电弧炉热装部分铁水炼钢工艺
炼钢工艺流程简介
这是火焰切割的场景。
★铸坯的输送
经切割的铸坯利用辊道输送至冷床。这是铸坯 在运输辊道上的场景。
★铸坯的收集（冷床，推钢）
连铸坯通过步进式翻转冷床冷却，然后由推钢 机收集。这就是步进式冷床场景。
★铸坯堆垛
用夹钳将铸坯从冷床上吊至指定的堆放 场地码放成垛，等待外运。
这就是成品铸坯垛场景。
★铸坯外运
★测温取样
每炉钢出钢前必须符合工艺规定的温 度和化学成分的要求，因此冶炼到一定阶 段需要倒炉进行测温取样。温度在现场大 屏幕和主控室计算机上均有显示，试样则 需送到炉前化验室经直读光谱仪分析再报 出结果。
这就是炉前工正在测温取样的场景。
★转炉出钢
出钢过程中要实现的目标是脱氧、脱碳、 脱硫、合金化，为此要向钢包中加入铁合 金、脱氧剂、脱硫剂、覆盖剂等。为了实 现无渣或少渣出钢还得投抛挡渣球。
★向混铁炉兑入铁水
混铁炉是一种贮存铁水的容器，通过 多包铁水混兑可以均匀铁水温度和成分， 为转炉冶炼创造更好的原料条件。此外由 于混铁炉容量较大，它还是调节高炉和转 炉生产节奏的缓冲器。
这就是向混铁炉兑入铁水的场景。
★混铁炉出铁
根据转炉生ห้องสมุดไป่ตู้的需要，混铁炉随时可提供一定量的铁 水。这是混铁炉出铁的场景。出铁量通过铁水车上的电子 秤称量并在大屏幕上显示。
电弧炉炼钢是除转炉炼钢以外最主要的炼钢 方法，与转炉炼钢相比主要区别在于使用的原料 不一样：转炉主原料是铁水，有足够的热源，故 只要吹氧就可以了；而电炉则不同，其主要原料 是废钢，必须输入足够的能量才能将其熔化，而 电弧加热是很成熟的工业化大生产加热方法，故 电弧炉就自然成为以废钢为主原料的炼钢工艺所 选择的炉型了。除此而外现代化超高功率电炉炼 钢与转炉炼钢有许多相似之处，如吹氧氧化、挡 渣出钢、炉外精炼、连铸等二者无大差别。另外， 很多有电炉的厂也建高炉，采取向电炉加入一定 量铁水（一般为30%左右）代替废钢，这就是电 炉工艺与转炉更拉近一步。
安钢100t竖式电弧炉高热装铁水比的工艺实践
Ｍ ａｅ ｉｌ ｎ ｅ １ ０ ｔ ｈ ｆ Ａｒ ｕ ａ ｅ ｔｒａ ｄ ｘ ０ ａｔ ｃＦ ｒ ｃ ．Ｈｏ ｔ ｈ ｒｉｇ。Ｃ ｈ ｒｎ ｅ ｙｅ ａ ｃ Ｉ Ｓ ｎ ｔ Ｍｅａ Ｃ ａｇｎ ｌ ｏ ｅｅ ｔＪｔＯｘｇ ｎ Ｌ ｎ ｅ
朱 荣 王新 江 牛 重军 高 ・ 峰 胡振 邦
（ １北京科技大学冶金 与生态工程学 院， 北京 １０ ８ ； ０ ０ ３ ２安 阳钢铁公 司第一 轧钢厂 ， 阳 ４５ ０ ） 安 ５ ０４ 摘 要 分析研究 了热装铁水 比对 １０ｔ ０ 竖式 电弧炉 吨钢 电耗 、 吨钢氧耗 、 冶炼周期和冶炼 成本的影响 以及对
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｅ ｅ ｔ ｆｈ ｔｍｅａ ｈ ｒ ｉ ｇ ｒ ｔ ｎ ｅｅ ｔｉ ｏ ｒ ａ ｄ ｏ ｙ ｅ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｐ ｒｔ ｎ ｓｅ ｌ ａ ｏ ｔ ｐ ｓｒ ｃ ｈ ｆ ｃ ｏ ｔｌｃ ａ ｇｎ ａｅ ｏ ｌ ｃｒ ｐ ｗｅ ｎ ｘ ｇ ｎ ｃ ｎ ｕ ｔ ｅ ｏ ｔｅ ，ｔｐ ｔ ａ ｏ ｃ ｏ ｔ ｄ ｍｅｔ ｇ ｃ ｓ ｆａ ０ ｈ ｆ ａｃ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｙ ｇ Ｓｅ ｌ ｓａ ａｙ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ．Ｔ ｅ ｏ ｙ ｅ ｕ ｐｙ ｉ ｔｎ ｉ ｉ ａ ｌ ｎ ｏ ｔ １ ０ ｔｓ ａｔ ｒ ｕ ｎ ｃ ｔ ｍｅ ｎ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ａ ｔｅ ｎ ｌｚ ｄ ａ ｄ ｓｕ ｉ ｄ ｈ ｘ ｇ ｎ ｓ ｐ ｌ ｅ ｓｔ ｎ ｗａ ｎ ｙ
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第２ ９卷第 １ 期
・
特殊钢
Ｓ ＥＣ ＡＬ Ｐ Ｉ Ｅ Ｌ
现代短流程电弧炉炼钢方法
现代短流程电弧炉炼钢方法可以与转炉炼钢法相匹敌，除了流程本身具有优势外，更得益于电弧炉工艺与装备的不断改进，使电弧炉炼钢生产的主要经济指标不断刷新。
先进设备在全废钢操作条件下已达到出钢——出钢时间45min、电耗300kWh/t的水平。
在采用兑加30%～50%以下铁水或熔融还原铁水后，电弧炉进一步提高了产品质量，缩短了冶炼时间，降低了电耗，同时增加了工艺的灵活性。
经过一系列改革，现代电弧炉与传统电弧炉工艺装备有了很大差别，已成为炼钢工艺过程众多环节中的一环——初炼。
（1）大型化和高功率化。
容量过小的电弧炉不仅生产率低，而且技术经济指标很难与精炼、连铸、连轧设备配套，因此扩大炉容量是提高和改善短流程生产线整体效率的有效手段。
20世纪70年代以来，许多国家逐步淘汰了30吨以下的电炉，取而代之的是大容量电炉。
炉容量增加的同时伴随输入电功率的提高，吨钢配置的变压器容量向高功率、超高功率的方向发展。
