电弧炉炼钢
电弧炉炼钢
5、还原期
1） 主要任务 （1） 脱氧 硫
（2） 最终调整成分满足要求 （3 ）调整钢液温度 正常浇注
2）造渣 白渣：石灰、氟石、碳粉 电石渣：石灰、氟石、碳粉 （高温下，石灰、碳合成电石） M+FeO—MO+Fe （脱氧） CaO+FeS—CaS+FeO （脱硫）
6、出钢
二、炼钢过程的物理化学分析
4、氧化期
1）任务 （1）脱磷、脱碳 Fe2P+FeO+CaO—(CaO)4P2O5+Fe （2 ）除气： 氮 氢 （3）去除钢液中夹杂物 2）氧化方法（1）矿石氧化法 平稳、易控制，过程长、耗电多。 （2）氧气氧化法 过程短、耗电少，不易控制。 （3）矿石氧气结合氧化法 3）操作原则 1先磷后碳 2温度：先低后高 3 造渣：先多后少 4 供料，先矿石后吹氧
二、直流电弧炉的优点
1）电弧稳定性强 交流点-熄100次/秒 2）电极消耗少 直流1.4g/kwh，交流6g/kwh 3）噪声污染小 4）电能消耗低 低3-5% 5）电弧较长 有利减少钢液增碳 6）能产生电磁搅拌作用，使化学成分和温度均匀
电炉新技术、新工艺
超高功率电弧炉
超高功率电弧炉的主要机械设备包括炉体（上、下炉壳和炉盖）、门 形架、电极升降系统、炉体倾动系统、电极夹持机构、EBT出钢机构、 炉顶加料系统、液压系统等部分。
直流电弧炉炼钢
一、直流电弧炉炼钢的工作原理
大整流器 国外 已达75吨、 国内 15吨 两根电极 平放，对放
电弧炉炼钢工安全操作规程（三篇）
电弧炉炼钢工安全操作规程第一章总则第一条为了保障电弧炉炼钢过程中工人的生命安全和身体健康，规范操作流程，防止事故的发生，制定本安全操作规程。
第二条本规程适用于电弧炉炼钢工的操作人员。
第三条电弧炉炼钢工应具备熟悉电弧炉炼钢工艺和操作流程，并且具备相关的安全知识和操作技能。
第四条电弧炉炼钢工应遵守国家相关法律法规和企业制度，遵循安全原则，严格执行本规程。
第五条电弧炉炼钢工作人员应定期接受安全培训和考核，提高自身的安全意识和技能水平。
第二章作业准备第六条所有的电弧炉炼钢作业前，需要经过作业前的准备工作。
第七条电弧炉炼钢作业前，作业人员应检查炉膛是否清洁，各项设备是否正常运行。
第八条作业人员应戴上防护用具，如防护眼镜、耳塞、防护手套等。
第九条作业人员应检查电弧炉门是否密封，电缆是否完好，并确保安全。
第十条作业人员应熟悉电弧炉的熔炼过程和操作流程，了解各个设备的工作原理和操作方法。
第三章作业操作第十一条作业人员应按照规定的操作流程进行作业，不得擅自改变操作方式和参数。
第十二条作业时应保持机器设备的良好状态，如发现设备有异常情况，应及时报告，并在专业人员的指导下进行处理。
第十三条作业人员应仔细观察电弧炉的工作状态，发现异常情况应及时处理，确保安全。
第十四条作业人员应注意炉内的温度和气体情况，避免炉内温度过高或者产生有害气体。
第十五条作业人员应关注周围环境的安全状况，防止火灾和爆炸事故的发生。
第十六条作业期间，不得使用手机等与工作无关的设备，以免分神造成事故。
第四章事故应急处理第十七条电弧炉炼钢工作中如发生事故，应立即停止作业，保护好自己和他人的安全。
第十八条在事故发生后，应及时向上级报告，寻求专业的帮助和指导。
第十九条在事故处理过程中，应按照安全流程，采取安全措施，不能擅自行动。
第二十条在事故处理过程中，应优先保护好被困人员的生命安全，然后进行其他救援措施。
第二十一条在事故发生后，应及时进行事故原因的调查，找出事故的根本原因，做好事故的记载并加以总结。
电弧炉炼钢
电弧炉炼钢【本章学习要点】本章学习电炉炼钢的配料计算，装料方法及操作，电炉熔化期、氧化期、还原期的任务及其操作，出钢操作等。
电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。
目前，世界上90%以上的电炉钢是电弧炉生产的，还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。
通常所说的电弧炉，是指碱性电弧炉。
电弧炉主要是利用电极与炉料之间放电产生电弧发出的热量来炼钢。
其优点是：（1）热效率高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65%以上。
（2）温度高，电弧区温度高达3000℃以上，可以快速熔化各种炉料。
（3）温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求。
（4）炉内气氛可以控制，可去磷、硫，还可脱氧。
（5）设备简单，占地少，投资省。
第一节冶炼方法的分类根据炉料的入炉状态分，有热装和冷装两种。
热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需转炉或其他形式的混铁炉配合；冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。
根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。
