉冶炼技术和工艺，目前我国钢铁产业大量整合趋向于集中，整合资源优化升级。本设计根据指导老师的课题范围，查阅相关资料，结合南京地区实际条件，优化设计150t直流电弧炉炼钢车间。 本次设计查阅国内大型电炉车间设计的相关内容和文献资料，明确本次设计的目的、方法，并向老师请教可行性方案。结合《炼钢设备及车间设计.》、《炼钢设计原理》、《炼钢设计原理》等资料进行设计提纲的书写。对电炉进行配料计算，计算出电炉炼钢的原料配比。对电炉电气设备、炉外精炼、连铸系统、车间烟气净化系统、炼钢车间布局，结合国内大型电炉进行设定并向苏老师探讨可行的方法和数据。绘制电炉炼钢车间平面布置图。 关键字：电弧炉，车间设计，连铸，炉外精炼
浅析螺纹钢的生产工艺流程
炉外精炼课程论文 题目：浅析螺纹钢工艺流程 姓名：刘彪学号： 院（系）：冶金与材料工程学院专业班级： 教师：分数： 2014年4月30日
浅析螺纹钢工艺流程 摘要:随着我国的工业化和城镇化发展的进一步加快，螺纹钢在我国今后发展中将继续是非常重要的建筑用钢，本文通过介绍螺纹钢的生产工艺流程以及生产螺纹钢的设备，以及螺纹钢在国内外的生产现状和生产新技术，综合分析说明提高螺纹管工艺技术对我国社会主义现代化建设具有重要的现实意义。 关键词：螺纹钢；生产工艺；生产现状；成材率；生产新技术； 一、前言 随着我国经济建设的快速发展，我国基础设施如房屋、桥梁、道路以及重要能源、交通等工程得到快速增长，我国正处于经济发展时期，宏观经济和固定资产投资将保持健康持续的增长。建筑行业是中国和发展中国家发展最快的行业之一，建筑用钢也将会得到长期的发展，其中螺纹钢将是最大的建筑用钢。随着钢铁工艺技术的进步，螺纹钢将不断更新换代，推出性能更好的新产品，满足用户不同的技术要求。 二、螺纹钢简介 螺纹钢是表面带肋的钢筋，亦称带肋钢筋，普通热轧钢筋其牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20Mnti）、HRB500三个牌号。通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外形为螺旋形、人字形、月牙形3种。规格用公称直径的毫米数表示。带肋钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径为6-50mm，一般采用的直径为8、12、16、20、25、32、40mm。带肋钢筋在混凝土中主要承受拉应力。带肋钢筋由于肋的作用，和混凝土有较大的黏结能力，因而能更好地承受外力的作用。带肋钢筋广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。成分指标：考核螺纹钢成分含量的指标主要有：C、Mn、P、S、Si等项，牌号不同，含量各有差别，其大致范围为：C（0.10～0.40%）、Mn<1.80%、P<0.050 %、S<0.050%、Si（0.60～1.00%）；螺纹钢是由小型轧机生产的，可扎出螺纹钢线材和螺纹钢棒材，小型轧机的主要类型分为：连续式、半连续式和横列式。当今新型的钢筋轧机有通用的高速轧制的钢筋轧机和四切分的高产量的钢
钢铁行业生产工艺流程
钢铁行业生产工艺流程 钢铁生产工艺主要包括：炼铁、炼钢、铸钢、轧钢等流程。 1. 炼铁 铁矿石的品种分为磁铁矿Fe3O4、赤铁矿Fe2O3、褐铁矿2Fe2O3．3H2O、菱铁矿FeCO3。铁矿石中除铁的化合物外，还含有硅、锰、磷、硫等的化合物(统称为脉石)。铁矿石刚开采出来时无法直接用于冶炼，必须经过粉碎、选矿、洗矿等工序处理，变成铁精矿、粉矿，才能作为冶炼生铁的主要原料。 将铁精矿、粉矿，配加焦炭、熔剂，烧结后，放在100米高的高炉中，吹入1200摄氏度的热风。焦炭燃烧释放热量，6个小时后温度达到1500度，将铁矿融化成铁水，不完全燃烧产生的CO将氧从铁水(氧化铁)中分离出来，换句话说CO作为还原剂将铁从铁水(氧化铁)中还原出来。熔剂，包括石灰石CaCO3、荧石CaF2，其作用是与铁矿石中的脉石结合形成低熔点、密度小、流动性好的熔渣，使之与铁液分离，以便获得较纯净的铁水。铁水即生铁液，然后被送往炼钢厂作为炼钢的原料。 宝钢炼铁车间由两座4063立米大型高炉组成,预留有第三座高炉的建设场地。全车间年产生铁600万吨(最终产量可达650万吨)。向炼钢车间热送576.6万吨铁水,钢锭模铸造车间热送6.78万吨,其余16.62万吨铁水送铸铁机铸块。全车间分两期建设,1号高炉计划1982年4季度投产,2号高炉计划1984年投产。全车间约占地572,000平米,采用半岛式布置,1、2高炉中心距370米,原料、燃料均用胶带运输机分别由原料场,烧结车间,炼焦车间送入矿槽、焦槽。筛下粉矿、碎焦亦由胶带运输机运出,转送烧结车间。铁水输送采用320吨鱼雷式混铁车。高炉煤气灰、垃圾、废铁的… 2. 炼钢 炼钢就是把原料(铁水)里过多的碳及硫、磷等杂质去掉并加入适量的合金成分。 最早的炼钢方法出现在1740 年，将生铁装入坩锅中，用火焰加热溶化炉料，之后将溶化的炉料浇铸成钢锭。1856 年，英国人亨利-贝塞麦发明了酸性空气底吹转炉炼钢法，第一次解决了铁水直接冶炼钢水的难题，从而使钢的质量得到提高，但此法不能脱硫，目前己被淘汰。
