电弧炉节能的技术方法

电弧炉节能的技术方法

从热平衡角度来看，电炉炼钢节能包括两方面：一是减少热损，缩短热停工时间；二是采用新技术新设备，缩短冶炼时间。可以说，电弧炉冶炼技术主要是基于缩短冶炼周期这一核心而发展起来的。

从当前的技术潮流来看，电炉炼钢节能主要采用以下手段：

（1）以价格低廉的一次能源(油、天然气、煤等)代替电能。

（2）提高电能利用效率，减少无功功率，主要措施是提高功率因数。为此优化电源接线，并在熔化期进行高电压长电弧操作。

（3）强化用氧，配置氧燃烧嘴燃烧溢出的CO，回收利用烟气中的化学热。

（4）利用电炉炼钢烟气中的物理热和化学热，进行废钢预热。

（5）采用偏心底出钢(EBT)技术，进行留钢留渣操作。一方面确保有大量热能的炉渣留在炉内，同时残留炉渣和钢液有利于通电初期的电弧早期稳定，从而提高功率因数，缩短熔化用电时间。

现代电弧炉炼钢的基本方向是高生产率、低生产成本、产品质量优异而稳定。在生产过程控制中，电气运行是极为关键的环节。

电弧炉炼钢过程中合理的电气运行制度是最基本的工艺制度，合理的电气运行制度在于充分发挥变压器的能力，不仅对操作顺利进行很必要，而且也有助于降低电耗、电极损耗和耐火材料侵蚀，缩短冶炼周期。

供电制度的优化原则在于冶炼过程中尽可能发挥变压器的供电能力，最直接的目标是电弧功率最大。因此，在额定功率允许范围内、保证电弧稳定燃烧的前提下，应尽量提高功率因数，从而提高生产率，降低电耗和总能耗。

强化用氧除了使脱碳速度加快以外还可以充分利用氧气与原料中易氧化元素发生化学反应放出的热量，达到节能降耗的效果。近代电弧炉炼钢大量使用氧气，再加上冶炼周期缩短至40～60min，故有“电炉炼钢转炉化”之说。其中，吹氧使熔池中各元素氧化，放热一般情况下已占总能量供应的25～30%。同时通过氧气的搅拌效果提前了炉底废钢的熔化、均匀钢水温度，抑制了精炼期的沸腾现象。强化用氧已成为电弧炉炼钢重要的技术方向。对于普通铁水，每供入lms的氧气，所含各元素在1600℃时反应理论发热值约为4kWh。一般情况下强化用氧供能已占总能量供应的25～30%。

为缩短冶炼周期，提高生产率，电炉炼钢采用较高的二次电压进行长电弧冶炼，因长电弧辐射能力强，故采用泡沫渣技术屏蔽电弧。

泡沫渣技术是在电炉冶炼过程中，在吹氧的同时向熔池内喷碳粉，形成强烈的碳氧反应，在渣层内形成大量的CO气体泡沫，使渣的厚度达到电弧长度的25～30倍。能将电弧完全屏蔽在内，减少电弧辐射，延长电炉寿命，并提高电炉的热效率。

良好的泡沫渣有助于改善电弧对钢水的传热，降低钢水的吸气，减少炉尘的侵蚀和降低噪音。同时，由于增加了钢渣接触面积，极有利于氧化渣脱磷。泡沫渣技术用于大容量超高功率电炉，可使传热效率大大提高，缩短冶炼时间，降低冶炼电耗，并提高电炉炉龄，减少炉衬材料消耗。

电弧炉氧燃烧嘴技术是向熔池强化供热的一项技术，通过使用其他燃料补充电能，保证废钢熔化，缩短电炉冶炼时间，从而提高生产效率，降低冶炼电耗。采用氧燃烧嘴提供辅助能源，更重要的是加热冷区，改善炉内热平衡，从而达到节能增效的结果。在电炉生产中，使用氧燃烧嘴的主要作用可概括为：

（1）增加炉内总热量；

（2）使炉内各部位温度差异缩小；

（3）减少电能消耗；

（4）冶炼时间缩短，提高生产率；

（5）降低电极和耐火材料的消耗。

氧燃烧嘴是最可观的电能补偿源，不过，在运用氧燃烧嘴节省能源时，应关注天然气和燃料油的价格，考虑综合效益。