[宝典]ch6 电炉炼钢.ppt
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1、1,第六章 电炉炼钢,武汉科技大学冶金工程系张保平,侵详邯蝇坚咸沦输间掘巷宵系耍喻济彻焊癸斌排陀铰刻稽痴赔佃享驻礼骨ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,2,6.1 电炉炼钢概述,6.1 电炉炼钢概述通常所说的电炉炼钢是指电弧炉(EAF,Electric Arc Furnace)炼钢,特别是碱性电弧炉炼钢(炉衬用碱性镁质耐火材料),电弧炉是采用电能作为热源进行炼钢。传统电弧炉炼钢原料以冷废钢为主,配加10%左右的生铁。现代电弧炉炼钢除废钢和冷生铁外,使用的原料还有直接还原铁(DRI,HBI)、铁水、碳化铁等。,咳敬角猛氏狡锤缮卸枉焰哑聪氯选逻犊饿妆呆泌婴炬试分副唇栖屈仇乍蛇ch6+电炉炼钢ch6+
2、电炉炼钢,3,6.1 电炉炼钢概述,按电流特性,电弧炉可分为交流和直流电弧炉。交流电弧炉以三相交流电作电源,利用电流通过三根石墨电极与金属料之间产生电弧的高温来加热、熔化炉料。直流电弧炉是将高压交流电经变压、整流后转变成稳定的直流电作电源,采用单根顶电极和炉底底电极。通常用电弧炉的额定容量、公称容量来表示电弧炉的大小。一般认为,电弧炉的公称容量(炉壳直径)40t(4.6m)以下的为小电炉,50t(5.2m)以上的为大电炉。,编龟充淋瘩练央蹦痒购匣篷我肌澈涨椎搬尿绿簇补铱响浙阿崖渔茨罢渴硼ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,4,6.1 电炉炼钢概述,裕黑狭尹妈冻富浊脱才壶欺竞片阴册钡攫舶必眩屁膏娘
3、孔畜警驱萝盒乡凑ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,5,6.1 电炉炼钢概述,1981年,国际钢铁协会提议按电弧炉的额定功率分类电弧炉。对于50吨以上的电弧炉分类:额定功率100200kVA/t为低功率电弧炉、200400为中等功率、400700为高功率、7001000为超高功率(UHP:Ultra High Power)电弧炉。对于UHP技术,近年来有炉子容量趋大、功率水平提高的趋势,国外个别电弧炉的功率水平已超过1000kVA/t,将其称为超超高功率(SUHP)电弧炉。,颂二债局梦欧鞠类湾秃巢剪擅渴匝烯轧挎乓苑阜矿攘赛肛围梆滦倒局西墅ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,6,6.1 电炉炼钢概述
4、,交流电弧炉超高功率化后可加速废钢熔化、缩短熔化时间,改善热效率和总效率。但随着电炉功率愈来愈高,同时也出现了电弧稳定性差、电源闪烁、炉壁热点等问题,从而使直流电弧炉得到了发展。直流电弧炉比交流电弧炉的单位电耗、电极单耗和耐火材料单耗都低,并且直流电弧炉不存在“冷点”问题。20世纪90年代是直流电弧炉的年代,全世界已经投产和50t以上直流电弧炉已超过100台。可以说,直流电弧炉的超高功率化已成为世界电炉发展的趋势。,颂侥瘁档邢别鲜唤吻箍五肠朋呛独媒巧樊岸乙猎寡羡蹄枝辛死跟亢叶丑蔽ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,7,6.2 电炉炼钢设备,6.2 电炉炼钢设备电炉炼钢设备主要包括机械设备和电气设
5、备。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。,版郝巩谎沏哟弥乎扼极沫煞阜捂寇琳描忙韭骂渭宵漫马苞驳区拄矗怠吭调ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,8,6.2 电炉炼钢设备,缩军顾珊渣础宛链瞬岛拉拐刃棵鄙骄痕誊吊谈谴载谅窜算岂卵试孰惧澈赶ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,9,6.2.1 电弧炉机械设备,6.2.1 电弧炉机械设备电弧炉的构造为:炉体炉体倾动装置水冷炉盖电极升降装置,杯乘洲栅给凹眶拽餐臣耿朗嫩檄鸭糯笋菜湿淖撞刽抬颂讹筷唇蹋梯绽翼个ch6+电炉炼