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用
编号：AQ-Lw-01468 ( 安全论文) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 浅谈炉外精炼技术在铸钢生产 中的应用 Application of secondary refining technology in cast steel production
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的 应用 备注：加强安全教育培训，是确保企业生产安全的重要举措，也是培育安全生产文化之路。安全事故的发生， 除了员工安全意识淡薄是其根源外，还有一个重要的原因是员工的自觉安全行为规范缺失、自我防范能力不强。 铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。 1.炉外精炼技术简介 20世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金冶炼技术的发展。炉外精炼技术就是
铸件生产中的适用技术之一。 1.1炉外精炼技术的功能①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整(添加合金)、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。针对上述功能，衍生出LF法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等炉外精炼设备。但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗／精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。 1.2电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈氧化。在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。为了解决这一问题，经过冶金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期——氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质
中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势
专题 中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势 （，，） 摘要：本文阐述了中国电弧炉炼钢技术的现状，并在阐述中国近年电弧炉炼钢的发展变化及存在的问题的基础上，提出了中国电弧炉炼钢发展要注意的问题及发展趋势。 关键词：电弧炉，不锈钢，产业现状，发展趋势 China electric arc furnace steelmaking status and development trend Abstract：This paper describes the status of Chinese electric arc furnace steelmaking technologies and expounded China's development and changes in recent years, electric arc furnace steelmaking and problems, based on the proposed China should pay attention to the development of electric arc furnace steelmaking problems and trends. Key Words：EAF，steel，present status，development trends 0 引言 电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。 通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。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。电弧炼钢炉的
