电弧炉炼钢合理供电新技术PPT
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电弧炉炼钢—课件
第2章 电弧炉设备
2.电弧炉电气设备
电弧炉使用的是三相交流电。 通常电流沿架空高压线输入变 电所的配电装置，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为低 压电流通向电极，在电极和炉 料之间产生电弧。由高压电缆 至电极的电路成为电弧炉的主 电路。电弧炉冶炼所需的电能 就是通过主电路输入炉内的。 电弧炉的主电路如图右所示。 主电路由隔离开关、高压断路 器、电抗器、电炉变压器及低 压短网等几部分组成。
第2章 电弧炉设备
2.电弧炉电气设备
2.2.3送电操作
送电操作包括： （1）首先启动电炉变压器冷却系统（即开启冷却油泵和通风机）； （2）接通低压控制电流及可控硅系统电流（或启动电机放大机）； （3）打铃通知炉前操作人员； （4）高压装置送电，先合上隔离开关，后合上高压断路器，注意 断路器指示灯需由绿灯变为红灯； （5）将转换开关在“自动”位置，观察仪表是否正常。
第2章 电弧炉设备
1.电弧炉机械设备
1.3.2电极升降装置：齿条传动、钢丝绳传动、液压传动 1.3.3倾动机构：液压倾动 1.3.4炉顶装料系统：炉体开出式和炉盖旋转式 1.3.5炉盖提开及旋转 1.3.6炉料罐：简式料槽、链条底板式料罐、上合式料罐 1.3.7水冷装置：电极夹持器、炉盖、炉门框、炉体，出水 ≤45℃ 1.3.8除尘装置：炉内除尘和炉外除尘。 屋顶排烟罩 整体式封闭罩 1.3.9炉顶加料装置 侧吸罩和炉盖罩 1.3.10电动送样装置 除尘器一般选则滤袋 除尘器加脉冲装置 1.3.11碳氧枪 1.3.12出钢车
5.4.1钢种：见《钢号手册》 5.4.2常用钢种 ① 铸钢：ZG230-450, ZG270-500, ZG20SiMn, ZG35CrMo, ZG06Cr13Ni4Mo，ZG0Cr18Ni9Ti。 ② 碳素及优质合金结构钢：Q195，Q235，35，45 ③ 合金钢：35CrMo，42CrMo，17Cr2Ni2Mo，16Mn，J20 CrNi2Mo，1Cr18Ni9Ti，5CrMnMo，5CrNiMo ④ 辊类用钢：70Cr3(Ni)Mo，9Cr2Mo，H13（4Cr5MoV1Si） Cr5，Cr3
电弧炉炼钢课件PPT
五、电炉工艺流程图
第一章．电弧炉的电器设备 §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。
⑶ 石墨的电阻系数和温度变动的相依关系较复杂。 在1400℃下的电阻系数和室温下的相同，而金属 的电阻系数却总是随温度升高而增大的。
⑷ 石墨的导热性能好而热膨胀系数较低，使石墨抗 热震性能较好，降低了电极中的热应力。
⑸ 在石墨表面温度大于400℃后会和氧气结合。氧 化量与气体中的氧含量、气体流速和暴露时间有 关。在温度大于600℃后，氧化过程激烈。
主要内容
❖ 电炉炼钢及其发展 ❖ 电弧炉的电器设备 ❖ 电弧炉炉体构造与炉衬 ❖ 电弧炉炼钢原材料 ❖ 碱性电弧炉冶炼工艺 ❖ 超高功率电弧炉和直流电弧炉 ❖ 典型钢种冶炼 ❖ 电炉新技术、新工艺
绪论：电弧炉炼钢及其发展
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。
P1—单位时间的热损失，即熔化期内的平均电能损失。 采用钢渣混出的方法，或先出大部分渣再出钢。
(FeO)+ Ca = (CaO) + [Fe]
二.装料 由炉底、炉壁和炉盖三部分组成。
5～4ml∕100g，氮降低到0. （2）停泵、破空，软吹氩大于3分钟；
1.装料前的炉料计算 由于自动功率调节器的作用，电极始终要与炉料保持一定距离，所以电极随着炉料的熔化而不断下降。
⑵ 当有炉渣形成后，电弧增长并变得稳定些，电弧 被炉渣包围的部分越大时，电弧电压和电流的波 形越接近于正弦形。
钢铁冶金概论------电炉炼钢
钢铁冶金概论------电炉炼钢
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/12/21
钢铁冶金概论------电炉炼钢
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。
钢铁冶金概论------电炉炼钢
5.供氧设备
•⑴自耗式氧枪
•⑵水冷碳氧喷枪
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钢铁冶金概论------电炉炼钢
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⑴自耗式氧枪
用 途：
熔化初期用于切割费钢，为使 用水冷碳氧枪造泡沫渣创造条件；
