現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)

現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日

11.4.2超高功率電爐相關(guān)技術(shù)

11.4.3廢鋼預(yù)熱節(jié)能技術(shù)

11.4.4直流電弧爐技術(shù)

11.4.5高阻抗電弧爐

11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征第2頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征11.4.1.1“超高功率”概念

超高功率電爐這一概念是1964年由美國(guó)聯(lián)合碳化構(gòu)公司的W.E．Schwabe與西北鋼線材公司的C.G.Robinson兩個(gè)人提出的，并且首先在美國(guó)的135t電爐上進(jìn)行了提高變壓器功率、增加導(dǎo)線截面等一系列改造，目的是利用廢鋼原料，提高生產(chǎn)率，發(fā)展電爐煉鋼。超高功率簡(jiǎn)稱“UHP”(UltraHighPower)。由于其經(jīng)濟(jì)效果顯著，使得西方主要產(chǎn)鋼國(guó)，如前聯(lián)邦德國(guó)、英國(guó)、意大利及瑞典等紛紛上UHP電爐。20世紀(jì)70年代，全世界都大力發(fā)展UHP電爐，幾乎不再建普通功率電爐。在實(shí)踐過程中，UHP電爐技術(shù)得到不斷完善和發(fā)展。尤其是UHP電爐與爐外精煉、連鑄相配合顯示出高功率、高效率的優(yōu)越性，給電爐煉鋼帶來(lái)勃勃生機(jī)。從此電爐結(jié)束了僅僅冶煉特殊鋼的使命，成為一個(gè)高速熔化金屬的容器。第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征11.4.1.2UHP電爐及其優(yōu)點(diǎn)

UHP一般指電爐變壓器的功率是同噸位普通電爐功率的2-3倍。由于功率成倍增加等原因，UHP電爐主要優(yōu)點(diǎn)有：縮短熔化時(shí)間，提高生產(chǎn)率；提高電熱效率，降低電耗；易于與爐外精煉、連鑄相配合，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的目標(biāo)。對(duì)于150tUHP電爐，生產(chǎn)率不低于100t／h，電耗可達(dá)420一450kw?h/t以下，即生產(chǎn)節(jié)奏轉(zhuǎn)爐化。表11—7為當(dāng)時(shí)一座70t電爐改造實(shí)施超高功率化后的效果情況第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征11.4.1.3UHP電爐的技術(shù)特征A高功率水平功率水平是UHP電爐的主要技術(shù)特征，它表示每噸鋼占有的變壓器額定容量，即并以此來(lái)區(qū)分普通功率(RP)、高功率(HP)和超高功率(UHP)。在UHP電爐發(fā)展過程，曾出現(xiàn)過許多分類方法，目前許多國(guó)家均采用功率水平表示方法。1981年，國(guó)際鋼鐵協(xié)會(huì)(IISI)在巴西會(huì)議上，提出了具體的分類方法，見表11—8。第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征但目前國(guó)內(nèi)電爐的功率水平普遍低下，由1994年中國(guó)鋼鐵年鑒的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，85％電爐的功率水平在300kv·A／t左右(按出鋼量)。最近幾年引進(jìn)了一些高水平電爐，其功率水平較高，如南京鋼鐵聯(lián)合公司的70t／60MV.A，蘇州蘇興特鋼公司與江陰興澄鋼鐵公司的100t／100MV.A等。B高變壓器利用率變壓器利用率指時(shí)間利用率與功率利用率，它反映了電爐車間的生產(chǎn)組織、管理、操作及技術(shù)水平。時(shí)間利用率：指一爐鋼總通電時(shí)間與總冶煉時(shí)間之比，用Tu表示。功率利用串：指一爐鋼實(shí)際輸入能量與變壓器額定能量的比值，或指一爐鋼總的有功能耗與變壓器的額定有功能耗的比值，用C2表示。第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征而冶煉周期即冶煉時(shí)間為：分析以上三式可知提高變壓器利用率、縮短冶煉時(shí)間的措施，即：（1）減少非通電時(shí)間，如縮短補(bǔ)爐、裝料、出鋼以及過程熱停工時(shí)間，均能提高Tu，縮短冶煉時(shí)間、提高生產(chǎn)率；（2）減少低功率的精煉期時(shí)間，如縮短或取消還原期。采取爐外精煉，縮短冶煉時(shí)間，提高功率利用率C2、充分發(fā)揮變壓器的能力；（3）減少通電時(shí)間，提高功率水平Pn/G,提高C2以及降低電耗．均能夠縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)率。UHP電爐要求Tu與C2均大于0.7，把電爐真正作為高速熔器。第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征C優(yōu)化的電爐煉鋼工藝及其流程電爐煉鋼工藝及其流程優(yōu)化的核心是縮短冶煉周期、提高生產(chǎn)率，而UHP電爐的發(fā)展也正是圍繞著這一核心進(jìn)行的。在完善電爐本體的同時(shí)，注重與爐外精煉等裝置相配合．真正使電爐成為“高速熔器”，而取代了“老三期”一統(tǒng)到底的落后工藝，變成廢鋼預(yù)熱(SPH)一UHP電爐一爐外精煉(SR)配合連鑄或連軋，形成高效節(jié)能的“短流程”，見圖11—12。其中相當(dāng)于把熔化期的一部分任務(wù)分出去，采用廢鋼預(yù)熱，再把還原期的任務(wù)移到爐外．并且采用熔化期和氧化期合并的熔氧合一的快速冶煉工藝。電爐作用的改變帶來(lái)明顯的效果，這一變革過程，日本人稱之為“電爐的功能分化”。其中扮演重要角色的是UHP電護(hù)，它的出現(xiàn)使功能分化成為現(xiàn)實(shí)，它的完善和發(fā)展促進(jìn)了“三位一體”、“四個(gè)一”電爐流程的進(jìn)步。第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征D抑制電爐生產(chǎn)的公害電爐生產(chǎn)的公害主要是煙塵、噪聲以及電網(wǎng)公害a煙塵與噪聲