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用(新版)
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用(新版) Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0468
浅谈炉外精炼技术在铸钢生产中的应用 (新版) 铸造生产要经过十分复杂的工艺过程。只要其中某一道工序或某一个过程失误，均会造成铸造缺陷。当然，同一类缺陷由于场合和零件的不同，往往有不同的形成原因。常言道“三分冶炼，七分铸造”。钢液质量与铸件的质量密切相关。本文中，主要论述如何通过炉外精炼技术为铸造生产提供优质的钢液。 1.炉外精炼技术简介 20世纪炼钢技术中的革新，主要是纯氧顶吹转炉炼钢法和连续铸钢法。由于这些实用技术的采用，炼钢生产率飞速提高。炉外精炼技术是设置在转炉和连续铸钢间的连接工序，这一技术的实用化，大大提高并完善亨利贝塞麦发明的液态炼钢法。要提高铸钢生产的质量和产量，同样离不开冶金冶炼技术的发展。炉外精炼技术就是
铸件生产中的适用技术之一。 1.1炉外精炼技术的功能①脱氢、②脱氧、③脱碳、④脱硫、⑤非金属夹杂物的形态控制、⑥成分调整(添加合金)、⑦钢液成分及温度的微调及均匀化、⑧脱氮、⑨脱磷。针对上述功能，衍生出LF 法、VD法、VOD法、RH法、SKF’法等炉外精炼设备。但对于各生产厂家具体使用哪种精炼设备，他们会综合考虑冶炼的钢种、生产量、粗／精炼的组合等，选择最适合的炉外精练法。 1.2电炉加钢包精炼炉双联工艺法简介目前，电弧炉炼钢是铸钢件生产中最广泛的炼钢方法之一。这种方法是利用电弧产生的高温和热能熔化固体炉料，实现冶炼的目的。在电弧炉炼钢中为了清除钢液中的气体和夹杂物，通常通过脱碳反应形成钢液沸腾，对钢液激烈氧化。在下一步为了去除钢液中残余的氧，又需要对钢液进行脱氧，因此产生大量的夹杂物，这是电弧炉炼钢难以解决的矛盾。为了解决这一问题，经过冶金工作者多年努力，摸索出双联工艺法方案。即将原电弧炉炼钢的两大期——氧化期及还原期分别放在电弧炉和钢包精炼中进行，各自独立操作，以达到提高钢液的冶炼质
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺
浅谈矿热炉冶炼镍铁工艺 中冶华天南京工程技术有限公司王刚 摘要：本文介绍了从红土镍矿提炼镍铁几种不同的冶炼工艺，并着重分析了矿热炉冶炼镍铁工艺RKEF法，此工艺成为当前我国红土镍矿处理的主要方法。研究开发高效、流程短、低耗能、环保等镍铁冶炼新工艺已经成为未来开发的趋势。 关键词：镍铁；矿热炉；RKEF法 1 前言 金属镍具有良好的机械强度、延展性和化学稳定性，耐腐蚀，能磁化等一系列特性，广泛用于不锈钢、高温合金、电镀和化工等行业，在国民经济的发展中具有极其重要的地位。全球约2/3的镍用于生产不锈钢，镍原料的成本占奥氏体不锈钢生产成本的70%左右。 镍原料多数源自红土镍矿，红土镍矿资源为硫化镍矿岩体风化―淋滤―沉积形成的地表风化壳性矿床，世界上红土镍矿分布在赤道线南北30度以内的热带国家。我国镍矿资源储量中70％集中在甘肃。 红土型镍矿可以生产出氧化镍、硫镍、铁镍等中间产品，其中硫镍，氧化镍可供镍精炼厂使用，以解决硫化镍原料不足的问题。至于镍铁更是便于用于制造不锈钢，降低不锈钢的生产成本。 2 镍铁火法冶炼工艺分类 含镍硫化矿目前主要采用火法处理，通过精矿焙烧反射炉（电炉或鼓风炉）冶炼铜镍硫吹炼镍精矿电解得金属镍。氧化矿主要是含镍红土矿，其品位低，适于湿法处理；主要方法有氨浸法和硫酸法两种。氧化矿的火法处理是镍铁法。 2.1 高炉法 高炉生产生铁历史悠久，但普遍使用高炉生产镍铁还是中国人发明（刘光火）和研究的结果。 高炉生产镍铁的流程主要是：矿石干燥筛分（大块破碎）——配料——烧结——烧结矿加焦炭块及熔剂入高炉熔炼——镍铁水铸锭和熔渣水淬——产出镍铁锭和水淬渣。