根据冶炼过程中用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。
氧化法多采用双渣冶炼，但也有采用单渣冶炼的，如电炉钢的快速冶炼，而不氧化法均采用单渣冶炼。
此外，还有返回吹氧法。
根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩氧混吹法。
冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面我们扼要介绍几种冶炼方法：(1)氧化法。
氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂用来氧化钢液中的Si、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。
因此，该法虽是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。
缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。
(2)不氧化法。
不氧化法冶炼的特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似本钢种返回废钢以及软钢等，要求磷及其他杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。
不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。
电弧炉炼钢
电弧炉炼钢1. 简介电弧炉炼钢是一种在电弧能量的作用下将废钢或者生铁炼制成钢的方法。
相对于传统的炼钢方法，电弧炉炼钢有着更高的灵活性和效率，成为现代钢铁行业中的重要工艺。
2. 炼钢工艺电弧炉炼钢的基本工艺如下：1.物料准备：选择适合的废钢或者生铁作为原料，通常这些原料已经经过预处理，去除了杂质和杂质。
2.炉料装入：将准备好的炉料装入电弧炉。
3.炉顶封闭：封闭电弧炉顶，确保炉内的温度不会外泄。
4.电弧点火：通过电极在炉料上方产生电弧，产生高温并使炉料融化。
5.炼炉过程：炉料在高温下逐渐融化，并通过冶炼炉底部的出渣口排出产生的渣滓。
6.合金添加：根据需要，在炼钢过程中添加合金元素，调整钢水的成分。
7.取样分析：在炼钢过程中，定期通过取样分析来检查钢水的成分和质量。
8.真空处理（可选）：根据需要，对钢水进行真空处理以去除氧化物和杂质。
9.浇注：当钢水达到目标成分和质量后，将钢水倒入浇注设备中，制成所需要的铸件。
3. 电弧炉的种类电弧炉可以根据不同的工艺要求分为多种类型：•直接电弧炉：直接电弧炉是最常见的电弧炉类型，通常用于钢铁和合金的炼制。
它通过电弧加热和炉底加热来融化原料。
•感应电弧炉：感应电弧炉利用高频感应加热原理，通常用于特殊钢和高合金钢的生产。
它的优点是加热快速且能耗低。
•氧气底吹电弧炉：氧气底吹电弧炉是在直接电弧炉的基础上改进而来的。
它通过在炉底喷吹氧气来增加炉内氧含量，以减少杂质和提高钢水的纯度。
4. 电弧炉炼钢的优势相对于传统的炼钢方法，电弧炉炼钢具有以下优势：•灵活性：电弧炉炼钢可以使用废钢或者生铁作为原料，既能够回收再利用废钢，又能够降低对矿石的需求。
•高效率：电弧炉炼钢的加热速率较快，炉内温度控制比较容易，可以更快地完成冶炼过程，提高生产效率。
•环保：电弧炉炼钢过程中的废气和废渣可以进行处理和回收利用，减少对环境的污染。
•精准调控：电弧炉炼钢可以通过调整电弧的电流和电压来精确控制温度，并可以添加合金元素，灵活调节钢水的成分。
电弧炉炼钢
第五章电弧炉炼钢5.1电弧炉炼钢概述电弧炉（简称EAF）炼钢是以电能作为热源的炼钢方法，它是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助电弧辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属炉料和炉渣，冶炼出各种成分合格的钢和合金的一种炼钢方法。
图5.1是电弧炉炼钢过程示意图。
图5.1是电弧炉炼钢过程示意图电弧炉炼钢的特点为[1]：(1)电能为热源，避免燃烧燃料对钢液污染，热效率高，可达65%以上；(2)冶炼熔池温度高且容易控制，满足冶炼不同钢种的要求；(3)电热转换，输入熔池的功率容易调节，因而容易实现熔池加热制度自动化，操作方便；(4) 电弧炉炼钢可以消纳废钢，是一种铁资源回收再利用过程，也是一种处理污染的环保技术 。
相当于是钢铁工业和社会废钢的回收工具。
由于钢铁良好的可再生性及环境、资源和能源等方面日益苛刻的要求，使得尽可能多的利用废钢成为国际趋势。
废钢如得不到有效的回收和利用，将成为巨大的潜在环境污染源，有些甚至可能对水质、土壤等构成严重威胁。
大量锈蚀的钢铁废料，不但造成资源的浪费，也将造成严重的粉尘污染。
废钢的堆积本身也给环境带来不利影响。
