4电炉炼钢 2.ppt

第四章 电炉炼钢(EAF steelmaking) 主要内容 4.1 电炉炼钢概述 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 4.3 电弧炉的电气设备 4.4 电炉氧化法冶炼工艺 4.1 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其相对优势外，正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。 4.1 电炉炼钢概述 优点： 热效率比较高，废气带走的热量相对较少，热效率可达65%以上； 温度高，电弧区温度高达3000°C以上，可以快速熔化各种炉料，并使钢水加热到大于1600°C； 温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求； 4.1 电炉炼钢概述 炉内气氛可以控制，既可以造成氧化气氛，又可以造成还原性气氛，因此，不仅能去除磷，还具有很强的脱氧、脱硫能力，适用于冶炼各种合金钢和优质钢； 可以用100%的废钢进行熔炼，与其它炼钢法相比设备较简单，占地少，投资省，建厂快，容易控制污染； 电炉和炉外精炼及连铸相结合形成了包括碳素钢在内的基本最佳炼钢流程，提高了钢的质量，降低生产成本。 4.1 电炉炼钢概述 不足： 由于电弧的离解作用，使空气和水蒸气理解出大量的氢和氧，在还原期易被钢水吸收，因此，电炉钢若不经过特殊处理，其氢、氧含量一般比转炉钢高； 电弧是点热源，炉内温度分布不均匀，熔池平静时，各部位的钢水温度相差较大，尤其大炉子更为突出 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。 4.2 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 炉体 电炉炉体是电炉的最主要装置，用来熔化炉料和进行各种冶金反应。 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。 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 炉壳 炉壳包括圆形炉身、炉壳底和上部加固圈三部分。一般都是用钢板焊接而成，所用钢板厚度与炉壳直径大小有关，炉身做成圆筒形可以减少散热面积及热损失。 炉门 炉门包括炉门盖、炉门框、炉门坎和炉门升降机构等部分。对炉门的要求是：结构严密，升降简便灵活，牢固耐用，各部分便于装卸。 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 出钢槽 现代新型电弧炉上，用偏心炉底无渣钢来代替出钢槽。 炉顶圈 用钢板焊成，用来支撑炉盖耐火材料，为了防止变形，顶装料的炉子都采用水冷炉顶圈，尺寸比炉壳外径稍大，从而使炉顶的全部重量支撑在炉壳上部的加固圈上而不是压在炉墙上。 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 电极密封圈 为使电极在炼钢过程中能自由升降，电极孔直径一般要比电极直径大40~50mm，炉内的高温气体就不断地从电极孔缝隙中逸出，而空气则不断地从炉门缝隙中吸入； 热损失增加，不利于维护炉内还原性气氛；使电极受高温炉气的冲刷而氧化烧损严重，电极直径变细，易于折断； 因此，必须使用电极密封圈，减少缝隙，防止炉气外溢，同时也可以冷却炉顶，延长炉顶寿命。 4.2 现代炼钢电弧炉的构造 电极夹持器 电极夹持器有两个作用，一是向电极导电，二是将电极固定，并在需要松放电极时能方便灵活的松开。要求： 电极夹持器在高温下工作，并受到大电流通过时产生的电阻热的作用，所以，要求电极夹持器能牢固地夹住电极，不能因电极的自重使之松动或者滑动。 接触表面要光滑，与电极之间不能因接触不良引起电弧。 有足够的机械强度，能耐高温、抗氧化 所用材料电阻要小，导电性好，更换电极要方便。 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。 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。 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。 4.3 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