（2）长弧操作与泡沫渣埋弧工艺。
电弧炉提高输入功率的同时也增加了短网的电能损耗，采用高电压、小电流为特征的长弧操作对于减少电损失是相当有效的。
为了避免长弧所引起的辐射热损失增加及对炉衬、炉盖寿命的不利影响，在熔炼过程中造泡沫渣遮蔽电弧以提高电弧传热效率是十分必要的。
此外，泡沫渣还能明显降低电弧炉冶炼时的噪音。
电弧炉生产碳钢和低合金钢时使用碳氧枪很容易使渣中产生足够的CO气体使炉渣泡沫化，而在冶炼不锈钢等钢种时，则需利用含碳酸盐发泡剂的热分解产生CO2气体以形成泡沫渣。
（3）电气设备改进与直流供电。
电弧炉电气设备的改进包括电极自动调整、导电横臂和“一电双炉”的配置等。
交流电弧炉上的电极自动调整保证三相功率平衡和最大功率的输入。
与采用汇排方式相比，用铜-钢复合板或铝合金制成的导电横臂降低了短网电阻，也使装备更轻便和易于维护。
双炉壳交替使用一套供电系统的“一电双炉”的形式能充分发挥电气设备的使用效率，明显提高电弧炉生产能力。
50t电弧炉热装铁水工艺实践与应用
４ ６． ２ ５
４ ４． Ｏ ３ ４３ ． ５ ６ ４１ ． ５ ８ ４１ ． ６ ０
１ ５ ８ ０ ０
１ １ ５ ６ ０ ８ ９ ５ ４ ５ ４ ２ ０ ２ ２ ４ ８
／ ％
Ｏ
暖２ 铁水比 与冶 的 影 响
５ ０ ｔ 电炉采用泡沫渣及 留钢 ，留渣操作 。泡沫渣可使电弧埋 弧操 作 ，能使 电功率和热效率显著提高 。未兑铁水之前 ，全废钢冶炼 时 ，
形成熔 池较慢 ，泡沫 渣形成相对 的较 晚。而兑 人一定 的铁 水后 ，铁 水 中的碳 和氧枪 吹人 的氧气反应 ，产生 大量 的气 体在熔池 表面形 成 较厚 的泡沫渣 ，从而 在较短 的时间 内形 成熔池 ，为提前 形成泡 沫渣 创造好 了条件 。泡沫 渣的提前 形成对前 期脱磷 有着重要 的作用 。当 工艺条件达 到熔池温度 １ ５ ７ ０ ～ １ ５ ８ ０ ℃ ，炉渣 碱度Ｒ ＝ ２ ． ０ — ２ ． ５ ，（ Ｆ ｅ Ｏ） ＝ １ ５ ％一 ２ ０ ％，喷碳 量９ — １ ０ ｋ ． ｇ ， ｔ 时 ，泡沫渣效果达 到最佳状态 ，泡 沫渣 厚度可达到５ ０ ０ ～ ６ ０ ０ ａｍ。 ｒ ３ ． ４对 吹氧制度 的影 响 全废钢 冶炼时 ，冶炼过 程中全程送 电 ，电耗 大幅度增 加 ，形成 熔 池的时间较慢 ，氧气利用率很低 ，热转部 分铁水后 ，可 以间接性 的 供 电吹氧相结合。当铁水比例较高时 ，铁水 中的碳含 量就 比较高 ，脱
３ ． ２ 铁水兑人 比例对冶炼 电耗 的影响 兑 入炉 内的铁水 温度 一般在 １ ２ ５ ０ — １ ３ ５ ０ ℃，可带入 的物理 热约 ３ ０ ０ ～ ３ ５ ０ ｋ ｗｈ ， ｔ Ｉ Ｊ 】 ，同时铁水 中的Ｃ、Ｓ ｉ 、Ｍｎ 氧化时可释放 出大量的化 学 热约２ ０ ０ ｋ Ｗｈ ／ ｔ ，由此热 装一定 的铁水后 ，每吨铁水 了带入热 量约 ５ ０ ０ ｋ Ｗｈ 。从 而随着铁水 比例增加 ，电能 的消耗越来越少 ，甚至可 以 出现零 电耗 。如 图二 。
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。
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
钢的冶炼方法引言钢是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、制造业等领域。
钢的冶炼方法是钢铁工业的关键环节，本文将全面、详细、完整地探讨钢的冶炼方法。
一、炼钢原料1. 铁矿石•铁矿石是炼钢的主要原料，一般为含铁量较高的矿石。
•常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等。
2. 冶炼助剂•冶炼助剂可以提高炼钢过程中的效率和质量。
•常用的冶炼助剂有焦炭、石灰石等。
二、高炉冶炼法1. 高炉冶炼工艺流程高炉冶炼法是目前最常用的冶炼方法之一，其工艺流程如下： 1. 原料准备：将铁矿石、焦炭、石灰石等原料按一定比例混合。
2. 原料预处理：将混合好的原料进行破碎、筛分，以提高冶炼效率。
3. 上料：将经过预处理的原料逐层装入高炉中。
4. 加热：利用高炉燃烧室的燃料加热原料，使之达到冶炼所需的温度。
5. 还原反应：在高炉中，焦炭与铁矿石发生还原反应，产生熔融的铁水。
6. 分离：根据密度差异，用各种方法将铁水中的渣和杂质进行分离。
7. 出钢：从高炉中取出熔融的铁水，经过连铸等工艺形成钢材。
2. 高炉冶炼的特点•高炉冶炼法具有生产规模大、冶炼效率高、冶炼周期短等优点。
•高炉冶炼法能够处理多种铁矿石，适应性强。
三、电弧炉冶炼法1. 电弧炉冶炼工艺流程电弧炉冶炼法是一种利用电弧对金属进行加热、熔化的冶炼方法，其工艺流程如下：1. 装料：将废钢、合金等材料经过准备后装入电弧炉中。
2. 通电：通过电极引入电能，形成高温电弧，对料中的金属进行加热、熔化。
3. 杂质分离：在电弧炉中，通过氧化、还原等反应，将杂质和有害元素进行分离。
4. 脱气脱硫：通过吹氧等方法，去除金属中的气体和硫等杂质。
5. 出钢：将经过冶炼的金属从电弧炉中取出，经过连铸等工艺形成钢材。
