电炉炼钢绪论
电弧炉炼钢——绪论

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。
四、电炉“短流程”的优势:
•充足的废钢资源 •能源优势 •流程优势 •环保意识 •可持续发展
1)投资比高炉—转炉流程减少l/2以上。如美国、日本等国的薄板坯电炉短流 程,实际费用约为传统流程的l/4 2)生产成本低,劳动生产率高。钢铁联合企业从铁—焦—烧开始到热轧板卷为止, 吨钢能耗一般为23kJ/t,而以废钢为原料的电炉钢厂短流程工艺生产的产品能耗 接近10kJ/t,能耗降低60%左右。 3)在世界每年废钢产量为3亿多吨的情况下,电炉短流程的发展对于促进环保, 消化废钢,净化冶金工厂的环境起到了良好的推动作用。因此,发达国家把发展 紧凑式电炉短流程作为重点。
一、电弧炉
目前,世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生 产的,因此电炉炼钢主要指电弧炉。
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(现在也用来生产普通钢)。
二、电弧炉炼钢的特点
第二篇 电弧炉炼钢
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
绪论:电弧炉炼钢及其发展
五、电炉工艺流程图
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
第6章 电炉炼钢

意义:一炉钢加入的废钢量
取值:√电炉公称容量
√模注:考虑钢锭总重量、浇余、汤道及中注管用量 √连铸:避免过分超装
★多数电炉通常有一定的超装
废钢内有害元素
P:电炉氧化期具有脱磷能力
影响:▲冶炼时间延长 ▲石灰和矿石消耗增加 ▲电耗增加 控制:< 0.08% P
低熔点合金:远离高温区,在炉壁附近,防止蒸发
增碳剂:破碎成小块,防止还原期熔化增碳
装料要求
下致密、上疏松 中间高、四周低 炉口无大料
第五节 熔化期
意义:在电炉炼钢中,从通电开始到炉料全部熔清过程 任务
使炉料完全熔化成液态
造渣以防止熔池吸气和脱除部分S、P
一.炉料熔化过程
起弧阶段:点弧后至下降深度为D电极
冶炼方法
氧化法:最基本的冶炼方法
讲授内容
“老三期”
特点: ▲功能齐全:熔化期 氧化期 还原期
▲废钢原料要求低:原料适应性强 ▲冶炼钢种多:可以冶炼所有钢种
▲应用广泛:90%以上的钢种采用此方法
缺点: ▲冶炼时间长
▲电耗高 ▲劳动强度高
▲炉体寿命较低
不氧化法
意义:原料条件好,钢中C、P符合要求,不采用氧化操作 优点:▲冶炼时间短 应用:较少
第六章 电炉炼钢
电炉炼钢概述
冶炼准备
老三期
出钢过程
第一节 电炉炼钢概述
电炉分类
按设备分类
感应炉:电磁感应,电流加热 电渣炉: 等离子电弧炉:等离子体加热 电弧炉:通常所说的“电炉”
按炉衬性质
酸性电炉:无法脱S、P 碱性电弧:常用电炉形式
按供电性质分类
交流电弧炉:三相交流电 直流电弧炉:直流电
电弧炉炼钢发展历史及前景1

绪论 电炉炼钢及其发展
电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统 称。 按电能转换热能方式的差异,电炉可分为: 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; 等 离 子 炉—利用等离子弧; 电 弧 炉—利用高温电弧,不包括加热炉、热 处理炉等。
电炉流程与转炉流程比较,具有以下特点:
①电炉流程投资省,占地面积小,建设周期 短; ②资源问题:随着国民经济的发展,铁矿石、 焦煤等资源将日益匮乏,而废钢资源则会不 断积累,因此从长远看电炉流程具有优势; ③环保问题:电炉流程产生的CO2、NOx、 SOx等有害气体量较高炉-转炉流程少;
三. 电炉炼钢的优势
目前我国高附加值优质产品,也就是能盈利的 电炉钢品种包括: a)转炉流程不适合生产的高合金钢、高温合 金、大型铸锻件用钢; b)转炉流程能够生产但目前在国内产量还是 不大的一些合金钢钟,如轴承钢、齿轮钢、弹 簧钢等; c)过去仅能用转炉流程生产的、现代电炉流 程也能生产的一些品种,如高附加值的板材 (薄板、中板、厚板); d)优质碳素钢(特别是中、高碳钢)和低合 金钢(包括使用量很大的螺纹钢)。
世界粗钢总量与电炉钢产量
时间 总钢产/ 亿吨 电炉钢比 /%
197 0 6.0 14.2
198 0 7.16 22.0
199 0 7.7 27.5
200 0 8.47 33.8
200 2 9.03 34.5
200 3 9.63 35
200 4 10.6 36
即2000前一直在7.0~8.5亿间徘徊, 2002、2004 年才分别突破9、10亿吨,2005年达到11.07亿吨。
由钢产量与产品结构变化看电炉发展
11.1 电炉炼钢的历史及其发展