電爐在煉鋼過程中產(chǎn)生煙塵量大于20000mg/m3，占出鋼量的1％-2％，即10-20kg／t，超高功率電弧爐取上限(出于強(qiáng)化吹氧等)。因此，電弧爐必須配備排煙除塵裝置，使排放粉塵含量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)(＜150mg／m3)。超高功率電弧爐產(chǎn)生噪聲高達(dá)110dB，要求設(shè)法降低。采用電爐全密閉罩可以使罩外的噪聲強(qiáng)度減為80-90dB。許多電爐鋼廠為了解決煙塵與噪聲污染，采取爐頂?shù)谒目着艧煼?電爐全密閉罩。b電網(wǎng)公害電爐煉鋼產(chǎn)生的電網(wǎng)公害主要包括電壓閃爍與高次諧波。電壓閃爍(或電壓波動(dòng))實(shí)質(zhì)上是一種快速的電壓波動(dòng)。它是由較大的交變電流沖擊而引起的電網(wǎng)擾動(dòng)，電壓波動(dòng)可使白熾燈光和電視機(jī)熒屏高度閃爍，電壓閃爍由此得名。第9頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征超高功率電爐加劇了閃爍的發(fā)生。當(dāng)閃爍超過一定值(限度)如0.1—30HZ,特別是1—10Hz時(shí)，會(huì)使人感到煩躁。這屬于一種公害，要加以抑制。為了使閃爍保持在允許的水平、解決的辦法有兩種：一是要布足夠大的電網(wǎng)．即電爐變壓器要與足夠大的、短路容量的電網(wǎng)連接，前聯(lián)邦德國(guó)規(guī)定：—般認(rèn)為，若供電電網(wǎng)的短路容量達(dá)變壓器額定容量的80倍以上，就可視為足夠大。二是采取無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行抑制．如采用品體管控制的電抗器(TcR)。由于電弧電阻的非線性特性等原因，使得電弧電流波形產(chǎn)生嚴(yán)重畸變，除基波電流外、還包含各高次諧波。產(chǎn)生的高次諧波電流注人電網(wǎng)，將危害共網(wǎng)電氣設(shè)備的止常運(yùn)行，如使發(fā)電機(jī)過熱。使儀器、儀表、電器誤操作等。抑制的措施是：采取并聯(lián)諧波濾波器，即采取L-C串聯(lián)電路。

第10頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.1超高功率電爐的發(fā)展及其特征實(shí)際電網(wǎng)公害的抑制常采取閃爍、諧波綜合抑制，即SVC裝置一靜止式動(dòng)態(tài)力功補(bǔ)償裝置(圖11-13)。第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.2超高功率電爐相關(guān)技術(shù)

uHP電爐的出現(xiàn)和發(fā)展伴隨著新技術(shù)的廣泛采用。這些新技術(shù)包括uhp電爐生產(chǎn)必須解決的問題，否則將限制生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)．如電極、耐火材料等；又包括高效、節(jié)能進(jìn)一步降低成本的深化技術(shù)。這些都加速了電爐的更新?lián)Q代，確立了電爐在煉鋼法中的地仿。

11．4．2．1相關(guān)名詞術(shù)語(yǔ)

(1)電爐的熱點(diǎn)(區(qū))與冷點(diǎn)(區(qū))。在電爐爐襯的渣線水平上，距電極最近點(diǎn)叫熱點(diǎn)，而據(jù)電極最遠(yuǎn)點(diǎn)叫冷點(diǎn)。電爐爐襯的侵蝕狀況與豐要原因見表11-9。電爐爐體的更換，常常以2號(hào)熱點(diǎn)區(qū)爐襯的損壞程度作為依據(jù)。第12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日11.4.2超高功率電爐相關(guān)技術(shù)

(2)耐火材料侵蝕(磨損)指數(shù)。耐火材料侵蝕指數(shù)這一概念是在20世紀(jì)60年代后期由w.e.schwabc提出的．以此來(lái)描述由于電弧輻射引起耐火材料損壞的指標(biāo)，并以耐火材料侵蝕指數(shù)的大小來(lái)反映耐火材料損壞的外部條件，表達(dá)式如下；11-16式中，分別為單相電弧功率、電弧電壓及電極側(cè)部至爐壁襯的最短距離。

當(dāng)電弧暴露后，對(duì)RE應(yīng)加以限制，一般認(rèn)為它的安全值在400一450Mw·v／m2之間。超高功率電爐因電弧功率Parc成倍增加，而使RE達(dá)到800一1000Mw·v／m2以上，此時(shí)必須采取措施。

第13頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第14頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第15頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第17頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日RelatedDocumentsCompetitorsYoumaywanttoallocateoneslidepercompetitorStrengthsYourstrengthsrelativetocompetitorsWeaknessesYourweaknessesrelativetocompetitor第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期日ChartDocumentsexample12ndQtr3rdQtr4thQtr92%70%50%example2example3exampl