电炉炼钢工艺培训课件
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电炉炼钢工艺课件
仅就电炉炼钢工序而言，废钢是基本原料，废钢原料需
进行鉴别、分类管理和打包、剪切等预处理。
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。
炉门人工吹氧 从1根氧管到3根氧管； 炉门吹氧机械手 强化供氧及安全生产； 炉壁氧燃枪(可加二次燃烧) 辅助能量; EBT氧枪 解决偏心炉的冷区及成分均匀； 炉壁氧气碳粉喷吹模块 可伸入式及固定式； 炉壁及烟道的二次燃烧氧枪
利用余热、能量极限利用
电炉供氧示意图
北京科大电炉炼钢用氧 专利技术内容
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。
世界电炉生产迅速发展动力
社会废钢积累的增长，环境压力。 低生产成本的经济刺激，廉价废钢及廉价电力。 对提高劳动生产率的追求。采用废钢作原料的电
弧炉工艺，流程短，生产率高，全员劳动生产率 高达2700~4000 t /（人·a），几乎是高炉—转 炉流程的3~4倍。
碳化铁(Fe3C)：技术问题，不能大量生产
5 电炉冶炼工艺
传统冶炼工艺(三段工艺) 熔化期、氧化期、还原期
现代冶炼工艺(二段工艺) 熔化期、氧化期、加炉外处理； 或称熔氧脱磷期、脱碳升温期
操作步骤：补炉、装料（配料）、熔化期、 氧化期、精炼(或还原期)、出钢
5.1 补 炉
电炉补炉工作量是很大的，补炉的重点是： ①渣线(渣的浸蚀)； ②靠电极(最容易跑钢的地方)；电弧的辐射； 补炉用大铲或喷枪。
消除偏弧；减少 对电网冲击
提高功率因数， 减轻对电网干扰
进行鉴别、分类管理和打包、剪切等预处理。
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。
炉门人工吹氧 从1根氧管到3根氧管； 炉门吹氧机械手 强化供氧及安全生产； 炉壁氧燃枪(可加二次燃烧) 辅助能量; EBT氧枪 解决偏心炉的冷区及成分均匀； 炉壁氧气碳粉喷吹模块 可伸入式及固定式； 炉壁及烟道的二次燃烧氧枪
利用余热、能量极限利用
电炉供氧示意图
北京科大电炉炼钢用氧 专利技术内容
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。
世界电炉生产迅速发展动力
社会废钢积累的增长，环境压力。 低生产成本的经济刺激，廉价废钢及廉价电力。 对提高劳动生产率的追求。采用废钢作原料的电
弧炉工艺，流程短，生产率高，全员劳动生产率 高达2700~4000 t /（人·a），几乎是高炉—转 炉流程的3~4倍。
碳化铁(Fe3C)：技术问题，不能大量生产
5 电炉冶炼工艺
传统冶炼工艺(三段工艺) 熔化期、氧化期、还原期
现代冶炼工艺(二段工艺) 熔化期、氧化期、加炉外处理； 或称熔氧脱磷期、脱碳升温期
操作步骤：补炉、装料（配料）、熔化期、 氧化期、精炼(或还原期)、出钢
5.1 补 炉
电炉补炉工作量是很大的，补炉的重点是： ①渣线(渣的浸蚀)； ②靠电极(最容易跑钢的地方)；电弧的辐射； 补炉用大铲或喷枪。
消除偏弧；减少 对电网冲击
提高功率因数， 减轻对电网干扰
电炉炼钢操作方法及冶炼工艺共73页PPT资料
电炉装料情况
三、熔化期
传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的 50%～70%，电耗占70%～80%。因此熔化期的长短影 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。
（1）熔化期的主要任务 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。
（2）熔化期的操作 合理供电，及时吹氧，提前造渣。
吹氧是利用元素氧化热加速炉料熔化。当固 体料发红（～900℃）开始吹氧最为合适，吹氧过 早浪费氧气，过迟延长熔化时间。
