电炉冶炼工艺.doc

电炉炼钢工艺

朱荣

1

1905年第一台5吨工业炼钢电炉建成

（德国人R.Linberg）

1936年德国制造了可炉盖旋转的炼钢电炉

1936年美国建成了当时最大的100吨炼钢电炉

1964年美国碳化物公司(W.E.Schwabe)和西

北钢铁线材公司(C.G>Robinson)提出电炉超高

功率概念(UltraHighPower简称UHP)，电炉

工业开始走向辉煌。开始与转炉竞争。

1990年后，电炉炼钢技术取得了重大进展。炼钢

技术的进步主要进步集中在电炉炼钢领域。

社会废钢积累的增长，环境压力。

低生产成本的经济刺激，廉价废钢及廉价电力。

对提高劳动生产率的追求。采用废钢作原料的电

弧炉工艺，流程短，生产率高，全员劳动生产率

高达2700~4000t/（人·a），几乎是高炉—转

炉流程的3~4倍。

我国钢铁行业2010年能耗构成的预测值，矿石

经高炉/转炉流程而成粗钢的单位能耗高于

600kgce/t，其中氧气转炉炼钢工序能耗仅为

10kgce/t，主要能耗是高炉和炼焦工序。

铁前系统烧结、炼焦和高炉炼铁是能耗大户，

也是污染环境的大户。

相比之下，废钢经电炉熔炼所生产的粗钢吨钢

能耗仅为270kgce/t，而污染的产生及其治理更远

优于高炉/转炉流程。

2

炉壳、炉门、出钢槽或偏心炉底出钢、炉盖，

分水冷和耐材

电极夹持器、电极升降装置

炉盖提升旋转机构、炉体旋转或开出

排烟除尘装置

炉顶加料装置

变压器

电抗器

短网

隔离开关及高压断路器

电极升降自动调节装置

3

传统电炉总能量平衡

总能量

630kWh/t=100%

电能410kWh/t(65%)

烧嘴40kWh/t(6%)

化学反应180kWh/t(29%)

废气140kWh/t(22%)

钢380kWh/t(60%)

损失10kWh/t(2%)

冷却50kWh/t(8%)

渣50kWh/t(8%)

现代电炉总能量平衡(装铁水)

3.1

60年代

-400kVA/t

RP-EAF



MC

30MVA/特殊钢,合金钢

冶炼周期:180min

吨钢电耗:630kwh/t

电极消耗:6.5kg/t

高电压

大电流

短弧

80年代

-700kVA/t

90年代

>800kVA/t

70年代

-500kVA/t

UHP1-EAF



LF



CC(S)



BR

50MVA/30万吨/棒线材

UHP2-EAF



LF



CC



R

70MVA/50万吨/扁平材,管材

UHP3-EAF



LF



CCCR

100MVA/100万吨/纯净钢,热带

冶炼周期:40min

吨钢电耗:230kwh/t

电极消耗:1.1kg/t

低电压

大电流

更短弧

高电压

小电流

长弧

更高电压

小电流

更长弧

烧嘴

二次冶金

水冷炉壁

DRI

LF/EBT

泡沫渣

竖炉/用氧

双炉壳

连续加料

年代

功率级别

流程变迁

变压器容量/产品

技术指标进步

相关/配

套技术

电气运行

直流电弧炉消除炉衬热点问题，减少电极

消耗，搅拌熔池

消除偏弧；减少

对电网冲击

高阻抗电弧

炉

利用泡沫渣埋弧操作、提高变

压器水平，降低电极消耗

提高功率因数，

减轻对电网干扰

无功功率静

止式动态补

偿

消除或减弱电弧炉冶炼冶炼中电

负荷造成的电压波动与谐波对电

网的危害

降低闪烁和谐波

冶炼过程计

算机自动化

控制

按冶金模型、热模型进行最佳

配料、电热平衡、最佳控制功

率等计算，实现控制、管理、

决策

合理电气工作点

动态选择、保证

合理供电制度执

行

智能电弧炉利用人工智能，具有三相意识，

也可进行电弧炉综合控制

解决电弧炉供电

三相不平衡问题，

减少对电网冲击

普通功率与超高功率电弧炉工作点

冶炼阶段根据工艺要求输入的功率是不相同的，

在各个阶段调节输入功率大小，电功率的调节

称为配电操作。

配电操作分：送电、停电、调换电压、调节

电流及电气设备的监护。

配电分手动及自动调节，好的配电制度对缩短

冶炼时间及降低电耗是非常重要的。

1.C吨钢电耗，kWh/t

2.W钢水总重，t

3.P电炉变压器容量，kV.A

4.变压器利用率，

5.非通电时间，min

3.2

炉门人工吹氧从1根氧管到3根氧管；

炉门吹氧机械手强化供氧及安全生产；

炉壁氧燃枪(可加二次燃烧)辅助能量;

EBT氧枪解决