主要内容v电炉炼钢及其发展v电弧炉的电器设备v电弧炉炉体构造与炉衬v电弧炉炼钢原材料v碱性电弧炉冶炼工艺v超高功率电弧炉和直流电弧炉v典型钢种冶炼v电炉新技术、新工艺绪论：电弧炉炼钢及其发展一、电弧炉一、电弧炉 目前，世界上电炉钢产量的目前，世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生产以上都是由电弧炉生产的，因此电炉炼钢主要指电弧炉的，因此电炉炼钢主要指电弧炉电炉炼钢是以废钢为主要原料，以三相交流电作电源，电炉炼钢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、熔化炉料加热、熔化炉料电弧炉是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法电弧炉是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法(现在也用现在也用来生产普通钢来生产普通钢)二、二、电弧炉炼钢的特点电弧炉炼钢的特点1、温度高而且容易控制、温度高而且容易控制2、可以制造还原性气氛，有利于去硫、可以制造还原性气氛，有利于去硫3、热效率高，可达、热效率高，可达65%以上以上4、冶炼设备简单，投资少、冶炼设备简单，投资少缺陷：缺陷：1、耗电量大、耗电量大 500700kwh/t2、成品钢中、成品钢中H、N含量偏高含量偏高3、炭质电极可能使钢液增碳，给低碳钢冶炼带来困难、炭质电极可能使钢液增碳，给低碳钢冶炼带来困难v三、长流程与短流程v长流程：铁矿石 高炉 铁水 转炉 钢水 浇注 钢坯 轧钢 钢材v短流程：废钢等 电炉 钢水 浇注 轧钢 钢材废钢废钢电炉炼钢流程，具有流程短，设备布置、工艺衔接紧凑，投入产出电炉炼钢流程，具有流程短，设备布置、工艺衔接紧凑，投入产出快。
快四、电炉四、电炉“短流程短流程”的优势：的优势：充足的废钢资源充足的废钢资源能源优势能源优势流程优势流程优势环保意识环保意识可持续发展可持续发展 1）投资比高炉转炉流程减少l2以上如美国、日本等国的薄板坯电炉短流程，实际费用约为传统流程的l4 2)生产成本低，劳动生产率高钢铁联合企业从铁焦烧开始到热轧板卷为止，吨钢能耗一般为23kJt，而以废钢为原料的电炉钢厂短流程工艺生产的产品能耗接近10kJt，能耗降低60左右3)在世界每年废钢产量为3亿多吨的情况下，电炉短流程的发展对于促进环保，消化废钢，净化冶金工厂的环境起到了良好的推动作用因此，发达国家把发展紧凑式电炉短流程作为重点五、电炉工艺流程图第一章电弧炉的电器设备11 电弧概念与交流电弧特性一.电弧基础 电弧炉热源电弧：决定炉内热工状况和设备的电器特性1.电弧是一种气体放电现象在两电极间加上一定的电压，就能自行放电放电时两电极间的气体被电离，出现大量带电质点自由电子和正离子，电极间出现导电通道，电流密度达KAcm2，气体达几千摄氏度当炉料熔清后，充分搅拌熔池，取样分析C、Mn、P、S、Ni、Cr、Cu等元素含量，在P0.（3）一次冷却：结晶器水流量72146m3/h；特征：红色烟雾（Fe2O3挥发）。
1）冶炼38CrMoAl，熔化末期，调整Mo成分；扒除氧化渣后，加入薄渣料造薄渣，并加入要求的脱氧剂，薄渣形成后，往渣面加入2.（2）冷却用废钢及其它含铁原料的加入原则，见相关规定溶解的氧在炉底的孔隙处反应生成CO气泡：在电弧炉炼钢中，主要应用沉淀脱氧对钢液进行预脱氧和终脱氧要求铁矿石的含铁量高，比重大2FeS+2(CaO)+Si液=2(CaS)+(SiO2)+2Fe渣中CaC2含量由初始的24%（黑色）变到1%以下，呈白色炉渣，直至出钢温度高于钢种氧化期规定温度，就可以加入矿石进行氧化操作此时可在熔化期扒除部分的熔化渣，造高氧化性炉渣，在吹氧脱碳和供电升温的过程中磷可大部分进入炉渣，并在自动流渣时去除，吹氧的脱碳量可按吹氧量控制，当碳合适后即可扒除部分氧化渣，进行纯沸腾1）炉料必须清洁、干燥；因为是放热反应，所以在高温下不易进行，即低温下钢渣间的脱磷反应达到平衡时，在氧化后期温度升高后钢液中的磷反而增加2.电弧柱中气体电离的原因 阴极斑点的热电子发射电场电离3.消电离的两种形式 扩散二.交流电弧特性1.交流电弧的不连续性2.炼钢炉中电弧 在熔化期，电弧长度较小（1020mm），电弧不断地从一块炉料跳向另一块炉料，因而电弧电压和电流的波形无规则地剧烈变动。
