电炉冶炼工艺PPT课件
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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。
钢铁冶金概论(之五)电炉炼钢.pptx
4
2.直流电炉的发展
交流电弧炉的缺点： 1）稳定性差、噪音大、功率因素低、引起电
网闪烁； 2）三相负荷不均匀，形成热点，造成耐火材
料损失严重。 因此，随着大功率闸管技术发展，重新
开始直流电弧炉的研究。
5
2.直流电炉的发展
••第交直一流流阶电电段弧弧：炉炉的的缺优点点：： •• 11））稳实对定验电性直网差流冲、电击噪弧小音炉，大的无、建需功造动率（态因7补0素~充8低0装年、置代引；）起； •第电2二）网阶石闪段墨烁：电；极消耗低，是交流的1/2； ••••第2材 新3耗 4回）三））料开低收大三中阶耐冶损始5周型相小段因0材炼失直期工%负型：此与严流周；短业荷电，金重电期。支不弧随。弧属短流均炉着炉消，电匀的大的耗熔弧，建功研低化炉形造率究，时的成（闸。环间建热8管境0短造点年技污1（，代术0染9~造中发02小年成0期展，%代耐），，投）火；重电资
结构与操作：
钢板焊接成圆桶形， 以蛤式最广泛。料罐无料 和开门钢绳放松时底门自 行关闭。料罐靠炉料重量 将底门自动关闭，开门钢 绳拉动后底门打开。
36
⑵高位料仓
电炉及其炉后处 理的辅助材料主要由 地下受料仓、皮带运 输机、炉顶料仓及其 振动给料机、称量斗、 投料斗组成。
炉顶料仓20~25 个,装入CaO、CaF2、 C等。上料通过液位计 发出指令由地下料仓 输送。
加料冶炼时靠机 械设备维持炉子在水 平位置；
出钢和流渣时实现 炉体倾动。
28
⑶炉 盖
水冷炉盖：
用于关闭电炉， 由钢结构框架和管式 冷却盘组成；
炉盖提升：
通过四点连接件 与提升炉盖的悬臂梁 相连，通过电动卷扬 或液压缸带动连杆机 构提升卢盖。
29
⑷电极升降装置
2.直流电炉的发展
交流电弧炉的缺点： 1）稳定性差、噪音大、功率因素低、引起电
网闪烁； 2）三相负荷不均匀，形成热点，造成耐火材
料损失严重。 因此，随着大功率闸管技术发展，重新
开始直流电弧炉的研究。
5
2.直流电炉的发展
••第交直一流流阶电电段弧弧：炉炉的的缺优点点：： •• 11））稳实对定验电性直网差流冲、电击噪弧小音炉，大的无、建需功造动率（态因7补0素~充8低0装年、置代引；）起； •第电2二）网阶石闪段墨烁：电；极消耗低，是交流的1/2； ••••第2材 新3耗 4回）三））料开低收大三中阶耐冶损始5周型相小段因0材炼失直期工%负型：此与严流周；短业荷电，金重电期。支不弧随。弧属短流均炉着炉消，电匀的大的耗熔弧，建功研低化炉形造率究，时的成（闸。环间建热8管境0短造点年技污1（，代术0染9~造中发02小年成0期展，%代耐），，投）火；重电资
结构与操作：
钢板焊接成圆桶形， 以蛤式最广泛。料罐无料 和开门钢绳放松时底门自 行关闭。料罐靠炉料重量 将底门自动关闭，开门钢 绳拉动后底门打开。
36
⑵高位料仓
电炉及其炉后处 理的辅助材料主要由 地下受料仓、皮带运 输机、炉顶料仓及其 振动给料机、称量斗、 投料斗组成。
炉顶料仓20~25 个,装入CaO、CaF2、 C等。上料通过液位计 发出指令由地下料仓 输送。
加料冶炼时靠机 械设备维持炉子在水 平位置；
出钢和流渣时实现 炉体倾动。
28
⑶炉 盖
水冷炉盖：
用于关闭电炉， 由钢结构框架和管式 冷却盘组成；
炉盖提升：
通过四点连接件 与提升炉盖的悬臂梁 相连，通过电动卷扬 或液压缸带动连杆机 构提升卢盖。
29
⑷电极升降装置
电炉炼钢操作方法及冶炼工艺73页PPT
第五章 电炉炼钢冶炼工艺
第一节 电炉冶炼操作方法 第二节 冶炼工艺
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 电炉冶炼操作方法
操作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。
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。
为什么？脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应：
2［P］＋5(FeO)＋4(CaO)＝(4CaO·P2O5)＋5 ［Fe］, △H＜0
分析：反应是在渣-钢界面上进行，是放热反 应。
脱磷反应的条件：
高碱度，造高碱度渣，增加渣中氧化钙； 高氧化性，造高氧化性渣，增加渣中氧化铁；
二、装料
目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料 筐）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罐中的布料合理与否。
