CH5 电炉炼钢.ppt

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1、第五章电炉炼钢2021/7/25/21:34:43主要内容5.1电炉炼钢概述5.2现代炼钢电弧炉的构造5.3电弧炉的电气设备5.4电炉炼钢的能量来源及热平衡5.5电炉炼钢的原料及耐材5.6电炉氧化法冶炼工艺22021/7/25/21:34:435.1电炉炼钢概述电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。传统电弧炉是以废钢为主要原料，以三相交流电作电源，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，是用来产生特殊钢和高合金钢的主要方法。电炉钢除了将在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持

2、其相对优势外，正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。3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为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4000t/（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。电炉炼钢的优势2021/7/25/21:34:434202

3、1/7/25/21:34:43电炉类型52021/7/25/21:34:43电弧炉近于球形体，从减少散热表面积出发，以球形为最好。现代电弧炉炉体中部是圆桶形，炉底为弧形，炉顶为拱形。作为发热体，电极端部的三电弧位于炉内中心部位。三电极分布在等边三角形顶点上。电炉炉型62021/7/25/21:34:435.2现代炼钢电弧炉的构造炉体炉体倾动装置水冷炉盖电极升降装置72021/7/25/21:34:43炉体电炉炉体主要由炉壳、炉门、偏心底出钢机构、小炉底（直流电弧炉）等组成。82021/7/25/21:

4、34:43炉体倾动装置炉体倾动装置是用作炉体出钢和流渣时实现炉体倾动。炉体倾动是在炉底两侧设置一对圆弧轨道，通过液压装置趋动炉体倾动。在加料冶炼时靠机械设备维持炉子在水平位置。92021/7/25/21:34:43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。1020

5、21/7/25/21:34:43水冷炉盖112021/7/25/21:34:43电极横臂升降装置电极横臂升降装置由支撑横臂的立柱、立柱导向装置（铸钢结构）、电极升降液压缸以及锁定装置组成。控制电极升降的液压缸装在立柱内，缸体固定在立柱导向装置上。电极升降是由电极升降调节系统所控制的比例阀来调节，从而控制冶炼电流。122021/7/25/21:34:435.3电弧炉的电气设备高压电源与隔离开关；高压短路器；电抗器；变压器；短网；电极132021/7/25/21:34:43高压电源与隔离开关：高压电源一般

6、为10~110KV；隔离开关主要用于电炉设备检修时，断开高压电源，有时也用来进行切换操作。高压断路器：它的作用是使高压电路在负载下接通或断开，并作为保护开关在电气设备发生故障时，自动切断高压电路。电抗器：串联在变压器高压侧，其作用是增加电路中感抗，以达到稳定电弧和限制短路电流的目的。电气设备的作用142021/7/25/21:34:43电气设备的作用变压器：电弧炉的主要电气设备，其作用使降低输入电压（一般为200～527V），产生大的电流（几千到几万安培），供给电弧炉。短网：从变压器低压侧的引出线至电

7、极的一段线路，约有10～20m，截面积大，通过电流大。电极：将变压器输入的电流引入熔炼室的导体。155.4电炉炼钢的能量来源及热平衡电能。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。2021/7/25/21:34:43165.4.1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

8、率供电，700KVA/t以上(UltraHighPower,简称UHP)。电污染、噪音。直流供电：一根顶电极和一根底电极。2021/7/25/21:34:4317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。5.4.2化学能2021/7/25/21:34:43185.4.3物理热主要是电炉加铁水工艺的采用。