(5)炼钢过程的烟气污染和噪声污染容易控制；(6)设备简单，炼钢流程短，占地少，投资省、建厂快，生产灵活。
钢铁工业产生的大量固体钢制品若不认真对待，将是巨大的潜在环境污染源，有些甚至可能对水质、土壤等构成严重威胁。
当今钢铁生产可分为“从矿石到钢材”和“从废钢到钢材”两大流程。
相对于钢铁联合企业中以高炉—转炉炼钢为代表的常规流程而言，以废钢为主要原料的电弧炉炼钢生产线具有工序少、投资低和建设周期短的特点，因而被称为短流程。
近年来，短流程更特指那些电弧炉炼钢与连铸—连轧相结合的紧凑式生产流程。
由最近的统计将两种流程作一比较(见表5.1)，可见在投资、效率和环保等方面, 以电弧炉为代表的短流程炼钢具有明显的优越性。
表5.1 高炉—转炉炼钢和电弧炉炼钢两大流程的比较[ 1 -3 ]类别高炉—转炉流程电弧炉流程投资，美元/吨钢 1000—1500500 — 800 从原料到钢水的能耗，标煤/吨钢703.17 213.73 从原料到成品材的运输力需求，吨/吨钢15.8 9.48 二氧化碳排放公斤/吨钢 2000—30008005.2电弧炉炼钢技术的发展钢铁冶金的本质是高温化学反应，因而冶金中传统的能源是基于碳－氧反应的化学能，电弧炉炼钢所使用的能源以电能为主。
电炉炼钢
炉壁及水冷炉盖，效果都非常好。它能最大限度地用水冷件
取代耐火材料，水冷件用得多，耐火材料费用节约就愈多。 为了安全，水冷件仅用于那些在熔融、精炼和出钢时不与钢
水接触的部位。
自20世纪90年代中期以来，我国由于进行产业结构的优 化与调整，淘汰了大量落后的小电炉(1994年我国小电炉有 1403座，2000年仅有179座)，一批现代电炉迅速投产、达产、 超产，我国电炉炼钢工作者在消化引进国外先进技术的基础 上自主创新，在开发具有中国特色的现代电炉炼钢技术方面 取得了长足的进步，电炉水冷件也得到了很好的应用。
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。 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，熔化快、效率高。
熔末升温 期
电弧暴露 → 全熔
保护 炉壁
低电压、 大电流
水冷+ 泡沫渣
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。 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
• 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。 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下表。 典型的供电曲线如下图。
电弧炉炼钢
二、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 500~700kwh/t 2、成品钢中H、N含量偏高 3、炭质电极可能使钢液增碳，给低碳钢冶炼带来困难
❖ 三、长流程与短流程 ❖ 长流程： 铁矿石 高炉 铁水 转炉 钢水 浇注
钢坯 轧钢 钢材 ❖ 短流程： 废钢等 电炉 钢水 浇注 轧钢 钢材
废钢—电炉炼钢流程，具有流程短，设备布置、工艺衔接紧凑，投入产出 快。
§1—2 电弧炉的主电路及主电路上 的电器设备
一.电弧炉的主电路
❖ 由高压电缆线至电极的电路称为电弧炉的 主电路。
1.主电路组成
❖ 隔离开关、高压断路器、电抗器、电炉变 压器、低压短网等。
2.主电路作用 ❖ 从高压电网取得高压电能，转变为低电压、
大电流输送到电极。
二.主电路上的电器设备
1.隔离开关
❖ 作用：电炉设备检修时断开高压电源，或 进行切换操作。
❖ 结构：三相刀闸开关。
❖ 特点：无灭弧装置，必须在无负载时接通 或切断电路。
❖ 开关操作顺序：送电时先合上隔离开关， 后合上高压断路器；停电时先断开高压断 路器，后断开隔离开关。
❖ 操作机构：手动、电动、气动三种。
2.高压断路器
❖ 作用：是电弧炉的操作开关，用以切断电 炉变压器的空载电流、工作电流和炉中发 生短路时的工作短路电流。
2.电弧柱中气体电离的原因 ⑴ 阴极斑点的热电子发射。 ⑵ 电场电离。 ⑶ 热电离。 3.消电离的两种形式 ⑴ 扩散。 ⑵ 复合。
高功率超高功率电弧炉炼钢技术
另外，电熔氧化铝也是很好的坩埚材料，氧化铝为中性的耐火材料， 其耐火度和抗热冲击性能都较好。使用电熔镁砂与电熔氧化铝配合制 作的大吨位感应电炉的坩埚的使用寿命较长。
4.3感应电炉炼钢设备及工艺简介
4.3.1 炼钢用感应电炉的主要技术性能 通常用于炼钢的感应电炉为无芯感应电炉。
电流频率根据电炉容量选用高频感应电炉、 中频感应电炉与工频感应电炉。 4.3.1.1 高频感应电炉 高频感应电炉使用的电流频率一般在200～ 300kHz,电炉容量一般在10～60kg。这类 电炉常用于科学实验的少量合金熔炼。
4.3.2.2 坩埚的烧结