第一节 电炉冶炼操作方法 第二节 冶炼工艺
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 电炉冶炼操作方法
操作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。
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。
为什么？脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应：
2［P］＋5(FeO)＋4(CaO)＝(4CaO·P2O5)＋5 ［Fe］, △H＜0
分析：反应是在渣-钢界面上进行，是放热反 应。
脱磷反应的条件：
高碱度，造高碱度渣，增加渣中氧化钙； 高氧化性，造高氧化性渣，增加渣中氧化铁；
二、装料
目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料 筐）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罐中的布料合理与否。
电炉炼钢(炼钢工艺学)PPT课件
杂物。 当废钢料完全熔化，并达到氧化温度，磷脱除70％～80%以
上进入氧化期。为保证冶金反应的进行，氧化开始温度高 于钢液熔点50～80℃。 氧化期的主要任务 继续脱磷到要求——脱磷； 脱碳至规格下限——脱碳； 去除气、去夹杂——二去； 提高钢液温度——升温。
46
氧化期的温度控制
n 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。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。
钢液化学成分基本上取决于配料的成分，要求配料
成分和称量力求准确，低合金钢和部分高合金钢可
用该法，应用较少。
9
5.1 电弧炉炼钢技术概述
❖ 返回吹氧法 优点： 炉料中配入大量合金返回料，熔清后吹氧进行脱碳沸腾。 依据碳与氧的亲和力在一定温度条件下比某些合金元素与氧
的亲和力大的理论，当钢液升到一定温度后，向返回钢液吹 氧，强化冶炼过程，达到在脱C、 沸腾、去气、去夹杂物的 同时，又回收大量合金元素的目的；既降低了成本又提高了 质量。 主要用于回收合金元素，高速钢和不锈钢常采用此法冶炼。 缺点： 因冶炼中不能去P，要求炉料中含P低。
烧结层 粘土砖层
电极 电极孔
炉体结构示意图
炉顶 砂封 炉门框 炉门 炉门窥孔
炉门盖
镁砖层
电极 炉盖
熔池 炉门
倾 动 用 液 压 缸
电极夹持器 炉衬 电弧 出钢槽
转炉摇架
电弧炉示意图
槽式出钢电弧炉
偏心底出钢电弧炉
5.2 电弧炉炼钢主要设备简介
电气设备 电路
主电路 由高压电缆至电极的电路
调解电弧电流和电压的大
穿井期
p 点弧结束至电极端部下降到炉底为穿井期。 p 此期虽然电弧被炉料所遮蔽，但因不断出现塌料
上进入氧化期。为保证冶金反应的进行，氧化开始温度高 于钢液熔点50～80℃。 氧化期的主要任务 继续脱磷到要求——脱磷； 脱碳至规格下限——脱碳； 去除气、去夹杂——二去； 提高钢液温度——升温。
46
氧化期的温度控制
n 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。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。
钢液化学成分基本上取决于配料的成分，要求配料
成分和称量力求准确，低合金钢和部分高合金钢可
用该法，应用较少。
9
5.1 电弧炉炼钢技术概述
❖ 返回吹氧法 优点： 炉料中配入大量合金返回料，熔清后吹氧进行脱碳沸腾。 依据碳与氧的亲和力在一定温度条件下比某些合金元素与氧
的亲和力大的理论，当钢液升到一定温度后，向返回钢液吹 氧，强化冶炼过程，达到在脱C、 沸腾、去气、去夹杂物的 同时，又回收大量合金元素的目的；既降低了成本又提高了 质量。 主要用于回收合金元素，高速钢和不锈钢常采用此法冶炼。 缺点： 因冶炼中不能去P，要求炉料中含P低。
烧结层 粘土砖层
电极 电极孔
炉体结构示意图
炉顶 砂封 炉门框 炉门 炉门窥孔
炉门盖
镁砖层
电极 炉盖
熔池 炉门
倾 动 用 液 压 缸
电极夹持器 炉衬 电弧 出钢槽
转炉摇架
电弧炉示意图
槽式出钢电弧炉
偏心底出钢电弧炉
5.2 电弧炉炼钢主要设备简介
电气设备 电路
主电路 由高压电缆至电极的电路
调解电弧电流和电压的大
穿井期
p 点弧结束至电极端部下降到炉底为穿井期。 p 此期虽然电弧被炉料所遮蔽，但因不断出现塌料
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。
《电炉炼钢法》课件
研发更环保的电炉炼钢技术，进一步降低碳排放和环境污染。