当有炉渣形成后，电弧增长并变得稳定些，电弧被炉渣包围的部分越大时，电弧电压和电流的波形越接近于正弦形实际炼钢炉中电弧的阴极和阳极轮流位于石墨和金属上在三相炼钢电弧炉中，每相电弧受到其它两相电弧所建立磁场的作用，于是被地磁力移至电极端靠近炉衬的外侧电弧外吹电极末端形状也随之改变12 电弧炉的主电路及主电路上的电器设备一.电弧炉的主电路v由高压电缆线至电极的电路称为电弧炉的主电路1.主电路组成v隔离开关、高压断路器、电抗器、电炉变压器、低压短网等2.主电路作用v 从高压电网取得高压电能，转变为低电压、大电流输送到电极二.主电路上的电器设备1.隔离开关v作用：电炉设备检修时断开高压电源，或进行切换操作v结构：三相刀闸开关v特点：无灭弧装置，必须在无负载时接通或切断电路v开关操作顺序：送电时先合上隔离开关，后合上高压断路器；停电时先断开高压断路器，后断开隔离开关v操作机构：手动、电动、气动三种2.高压断路器v作用：是电弧炉的操作开关，用以切断电炉变压器的空载电流、工作电流和炉中发生短路时的工作短路电流v工作特点：操作次数频繁，要求操作断路器能经受5000次操作而无需维修v种类：高压油开关、电磁式空气断路器、真空断路器。
3.电抗器v作用：串连在变压器的高压侧，增加电路的电抗，限制短路电流和稳定电弧4.电炉变压器 作用：将高电压低电流转变为低电压大电流供给电弧炉5.短网v从电弧炉变压器低压侧的出线开始到电极这一段线路v结构：主要由硬铜母线（铜排）、软电缆和炉顶水冷铜管三部分组成v影响：电炉电效率；功率因素；三相电功率平衡第二章 电弧炉炉体构造与炉衬21 电弧炉炉体构造一.炉壳二.炉门三.出钢口与流钢槽四.炉盖圈五.电极密封圈22 炉型尺寸与炉衬一.电弧炉炉型尺寸1.熔池的形状与尺寸v熔池是指电弧炉渣线以下部分的空间v 池形状：圆台形、圆台加球缺形v主要尺寸：A.熔池直径：炉门坎水平面的直径，DB.熔池深度：炉门坎水平面到炉底中心处的深度v 一般推荐:DH4.552.熔炼室的形状和尺寸v熔炼室是指熔池上部的空间主要由炉子的容量决定内壁表面常砌成上薄下厚的斜形，斜角：683.炉盖的形状和尺寸v关键尺寸：拱高95/32*103=0.此时可在熔化期扒除部分的熔化渣，造高氧化性炉渣，在吹氧脱碳和供电升温的过程中磷可大部分进入炉渣，并在自动流渣时去除，吹氧的脱碳量可按吹氧量控制，当碳合适后即可扒除部分氧化渣，进行纯沸腾。
电效率是电能转化为真正用于熔化炉料的热量的分数脱磷和脱碳都是氧化反应，它们之间有共性，都需要氧不易氧化且难熔化的铁合金在使用前应加热机械制造用钢和建筑用钢；（6）若要经VD抽真空，吊包温度在原来基础上加上80-100；在氧化顺序上：先P后C；4、冶炼设备简单，投资少由炉底、炉壁和炉盖三部分组成作用：是电弧炉的操作开关，用以切断电炉变压器的空载电流、工作电流和炉中发生短路时的工作短路电流1）轴承钢安排在EAF中期炉龄的炉内冶炼表（2-4）01%，取样看钢液收缩情况GCrSiWV（中）、Cr4Mo4V、Cr14Mo4V（高）二.电弧炉炉衬v由炉底、炉壁和炉盖三部分组成1.炉底结构v绝热层：是炉底的最下层，其作用是减少通过炉底的热损失v保护层：其作用是保证熔池部分的坚固性，防止漏钢v工作层：直接与钢液和炉渣接触，热负荷高，化学侵蚀严重，机械冲刷激烈2.炉壁结构v由外向内第一层以石棉板作绝热层，第二层用硅藻土或粘土砖立砌作保温层，第三层用沥青镁砂砖环砌作工作层3.水冷挂渣炉壁v可装置在渣线以上炉壁热点区和易损区局部使用；也可在渣线以上做成全水冷挂渣炉壁4.炉盖结构：一般用一、二级高铝砖或铝镁砖砌筑。