烧结坩埚一般采用供电烘烤法。用钢板或 铸钢板制作模样在烘烤时，由于感应发热 可起到烘烤和烧结坩埚的作用。为此，在 钢模样上可钻些φ3㎜的小孔，以增强模样 的发热能力，加快烘干和烧结的速度。第 一次开炉时，最好连续多熔化几炉，以便 使坩埚充分烧结。每次开炉熔化后，应将 炉盖盖好，以防坩埚急剧受冷而产生裂纹。
4.2.4 无渣出钢技术
电弧炉实现超高功率化后，如果还原期继续仍在电弧炉中 进行，会造成变压器功率的浪费。若将还原期转移到精炼 炉中进行，氧化渣就不能进入精炼炉。因此，采用无渣出 钢技术非常必要。目前，常使用的无渣出钢技术为偏心炉 底出钢(EBT),从而导致留钢留渣操作。
无渣出钢避免了电弧炉内的氧化性炉渣随着钢水进入钢包 内，为下一步进行炉外精炼进行脱硫、脱氧及合金化创造 非氧化性条件，从而提高精炼炉内的脱硫、脱氧效果，提 高合金收得率，利于钢中化学成分的稳定；无渣出钢杜绝 了炉内氧化性炉渣进入钢包内，从而避免了氧化渣对钢包 衬的侵蚀，提高了包衬的寿命；无渣出钢杜绝了炉内氧化 性炉渣进入钢包内减少了精炼时加入的造渣量，从而有利 于钢包吹氩或搅拌强度的提高。无渣出钢为冶炼超低磷钢 提供了有利条件，并利于熔化时热量的传递和熔池的快速 形成。
钢的冶炼方法
钢的冶炼方法钢是一种重要的金属材料，广泛应用于各个领域。
其冶炼方法主要有两种：炼铁法和电弧炉法。
一、炼铁法1. 原料准备：炼钢的原料主要是铁矿石、焦炭和石灰石。
其中，铁矿石是主要原料，焦炭作为还原剂，而石灰石则用于脱硫。
2. 烧结：将铁精粉和焦粉混合后在高温下进行加压成型，形成硬块。
这些硬块称为“球团”。
3. 熔融还原：将球团放入高温的高炉中，在高温下加入空气或氧化剂使焦碳发生氧化反应，产生一定量的一氧化碳和二氧化碳。
这些气体与球团中的铁氧化物反应生成纯铁，并排除非金属杂质。
4. 合金添加：在得到纯铁后，需要添加其他元素来制造不同种类的钢。
常见的合金元素包括锰、镍、钒等。
5. 脱硫处理：如果需要制造高品质的钢，需要进行脱硫处理。
将石灰石投入高炉中，与产生的硫化物反应生成硫酸钙，从而去除硫。
6. 炼钢：将纯铁和合金元素加入到特殊的容器中，在高温下进行混合和搅拌，使其充分融合。
这样就得到了所需的钢。
二、电弧炉法1. 原料准备：电弧炉法所用的原料与炼铁法相似，包括废旧钢材、废旧车辆和船只等。
2. 加料：将废旧钢材等原料放入电弧炉中，并加入适量的生铁或铁合金。
3. 熔化：通过高温电弧加热，使原料快速融化，并不断搅拌混合。
4. 合金添加：在得到一定质量的钢液后，需要添加其他元素来制造不同种类的钢。
常见的合金元素包括锰、镍、钒等。
5. 调质处理：通过控制温度和搅拌速度等参数来调整钢液成分和结构，从而达到所需性能。
6. 出钢：将炉中的钢液倒入铸模中，冷却后得到所需的钢材。
总之，炼铁法和电弧炉法都是制造钢材的重要方法。
二者在原料、工艺和成本等方面存在差异，但都能够满足不同领域对于钢材性能的要求。
电弧炉氧化法炼钢基本工艺过程
电弧炉氧化法炼钢基本工艺过程电弧炉氧化法炼钢基本工艺过程一、引言电弧炉氧化法炼钢是一种常见的钢铁冶炼工艺，通过高温电弧和氧化反应，将生铁或废钢中的杂质氧化除去，从而得到高质量的钢铁产品。
本文将深入探讨电弧炉氧化法炼钢的基本工艺过程，以便读者更全面地了解这一重要的工业技术。
二、电弧炉氧化法炼钢的基本工艺过程1. 原料准备在进行电弧炉氧化法炼钢之前，首先需要准备原料。
通常情况下，原料包括废钢、生铁、废钢与生铁的混合物等。
这些原料需要经过严格的筛选和清洗，以去除杂质，并保证原料的质量达到工艺要求。
2. 熔化过程将准备好的原料装入电弧炉中，通过电弧加热原料，使之达到熔化状态。
在此过程中，控制炉温、电极位置和电弧强度等参数非常关键，以确保原料充分熔化，同时避免过度燃烧和能量损失。
3. 氧化反应一旦原料达到熔化状态，需要向炉内注入氧气。
氧气与炉内的杂质和有害物质发生氧化反应，将它们转化为气态或固态氧化物，然后通过炉顶排放出去。
这个过程是电弧炉氧化法炼钢的核心步骤，能够有效去除硫、磷等有害元素，提高钢铁的质量。
4. 合金添加根据产品要求，可以向炉内添加合金元素，如锰、铬、镍等，以调整钢的成分和性能，并提高其品质。
5. 流化处理经过氧化反应和合金添加后，需要对炉内的钢液进行流化处理。
这一步骤可以通过机械振动或气体吹扫等方式实现，有助于去除气泡和夹杂物，提高钢液的纯度和均匀度。
6. 浇铸成型在钢液达到理想状态后，可以进行浇铸成型。
将钢液倒入模具中，凝固成型，得到成品钢铁产品，如钢板、钢管等。
三、总结与回顾电弧炉氧化法炼钢是一种高效、灵活的冶炼工艺，能够通过氧化反应和流化处理等步骤，有效去除杂质，提高钢的质量。
该工艺还可以利用废钢资源，实现循环利用，对环保具有重要意义。
然而，电弧炉氧化法炼钢也面临能耗高、设备投资大的挑战，需要不断优化工艺流程，降低生产成本。
四、个人观点与理解电弧炉氧化法炼钢是一种技术含量较高的工艺，对操作者的经验和技能要求较高。
电弧炉炼钢——第一、二章
主要内容