2. 电弧炉冶炼的特点•电弧炉冶炼法适用于废钢、合金等回收利用。
•电弧炉冶炼法具有灵活性高、工艺控制精度高等特点。
四、氧气转炉法1. 氧气转炉冶炼工艺流程氧气转炉法是一种利用高纯氧吹炼金属的冶炼方法，其工艺流程如下： 1. 装料：将铁水和废钢等金属料装入转炉中。
电炉冶炼工艺简介
电炉冶炼工艺简介一、分类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。
2）双渣氧化法又称氧化法，它的特点是冶炼过程有正常的氧化期，能脱碳、脱磷，去气、夹杂，对炉料也无特殊要求；还有还原期，可以冶炼高质量钢。
目前，几乎所有的钢种都可以用氧化法冶炼，以下主要介绍氧化法冶炼工艺。
第二节冶炼工艺传统氧化法冶炼工艺是电炉炼钢法的基础。
其操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段。
因主要由熔化、氧化、还原期组成，俗称老三期。
一、补炉1）影响炉衬寿命的“三要素”炉衬的种类、性质和质量；高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀；吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。
2）补炉部位炉衬各部位的工作条件不同（图5-1、图5-2）损坏情况也不一样。
炉衬损坏的主要部位如下：炉壁渣线受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重；渣线热点区尤其2＃热点区还受到电弧功率大、偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为换炉的依据；出钢口附近因受渣钢的冲刷也极易减薄；炉门两侧常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。
图5-1 槽出钢电炉炉衬情况图5-2 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。
电弧炉炼钢操作方法
电弧炉炼钢操作方法电弧炉是一种通过电能产生高温进行熔炼的设备，广泛应用于钢铁冶炼行业。
电弧炉炼钢的操作方法通常包括炉前准备、炉内熔炼和炉后处理等阶段。
首先，进行炉前准备工作。
在操作电弧炉炼钢之前，需要对设备进行全面的检查和维护，确保设备处于良好的工作状态。
对电弧炉的电极、炉壁、炉底等部件进行检查，确保其完好无损。
同时，检查冷却水、压力传感器等附件设备，确保其能够正常工作。
此外，还需要进行炉料的配比和装料工作，根据炉料的种类和质量要求进行配比，然后将炉料装入电弧炉。
其次，进行炉内熔炼工作。
在炉内熔炼的过程中，首先要进行点火。
点火时，首先打开电弧炉的冷却水，然后打开电源，使电极接触炉料，产生电弧，开始加热炉料。
在加热的过程中，需要根据炉内温度的变化来控制电弧的强度和炉料的加料速度，以保证炉料能够均匀加热到熔化温度。
在炉料熔化后，需要通过氧气吹砂等方式对炉料进行搅拌，以确保炉料充分混合，熔化均匀。
在炉料熔化和搅拌完成后，可以进行温度测量和成分分析等工作，以确保熔炼的质量能够达到要求。
最后，进行炉后处理工作。
在炉后处理中，首先需要对炉内渣进行清理。
清理炉渣需要先停止电弧加热，然后打开底部的渣门，让炉渣流出。
清理后，需要对熔炼的钢水进行抽样分析和温度控制，确保钢水的成分和温度符合要求。
同时，需要对熔炼得到的钢水进行连续测温，以确保温度变化在可控范围内。
最后，将熔炼得到的钢水倒出到浇铸设备中，进行铸造成型。
电弧炉炼钢的操作方法需要经过专业的培训和实践经验的积累才能熟练掌握。
操作人员需要了解设备的结构原理和工作原理，掌握炉料的配比和熔化规律，熟悉温度和成分分析的方法，掌握设备操作和维护的技巧。
同时，由于电弧炉炼钢涉及高温、高压等危险因素，操作人员需要时刻关注安全规定，正确使用个人防护装备，严格按照操作规程进行操作，以确保生产安全。
总之，电弧炉炼钢是一项复杂的工艺过程，需要经过专业的培训和实践经验的积累方能熟练掌握。
电弧炉炼钢工艺流程
电弧炉炼钢工艺流程1.准备工作：首先，需要准备好所需的废钢或生铁作为原料。
同时，还需准备好电弧炉、电源设备、废气处理系统等辅助设备。
另外，还需安排好工作人员及其岗位，以确保整个工艺流程的顺利进行。
2.上料：将准备好的废钢或生铁装入电弧炉的炉腔中。
为了确保炉料的均匀加热，需要合理布置炉料，并根据炉型的不同选择适当的上料方式。
3.加热：当上料完成后，开始对电弧炉进行加热。
通过电源设备产生电能，将电能转化为热能，使炉料快速加热。
一般情况下，电弧炉的加热温度可达到数千摄氏度，能够将炉料完全熔化。
4.合金调整：在炉料熔化的过程中，根据需要，向炉内加入适量的合金元素，以调整钢材的成分和性能。
加入的合金元素可以是合金块或合金粉末，通过电弧炉的高温将其熔化后与炉料充分混合。
5.温度控制：为了确保炉内温度的稳定，需要对电弧炉进行温度控制。
利用温度计等仪器检测炉内温度，并通过电源设备对电弧炉的功率进行调节，以维持所需的炉温。
