电炉炼钢工艺与操作-电炉炼钢概述

炼钢工艺与操作电炉炼钢工艺与操作-电炉炼钢概述1.电炉炼钢概述

1、电弧炉电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。常用炼钢电炉可分为：电弧炉（EAF,ElectricArcFurnace）、感应熔炼炉和电渣重熔炉等。2、电炉炼钢的发展电炉炼钢的发展大致可分为三个阶段：研究阶段（从1800年至1900年）初级阶段（从1900年至1960年）大发展阶段（从1960年至今）1.1电弧炉炼钢的发展1.电炉炼钢概述传统电弧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电弧的高温来加热、熔化炉料，是用来产生特殊钢和高合金钢的主要方法。电炉钢除了将在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持其相对优势外，正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。优点（1）热效率（2）温度高（3）温度易于控制（4）炉内气氛可以控制1.电炉炼钢概述

3、电炉类型1.电炉炼钢概述电弧炉近于球形体，从减少散热表面积出发，以球形为最好。现代电弧炉炉体中部是圆桶形，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。三电极分布在等边三角形顶点上。1.电炉炼钢概述

电弧炉炉体是电炉最主要的装置，用来熔化炉料和进行各种冶金反应。由金属构件和耐火材料砌成的炉衬两部分组成。炉体的金属构件又包括炉壳、炉门、出钢槽(现代电炉多数已无出钢槽而采用偏心炉底出钢)、炉顶圈和电极密封圈等组成。1.2电弧炉炼钢的设备炼钢电弧炉的基本结构1-炉盖；2-电极；3-水冷圈；4-炉墙；5-炉坡；6-炉底；7-炉门；8-出钢口；9-出钢槽1.电炉炼钢概述

1、炉壳

炉壳包括圆形炉身、炉壳底和上部加固圈三部分。其作用主要是承受炉衬、钢、渣的重量和自重，同时还须承受高温和炉衬的膨胀作用，因此要求其必须具有足够的强度。一般都是用钢板焊接而成，根据经验，所用钢板厚度大约为炉壳直径的1/200,通常厚度约回12～30mm，炉身做成圆筒形可减少散热面积及热损失。典型的炉壳及炉底结构形状如图所示(a)平底形；(b)截锥形；(c)球形1-圆筒形炉身；2-炉壳底；3-加强筋1.电炉炼钢概述

2、炉门炉门包括炉门盖、炉门框、炉门坎和炉门升降机构等部分。对炉门的要求是：结构严密，升降简便灵活，牢固耐用，各部分便于装卸。

3、出钢口和流钢槽出钢口为圆形或者矩形孔，一般正对炉门。流钢槽由钢板和角钢焊成，固定在炉壳上，槽内砌有耐火砖，大部分采用预制整块的流钢槽砖砌成，使用寿命较长，且拆装也方便。在保证出钢顺利的前提下，流钢槽长度应尽可能短些，以减少出钢时产生的二次氧化。1.电炉炼钢概述

4、电极密封圈

为使电极在炼钢过程中能自由升降，电极孔直径一般要比电极直径大40～50mm，炉内的高温气体就不断地从电极孔缝隙中逸出，而空气则不断地从电极孔缝隙中吸入，这样不但使热损失增加，不利于维护炉内还原性气氛，而且还使电极受高温炉气的冲刷而氧化烧损严重，电极直径变细，易于折断。因此，必须使用电极密封圈，以减少缝隙，防止炉气外逸，同时也可冷却炉顶，延长炉顶寿命。1.电炉炼钢概述

5、电极夹持器

电极夹持器有两个作用，一是向电极输电，二是将电极固定，并在需要松放电极时能方便灵活地松开。电极夹持器在高温下工作，并受到大电流通过时产生的电阻热的作用，故要求夹持器应能牢固地夹住电极，不能因电极的自重而松动或滑动；接触表面要光滑，与电极之间不能因接触不良而起弧；要有足够的机械强度，能耐高温、抗氧化；所用材料电阻要小，导电性好，更换电极要方便等。1.电炉炼钢概述

6、炉体倾动机构

电弧炉出钢时要求炉体能够向出钢槽一侧倾动40°～50°，而在扒渣时向炉门一侧倾动l0°～15°，故需要有倾动装置。

电弧炉倾动机构可分为炉侧倾动机构和炉底倾动机构两种。炉侧倾动机构倾动着力点在侧面炉壳上,而炉底倾动机构式的着力点在炉底的炉壳上。电弧炉侧倾式结构简图1、5-齿轮；2-齿条；3-螺帽；4-螺杆；6-电动机1.电炉炼钢概述电弧炉底部倾动机构略图1.电炉炼钢概述

7、炉顶装料机构

大多数炼钢电弧炉都采用顶装料方式。根据炉盖与炉身的相对运动不同,装料方式有3种：炉盖旋转式、炉盖开出式和炉身开出式。无论采用何种方式，装料时均须先将炉顶和电极提升起来，然后旋转移开，使炉膛完全暴露出来，再用吊车将炉料从上部装人炉内，装料完毕再将炉顶回复。

炉盖开出式装料：首先抬起炉盖并吊在支架上，然后炉盖同吊架以及支柱一起开向出钢槽一边。

炉身开出式装料：电极升高,炉盖抬起，炉身沿轨道向炉门方向开出。1.电炉炼钢概述

电炉炉身开出式装料情况

1.电炉炼钢概述炉盖旋转式炼钢电弧炉的装料情况

1-电弧炉平台2-出钢槽3-炉盖4-石墨电极

5-装料筐6-炉体7-倾斜摇架1.电炉炼钢概述

8、水冷炉壁及水冷炉盖

目前，在大容量电炉和超高功率电弧炉上大都采用水冷炉壁及水冷炉盖，效果都非常好。它能最大限度地用水冷件取代耐火材料，水冷件用得多，耐火材料费用节约就愈多。为了安全，水冷件仅用于那些在熔融、精炼和出钢时不与钢水接触的部位。自20世纪90年代中期以来，我国由于进行产业结构的优化与调整，淘汰了大量落后的小电炉(1994年