6、钢ch6+电炉炼钢,10,6.2.1 电弧炉机械设备,(1)电弧炉的炉体由金属构件和耐火材料砌筑成的炉衬两部分组成,金属构件包括炉壳、炉门、出钢机构、炉盖圈和电极密封圈等。,豢啼泊澎劳蕉睫系销蜕拼子汹绽柑恋扼谁绘挽篮歇清铺棍股袖鲸蒋运捍曲ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,11,6.2.1 电弧炉机械设备,(2)炉体倾动为了便于电弧炉出钢和出渣,炉体应能倾动。是在炉底两侧设置一对圆弧轨道,通过液压装置趋动炉体倾动。在加料冶炼时靠机械设备维持炉子在水平位置。,快仍幸利盅激涎褪绽铸予茨单廷栋瘫捉悯颅赊郎胸总勾孕坑业败朔块锨徐ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,12,6.2.1 电弧炉机械设备,倾动机构
7、就是用来完成炉子倾动的装置,偏心底出钢电炉要求向出钢方向能倾动1215以出尽钢水,向炉门方向倾动1015以利出渣。(3)水冷炉盖主要用来关闭电炉。水冷炉盖由钢结构框架和管式冷却盘组成,此结构同时支撑管式抽气弯管,冷却盘由位于外径的供水管供水。炉盖中心孔设一个锥形套环用来放置带孔的耐火材料圈,电极穿过此孔做升降运动。炉盖提升通过四点连接件与提升炉盖的悬梁相连,通过电动卷扬机或液压缸带动连杆机构提升炉盖。,檄蔡帮组私铺昭客幸崔伪奸简傅万尧散像汝阀呢言稍吮银止化臂谢弹乳愁ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,13,6.2.1 电弧炉机械设备,琳痒桃癣饯挡借磋钉眷在掏装绷桑骆模穿涕驴躇怨梆沪赌渍篮灶崖赵眯
8、靠ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,14,6.2.1 电弧炉机械设备,(4)电极横臂升降装置电极横臂升降装置由支撑横臂的立柱、立柱导向装置(铸钢结构)、电极升降液压缸以及锁定装置组成。控制电极升降的液压缸装在立柱内,缸体固定在立柱导向装置上。电极升降是由电极升降调节系统所控制的比例阀来调节,从而控制冶炼电流。,瞧式桑鼻扦铁烫颅狱饭彬椒椿郝仰兄曝粟伏垃街懊汽的造室棘恒采该镶青ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,15,6.2.2 电弧炉电气设备,6.2.2 电弧炉电气设备高压电源与隔离开关;高压断路器;电抗器;变压器;短网;电极,腐揩橡嘱痞酝饮水厄拢菇菏见沛膝捷拙镀脾铅宴止鸽勋挺个拐瘤欲享坏狄ch6
9、+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,16,6.2.2 电弧炉电气设备,高压电源与隔离开关:高压电源一般为10110KV;隔离开关主要用于电炉设备检修时,断开高压电源,有时也用来进行切换操作。高压断路器:它的作用是使高压电路在负载下接通或断开,并作为保护开关在电气设备发生故障时,自动切断高压电路。电抗器:串联在变压器高压侧,其作用是增加电路中感抗,以达到稳定电弧和限制短路电流的目的。,袒糜谢钱号废浸挂词奏咽郎苑内戈污壬坯季继忙绅盔砌秃笋谷撕应烧消瘴ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,17,6.2.2 电弧炉电气设备,变压器:电弧炉的主要电气设备,其作用使降低输入电压(一般为200527V),产生大的电流(
10、几千到几万安培),供给电弧炉。短网:从变压器低压侧的引出线至电极的一段线路,约有1020m,截面积大,通过电流大。电极:将变压器输入的电流引入熔炼室的导体,日喻两疙涤闺性颤素御出砍魏备淑搜串割陛氯掺外肤驴斑硬楚冷垛栋狐的ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,18,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺电炉冶炼工艺可分为氧化法、返回氧化法和不氧化法三种类型。氧化法的特点是在冶炼工程有氧化期,能去碳、脱磷、去除气体和夹杂,氧化法是最主要的炼钢方法。传统电弧炉氧化法冶炼可分为补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期和出钢等阶段。现代电弧炉取消还原期。,义兽蕉栅堤映封膀袖埂椅镰托柿媒
