冶金概论-4电炉炼钢

炉体倾动装臵是用作炉 体出钢和流渣时实现炉 体倾动。炉体倾动是在 炉底两侧设臵一对圆弧 轨道，通过液压装臵趋 动炉体倾动。在加料冶 炼时靠机械设备维持炉 子在水平位臵。
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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臵带孔的耐火材料 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。
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4.4.1 补炉
影响炉衬寿命的主要因素：有炉衬的种类、性质 和质量；高温电弧辐射和熔渣的化学侵蚀；吹氧 与钢液、炉渣等的机械冲刷以及装料的冲击。 补炉部位： 炉衬损坏的主要部位是炉壁渣线，出 钢口，炉门两侧。 补炉方法：补炉方法可分为人工投补和机械喷补 补炉的原则是：高温、快补、薄补。 补炉材料：碱性电炉机械喷补材料主要用镁砂、 白云石或两者的混合物，并掺入磷酸盐或硅酸盐 等粘结剂。
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电气设备的作用
变压器：电弧炉的主要电气设备，其作用使降 低输入电压（一般为200～527V），产生大 的电流（几千到几万安培），供给电弧炉。 短网：从变压器低压侧的引出线至电极的一段 线路，约有10～20m，截面积大，通过电流 大。 电极：将变压器输入的电流引入熔炼室的导体。
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4.4.4 氧化
氧化期的主要任务是：
造渣脱磷到要求（wP＜0.02％）； 脱碳（C-O）至规格下限； 去气、去夹杂（利用C-O反应）； 提高钢液温度。
当钢液的温度、磷、碳等符合要求，扒除氧化 渣、造稀薄渣进入还原期。
第四章 电炉炼钢(EAF
(Electric arc furnace )
steelmaking)
主要内容
4.1 4.2 4.3 4.4 电炉炼钢概述 现代炼钢电弧炉的构造 电弧炉的电气设备 电炉氧化法冶炼工艺
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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。
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电炉类型
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电炉炉型
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 极分布在 等边三角 形顶点上。
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4.4.7 钢液的合金化
现代电炉冶炼工艺的合金化一般是在出钢过程 中在钢包内完成。 出钢时钢包中合金化为预合金化，精确的合金 成分调整最终是在精炼炉内完成的。 合金化操作主要指合金加入时间与加入的数量。
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第四章 小结
重点掌握内容： 电弧炉的电气设备组成及作用； 电炉氧化法冶炼工艺： 氧化法冶炼工艺操作过程及老三期； 补炉部位及原则； 现场装料经验； 氧化期的任务； 还原期的任务。
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4.4.6 出钢
传统电炉冶炼工艺，钢液经氧化、还原后， 当化学成分合格，温度符合要求，钢液脱 氧良好，炉渣碱度与流动性合适时即可出 钢。 因出钢过程的钢-渣接触可进一步脱氧与 脱硫，故要求采取“大口、深冲、钢-渣 混合”的出钢方式。
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4.4.5 还原
还原期的主要任务
脱氧至要求（wO为0.003-0.008%）； 脱硫至一定值； 调整钢液成分，进行合金化； 调整钢液温度。
其中：脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。
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还原操作
电炉常用综合脱氧法，其还原操作以脱氧为核心。 当钢液的温度、磷和碳含量符合要求，扒渣量超 过95％； 加Fe-Mn、Fe-Si块等预脱氧（沉淀脱氧）； 加石灰、萤石、火砖块，造稀薄渣； 还原，加碳粉、Fe-Si粉等脱氧（扩散脱氧）， 分3～5批，7～10min／批； 搅拌，取样、测温； 调整成分，加Al或Ca-Si块等终脱氧（沉淀脱 氧）； 出钢
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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； 电极
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电气设备的作用
高压电源与隔离开关：高压电源一般为 10~110KV；隔离开关主要用于电炉设备检修时， 断开高压电源，有时也用来进行切换操作。 高压断路器：它的作用是使高压电路在负载下接通 或断开，并作为保护开关在电气设备发生故障时， 自动切断高压电路。 电抗器：串联在变压器高压侧，其作用是增加电路 中感抗，以达到稳定电弧和限制短路电流的目的。
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4.2 现代炼钢电弧炉的构造
炉体 炉体倾动装臵 水冷炉盖 电极升降装臵
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炉体
电炉炉体主要 由炉壳、炉门、 偏心底出钢机 构、小炉底 （直流电弧炉） 等组成。
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炉体倾动装置
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4.4.2 装料
目前，广泛采用炉顶料篮装料，每炉钢的炉料分 1～3次加入。 装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电 极消耗以及合金元素的烧损等。因此要求合理装 料，这主要取决于炉料在料筐中的布料合理与否。 现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、中间 高、四周低、炉门口无大料，穿井快、不搭桥， 提前助熔效果好。
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水冷炉盖
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电极横臂升降装置
电极横臂升降装臵由支撑 横臂的立柱、立柱导向装 臵（铸钢结构）、电极升 降液压缸以及锁定装臵组 成。控制电极升降的液压 缸装在立柱内，缸体固定 在立柱导向装臵上。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。
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4.4 电炉氧化法冶炼工艺
双渣氧化法又称氧化法，它的特点是冶炼过程有 氧化期，能去碳、去磷、去气和去夹杂等。对炉 料无特殊要求，冶炼过程有氧化期，又有还原期， 有利钢质量的提高。 传统的氧化法冶炼工艺操作过程包括：补炉、装 料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段组成。主 要由熔化期、氧化期、还原期三期组成，俗称老 三期，它是电炉炼钢的基础。
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电 炉 装 料
4.4.3 熔化
传统工艺熔化期占整个冶炼时间的50%～70 ％，电耗占60%～80％。 熔化期的长短影响生产率和电耗； 熔化期的操作影响氧化期、还原期的顺利与 否。 熔化期的主要任务是将块状的固体炉料快速熔 化、并加热到氧化温度；提前造渣，早期去磷， 减少钢液吸气与挥发。 熔化期的操作主要是合理供电，及时吹氧，提 前造渣。