钢铁冶金概论------电炉 炼钢
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2020/12/21
钢铁冶金概论------电炉炼钢
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
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钢铁冶金概论------电炉炼钢
一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
工作原理：
粉尘随高速气体进入 集尘器，管径变大，气流 速度降低，粉尘汇集于集 尘器底部，净化气体从上 部排出。
钢铁冶金概论------电炉炼钢
4.加料系统
•⑴装料罐
•⑵高位料仓
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钢铁冶金概论------电炉炼钢
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⑴装料罐
作 用：
用于将从废钢坑装入 的废钢吊装入电弧炉；
钢铁冶金概论------电炉炼钢
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供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣，氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池； 方式：
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2020/12/21
钢铁冶金概论------电炉炼钢
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。
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5.供氧设备
•⑴自耗式氧枪
•⑵水冷碳氧喷枪
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⑴自耗式氧枪
用 途：
熔化初期用于切割费钢，为使 用水冷碳氧枪造泡沫渣创造条件；
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钢铁冶金概论------电炉炼钢
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
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钢铁冶金概论------电炉炼钢
一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
工作原理：
粉尘随高速气体进入 集尘器，管径变大，气流 速度降低，粉尘汇集于集 尘器底部，净化气体从上 部排出。
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4.加料系统
•⑴装料罐
•⑵高位料仓
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⑴装料罐
作 用：
用于将从废钢坑装入 的废钢吊装入电弧炉；
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供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣，氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池； 方式：
《电炉新技术》PPT课件
而超高功率（UHP， Ultra-High Power）反映了电炉发展最
本质、最具代表性的特点，这也表明电气运行一直是电炉发展的原
动力和技术保障。
2）UHP电炉及其主要优点
超高功率，一般指电炉变压器的功率是同吨位普通电炉功率的
2～3倍。 UHP电炉主要优点：
2021/5/30
东北大学/阎立懿
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就是说现在的计算工具、称量水准及合金加入方式，需要有 一个新的合金计算公式，用电脑实现合金的精确、快速地计算，准 确无误地加入。
为了简单、快速、准确计算合金的加入量，以及为了实现电 炉炼钢过程计算机控制，我们根据元素平衡原理，建立了n元高合 金钢的元素平衡方程，推导出计算n元高合金钢钢中某种合金加入 量的计算公式（推导过程省略）如下：
