电炉冶炼工艺.ppt

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1、电炉炼钢工艺朱荣ElectricArcFurnaceSteelmakingProcess授课内容电炉炼钢工艺的发展历程电炉炼钢的能量来源及热平衡电炉炼钢原料及物料平衡电炉冶炼工艺电炉冶炼的主辅设备电炉除尘及炉渣处理电炉技术进步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(UltraHighPo

2、wer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。世界粗钢产量增长情况矿石经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于700kgce/t，随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。相比之下，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

3、废钢的积累，废品的再循环利用。电炉炼钢的优势2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。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(UltraHighPower,简称UHP)。电污染、噪音。直流供电：一根顶电极和一根底电极。供电水平带来的技

4、术进步供电技术的发展直流电弧炉消除炉衬热点问题，减少电极消耗，搅拌熔池消除偏弧；减少对电网冲击高阻抗电弧炉利用泡沫渣埋弧操作、提高变压器水平，降低电极消耗提高功率因数，减轻对电网干扰无功功率静止式动态补偿消除或减弱电弧炉冶炼冶炼中电负荷造成的电压波动与谐波对电网的危害降低闪烁和谐波冶炼过程计算机自动化控制按冶金模型、热模型进行最佳配料、电热平衡、最佳控制功率等计算，实现控制、管理、决策合理电气工作点动态选择、保证合理供电制度执行智能电弧炉利用人工智能，具有三相意识，也可进行电弧炉综合控制解决电弧炉供电三相不平衡问题，减少对电网冲击普通

5、功率与超高功率电弧炉工作点供电时间确定C吨钢电耗，kWh/tW钢水总重，tP电炉变压器容量，kV.AΨ变压器利用率，T0非通电时间，min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。2.2化学能在吹氧条件下，熔池中各元素氧化1kg时所产生的理论热值3.3物理热主要是电炉加铁水工艺的采用。根据国内电炉的现状，提升电炉与转炉的竞争力，节电及提高冶炼节奏。电炉钢质量的要求。废钢预热到600度

6、以上。电炉总能量(热)平衡（全废钢）现代电炉总能量(热)平衡(装铁水30-40%)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，直接还原铁（DRI，HBI）、热铁水、碳化铁等；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。废钢scrap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

7、，主要是残留的Ni，Cr，Mo等合金元素和Cu，Sn，Bi，Sd，Pb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。设备及人员安全问题。其它金属料冷生铁：配碳、稀释残留元素、渣量增加直接还原铁：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40-50kwh/t-steel，铁水热装工艺。碳化铁(Fe3

8、C)：技术问题，不能大量生产。原料中残余元素⇾DRI：Cu、Sn平均在0.005%以下；⇾铁水：02%、Sn为0.005－0.01%；⇾废钢：Cu平均含量达0.35%以上，是钢中残余有害金属元素的最主要来源。石灰等材料的