❖ 绪论 电炉炼钢及其发展 ❖ 第一章 电弧炉的电器设备 ❖ 第二章 电弧炉炉体构造与炉衬 ❖ 第三章 电弧炉炼钢原材料 ❖ 第四章 碱性电弧炉冶炼工艺 ❖ 第五章 超高功率电弧炉和直流电弧炉 ❖ 第六章 典型钢种冶炼 ❖ 第七章 电炉新技术、新工艺
第一章．电弧炉的电器设备
2.电弧柱中气体电离的原因 ⑴ 阴极斑点的热电子发射。 ⑵ 电场电离。 ⑶ 热电离。 3.消电离的两种形式 ⑴ 扩散。 ⑵ 复合。
二.交流电弧特性
1.交流电弧的不连续性 2.炼钢炉中电弧 ⑴ 在熔化期，电弧长度较小（＜10～20mm），电
弧不断地从一块炉料跳向另一块炉料，因而电弧 电压和电流的波形无规则地剧烈变动。
❖ 结构：主要由硬铜母线（铜排）、软电缆 和炉顶水冷铜管三部分组成。
❖ 影响：电炉电效率；功率因素；三相电功 率平衡。
第二章 电弧炉炉体构造与炉衬 §2—1 电弧炉炉体构造
一.炉壳 二.炉门 三.出钢口与流钢槽 四.炉盖圈 五.电极密封圈
§2—2 炉型尺寸与炉衬
一.电弧炉炉型尺寸 1.熔池的形状与尺寸 ❖ 熔池是指电弧炉渣线以下部分的空间。
§1—1 电弧概念与交流电弧特性
一.电弧基础
电弧炉热源—电弧：决定炉内热工状况和 设备的电器特性。
1.电弧是一种气体放电现象。在两电极间加 上一定的电压，就能自行放电。放电时两 电极间的气体被电离，出现大量带电质 点—自由电子和正离子，电极间出现导电 通道，电流密度达KA∕cm2，气体达几千摄 氏度。
❖ 工作特点：操作次数频繁，要求操作断路 器能经受5000次操作而无需维修。
❖ 种类：高压油开关、电磁式空高压侧，增加电路 的电抗，限制短路电流和稳定电弧。
电弧炉炼钢类型和特点
2.电弧柱中气体电离的原因 ⑴ 阴极斑点的热电子发射。 ⑵ 电场电离。 ⑶ 热电离。 3.消电离的两种形式 ⑴ 扩散。 ⑵ 复合。
二.交流电弧特性
1.交流电弧的不连续性 2.炼钢炉中电弧 ⑴ 在熔化期，电弧长度较小（＜10～20mm），电
弧不断地从一块炉料跳向另一块炉料，因而电弧 电压和电流的波形无规则地剧烈变动。
3.炉盖的形状和尺寸 ❖ 关键尺寸：拱高。
二.电弧炉炉衬
❖ 由炉底、炉壁和炉盖三部分组成。 1.炉底结构 ❖ 绝热层：是炉底的最下层，其作用是减少
通过炉底的热损失。 ❖ 保护层：其作用是保证熔池部分的坚固性，
防止漏钢。 ❖ 工作层：直接与钢液和炉渣接触，热负荷
高，化学侵蚀严重，机械冲刷激烈。
2.炉壁结构
❖ 结构：主要由硬铜母线（铜排）、软电缆 和炉顶水冷铜管三部分组成。
❖ 影响：电炉电效率；功率因素；三相电功 率平衡。
第二章 电弧炉炉体构造与炉衬 §2—1 电弧炉炉体构造
一.炉壳 二.炉门 三.出钢口与流钢槽 四.炉盖圈 五.电极密封圈
§2—2 炉型尺寸与炉衬
一.电弧炉炉型尺寸 1.熔池的形状与尺寸 ❖ 熔池是指电弧炉渣线以下部分的空间。
§1—2 电弧炉的主电路及主电路上 的电器设备
一.电弧炉的主电路
❖ 由高压电缆线至电极的电路称为电弧炉的 主电路。
1.主电路组成
❖ 隔离开关、高压断路器、电抗器、电炉变 压器、低压短网等。
2.主电路作用 ❖ 从高压电网取得高压电能，转变为低电压、
大电流输送到电极。
二.主电路上的电器设备
1.隔离开关
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(现在也用 来生产普通钢)。
电弧炉炼钢要注意什么事项
电弧炉炼钢要注意什么事项电弧炉是一种常用的工业设备，用于炼钢过程中的熔炼和精炼。
使用电弧炉炼钢需要注意以下几个主要事项：1. 安全操作：电弧炉在工作过程中会产生高温、强电弧和飞溅的金属碎屑等危险因素，因此操作人员必须穿戴防护服，并配备各种安全防护设备，例如护目镜、防火手套、安全鞋等。
操作人员还需要接受相关的安全培训，并熟悉急救知识，以防万一发生事故时能够及时处理。
2. 设备维护：电弧炉是一个复杂的设备，在使用之前需要进行检查和维护。
确保电弧炉的各部件正常工作，没有漏电等故障。
此外，还需要定期更换易损件，检查电缆、电容器等设备，确保其处于良好的工作状态。
3. 炉料准备：在炼钢过程中，正确的炉料配比是非常重要的。
操作人员需要根据钢种和所需的化学成分，准确计算需要添加的原料配比。
同时，还要根据炉膛的容量和设计参数来控制装料量，以避免过度装料导致炉内温度过高。
4. 控制炉温：电弧炉的工作温度是通过电弧的强度和工作电压来控制的。
为了达到所需的炼钢温度，需要合理调节电弧的功率和工作时间。
操作人员要根据不同的钢种和所需的成分要求，准确控制炉温，避免过热或过低的情况发生。
5. 确定出钢时间：在炼钢过程中，合适的出钢时间是关键。
操作人员需要根据炉料的化学成分、炉温、反应时间等因素，确定出钢时间。
同时，还需要注意避免过早或过晚出钢，以保证炼出的钢水质量符合要求。
6. 废气处理：电弧炉在炼钢过程中会产生大量废气，其中包括二氧化碳、氮氧化物等有害气体。
为了保护环境和人员健康，需要对废气进行合理处理和排放。
常用的方法包括粉尘除尘、烟气脱硫、脱氮等。
