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1、第六章第六章 电炉炼钢电炉炼钢武汉科技大学冶金工程系武汉科技大学冶金工程系周进东16.1 电炉炼钢概述电炉炼钢概述通常所说的电炉炼钢是指电弧炉(EAF，Electric Arc Furnace)炼钢，特别是碱性电弧炉炼钢(炉衬用碱性镁质耐火材料)，电弧炉是采用电能作为热源进行炼钢。传统电弧炉炼钢原料以冷废钢为主，配加10%左右的生铁。现代电弧炉炼钢除废钢和冷生铁外，使用的原料还有直接还原铁(DRI，HBI)、铁水、碳化铁等。26.1 电炉炼钢概述电炉炼钢概述按电流特性，按电流特性，电弧炉可分为交流和直流电弧炉。电弧炉可分为交流和直流电弧炉。交交流流电电弧弧炉炉以以三三相相交交流流电电作作电电源
2、源，利利用用电电流流通通过过三三根根石石墨墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料。电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料。直直流流电电弧弧炉炉是是将将高高压压交交流流电电经经变变压压、整整流流后后转转变变成成稳稳定定的的直流电作电源，采用单根顶电极和炉底底电极。直流电作电源，采用单根顶电极和炉底底电极。通通常常用用电电弧弧炉炉的的额额定定容容量量、公公称称容容量量来来表表示示电电弧弧炉炉的的大大小小。一一般般认认为为，电电弧弧炉炉的的公公称称容容量量(炉炉壳壳直直径径)40t(4.6m)以以下下的为小电炉，的为小电炉，50t(5.2m)以上的为大电炉。以上的为大电炉。36.1
3、 电炉炼钢概述电炉炼钢概述46.1 电炉炼钢概述电炉炼钢概述1981年年，国国际际钢钢铁铁协协会会提提议议按按电电弧弧炉炉的的额额定定功功率率分分类类电电弧弧炉。炉。对对于于50吨吨以以上上的的电电弧弧炉炉分分类类：额额定定功功率率100200kVA/t为为低低功功率率电电弧弧炉炉、200400为为中中等等功功率率、400700为为高高功功率率、7001000为超高功率为超高功率(UHP：Ultra High Power)电弧炉。电弧炉。对对于于UHP技技术术，近近年年来来有有炉炉子子容容量量趋趋大大、功功率率水水平平提提高高的的趋趋势势，国国外外个个别别电电弧弧炉炉的的功功率率水水平平已已超
4、超过过1000kVA/t，将将其称为超超高功率其称为超超高功率(SUHP)电弧炉。电弧炉。56.1 电炉炼钢概述电炉炼钢概述交交流流电电弧弧炉炉超超高高功功率率化化后后可可加加速速废废钢钢熔熔化化、缩缩短短熔熔化化时时间间，改善热效率和总效率。改善热效率和总效率。但但随随着着电电炉炉功功率率愈愈来来愈愈高高，同同时时也也出出现现了了电电弧弧稳稳定定性性差差、电电源源闪闪烁烁、炉炉壁壁热热点点等等问问题题，从从而而使使直直流流电电弧弧炉炉得得到到了了发发展。展。直直流流电电弧弧炉炉比比交交流流电电弧弧炉炉的的单单位位电电耗耗、电电极极单单耗耗和和耐耐火火材材料单耗都低，并且直流电弧炉不存在料单耗
5、都低，并且直流电弧炉不存在“冷点冷点”问题。问题。20世世纪纪90年年代代是是直直流流电电弧弧炉炉的的年年代代，全全世世界界已已经经投投产产和和50t以以上上直直流流电电弧弧炉炉已已超超过过100台台。可可以以说说，直直流流电电弧弧炉炉的的超高功率化已成为世界电炉发展的趋势。超高功率化已成为世界电炉发展的趋势。66.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备电炉炼钢设备主要包括电炉炼钢设备主要包括机械设备机械设备和和电气设备电气设备。电弧炉电弧炉近于球形体近于球形体，从减少散热表面积出发，以，从减少散热表面积出发，以球形为最球形为最好好。现代电弧炉炉体。现代电弧炉炉体中部是圆桶形中部是圆桶形，炉底为弧形炉底