11.1.2
电炉炼钢发展前景
Your company slogan
11.1.1
电炉炼钢发展历史
电弧炉是继转妒,平炉之后出现的又一种炼钢方法.它是在电发明之后的1899年 。由法国的海劳尔持(Heroult)在La Praz发明的。它发展于阿尔卑斯山
(Alps)的峡谷中,原因是在距它不远处有一个火力发电厂。电弧护的出现.开发
电炉钢除了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。在产品结构上。电炉钢几乎覆盖了整个长 材生产领域.诸如圆钢、钢筋、线材、小型钢、无缝管,甚至部分中型钢材 等.并且正在与转炉钢争夺板材(热轧板)市场。
Your company slogan
11.1.2
电炉炼钢发展前景
Your company slogan
11.1.2
电炉炼钢发展前景
Your company slogan
11.1.2
电炉炼钢发展前景
11.1.2.4 电炉炼钢与环境保护
电炉炼钢有利于环境保护,无论从当前还是长远考虑,都会迫使人们去发展电 炉。目前,人们已经感到CO2的排放对人类生存的威胁。形报道,过去50年间因 温室效应南极气温上升2.5摄氏度,达到零下3摄氏度,全球气候异常现象剧增。 现今全球工业化加速, CO2的排放与日俱增,南极升温将会变快冰雪融化后果不 堪设想。这种情况促使各国领导人1995年在日本京都开会,决定把CO2排放量压 缩到1990年水平。世界各国都在研究减少CO2 等有害气体排放的办法.如没想用 核电为热源,用海水制H2作还原剂.以消除CO2排放。采用电炉炼钢,将减少 CO2排放总量80%。 我国是世界第一产钢产铁大国.钢铁企业排放的CO2在我国CO2排放总量中 占10%以上。
电炉炼钢绪论

0 绪论钢铁材料是人类所使用的最主要的结构材料和最主要的功能材料,尤其是钢,更是被广泛应用于石油、化工、航天航空、交通运输、农业、国防等许多重要领域,人们的日常生活也离不开钢。
钢是碳、硅、锰及其他元素在铁中的固溶体。
钢与生铁的区别首先是在碳的含量中得到体现,理论上把碳含量小于2.11%的铁碳合金称之为钢,它的熔点为1450~1500℃;碳含量大于2.11%的铁碳合金称之为生铁,它的熔点为1100~1200℃。
在钢中,碳元素和铁元素形成Fe3C固溶体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。
由于钢具有很好的物理化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,所以用途十分广泛,而且用途不同对钢的性能要求也不同,从而对钢的品种也提出了不同的要求。
钢中存在的非铁元素可大致分为两大类:碳、硅、锰等是用以改善钢的性能,以满足工程材料要求的有益元素;另一类如磷、硫、氧、氢、氮等,是从炉料或大气中进入钢中的,它们的存在会使大部分钢的性能变坏。
炼钢的工艺过程就是将铁水(或生铁)、废钢铁、直接还原铁经加热、熔化,通过化学反应去除金属液中的有害杂质元素,配加合金调整化学成分达到规定要求,最后浇铸成半成品—铸坯(锭)的过程。
钢的生产历史,也是近代工业的发展历史。
从1740年英国人亨茨曼(B.Huntsman)发明了坩埚炼钢法,到1856年英国人亨利•贝塞麦(H.Bessemer)发明的空气酸性底吹转炉炼钢法—贝塞麦法,再到1865年德国人马丁(Mar Tin)发明的酸性平炉炼钢法—马丁炉法,直到1899年法国人埃鲁(P.L.T.Héroult)发明的三相电极电弧炉炼钢法。
各种炼钢法相继的出现,带动了整个工业技术的发展,而相关产业的发展又更加促进了炼钢技术的进步。
应运而生的氧气转炉炼钢技术、连续铸钢技术、超高功率电弧炉炼钢技术、炉外精炼技术等,推动了炼钢工业业在产品、工艺、设备上的更新换代,使得炼钢技术在二战结束后得到了前所未有的高速发展。
第四章 电炉炼钢(EAF (Electric arc furnace )steelmaking) 冶金概论PPT