一般情况下，熔化期钢中的Si、Al、Ti、V等 几乎全部氧化，Mn、Ｐ氧化40%～50%，这与渣的 碱度和氧化性等有关；而在吹氧时Ｃ氧化10%～ 30%、Fe氧化2%～3%。
3）提前造渣
槽出钢电炉炉衬情况
EBT电炉炉衬情况
3）补炉方法
补炉方法分为人工投补和机械喷补，根据选用材料 的混合方式不同，又分为干补和湿补两种。
目前，在大型电炉上多采用机械喷补，机械 喷补设备有炉门喷补机、炉内旋转补炉机，机械喷补补 炉速度快、效果好。
补炉的原则是：高温、快补、薄补。
4）补炉材料
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。
1）炉料熔化过程及供电
装料完毕即可通电熔化。炉料熔化过程图， 基本可分为四个阶段（期），即点弧、穿井、主 熔化及熔末升温。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•点（起）弧期
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为 点弧期。
此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射， 二次电压越高，电弧越长，对炉顶辐射越厉害， 并且热量损失也越多。
为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便 让电极快速进入料中，减少电弧对炉顶的辐射。
炼钢培训讲座(PPT58张)
典型冶金缺陷的种类
一、裂纹 二、表面缺陷（结疤、重皮等） 三、气孔 四、疏松与缩孔 五、白点 六、异金属
七、非金属夹杂物
一、裂纹
裂纹的产生 裂纹是影响钢锭质量的常见缺陷之一，其产生的根 本原因是由于钢锭在凝固与冷却过程中受钢水静压力、 热应力、组织收缩应力的作用而存在内应力（当然也包 括后工序加热不均匀、变形形状问题等），以及当作用 在钢锭上的外力与内应力共同作用超过了钢本身的强度 极限与塑性变形临界值时，在钢的最薄弱处就会产生裂 纹。
电炉的主要任务
A、熔化钢铁料
电炉钢铁料主要包括生铁、海绵铁、废钢（屑）三 大类，根据一定量的配比组合进行布料。布料原则：分 层装料，下部致密，上部疏松，中间高，四周低，装入 炉内后炉门口无大料。炉料中不允许掺有空心密闭容器 的废钢，不得混入有色金属和爆炸物。 Cu、As、Sn、Sb属于我们冶炼特殊钢种的主要 有害残余元素，无法通过冶炼手段去除，只能控制钢铁 原料的质量。
钢包炉调渣
欲炼好钢，先调好渣 通常情况下，渣色是反映钢液脱氧情况的体现（渣 中氧化铁的含量决定渣色）。而白渣正是调渣的目标（ VOD 钢种除外）。何谓白渣，因渣在空气中冷却风化 后呈白色粉末而得名。白渣成分含量中 CaO 占 50％～ 60％；SiO2占10％～20％；CaF2约占10％；其余还 有A12O3 、 MgO 、 Cr203 等，其碱度 CaO： SiO2 ≈3.5。CaF2在其中起到调节渣液流动性的重要作用。 冶炼硅脱氧钢，主要以碳粉与硅钙粉为主要调渣原 料； VCD钢，主要以碳粉与铝粉为主，硅钙粉为辅。
钢包炉炉体真空
IV——中真空，要求炉体真空度2500～4000Pa。 HV——高真空，要求炉体真空度≤133Pa。 VOD—— 真空吹氧脱碳，主要是针对冶炼不锈钢而使 用，主要是利用尾气氧势分析变化判断炉内 C、 O反应 情况，对吹氧压力、流量、枪位、真空度有具体严格的 要求，见VOD操作规范（连接）。 炉体真空的三大参数：真空度、真空保持时间、氩 气流量。
电炉炼钢工艺培训
电炉炼钢工艺培训电炉炼钢是一种使用电力作为主要能源的炼钢工艺。
它通过将钢铁废料或者生铁在电炉中进行加热，使其达到熔点并逐渐熔化，从而生产出新的钢铁产品。
相比传统的炼钢工艺，电炉炼钢具有很多优势，例如能耗低、出钢质量好等。
首先，我们来了解一下电炉炼钢的基本原理。