量——希望快速、准确地加入炉内。
但存在以下问题：
传统方法计算误差大，要求成品钢合金元素规格范围大
成品钢中对元素含量的要求：W18Cr4V的W 17 %～19% ；
1Cr18Ni9Ti的 Cr17 %～19% ……范围大的理由之一就是计算带来
的误差，这包括计算公式与计算工具。传统的计算工具：笔——笔+
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Gai bi ci • fi
ci • fi
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东北大学/阎立懿
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式中 gi ——某种合金的加入量，对于一确定的合金，其合金牌号应优 先选择以高碳的低成本合金，kg；
电炉炼钢-PPT课件
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4.4.1 补炉
影响炉衬寿命的主要因素：有炉衬的种类、性质 和质量；高温电弧辐射和熔渣的化学侵蚀；吹氧 与钢液、炉渣等的机械冲刷以及装料的冲击。 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。
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水冷炉盖
主要用来关闭电炉。水冷炉盖由钢结构框架和 管式冷却盘组成，此结构同时支撑管式抽气弯 管，冷却盘由位于外径的供水管供水。炉盖中 心孔设一个锥形套环用来放置带孔的耐火材料 圈，电极穿过此孔做升降运动。 炉盖提升通过四点连接件与提升炉盖的悬梁相 连，通过电动卷扬机或液压缸带动连杆机构提 升炉盖。
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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。
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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； 搅拌，取样、测温； 调整成分，加Al或Ca-Si块等终脱氧（沉淀脱 氧）； 出钢
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水冷炉盖
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电极横臂升降装置
电炉新技术-32页-BPPT课件
综合应用这些技术，与计算机控制、管理和炉外精炼相配合，已 经使得电炉的平均冶炼周期达到60min，电耗达到400kWh/t，电极消 耗达到2kg／t的高水平，即“642”，有的看见“531”的高水平。
直流电弧炉、新式废钢预热及二次燃烧等技术的实施又使电炉技 术水平达到了一个新的高度，进一步缩短了冶炼周期，降低了电耗和 电极消耗，见图5-3，而且闪烁、噪声、耐材消耗都明显得到改善。
24.11.2020
4
2007.9宝钢负责起草的“钢铁工业大气污染物排放标 准”（征求意见稿）：其中就烟尘排放浓度限值，对不同 设备提出不同的要求，意见稿建议：转炉、电炉及精炼炉 烟尘排放浓度限值分为：“现源”规定35mg／m3 ，“新 源”规定20mg／m3 ；美国电炉（铸造）分别为：11.45mg ／ m3 ，4.58mg／m3 ；欧盟、英国、德国电炉炼钢控制水 平均在15mg／m3 。
途径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的 各种量值大部分就地消除了，故其使用范围越来越大，前 途广阔。
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2）高次谐波（或谐波电流） 由于电弧电阻的非线性特性等原因，使得电弧电流波 形产生严重畸变，除基波电流外，还包含各高次谐波。 谐波电流注入电网，将危害共网电气设备的正常运行， 如使发电机过热，使仪器、仪表、电器误操作等。 抑制的措施是：采取并联谐波滤波器，即采取Ｌ、Ｃ 串联电路。 实际上，电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制， 即静止式动态无功补偿装置——SVC装置，见图5-2。但 SVC装置价格很贵，使得电炉投资成本大为提高。
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图5-2 静止式动态无功补偿装置