熔化期的操作主要是合理供电,及时吹氧,提前 造渣。
/21:27:45
20
/21:27:45
21
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。
/21:27:45
4
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。
/21:27:45
5
4.2 现代炼钢电弧炉的构造
炉体 炉体倾动装置 水冷炉盖 电极升降装置
/21:27:45
25
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。
/21:27:45
26
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:
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。
/21:27:45
17
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。
电弧炉炼钢讲义

电弧炉炼钢讲义1电弧炉炼钢概述1.1电弧炉炼钢的发展概况:⼤致可分为三个阶段(1)研究阶段(从1800年⾄1900年)1800年,英国⼈戴维(Humphrey Davy)发明了碳电极;1849年,法国⼈德布莱兹(Deprez)研究⽤电极熔化⾦属;1866年,德国⼈冯·西门⼦(Werner Von Siemens)发明了电能发⽣器;1879年,德国⼈威廉姆斯·西门⼦(C Williams Siemens)采⽤⽔冷⾦属电极进⾏了实验室规模的炼钢试验,但电耗太⾼,⽆法投⼊⼤⽣产;1885年,瑞典ASEA(即瑞典通⽤电⽓)公司设计了⼀台直流电弧炉;1888年,法国⼈海劳尔特(Paul Heroult)⽤间接电阻加热炉进⾏熔炼⾦属实验;1889~1891年,同步发电机和变压器推⼴应⽤;1899年,海劳尔特研制成功交流电弧炉;1900年,海劳尔特开始⽤交流电弧炉冶炼铁合⾦;(2)初级阶段(从1900年⾄1960年)1905年,德国⼈林登堡(R.Lindenberg)建成第⼀台炼钢⽤⼆相交流电弧炉(海劳尔特式),该炉特点是采⽤⽅形电极,电极⼿动升降,炉盖固定不可移动,加料从炉门⼝⼈⼯加⼊;1906年,林登堡成功地炼出了第⼀炉钢⽔,浇注成钢锭,从此开创了电弧炉炼钢的新纪元;1909~1910年,德国和美国分别制成了6t和5t的三相交流电弧炉投产;1920年,采⽤了电极⾃动升降调节器,提⾼了电极升降速度;1926年,德国德马克公司将炉盖改为移出式,⾸次实现了顶装料;1930年,出现了炉体开出式电弧炉;1936年,德国⼈制造了18t炉盖旋转式电弧炉;1939年,瑞典⼈特勒福斯提出了电弧炉电磁搅拌的思想;1960年,为使三相电抗平衡,美国出现了短⽹等边三⾓形布置;此阶段由于电⼒、电极、⽤氧⽔平、炉容量等的限制,故炼钢成本⼤⼤⾼于平炉,因⽽只适合于冶炼合⾦钢、特殊钢。
随着第⼆次世界⼤战的爆发,电炉钢的产量迅速增长。
电炉炼钢

主要内容
4.1 电炉炼钢概述 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 4.3 电弧炉的电气设备 4.4 电炉氧化法冶炼工艺
2019/6/1/05:17:48
2
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。
2019/6/1/05:17:48
22
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;
26
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。
2019/6/1/05:17:48
27
2019/6/1/05:17:48
11
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
2019/6/1/05:17:48
12
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。
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。
电弧炉炼钢技术讲座(终稿)