电炉炼钢是利用电炉的电能将钢铁原料加热至熔点以上，使其熔化。
电炉一般由炉体、电极系统、电热系统和喷吹系统组成。
炉体通常采用耐火材料，可以抵抗高温腐蚀。
电极是通过电能将电流引入炉内的部件，通常由碳素材料制成。
电热系统利用电极所产生的电流通过电阻加热原料，使其逐渐熔化。
喷吹系统通过喷吹气体，如氧气、氮气等，控制冶炼过程中的气氛和化学反应。
在电炉炼钢过程中，首先需要准备好钢铁原料。
钢铁原料通常分为废钢和生铁两种。
废钢是指已经使用过的钢铁制品，如废旧汽车、废钢材等。
生铁是指经过冶炼过程而得到的含有较高铁含量的金属。
这些原料需要经过预处理，例如分类、剪切、清理等工序，以便投入电炉炼钢过程中。
接下来是电炉炼钢的具体过程。
首先，将准备好的钢铁原料装入电炉，并加入适量的炼钢助剂，如脱硫剂、炼钢渣等。
然后，通过电流将电能引入炉内，进行加热。
在加热过程中，原料逐渐升温，并开始熔化。
为了提高炉内温度和均匀度，通常会进行搅拌和喷吹等操作。
同时，根据所需的钢铁质量要求，可以调整炉内的化学成分和气氛。
当原料完全熔化后，可以进行出钢操作。
通常，通过倾吊或者倾转将熔融钢液倾倒至铁水罐中，然后进行连铸成形，最终得到所需的钢铁产品。
电炉炼钢具有很多优点。
首先，电炉采用电力作为主要能源，能耗相对较低，减少了对传统能源的依赖。
其次，由于电炉采用封闭式操作，废气处理较容易，减少了对环境的污染。
此外，电炉炼钢还具有反应灵活、出钢质量好、技术装备相对简单等优点。
然而，电炉炼钢也存在一些挑战和难点。
首先，由于电炉炼钢过程中的温度和化学反应比较复杂，需要进行精确的控制，否则会导致钢铁质量下降。
电炉炼钢-PPT课件
/01:02:29
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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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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。
21
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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9
水冷炉盖
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10
电极横臂升降装置
电炉炼钢冶炼工艺课件
废钢的质量和成分对钢的质量和产量具有重要影响， 因此需对废钢进行分类和质量检验。
合金元素
合金元素是用于改善钢的性能 和品质的重要原料。
常见的合金元素包括硅、锰、 铬、镍、钨等，根据不同的用 途和工艺要求，加入适量的合 金元素可以提高钢的强度、韧 性、耐腐蚀性等性能。
合金元素的加入量和配比对钢 的性能和产量具有重要影响， 需经过精确的计算和控制。
溶剂与熔剂
01
溶剂与熔剂是用于调节熔融钢液的化学成分和物理性质的重要 原料。
02
常见的溶剂与熔剂包括石灰石、白云石、萤石等，可起到造渣
、脱硫、去磷等作用，以改善钢液的纯净度和质量。
溶剂与熔剂的加入量和配比需经过精确的计算和控制，以确保
03
钢液的化学成分和物理性质符合要求。
燃料与燃气
燃料与燃气是用于提供热能，维 持电炉炼钢冶炼过程所需温度的
电炉炼钢冶炼工艺课件
目
CONTENCT
录
• 电炉炼钢冶炼工艺概述 • 电炉炼钢冶炼工艺流程 • 电炉炼钢冶炼设备 • 电炉炼钢冶炼原料与燃料 • 电炉炼钢冶炼环境保护与节能减排 • 电炉炼钢冶炼质量控制与检测
01
电炉炼钢冶炼工艺概述
定义与特点
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
03
电炉炼钢冶炼设备
电弧炉
总结词
利用电弧产生的高温熔化炉料进行炼钢的设备。
