電爐煉鋼基礎(chǔ)

1、1冶金概論 -電爐煉鋼2主要內(nèi)容一一 電弧爐發(fā)展概況電弧爐發(fā)展概況二二 電弧爐車間生產(chǎn)模擬電弧爐車間生產(chǎn)模擬三三 電弧爐生產(chǎn)工藝電弧爐生產(chǎn)工藝冶煉基本原理冶煉基本原理4電爐煉鋼設(shè)備電爐煉鋼設(shè)備3一一 電弧爐發(fā)展概況電弧爐發(fā)展概況1.電爐發(fā)展概況2.直流電爐的發(fā)展41.電爐發(fā)展概況 電弧爐煉鋼至今有百年歷史，最先使用的電弧爐為直流電弧爐，由于爐容的擴(kuò)大，當(dāng)時(shí)很難提供大功率整流電源，因此出現(xiàn)了三相交流電弧爐，并長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位。主要用于高合金鋼和特殊鋼，由于速度慢、能耗低速度慢、能耗低，上世紀(jì)60年代后，首先采用吹氧代替礦石，使之可以利用廢鋼較低成本的生產(chǎn)線材、棒材用鋼。 隨著超高功及二次精煉、連

2、鑄技術(shù)的發(fā)展，至上世紀(jì)90年代，冶煉周期冶煉周期縮短至1h以下，電耗電耗410KWh/t，電極消耗電極消耗2.0kg左右，使“短流程短流程”可與“長(zhǎng)流程長(zhǎng)流程”相抗衡。并逐步開發(fā)了直流電弧爐技術(shù)，截止目前，大型直流電弧爐已成為短流程的主體設(shè)備。52.直流電爐的發(fā)展交流電弧爐的缺點(diǎn)：1）穩(wěn)定性差、噪音大、功率因素低、引起電網(wǎng)閃爍；2）三相負(fù)荷不均勻，形成熱點(diǎn)，造成耐火材料損失嚴(yán)重。 因此，隨著大功率閘管技術(shù)發(fā)展，重新開始直流電弧爐的研究。62.直流電爐的發(fā)展交流電弧爐的缺點(diǎn)交流電弧爐的缺點(diǎn)：1）穩(wěn)定性差、噪音大、功率因素低、引起電網(wǎng)閃爍；2）三相負(fù)荷不均勻，形成熱點(diǎn)，造成耐火材料損失嚴(yán)重。 因此

3、，隨著大功率閘管技術(shù)發(fā)展，重新開始直流電弧爐的研究。第一階段： 實(shí)驗(yàn)直流電弧爐的建造（7080年代）；第二階段： 中小型電弧爐的建造（80年代中期）；第三階段： 大型工業(yè)支流電弧爐的建造（90年代）直流電弧爐的優(yōu)點(diǎn)：直流電弧爐的優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)電網(wǎng)沖擊小，無(wú)需動(dòng)態(tài)補(bǔ)充裝置；2）石墨電極消耗低，是交流的1/2；3）冶煉周期短，熔化時(shí)間短1020%，電耗低50%；4）耐材與金屬消耗低，環(huán)境污染小，投資回收周期短。7二二 電弧爐車間生產(chǎn)模擬電弧爐車間生產(chǎn)模擬（設(shè)備巡視設(shè)備巡視）8電弧爐車間生產(chǎn)模擬電弧爐車間生產(chǎn)模擬（生產(chǎn)模擬生產(chǎn)模擬）9三三 電弧爐生產(chǎn)工藝電弧爐生產(chǎn)工藝電弧爐冶煉中的各項(xiàng)操作制度電弧爐冶

4、煉中的各項(xiàng)操作制度10裝 料 制 度爐料種類爐料種類 返回料、廢鋼、生鐵、直接還原鐵、造渣材料等。廢鋼準(zhǔn)備廢鋼準(zhǔn)備 分類管理,化學(xué)成分為已知,大塊需切割。布料順序布料順序 輕料重廢鋼中型廢鋼輕型廢鋼,另需配入一定的增碳劑(爐料的最下部),防止碳在熔化中氧化。裝料次數(shù)與方式裝料次數(shù)與方式 以廢鋼隊(duì)比重確定裝料次數(shù),由爐頂裝入。11供 電 制 度目的目的: :獲得高的熔化速率、低物耗、低能耗。供電方式供電方式：低檔供電對(duì)應(yīng)起弧階段，采用低檔位電壓；高檔供電對(duì)應(yīng)“穿井”，采用長(zhǎng)電弧大電流；中檔供電對(duì)應(yīng)熔清，用中級(jí)電壓，減少輸入功率至出鋼。12造 渣 制 度造渣材料：造渣材料：石灰、螢石、白云石、火磚