工艺流程当中的高炉熔炼有很大的缺点： （1）要用优质的焦炭作为熔炼的燃料，焦炭的耗能量很大，能耗高； （2）产品镍含量通常在2~8％，大多在5％以下，镍品位低，杂质含量高，一 般用于200系的不锈钢生产。 （3）在冶炼的过程中有害气体的排放量大，比如为了增加炉渣的流动性而添加萤石，萤石加入量占炉料总量的8~15％，然而在国内，镍铁小高炉没有设置脱氟设备，全部放散，从而导致排放的高炉烟气中含有大量有害的含氟气体。 （4）红土镍矿可分为高铁低镁(低镍)、低铁高镁(高镍)红土镍矿，两种不同类型原料。而当红土矿含镍1.5%、含铁35%时比较适合小高炉熔炼，可产出含镍约4%的低镍生铁。但如果是低铁高镁(高镍)矿用小高炉熔炼，那么就会导致高炉的产渣量大、粘度大情况，从而难以保证炉况顺行。 （5）由于炉料强度低，所以只能采用小型高炉(矮高炉)生产镍铁，而无法进行大规模的生产。 （6）小型高炉生产镍铁的成本较高。 2.2 电炉（矿热炉）法 这里的电炉指被称作矿热炉的电弧炉的一种，矿热炉冶炼镍铁工艺流程是：原矿干燥及大块破碎——配煤及熔剂进回转窑彻底干燥及预还原——矿热炉还原熔炼——镍铁铁水铸锭及熔渣水淬——产出镍铁锭（或水淬成镍铁粒）和水淬渣。 该工艺通常是指回转窑加矿热炉工艺，在国外已有几十年的生产历史，有一套较成熟的技术和理论，国内也有少数厂家有几年的生产历史，但都是小设备生产，技术问题很多，效益也不好，近期有数家企业陆续投产和正在建设上规模的生产线。 该工艺可以用任何铁镍品位的矿石生产任何含镍量的镍铁，技术上是在回转窑阶段控制铁的还原率来实现的（镍全部还原成金属、铁部分还原成金属和低价氧化物），这是该种工艺的最大特点，也是其具有生命力的原因，但由于矿热炉耗电巨大致使其生产成本偏高，另外缺电地区也无法建厂。 2.3 回转窑直接还原熔炼法 回转窑直接还原熔炼工艺几乎称得上是一项古老的工艺，日本采用该工艺生产镍铁（粒状镍铁，直接用于冶炼不锈钢）已有60余年的历史。 该工艺基本流程是：原矿干燥（大块破碎和磨矿——配加还原煤和熔剂——入回转窑还原和熔炼——熔块水淬——水淬渣和镍铁粒破碎、磨矿、磁选——产出镍粒铁和细
我国电炉炼钢的发展现状与前景
我国电炉炼钢的发展现状与前景 现代炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程。2004年世界粗钢产量达10.548亿t，其中转炉钢66452万t，占63%，电炉钢35652万t，占33.8%。我国钢产量27470万t，其中转炉钢23271万t，占85.72%，电炉钢4167.1万t，仅占15.17%。 笔者在此分析了我国不同时期电炉钢比例逐年下降的原因，讨论了为什么要重视电炉钢的发展，指出了在目前我国废钢资源及电力紧缺的条件下，发展电炉炼钢的方法及技术措施，认为目前应考虑对发展我国现代电炉炼钢的第二轮投资。 国外电炉炼钢的发展情况 自上世纪中叶至今，尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步。但世界电炉钢比例不断增长，从1950年的7.3％增长到2004年的33.8％。 电炉钢比例的增长，主要是由于跟高炉转炉长流程相比，电炉炼钢具有固定投资小，消耗铁矿石，焦炭，水等资源少，占地面积小，可比能耗低，对环境污染少，工厂可接近资源产地及市场，启动及停炉灵活等优点，符合全球可持续发展要求。 本世纪前四年，世界上年产钢500万吨以上的主要产钢国家各国粗钢产量稳步增长，电炉钢比例不同国家有增有减，总体上有所降低，从2001年至2003年电炉钢的比例从35%下降至33.1%。2004年虽然粗钢产量增长迅速，但世界电炉钢比例从33.1%上升至33.8%。我国现代电炉炼钢的发展情况 我国现代电炉炼钢始于1993年原冶金部和上海市在上海召开的“当代电炉流程和电炉工程问题研讨会”（以下简称第一次上海会议）。由于各级政府部门引导，支持钢铁企业进行了对现代电炉流程的一轮投资，依靠引进国外现代电炉流程先进技术，在我国建成了一批“三位一体”或“四位一体”的先进电炉流程。 从1993年至今，我国电炉钢生产的发展可分为三个阶段。 在1993年至2000年这一阶段，我国电炉钢产量在1800~2000万t波动，电炉钢比例逐年下降，从23.2%下降至15.7%。这是由于一方面淘汰了大量落后的小电炉，使得我国电炉钢产量下降，另一方面新投产的大电炉产量还是不够高，致使电炉钢产量在一个水平线上波动，另外由于转炉钢产量的迅速增长，电炉钢产量增长比较慢，致使电炉钢比例下降，但这也正好说明“第一次上海会议”的意义及影响，如果没有1993年的“第一次上海会议”，在小电炉大量被淘汰的情况下，2000年我国电炉钢的比例恐怕还会低很多。 从2000年至2003年，在世界电炉钢比例有所下降的同时，我国电炉钢比例却走出了低谷有所回升。从2000年的15.7％上升到2003年的17.6％。电炉钢比例回升说明在这一阶段，虽然全国钢产量迅速增长，但电炉钢增长的速度比钢总量增长的速度更快。 在2001-2003年间，我国钢生产迅速发展，年增长速率达20~22%，远高于世界同期增长速度。电炉钢增长速度更高，达27-28%，电炉钢比例回升了约2个百分点。