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5.1.4 超高功Байду номын сангаас电炉技术效果
直流电弧炉、新式废钢预热及二次燃烧等技术的实施又使电炉技 术水平达到了一个新的高度，进一步缩短了冶炼周期，降低了电耗和 电极消耗，见图5-3，而且闪烁、噪声、耐材消耗都明显得到改善。
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2007.9宝钢负责起草的“钢铁工业大气污染物排放标 准”（征求意见稿）：其中就烟尘排放浓度限值，对不同 设备提出不同的要求，意见稿建议：转炉、电炉及精炼炉 烟尘排放浓度限值分为：“现源”规定35mg／m3 ，“新 源”规定20mg／m3 ；美国电炉（铸造）分别为：11.45mg ／ m3 ，4.58mg／m3 ；欧盟、英国、德国电炉炼钢控制水 平均在15mg／m3 。
途径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的 各种量值大部分就地消除了，故其使用范围越来越大，前 途广阔。
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2）高次谐波（或谐波电流） 由于电弧电阻的非线性特性等原因，使得电弧电流波 形产生严重畸变，除基波电流外，还包含各高次谐波。 谐波电流注入电网，将危害共网电气设备的正常运行， 如使发电机过热，使仪器、仪表、电器误操作等。 抑制的措施是：采取并联谐波滤波器，即采取Ｌ、Ｃ 串联电路。 实际上，电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制， 即静止式动态无功补偿装置——SVC装置，见图5-2。但 SVC装置价格很贵，使得电炉投资成本大为提高。
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图5-2 静止式动态无功补偿装置
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5.1.4 超高功Байду номын сангаас电炉技术效果
现代电炉炼钢技术PPT优质资料
11.4.1 超高功率电炉的发展及其特征
但目前国内电炉的功率水平普遍低下，由1994年中国钢铁年鉴的统计结果，85％ 电炉的功率水平在300kv·A／t左右(按出钢量)。最近几年引进了一些高水平电炉 ，其功率水平较高，如南京钢铁联合公司的70t／，苏州苏兴特钢公司与江阴兴澄 钢铁公司的100t／等。
电炉作用的改变带来明显的效果，这一变革过程，日本人称之为“电炉的功能分化 ”。其中扮演重要角色的是UHP电护，它的出现使功能分化成为现实，它的完善和 发展促进了“三位一体”、“四个一”电炉流程的进步。
11.4.1 超高功率电炉的发展及其特征
D 抑制电炉生产的公害 电炉生产的公害主要是烟尘、噪声以及电网公害 a 烟尘与噪声
1 超高功率电炉的发展及其特征 采用电炉全密闭罩可以使罩外的噪声强度减为80-90dB。 11．4．2．1 相关名词术语 1 超高功率电炉的发展及其特征 电炉炼钢工艺及其流程优化的核心是缩短冶炼周期、提高生产率，而UHP电炉的发展也正是围绕着这一核心进行的。
产生的并高次以谐此波电来流区注人分电普网，通将功危害率共(网R电P气)设、备的高止功常运率行(，H如P使)发和电机超过高热。功率(UHP)。
Your strengths relative to competitors
它是由，较见大的表交1变1电流—冲8击。而引起的电网扰动，电压波动可使白炽灯光和电视机荧屏高度闪烁，电压闪烁由此得名。
二是采取无功补偿装置进行抑制．如采用品体管控制的电抗器(TcR)。 超高功率电弧炉产生噪声高达110dB，要求设法降低。
而冶炼周期即冶炼时间为：
分析以上三式可知提高变压器利用率、缩短冶炼时间的措施，即： （1）减少非通电时间，如缩短补炉、装料、出钢以及过程热停工时间，均能提高Tu ，缩短冶炼时间、提高生产率； （2）减少低功率的精炼期时间，如缩短或取消还原期。采取炉外精炼，缩短冶炼时 间，提高功率利用率C2、充分发挥变压器的能力； （3）减少通电时间，提高功率水平Pn/G,提高C2以及降低电耗．均能够缩短冶炼时 间，提高生产率。 UHP电炉要求Tu与C2均大于，把电炉真正作为高速熔器。
电炉新技术PPT课件
2021/3/7
CHENLI
8
两种工艺比较如下： 传统：电炉中进行：熔化——氧化（脱磷、脱碳及去气、
去夹杂）——还原（脱氧、脱硫、合金化）——出钢
现代：电炉中进行：熔、氧化（脱磷、脱碳及去气、去夹 杂） ——出钢（预合金化）； 炉外精炼中进行：还原（脱氧、脱硫、合金微调） 现代电炉工艺特点：精心准备，快速熔化、升温，提 早脱磷，快速去碳，无渣出钢，实现高效、节能。