系统与环境一起构成更大系统,因此系统的 优化取决于更大系统所确定的目标和约束,即资 源、产品、市场和环境。
冶金工程系统构成
物质流 能量(流) 信息流―― 风、水、电、气、汽 财务(资金流)
冶金工程的过程系统特征
过程工业和制造工业 工业:大规模制造、可重复、稳定的进行(不
希望变异) 过程工业:Process Industry 化工、石油、冶
机械加工,外形物理变化
(5)放大规模生产Scale-up 生产线
(6)污染重、能耗大、负荷大 环境、负荷轻
过程系统
过程系统工程定义: 处理物质流/能量流的系统。
过程工业: 原料经过一系列单元工序转化为产品的工业。
1.3 炼钢生产的高效化和洁净化
现代炼钢技术处于理性发展,氧气转炉炼 钢和电弧炉炼钢是两种最主要的炼钢方法,技 术进步的共同趋势是高效化和洁净化。
• 电炉炼钢采用废气预热废钢,节电100kWh/t; • 减少炼钢渣量50%; • 全部粉尘回收利用。
• 采用脱Si工艺,减少渣量
技 • 推广煤气回收工艺技术
术 措
• 开发电炉废钢预热技术
施 • 精炼渣炼钢返回利用技术
• 粉尘回收处理技术
1.4 两类钢铁生产流程
当前主要的两类钢铁生产流程及其单元工序
电炉流程与转炉流程在钢铁循环以及社会中的地位与功能
两种炼钢方法共同点
(1)工序产品——合格钢水 (2)工序功能——以给定的生产率和节奏提供成分和温
度合格的钢水 (3)工序指标——三高两洁净
高 效 化——高的生产率、高的生产节奏、高的 能量利用
洁 净 化——钢液的洁净化(低的内在污染) 环境的洁净化(低的外部污染) (4)操作要求:精料、稳定、精确 (5)智能控制技术
钢铁冶金概论(之五)电炉炼钢.pptx

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
第四章 电炉炼钢(EAF (Electric arc furnace )steelmaking) 冶金概论PPT

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。
/21:27:45
22
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。
/21:27:45
) 第四章 电炉炼钢(EAF steelmaking (Electric arc furnace )
2
3
电炉类型
/21:27:45
4
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。
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。
/21:27:45
14
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。
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。
/21:27:45
20
/21:27:45
21
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。
电炉炼钢研究报告

电炉炼钢研究报告《电炉炼钢研究报告》一、背景介绍电炉炼钢是利用高温电弧将废钢和生铁等原料进行熔炼,并通过加料、渣分离、调温等工艺控制,最终得到各种钢种的炉渣和钢水的炼钢技术。
电炉炼钢技术由于其生产效率高、环保绿色、可实现轻质化、自动化程度高等优点而被广泛应用。
二、电炉炼钢的原理1.电弧炉原理电弧炉是将高温电弧引入加热炉中,使原料加热熔化并进行反应的设备,通过电极、电弧、电极喷水、料包、加料、冷却水等部件组成。
2.电炉炼钢原理电炉炼钢原理是在电弧炉的基础上,通过合理的原料配比、电极参数选择、炉渣控制等一系列工艺参数进行精密控制,实现废钢和生铁等原料的熔融和转化为钢水。
三、电炉炼钢技术的优势与应用1.生产效率高电炉炼钢可以快速熔化废钢和生铁等原料,转化为钢水,生产效率高,可以大大提高生产效益。
2.环保绿色相对于传统炼钢技术,电炉炼钢不需要大量的燃料,能源消耗较少,废气排放和渣等污染物量也少,对环境影响小,具有环保绿色的特点。
3.可实现轻质化电炉炼钢通过掌握工艺参数,可以实现不同钢种的调制,从而达到特定的力学性能与成分要求。
且通过选用优质废钢作为原料和精密调控工艺,轻质序列化的高强高韧钢材也能够炼制出来。
4.自动化程度高电炉炼钢生产过程具有智能化、自动化程度高的特点,采用先进的全程自动化控制系统,并配有先进的物联网技术,可以实现工厂的智能化运营管理。
四、未来展望随着钢材行业的快速发展和市场对高品质、环保钢材的需求增加,电炉炼钢技术已经成为钢材生产的重要生产技术之一,发展前景十分广阔。
而随着技术的不断革新和提升,电炉炼钢将能够进一步提高生产效率和钢材质量,更好地服务于行业创新和国民经济的发展。
《电炉炼钢法》课件

