炼钢工艺培训手册

炉料熔化过程示意
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。 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。
4.4 电炉熔化期、氧化期操作
废钢
电炉炼钢废钢是基本原料，废钢原料需进行 鉴别、分类管理和打包、剪切等处理。 当前电炉炼钢使用废钢原料的最大问题是 金属残留元素，主要是残留的Ni，Cr，Mo， Cu等有害元素。它们在电炉炼钢过程中尚 无有效方法去除，残留在钢材中造成种种危 害，并在废钢循环再利用过程中不断积累。 目前采用的对策主要有：①加强废钢管理； ②废钢预加工；③冶炼过程配加其他铁源， 稀释残留元素的浓度。
电能。 化学能。包括元素氧化及炉气燃烧带 来的化学热、输入燃料带来的外来化 学热。 物理热。铁水或预热废钢带入的。
wk.baidu.com 2.1 供电
电流从电厂沿架空高压线输入变电所的配电系统； 再沿高压电缆经配电装置输入电炉变压器。 电炉变压器将高压电转化成低压电流通向石墨电极， 在电极与炉料之间产生电弧。 分常规功率供电(RP，rule)、高功率供电(HP)、超 高功率供电，700KVA/t以上(Ultra High Power ,简 称UHP)。 电污染、噪音。 直流供电：一根顶电极和一根底电极。
无渣出钢
残余氧化渣的危害： 降低脱硫脱氧能力； 降低合金收得率；降低钢包搅拌强度； 降低包衬寿命。 偏心炉底出钢彻底解决了这一问题。 （操作有讲究，快速回倾） 传统电炉需扒渣。
精炼炉
就是刚才前面讲到的还原期，一句话 概括其任务：二脱（脱S、脱O、）二 去（去夹杂、去气H,N)、升温、合金 化。（软吹） 还有一个重要作用：衔接电炉与连铸 的生产。
电炉生产的发展
从我进入炼钢行业的时候，电炉冶炼 周期2小时以上，电耗600-700kwh,电 极消耗达到5.5kg/t,炉龄200次不到。 现在电炉的冶炼周期已经缩短到40分 钟以下了（最快的），电耗已实现零 电耗了，炉龄达到500多次。 先进的工艺装备，好的生产条件。 人员操作水平不断提高
2 电炉炼钢的能量来源及热平衡
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。 氧化期的任务： 继续脱P、脱C去气(N、H)、去夹杂 钢液升温
元素氧化方式
铁矿石氧化：吸热、有利于脱磷、增 加金属量FeO+C=Fe+CO 吹氧气氧化：放热、对脱磷不利、但 可部分脱硫，渣中氧化铁增加。 加矿石已很少采用
氧化期操作
熔清、取样分析(全分析)、加石灰、吹氧化 渣、流渣脱P、加石灰、测温,视钢中含碳量 吹氧脱碳； 看P：取样分析、看渣子的颜色（黑亮P高、 灰黑P低）、看渣子的泡沫化； 看C ：取样分析、看火花、砂轮对比； 看温度：蓝白亮、浅蓝、深蓝、浅红、深 红； 取样全分析、测温，静沸腾等待出钢； 传统工艺：扒除氧化渣，为还原期造渣做准 备。
配碳的重要性
重要性：废钢铁氧化、氧化期去气(N、 H)、去夹杂； 碳氧反应贯穿整个冶炼过程 装料原则： 大、中、小料配合；底轻、中重、上小、 周边碎。
4.3 废钢熔化阶段操作
熔化期是电炉工艺中能源消耗的70－ 80％，冶炼时间的50-80%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。
氧化期的造渣
氧化期的造渣要根据脱磷及脱碳的要 求、具有合适的炉渣成分及流动性 渣中ΣFeO含量一般要求控制在10－20 ％，碱度控制在2.5-3.0，总渣量在5-8 ％。
磷的控制
脱P的 4个关键因素：强氧化性、高碱度、大渣量、 低温度。 2[P]+5（Feo）+4（Cao）=5[Fe]+(4Cao· 2O5) P 常规工艺[%P]<0.030以下 脱磷的主要工艺： 强化吹氧提高初渣氧化性 提前造高碱度渣 流渣造新渣 喷粉技术的应用
氧化期终点特殊情况处理
（1）碳高磷低，温度低，吹氧；温度 高，低功率操作； （2）碳高磷高，先脱P后脱C(可加部 分矿石)； （3）碳低磷高，温度合适，造FeO渣； 温度高(加矿石)，停电； (4) 低磷低温，碳低，加大电功率,造泡 沫渣；碳高，吹氧，一般功率
4.5 冶炼过程造泡沫渣
泡沫渣是指在不增大渣量的情况下，使炉 渣呈很厚的泡沫状 泡沫渣的作用 1. 采用长弧泡沫渣操作可以增加电炉输入功率， 提高功率因数及热效率； 2. 降低电炉冶炼电耗，缩短了冶炼时间； 3. 减少了电弧热辐射对炉壁及炉盖的热损失； 4. 泡沫渣有利于炉内化学反应。