详细描述
电弧炉是电炉炼钢的主要设备之一，其工作原理是利用电极与炉料之间的电弧产生的高温来熔化炉料 。根据电极数量和供电方式的不同，电弧炉可分为三相电弧炉和单相电弧炉。
感应炉
总结词
利用电磁感应原理产生高温熔化炉料的设备。
合金元素
合金元素是用于改善钢的性能 和品质的重要原料。
常见的合金元素包括硅、锰、 铬、镍、钨等，根据不同的用 途和工艺要求，加入适量的合 金元素可以提高钢的强度、韧 性、耐腐蚀性等性能。
合金元素的加入量和配比对钢 的性能和产量具有重要影响， 需经过精确的计算和控制。
溶剂与熔剂
01
溶剂与熔剂是用于调节熔融钢液的化学成分和物理性质的重要 原料。
02
常见的溶剂与熔剂包括石灰石、白云石、萤石等，可起到造渣
、脱硫、去磷等作用，以改善钢液的纯净度和质量。
溶剂与熔剂的加入量和配比需经过精确的计算和控制，以确保
03
钢液的化学成分和物理性质符合要求。
燃料与燃气
燃料与燃气是用于提供热能，维 持电炉炼钢冶炼过程所需温度的
电炉炼钢冶炼工艺课件
目
CONTENCT
录
• 电炉炼钢冶炼工艺概述 • 电炉炼钢冶炼工艺流程 • 电炉炼钢冶炼设备 • 电炉炼钢冶炼原料与燃料 • 电炉炼钢冶炼环境保护与节能减排 • 电炉炼钢冶炼质量控制与检测
01
电炉炼钢冶炼工艺概述
定义与特点
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
03
电炉炼钢冶炼设备
电弧炉
总结词
利用电弧产生的高温熔化炉料进行炼钢的设备。
详细描述
电弧炉是电炉炼钢的主要设备之一，其工作原理是利用电极与炉料之间的电弧产生的高温来熔化炉料 。根据电极数量和供电方式的不同，电弧炉可分为三相电弧炉和单相电弧炉。
感应炉
总结词
利用电磁感应原理产生高温熔化炉料的设备。
电炉炼钢培训讲义(ppt 41页)
电炉炼钢
主讲:冶金工程系 吴国玺(教授)
1
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
2
一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
3
1.电炉发展概况
电弧炉炼钢至今有百年历史，最先使用 的当三要耗矿材展下使步直、低电相用时石流，，“开随棒电至，于弧交很，电 短发材着弧上上高炉流耗难使了流用超炉世世＜直程合为电之提钢已高纪流纪4”金直弧可供1。成9功电6可钢流 炉以大000K为及弧年与和电利功，年W短二代炉“特弧用率并代h流/次，技长殊炉废整长后t，程精冶术流钢钢流期，，电的炼炼，程，较占电由首极主周、截”由低据源于先消体期连止相于成主炉，采耗设缩铸目抗速本导容因用2备短技前衡.度的地的此吹0。k至术。，慢生位扩出氧g1的左并大产、大现。代h右发逐型以线了能，主替，
25
2.机械设备
⑴炉 体 ⑵炉体倾动装置 ⑶炉 盖 ⑷电极升降装置
26
⑴炉
体
炉 壳：
钢板结构件,分段式,圆桶形.上 部水冷炉壁,下部圆柱和平底焊接结 构;内衬为耐火材料,炉底 450~600mm镁砖永久层,镁砂打结 工作层;
炉 门：
开在炉壳前方,一组水冷钢管 组成,电机带动链条实现炉门开关;
12
供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣，氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池； 方式：
自 耗 氧 枪 、 水 冷 C-O 喷枪、炉门供氧； 制度：
自耗氧枪流量 4000~5000Nm3/h ， 压 力 10-12bar ， C-O 喷 枪 流 量 6000~8000Nm3/h，压力12bar
数量：
每6个脉冲整流单 元配置一台数百微亨 的直流电抗器。
主讲:冶金工程系 吴国玺(教授)
1
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
2