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 可行性研究报告

电炉炼钢可行性研究报告第一章绪论1.1 研究背景随着工业化的快速发展,钢铁制品在现代社会中扮演着重要的角色。
随着现代科技和生产技术的不断进步,传统的炼钢方式已经不能满足市场需求。
传统的炼钢方式,如高炉炼钢,不仅对环境造成污染,而且生产成本高。
因此,人们开始寻找新的炼钢方式,以满足市场的需求。
电弧炉炼钢作为一种新型的炼钢方式,其使用电能直接熔炼铁水,并能够适应不同的原材料,灵活性大,成本低,环保性好的特点受到了广泛关注。
作为一种新型的炼钢方式,其在炼钢行业中具有广阔的市场前景,因此本研究将对电弧炉炼钢的可行性进行深入分析和研究。
1.2 研究目的本研究旨在探讨电弧炉炼钢在现代工业生产中的可行性。
具体地,本研究将从成本、效率、环保性等方面进行分析,以帮助产业及投资者更好地了解电弧炉炼钢的优势和局限性,从而制定更合理的发展战略。
1.3 研究意义通过本次研究, 可以评估电弧炉炼钢在工业生产中的适用性,为企业决策提供参考和依据,同时,也能为相关行业的发展提供借鉴和推动力。
1.4 研究内容本研究将主要从以下几个方面展开研究:1) 分析电弧炉炼钢的技术原理和工艺流程2) 评估电弧炉炼钢在成本、效率、环保等方面的优势和局限性3) 综合分析电弧炉炼钢在不同产业中的应用前景4) 提出电弧炉炼钢在发展过程中可能面临的挑战及应对策略。
第二章电弧炉炼钢技术原理和工艺流程2.1 电弧炉炼钢的技术原理电弧炉炼钢是利用高温电弧对金属进行加热熔化的一种炼钢方法。
在电弧炉炼钢中,通过氧化剂和还原剂对铁水进行冶炼,将冶炼后的合金浇铸成型,最终得到所需的钢铁制品。
电弧炉炼钢利用电能直接产生高温,加热效率高,能耗低。
2.2 电弧炉炼钢的工艺流程电弧炉炼钢的主要工艺流程包括原料准备、电弧炉炼钢、连铸以及表面处理等步骤。
其中,原料准备包括铁水、废钢和添加剂的配比准备;电弧炉炼钢主要通过电能加热铁水至熔化温度,将合金与其他原料进行冶炼;连铸是将冶炼后的合金浇铸成型,使其达到所需的形状和尺寸;最后通过表面处理将其表面进行清理和加工。
(冶金概论课件)CH5电炉炼钢