6.炉脱硫：在炼钢过程中，废钢或生铁中含有大量杂质，其中最常见的是硫。
通过炉脱硫装置，可以将炉内硫化物与氧反应生成二氧化硫（SO2），然后通过废气处理系统排出。
7.炉脱磷：除了硫以外，废钢或生铁中还含有磷等杂质。
通过加入含氧化钙（CaO）的熔剂，使炉内的磷发生反应生成磷酸钙（Ca3(PO4)2），随后通过废渣排除。
8.合金调整：根据需要，可以在炉脱磷的过程中或炼钢结束后再次对钢水进行合金调整，以细调钢材的成分和性能。
9.出钢：当钢水炼制完成后，通过倾吊机将炉内的钢水倾出，将其倒入铸钢机进行连铸或铸坯待用，或直接进行浇注成型。
10.重复循环：一次炼钢过程结束后，可以继续进行下一次的炼钢，以提高炼钢效率。
总结：。
热装铁水在电炉炼钢上的应用
热装铁水在电炉炼钢上的应用【摘要】本文概述了电炉热装铁水技术产生的背景和优势；介绍了6种不同铁水兑入方式及特点、电炉加铁水装置和铁水热装工艺在节能降耗方面的优势。
【关键词】电炉；热装铁水前言在钢的循环使用过程中，有害残余元素在钢铁制品中沉积下来，导致废钢质量降低。
随着钢铁制品对有害元素限制的苛刻，要求电炉钢厂必须冶炼纯度高、有害杂质少的钢水。
为了满足炼钢要求，电炉炼钢厂必须使用一些洁净的含铁料来替代部分低质量的废钢。
目前常用的洁净含铁料有生铁块或粒铁、热铁水、直接还原铁（DRI）、碳化铁等。
电炉热装铁水工艺是现代电炉炼钢的一项新技术，热铁水的残余元素含量很低，是一种冶炼优质钢的电炉炉料。
铁水价格低，用其做金属炉料，一方面可以缓解废钢供给紧张的局面，另一方面热铁水携带大量物理热，能够缩短冶炼时间、降低电耗、稀释废钢中的有害元素、降低钢中气体含量，同时利于生产优质钢水，开发新钢种，提高产品的竞争能力。
下面简单介绍国内铁水热装的情况。
1 热装铁水在电炉上加入方式及特点电炉铁水热装目前主要有6种方式，均获得实际应用，各有优缺点。
1.1 铁水由铸造起重机从炉顶加入江苏淮钢70t电炉和山东广富100t电炉使用此种方法。
此种方式的优点是投资少，无需对现有设备进行大的改动，操作简便，可在很短时间内实现铁水热装，但其缺点也很多，旋开炉盖时必须停电3～6min[1]，散热严重，冶炼周期延长，若铁水加入过快，还会导致与炉内剩余钢水发生难以控制的反应。
1.2 铁水由倾翻车通过溜槽从渣门加入天津天钢110t电炉和新疆八钢70t电炉使用此种方法。
此种方式的优点是：铁水从插入渣门的溜槽加入电炉时，可不切断电流，从而减少热损失，缩短冶炼时间，可这种方式在操作上会遇到一些困难，主要是溜槽必须穿过电炉渣门，可能影响到炉门氧枪的操作，而且冶炼初期废钢和炉门积渣可能堵住炉门，造成操作上的困难，因而只能在冶炼一段时间后才能开始加入铁水，影响了电炉的生产能力。
电炉炼钢冶炼工艺课件
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。
电弧炉炼钢工艺技术的新发展
8电弧炉炼钢工艺技术的新发展8.1废钢处理技术的新发展废钢是电弧炉炼钢的主要金属料，其它还包括生铁、海绵铁和铁水。
电弧炉冶炼金属料的使用分冷装和热装，冷装指废钢、生铁、海绵铁。
热装指铁水。
废钢是电弧炉炼钢的基础。
没有好的废钢及现代的管理，要想炼出优质的、成本较低的钢是不可能的。
国内外先进的炼钢厂无一不是特别注重废钢的优化与管理。
其中，废钢处理技术相当关键。
一些先进国家都有专门的废钢处理厂，形成废钢处理社会化。
并且各种废钢处理技术也在不断发展。
以下介绍几种废钢处理技术。
8.1.1分选技术所谓废钢分选，其目的就是将废钢和废铁分开，再根据废钢和废铁的化学成分、几何尺寸和来源进行挑选。
要把不合乎生产要求的废钢铁单独挑出来，再次进行加工，超重废钢和长尺废钢要进行氧气切割，铸铁大件需要落锤破碎；渣钢要尽量去除残渣；汤道要去除粘附的耐火材砖。
还要挑选出有色金属；清除混在废钢铁中的砖、瓦、砂石、水泥、油污、废旧塑料、橡胶制品等非金属物；剔除枪支、弹药、含毒物品及密闭容器。
对于专用（返回）废钢：如高合金钢、含钼钢等，要单独存放，避免因混用造成浪费和污染。
8.1.1.1人工分选技术长期以来，对于废钢的主要处理方法是人工分选，这也是最简单和最实用的办法。
传统的是人工分选废钢铁鉴别方法是经验鉴别，主要是通过废钢铁的来源、和外观等特性来分析其种类。
随着科学技术进步，人工分选废钢的手段也在不断丰富。
现在主要有：经验鉴别，火花鉴别、磁性鉴别、光谱或化学分析鉴别等方法。
8.1.1.2物理化学法分选技术为了去除混杂在废钢铁中的有色金属和其他非金属杂质，提高废钢铁的质量，需要采用各种物理化学方法对废钢进行分选。
脱除废钢铁中杂质适用的分选技术见图8.1。
以下简要介绍几种具体的分选方法：1）破碎法用破碎的方法先将原始废钢铁（带有有色金属、非金属杂物、油漆、氧化铁皮等）碎化成各自的分离物，然后，经过除尘装置将密度不大的杂物吸走，也可用高压气流把它吹掉与废钢铁分开，通过带有磁的辊子转动，将黑色金属带走而留下有色金属的磁选法，将有色金属分开。
碱性电弧炉炼钢工艺流程
碱性电弧炉炼钢工艺流程碱性电弧炉炼钢工艺流程碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包括原材料准备、补炉、配料及装料、熔化期、氧化期、还原期及出钢等7个阶段。