2021/3/7
CHENLI
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B）比重大的加强搅拌原则 熔点高的、比重大的铁合金，加入后应加强搅拌。如钨铁的密度 大、熔点高，沉于炉底，其块度应小些。 C）便宜的先加原则 在许可的条件下，优先使用便宜的高碳铁合金，然后再考虑使用 中碳铁合金、低碳铁合金或微碳铁合金。 D）贵重的控制下限原则 贵重的铁合金应尽量控制在中下限，以降低钢的成本。如冶炼 W18Cr4V时（W17%～19%），每少加1%的W，可节约15kg/t钨铁。
从提高生产率和降低消耗方面考虑，要求电炉具有 最短的熔化时间和最快的升温速度以及最少的辅助时间， 以期达到最佳经济效益。
2021/3/7
CHENLI
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现代电炉工艺操作要点：
1）快速熔化与升温操作 快速熔化和升温是现代电炉最重要的功能，将预热 好的第一篮废钢加入炉内后，这一过程即开始进行。 为了快速熔化和升温，现代电炉以最大可能的功率 供电，采用氧-燃烧咀助熔、强化吹氧去碳、底吹气体搅 拌及泡沫渣埋弧操作技术。
传统氧化法冶炼工艺，过程包括六个阶段、三个期…… 复习电炉炼钢基本原理中“四脱二去”。 介绍电炉传统冶炼工艺熔化期、氧化期、还原期及等六
个阶段的操作。
2021/3/7
CHENLI
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电炉传统老三期冶炼工艺操作集熔化、精炼和合金化 于一炉，包括熔化期、氧化期和还原期，在炉内既要完成 废钢的熔化，钢液的升温，钢液的脱磷、脱碳、去气、去 除夹杂物，又要进行钢液的脱氧、脱硫，以及温度、成分 的调整。
电炉炼钢培训讲义(ppt 41页)
电炉炼钢
主讲:冶金工程系 吴国玺(教授)
1
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
2
一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
3
1.电炉发展概况
电弧炉炼钢至今有百年历史，最先使用 的当三要耗矿材展下使步直、低电相用时石流，，“开随棒电至，于弧交很，电 短发材着弧上上高炉流耗难使了流用超炉世世＜直程合为电之提钢已高纪流纪4”金直弧可供1。成9功电6可钢流 炉以大000K为及弧年与和电利功，年W短二代炉“特弧用率并代h流/次，技长殊炉废整长后t，程精冶术流钢钢流期，，电的炼炼，程，较占电由首极主周、截”由低据源于先消体期连止相于成主炉，采耗设缩铸目抗速本导容因用2备短技前衡.度的地的此吹0。k至术。，慢生位扩出氧g1的左并大产、大现。代h右发逐型以线了能，主替，
25
2.机械设备
⑴炉 体 ⑵炉体倾动装置 ⑶炉 盖 ⑷电极升降装置
26
⑴炉
体
炉 壳：
钢板结构件,分段式,圆桶形.上 部水冷炉壁,下部圆柱和平底焊接结 构;内衬为耐火材料,炉底 450~600mm镁砖永久层,镁砂打结 工作层;
炉 门：
开在炉壳前方,一组水冷钢管 组成,电机带动链条实现炉门开关;
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供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣，氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池； 方式：
自 耗 氧 枪 、 水 冷 C-O 喷枪、炉门供氧； 制度：
自耗氧枪流量 4000~5000Nm3/h ， 压 力 10-12bar ， C-O 喷 枪 流 量 6000~8000Nm3/h，压力12bar
数量：
每6个脉冲整流单 元配置一台数百微亨 的直流电抗器。
主讲:冶金工程系 吴国玺(教授)
1
主要内容
一 电弧炉发展概况 二 电弧炉车间生产模拟 三 电弧炉生产工艺 四 冶炼基本原理 五 电炉炼钢设备
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一 电弧炉发展概况
1.电炉发展概况 2.直流电炉的发展
3
1.电炉发展概况
电弧炉炼钢至今有百年历史，最先使用 的当三要耗矿材展下使步直、低电相用时石流，，“开随棒电至，于弧交很，电 短发材着弧上上高炉流耗难使了流用超炉世世＜直程合为电之提钢已高纪流纪4”金直弧可供1。成9功电6可钢流 炉以大000K为及弧年与和电利功，年W短二代炉“特弧用率并代h流/次，技长殊炉废整长后t，程精冶术流钢钢流期，，电的炼炼，程，较占电由首极主周、截”由低据源于先消体期连止相于成主炉，采耗设缩铸目抗速本导容因用2备短技前衡.度的地的此吹0。k至术。，慢生位扩出氧g1的左并大产、大现。代h右发逐型以线了能，主替，