6、为弧形，炉顶为炉顶为拱形拱形。作为发热体，电极端部的三电弧位于炉内中心部位。作为发热体，电极端部的三电弧位于炉内中心部位。三电三电极分布在等边三角形顶点上。极分布在等边三角形顶点上。76.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备86.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备6.2.1 电弧炉机械设备电弧炉机械设备电弧炉的构造为：电弧炉的构造为：p炉体炉体p炉体倾动装置炉体倾动装置p水冷炉盖水冷炉盖p电极升降装置电极升降装置96.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备（1）电弧炉的炉体）电弧炉的炉体由由金金属属构构件件和和耐耐火火材材料料砌砌筑筑成成的的炉炉衬衬两两部部分分组组成成，金金属属构构件包括炉壳、炉门、出钢机构、炉盖圈
7、和电极密封圈等。件包括炉壳、炉门、出钢机构、炉盖圈和电极密封圈等。106.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备（2）炉体倾动）炉体倾动为为了了便便于于电电弧弧炉炉出出钢钢和和出出渣渣，炉炉体体应应能能倾倾动动。是是在在炉炉底底两两侧侧设设置置一一对对圆圆弧弧轨轨道道，通通过过液液压压装装置置趋趋动动炉炉体体倾倾动动。在在加加料冶炼时靠机械设备维持炉子在水平位置。料冶炼时靠机械设备维持炉子在水平位置。116.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备倾倾动动机机构构就就是是用用来来完完成成炉炉子子倾倾动动的的装装置置，偏偏心心底底出出钢钢电电炉炉要要求求向向出出钢钢方方向向能能倾倾动动1215以以出出尽尽钢钢水水，向
8、向炉炉门门方方向向倾动倾动1015以利出渣。以利出渣。（3）水冷炉盖）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。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。动卷扬机
9、或液压缸带动连杆机构提升炉盖。126.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备136.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备（4）电极横臂升降装置）电极横臂升降装置电极横臂升降装置由支撑电极横臂升降装置由支撑横臂的横臂的立柱立柱、立柱导向装立柱导向装置置（铸钢结构）、（铸钢结构）、电极升电极升降液压缸降液压缸以及以及锁定装置锁定装置组组成。成。控制电极升降的液压缸装控制电极升降的液压缸装在立柱内，缸体固定在立在立柱内，缸体固定在立柱导向装置上。电极升降柱导向装置上。电极升降是由电极升降调节系统所是由电极升降调节系统所控制的比例阀来调节，从控制的比例阀来调节，从而控制冶炼电流。而控制冶炼电流。146.2 电炉炼钢设备
10、电炉炼钢设备6.2.2 电弧炉电气设备电弧炉电气设备p高压电源与隔离开关；高压电源与隔离开关；p高压断路器；高压断路器；p电抗器；电抗器；p变压器；变压器；p短网；短网；p电极电极156.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备高高压压电电源源与与隔隔离离开开关关：高高压压电电源源一一般般为为10110KV；隔隔离离开开关关主主要要用用于于电电炉炉设设备备检检修修时时，断断开开高高压压电电源源，有有时时也也用用来进行切换操作。来进行切换操作。高高压压断断路路器器：它它的的作作用用是是使使高高压压电电路路在在负负载载下下接接通通或或断断开开，并并作作为为保保护护开开关关在在电电气气设设备备发发生生故故障障时