5、塊、氧化鐵皮；造渣制度：造渣制度：為保護(hù)爐襯和去P，采用提前造渣，起弧后加石灰，形成熔池后調(diào)整；泡沫渣操作：泡沫渣操作：通過(guò)吹O2噴C生成大量CO2實(shí)現(xiàn)，可降低噪音，減輕侵蝕，降低電極消耗；流渣操作：流渣操作：為最大限度脫P(yáng)，將富P氧化渣排出，爐子向出渣方向傾動(dòng)。13供 氧 制 度目的目的: : 熔化期供氧切割爐料、助熔、化渣，氧化精煉期脫C、升溫、攪拌熔池；方式：方式： 自耗氧槍、水冷C-O噴槍、爐門供氧；制度：制度： 自 耗 氧 槍 流 量40005000Nm3/h，壓力10-12bar，C-O噴槍流量60008000Nm3/h，壓力12bar14偏 心 底 出 鋼目的：目的： 實(shí)現(xiàn)無(wú)渣出

6、鋼，加速下?tīng)t料熔化，為早期脫P(yáng)創(chuàng)造條件，保護(hù)耐材；操作：操作： 留鋼1015%和全部氧化渣；合金化：合金化： 出鋼時(shí)鋼包中預(yù)合金化，精調(diào)在LF內(nèi)完成。15四四 冶煉基本原理冶煉基本原理16脫碳礦石脫礦石脫C C： 在鋼液溫度高于14801520時(shí)利用礦石脫C的反應(yīng)為（Fe2O3）+Fe=3（FeO）（FeO）+C=Fe+CO吹氧脫吹氧脫C C：直接脫C反應(yīng)2C+O2=2CO間接脫C反應(yīng)2Fe+O2=2（FeO）（FeO）=O+FeC+O=CO17脫磷堿性渣脫堿性渣脫P(yáng) P反應(yīng)：反應(yīng)：2P+5O+3（CaO）=（3CaO.P2O5）脫脫P(yáng) P條件：條件： 高堿度、高氧化性、低溫和大渣量。18二次

7、燃燒概念概念: : 爐氣中含有CO、H2、CH4等氣體，通過(guò)熔池上方氧槍向爐氣中提供過(guò)量的氧，CO在爐內(nèi)燃燒成CO2，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?；機(jī)理：機(jī)理：2CO+O2=2CO2方式：方式： 使用水冷PC槍完成；影響因素：影響因素： 充足的O2供應(yīng)、低爐氣溫度、一定限度燃燒，防止電極過(guò)氧化，可通過(guò)O2流量在線控制實(shí)現(xiàn)。19五五 電爐煉鋼設(shè)備電爐煉鋼設(shè)備201.供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)21整流變壓器整流變壓器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 芯式和殼式兩種；特點(diǎn)：特點(diǎn)： 二次電流大，較寬的二次電壓調(diào)節(jié)范圍，連續(xù)的滿負(fù)荷電流；電壓調(diào)節(jié)：電壓調(diào)節(jié)： 變壓器二次電流大幅度調(diào)節(jié)時(shí)需借助感應(yīng)器完成。22 整整 流流 器器結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 大型

8、直流爐采用12脈動(dòng)的雙橋式整流電路，整流元件為晶閘管；要求：要求： 足夠的高溫機(jī)械強(qiáng)度；滿足高速、大范圍控制；晶閘管與電極升降協(xié)調(diào)性好；對(duì)高電壓有保護(hù)與絕緣。23 電電 抗抗 器器作用：作用： 當(dāng)電弧爐發(fā)生短路時(shí)，將短路電流限制在整流器可以接受的范圍內(nèi)，減輕電弧負(fù)載波動(dòng)；數(shù)量：數(shù)量： 每6個(gè)脈沖整流單元配置一臺(tái)數(shù)百微亨的直流電抗器。24電極夾持器電極夾持器作用：作用： 裝卡石墨電極的裝置；結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 前夾頭、后夾頭、推桿機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)壓緊裝置組成；動(dòng)作：動(dòng)作： 電極松開是通過(guò)汽缸驅(qū)動(dòng)推桿將后夾頭后移松開電極，汽缸排壓，電極加緊。25 底底 電電 極極 水冷金屬棒型底電極通常采用3根直徑為2002

9、50mm銅鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)，上部為鋼棒鋼棒，下部為水冷銅棒水冷銅棒。262.機(jī)械設(shè)備機(jī)械設(shè)備27爐爐 體體爐爐 殼：殼： 鋼板結(jié)構(gòu)件,分段式,圓桶形.上部水冷爐壁,下部圓柱和平底焊接結(jié)構(gòu) ; 內(nèi) 襯 為 耐 火 材 料 , 爐 底450600mm鎂磚永久層,鎂砂打結(jié)工作層;爐爐 門：門： 開在爐殼前方,一組水冷鋼管組成,電機(jī)帶動(dòng)鏈條實(shí)現(xiàn)爐門開關(guān);偏心底機(jī)構(gòu)：偏心底機(jī)構(gòu)： 在爐殼后方,由平板閥和彈簧壓緊裝置組成;平板閥通過(guò)液壓將彈簧壓緊而打開,反之關(guān)閉;小小 爐爐 底：底： 是直流爐爐底電極固定專用設(shè)備,由水冷鋼棒底電極及其聯(lián)接部件、耐材、底部法蘭組成.28爐體傾動(dòng)裝置爐體傾動(dòng)裝置 在爐底兩側(cè)設(shè)置一對(duì)