一、原材料准备废钢是电弧炉炼钢的主要材料，废钢质量的好坏直接影响钢冶的质量、成本和生产率，因此，对废钢质量有如下几点要求。
1)废钢表面应清洁少锈，因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉料的导电性能，延长熔化时间，还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。
废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率，并增加钢中的含氢量。
2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。
铅的密度大，熔点低，不溶于钢液，易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故;锡、砷和铜易引起钢的热脆。
3)废钢中不得混有密封容器，以及易燃、易爆物和有毒物，以保证安全生产。
4)废钢化学成分应明确，且需按成分分类存放，硫、磷含量不宜过高。
5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过300mm×300mm，最大长度不宜超过350mm)。
二、补炉一般情况下，每炼完一炉钢后，在装料前要进行补炉，其目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位，以维持正常的炉体形状，从而保证冶炼的正常进行和安全生产，补炉的要点如下:1)出钢后立即检查炉衬，需填补炉底时，应先将炉底残渣全部扒出，然后进行填补。
补炉的原则是高温、快补、薄补，维护炉膛原状。
2)补炉料要提前半个小时混合均匀，补炉后放下电极烘烤30min，若补镁砂量较大，应酌情延长烘烤时间。
三、配料及装料配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。
合理的配料能缩短冶炼时间。
配料时应注意以下几点:一是必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料装入量;二是炉料的大小要按比例搭配，以达到好装、快速熔化的目的;三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭配使用;四是配料成分必须符合工艺要求。
装料前应先在炉底铺上一层石灰，其重量约为炉料重量的2,，以便提前造好熔化渣，有利于早期去磷，减少钢液吸气和加速升温。
电弧炉铁水热装工艺的进展
第２ ３卷第 ２ 期 ２Ｏ Ｏ２年 ４月
Ｓ 特ＡＬ 钢 Ｐ Ｉ殊 ｒ ＥＥＬ
．３ ２ Ｎｏ． ２ ａ ｉ ２０ ２ ・ ３ ｐｒ ｌ ０ ３
电弧炉 铁 水热 装工 艺 的进 展
王竞 东
（ 太原钢铁 （ 集团 ） 有限公司 ， 太原 ￣００ ） ３０ ３
求 Ｉ Ｊ １２ ％ ，Ｍｎ ≤Ｏ ７ ％ 。 ≤ ５ Ｉ ０
ｇ Ｙ∞ ｒ 曲 （ ｎ ａ Ｏｔｐｌ Ｌ ｍ ａ ｄｔｐｔ ａ ｉ ｍｅ
通 电穿并 大约 ９～１ ｉ 右 ， 电并 开启 炉 盖 ， ０ｍｎ左 停 将铁 水 用铁水包从 炉顶 倒 人炉 内 ， 再通 电冶炼 ， 这 种 方法 最普遍 ． 有利 于防止 喷溅 和 冲刷 炉底 。 （） ２ 通 电前将 废钢 和 铁水 加 人 炉 内后 再 通 电 冶炼 ， 这 样可 以减 少热 停时 间缩 短 冶炼周 期 。这种方法 关 键 要解 决兑铁 水时不 发生 严重 喷溅 。南 非伊 斯科 公 司采 用这 种方式 。（ ）在炉 前设 有 专 门 的铁 水 ３ 包车 ， 需兑 铁 水 时 ， 小 车开 至 炉 门 前 ， 过包底 将 通
艺 ， 快脱 磷 、 加 升温 、 去气 、 去夹 杂等 过程 。 该工 艺在 我 国 也受 到 重 视 并 开展 应 用研 究 ， ２ １３ 供 电制度 ．
如安 钢 、 钢 、 钢 、 钢 、 钢 、 钢 、 钢 、 南 淮 浦 石 苏 宝 太钢
如 加人 ３ ％的铁水 ， 么 带 人 的热 量相 当 ０ 那
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（）采用 较高温 度 的铁 水对 于 加速熔 化 过 程 １ 是有 益 的， 因此铁水 温度 应 大于 １ ０ ０℃。 ２ （）铁水 中硅 、 ２ 锰可 以增 加 铁水 化 学 能 但导
电弧炉炼钢工艺流程详细
电弧炉炼钢工艺流程详细1.原料准备2.装料将经过混合并按照一定的配方准确称量的原料装入电弧炉中。
装料时需要注意保持良好的堆积密度以方便电弧和气体的顺利传递。
3.加热通过引入弧焰对原料进行加热，使其达到高温状态，一般在1600-1800摄氏度之间。
加热过程中需要注意火焰的稳定性和加热的均匀性，以确保原料能够充分熔化。
4.冶炼反应在高温下，原料中的铁和其他金属元素开始发生冶炼反应。
这些反应包括氧化、还原、合金化等，具体反应的类型和程度取决于原料的成分和所要求的钢铁性能。
