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4电炉炼钢 2.ppt
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电炉炼钢(EAF steelmaking) 主要内容 4.1 电炉炼钢概述 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 4.3 电弧炉的电气设备 4.4 电炉氧化法冶炼工艺 4.1 电炉炼钢概述 电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。
传统电弧炉是以废钢为主要原料，以三相交流电作电源，利用电流通过石墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料，是用来产生特殊钢和高合金钢的主要方法。
电炉钢除了将在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持其相对优势外，正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。 4.1 电炉炼钢概述 优点： 热效率比较高，废气带走的热量相对较少，热效率可达65%以上； 温度高，电弧区温度高达3000°C以上，可以快速熔化各种炉料，并使钢水加热到大于1600°C； 温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求；
4.1 电炉炼钢概述 炉内气氛可以控制，既可以造成氧化气氛，又可以造成还原性气氛，因此，不仅能去除磷，还具有很强的脱氧、脱硫能力，适用于冶炼各种合金钢和优质钢； 可以用100%的废钢进行熔炼，与其它炼钢法相比设备较简单，占地少，投资省，建厂快，容易控制污染； 电炉和炉外精炼及连铸相结合形成了包括碳素钢在内的基本最佳炼钢流程，提高了钢的质量，降低生产成本。
4.1 电炉炼钢概述 不足： 由于电弧的离解作用，使空气和水蒸气理解出大量的氢和氧，在还原期易被钢水吸收，因此，电炉钢若不经过特殊处理，其氢、氧含量一般比转炉钢高； 电弧是点热源，炉内温度分布不均匀，熔池平静时，各部位的钢水温度相差较大，尤其大炉子更为突出 电弧炉近于球形体，从减少散热表面积出发，以球形为最好。现代电弧炉炉体中部是圆桶形，炉底为弧形，炉顶为拱形。 作为发热体，电极端部的三电弧位于炉内中心部位。 三电
形顶点上。
4.2 现代炼钢电弧炉的构造 炉体 炉体倾动装置 水冷炉盖 电极升降装置 炉体 电炉炉体是电炉的最主要装置，用来熔化炉料和进行各种冶金反应。 主要由炉壳、炉门、偏心底出钢机构、小炉底（直流电弧炉）等组成。 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 炉壳
炉壳包括圆形炉身、炉壳底和上部加固圈三部分。一般都是用钢板焊接而成，所用钢板厚度与炉壳直径大小有关，炉身做成圆筒形可以减少散热面积及热损失。 炉门
炉门包括炉门盖、炉门框、炉门坎和炉门升降机构等部分。对炉门的要求是：结构严密，升降简便灵活，牢固耐用，各部分便于装卸。
4.2 现代炼钢电弧炉的构造 出钢槽
现代新型电弧炉上，用偏心炉底无渣钢来代替出钢槽。 炉顶圈
用钢板焊成，用来支撑炉盖耐火材料，为了防止变形，顶装料的炉子都采用水冷炉顶圈，尺寸比炉壳外径稍大，从而使炉顶的全部重量支撑在炉壳上部的加固圈上而不是压在炉墙上。
4.2 现代炼钢电弧炉的构造 电极密封圈 为使电极在炼钢过程中能自由升降，电极孔直径一般要比电极直径大40~50mm，炉内的高温气体就不断地从电极孔缝隙中逸出，而空气则不断地从炉门缝隙中吸入； 热损失增加，不利于维护炉内还原性气氛；使电极受高温炉气的冲刷而氧化烧损严重，电极直径变细，易于折断； 因此，必须使用电极密封圈，减少缝隙，防止炉气外溢，同时也可以冷却炉顶，延长炉顶寿命。 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 电极夹持器
电极夹持器有两个作用，一是向电极导电，二是将电极固定，并在需要松放电极时能方便灵活的松开。要求： 电极夹持器在高温下工作，并受到大电流通过时产生的电阻热的作用，所以，要求电极夹持器能牢固地夹住电极，不能因电极的自重使之松动或者滑动。 接触表面要光滑，与电极之间不能因接触不良引起电弧。 有足够的机械强度，能耐高温、抗氧化 所用材料电阻要小，导电性好，更换电极要方便。 炉体倾动装置 炉体倾动装置是用作炉体出钢和流渣时实现炉体倾动。 炉体倾动是在炉底两侧设置一对圆弧轨道，通过液压装置趋动炉体倾动。在加料冶炼时靠机械设备维持炉子在水平位置。 水冷炉盖 主要用来关闭电炉。 水冷炉盖由钢结构框架和管式冷却盘组成，此结构同时支撑管式抽气弯管，冷却盘由位于外径的供水管供水。 炉盖中心孔设一个锥形套环用来放置带孔的耐火材料圈，电极穿过此孔做升降运动。 炉盖提升通过四点连接件与提升炉盖的悬梁相连，通过电动卷扬机或液压缸带动连杆机构提升炉盖。 电极横臂升降装置 电极横臂升降装置由支撑横臂的立柱、立柱导向装置（铸钢结构）、电极升降液压缸以及锁定装置组成。 控制电极升降的液压缸装在立柱内，缸体固定在立柱导向装置上。 电极升降是由电极升降调节系统所控制的比例阀来调节，从而控制冶炼电流。
4.3 电弧炉的电气设备 高压电源与
隔离开关； 高压短路器； 电抗器； 变压器； 短网； 电