10、圓弧軌道，通過(guò)液壓裝置驅(qū)動(dòng)爐體傾動(dòng)； 加料冶煉時(shí)靠機(jī)械設(shè)備維持爐子在水平位置； 出鋼和流渣時(shí)實(shí)現(xiàn)爐體傾動(dòng)。29爐爐 蓋蓋水冷爐蓋：水冷爐蓋： 用于關(guān)閉電爐，由鋼結(jié)構(gòu)框架和管式冷卻盤組成；爐蓋提升：爐蓋提升： 通過(guò)四點(diǎn)連接件與提升爐蓋的懸臂梁相連，通過(guò)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)或液壓缸帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)提升盧蓋。30電極升降裝置電極升降裝置 由支撐橫臂的立柱、導(dǎo)向裝置、電極升降液壓缸、鎖定裝置組成。控制電極升降是由電極升降調(diào)節(jié)系統(tǒng)的比例閥調(diào)節(jié)，從而控制冶煉電流。313.除塵系統(tǒng)除塵系統(tǒng)32強(qiáng)制冷卻器強(qiáng)制冷卻器作用：作用： 將第二孔除塵的高溫爐氣高速自然風(fēng)冷卻；組成：組成： 進(jìn)氣孔、風(fēng)機(jī)、熱交換器、出氣孔；冷卻控制：冷卻

11、控制： 根據(jù)進(jìn)入冷卻器煙氣溫度自動(dòng)控制吹風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)。33布袋除塵器布袋除塵器組成：組成： 布袋房、集塵倉(cāng)、進(jìn)出氣孔、反清倉(cāng)管組成；工作原理：工作原理： 含塵氣體經(jīng)集塵倉(cāng)后通過(guò)聯(lián)合管板進(jìn)過(guò)濾布袋。粉塵和氣體通過(guò)濾袋分離，凈化氣體經(jīng)氣孔排出，再關(guān)閉進(jìn)氣孔，打開反吹風(fēng)閥門，使粉塵進(jìn)入集塵倉(cāng)。34重力除塵器重力除塵器效率：效率： 可去除粒徑30的大顆?；覊m，效率80%，出口含塵210g/m3；工作原理：工作原理： 粉塵隨高速氣體進(jìn)入集塵器，管徑變大，氣流速度降低，粉塵匯集于集塵器底部，凈化氣體從上部排出。354.加料系統(tǒng)加料系統(tǒng)36裝料罐裝料罐作作 用：用： 用于將從廢鋼坑裝入的廢鋼吊裝入電弧爐；結(jié)

12、構(gòu)與操作：結(jié)構(gòu)與操作： 鋼板焊接成圓桶形，以蛤式最廣泛。料罐無(wú)料和開門鋼繩放松時(shí)底門自行關(guān)閉。料罐靠爐料重量將底門自動(dòng)關(guān)閉，開門鋼繩拉動(dòng)后底門打開。37高位料倉(cāng)高位料倉(cāng) 電爐及其爐后處理的輔助材料主要由地下受料倉(cāng)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、爐頂料倉(cāng)及其振動(dòng)給料機(jī)、稱量斗、投料斗組成。 爐頂料倉(cāng)2025個(gè),裝入CaO、CaF2、C等。上料通過(guò)液位計(jì)發(fā)出指令由地下料倉(cāng)輸送。385.供氧設(shè)備供氧設(shè)備39自耗式氧槍自耗式氧槍用用 途：途： 熔化初期用于切割費(fèi)鋼，為使用水冷碳氧槍造泡沫渣創(chuàng)造條件；組組 成：成： 一個(gè)旋轉(zhuǎn)橫臂、二根氧槍的給進(jìn)裝置、一個(gè)氣動(dòng)控制柜、一個(gè)電動(dòng)機(jī)、軟管和軟管卷筒。工作原理：工作原理： 由PLC控制，支撐柱旋轉(zhuǎn)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。槍桿的給進(jìn)通過(guò)直線傳動(dòng)補(bǔ)償損耗，槍桿由加緊裝置加緊，可進(jìn)入或退出。給進(jìn)裝置的水平和垂直活動(dòng)范圍為整個(gè)爐門。供氧管線由軟管卷筒、軟管與相關(guān)的強(qiáng)管通過(guò)快速接頭連接。40水冷碳氧噴槍水冷碳氧噴槍功能：功能： 水冷