03 电炉炼钢设备
电弧炉的构造与工作原理
总结词
了解电弧炉的基本构造和工作原理对于掌握电炉炼钢技术至 关重要。
详细描述
电弧炉主要由炉体、炉盖、电极、埋弧装置、炉门等部分组 成。工作原理是通过电极产生电弧,利用电弧的高温熔化炉 料,形成钢液,经过精炼后得到高质量的钢水。
钢包与钢液的转运设备
总结词
钢包和钢液的转运设备是电炉炼钢流程中的重要环节,对提高生产效率和产品质 量具有重要意义。
特点
熔化速度快,熔池温 度高,生产效率高。
生产成本低,能源利 用率高,环保性能好。
适用于生产高合金钢、 不锈钢等特殊钢种。
电炉炼钢的工艺流程
配料与装料
根据生产计划和要求, 将铁矿石、生铁、废钢 等原料按照一定比例装
入电炉中。
熔化与氧化
通电加热,使原料熔化, 同时通过加入氧化剂进 行氧化反应,去除杂质。
安全生产规定
制定并执行安全生产规章制度,确保电 炉炼钢过程中的安全操作,防止事故发 生。
VS
应急处理措施
建立应急预案,对突发事故进行及时处理 ,保障员工生命安全和设备安全。
环境保护法规与执行情况
环境保护法规
遵守国家和地方环境保护法规,控制电炉炼 钢过程中的污染物排放,保护环境。
执行情况
定期进行环保设施的维护和检查,确保其正 常运行;对污染物进行治理和处置,达到排 放标准。
06 电炉炼钢质量与安全
电炉炼钢的质量标准与检测方法
质量标准
电炉炼钢的钢材应符合国家相关质量标准,如GB/T 14981-2009《热轧钢板和钢带的 尺寸、外形、重量及允许偏差》等。
检测方法
采用化学分析、金相检验、物理性能测试等手段对电炉炼钢的钢材进行质量检测,确保 其性能符合要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
0 绪论钢铁材料是人类所使用的最主要的结构材料和最主要的功能材料,尤其是钢,更是被广泛应用于石油、化工、航天航空、交通运输、农业、国防等许多重要领域,人们的日常生活也离不开钢。
钢是碳、硅、锰及其他元素在铁中的固溶体。
钢与生铁的区别首先是在碳的含量中得到体现,理论上把碳含量小于2.11%的铁碳合金称之为钢,它的熔点为1450~1500℃;碳含量大于2.11%的铁碳合金称之为生铁,它的熔点为1100~1200℃。
在钢中,碳元素和铁元素形成Fe3C固溶体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。
由于钢具有很好的物理化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,所以用途十分广泛,而且用途不同对钢的性能要求也不同,从而对钢的品种也提出了不同的要求。
钢中存在的非铁元素可大致分为两大类:碳、硅、锰等是用以改善钢的性能,以满足工程材料要求的有益元素;另一类如磷、硫、氧、氢、氮等,是从炉料或大气中进入钢中的,它们的存在会使大部分钢的性能变坏。
炼钢的工艺过程就是将铁水(或生铁)、废钢铁、直接还原铁经加热、熔化,通过化学反应去除金属液中的有害杂质元素,配加合金调整化学成分达到规定要求,最后浇铸成半成品—铸坯(锭)的过程。
钢的生产历史,也是近代工业的发展历史。
从1740年英国人亨茨曼(B.Huntsman)发明了坩埚炼钢法,到1856年英国人亨利•贝塞麦(H.Bessemer)发明的空气酸性底吹转炉炼钢法—贝塞麦法,再到1865年德国人马丁(Mar Tin)发明的酸性平炉炼钢法—马丁炉法,直到1899年法国人埃鲁(P.L.T.Héroult)发明的三相电极电弧炉炼钢法。
各种炼钢法相继的出现,带动了整个工业技术的发展,而相关产业的发展又更加促进了炼钢技术的进步。
应运而生的氧气转炉炼钢技术、连续铸钢技术、超高功率电弧炉炼钢技术、炉外精炼技术等,推动了炼钢工业业在产品、工艺、设备上的更新换代,使得炼钢技术在二战结束后得到了前所未有的高速发展。
进入21世纪的炼钢工艺和设备日趋完善,钢的产量大幅度提高,钢的质量不断改善,现代炼钢工业正朝着高效、低耗、清洁、优质的方向健康发展。
近代炼钢工艺主要有转炉炼钢工艺、平炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