电炉炼钢法相关的安全生产要求
电炉炼钢法是一项高温、高能耗的工艺，安全生产至关重要。了解电炉炼钢法的安全生产要求可以帮助 我们预防事故并保障工作人员的安全。
1. 确保设备安全可靠。 2. 严格遵守操作规程和操作规范。 3. 加强安全培训和意识提升。 4. 注意事故处理和紧急救援准备工作。
电炉炼钢法的发展趋势和未来展望
随着科学技术的进步和需求的不断增长，电炉炼钢法正在不断发展和改进。未来，我们可以期待 更高效、更智能的电炉炼钢技术的出现。
1 自动化升级
电炉炼钢技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和质量。
2 能耗优化
未来的电炉炼钢法将更加注重能源的节约和利用，降低生产成本。
3 环保创新
《电炉炼钢法》PPT课件
本课件将介绍电炉炼钢法的历史、原理和流程，以及它在现代化钢铁工业中 的应用和发展趋势。我们还将讨论电炉炼钢法的优点和局限性，并分享案例 分析和成功实践。让我们开始探索这个令人惊叹的钢铁生产方法！
炼钢的历史背景
炼钢是近代工业的重要创举。了解炼钢的历史背景可以帮助我们更好地理解电炉炼钢法的发展。从最初 的手工炼钢到工业化生产，钢铁产业始终在推动社会进步和经济繁荣。
1
充电
将生铁和其他熔化剂装入电炉，通电使其熔化，形成熔融池。
2
调温调合
在熔融池中加入合适的合金元素、电阻等能量作用下的冲击和搅拌作用，精炼钢水，去除杂质。
电炉炼钢法的优点和局限性
电炉炼钢法作为一种现代化钢铁生产方法，具有许多优点。然而，它也存在一些局限性。了解这些优点 和局限性有助于我们评估电炉炼钢法在不同情况下的适用性。
环保可持续
电炉炼钢法可以减少碳排放和环境污染，符 合可持续发展要求。
电炉炼钢法相关的安全生产要求
电炉炼钢法是一项高温、高能耗的工艺，安全生产至关重要。了解电炉炼钢法的安全生产要求可以帮助 我们预防事故并保障工作人员的安全。
1. 确保设备安全可靠。 2. 严格遵守操作规程和操作规范。 3. 加强安全培训和意识提升。 4. 注意事故处理和紧急救援准备工作。
电炉炼钢法的发展趋势和未来展望
随着科学技术的进步和需求的不断增长，电炉炼钢法正在不断发展和改进。未来，我们可以期待 更高效、更智能的电炉炼钢技术的出现。
1 自动化升级
电炉炼钢技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和质量。
2 能耗优化
未来的电炉炼钢法将更加注重能源的节约和利用，降低生产成本。
3 环保创新
《电炉炼钢法》PPT课件
本课件将介绍电炉炼钢法的历史、原理和流程，以及它在现代化钢铁工业中 的应用和发展趋势。我们还将讨论电炉炼钢法的优点和局限性，并分享案例 分析和成功实践。让我们开始探索这个令人惊叹的钢铁生产方法！
炼钢的历史背景
炼钢是近代工业的重要创举。了解炼钢的历史背景可以帮助我们更好地理解电炉炼钢法的发展。从最初 的手工炼钢到工业化生产，钢铁产业始终在推动社会进步和经济繁荣。
1
充电
将生铁和其他熔化剂装入电炉，通电使其熔化，形成熔融池。
2
调温调合
在熔融池中加入合适的合金元素、电阻等能量作用下的冲击和搅拌作用，精炼钢水，去除杂质。
电炉炼钢法的优点和局限性
电炉炼钢法作为一种现代化钢铁生产方法，具有许多优点。然而，它也存在一些局限性。了解这些优点 和局限性有助于我们评估电炉炼钢法在不同情况下的适用性。
环保可持续
电炉炼钢法可以减少碳排放和环境污染，符 合可持续发展要求。
电炉工艺及设备 PPT
电炉工艺及设备
电炉炼钢
2017年以来，各省市经信委、工信厅纷纷发布钢厂电弧炉产能置换方案，据泰科钢铁小编不完全统计，各个钢 铁企业在淘汰落后电炉产能的同时，将新建46座电炉，炼钢产能达3493万吨。
1
电炉炼钢
1
电炉炼钢
电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。
➢ 电渣重熔炉 — 利用电阻热 ➢ 感应熔炼炉 — 利用电磁感应 ➢ 电子束炉 — 依靠电子碰撞
一、水冷炉壁和水冷炉盖技术
炉盖
炉壁
7
超高功率电弧炉配套相关技术
一、水冷炉壁和水冷炉盖技术
水冷炉壁和炉盖技术优点：
平均水冷炉壁面积已达到70%，水冷炉盖面积达85%，可使炉壁 和炉盖 寿命分别大于2000炉和4000炉。 耐火材料成本和喷补成本节省50% ～70%。 取消了渣线上部耐火材料的修补作业，降低了操作工人的劳动强度。 减少热停工时间，生产效率提高了8% ～10% 电极消耗降低0.5kg/t，生产成本降低5% ～10%。
八、废钢预热技术
双壳电炉法主要目的
➢ 提高变压器利用率，由70%提高到80%以上。 ➢ 缩短冶炼时间，提高生产率15%-20%。 ➢ 节电40-50kw•h/t。 ➢ 降低电耗和电极消耗
20
超高功率电弧炉配套相关技术
八、废钢预热技术
竖窑式电炉
100%废钢预热