一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
3
1.电炉发展概况
电弧炉炼钢至今有百年历史，最先使用 的当三要耗矿材展下使步直、低电相用时石流，，“开随棒电至，于弧交很，电 短发材着弧上上高炉流耗难使了流用超炉世世＜直程合为电之提钢已高纪流纪4”金直弧可供1。成9功电6可钢流 炉以大000K为及弧年与和电利功，年W短二代炉“特弧用率并代h流/次，技长殊炉废整长后t，程精冶术流钢钢流期，，电的炼炼，程，较占电由首极主周、截”由低据源于先消体期连止相于成主炉，采耗设缩铸目抗速本导容因用2备短技前衡.度的地的此吹0。k至术。，慢生位扩出氧g1的左并大产、大现。代h右发逐型以线了能，主替，
25
2.机械设备
⑴炉 体 ⑵炉体倾动装置 ⑶炉 盖 ⑷电极升降装置
26
⑴炉
体
炉 壳：
钢板结构件,分段式,圆桶形.上 部水冷炉壁,下部圆柱和平底焊接结 构;内衬为耐火材料,炉底 450~600mm镁砖永久层,镁砂打结 工作层;
炉 门：
开在炉壳前方,一组水冷钢管 组成,电机带动链条实现炉门开关;
12
供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣，氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池； 方式：
自 耗 氧 枪 、 水 冷 C-O 喷枪、炉门供氧； 制度：
自耗氧枪流量 4000~5000Nm3/h ， 压 力 10-12bar ， C-O 喷 枪 流 量 6000~8000Nm3/h，压力12bar
数量：
每6个脉冲整流单 元配置一台数百微亨 的直流电抗器。
(最新整理)电炉炼钢冶炼工艺培训教材
主熔化期时间占整个熔化期的70％以上。
2021/7/26
17
• 熔末升温期
电弧开始暴露给炉壁至炉料全部熔化为熔末 升温期。
此阶段因炉壁暴露，尤其是炉壁热点区的暴 露受到电弧的强烈辐射（图5-4）。
应注意保护炉壁，即提前造好泡沫渣进行埋 弧操作，否则应采取低电压、大电流供电。
各阶段熔化与供电情况见表5-1。 典• 主熔化期
电极下降至炉底后开始回升时，主熔化期开 始（图5-4）。随着炉料不断的熔化，电极渐渐上 升，至炉料基本熔化，仅炉坡、渣线附近存在少 量炉料，电弧开始暴露时主熔化期结束。
主熔化期由于电弧埋入炉料中，电弧稳定、 热效率高、传热条件好，故应以最大功率供电， 即采用最高电压、最大电流供电。
法 炉顶布 轻废钢 石灰垫底
水冷+ 泡沫渣
19
图5-5 典型的供电曲线
2021/7/26
20
2）及时吹氧与元素氧化
熔化期吹氧助熔，初期以切割为主，当炉料 基本熔化形成熔池时，则以向钢液中吹氧为主。
吹氧是利用元素氧化热加速炉料熔化。当固
体料发红（～900℃）开始吹氧最为合适，吹氧过
早浪费氧气，过迟延长熔化时间。
CO上升过程粘附氧化物夹杂上浮排除。 为此，一定要控制好脱碳反应速度，保证熔池有一定
的激烈沸腾时间。
2021/7/26
32
4）氧化期的温度控制
氧化期的温度控制要兼顾脱磷与脱碳二者 的需要，并优先去磷。在氧化前期应适当控制升 温速度，待磷达到要求后再放手提温。
一般要求氧化末期的温度略高于出钢温度 20～30℃，以弥补扒渣、造新渣以及加合金造成 的钢液降温，见图5-6。
2021/7/26
济源职业技术学院
4
2021/7/26
17
• 熔末升温期
电弧开始暴露给炉壁至炉料全部熔化为熔末 升温期。
此阶段因炉壁暴露，尤其是炉壁热点区的暴 露受到电弧的强烈辐射（图5-4）。
应注意保护炉壁，即提前造好泡沫渣进行埋 弧操作，否则应采取低电压、大电流供电。
各阶段熔化与供电情况见表5-1。 典• 主熔化期
电极下降至炉底后开始回升时，主熔化期开 始（图5-4）。随着炉料不断的熔化，电极渐渐上 升，至炉料基本熔化，仅炉坡、渣线附近存在少 量炉料，电弧开始暴露时主熔化期结束。
主熔化期由于电弧埋入炉料中，电弧稳定、 热效率高、传热条件好，故应以最大功率供电， 即采用最高电压、最大电流供电。