11、时，自自动动切切断断高高压压电电路。路。电电抗抗器器：串串联联在在变变压压器器高高压压侧侧，其其作作用用是是增增加加电电路路中中感感抗抗，以达到稳定电弧和限制短路电流的目的。以达到稳定电弧和限制短路电流的目的。166.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备变变压压器器：电电弧弧炉炉的的主主要要电电气气设设备备，其其作作用用使使降降低低输输入入电电压压（一一般般为为200527V），产产生生大大的的电电流流（几几千千到到几几万万安安培培），供给电弧炉。，供给电弧炉。短网短网：从变压器低压侧的引出线至电极的一段线路，约有：从变压器低压侧的引出线至电极的一段线路，约有1020m，截面积大，通过电流大。，截面积
12、大，通过电流大。电极电极：将变压器输入的电流引入熔炼室的导体：将变压器输入的电流引入熔炼室的导体176.3 电弧炉炼钢原材料电弧炉炼钢原材料电弧炉炼钢用原材料主要包括废钢、生铁、软铁、合金材废钢、生铁、软铁、合金材料、造渣材料、氧化剂、脱氧剂及增碳剂料、造渣材料、氧化剂、脱氧剂及增碳剂。废钢废钢是电弧炉炼钢的主要原料。在电弧炉炼钢中，生铁一方面作为炉料的组成部分，另一方面用于提高熔炼过程中钢液的含碳量。（金属料中配入生铁的比例一般不超过30%）。软铁也称精钢料，通常用电炉在新炉衬下冶炼出来的。它的特点是含碳量低（0.030.15%），质地软，含磷量不大于0.02%。炼钢用合金材料包括铁合金和一
13、些纯金属，铁合金是铁和其他元素组成的合金。合金材料的主要作用是调整钢液的调整钢液的化学成分化学成分（钢液的合金化）和用作炼钢过程的脱氧用作炼钢过程的脱氧。186.3 电弧炉炼钢原材料电弧炉炼钢原材料造渣材料造渣材料石灰是碱性电弧炉造渣的主要材料。萤石的主要作用是降低炉渣的熔点，提高炉渣的流性，而不降低炉渣碱度。下铸法浇注后的汤道砖和中注管砖石废弃物，可用做造渣材料代替部分萤石。火砖块的主要成分为：SiO2约60%，Al2O3约40%。火砖块可以稀释炉渣，改善炉渣的透气性，有利于氧化泡沫渣的形成。但因火砖块含SiO2较高，加入过多会降低炉渣碱度，对 脱磷脱硫 不利。196.3 电弧炉炼钢原材料电
14、弧炉炼钢原材料氧化剂氧化剂铁矿石的主要成分主要是赤铁矿赤铁矿和磁铁矿磁铁矿。氧气可以强化冶炼过程，缩短熔化氧化时间，降低电耗，改善技术经济指标。脱氧剂主要有锰铁、硅铁、铝、硅锰合金、硅钙合金、炭粉、硅铁粉、电石等。增碳剂增碳剂在冶炼过程中为了使钢液增碳而往钢液中加入的物质叫增碳剂。主要有电极粉、电极块、焦炭粉和生铁。206.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺电电炉炉冶冶炼炼工工艺艺可可分分为为氧氧化化法法、返返回回氧氧化化法法和和不不氧氧化化法法三三种种类型。类型。氧氧化化法法的的特特点点是是在在冶冶炼炼工工程程有有氧氧化化期期，能能去去碳碳、脱脱磷磷、去去除气体和夹杂，氧化
15、法是最主要的炼钢方法。除气体和夹杂，氧化法是最主要的炼钢方法。传传统统电电弧弧炉炉氧氧化化法法冶冶炼炼可可分分为为补补炉炉、装装料料、熔熔化化期期、氧氧化化期、还原期和出钢期、还原期和出钢等阶段。现代电弧炉取消还原期。等阶段。现代电弧炉取消还原期。216.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（1）补炉）补炉电弧炉炉衬指炉壁、炉底和炉顶。电弧炉炉衬指炉壁、炉底和炉顶。电电弧弧炉炉炉炉衬衬在在熔熔炼炼过过程程中中，除除受受到到炉炉渣渣的的化化学学侵侵蚀蚀外外，还还受受原原料料及及钢钢水水的的机机械械冲冲刷刷和和电电弧弧辐辐射射的的影影响响，而而逐逐步步被被熔熔损。损。为为了了延延长
