《电炉炼钢法》PPT课件.ppt
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1、冶金学炼钢篇,阎立懿东北大学钢铁冶金研究所2009年6月/沈阳,(No10),2023/7/31,东北大学/阎立懿,2,主 要 内 容,概述炼钢基础理论炼钢用原材料转炉炼钢法电炉炼钢法,2023/7/31,东北大学/阎立懿,3,上回结束了第四章的内容 氧气底吹转炉炼钢法(在空气底吹转炉的基础上发展起来的)发展OBM/德国、LMS/法国、Q-BOP/美国,以及设备结构特点。底吹过程钢水及炉渣成分的变化见趋势图底吹与顶吹特点比较:熔池搅拌充分,吹炼过程平稳,渣中氧化铁低,氧气利用率高、脱碳速度快,脱硫能力强、氮低等。炉龄低,钢中H含量高。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,4,氧气复吹转炉炼钢
2、法(复吹是顶吹和底吹技术发展的必然结果)复吹法有:LBE/法钢研,LD-OTB/神户,LD-OB/新日铁,STB-P/住友,K-BOP/川崎等。复吹的特点如下:熔池搅拌充分:底吹复吹顶吹渣中(FeO)含量:顶吹复吹底吹C-O曲线位置高低:顶吹的高,复吹的低,并接近底吹的(顶吹复吹底吹);钢水中含氧量高低:顶吹复吹底吹。硫的分配系数:复吹底吹顶吹。磷的分配系数:复吹底吹顶吹。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,5,第五章 电炉炼钢法,电炉炼钢及其发展电炉设备及其电热特性电炉炼钢冶炼工艺超高功率电炉相关技术,2023/7/31,东北大学/阎立懿,6,5.1.1 何谓炼钢电炉 电炉是采用电能作为
3、热源进行炼钢的炉子的统称。按电能转换热能方式的差异,电炉可分为:电渣重熔炉利用炉渣的电阻热;感应熔炼炉利用电磁感应;电 子束 炉依靠电子碰撞;等 离子 炉利用等离子弧;电弧炉利用高温电弧,不含加热炉、热处理炉等。,5.1 电炉炼钢及其发展,2023/7/31,东北大学/阎立懿,7,目前,世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生产的,因此电炉炼钢主要指电弧炉。电炉炼钢 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。它是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法(现在也用来生产普通钢)。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,8,5.1.2 电
4、炉炼钢发展历史,回顾一下现代炼钢简史,见下表:,2023/7/31,东北大学/阎立懿,9,电炉是在电发明之后的1899年,由法国的海劳尔特(Heroult)在La Praz发明的。它被建在阿尔卑斯山(Alps)的峡谷中,原因是在距它不远处有一个火力发电厂。电炉的出现,开发了煤的替代能源,使得废钢开始了经济回收,这最终使得钢铁成为世界上最易于回收的材料,也为可持续发展做出巨大贡献。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,10,1)由炼钢方法百年兴衰看电炉发展,电炉炼钢在这100多年中,其发展速度不如二十世纪60年代前的平炉,也比不上60年代后转炉发展的那样快,但随着科技的进步,世界电炉钢产量及其
5、比例始终在稳步增长。尤其二十世纪70年代以来,电力工业的进步,科技对钢的质量和数量的要求提高,大型超高功率电炉技术的发展以及炉外精炼技术的采用,使电炉炼钢技术有了长足进步。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,11,2)由钢产量与产品结构变化看电炉发展,钢产量,2023/7/31,东北大学/阎立懿,12,世界粗钢总量与电炉钢比的变化情况,世界粗钢产量,2000年前的20多年一直在7.08.0亿吨间徘徊,电炉钢产量比例一直在稳步上升,由十几增至三十几。之后2002、2004、2005、2006、2007年以每年1亿吨的速度,由9.04亿增加到13.28亿吨(中国/4.95、日本/1.2、美国/
6、0.97亿吨三家之和达到53%)电炉钢产量比例维持在30以上(31)。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,13,美国 是世界上主要产钢国,其电炉钢比例也最高。原因是有丰富的废钢资源和充足的廉价电力,使得电炉发展迅速,见表:,日本 19851994年9年间,电炉生产能力增加了2074万吨(73%),而高炉转炉能力降低了2619万吨。电炉钢产量比例由29%提高31.6%,1996年达到33%,2007年达到3100万吨。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,14,德国转炉钢增2%,电炉钢增102%;法国转炉钢减32%,电炉钢增138%;西班牙转炉钢减27%,电炉钢增119%;意大利转炉钢不变
7、,电炉钢增 24%。,欧洲 1978 1998年20年间转炉钢与电炉钢产量的变化如下:,2023/7/31,东北大学/阎立懿,15,其他国家的情况:从1995至2001年,韩国从37.8%增加到43.6%、印度从29.7%增长到42.5%,2006年美国电炉钢比例为56.9%、韩国45.7%、德国33.1%、印度50.5%,我国台湾地区也达到了45.7%,而我国大陆的电炉钢比例却逐年下降,目前下降到10%左右。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,16,中国近年电炉钢比例情况,2023/7/31,东北大学/阎立懿,17,2)但电炉钢产量19932000年一直维持2000万吨,2000年后一直
8、在增加,200011002005年五年间增加了2700万吨,20042006年均约为4200万吨,2007年达到5840万吨,这超过美国1999年的水平。比例低的主要原因:进入21世纪以来,由于我国大陆地区建筑用钢材需求增加,使粗钢总产量增加过快,高炉转炉流程的产能和钢产量粗犷扩张,使得中国电炉钢比例有较大幅度地降低,同时也使得世界电炉钢比例有所降低,但目前仍在30%以上。,上表、右图给出:1)电炉钢比例1993年达到最高23.2%,之后大幅度降低,19962003年间一直徘徊在15%18%;从20032007年降至12。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,18,为什么世界各国及我国台湾地
9、区的电炉钢比例均较高?因为提高电炉钢比例有利于循环经济,是实现钢铁工业可持续发展的重要措施。北科大傅杰教授最近指出:中国钢铁产业调整和振兴,不能用本次经济危机以前那种模式恢复生产,重新启动过剩产能。我国本轮钢铁产业振兴的正确途径,一是 要控制总量增长,进行产品结构调整,使产品升级;二是 要调整转炉钢和电炉钢的比例,提高电炉钢的比重。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,19,钢的品种结构实现“全方位竞争”电炉钢不但在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持其相对优势,而且正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。在产品结构上,电炉钢几乎覆盖了整个长材领域,诸如圆钢、钢筋、线材、小型钢、无缝管,甚至部分中型
10、钢材等。并且正在与转炉钢争夺板材(热轧板)市场。总之,电炉的发展使得平炉完成它的使命,并与转炉形成竞争,此格局将在较长时期内存在。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,20,5.1.3 电炉炼钢的发展前景,电炉从诞生至今已近110年了,在这百年中,电炉的设备、工艺技术在不断发展,产量不断地提高,其原因是电炉炼钢的经济效益与环境优势。正是由于废钢电炉炼钢流程具有经济效益与环境优势,有利于钢铁工业的可持续发展。,2023/7/31,东北大学/阎立懿,21,1)可持续发展概念,其概念是在1992年6月联合国在巴西里约热内卢召开“环境与发展大会”上提出的,会上100多个国家首脑参加,并签署了“关于环
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