法 炉顶布 轻废钢 石灰垫底
水冷+ 泡沫渣
19
图5-5 典型的供电曲线
2021/7/26
20
2）及时吹氧与元素氧化
熔化期吹氧助熔，初期以切割为主，当炉料 基本熔化形成熔池时，则以向钢液中吹氧为主。
吹氧是利用元素氧化热加速炉料熔化。当固
体料发红（～900℃）开始吹氧最为合适，吹氧过
早浪费氧气，过迟延长熔化时间。
CO上升过程粘附氧化物夹杂上浮排除。 为此，一定要控制好脱碳反应速度，保证熔池有一定
的激烈沸腾时间。
2021/7/26
32
4）氧化期的温度控制
氧化期的温度控制要兼顾脱磷与脱碳二者 的需要，并优先去磷。在氧化前期应适当控制升 温速度，待磷达到要求后再放手提温。
一般要求氧化末期的温度略高于出钢温度 20～30℃，以弥补扒渣、造新渣以及加合金造成 的钢液降温，见图5-6。
2021/7/26
济源职业技术学院
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炉门人工吹氧 从1根氧管到3根氧管； 炉门吹氧机械手 强化供氧及安全生产； 炉壁氧燃枪(可加二次燃烧) 辅助能量; EBT氧枪 解决偏心炉的冷区及成分均匀； 炉壁氧气碳粉喷吹模块 可伸入式及固定式； 炉壁及烟道的二次燃烧氧枪
利用余热、能量极限利用
电炉供氧示意图
北京科大电炉炼钢用氧 专利技术内容
碳化铁(Fe3C)：技术问题，不能大量生产
5 电炉冶炼工艺
传统冶炼工艺(三段工艺) 熔化期、氧化期、还原期
现代冶炼工艺(二段工艺) 熔化期、氧化期、加炉外处理； 或称熔氧脱磷期、脱碳升温期
操作步骤：补炉、装料（配料）、熔化期、 氧化期、精炼(或还原期)、出钢
5.1 补 炉
电炉补炉工作量是很大的，补炉的重点是： ①渣线(渣的浸蚀)； ②靠电极(最容易跑钢的地方)；电弧的辐射； 补炉用大铲或喷枪。
高阻抗电弧 利用泡沫渣埋弧操作、提高变
炉
压器水平，降低电极消耗
无功功率静 止式动态补 偿
冶炼过程计 算机自动化 控制
智能电弧炉
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
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 利用人工智能，具有三相意识 ，也可进行电弧炉综合控制
目前采用的对策主要有：①加强废钢管理；②在废钢预
加工过程中挑选或分离；③冶炼过程配加其他铁源，稀 释残留元素的浓度。
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25kwh/t-steel，（而 氧耗6～7m3/t-steel）
电气设备
变压器 电抗器 短网 隔离开关及高压断路器 电极升降自动调节装置
3 电炉炼钢的能量来源
电能 化学能。包括炉料带来的
物理热及氧化带来的化学热 、外来输入的燃料。
传统电炉总能量平衡
现代电炉总能量平衡(装铁水)
3.1 供 电
供电技术发展
直流电弧炉 消除炉衬热点问题，减少电极 消耗，搅拌熔池
仅就电炉炼钢工序而言，废钢是基本原料，废钢原料需
进行鉴别、分类管理和打包、剪切等预处理。
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。
2、提高金属收得率； 3、解决除尘冷却装置及电极等氧化。 控制方式： 1、结合热平衡及物料平衡； 2、结合原有炉次的供氧曲线； 3、根据冶炼状况，分解不同供氧方式的供氧量； 4、检测冶炼过程炉气成分的变化，调整供氧量。
4 电炉炼钢的原料
传统的电弧炉炼钢是全废钢工艺以冷废钢为主
，配加10％左右的生铁块；
消除偏弧；减少 对电网冲击
提高功率因数， 减轻对电网干扰
降低闪烁和谐波
合理电气工作点 动态选择、保证 合理供电制度执 行 解决电弧炉供电 三相不平衡问题 ，减少对电网冲 击
普通功率与超高功率电弧炉工作点
配电操作
冶炼阶段根据工艺要求输入的功率是不相同的