到上个世纪末,平炉炼钢工艺已基本被淘汰,则现代炼钢工艺主要有转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺。
转炉炼钢工艺和电炉炼钢工艺通常被分别描述为“从矿石到钢”的长流程工艺和“从废钢到钢”的短流程工艺,典型的长流程和短流程炼钢工艺见图0.1。
长流程:铁矿石(烧结矿和球团矿)→高炉→铁水预处理→氧气转炉→炉外精练→连铸机(模铸)→铸坯(锭)短流程:废钢铁、生铁或铁水以及直接还原铁→电弧炉→炉外精练→连铸机(模铸)→铸坯(锭)图0.1 典型的长流程和短流程炼钢工艺上述两大炼钢流程的特点比较见表0.1。
从上表比较可以看出:短流程炼钢工艺在投资、效率、环保以及工艺灵活性等方面具有明显的优势,而在钢的纯净度控制方面略逊于长流程工艺。
表0.1 长流程和短流程炼钢工艺的特点比较1 电弧炉炼钢工艺概论1.1 电弧炉炼钢工艺发展概论1.1.1 电弧炉炼钢技术发展概论电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称,电炉可分为: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,等离子炉—利用等离子弧,以及电弧炉—利用高温电弧等几种炼钢的电炉。
目前,世界上电炉钢产量的95%以上是由电弧炉生产的,因此人们通常所说的电炉炼钢,主要是指电弧炉炼钢。
电弧炉炼钢是靠电流通过石墨电极与金属料之间放电产生电弧,使电能在弧光中转变为热能,借助辐射和电弧的直接作用来加热、熔化炉料,冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。
1800年.英格兰人戴维(H.Davy)发现了碳电极。
1894年,法国人德布莱兹(Deprez)研究用电极来熔化金属。
1866年,冯·西门子(W.Siemens)发明电能发生器。
1879年,威廉姆斯·西门子(C.W. Siemens)获得了几个不同类型实用电弧炉的专利。
虽然采用两支水冷金属电极炼出了钢,但因耗电高,而电费又十分昂贵,故无法推广。
之后还先后出现了6种不同形式的电弧炉,其容量均很小且多为直流供电,也因同样原因而无法推广。
1885年,瑞典ASEA公司设计了一台直流电弧炉。
1888年,法国人埃鲁(P.L.T.Héroult)用间接电阻加热炉进行熔炼金属实验。
1889~1891年,同步发电机和变压器推广应用。
1899年,埃鲁接受了一系列直接加热电弧炉的专利,研制成功炼钢用三相交流电弧炉。
用三根碳电极将三相交流电输入炉内,利用碳电极和金属料间产生的电弧将金属炉料熔化并进行熔炼。
在1900~1903年,埃鲁在拉巴斯(L.P.Savoy)用该炉熔炼铁合金,该炉成为现代炼钢电弧炉的雏形。
20世纪初,发电成本下降,高压输电线路技术推广应用,为炼钢用三相交流电弧炉的推广应用奠定了必要的基础。
1905年,德国人林登堡(R.Lindenberg)建成第一台二相埃鲁电弧炉。
1906年,林登堡在雷姆沙伊德(Remscheid)进行了第一炉钢水的铸锭,开创了用电弧炉进行钢的生产的先河。
1909~1910年,在德国和美国分别首次有容量为6吨和5吨的炼钢生产用埃鲁型三相交流电弧炉建成投产,并首次把继电器与接触式调节器用于三相交流电弧炉的电极升降系统。
1920年,杠杆平衡式调节器用于电弧炉,提高了电极升降速度。
这期间,炉盖均为固定式,炉料从炉门加入。
1926年,德国德马克公司制造了两台容量为6吨的炉盖开出式电弧炉,首次实现了用料斗从炉顶加料。
1927年,美国蒂姆肯(Timken Roller Bearing)公司一台100吨电弧炉投入运行。
1930年,出现炉体开出式电弧炉。
1936年,德国制造了18吨炉盖旋转式电弧炉,进一步缩短加料时间,提高了热效率。
至此,普通三相交流电弧炉已成形。
之后,电弧炉的结构、工艺逐渐得到完善,炉容量进一步扩大。
在这一时期,由于电站的输电能力低,早期的埃鲁型三相交流电弧炉的公称额定容量只有170~230kV·A/吨钢。
后来,随着电力供应的改善,电弧炉就装备了较大容量的变压器,其额定容量增至250~350kV·A/吨钢。
而由于碳质电极和用电价格高昂,同时熔炼效率低,直到20世纪的30年代末电弧炉通常只熔炼合金钢。
