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电弧炉炉型设计

电弧炉炉型设计

电弧炉是电路炼钢车间的核心设备，电炉设计的好坏直接影响到炼钢生产的顺当与否。假设设计不合理造成先天性缺陷，一旦投产就很难再做改动，所以对于电炉设计应予以重视。

电弧炉炉型

电弧炉炉型是指炉子内部空间的外形和尺寸，不同的熔炼炉因工作条件不同，供热热源不同而有不同的内部空间。电弧炉近于球形体，从削减散热面动身，以球形为最好。现代电弧炉炉体中部是圆筒形，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。

电弧炉设计应保证高的生产率，电能、耐火材料、电极等消耗要低，同时要满足冶金反响顺当进展，故应考虑以下因素：

选用大功率变压器；

保证高的热效率和电流效率；

承受高质量的耐火材料砌筑材料；

炉子各部格外形和尺寸设计布局合理；

炉子熔炼室容积能一次装入堆比量中等的全部炉料；

炉子倾斜10°~20°能保证钢液顺当流出。

熔池的外形和尺寸

电弧炉的大小以其额定容量来表示，所谓额定容量是指设计的电炉熔池所能容纳的钢水量。实际生产过程中，随着熔炼炉数的增多，熔池容积渐渐增大，装入量或者出钢量也就不断增加。另外生产中还常常用提高炉门槛即造假炉门槛的方法来增加炉产量，这样就消灭了超装问题，一般认为吵装20%50%为宜，不宜超装太多，大电弧炉根本上都不超装。

熔池：容纳钢液和熔渣的那局部容积。熔池的容积应能足够容纳适宜熔炼的钢液和熔渣，并留有余地。

池的外形

其外形应有利于冶炼反响的顺当进展，砌筑简洁，修补便利。目前使用的多为锥球型熔池，上局部为倒置的截锥，下局部为球冠。球冠形电炉炉底使得熔化了的钢液能积蓄在熔池底部，快速形成金属熔池，加快炉料的熔化并及早造渣去磷。截锥形电炉炉破便于补炉，炉坡倾角45°，其优点如下

○145°角叫自然锥角，砂子等松散材料成堆后的自然锥角正好也是45°

熔池尺寸计算

○1熔池容积V

。依据定义：V

池

=V+V

池 液 渣

式中 T—出钢液量；

V=T/ρ

液 液

ρ —钢液的密度，取7.0t/m3。

液

V=G/ρ

渣 渣 液

式中 G

—按氧化期最大渣量计算，钢液量的3%〔碱性〕；

渣

ρ—3~4t/m3，取3t/m3。

渣

○2熔池直径D〔渣面直径〕和深度H之比D/H。

在计算熔池直径D和深度H之前，首先要确定一个适宜的D/H值。在熔池容积确定的条件下，D/H越大，则熔池越浅。熔池容积确定，熔池越浅，熔池外表积越大，即钢、渣界面积越大，有利于钢渣之间的冶金反响，因此，期望D/H大一些。但是D/H太大，则熔池直径和熔炼室

直径都增大，于是路壳直径增大，导致D耗也增大，所以D/H又不能太大。

太大，炉壳散热面积增大，电

壳

假设D/H太小，熔池太深，钢液加热困难，温度分布不均匀性大。在氧化期应对金属进展良好的加热，并对熔池中的金属进展猛烈沸腾搅拌，以使金属成分和温度均匀。

当炉坡倾角45°时，D/H一般趣=5左右教适宜。

由截锥体和球冠体的体积计算公式可知，熔池的计算公式为：

V=h(D2+dD+d2)+h(3×+h2)

池 2 1 1

式中h—球冠局部高度，一般取h=H/5;

1 1

h—截锥局部高度，h=H-h=4/5H;

2 2 1

D—熔池液面直径，通常实行D/H=5;

d—球冠直径，因d=D-2h=5H-8/5H=17/5H

2

带入上式，整理后得V池=12.1H3=0.0968D3

利用上式可求出H和D的值。计算求得：

V=14.286m3 V

液

=1.0m3

渣

V=V+V=15.286m3

池 液 渣

D=5405㎜； H=1081㎜； h=216㎜； h=865㎜；

1 2

d=5405㎜；

熔炼室尺寸

熔炼室是指熔池以上至炉顶拱基的那局部容积，其大小应能一次装入积存密度中等的全部炉料。

熔炼室直径D

熔

炉坡与炉壁交界处的直径，为了防止钢液沸腾时炉渣冲刷炉壁砖或炉渣

到大炉坡与炉壁砖交界处，炉坡应高于炉门槛〔渣面与炉门槛平齐〕约100

㎜左右，即中选定炉坡倾角为45°时：

D=D+100=5405+100=5505mm

熔

熔炼室高度H

1

金属炉门槛至炉顶拱基的高度为熔炼室高度。炉衬门槛较金属门槛高

80~100。

从延长炉盖寿命和多装轻薄料考虑，期望熔炼室高度H大些，由于增大

1

熔炼室高度H1，炉盖距电弧和熔池面距离远，炉盖收到的辐射热相对少一些，

炉盖寿命长，另外，熔炼室高度H

1

大，装轻薄料多。但是假设熔炼室高度

H太大：

1

○1炉壳散热面积大→电耗多；

○2电极长→电阻大。

阅历值H/D=0.44~0.40.40t电炉，本设计取0.42，