5.渣运动加入适量的石灰石、萤石等氧化性杂质和氧化剂，使渣中含有足够的氧化还原剂和脱硫剂，促进冶炼反应的进行。
渣在工艺中起到分离金属和非金属、净化金属、保护炉衬的作用。
6.吹炼针对所需的钢种和要求的钢水质量，通过控制电极的高低、电流的强弱和氧气的流量等参数，对冶炼过程进行调控。
吹炼过程中，可以通过控制温度、合金配加和二次氧化等方式来调整钢水的成分和性能。
7.取样在冶炼过程中，需要定期对钢水进行取样，并进行化学分析，以确保冶炼过程和钢水性能的稳定。
8.出钢当达到所要求的钢水质量后，通过倒转炉衬和电极撤离等操作，将钢水从炉腔中倾出。
倒钢过程需要控制速度和角度，以确保钢水的均匀流出。
9.过程控制在整个炼钢过程中，需要通过实时监测和控制温度、气体流量、电流强度等参数，以确保炼钢过程的稳定性和钢水质量的合格。
10.精炼处理对于一些特殊要求的钢种，还需要进行精炼处理，包括真空处理、氩氧处理、搅拌精炼等。
这些处理能够进一步净化钢水的成分，提高钢的纯度和性能。
11.浇铸经过炼钢处理的钢水，通过连铸工艺进行浇铸成型，得到钢坯。
12.钢坯处理钢坯经过热轧、锻造、热处理等工艺，最终得到所需的钢铁产品。
综上所述，电弧炉炼钢工艺流程包含了原料准备、装料、加热、冶炼反应、渣运动、吹炼、取样、出钢、过程控制、精炼处理、浇铸和钢坯处理等步骤。
通过这些步骤，可以实现对钢材性能的调控和优化，满足不同应用领域对钢铁产品性能的要求。
电炉炼钢工艺(1)
电炉炼钢工艺(1)
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。
电炉炼钢工艺(1)
5.2装料(配料)
对废钢的要求 （1）不允许有有色金属。 （2）不允许有封闭器皿、易爆炸物。 （3）入炉的钢铁料块度要合适，不能太大。 装料量要求
电炉炼钢工艺(1)
2020/11/28
电炉炼钢工艺(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
造渣。
• 吹氧方式：自耗式：可切割、可吹渣钢界面；
水冷式：只能吹渣钢界面。
电炉炼钢工艺(1)
优化的供电曲线
电炉炼钢工艺(1)
5.4 电炉氧化期操作
• 氧化期的任务：
继续脱P、脱C 去气(N、H)、去夹杂 钢液升温
• 电炉熔氧期操作：
熔化废钢与氧化期脱碳结合，提前造渣脱磷。
电炉炼钢工艺(1)
元素氧化方式
• 装料原则：
大、中、小料配合； 重料在下、轻料在上； 大块在中、轻料在边。
电炉炼钢工艺(1)
5.3 废钢熔化阶段操作
• 熔化期是电炉工艺中能源消耗的大头，冶炼时
间的50-80%，因此，电炉的节能降耗主要在熔化 期。
• 废钢熔化过程：从中心向四周、从热区向冷区、
从下向上。
• 熔化期操作原则：合理供电、合适吹氧、提前
电炉炼钢采用热装铁水法存在的问题
近年 来 ，车里亚 宾斯 冶炼成半成 品（ 精炼生铁） 然后用于电炉 ， ， 结果电耗降低 了 ３ ％， ８ 冶炼时间缩短了 ２％。 ０ 但是 ，
对热装 ２％ ～５％铁水 的 １０ ５ ０ ０ 炉次 和采用 半成 品（ 精 炼 生 铁） ８ 的 ０炉次进 行 了对 比 ，结果 表 明 ：电耗 的 下降 也不 能顶替 金属炉 料 的涨价 。所 以 ，认 为用 铁 水 或 半成 品（ 精炼 生铁 ） 进行 电 炉炼钢 是不 经济 的 。 于是 ，车里亚 宾斯 克钢 厂停 止 了实验 。
槽底对接 ，同时电炉跨 吊车运来钢包，铁水通过溜
２１ ０ ０年第 ２期
本钢技术
４ ３
槽兑人电炉 ，兑铁时不用停炉。兑人定量铁水后 ，
溜槽 车驶 离 电炉进 入侧 翼 的原料 间 。
炉兑铁工艺是由 “ 保尔沃特”公司首先提 出、研制 并采用的，建议兑铁速度达到 ３ｍ ｎ ￣ ｉ，低速兑铁对 于炉渣预熔 电炉（ 包括康斯迪 炉） 来说非常重要。但 是 ，对于现代电炉（ 冶炼周期小于 ５ｒ ｎ来说 ，兑 ０ ｉ） ａ
车里 亚宾 斯克 钢铁公 司 １０ ０ｔ电炉 也采用 了溜 槽装 置 ，如图 ２ 示 。溜 槽车驶 近 电炉 ，电炉与 溜 所
夫斯 克 钢铁公 司 、库茨 涅茨 克 钢铁公 司和切 列波维
茨冶金厂的 １ ｔ 电炉上偶尔兑用铁水。２０ ０ ０ ０ ５年上
述公 司和马哥 尼 托戈 尔斯 克 钢铁公 司的 １０ ｔ电炉 ８
个钢厂 电炉炼 钢所用 铁水 的化 学分 析成分 。
实 际生产 中已经经 常使用 铁水 ，随后 谢维尔 钢铁公 司 的 ８ｔ ０ 电炉也 开始使 用铁 水 。 电炉 炼 钢 热装 铁 水 法 存 在 的 主要 问题 是 移 开 炉 顶 向炉 内兑 铁 问题（ １。当兑铁 时 ， 图 ） 需停 炉时 间 约为 ２ ． ｍｉ。最初 实验 是在小 功率 电炉 上进行 ５—４ ｎ 的 ，铁水 在均 热炉熔化 后兑 人 电炉 。现在 是在 大功 率 电炉 上也 采用兑 铁方法 ，是 在 电炉 开始工作 ５— ７ ｎ 后兑 铁 ，此 时 高碳 铁水 可促 进废 钢 块快 速熔 ｍｉ
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电弧炉热装部分铁水炼钢工艺殷宝言摘要在电弧炉炉料中加入部分铁水,是最近发展起来的电弧炉炼钢工艺。
