《电炉炼钢》PPT课件.ppt
《《电炉炼钢》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《电炉炼钢》PPT课件.ppt(50页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1,第六章 电炉炼钢,武汉科技大学冶金工程系周进东,2,6.1 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。,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
2、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。,4,6.1 电炉炼钢概述,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
3、已超过1000kVA/t,将其称为超超高功率(SUHP)电弧炉。,6,6.1 电炉炼钢概述,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。,7,6.2 电炉炼钢设备,电炉炼钢设备主要包括机械设备和电气设备。电弧炉近于球形体,从减少
4、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。,8,6.2 电炉炼钢设备,9,6.2 电炉炼钢设备,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,10,6.2 电炉炼钢设备,(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。,11,6.2 电炉炼钢设备,(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
5、维持炉子在水平位置。,12,6.2 电炉炼钢设备,倾动机构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。,13,6.2 电炉炼钢设备,14,6.2 电炉炼钢设备,(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)
6、、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。,15,6.2 电炉炼钢设备,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,16,6.2 电炉炼钢设备,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
7、制短路电流的目的。,17,6.2 电炉炼钢设备,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(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,18,6.3 电弧炉炼钢原材料,电弧炉炼钢用原材料主要包括废钢、生铁、软铁、合金材料、造渣材料、氧化剂、脱氧剂及增碳剂。废钢是电弧炉炼钢的主要原料。在电弧炉炼钢中,生铁一方面作为炉料的组成部分,另一方面用于提高熔炼过程中钢液的含碳量。(金属料中配入生铁的比例一般不超过30%)。软铁也称精钢料,通常用电炉在
8、新炉衬下冶炼出来的。它的特点是含碳量低(0.030.15%),质地软,含磷量不大于0.02%。炼钢用合金材料包括铁合金和一些纯金属,铁合金是铁和其他元素组成的合金。合金材料的主要作用是调整钢液的化学成分(钢液的合金化)和用作炼钢过程的脱氧。,19,6.3 电弧炉炼钢原材料,造渣材料石灰是碱性电弧炉造渣的主要材料。萤石的主要作用是降低炉渣的熔点,提高炉渣的流性,而不降低炉渣碱度。下铸法浇注后的汤道砖和中注管砖石废弃物,可用做造渣材料代替部分萤石。火砖块的主要成分为:SiO2约60%,Al2O3约40%。火砖块可以稀释炉渣,改善炉渣的透气性,有利于氧化泡沫渣的形成。但因火砖块含SiO2较高,加入过
9、多会降低炉渣碱度,对 脱磷脱硫 不利。,20,6.3 电弧炉炼钢原材料,氧化剂铁矿石的主要成分主要是赤铁矿和磁铁矿。氧气可以强化冶炼过程,缩短熔化氧化时间,降低电耗,改善技术经济指标。脱氧剂主要有锰铁、硅铁、铝、硅锰合金、硅钙合金、炭粉、硅铁粉、电石等。增碳剂在冶炼过程中为了使钢液增碳而往钢液中加入的物质叫增碳剂。主要有电极粉、电极块、焦炭粉和生铁。,21,6.4 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
10、和出钢等阶段。现代电弧炉取消还原期。,22,6.4 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。,23,6.4 碱性电弧炉氧化法冶炼工艺,喷补本着快补、薄补的原则,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,
11、也不应低于1000。,24,6.4 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。,25,6.4 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%
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电炉炼钢 电炉 炼钢 PPT 课件
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5555883.html