16、长炉炉体体寿寿命命，保保证证熔熔炼炼的的正正常常进进行行，防防止止意意外外事事故故的发生，出钢后应根据情况进行补炉。的发生，出钢后应根据情况进行补炉。226.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺喷喷补补本本着着快快补补、薄薄补补的的原原则则，补补炉炉材材料料的的烧烧结结温温度度极极高高，镁砂约为镁砂约为1600，白云石约为，白云石约为1540。由由于于补补炉炉操操作作一一般般在在停停电电情情况况下下进进行行，材材料料的的烧烧结结全全靠靠出出钢钢后后炉炉内内余余热热，故故应应抓抓紧紧时时机机，趁趁炉炉体体还还处处于于高高温温状状态态迅迅速投补。速投补。正正常常情情况况下下，补补炉
17、炉后后炉炉膛膛温温度度应应高高于于1200，在在特特殊殊情情况况下，也不应低于下，也不应低于1000。236.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（2）配料）配料配配料料是是电电炉炉炼炼钢钢工工艺艺中中不不可可缺缺少少的的组组成成部部分分，它它是是根根据据冶冶炼炼钢钢种种的的技技术术条条件件要要求求，合合理理搭搭配配各各种种原原料料，在在满满足足冶冶炼炼结结束束后后钢钢液液的的成成分分要要求求和和操操作作工工艺艺要要求求的的前前提提下下，尽尽可可能能降低炼钢原料的成本。降低炼钢原料的成本。配配料料的的主主要要任任务务在在于于确确定定炉炉料料的的化化学学成成分分及及其其配配比比，
18、以以保保证冶炼钢种的化学成分。证冶炼钢种的化学成分。配配料料原原则则：合合理理利利用用返返回回料料，尽尽量量采采用用便便宜宜的的合合金金，尽尽可可能减少原材料的消耗。能减少原材料的消耗。一一般般钢钢种种主主要要是是配配好好碳碳，对对于于高高合合金金钢钢还还要要配配好好主主要要合合金金元素。元素。246.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碳碳：为为保保证证氧氧化化期期的的氧氧化化脱脱碳碳，要要求求炉炉料料熔熔化化后后钢钢中中的的碳碳含含量量应应高高于于成成品品规规格格下下限限的的0.30.4%，熔熔化化期期碳碳含含量量有有0.20.3%的的损损失失(吹吹氧氧助助熔熔约约0.3%
19、)，则则一一般般要要求求配配碳碳量量高出钢种规格下限高出钢种规格下限0.50.7%。硅：硅：由炉料带入，要求炉料熔清后钢液中由炉料带入，要求炉料熔清后钢液中wSi0.15%。锰：锰：由炉料带入，要求炉料熔清后钢液中由炉料带入，要求炉料熔清后钢液中wMn0.2%。磷磷：碱碱性性电电弧弧炉炉氧氧化化法法冶冶炼炼能能去去除除钢钢中中的的磷磷，炉炉料料中中P最最好好0.06%。256.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺硫硫：碱碱性性电电弧弧炉炉氧氧化化法法冶冶炼炼各各期期均均可可脱脱硫硫，炉炉料料中中S最最好好0.08%。铬铬：从从炉炉料料中中带带入入，在在炉炉料料熔熔清清后后钢钢液
20、液中中Cr应应0.03%，Cr含含量量过过高高，经经氧氧化化生生成成的的Cr2O3进进入入炉炉渣渣，使使炉炉渣渣变变粘粘，不不利利于于脱脱磷磷脱脱碳碳反反应应，并并增增大大氧氧气气、矿矿石石消消耗耗，延延长长冶冶炼炼时间。用时间。用Cr含量高的炉料冶炼非铬钢种也是一种浪费。含量高的炉料冶炼非铬钢种也是一种浪费。镍镍、钼钼、铜铜：由由炉炉料料带带入入。在在钢钢液液中中不不易易氧氧化化，冶冶炼炼含含镍镍、钼钼、铜铜的的钢钢种种时时，配配入入Ni的的含含量量应应控控制制在在规规格格下下限限。对对于于一般钢种要求分别一般钢种要求分别0.01%。266.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工
