电弧炉炼钢2014详解.ppt

电弧炉炼钢 电弧炉炼钢 6.1 电炉炼钢的历史及其发展 电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称，按电能转换热能方式的差异，电炉可分为：电渣重熔炉――利用电阻热，感应熔炼炉――利用电磁感应，电子束炉――依靠电子碰撞，等离子炉――利用等离子弧以及电弧炉―――利用高温电弧等几种炼钢的电炉。 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。传统电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的电弧的高温来加热、熔化炉料，是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法。电弧炉从诞生至今已经历了100多年的历史。在这百年中，电弧炉的设备工艺技术在不断发展，产量不断提高，其原因正是由于电弧炉炼钢的经济效益与环境优势。 电弧炉炼钢 电炉炼钢流程 当今钢铁工业所采用的炼钢流程，经长期的发展竞争，主要为以下两种，即高炉—转炉炼钢流程与废钢—电炉炼钢流程。后者与前者相比较，具有流程短，设备布置、工艺衔接紧凑，投入产出快，故称其为“短流程”。“短流程”是有前提的，即该流程必须是高效、节能的，起码是世界上流行的“三位一体”（即由电炉—炉外精炼—连铸组成的流程）。或者“四个一”（即由电炉一炉外精炼－连铸－连轧组成的流程）。也正是由于这种高效、节能的流程，才赋于电弧炉炼钢强大的生命力。“短流程”具有投资小、见效快，生产能耗低，有利环境保护（减少CO2排放）。 6.2 电弧炉设备简介 6.2.1电弧炉的机械设备 电弧炉炉体是电炉的最主要装置，它用来熔化炉料和进行各种冶金反应，其基本构造如图5-1所示。电弧炉的炉体由金属构件和耐火材料砌筑成的炉衬两部分组成，而金属构件包括炉壳、炉门、出钢机构、炉盖圈和电极密封圈等。 槽出钢电炉炉衬情况 EBT电炉炉衬情况 6.2.2电弧炉的电气设备 电弧炉炼钢是靠电能转变为热能使炉料熔化并进行冶炼的，电弧炉的电气设备就是完成这个能量转变的主要设备。 电弧炉的电气设备主要分为两大部分，即主电路和电极升降自动调节系统。 由高压电缆至电极的电路称电弧炉的主电路。主电路的任务是将高压电转变为低压大电流输给电弧炉，并以电弧的形式将电能转变为热能。主电路主要由隔离开关、高压断路器、电抗器、电炉变压器及低压短网几部分组成。 电极升降自动调节系统由电极夹持器、横臂、立柱及传动机构组成。其任务是夹紧、放松、升降电极和输入电流。 6.2.3 炉衬 炉衬指电弧炉熔炼室的内衬，包括炉底、炉壁和炉顶三部分。炉衬的质量和寿命直接影响电弧炉的生产率、钢的质量和生产成本。 炉衬所用的耐火材料有碱性和酸性两种。目前绝大多数电弧炉却采用碱性炉衬，结构如图5-2所示。 炉底：绝热层（10-15mm石棉板+5-10mm的硅藻土粉+粘土砖） 绝热层厚80mm左右 保护层（2-3层镁砖+镁砂粉填缝） 工作层（200-300mm镁碳砖） 炉壁：绝热层（10-15mm石棉板+粘土砖） 工作层（镁碳砖） 炉盖：高铝砖+铝镁砖 6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺 碱性电弧炉氧化法冶炼是电炉炼钢最基本的冶炼方法。除此之外还有不氧化法、返回吹氧法等，它们都以氧化法冶炼为基础。氧化法冶炼操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、还原与出钢六个阶段。因主要由熔化、氧化、还原期组成，俗称老三期。 6.3.1 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。 　2）补炉部位 　　　炉衬各部位的工作条件不同,损坏情况也不一样。炉衬损坏的主要部位如下： 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2＃热点区还受到电弧功率大、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。 　　　　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。 目前，在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。 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。 补炉三原则：快补、热补、薄补。 快补：出钢完毕立即补炉，缩短补炉时间，有利于补炉料的烧结； 热补：利用出钢后炉体余热，使补炉料迅速烧结好。 薄补：薄补利于烧结，厚度20～30mm较好。 6.3.2 装料