电炉设备与工艺

四是电炉本体结构合理：配套EBT偏心底出钢装 置，管式水冷炉盖，炉壁、炉身分上下、两段，易于检 修维护；五 是炉内设置喷吹系统：采用超音速水冷氧 枪，自耗式喷碳枪及喷碳系统；六是导电系统先进：变 压器为侧出线，采用铜、钢复合电极臂及电极水冷喷淋 系统；七是操作技术简便：留钢留渣、泡沫渣埋弧单熔 池冶炼操作技术；八是设置了机械化加料 系统：电炉设 置两套加料系统。其中散状料加料系统一套，专门用于 向Consteel系统加料；炉后铁合金加料系统一套，用于 电炉炉后出钢过程中的脱氧及初合金化 ；
电弧炉常用的几种炉型
1.直流电弧炉 采用直流电源的炼钢电弧炉。采用单相直流电
通到炉子上部顶电极作为阴极，底部（底电极或导 电炉底）作为阳极，形成上部电极—电弧—熔池— 下部电极为负载回路的电弧炉。其优点是电极消耗 大幅度降低；电弧稳定；对电网冲击小，一般不设 动态补偿装置；噪音小；能有效利用电能。江苏兴 澄有100吨直流电弧炉。
来困难。
1.3长流程与短流程
长流程：
EBT电炉主要生产低合金钢和轴承钢，一般 不使用EBT生产高合金钢和不锈钢，在国内只有 浙江嘉兴的东方特钢用EBT生产不锈钢，他们遇 到过很多问题。其原来的工艺路线为：
75tEBT→90tAOD→90tLF→CC。 后改进为： 75tEBT→90tAOD→90tLF→CC。
15t中频炉 （1）出钢困难（2）AOD冷料比大（2）回收率低
它们主要是按每吨炉容量所配变压器容量的多 少来区分。20t以上的炉子，普通功率电弧炉每吨炉 容量的变压器容量约300千伏安，高功率电弧炉约 450千伏安，而超高功率电弧炉则为600千伏安以 上，而且有越来越高的趋势。这意味着单位时间内 输入电弧炉的热能大幅度增加，使熔化时间显著缩 短，从而提高生产能力，降低电极消耗，减少热损
电炉设备与工艺
赵海兵 2011年6月
主要内容：
• 电炉炼钢的发展 • 电弧炉的机械设备 • 电弧炉的电器设备 • 不锈钢冶炼工艺制度
1.电炉炼钢的发展
1.1电弧炉 电炉炼钢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。
电弧炉是用来生产特殊钢和高合金钢的 主要方法(也生产普通钢)。电弧炉分为：普 通功率电弧炉（RP）高功率电弧炉（HP） 和超高功率电弧炉（UHP）。
兴澄特钢100 t直流EBT电弧炉于1997年11 月投产,变压器额定容量90 MVA,年设计生产 能力68万主要生产轴承钢,齿轮钢,高压锅炉管 用钢,油井管用钢.2001年10月于电弧炉炉壁安 装3套ACIPyreJet集束氧枪和2套PyrOx氧燃烧 嘴,使冶炼通电时间由51min降至42min,冶炼周 期由59 min降至49 min,电耗由327kWh/t降至 281 kWh/t,氧耗为52 m3/t.2002年10月采用 40%～50%铁水热装工艺,通电时间进一步降至 36 min,冶炼周期44 min,电耗177 kWh/t,氧耗 增至56 m3/t,年产量达110万t.
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2.偏心底电炉 EBT 偏心底电炉是将传统的槽式出钢槽改为炉
底出钢。炉底有出钢箱，出钢口在出钢箱底部 垂直向下，出钢口的下部设有出钢开闭机构， 当出钢时将开闭机构打开。装料前用填料将出 钢口堵死，相当于钢包填充引流砂的原理。当 出钢时现将钢包开到正对出钢口位置，将炉体 向出钢侧倾动5℃后打开出钢机构即可出钢。
3.康斯迪电炉Consteel 康斯迪国内有在运行的有6家。西宁特钢90吨
Consteel是引进意大利得兴公司，国内最早投入使用。 康斯迪电炉冶炼工艺具有十大特点：一是废钢预热：废 钢入炉前，由炉内产生的烟气在输料道预热段被预热， 平均 温度为600--650C；二是留钢操作：电炉中至少有 30吨钢水，然后连续进料，电极 送电，碳--氧枪作业， 电炉始终在平熔池状态下工作，可减少电弧波动；三是 连续 进料：无需频繁停炉和开启炉盖，减少热量损失
九是除尘系统先进：电炉采用以Consteel排烟除尘 为主，同时设置屋顶罩排烟为 辅的除尘设施；十是为保 证电炉烟气充分燃烧CO并消除有害气体，在Consteel后 设 置了二次燃烧室。最后一项特点是采用自动化控制： 采用Consteel冶炼加料过程控制，Consteel预热燃烧过 程控制以及泡沫渣优化过程控制等。
失，降低电能消耗，结果是使生产成本下降。
电弧炉炼钢的用氧技术取得了瞩目的发展。氧 气的利用已由最初的脱碳反应跃居为电弧炉的第二 热源，部分取代了相对昂贵的电源。现代电弧炉炼 钢的供氧量为20～40m3/t，甚至更高。其向熔池 提供的化学能占总输入能量的30%～40%。先进的 电弧炉广泛采用强化供氧和泡沫渣冶炼、废钢预热 等技术，因而电弧炉的冶炼时间大大缩短，即使 100t以上的大型电炉，全炉的冶炼时间也只有60～ 70min，吨钢电耗不大于375kW·h，吨钢电极消 耗不大于1.5kg。
EBT的特点：（1）出钢倾动的角度小，简化电炉的
倾动机构，增加了水冷炉壁的面积，提高炉体寿命；（2 ）
留钢留渣操作实现无渣出钢，改善钢的质量，提高冶炼 速度有利于电炉冶炼的节能。（3）炉底出钢钢水流到钢 包的距离短，可以降低出钢温度，会带来节约电耗、减 少钢水二次氧化、提高钢包寿命。（4）槽式电炉要完成 熔化、氧化、还原和合金化任务，而EBT不在电炉中做 还原和合金化操作，只进行熔化、氧化脱C、脱P任务， 其它任务移到LF炉外精炼来完成，提高电炉的冶炼速度。
一般Consteel电炉供氧强度较大，西宁特钢可以实 现100%热兑铁水，炉门有碳氧枪，炉壁配有3支集束氧 枪，全部利用铁水化学热，电耗为0；电极消耗为0。
1.2电弧炉炼钢的特点
1、温度高而且容易控制 2、可以制造还原性气氛，有利于去硫 3、热效率高，可达65%以上 4、冶炼设备简单，投资少 缺陷： 1、耗电量大 310~400kwh/t 2、成品钢中H、N含量偏高 3、炭质电极可能使钢液增碳，给低碳钢冶炼带