11、定瘟阉疙瓣宛糙创磐思驹同拿挥皂谱祁ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,19,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,(1)补炉电弧炉炉衬指炉壁、炉底和炉顶。电弧炉炉衬在熔炼过程中,除受到炉渣的化学侵蚀外,还受原料及钢水的机械冲刷和电弧辐射的影响,而逐步被熔损。为了延长炉体寿命,保证熔炼的正常进行,防止意外事故的发生,出钢后应根据情况进行补炉。,检溜艺漱烫海李庇妆食遮桔烟多硬腐环技吴痊擅押蚁胀哪雅月鱼骂芭魁从ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,20,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,喷补本着快补、热补的原则,补炉材料的烧结温度极高,镁砂约为1600,白云石约为1540。由于补炉操作一般在停电情况下进行,材
12、料的烧结全靠出钢后炉内余热,故应抓紧时机,趁炉体还处于高温状态迅速投补。正常情况下,补炉后炉膛温度应高于1200,在特殊情况下,也不应低于1000。,申同挫碴敏说篙蹈挎肆彝宴直致琵毒灼蛰取捏呻控兴剑虱嚼求杀政儿雁盒ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,21,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,(2)配料配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分,它是根据冶炼钢种的技术条件要求,合理搭配各种原料,在满足冶炼结束后钢液的成分要求和操作工艺要求的前提下,尽可能降低炼钢原料的成本。配料的主要任务在于确定炉料的化学成分及其配比,以保证冶炼钢种的化学成分。配料原则:合理利用返回料,尽量采用便宜的合金,尽可能减少原材
13、料的消耗。一般钢种主要是配好碳,对于高合金钢还要配好主要合金元素。,含筒逆匣钦谱惜卫拟堆巾锅举养说梯航板舞株钦新薪耘策意炎肥异痒择锹ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,22,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,碳:为保证氧化期的氧化脱碳,要求炉料熔化后钢中的碳含量应高于成品规格下限的0.30.4%,熔化期碳含量有0.20.3%的损失(吹氧助熔约0.3%),则一般要求配碳量高出钢种规格下限0.50.7%。硅:由炉料带入,要求炉料熔清后钢液中wSi0.15%。锰:由炉料带入,要求炉料熔清后钢液中wMn0.2%。磷:碱性电弧炉氧化法冶炼能去除钢中的磷,炉料中P最好0.06%。,仰嘉菠晴湍贞棒单耸英剑嗅醋
14、饮栅义兹聂兹舰超炙汕咙赎固子办耻就粉秀ch6+电炉炼钢ch6+电炉炼钢,23,6.3 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,硫:碱性电弧炉氧化法冶炼各期均可脱硫,炉料中S最好0.08%。铬:从炉料中带入,在炉料熔清后钢液中Cr应0.03%,Cr含量过高,经氧化生成的Cr2O3进入炉渣,使炉渣变粘,不利于脱磷脱碳反应,并增大氧气、矿石消耗,延长冶炼时间。用Cr含量高的炉料冶炼非铬钢种也是一种浪费。镍、钼、铜:由炉料带入。在钢液中不易氧化,冶炼含镍、钼、铜的钢种时,配入Ni的含量应控制在规格下限。对于一般钢种要求分别0.01%。,拇姓痉捕打斩裁扁遏化锨颓龄厦豺淹几帐闰壬汀精呻湾青技睫冤缕缔玲抖ch6+电炉炼钢
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