它用废气(1000℃以上)的潜热和化学热， 加上在竖炉底部的氧燃烧嘴预热装在水冷竖 炉内的废钢料柱。与普通的炉子比较，其 氧—燃烧嘴的热效更高。竖炉里至少可装全 炉废钢的40%，剩下的废钢在开始熔化前直 接加入炉内。
17
超高功率电弧炉配套相关技术
八、废钢预热技术
料篮式废钢预热 双壳电炉法 竖窑式电炉 Consteel电炉
电炉炼钢
2017年以来，各省市经信委、工信厅纷纷发布钢厂电弧炉产能置换方案，据泰科钢铁小编不完全统计，各个钢 铁企业在淘汰落后电炉产能的同时，将新建46座电炉，炼钢产能达3493万吨。
1
电炉炼钢
1
电炉炼钢
电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。
➢ 电渣重熔炉 — 利用电阻热 ➢ 感应熔炼炉 — 利用电磁感应 ➢ 电子束炉 — 依靠电子碰撞
一、水冷炉壁和水冷炉盖技术
炉盖
炉壁
7
超高功率电弧炉配套相关技术
一、水冷炉壁和水冷炉盖技术
水冷炉壁和炉盖技术优点：
平均水冷炉壁面积已达到70%，水冷炉盖面积达85%，可使炉壁 和炉盖 寿命分别大于2000炉和4000炉。 耐火材料成本和喷补成本节省50% ～70%。 取消了渣线上部耐火材料的修补作业，降低了操作工人的劳动强度。 减少热停工时间，生产效率提高了8% ～10% 电极消耗降低0.5kg/t，生产成本降低5% ～10%。
八、废钢预热技术
双壳电炉法主要目的
➢ 提高变压器利用率，由70%提高到80%以上。 ➢ 缩短冶炼时间，提高生产率15%-20%。 ➢ 节电40-50kw•h/t。 ➢ 降低电耗和电极消耗
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超高功率电弧炉配套相关技术
八、废钢预热技术
竖窑式电炉
100%废钢预热
它用废气(1000℃以上)的潜热和化学热， 加上在竖炉底部的氧燃烧嘴预热装在水冷竖 炉内的废钢料柱。与普通的炉子比较，其 氧—燃烧嘴的热效更高。竖炉里至少可装全 炉废钢的40%，剩下的废钢在开始熔化前直 接加入炉内。
17
超高功率电弧炉配套相关技术
八、废钢预热技术
料篮式废钢预热 双壳电炉法 竖窑式电炉 Consteel电炉
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精品课件
3
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
精品课件
9
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
精品课件
10
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。
精品课件
11
传统电炉总能量平衡
总能量 630kWh/t=100%
精品课件
电能 410 kWh/t(65%) 烧嘴 40kWh/t(6%)
电炉炼钢工艺
朱荣
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1
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。
决策
行
利用人工智能，具有三相意识，解 决 电 弧 炉 供 电
也可进行电弧炉综合控制
三相不平衡问题，
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减少对电网冲击 15
普通功率与超高功率电弧炉工作点
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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。
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。
化学反应 180kWh/t(29%)
钢 380kWh/t(60%) 废气 140kWh/t(22%) 损失 10kWh/t(2%) 冷却 50kWh/t(8%) 渣 50kWh/t(8%)
12
现代电炉总能量平衡(装铁水)
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13
3.1 供 电
年代 功率级别 -400kVA/t 60年 代 -400kVA/t
二次冶金 水冷炉壁
DRI
低电压 大电流 更短弧
80年 代 -700kVA/t
UHP2-EAF LF CC R 70MVA/50万 吨 /扁 平 材 ,管 材
LF/EBT
泡沫渣
高电压 小电流
长弧
90年 代 >800kVA/t
UHP3-EAF LF CCCR 100MVA/100万 吨 /纯 净 钢 ,热 带
流程变迁 变 压 器 容 量 /产 品