21、艺（3）装料）装料装装料料对对熔熔化化时时间间、合合金金元元素素烧烧损损和和炉炉衬衬寿寿命命有有很很大大影影响响。装料应做到快和密实，以缩短冶炼时间和减少热损失。装料应做到快和密实，以缩短冶炼时间和减少热损失。炉炉料料在在炉炉内内必必须须装装得得足足够够密密实实，最最好好一一次次装装完完，或或者者先先多多装装再再补补装装的的方方法法装装料料。为为了了使使炉炉内内炉炉料料密密实实，装装料料时时应应大大、中中、小小料料合合理理搭搭配配，一一般般小小料料占占1520%、中中料料占占4050%，大料占，大料占40%左右。左右。276.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺布料原则为：布料
22、原则为：下致密、上疏松；中间高、四周低、炉门下致密、上疏松；中间高、四周低、炉门下致密、上疏松；中间高、四周低、炉门下致密、上疏松；中间高、四周低、炉门 口无大料，保证穿井快、不搭桥。口无大料，保证穿井快、不搭桥。口无大料，保证穿井快、不搭桥。口无大料，保证穿井快、不搭桥。286.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺现现代代电电炉炉装装料料方方式式有有料料斗斗(或或叫叫料料篮篮、料料罐罐、料料筐筐)顶顶装装料料和皮带装料两种方式。和皮带装料两种方式。我我国国目目前前一一般般采采用用炉炉顶顶装装料料，事事先先将将炉炉料料按按一一定定位位置置装装在在料料罐罐里里，然然后后用用吊吊车
23、车吊吊起起由由炉炉顶顶部部位位一一次次装装入入，这这是是一一种种最快的装料方法，一般只用最快的装料方法，一般只用35min；采采用用炉炉顶顶装装料料的的块块度度可可比比炉炉门门装装料料的的大大一一些些，炉炉门门装装料料最最大允许的块度随炉门大小而定；大允许的块度随炉门大小而定；采采用用料料罐罐装装料料，大大块块废废钢钢、松松散散炉炉料料均均可可装装入入炉炉内内；并并且且炉炉料料在在装装炉炉后后仍仍能能保保持持它它在在料料罐罐中中的的布布料料位位置置，比比炉炉门门装装料料能能更更好好地地利利用用炉炉膛膛空空间间，实实现现合合理理布布料料，因因而而被被广广泛泛采采用。用。296.4 碱性电弧炉氧化
24、法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（4）熔化期）熔化期熔熔化化期期的的主主要要目目的的是是将将固固体体炉炉料料熔熔化化成成液液体体，以以便便在在氧氧化化期期和和还还原原期期改改变变钢钢液液成成分分，去去除除有有害害杂杂质质(硫硫、磷磷、碳碳、氧、氮和氢氧、氮和氢)和非金属夹杂物。和非金属夹杂物。在在熔熔化化期期还还应应减减少少钢钢液液的的吸吸气气，去去除除部部分分硫硫、磷磷，去去除除炉炉料中的硅、锰、铝等元素。料中的硅、锰、铝等元素。熔熔化化期期是是指指从从通通电电开开始始到到炉炉料料全全部部熔熔清清为为止止。熔熔化化期期占占总总冶冶炼炼时时间间的的5070%左左右右，耗耗电电量量占占全全炉炉
25、总总电电耗耗的的6080%左右。左右。306.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺熔熔化化期期任任务务：在保证炉体寿命的前提下，将块状的固体炉料快速熔化，并加热升温至氧化温度；造好熔化期炉渣，以便稳定电弧，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。炉炉料料的的熔熔化化过过程程：通电后电极同固体炉料启弧，使炉料熔化，而电极逐渐下降，直到电极同炉底液体钢渣直接启弧为止。然后电极开始随液面的升高而缓慢抬升，直到炉料全部熔清。炉炉内内炉炉料料的的熔熔化化过过程程大大致致分分为为启启弧弧、穿穿井井、电电极极抬抬升升、熔熔化末了四个阶段。化末了四个阶段。316.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧