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连续加料炼钢电弧炉与中频感应炉的成本比较
连续加料型电炉炼钢与中频炉的比较分析&&&&&&&&&& （李勇）摘要：:分别针对国内普遍常见的电弧炉炼钢和感应应中频炉冶炼两种炼钢工艺；从冶炼工艺、生产规模、产品质量品种以及生产成本和发展前景详细的叙述说明，对当前国内中频炉钢铁生产有重要的参考价值。关键词：电炉炼钢 中频炉炼钢 感应炉炼钢 炼钢生产 成本比较& 1、电炉概述电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称，按电能转换成热能方式的差异，电炉可分为电渣重熔炉、感应熔炼炉、电子束炉、等离子炉以及电弧炉，世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生产的，因此电炉炼钢主要指电弧炉。电渣重熔炉、电子束炉、等离子炉主要用于生产特钢，不适合生产碳钢及合金结构钢。感应熔炼炉（中频感应熔炼炉用于炼钢）及电弧炉均适合生产碳钢及合金结构钢。2、中频感应熔炼炉（以下简称中频炉）及电弧炉对比分析一、生产工艺比较&&& （1）电弧炉生产可进行吹氧操作，配料时可配入生铁、铸铁件等含碳（C）较高的钢铁料，吹氧脱碳过程中生成的CO气泡相对于钢中的[H]、[N]是真空室，有利于钢中[H]、[N]向CO气泡中扩散并排出，具有脱碳[C]、去气功能；&&& （2）吹氧及加入石灰造渣可进行脱磷[P]工作，具备脱[P]功能；&&& （3）吹氧氧化钢中的[Si]、[Mn]、[Cr]，可避免这些元素超标造成的化学废品；&&& （4）LF炉吹氩搅拌可去除钢水中的非金属夹杂物，具有去夹杂功能；（5）LF炉操作过程中，向钢中加入合金及强脱氧材料，具有脱氧[O]、调整成分功能；（6）LF加石灰，具备脱硫[S]功能；&&& （7）LF送电升温，具备调整温度功能；&&& （8）中频炉因不具备吹氧脱[C]、造渣脱[P]及氧化钢中的过量的[Si]、[Mn]、[Cr]元素的条件，因此控制不了初炼钢水中的[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等易氧化元素；综上所述，电弧炉+LF炉生产工艺具有脱[C]、脱[P]、脱[O]、脱[S]；调整温度、成分；去气、去夹杂功能，而中频炉+LF只具备增加成分、脱[S]、脱[O]、去气（LF炉吹氩去气效果较差）、去夹杂及调整温度功能，中频炉只能算是化钢炉。二、生产规模比较额定容量60MVA、70t偏心底出钢超高功率节能型电弧炉平均冶炼时间可缩短至40分钟，年产钢量可达到80万吨，而同等容量的中频炉冶炼时间为60分钟,年产钢量为53万吨，中频炉产量仅为电炉的67%。三、质量和品种比较&&& （1）因电炉+LF炉与中频炉+LF生产工艺不同，质量优于中频炉，可生产轴承钢、油井管、高质量弹簧钢等特钢，而中频炉只能生产质量要求不高的常用的碳素结构钢；&&& （2）电炉+LF炉成分容易控制，品种命中率可达到99.5%以上，而中频炉[C]、[P]及合金元素配料高时不能调整，品种命中率低下。&&& （3）与连铸配匹&&& 电炉+LF炉可与连铸一对一匹配，生产节奏容易控制，中频炉因冶炼时间长与连铸难以一对一匹配。&&四、生产成本比较&&& （1）唐山70T电炉冶炼与2&40T中频炉冶炼工序成本对比表（附表）&&& （2）中频炉对所用钢铁料要求高，以中型、重型返回合格废钢为主，价格高；电炉对钢铁料适应性强，可使用生铁、统料、渣钢、轻薄料、海绵铁等，对废钢铁料中的易氧化元素[C]、[P]、[Si]、[Mn]、[Cr]等含量可适当放宽，可依据市场价格采购。价差可控制在300元/t以上，使用质量较差的废钢钢铁料消耗有所上升，但总钢铁料成本下降，成本差价61.2元；&&& （3）中频炉电耗比电炉电耗高，因电炉可使用廉价的氧气能源同时高温烟气对废钢进行预热减少了烟气热量损失，超高功率节能型连续加料电炉电耗约为360KWh， 而中频炉电耗约为660 KWh，相差300KWh，成本差价210元/t；&&& （4）中频炉炉子寿命短，仅为50~80次/届，电炉炉衬寿命可达到1000次/届以上，吨钢成本约10元，电炉炼钢耐火材料成本比中频炉低20元；&&& （5）电炉吹氧增加氧气、合金消耗，电炉送电增加电极消耗，电炉造渣增加石灰消耗；综合以上4项成本比较，电炉生产成本并不比中频炉高，只要采购、生产严格控制，电炉钢成本低于中频炉；五、投资比较（1）电炉炼钢因有配套空分制氧设备、SVC无功补偿，投资比中频炉为高。（2）对电网的冲击普通电弧炉生产时对电网有一定的冲击，配备SVC无功补偿装置后，可减少对电网的冲击。废钢预热超高功率电弧炉配备SVC无功补偿装置，连续生产时，全过程泡沫渣埋弧操作，对电网没有冲击。&&& 六、结论根据以上几方面的比较，电弧炉炼钢除投资略高外，其它方面电弧炉炼钢比中频炉具有明显的优势，特别是质量和品种、对废钢铁原料的适应性的优势，为炼钢以后由碳素结构钢转型为合金结构钢、特钢的生产打下基础，适应市场的能力强。同时为企业今后建设海绵铁生产线留下余地。因此从长远的角度考虑，电弧炉炼钢发展前景更为广阔，新建电弧炉炼钢生产线比中频炉生产线更具优势。& 70T电炉冶炼与2&40T中频炉冶炼工序成本对比表&201272&&
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