电炉炉前操作现场
电炉主控室
4.1 补炉
电炉补炉工作量是很大的，补炉的重点是： 渣线(渣的浸蚀)。 距电极近的地方(最容易跑钢的地方)，电弧 的辐射。 炉门两侧。 补炉方式：补炉用大铲或喷枪。 补炉原则：快补、热补、薄补、均匀补。
电炉重点补炉区
大铲补炉
耐火材料喷吹
镁质材料。 喷枪的前部加高压 水。 2－3人操作。 喷吹效果较好。 维修不及时或操作 不当易堵。
耐火材料
对耐材的要求：高耐火度、高荷重软 化温度、良好的热稳定性、抗渣性、 高耐压强度、低导热性等。 炉盖：高铝砖为主，现在整体打结。 炉壁：镁碳砖为主。 炉底：镁沙打结
4 电炉冶炼工艺
传统冶炼工艺(三段工艺) 熔化期、氧化期、还原期 现代冶炼工艺(二段工艺) 熔化期、氧化期、加炉外精炼； 或称熔氧脱磷期、脱碳升温期 操作步骤：补炉、装料（配料）、熔 化期、氧化期、精炼(或还原期)、出钢
影响泡沫渣的因素
吹氧量 熔池含碳量 炉渣的物理性能(粘度、表面张力) 炉渣的化学性能(FeO、碱度） 熔池温度 渣量
泡沫渣工艺
1、设备要求 性能稳定及易操作 的喷粉设备 碳粉喷吹量、粒度 及喷粉速度控制 稳定干燥的喷吹气 源及定期的设备检 查
4.6 电炉还原期（精炼炉）
还原期是转炉炼钢没有的，现在电炉不采用。 还原期的主要任务是： 1 去除钢液中的氧 2 去除钢液中的硫 3 调整钢液的温度，成份到规定成分； 4 合金化 • 这四点是相互联系及同时进行的。脱O与脱S的关 系，合金化与脱O、S，脱O、S时加入的合金Mn，就 是成品需要的合金。 • 进入还原或采用炉外精炼的条件是无渣出钢。
电炉炼钢工艺
徐飞
这就是电炉
精炼炉
内容
1 电炉炼钢工艺的 发展历程 2 电炉炼钢的能量 来源及热平衡 3 电炉炼钢原料及 物料平衡 4 电炉冶炼工艺
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 HighPower简称UHP)，电炉工业开始走向辉 煌。开始与转炉竞争。 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。
2.2 化学能
化学反应热在电炉能量输入中占了相 当大的比例，达到30％； 特别是电炉使用铁水后，化学热的比 例达到40%以上，这是现代电弧炉炼 钢工艺的一个特点； 在变压器确定后，是电炉提高生产节 奏及节能降耗的重要手段。
3 电炉炼钢的原料及耐材
传统的电弧炉炼钢是全废钢工艺以冷废钢 为主，配加10－30％左右的生铁块； 现代电弧炉炼钢使用的其它原料还有：除 冷生铁外，直接使用热铁水； 电弧炉炼钢的原料构成对其工艺、装备、 指标等有决定性影响； 不同原料结构下的生产过程是不可比的。或 者说只有原料结构相当的情况下才是可比较 的
世界粗钢产量增长情况
电炉炼钢的优势
矿石经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于 700kgce/t，虽氧气转炉炼钢能耗仅为“零”，但高炉 和炼焦工序能耗高。同时也是污染环境的大户。 废钢经电炉熔炼所生产的粗钢吨钢能耗仅270kgce/t， 而污染的产生及其治理更远优于高炉/转炉流程。 采用废钢作原料的电炉炼钢，流程短，生产率高，全 员劳动生产率高达4000 t /（人· a），几乎是高炉/转炉 流程的3-4倍。 社会大量废钢的积累，废品的再循环利用。
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炉顶喷补
4.2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 二次进料：第1次，60％；第2次，40％； 三次进料：第1次，40％；第2、3次，30％； 四次进料：第1、2次，30％；第3、4次，20 ％。
其它金属料
冷生铁：配碳、稀释残留元素。 直接还原铁：粒状直接还原铁（DRI） 和块状热压块（HBI） 铁水：配加10％的热铁水，带入的物 理热约为25kwh/t-steel，化学热约4050kwh/t-steel，铁水热装工艺。
石灰等材料的准备
造渣材料质量的优劣直接影响炼钢节 奏； 带入电炉的无用东西越少越好； 根据经验：石灰应自给，质量稳定， 特别是南方的潮湿； 石灰的要求：CaO>90%，活性度 >380ml，生烧过烧率<6%，块度2070mm。 白云石及碳粉等的要求。