电炉炼钢学课件.pdf

钢铁冶金学-电炉炼钢学第一章电炉炼钢概述

第二章电弧炉炼钢设备

李杰第三章电弧炉炉衬及维护
第四章电弧炉冶炼方法
[e-mail]
第五章传统电弧炉冶炼工艺
安徽工业大学冶金与资源学院
第六章现代电弧炉炼钢冶炼工艺

冶金与资源学院李杰

第一章电炉炼钢概述

1.1电弧炉炼钢特点目前，世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生产
电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。按的，因此电炉炼钢主要指电弧炉。
电能转换热能方式的差异，电炉可分为：电炉炼钢是以废钢为主要原料，以三相交流电作电

n电渣重熔炉:利用电阻热源，利用电流通过石墨电极与金属料之间产生电弧的

n感应熔炼炉:利用电磁感应高温，来加热、熔化炉料。

n电子束炉:依靠电子碰撞它是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法(现在也用

n等离子炉:利用等离子弧来生产普通钢)。

n电弧炉:利用高温电弧，不包括加热炉、热处理炉

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰

一传统电弧炉炼钢特点二现代电弧炉炼钢特点

温度高而且容易控制。电弧炉的弧光区温度高达多种能源，除电能外还有化学能和物理能(超过50
3000～6000℃；电炉热效率一般可达65％以上。％)。
可以造成还原性气氛。传统电弧炉，在还原期采取加过程连续化，流程紧凑。
入还原性材料(炭粉或硅铁粉等)、杜绝空气进入等措多种原料，除废钢外还有铁水/生铁或DRI。
施，可以迅速造成强还原性气氛。采用现代生产方法，配合精炼与连铸/连铸连轧。
冶炼设备简单。基建投资较少，投产也较快。重视环保。源头治理，力求实现绿色制造，重视生态
缺点：(1)耗电量较大；(2)钢中含有较多氢和氮。电炉平衡与循环经济。
钢中含氢为0.005～0.008％，含氮为0.005～0.010％。

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰

传统与现代电弧炉炼钢的特点比较1.2电弧炉炼钢的发展

比较项目传统电弧炉现代电弧炉1800年英格兰HumphreyDavy发现碳电极

能源电能电能、化学能、物理能1849年法国Deperz研究用电极来熔化金属
年德国发明电能发生器
冶金过程熔化、氧化、还原三期操作取消还原期，采用炉外精炼1866WernervonSiemens
1879年德国C.WilliamsSiemens获得电弧炉专利
主要原料废钢+10～15%生铁废钢、30~40%铁水/生铁、1885年瑞典ASEA公司设计了第一台直流电弧炉
DRI
1900年法国(P.L.T.Heroult)设计第1台炼钢电弧炉投入
产品钢锭连铸坯
生产1964年美国Schwabe等首次提出超高功率电炉
环境环保意识差重视环保，绿色制造UHP概念

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰
电弧炉炼钢技术的发展

1973年ABEA(现ABB公司)第1次开发出直流电弧炉DC
1980年日本50t电炉采用料罐预热法
1992年日本NKK开发直流双壳电炉1992年德国Fuchs
公司双壳炉体竖式电炉

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰

电弧炉炼钢的发展趋势n氧燃烧嘴

n超高功率化(UHP)n强化用氧技术

n供电直流化(DC)n二次燃烧技术

n废钢预热n智能化控制

n料罐预热法n预报

n双壳电炉n识别

n连续电弧炉n优化功能

n竖式电炉

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰
冶金与资源学院冶金工程系

第二章电弧炉炼钢设备电炉炼钢设备包括机械设备和电器设备两部分。

李杰
[e-mail]

2011-3-30/01:03:54
冶金与资源学院李杰

2.1电弧炉的机械设备

一电弧炉的炉体装置用厚度为12～30mm的钢板焊接而成。
电弧炉的炉体由金属构件和耐火材料砌筑成的炉衬炉壳受高温作用容易发生变形，特别是炉役后期，
两部分组成，而炉体的金属构件又包括炉壳、炉为此一般在炉壳上设有加固圈，大型炉子还采用加
门、出钢机构、炉盖圈和电极密封圈等。强筋。炉壳上沿的加固圈用钢板或型钢焊成并通水
（1）炉壳
冷却。在加固圈的上部留有一个砂封槽，便于炉盖
炉壳即炉体的外壳，包括圆筒形炉身、上部加固圈
圈插入沙槽内密封。
和炉壳底三部分。
炉壳底部形状有平底形、截锥形和球形3种。
通常炉壳钢板厚度选为炉壳外径的l/200左右，一般

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰

平底炉壳制造简单，但坚固性最差，炉衬体积最
大，故多用于大型电炉上。
截锥形底壳比球形底壳容易制造，但炉壳的坚固性
较球形底差，所需的炉衬材料稍多，常被采用。
球形底坚固性最高，死角小，炉衬体积最小，但直
径大的球形底成型比较困难，故球形底多用于中、
小型炉子。

冶金与资源学院李杰冶金与资源学院李杰

（2）炉门

炉门由金属门框、炉门和炉门升