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2.机械设备
⑴炉 体 ⑵炉体倾动装置 ⑶炉 盖 ⑷电极升降装置
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⑴炉
体
炉 壳：
钢板结构件,分段式,圆桶形.上 部水冷炉壁,下部圆柱和平底焊接结 构;内衬为耐火材料,炉底 450~600mm镁砖永久层,镁砂打结 工作层;
炉 门：
开在炉壳前方,一组水冷钢管 组成,电机带动链条实现炉门开关;
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供氧制度
目的: 熔化期供氧切割炉料、
助熔、化渣，氧化精炼期 脱C、升温、搅拌熔池； 方式：
自 耗 氧 枪 、 水 冷 C-O 喷枪、炉门供氧； 制度：
自耗氧枪流量 4000~5000Nm3/h ， 压 力 10-12bar ， C-O 喷 枪 流 量 6000~8000Nm3/h，压力12bar
数量：
每6个脉冲整流单 元配置一台数百微亨 的直流电抗器。
电弧炉炼钢技术讲座
吨钢电耗与变压器日利用系数关系
吨 钢 电 耗 SEC [kW h/t]
900
天钢
张店 沈钢
800
国际 酒泉
芜湖 柳钢
东方
沈总
700 大连二轧
线 性 回 归 ： 数 据 量 n=88 SEC=786.7+10.2× Ce.d
复 相 关 数 ： R = -0.68154 显 著 性 水 平 ： P = 2.6988E-13
HP(High Power)－EAF，UHP(Ultra High Power)－EAF ⑥ 短网、电极：石墨电极－导电性能好、耐高温氧化
（2）电弧炉炉体 ① 炉壳 ② 炉门、出钢槽（口） ③ 炉顶圈、炉盖、电极密封圈 ④ 电弧炉炉衬
（3）电弧炉的机械设备 ① 电极夹持器 ② 电极升降装置 ③ 炉体倾动和炉盖开启机械
1.1 产量的增长
世界钢产量增长情况
钢产量
1200
1000 800
总钢产量
600
400 电炉钢产量
200
0 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
年份
世界钢产量预测
我国钢产量增长情况
钢产量，百万吨 电炉钢比例，％
冶炼能耗用于 合格钢水的物理热——有用能量380kwh/t－steel
或1368MJ/t－steel 合格钢水与杂质的分离——冶炼操作耗能 可利用的余热——物理余热和化学余热 热损失
对于电弧炉炼钢，电能利用效率的指标是变压器利 用系数：t/kVA·d或t/MVA·a。国内重点企业原平均指标 是13－15t/kVA·d，相当于－5000t/MVA·a，而国际水平 是1.2104t/MVA·a。
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0.20
0.15
0.10
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5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 电 流 ， kA
超高功率电弧炉与小电炉电气运行的比较
a
15
高阻抗与普通阻抗电弧炉比较
功率，MVA 功率因数
120 110 100
90 80 70 60 50 40 30 20 10
烧嘴
电气运行
低电压 大电流
短弧
70年 代 500kVA/t
UHP1-EAF LF CC(S) BR 50MVA/30万 吨 /棒 线 材
二次冶金 水冷炉壁
DRI
低电压 大电流 更短弧
80年 代 700kVA/t
UHP2-EAF LF CC R 70MVA/50万 吨 /扁 平 材 ,管 材
LF/EBT
Parc P 3 rI 2
R arc R OP r
电 弧 电 压 [V ]
U arc I R arc
电 弧 弧 长 [m m ] L arc U arc 40
耐 火 材 料 损 耗 指 数 [V .M W /m m 2 ] R E (U arc Parc ) / L2
电弧炉电气特性曲线
电弧炉炼钢合理供电技术
a
1
1 超高功率供电
电弧炉的电气运行理论和操作技术的不 断进步：近期采用“高电压、长电弧、 高功率系数”的操作制度；
炉衬的热负荷大幅度增加，相应的技术 发展有：提高耐材质量、水冷炉壁、泡 沫渣等；
a
2
二次回路的电流强度大大增加，降低 回路阻抗和进一步改善三相平衡成了重 要问题；
型号：CM-2250 2台 CM-2350 1台
精度：0.2级 软件：SMS-1500 记录：笔记本电脑 功能：硬件、软件(下页)
功能表