5.水冷炉盖第三章 电弧炉炼钢用原材料一.钢铁料1.废钢A.普通废钢v来源广泛，成分和规格较复杂B.返回废钢v 来自钢铁厂的冶炼和加工车间对废钢的要求 废钢表面清洁少锈废钢中不得混有铜、铅、锌、锡、锑、砷等有色金属废钢中不得混有爆炸物、易燃物、封闭器皿和毒品废钢要有明确的化学成分废钢要有合适的块度和外形尺寸2.生铁v一般用于提高炉料的配碳量或代替一部分废钢通常配入量为1020v3.直接还原铁二.氧化剂1.铁矿石v要求铁矿石的含铁量高，比重大2.氧化铁皮v要求与转炉炼钢相同3.氧气v 是最主要的氧化剂要求含O299，水分3gm3，熔化期氧压为0.30.7MPa，氧化期氧压为0.71.2MPa三.脱氧剂和铁合金v 要求：1.脱氧剂和铁合金中的有用元素含量要高，以减少熔化时的热能消耗2.块度大小应适当，难熔化的块度要小些，易熔的可大些3.非金属夹杂物、P、S和气体以及炉渣等杂质含量应尽量低些4.在许可范围内尽量先使用高碳铁合金，然后中、低碳铁合金5.不易氧化且难熔化的铁合金在使用前应加热四.造渣材料1.石灰 CaO85，SiO22，S0.5，宜采用活性石灰2.萤石 CaF28595，应在100200的低温干燥后使用。
3.粘土砖块SiO260，Al2O335，改善炉渣流动性五.增碳剂1.碳粉2.电极粉（碎电极块）v是最好的增碳材料，其比重大（碎电极块），S、P低，灰分少六.电极1.石墨电极性能 石墨加热后，直接由故态升华为气态，升华温度高达3800它与大部分材料不同，在温度上升时，其机械强度上升，在2000时石墨强度是室温下的1.6倍石墨的电阻系数和温度变动的相依关系较复杂在1400下的电阻系数和室温下的相同，而金属的电阻系数却总是随温度升高而增大的石墨的导热性能好而热膨胀系数较低，使石墨抗热震性能较好，降低了电极中的热应力在石墨表面温度大于400后会和氧气结合氧化量与气体中的氧含量、气体流速和暴露时间有关在温度大于600后，氧化过程激烈石墨易于加工，电极两端螺纹接头有较高的加工精度，接头处接触良好，机械应力分布较好，且价格不贵2.石墨电极的消耗v 原因：电极端面消耗A.升华B.热应力导致剥落C.熔解电极侧面消耗电极折断高位断裂残端消耗低位断裂3.降低电极消耗的措施 减少由机械外力和电磁力引起电极折断和破损电极应存放在干燥处，严防受潮减少电极接头的电损失减少电极周界的氧化消耗降低电极端部的消耗提高电极调整器自动升降的灵敏度，有利于降低电极消耗。
强化管理，严格执行配电、配料、装料等关键操作制度，以减少非正常消耗第四章 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺41 补炉和装料一.炉衬及补炉1.炉衬v炉衬指炉壁、炉底和炉顶寿命最低的是炉壁，它的工作条件最差，距电弧近，温度高，又受炉渣的严重侵蚀炉衬损坏对冶炼操作的影响A.炉龄后期渣线处侵蚀严重时，易造成跑钢事故，最易从二号电极对应的炉壁跑钢，烧坏设备B.内衬侵蚀严重时由于炉壁薄而热损失大，升温困难，不易控制钢液的温度C.炉衬严重损坏或补炉镁砂未烧结而往渣中上浮时，渣中MgO颗粒大量增加，渣的流动性变坏，延缓渣钢间的化学反应，钢中夹杂物增加，钢质量严重降低D.炉底有深坑时成分不易稳定，如冶炼含钨的钢加FeW时易于沉入坑底，造成W含量偏低E.炉顶温度过高时（由于炉渣太稀反射热量大或供电功率太大辐射到炉顶的热量增加），会产生淌炉顶的现象，炉顶表面粘附着氧化渣，熔化滴落后增加了渣中（FeO），影响还原期炉渣的碱度和脱氧、脱硫能力影响炉衬寿命的因素A.炉渣对炉衬的侵蚀v炉渣在冶炼各期均侵蚀炉衬，形成“渣线”带，侵蚀的程度视炉渣的碱度和流动性而定B.冶炼温度对炉衬寿命的影响v炉衬温度太高也是降低炉衬寿命的主要原因之一，应该有一合理的供电制度。
C.装料不当损坏炉衬2.补炉 补炉材料v镁砂或熟白云。