26、化法冶炼工艺326.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺熔化期操作：熔化期操作：主要是合理供电、适时吹氧和尽快造渣。主要是合理供电、适时吹氧和尽快造渣。这这些些操操作作是是相相互互配配合合的的，以以达达到到快快速速熔熔化化，并并保保证证钢钢液液成成分达到氧化期的要求。分达到氧化期的要求。336.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（5）氧化期）氧化期电电弧弧炉炉炼炼钢钢氧氧化化期期的的任任务务主主要要是是：去去P、氧氧化化调调整整钢钢液液含含碳碳量量和和升升温温、去去除除钢钢中中气气体体(N、H)和和去去除除钢钢液液中中氧氧化化物物夹夹杂。杂。氧氧化化期期脱脱碳
27、碳。脱脱碳碳是是炼炼钢钢中中的的一一个个重重要要过过程程，碳碳的的氧氧化化产产生生CO气气体体，CO气气泡泡使使钢钢液液沸沸腾腾并并增增大大钢钢渣渣界界面面，可可加加速速脱磷。脱磷。炼炼钢钢工工艺艺规规定定，炉炉料料的的平平均均含含碳碳量量应应超超过过钢钢的的规规定定含含碳碳量量，以便在氧化期中将这部分多余的碳氧化掉。以便在氧化期中将这部分多余的碳氧化掉。346.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺根根据据输输入入熔熔池池氧氧的的来来源源，碳碳的的氧氧化化分分矿矿石石氧氧化化法法、吹吹氧氧氧氧化法和综合氧化法三种：化法和综合氧化法三种：p矿矿石石氧氧化化法法。矿矿石石氧氧化化法
28、法是是一一种种间间接接氧氧化化法法。它它是是利利用用铁铁矿矿石石中中含含有有8090%的的高高价价氧氧化化铁铁(Fe2O3、Fe3O4)，加加入入到到熔熔池池后后转转变变成成低低价价氧氧化化铁铁(FeO)，FeO进入钢液作为氧化剂氧化钢中的碳。进入钢液作为氧化剂氧化钢中的碳。p吹吹氧氧氧氧化化法法。吹吹氧氧氧氧化化法法是是一一种种直直接接氧氧化化法法，即即直直接接向钢液熔池吹入氧气，氧化钢液中碳、磷等元素。向钢液熔池吹入氧气，氧化钢液中碳、磷等元素。356.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺p综综合合氧氧化化法法。综综合合氧氧化化法法就就是是向向熔熔池池加加入入矿矿石石和和吹
29、吹入入氧氧气气，即即矿矿石石-吹吹氧氧脱脱碳碳法法。这这是是目目前前生生产产中中常常用用的的一种方法。一种方法。综综合合氧氧化化法法操操作作：氧氧化化前前期期加加矿矿石石、后后期期吹吹氧氧工工艺艺。在在氧氧化化顺顺序序上上，先先脱脱磷磷再再脱脱碳碳；在在温温度度控控制制上上，现现低低温温后后高高温温；在在造造渣渣上上，先先大大渣渣量量脱脱磷磷，后后薄薄渣渣层层脱脱碳碳；在在供供氧氧上上，先先矿石再吹氧。矿石再吹氧。366.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（6）还原期）还原期还还原原期期也也叫叫精精炼炼期期，通通常常是是指指氧氧化化末末期期扒扒渣渣完完毕毕到到出出钢钢这这段时
30、间。段时间。主主要要任任务务是脱氧、脱硫、调整钢液的化学成分和调整钢液温度到出钢温度。传统电炉冶炼工艺中，还原期的存在显示了电炉炼钢的特点。而现代电炉冶炼工艺的主要差别是将还原期移至炉外进行。376.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺炼钢氧化期向钢液中吹入大量的氧来完成脱磷、脱碳、去夹杂、脱气等任务，氧化期结束后，残留在钢中的氧对钢质量极为有害。所以在还原期要脱去这部分氧。电电炉炉炼炼钢钢脱脱氧氧方方法法有有三三种种：沉沉淀淀脱脱氧氧、扩扩散散脱脱氧氧和和综综合合脱脱氧。氧。p沉沉淀淀脱脱氧氧。沉淀脱氧又叫直接脱氧，是直接向钢水中加入脱氧剂(如Si、Mn、Al、Ti等)与氧反