该工艺可以缩短冶炼时间,降低冶炼电耗,提高产品质量,特别适用于中小型普通功率电弧炉冶炼高碳钢,对发展我国电弧炉炼钢有深远意义。
关键词电弧炉热装铁水转炉化ELECTRIC ARC STEELMAKING PROCESS WITHPART OF HOT METAL CHARGEYin BaoyanShanghai No.5 Steel (Group) Co.Ltd.Synopsis A newly develpoed electric arc steelmaking process in the recent year is to add a proper amount of hot metal to the carging material. This new technology can reduce the steelmaking time, cut down the electric power consumption and improve the steel quality and is of profound significance for the development of China′s electric arc steelmaking since it is particularly suitable for making high carbon steels in the medium and small sized common power electric arc furnace.Keywords electric arc furnace hot charging hot metal converter1 前言电弧炉热装部分铁水冶炼工艺(下称热装工艺)是最近发展起来的电炉炼钢的一项节能新技术。
该工艺不但缓解了废钢紧缺的形势,而且可显著缩短冶炼周期,降低冶炼电耗,提高劳动生产率。
加入电炉中的铁水,可以稀释废钢中的有害残余元素,提高钢的质量。
如果铁水进行过预处理,还可以进一步生产超低硫和超低磷钢,因此,本工艺在国内外发展很快。
例如,南非Lscor的Pretoria厂,Vanderbilpar厂,日本三菱大和钢公司都率先使用本工艺。
我国也早已研究、应用,如安钢、南钢、淮阴、浦钢等钢厂都已成功使用电炉热装工艺,并取得很好效果。
2 工艺原理和铁水加入方法电炉采用热装工艺后,代替传统的等量生铁配碳,使电炉的物料平衡和能量平衡发生显著变化。
铁水带入大量的碳,熔化期、氧化期充分利用吹氧脱碳化料升温。
提前结束熔化期,很快进入氧化期,脱碳速度明显高于传统工艺,缩短冶炼时间。
如果熔清碳较高,可充分利用碳—氧反应热,停电吹氧脱碳,使钢水温度迅速上升,顺利进入还原期。
铁水带入大量的物理和化学热,使供电制度发生变化,最终影响到整个电炉炼钢工艺。
实践证明:电炉热装工艺对冶炼高碳钢更为有利。
铁水加入方法对工艺效果有显著影响。
根据目前使用本工艺的工厂的经验,铁水的加入方法大致有以下几种。
(1)出钢后,补炉,装石灰,加铁水,最后加废钢,通电。
(2)装入一批废钢或两批废钢,通电,基本熔化后再加铁水。
(3)先加废钢,通电5～10min穿井后,打开炉盖,用吊车从上方把铁水倒入“井”内。
(4)采用可开行的带倾动铁水包的流槽车,从炉体上的固定孔加入铁水。
前两种方法有较强的可操作性。
第3种方法不但热损大,事故多,而且易使铁水与废钢粘结在一起,加剧了“搭桥”现象。
钢水温度上升后,废钢不断滑入熔池,造成严重沸腾,所以采用此法尤要谨慎。
第4种方法大大降低了热损失,减少了事故隐患。
欧洲第1家采用这种加铁水技术的是比利时的Cockerrill厂,140t的带指型托架竖炉的直流炉,通电后可在15～20min内将50t铁水从流槽内兑入炉内。
3 热装工艺特点电炉采用热装工艺的特点主要体现在以下几个方面［1］。
首先是配料制度发生变化。
铁水配入量在10%～50%范围内,一般为30%左右。
其次是脱碳工艺和造渣制度有所不同。
加入铁水后,铁水带入大量碳,加上冶炼时间缩短,相应要求大大加快脱碳速度(大于0.10%/min),供氧速度也要加大(大于2m3/t．min)。
当加入30%铁水时,氧气耗量要达到25～35m3/t。
加入铁水,钢中硅、磷增加,所以造渣用的石灰用量相应增加。
最好应用泡沫渣操作,快速脱磷。
第3是废气排放量也有影响。
热装工艺的脱碳速度加快,炉内CO废气量增加,增加了除尘设备的负荷。
在有条件的工厂,可进一步发挥二次燃烧和废钢预热的作用,充分利用废气余热。
最后供电制度也要作相应调整。
如加入30%的铁水,带入的热量相当于电炉总输入能量的40%左右,故电能输入可相应减少。
节约电耗的关键在于供电制度最佳选择和炉前操作工艺。
考虑供电制度应以热平衡为基础,根据铁水比、冶炼时间、终点钢水温度和成分等多种因素来确定。
现以公称5t电弧炉冶炼20MnSi 为例,传统的供电制度如图1所示,每炉钢冶炼时间为155min左右,冶炼电耗483kWh/t。
加入50%铁水后,供电制度就如图2所示,这时每炉冶炼时间减少10%左右,吨钢电耗也明显降低［2］。
图1 传统炼钢供电曲线图2 热装工艺供电曲线与传统炼钢方法相比,热装工艺配电制度的变化主要表现熔化期及氧化期。