用电弧炉熔炼普通低碳钢,价格实在很昂贵。
二次大战期间,由于对合金钢和更昂贵的高质量钢材需求的增加。
电炉钢的的产量大幅度增大。
但电弧炉的装料量一般都不超过35吨。
只是在二次大战结束后,才建造了熔炼容量为150吨的电弧炉。
但其变压器公称容量仍然只有250~350kV·A/吨钢。
二次大战结束以后,由于对合金钢的需求大大减少,同时电渣重熔和真空熔炼炉的推广应用,给合金钢的熔炼增加了新的炉种,迫使电弧炉冶炼品种向普通钢渗透和转移。
而当时电力工业的发展,用电低廉且电网容量普遍有较大的提高,废钢资源丰富,因而进入20世纪的50年代,即便是最大的炉子也逐渐装备较高容量的变压器。
同时,返回吹氧法和吹氧助熔技术在60年代初推广应用。
与此同时,电弧炉的机械和电气设备也得到了不断的改进。
如1936年瑞典人特勒福斯提出电弧炉电磁搅拌的想法,并在苏哈拉尔钢厂的10吨电弧炉进行了试验。
1947年,瑞典ASEA公司发明了工业生产用电磁搅拌电弧炉,炉壳采用非磁性钢制造。
在大电流供电线路的改进方面,瑞典人提出了修正平面法,1960年美国出现了等边三角形布置,以提高三相电路的对称性,使三相电抗平衡。
因此,熔炼时间和生产成本,特别是非合金钢成本大幅度下降,电弧炉钢成本终于可以与平炉钢相比肩。
为进一步提高电弧炉炼钢的生产效率和降低成本,1964年在美国矿冶石油工程师协会的电炉会议上,美国碳化物公司施瓦伯(W.E.Schwabe)和西北钢线材公司罗宾逊(C.G.Robinson)根据有关试验结果,共同提出电弧炉超高功率概念(Ultra High Power),简称UHP),并在两台135吨电弧炉上采用不同的功率水平进行进一步深入的运行试验。
随后,瑞典、德国和日本等国也相继采用了这项技术,并取得了很好的效果,不久就在世界各国推广开来。
这时期,超高功率电弧炉的一个根本特征就是:100吨以下的电弧炉其变压器容量至少500kV·A/吨钢。
相应地,要采用高电流低电压,以降低炉衬的侵蚀。
采用UHP技术使得电弧炉冶炼周期由3~8小时缩短到2小时。
此后的工作主要集中在如何解决电弧炉超高功率化以后出现的设备、工艺、消耗等方面存在的问题,继续提高变压器的最大功率利用率和时间利用率,提高电弧炉炼钢生产率,降低能耗和冶炼成本上。
各种重要的相关技术的出现与发展不仅解决了电弧炉超高功率化带来的问题,而且反过来有推动了电弧炉功率水平的进一步提高。
到了21世纪初,电弧炉功率水平已达到800~1000 kV·A/吨钢,冶炼周期缩短到50min以下,生产效率达到8000~10000吨钢/(吨公称容量·年),电极消耗下降到1kg/吨钢以下,电弧炉冶炼电耗下降到300kwh/吨钢以下。
现代电弧炉已经成为一个低成本的快速熔炼设备,以电弧炉为核心的短流程炼钢工艺也成为现代炼钢生产两大流程之一,正朝着低成本、低消耗、高效率、高质量、环保型的方向发展。
图1.1为1965~2001年现代电弧炉技术发展情况。
1.1.2 炉外精炼技术发展概论炉外精炼,也叫二次精炼,是在初炼炉(转炉或电弧炉)以外的钢包或专用容器中,对钢水进行炉外处理的方法。
炉外精炼把传统的炼钢方法分为两步,即初炼加精炼。
初炼—在氧化气氛下进行炉料熔化、脱磷、脱碳和主合金化。
精炼—在真空、惰性气体或可控气氛的条件下进行深脱碳、脱气(H、N)、脱氧、脱硫、去夹杂物、控制夹杂物的形态、调整成分及温度等。
炉外精炼的主要手段有:渣洗、真空、搅拌、喷粉、加热等五种。
采用炉外精炼技术可以提高钢的质量,扩大品种,缩短冶炼时间,提高生产率,调节炼钢炉与连铸的生产节奏,并可降低炼钢成本、提高经济效益。
1933年,法国人波林(R.Perrin)应用专门配制的高碱度合成渣,在出钢过程中,对钢水进行“渣洗脱硫”,这是炉外精炼技术的萌芽。
到了20世纪50年代,由于真空技术的发展和大型蒸汽喷射泵的研制成功,为钢水的大规模真空处理提供了条件,开发出了各种钢水真空处理方法,如1957年,前联邦德国的多特蒙德(Dortmund)和豪特尔(Horder)两公司开发的提升脱气法(DH法),德国鲁尔钢铁公司(Ruhrstahl)和海拉斯公司(Heraeus)图1.1 1965~2001年现代电弧炉技术发展情况共同发明的钢水真空循环脱气法(RH法)。