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1、直流电弧炉技术德国MAN-GHH集团早在1984年，就开始Unarc型直流电弧炉的研究 开发工作。但在其国内，由MAN-GHH集团提供的大型Unarc型直流电弧 炉到目前为止仅有两台，它们分别是德国乔奇斯玛丽赫特钢厂的 125t 电弧炉（1994 年投产）和德国普瑞奥萨克钢公司佩尼钢厂的 100t 电弧炉 （1995 年投产），而且都是代替原有转炉的。（1）MAN-GHH 集团直流电弧炉的特点：MAN-GHH 集团直流电弧炉的炉底电极特点是：根据炉子的不同容量， 把100250根触针埋入炉子中央部分的耐火材料里。在触针的下端进行 强制空冷，以防耐火材料中的触针熔损。尽管耐火材料中与钢水接触部
2、分的触针上部会熔化。由于触针反复熔化和凝固，不会有消耗。但是， 耐火材料一旦减少，触针就会损耗。所以，在触针上装有热电偶，到设 定温度就更换炉底电极。（2）德国乔奇斯玛丽赫特钢厂 125t 直流电弧炉的设备与生产工艺125t直流电弧炉的设备该直流电弧炉的炉壳直径护7300mm，变压器功率130MVA,底电极强 制空冷，顶电极直径护700 mm；以天然气为燃料的5只烧嘴分别布置在 炉门口、EBT出钢口上部和炉壁三个区域，天然气消耗量为400m3/h，氧 耗为800m3/h。底电极为触针型（原为190根，1996年10月已改为244 根）。触针直径护45mm，触针长度1590mm，触针露出小炉底2
3、535mm。 炉下底电极顶出装置为6只液压缸，顶距3m,电炉配备EBT出钢系统。 炉盖为全水冷结构，中心部位的小炉盖内径拇800mm，外径护1300mm。炉 盖向出钢口旋转，最大旋转角为 85。炉子通过液压向出钢侧和炉门侧 倾动。出钢侧最大倾角为 25，向炉门侧最大倾角为 15。炉壳上部贴 有17块水冷块。护700电极有喷淋装置。电炉水冷系统采用闭循环，循 环水量为1900m3/h，进口水温27C，出口水温3540C。125t直流电弧炉的冶炼工艺及其冶金效果a.125t 直流电弧炉的冶炼工艺125t 直流电弧炉的冶炼工艺主要围绕熔料、去磷和升温三大任务展 开。其冶炼工艺流程为：补炉一进料（第一
4、料篮）一通电一氧气和天然气 助燃一停电进料（第二料篮）一通电一氧气和天然气助燃一成分分析一测 温一流渣一测温和成分分析一定氧一停电出钢（打开EBT出钢口）一塞 EBT出钢口一补炉。具体工艺操作要点为：补炉：在中后期34炉补一次，补炉砂用量6kg/1；采用旋转补炉 机喷补。另外，炉门口是补炉重点，基本上每炉都要补一次。进第 1 次料：料重为总料重的 60%70%。料高用料篮压。同时，通 过计算机画面作通电前的设备检查。通电：用小电流和小电压起弧，然后用大电流和大电压。氧燃烧嘴和喷枪助燃：开启 5 只氧燃烧嘴；同时通过喷枪吹氧切割 炉门口的废钢。进第2次料：料重为总料重的30%40%。天然气和喷枪
5、助燃10 20min,升高电极，旋出炉盖，进第2次料。也可根据水冷炉壁冷却水温 度的提高值、功率输入和第 2 料篮中的料源情况确定进第 2 次料的时间。脱磷和升温：电炉内炉料基本熔清后，可进行脱磷流渣操作。适当 补加造渣材料、喷吹碳粉造泡沫渣，加速脱磷和升温，以使钢中磷达到 要求，并且温度控制在1600C左右。出钢：一旦磷和其它元素含量达到要求，迅速升温到 1650 1 680C,并用测温定氧仪测定钢液温度和钢中氧活度。符合要求后，即可 出钢。b.125 t 直流电弧炉的冶金效果 该直流电弧炉在 1994 年7月投产后第 5天，即投入三班运行， 1996 年19月的产量总计为3.51万t；最高
6、日产22炉，一般1719炉。该直流电弧炉投产至今已获得的冶金效果如表11 所示。表 11 125 t 直流电弧炉的冶金效果项目数值装料量/t137152出钢量/t122132冶炼时间/min65 94通电时间/min49 61电耗/kW.h. t-1438517电极消耗/kg. t-11.2总能耗/kW.h. t-1536608出钢前的炉渣碱度1)3.5 4出钢温度/C1 6301 680出钢前钢中氧活度2)(X10-6)400550出钢P(%)0.003 0.006出钢脱硫率(%)20 30出钢时的材料加入量/t24底电极寿命(次)$800*： 1)出钢前10 min取样；对应的FeO含量：
7、26%34%。2)对应的C: 0.02%0.07%。3.6 过程计算机软件和冶金模型的开发2 德国克虏伯公司 Siegen-Geiswtid 钢厂针对特殊钢生产线的生产特 点开发了电弧炉能量输入软件包、电弧炉电极控制软件包、钢包炉电极调节软件包和浇铸控制软件包。钢包炉电极调节软件包主要控制电极和钢液面之间的距离。长电弧 可避免增碳，短电弧可防止炉衬的损耗。浇铸控制软件包可保证结晶器 中液面高度的精确控制、自动开浇和尽早发现浇铸的异常。另外，该厂还针对汽车用钢的特点，开发了合金化计算模型，内容 包括计算合金加入量、确定加入所有材料后所需的出钢温度和各种钢水 的液相线温度，计算炉渣碱度以及成品钢淬
8、透性的范围及其调整等，如 图6 和图7 所示。时期F翌求有关的 淬透性怦俄范围妾威洋透性廿般6 2 ft-1A 11-C二妁如桶氐也圧裁CrMoMn化学曲分许可僞芒幔尼不問令金老虑姐忧前格也田正常操作 睜遴性计佛值痒透性計算值图 6 冶金模型的应用及其对淬透性分散范围的影响砂均为和炉）flfi+41 Ct4 一用户要求理榴（标起井散廠EH 的上部吊区域） 正常撫作范揖G芒匕蜀直镇尬猝火曲址3&4(1 5D W 70距离伽跡图 7 计算合金加入量对淬透性分散范围的影响4 结论（1）德国使用电弧炉的钢厂，无论生产特殊钢还是普钢，都采用炉外 精炼和连铸设备。(2)多功能喷枪、二次燃烧、铝制导电电极臂、单臂钢包炉等新技术 已得到实际应用，并取得明显技术和经济效果。(3) 直流电弧炉技术已相当成熟，实际操作指标已相当先进。(4) 过程计算机软件和相关冶金模型已在特殊钢生产中得到实质性 应用。作者简介： 虞明全(1962- ),男，工程师.触针式电极，特点是在炉底耐火材料中垂直放入几百支低碳铜导体，称为“触 针”,上端略高于炉底耐火材料,下端有螺纹,穿过炉底固定在导板上