控制熔化期电压、电流,使熔化期相对延长,增加熔化期脱碳量,保证化料过程中的熔池温度。
熔清时,钢液温度较高,短时升温即可满足氧化期脱碳要求,减少了氧化期脱碳量和脱碳时间,这样降低了电弧炉熔炼过程中的热量损失,充分发挥了热装工艺在氧化期吹氧脱碳升温化料的长处。
4 经济效益电炉热装工艺最明显的效益是降低电耗。
但其降低电耗的效果与多种因素有关,例如:铁水加入方法、电炉容量大小、炉料的组成、炉料预热情况等。
一般认为每增加1%的铁水,吨钢可节电3～4kWh。
铁水比与节电量之间的关系如图3所示［4］。
图3 铁水比与节电量之间的关系热装工艺除降低电耗外,还有多种效益,如:(1)缩短冶炼周期,提高生产率,提高产量,在实验型180kVA直流电弧炉上装入10%～50%铁水试验表明，每加入10%铁水,可使冶炼时间缩短7%,电耗降低6%［3］；(2)减少耐材、电极等各种消耗;(3)可稀释劣质废钢带入的有害元素,减少残余有害元素含量,提高产品质量;(4)充分利用碳—氧反应,降低钢水的氮含量，比利时Cockorill厂全废钢出钢氮(7～8)×10-3%,热装35%铁水出钢氮低于4.5×10-3%。
5 存在的问题及解决办法5.1 废气除尘及排放问题电炉热装工艺虽可节约能源,提高产量和质量,但由于脱碳量加大,脱碳速度加快,要产生大量的过程气体(主要是CO)。
在有二次燃烧或废钢预热设备的工厂,可充分利用这些废气,进一步发挥二次燃烧或(和)废钢预热的作用,强化余热利用。
在没有二次燃烧和(或)废钢预热的工厂,势必要增加环境污染,即使原来有除尘装置的电炉,想利用原装置来排除所有过程气体,恐怕也会显得能力不足。
如何处理电炉热装工艺过程中产生的多余气体，Lcor公司Pretoria厂利用成本—效益法,很好地解决了这个问题。
对于成功使用铁水炼钢工艺具有广泛的借鉴作用［5］。
该厂现有125t电弧炉两座,使用Corex设备年产铁水30万t,取代了原有高炉,电弧炉最多装入50%铁水。
铁水平均含碳量为4.5%。
由于碳的氧化,在炼钢过程中产生大量废气。
原车间的废气排放系统是为采用100%废钢设计的,改用铁水/废钢混合料后,原排放系统来不及排放这些气体,而且由于废气温度过高(150℃),使滤袋器无法工作。
Ppetoria厂重新设计了废气管道(图4),采用下列3条措施,较好地解决了加入铁水后废气过量和环境污染问题:图4 Pretoria工厂重新设计的废气管道(1)使用大功率风扇,安装固定的废气排放系统,保证压力维持在7KPa左右;(2)不但对现有的主要除尘设备进行改造,而且再投资安装新风扇,加大排放管道直径;(3)对弯头、大小头、过滤器管道等具有较大阻力的管道进行重新设计和安装；Pretoria厂采用100%废钢,生产率为45t/h,加入50%铁水后,生产率提高到72t/h。
5.2 铁水来源问题如何解决电炉铁水的来源问题也是国内外采用热装工艺的电炉钢厂迫切需要解决的课题。
目前,有以下几种方法供电炉用铁水:(1)应用现有的高炉铁水;(2)与转炉统筹安排,挤出铁水供电炉使用;(3)有条件的地方计划上小高炉,专为电炉供铁水。
近年来,国外有些短流程钢厂已开发出专供电炉热装铁水的新工艺。
典型工艺有以下两种：(1)Fastmet直接还原+DRI预熔器铁水生产工艺Fastmet工艺是Midrex公司开发的一种含碳球团直接还原工艺。
该工艺是将矿粉或氧化铁粉和碳粉(煤粉)混合,制成含碳球团,送入环形转底炉。
在1300～1350℃温度下,经过20～30min,球团从转底炉内出来,即是DRI。
由于DRI 中有大量灰粉和脉石,如直接将DRI加入电炉会降低经济效益,故从转底炉出来的DRI先放入一种类似于矿热炉的电炉(预熔器)内,熔成铁水后再供应电炉。
Fastmet+DRI预熔器工艺流程图见图5。
图5 直接还原铁水生产工艺流程图(2)新型竖炉工艺采用新型竖炉熔炼含碳自还原球团新工艺已在国外获得成功,并正在建设年产30万t铁水的炉子专供电炉热装工艺使用。
这种工艺以铁矿混合氧化铁皮、污泥、电炉粉尘等废料为原料,配入定量的碳粉加入少量粘结剂,混匀造球。
然后与一定配比的焦炭、熔剂装入竖炉内,经预热、还原、熔化,最后在炉缸里渣、铁分离。
铁水成分类似于高炉铁水。
这是一种全新的炼铁工艺。
6 我国热装工艺用状况及发展方向我国有高炉的电炉钢厂已在电炉热装铁水方面做了大量的工作,取得了很好的效果,另外,大多数的电炉钢厂在炉料配加生铁方面都有成熟的经验,这些都为进一步推广应用电炉热装工艺打下了坚实的基础,因此,我国对热装工艺的研究、应用起步较早。
在1993年,南京第二钢铁厂就进行过向电炉中兑入部分铁水代替生铁配碳的试验［6］。
该厂有容积100m3的高炉2座,每座高炉每次出铁量13t左右,平均每炉出铁时间为2h。
试验电炉公称5t,钢种20MnSi。
电炉出钢后,迅速补炉,吨钢铺底石灰20kg左右,兑入铁水,二次进料。
吹氧助熔较传统工艺早15～30min。
熔化期吹氧脱碳0.40%左右,氧化期脱碳0.30%左右。
试验结果热装工艺每炉可节省冶炼时间30min左右,吨钢平均节电137kWh。
1996年,该厂分别在两座5t电弧炉和1座20t电弧炉上全面采用热装工艺。