，在各个阶段调节输入功率大小，电功率的调 节称为配电操作。
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。
世界电炉生产迅速发展动力
社会废钢积累的增长，环境压力。 低生产成本的经济刺激，廉价废钢及廉价电力。 对提高劳动生产率的追求。采用废钢作原料的电
弧炉工艺，流程短，生产率高，全员劳动生产率 高达2700~4000 t /（人·a），几乎是高炉—转 炉流程的3~4倍。
电炉炼钢工艺培训课件
2020年4月29日星期三
1 电炉炼钢工艺的发展历程
1905年第一台5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(Ultra High Power简称UHP)，电炉 工业开始走向辉煌。开始与转炉竞争。
配电操作分：送电、停电、调换电压、调节
电流及电气设备的监护。
配电分手动及自动调节，好的配电制度对缩短
冶炼时间及降低电耗是非常重要的。
供电时间确定
1. C 吨钢电耗，kWh/t 2. W 钢水总重，t 3. P电炉变压器容量，kV.A 4. 变压器利用率， 5. 非通电时间，min
3.2 供 氧
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。
世界粗钢产量增长情况
世界钢产量预测
电弧炉技术的发展
2 电炉炼钢主体设备介绍
机械设备
炉壳、炉门、出钢槽或偏心炉底出钢、炉盖
，分水冷和耐材
电极夹持器、电极升降装置 炉盖提升旋转机构、炉体旋转或开出 排烟除尘装置 炉顶加料装置
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
只有原利用过程，也是一种处理
污染的环保技术 。
电炉炉门多功能吹氧装置 电炉炉壁氧燃助熔及二次燃烧氧枪 电炉炉壁及EBT氧枪 电炉炉顶氧枪 电炉炉壁氧气及碳粉喷吹模块（集束氧枪） 电炉泡沫渣技术 电炉用氧诊断－－电炉用氧模块化控制技术
在吹氧条件下，熔池中 各元素氧化1kg 时所产生的理论热值
电炉用氧模块化控制技术
在电炉采用多种供氧方式以后，如何做到炉内 均衡供氧是非常重要的。 目的：1、控制吨钢耗氧；
电炉炼钢的其它优势
我国钢铁行业2010年能耗构成的预测值， 矿石
经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于 600kgce/t，其中氧气转炉炼钢工序能耗仅为
10kgce/t，主要能耗是高炉和炼焦工序。
铁前系统烧结、炼焦和高炉炼铁是能耗大户，也
是污染环境的大户。
相比之下，废钢经电炉熔炼所生产的粗钢吨钢能
利用余热、能量极限利用
电炉供氧示意图
北京科大电炉炼钢用氧 专利技术内容
碳化铁(Fe3C)：技术问题，不能大量生产
5 电炉冶炼工艺
传统冶炼工艺(三段工艺) 熔化期、氧化期、还原期
现代冶炼工艺(二段工艺) 熔化期、氧化期、加炉外处理； 或称熔氧脱磷期、脱碳升温期
操作步骤：补炉、装料（配料）、熔化期、 氧化期、精炼(或还原期)、出钢
5.1 补 炉
电炉补炉工作量是很大的，补炉的重点是： ①渣线(渣的浸蚀)； ②靠电极(最容易跑钢的地方)；电弧的辐射； 补炉用大铲或喷枪。
高阻抗电弧 利用泡沫渣埋弧操作、提高变
炉
压器水平，降低电极消耗
无功功率静 止式动态补 偿
冶炼过程计 算机自动化 控制
智能电弧炉
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
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 利用人工智能，具有三相意识 ，也可进行电弧炉综合控制
目前采用的对策主要有：①加强废钢管理；②在废钢预
加工过程中挑选或分离；③冶炼过程配加其他铁源，稀 释残留元素的浓度。
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25kwh/t-steel，（而 氧耗6～7m3/t-steel）