硬件功能
Power Logic2000电力参数线路监控仪是一种多 功能数字仪表，集数据采集、控制设备于一体， 能替代多种仪表、继电器、传感器及其它元件。
软件功能
(4)模型与谐波分析有较好的吻合
a
21
电气圆图
有功功率P （MW）
120 100
Se
80
cosφ=0.866
60
40
Imax
20
cosφ=0.1
0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260
无功功率Q （MVar）
a
22
可操作的工作点总表
工作电流
PCC 220kV
三总降
A
降压变压器 电 抗 器 2 .5 2 欧
B 炉前
电炉变压器
电弧炉
a
10
合理供电技术的电工学基础
a
11
电弧炉炼钢供电制度应用的基本公式（1）
电弧炉炼钢供电制度应用的基本公式（2）
表 观 功 率 [M V A] S P 2 Q 2
电 弧 功 率 [M W ] 电 弧 电 阻 [mΩ ]
Curve 1
Curve 2
Curve 3
Curve 4
Curve 5
Curve 6
级别 U2
S
PF
S
PF
S
PF
S
PF
S
PF
S
PF
22
1050 43 0.919 45 0.908 48 0.897 51 0.886 53 0.874 55 0.862
21
1004 45 0.911 48 0.9 48 0.888 50 0.876 53 0.863 55 0.849
2 合理供电技术
年代 功率级别 -400kVA/t 60年 代 400kVA/t
流程变迁 变 压 器 容 量 /产 品
RP-EAF MC 30MVA/特 殊 钢 ,合 金 钢
技术指标进步
冶 炼 周 期 :180min 吨 钢 电 耗 :630kwh/t 电 极 消 耗 :6.5kg/t
相 关 /配 套技术
泡沫渣
高电压 小电流
长弧
90年 代 >800kVA/t
UHP3-EAF LF CCCR 100MVA/100万 吨 /纯 净 钢 ,热 带
冶 炼 周 期 :40min 吨 钢 电 耗 :230kwh/t 电 极 消 耗 :1.1kg/t
a
竖 炉 /用 氧 双炉壳
连续加料
更高电压 小电流 更长弧
7
2.1技术背景
SMS-1500软件支持各种实时数据显示，包括表格、 直方图和模拟表盘等。SMS-1500软件面向客户， 包括创建用户表格，增添电气参数等。
建立电抗模型的基点
(1)基波50赫兹的含有各次谐波的正弦波
(2) 运行中三相不平衡系数为1.66%
(3)要求模型满足电弧炉电极电流从开路到 短路的过程中，操作电抗随电极电流的 变化服从一种变化规律
0 0
cosφ
I2=35.7kA
I2=50.9kA
cosφ=0.84
普通阻抗
高阻抗
S
Q
P
Parc
10
20
30
40
50
60
电流，kA
a
70
80
1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 90 100
16
2.4关键技术
●确定电气运行的基本参数 ●操作电抗的非线性(测定、建模) ●可操作(S, PF)的工作点总表 ●优化供电曲线
功 率 ， MVA 功 率因 数
120 110 100
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0 0
970V,X=4.16Ω
1.05
1.00
0.95
0.90
co sφ
0.85 0.80
0.75
0.70
0.65
0.60
0.55
S
P
0.50 0.45
P arc
0.40
0.35
0.30
Q
0.25
a
17
确定电气运行的基本参数
a 电抗器
b
电炉变压器
电弧炉Βιβλιοθήκη c互感器 (C T P T )
C M -2 3 5 0
互感器 (C T P T )
C M -2 2 5 0
互感器 ( PT)
C M -2 2 5 0
计算机
R S -4 8 5 /2 3 2 转换口
a
18
Schneider线路监控仪 (211专款购置)
熔炼工艺的变化：为了充分利用变压 器的能力，传统的电弧炉三期操作消亡， 电弧炉变成了一台高效的熔化炉；
a
3
电弧炉机械结构、自动化系统不断进 步，促进了高效、优质、低成本三方面 综合发展，如底出钢技术，过程计算机 控制；
熔炼周期缩短，物料输送和试样化验 等负担大大增加。
a
4
AC炉的变压器功率
DC炉的有效功率
●近年电炉钢比约15%，约3200万吨/ 年
●大于50t/35MVA电炉已有50余座投 产
●引进大型电炉，约计4~5亿美元 ●电炉电耗约占总能耗的60 ~ 70%
a
8
2.2技术路线
基于大型交流电弧炉现有装备 ●电气运行合理化 ●充分发挥主变压器的能力 ●达到高效、节能的目的
a
9
2.3技术原理
高阻抗电弧炉主电路