7. 能耗控制：电弧炉在炼钢过程中需要消耗大量电能，因此合理控制能耗是非常重要的。
操作人员需要根据炉温和所需的炼钢参数等因素，合理调整电弧的功率和工作时间，以达到最佳的能耗效果。
总之，使用电弧炉炼钢需要注意安全操作、设备维护、炉料准备、炉温控制、出钢时间确定、废气处理和能耗控制等事项。
电炉炼钢法
电炉炼钢法电炉炼钢法是以电能作为热源，而电弧炉炼钢是应用得最为普遍的电炉炼钢方法。
我们通常所说的电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，因为其他类型的电炉如感应电炉、电渣炉等所炼的钢数量较少。
电弧炉炼钢是靠电极和炉料间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。
电炉炼钢主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。
冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。
所用含铁原料主要为废钢，约占70%以上，另外可以加入铁水、生铁、直接还原铁、热压块等。
冶炼时间较长，一般至少是转炉冶炼时间的两倍。
电炉熔炼温度高且容易控制调节，电弧炉弧光区温度高达3000-6000℃，炉温高达2000℃以上，远高于冶炼一般钢种所需的温度，可以用于冶炼转炉不能冶炼的合金钢和不锈钢。
炉内气氛易于控制调节。
在冶炼的不同阶段，炉内不仅能造成氧化性气氛，还能造成还原性气氛，前者有利于脱碳和去磷，后者有利于脱氧、去硫、易氧化合金的加入、回收金属元素和控制钢液成分。
电炉设备比简单，投资少，建厂快，占地少，且容易控制污染。
但由于所需能源由电极在短路时产生的高温来提供，耗电量较大，冶炼1吨钢所消耗的电能约350-600kwh；成品钢中氢、氮含量偏高。
因为在电弧作用下，炉内空气的水汽大量离解，生成的氢和氮，如进入钢水，将影响钢的质量。
电弧是“点”热源，炉内温度分布不均匀，熔池平静时，各部分钢水温度相差较大。
碳质电极的存在会使钢液增碳，给冶炼低碳钢带来困难。
废钢铁是一种载能资源，用废钢铁炼钢可以节约大量能源。
在大型钢铁联合企业，从采矿、选矿、烧结、焦化、炼铁到炼钢、轧钢，能源消耗和污染排放主要集中在炼钢工序之前。
研究表明，用废钢直接炼钢和用矿石炼铁后再炼钢相比，可节约能源60%，节水40%。
废钢铁是一种环保资源，用废钢直接炼钢和用矿石炼铁后再炼钢相比，可减少废气186%、废水76%和废渣97%，有利于清洁生产和排废减量化。
电弧炉炼钢的操作方法
电弧炉炼钢的操作方法
1.准备工序：清理电弧炉内和周围的杂物，检查电弧炉设备的各项功能是否正常，将待炼钢材料清理干净。
2.将废钢或生铁材料放入电弧炉，并添加所需合金。
注意添加量应按照配方进行。
3.接通电源，启动电弧炉，并均匀地将焊条放入钢坑，开始熔炼。
大部分情况下，熔炼过程中需要不断调整电弧炉的电流、电压及其他参数，以达到最佳熔炼效果。
4.熔炼完毕后，将钢水铸造成所需形状的铸件，或通过浇铸机将钢水倒入铸型中。
5.关停电弧炉，清理残留物，整理设备，并进行日常保养，做好下次使用的准备工作。
需要注意的是，在电弧炉操作过程中，要严格遵守安全操作规程，注意保护自身安全，并避免对环境造成损害。
同时，应按照标准化管理要求，进行严格的作业记录和质量控制，确保炼出的钢材达到质量标准。
电弧炉炼钢
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3.碱性及酸性电弧炉
第1章 电弧炉炼钢
碱性电弧炉
酸性电弧炉
炉衬材料 MgO、CaCO3
SiO2
造渣材料 以石灰为主
以石英砂为主
特点
可有效去除有害杂质 元素P、S等，可冶炼 高级优质钢
无法去除P、S等有害杂 质，造长渣，不易散热， 保温效果好，钢水流动性 好，夹杂为酸性渣，对钢 性能有优良作用。故一般 铸造厂选酸性渣
5.2.2新车间
150t、100t地磅各一套；30t（22000）、50t（32000） EBT高功率电弧炉各1台；40t（9000）、60t（14000）LF （VD）5工位精炼炉各1台，真空机械泵2套；VC铸锭坑6 座，VC罐车2台，天车24台，最大起重200t，天车轨面高 度24m，厂房面积约4.8wm2。检验设备有美国LECO公司 氧氮氢联合分析仪和ThermoARL3400直读光谱仪 。
这几个阶段组成
① 扒补炉：快补落衬
② 装料：大小中料
③ 熔化期：穿井 大电压，小电流；熔化 大电压，大电流；末期 小电压，大电 流加吹氧。
④ 氧化期：操作加矿或吹氧或矿氧结合 目标：终点C满足要求，P低于规格一 半，温度高于出钢温度20℃，任务去气 体夹杂。
⑤ 还原期：任务调成分，S高于规格一半， 温度满足出钢要求，目标去[O]。
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第2章 电弧炉设备