电气设备
变压器 电抗器 短网 隔离开关及高压断路器 电极升降自动调节装置
3 电炉炼钢的能量来源
电能 化学能。包括炉料带来的
物理热及氧化带来的化学热 、外来输入的燃料。
传统电炉总能量平衡
现代电炉总能量平衡(装铁水)
3.1 供 电
供电技术发展
直流电弧炉 消除炉衬热点问题，减少电极 消耗，搅拌熔池
仅就电炉炼钢工序而言，废钢是基本原料，废钢原料需
进行鉴别、分类管理和打包、剪切等预处理。
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。
2、提高金属收得率； 3、解决除尘冷却装置及电极等氧化。 控制方式： 1、结合热平衡及物料平衡； 2、结合原有炉次的供氧曲线； 3、根据冶炼状况，分解不同供氧方式的供氧量； 4、检测冶炼过程炉气成分的变化，调整供氧量。
4 电炉炼钢的原料
传统的电弧炉炼钢是全废钢工艺以冷废钢为主
，配加10％左右的生铁块；
消除偏弧；减少 对电网冲击
提高功率因数， 减轻对电网干扰
降低闪烁和谐波
合理电气工作点 动态选择、保证 合理供电制度执 行 解决电弧炉供电 三相不平衡问题 ，减少对电网冲 击
普通功率与超高功率电弧炉工作点
配电操作
冶炼阶段根据工艺要求输入的功率是不相同的
，在各个阶段调节输入功率大小，电功率的调 节称为配电操作。
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。
世界电炉生产迅速发展动力
社会废钢积累的增长，环境压力。 低生产成本的经济刺激，廉价废钢及廉价电力。 对提高劳动生产率的追求。采用废钢作原料的电
弧炉工艺，流程短，生产率高，全员劳动生产率 高达2700~4000 t /（人·a），几乎是高炉—转 炉流程的3~4倍。
电炉炼钢工艺培训课件
2020年4月29日星期三
1 电炉炼钢工艺的发展历程
1905年第一台5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(Ultra High Power简称UHP)，电炉 工业开始走向辉煌。开始与转炉竞争。
配电操作分：送电、停电、调换电压、调节
电流及电气设备的监护。
配电分手动及自动调节，好的配电制度对缩短
冶炼时间及降低电耗是非常重要的。
供电时间确定
1. C 吨钢电耗，kWh/t 2. W 钢水总重，t 3. P电炉变压器容量，kV.A 4. 变压器利用率， 5. 非通电时间，min
3.2 供 氧
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。
世界粗钢产量增长情况
世界钢产量预测
电弧炉技术的发展
2 电炉炼钢主体设备介绍
机械设备
炉壳、炉门、出钢槽或偏心炉底出钢、炉盖
，分水冷和耐材
电极夹持器、电极升降装置 炉盖提升旋转机构、炉体旋转或开出 排烟除尘装置 炉顶加料装置
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
只有原利用过程，也是一种处理
污染的环保技术 。
电炉炉门多功能吹氧装置 电炉炉壁氧燃助熔及二次燃烧氧枪 电炉炉壁及EBT氧枪 电炉炉顶氧枪 电炉炉壁氧气及碳粉喷吹模块（集束氧枪） 电炉泡沫渣技术 电炉用氧诊断－－电炉用氧模块化控制技术
在吹氧条件下，熔池中 各元素氧化1kg 时所产生的理论热值
电炉用氧模块化控制技术
在电炉采用多种供氧方式以后，如何做到炉内 均衡供氧是非常重要的。 目的：1、控制吨钢耗氧；
电炉炼钢的其它优势
我国钢铁行业2010年能耗构成的预测值， 矿石
经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于 600kgce/t，其中氧气转炉炼钢工序能耗仅为
10kgce/t，主要能耗是高炉和炼焦工序。
铁前系统烧结、炼焦和高炉炼铁是能耗大户，也
是污染环境的大户。
相比之下，废钢经电炉熔炼所生产的粗钢吨钢能