冶金工程概论电炉炼钢

链条底板式 料罐
三、熔化期 传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的50%～70%，电耗占 70%～80%。因此熔化期的长短影响生产率和电耗，熔化期的操 作影响氧化期、还原期的顺利与否。 1.熔化期的主要任务 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。 2.熔化期的操作 合理供电，及时吹氧，提前造渣。
传统电炉是以废钢为主要原料，以三相交流点作电源，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，是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法。
电弧炉是继平炉、转炉之后的又一种炼钢方法，它是电发 明以后的1899年，由法国的海劳尔特在La Praz发明的。发 展于阿尔卑斯山（Alps）的峡谷中。
电极的生产过程：
电极的要求：
电弧的产生：
8.5碱性电弧炉氧化法冶炼工艺
传统氧化法冶炼工艺是电炉炼钢法的基础。 操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、还原、出钢六个阶段。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。
第 八 章 电 炉 炼 钢
内容提要
8.1概述 8.2现代电炉的构造 8.3电弧炉炉衬砌筑 8.4电弧炉的电器设备 8.5碱性电弧炉氧化法冶炼工艺
8.1概述
电炉是采用电能作为能源进行炼钢的炉子的统称。 电炉的分类：
电渣重熔炉：利用电阻热加热 感应熔炼炉：利用电磁感应加热 电子束炉：依靠电子碰撞加热 等离子炉：利用等离子弧加热 电弧炉：利用高温电弧加热 电炉炼钢是指电弧炉！！
3. 炉料熔化过程及供电 基本可分为四个阶段，起弧、穿井、主熔化及熔末升温。
点(起)弧期
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为点弧期。 此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射，二次电压越高，电弧越长，
对炉顶辐射越厉害，并且热量损失也越多。 为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便让电极快速进入料中，减少
电弧对炉顶的辐射。 供电上采用较低电压、较低电流
2）补炉部位 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——尤其当热点区受到电弧功率大、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。
8.2现代电炉的构造
机械设备
炉体的金属构件 电极夹持器及电极升降装置 炉体倾动机构 炉盖提升和旋转装置等
炉体
炉衬（耐材砌筑） 加固圈
炉壳 炉身壳
金属构件
炉壳底
炉门、出钢槽
炉盖圈பைடு நூலகம்电极密封圈
8.3电弧炉炉衬的砌筑
电弧炉炉衬主要由：炉顶、炉墙和炉底组成。 耐火材料：镁砖、白云石砖、铬镁砖、镁碳砖等，有的用 镁砂打结或整体成型。 （1）炉顶、炉墙和炉底 由三部分组成：绝热保温层、镁砖层和工作层。 镁碳砖的特点：是具有良好的耐火性。抗渣侵蚀性，耐剥落 性，抗氧化，抗高温蠕变性等。 （2）水冷炉壁及水冷炉盖 大电炉和超高功率电弧炉上大都采用水冷炉壁及水冷炉盖。 能最大限度地用水冷件取代耐火材料。
8.4电弧炉的电器设备
电气设备 电路
主电路 由高压电缆至电极的电路
电极升降自动调节系统
调解电弧电流和电压的大 小，调整电极和炉料之间 的电弧长度，
主电路
高压电源→隔离开关→高压断路器→ 电抗器→电炉变压器→低压短网→电极
保护和信号回路
检测计量显示回路
电极升降自动调节回路
电弧炉机械设备供电线路
（电磁搅拌线路）
电炉的出现，开发了煤的替代能源，使得废钢开始了经济 回收，最终使得钢铁成为世界上最容易回收的材料。
电炉炼钢诞生以来，其发展速度赶不上20世纪60年代以前 的“平炉”，也赶不上60年代以后的“转炉”的发展，但 随着科技的进步，电弧炉钢产量及其比例始终在稳步增长。
电炉的分类： 1）耐火材料：酸性电炉、碱性电炉 2）电流特性：交流电炉、直流电炉 3）功率水平：普通功率电炉、高功率电炉、超高功率电炉（UHP） 4）废钢预热：竖炉、双壳炉、炉料连续预热电炉 5）出钢方式：槽式出钢、偏心底出钢（EBT），中心底出钢电炉 6）底部电极：触针式、导电炉底式、金属棒式电炉
电炉的大小 电炉的大小可以用其熔池的额定容量表示，常称公称容量，也 常用炉壳直径表示。 电炉公称容量/炉壳直径=1.6t/1.8m-350t/9.0m 小炉子：通常把40t、4.6m以下电炉看作小炉子。 大炉子：50t/5.2m以上的电炉看作大炉子。 随着电炉向超高功率化、大型化的发展，炉子大小的区分界限 也在改变，不可一概而论。
几个重要的概念：
短网：是指从变压器低压侧引出线至电极这段线路。包括硬铜母线、软电缆、 炉顶水冷铜管和电极。
短网长度约10-20m，导通界面很粗，通过电流大，短网中的电阻和感抗对电炉 装置和工艺操作影响很大，在很大程度上决定了电炉的电效率、功率因素以及 三相电功率的平衡。
电极：短网中最重要的组成部分。电极作用：将电流导入 炉内，并与炉料之间产生电弧，将电能转化成热能。
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。
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。
二、装料
广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料筐）装料，每炉钢的炉 料分1～3次加入。
装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电极消耗以 及合金元素的烧损等。合理装料主要取决于炉料在料罐中 的布料合理与否。
现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、中间高、四周 低、炉门口无大料，穿井快、不搭桥，熔化快、效率高。