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第2章 电弧炉设备
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1.电弧炉机械设备
第2章 电弧炉设备
1.2电炉炉体 炉体是电弧炉最主要的装置，它用来熔化和进行各
种冶金反应。电弧炉炉体由金属构件和耐火材料砌筑成的 炉衬两部分组成。炉体的金属构件包括炉壳、炉门、出钢 口、炉盖圈和电极密封圈。炉壳是用钢板焊接成的，其上 部有加固圈。大炉子上部往往做双层的，中间同冷却水。 供门供观察炉内情况及扒渣、取样、加料等操作，炉门口 平时用炉门掩盖。炉门一般通水冷却。小型电炉的炉门盖 需人工启闭，大炉子用压缩空气或油压机等启闭。
碱性电弧炉炼钢过程介绍
碱性电弧炉炼钢过程介绍1.原料准备：首先需要准备炼钢的原料，包括废钢、铁合金和矿石。
废钢是主要的原料，可以来自废旧钢材或者回收利用的废钢。
铁合金是为了调整合金成分，包括铬、镍、钼等。
矿石是用来提供炼钢过程所需的铁和其他杂质。
2.熔炼过程：熔炼过程中，废钢、铁合金和矿石被投入到碱性电弧炉中，形成炼钢炉料。
碱性电弧炉内放电时，弧光产生高温，将炼钢炉料熔化。
在熔炼过程中，废钢中的杂质和氧化物会被还原，逐渐脱离炉料，而铁和合金则溶解在钢液中。
3.合金调整：在炼钢过程中，需要根据产品要求调整合金成分。
这包括添加合金和进行合金还原反应。
根据不同的需要，可以添加一定比例的铁合金和其他合金元素，以提高钢材的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
4.清洁处理：在炼钢过程中，钢液中会有一定的杂质，如氧化物和硫化物等。
为了提高钢材质量，需要进行清洁处理。
清洁处理的方法包括调整炉料成分、加热保持一定温度、添加碱性物质等。
这样可以使杂质在炉中重新分解或溶解，减少对最终产品的影响。
5.出钢：当炼钢过程结束后，钢液浇注到铸造模具中进行凝固形成钢坯。
在凝固过程中，慢慢形成晶体结构，形成所需的钢材形状。
凝固后，将钢坯取出，进行后续加工、热处理等工艺，最终得到最终产品。
需要注意的是，碱性电弧炉炼钢过程中，除了上述的简略步骤，还有其他一些参数和工艺需要控制。
例如，炉料的配比需要根据需要进行调整，电弧的功率和位置需要合理控制，避免因温度不均匀而造成炉料不充分熔化或钢液成分不均匀的情况发生。
同时，还需要进行钢水的温度测量和成分分析，以确保炼钢过程的准确性和可控性。
总的来说，碱性电弧炉炼钢是一种常用的冶炼方法，通过调整原料成分和工艺参数，可以制备出各种性能优良的钢材。
这种冶炼方法具有灵活性高、能耗低、废钢资源利用率高等优点，因此在现代钢铁工业中得到广泛应用。
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一、我国钢铁现状
随着我国经济力量的不断增强,逐渐已成为钢铁大国. 在2000-2003年，钢产量与钢材消费量的年增长率平均超过了20％，是1990-2000年平均增长量的4．91倍。
截至2003年，我国钢铁积蓄量为19.5亿吨。
如果2007年以后，我国钢产量稳定在3．5亿吨，则2010年我国供炼钢使用的废钢量可达9883万吨／年。
如果此时将电炉钢的比例提高到25％，即8750万吨／年，电炉使用的废钢量为7000万吨／年。
由于我国人口众多，人均钢铁占有量又是在世界上最少的国家之一。
因此今后对钢铁的需求量还会不断的增长。
尤其对工业中有特别要求的钢的需求量更是迫切要求，如弹簧钢、轴承滚珠钢、不锈钢、高温高强度钢（高锰）等等。
二、电弧炉炼钢
在国际上，电弧炉装备技术的发展大体经历了以下几个价段：20世纪70年代，常规交流超高功率电炉及其配套技术的开发应用，使电炉的生产效率大大提高，技术经济指标大大改善；20世纪80年代，直流电弧炉得到大规模工业应用；20世纪80年代后期至90年代中期，利用高温废气对废钢和CO进行预热后再燃烧的技术，以及用化学能代替部分电能的各种节能电炉技术被成功开发并应用。
我国电炉炼钢在20世纪80年代以前一直处于落后的状态。
当时，全国有3000多座容量为3吨—30吨的小电炉，功率水平普遍不大于350kVA／t。
这些小电炉多采用落后的“老三段”冶炼工艺(即在电炉内完成熔化、氧化、还原三步冶炼任务)，电炉生产效率低、产品质量差、能源消耗高、生产过程污染严重。
我国电炉钢生产能力在90年代得到发展，在90年代中期的2000万吨／年，提高到2002年的4035万吨/年。
与此同时，电炉炼钢产品的技术经济指标也明显改善，如2003年，舞阳钢铁公司90吨电炉的技术经济指标已全面超越了当时国际上指标最先进的德国巴登钢厂。
三、电弧炉用电
电弧炉用电在不同的国家略有不同，如欧美采用1000KVA/吨，日本采用800KVA/吨，我国一般采用600KVA/吨。
若一座20吨电弧炉一般变压器容量为S=600KVA/吨×20吨=12000KVA左右即可。
电弧炉炼钢一般分为熔化期、氧化期和还原期大致三个过程。