31、应，生成不溶于钢的稳定氧化物，由于生成物密度比钢液小而上浮进入炉渣，以达到脱氧的目的。386.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺p扩扩散散脱脱氧氧。扩散脱氧又叫间接脱氧，是通过对炉渣进行脱氧，破坏氧在渣钢间分配的平衡，使钢中的氧不断向渣中扩散，从而达到脱氧的目的。此法是电炉炼钢特有而基本的脱氧方法。p综综合合脱脱氧氧。综合脱氧是在还原过程中交替使用沉淀脱氧和扩散脱氧的一种联合脱氧方法，即氧化末、还原前用沉淀脱氧-预脱氧，还原期用扩散脱氧，出钢前用沉淀脱氧-终脱氧。此法充分发挥了沉淀脱氧反应速度快和扩散脱氧不污染钢水的优点。目前国内大部分钢种都采用综合脱氧。396.4 碱性电弧
32、炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（7）出钢）出钢传统电炉冶炼工艺，钢液经氧化、还原后，当化学成分合化学成分合格，温度符合要求，钢液脱氧良好，炉渣碱度与流动性合格，温度符合要求，钢液脱氧良好，炉渣碱度与流动性合适适时即可出钢。因出钢过程的钢-渣接触可进一步脱氧与脱硫，故要求采取“大口、深冲、钢大口、深冲、钢-渣混合渣混合”的出钢方式。406.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺碱性电弧炉氧化法冶炼工艺（8）钢液的合金化）钢液的合金化现现代代电电炉炉冶冶炼炼工工艺艺的的合合金金化化一一般般是是在在出出钢钢过过程程中中在在钢钢包包内内完成完成。出出钢钢时时钢钢包包中中合合金金化化为为预预合合金金化化
33、，精精确确的的合合金金成成分分调调整整最最终是在精炼炉内完成的。终是在精炼炉内完成的。合金化操作主要指合金化操作主要指合金加入时间合金加入时间与与加入的数量加入的数量。416.5 废钢预热技术废钢预热技术电炉炼钢产生的高温废气温度约12001400，烟气的热量可占到电弧炉热量总收入的20%左右，利用高温废气对废钢进行预热从而达到降低电耗的目的。目前废钢预热方法主要有：p连续电弧炉；连续电弧炉；p双壳电炉；双壳电炉；p竖式电炉。竖式电炉。426.5 废钢预热技术废钢预热技术（1）炉料连续预热法）炉料连续预热法炉料连续预热法的代表是Consteel工艺：用封闭式振动型传送带将废钢连续送入电炉内，而
34、高温废气则逆向流经废钢上面对其进行预热。Consteel电电炉炉由由炉炉料料连连续续输输送送系系统统，废废钢钢预预热热系系统统，电电炉炉熔炼系统，燃烧室及余热回收系统等四部分组成。熔炼系统，燃烧室及余热回收系统等四部分组成。436.5 废钢预热技术废钢预热技术Consteel电电炉炉的的工工作作原原理理：在连续加料的同时，利用炉子产生的高温废气对炉料进行连续预热，可使废钢入炉前的温度达到600左右，而预热后的废气经燃烧室进入余热回收系统。Consteel电炉实现了废钢连续预热、连续加料、连续熔化，提高了生产效率；降低了能耗，减少了渣中的氧化铁含量，提高了钢水的收得率。446.5 废钢预热技术废
35、钢预热技术（2）双壳电炉预热法）双壳电炉预热法双壳电炉具有一套供电系统和两个炉壳(即“一电双炉”)，一套电极升降/旋转装置交替对两个炉壳供热熔化废钢(亦有少数炉子采用两套电极升降/旋转装置)。456.5 废钢预热技术废钢预热技术双壳电炉预热法采用一个电源两个炉子，用一个炉子炼钢，将其产生的废气导入另一个装有废钢的炉内进行预热，然后交替作业，既解决了料篮预热法引起的环境污染问题，又可进行1000以上的高效预热，还节省了出钢、补炉及第一次装料等非通电时间，提高了生产效率。双壳电炉自1992年开发到1997年已有20多座投产，其中大部分为直流双壳炉。466.5 废钢预热技术废钢预热技术（3）竖式电弧炉）竖式电弧炉476.5 废钢预热技术废钢预热技术竖炉炉体为椭圆形，在炉体相当炉顶第四孔(直流炉为第二孔)的位置配置一竖窑烟道，并与熔化室连通。主要特点是：p废钢放置在这个竖炉(或称竖井)中，通过电炉熔炼时所产生的上升热废气进行预热；p废钢事先加入在竖炉中，然后直接进入电炉炉膛；p竖炉中的废钢料柱可以对预热废钢的废气起到过滤作用。48思考题电炉炼钢脱氧方法有哪几种？电炉炼钢脱氧方法有哪几种？49谢谢！谢谢！50