RP-EAF MC 30MVA/特 殊 钢 ,合 金 钢
技术指标进步
冶 炼 周 期 :180min 吨 钢 电 耗 :630kwh/t 电 极 消 耗 :6.5kg/t
相 关 /配 套技术
烧嘴
电气运行
高电压 大电流
短弧
70年 代 -500kVA/t
UHP1-EAF LF CC(S) BR 50MVA/30万 吨 /棒 线 材
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。
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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
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3.2 供 氧
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；
冶 炼 周 期 :40min 吨 钢 电 耗 :230kwh/t 电 极 消 耗 :1.1kg/t
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竖 炉 /用 氧 双炉壳
连续加料
更高电压 小电流 更长弧
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供电技术发展
直流电弧炉 消除炉衬热点问题，减少电极 消 除 偏 弧 ； 减 少
消耗，搅拌熔池
对电网冲击
高阻抗电弧 利用泡沫渣埋弧操作、提高变 提 高 功 率 因 数 ，
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。
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2
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。
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在吹氧条件下，熔池中 各元素氧化1kg 时所产生的理论热值
元 产物
反应热
素
k J/k g
k w h /k g
A l A l2O 3 3 0 .9 9 5
8 .6 1
Si
S iO 2 3 2 .1 5 7
8 .9 3
M n M n O 6 .9 9 2
1 .9 4
Fe
FeO
4 .7 7 5
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
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电炉供氧示意图
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20
北京科大电炉炼钢用氧 专利技术内容
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
1 .3 3
C
CO
9 .1 5 9
2 .5 4
C
C O 2 3 2 .7 6 1
9 .1 0
相对成* （参考值）
3 .7 3 .2 6 .0 1 .8 0 .5 ～ 0 .6 0 .3 ～ 0 .6
炉
压器水平，降低电极消耗
减轻对电网干扰
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 降低闪烁和谐波
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 合 理 电 气 工 作 点
配料、电热平衡、最佳控制功 动 态 选 择 、 保 证
率等计算，实现控制、管理、 合 理 供 电 制 度 执
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。
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4
世界粗钢产量增长情况
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5
世界钢产量预测
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6
电弧炉技术的发展
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7
2 电炉炼钢主体设备介绍
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8
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