氧化期和还原期又可分称为精炼期。
目前电弧炉炼钢一般都采用废钢
处理和加工及炉内吹氧和微电子控制电极升降。
因此整个冶炼时间大大缩短，电成本大大减少，一般为450度～550度/吨钢电耗。
四、电弧炉炼钢对供电电网的要求和影响
现代电弧炉的基本功能是将尽可能多的把电功率输入到熔池内，以获得高的生产率和低的物料、能量消耗以及好的环保指标，炼钢电弧炉按每吨钢平均变压器额定容量或单位炉膛面积平均变压器额定容量分普通功率、高功率和超高功率，主要目标是提高生产效率和降低成本。
一般电弧炉变压器容量较大，从几万千伏安到十几万千伏安，为了能输送较大功率和尽量减少损耗，因此电炉变压器一般都采用35KV电压等级进线，上一级总降变电所一般都采用110KV或220KV 电源进线，其容量大于电弧炉容量的5倍。
电弧炉从电网获得电能，其中一部分转化为有用的热能，而另一部分为无功能量，电弧炉在正常熔化时功率因数仅为0.78，但在冲击时，功率因数甚至可以降低到0.3，这样会引起母线电压严重降低，电压降低又相应降低电弧炉的有功功率，使生产效率下降。
交流电弧炉在炼钢工程中其电流会产生非正弦畸变和各次谐波，对电网造成干扰。
其主要原因有：电弧的电阻值不恒定，并且在交流电弧的半个周期中电弧电阻也在变动，这造成电弧电流的非正弦畸变。
交流电的正负半周换相，石墨电极和钢交替作阴极和阳极，因不同材料发射电子能力不一样，故使电流的正负两个半周的波形不对称，造成偶次谐波。
三相电弧不均衡，导致3次谐波。
所以电弧炉产生的谐波主要有2次、3次、4次、5次、7次、11次等高次谐波，谐波含量最严重的是2次和3次，其次是5次。
电弧炉变压器在整个冶炼过程中，频繁的出现冲击过载和进线开关多次地出现跳闸合闸。
在熔化期由于坍料电极经常出现短路，因此电流冲击在额定值的4倍以上，变压器严重过载。
并会产生高伏值的过电压。
常常会使开关和滤波器爆炸烧毁。
同时有电弧炉的电网会出现电压波动闪变，不平衡，严重影响供电电网的电能质量。
五、电弧炉产生谐波的危害
谐波对变压器的影响
谐波对变压器的主要影响是温度的增加和损耗的增大，当负荷含有谐波电流时，通过阻抗形成谐波电压，谐波电压在铁心叠片中将产生涡流电流，使其产生发热和损耗，这部分损耗以引起涡流的谐波电流的频率的平方成正比增加。
进而
导致了变压器基波负载容量下降，在早些年运行中的变压器，运行几年都是很正常，但随着近几年电力电子装置的增多，有些变压器的基波容量明显不够，并且发热量和噪声明显增加，这里就有由于谐波的干扰而造成的。
当负载含有大量的三倍频谐波时，即零序谐波时，其谐波电流在变压器的线圈和铁心中形成环流，如果变压器二次没有中性点或中性点不接地，则这些谐波磁链在箱体和铁芯中引起附加发热，如果中性点接地，则会在中性点汇集大量的3倍频谐波电流，引起负载不能正常运行。
谐波对电动机的影响
谐波同样使电动机的温度增加和损耗的增大，主要表现在谐波频率下的铁损和铜损的增加，谐波电压畸变将引起电动机的效率下降、振动和噪音增加。
对于一些多台电动机的传动设备，要求这些电动机的速度和转矩必须保持一致，不同的运行速度和转矩将导致产品质量的下降，更为严重的是使整个工件报废，由于谐波含有各种特殊的频率的谐波电流，所以会产生一定的附加转矩，谐波的干扰就会使上述情况发生。
谐波对电力电容器的影响
早期的无功补偿大部分采用了串联了0.5%、1%、5%、6%电抗率的电抗器，0.5%、1%电抗率的电抗器只是作为限制合闸涌流用，对谐波没有什么吸收作用，5%、6%电抗率的电抗器对5次以上谐波有一定的吸收作用，可是效果不大，并且忽略了3次谐波的影响，电容器补偿装置盲目串接5%、6%电抗率的电抗器后，引起了三次谐波的放大甚至发生谐振，因此经常发生电容器或电抗器烧毁事件，所以在选型设计时一定要小心。
谐波对电能计量和电子设备的影响
谐波对模拟式仪表和电子式仪表在计量方面产生误差。
模拟式仪表在绕组和圆盘中会出现谐波电流或涡流，由于谐波电流或涡流的存在，在圆盘上产生转矩，使电能表反映出谐波功率，进而使计量产生增加，使生产用户会因谐波的存在而增加费用。
电子式仪表会把有害的谐波功率和有益的基波功率同等对待，所以据一些参考资料它的计量误差大于感应式电能表。
谐波对电子设备的影响主要是由于谐波电压或谐波电流的零点和峰值发生变化，即不是真正的零点和峰值，常会使控制电路出现误动，使控制系统控制失败，进而会使整个系统发生崩
溃。
六、对电弧炉供电电网的治理
减少电弧炉对供电电网的影响主要有三点：
1、提高供电电源的电压等级，主要目的是提高与电网公共连接点的短路容量，使其对电网和自身的影响在允许的范围内，这一点可以通过设计的角度来解决。
2、装设滤波器，主要原因是滤波器可以很好的吸收谐波和补偿系统的无功。
3、装设限流电抗器，限制电弧炉在冲击时产生的大电流（厂家可根据情况选择）
1点和3点都可以从设计的角度考虑采用，但2点在电弧炉设备中是必须装设的。
我们可以从以下几个方面进行治理和比较各种方案的投资和优缺点，以供客户参考。
各种方案的对比：
电弧炉的谐波成分及含有率
滤波器的结构。