基本介紹
簡介,容量,短流程,電弧爐,舉例,
簡介
electric furnace steelmaking
電爐煉鋼
電爐煉鋼以電為能源的煉鋼過程。
電爐鋼多用來生產優質碳素結構鋼、工具鋼和合金鋼。這類鋼質量優良、性能均勻。在相同含碳量時，電爐鋼的強度和塑性優於平爐鋼。電爐鋼用相近鋼種廢鋼為主要原料，也有用海綿鐵代替部分廢鋼。通過加入鐵合金來調整化學成分、合金元素含量。
以廢鋼為原料的電爐煉鋼，比之高爐轉爐法基建投資少，同時由於直接還原的發展，為電爐提供金屬化球團代替大部分廢鋼，因此就大大地推動了電爐煉鋼。世界上現有較大型的電爐約1400座，電爐正在向大型、超高功率以及電子計算機自動控制等方面發展，最大電爐容量為400噸。
國外150噸以上的電爐幾乎都用於冶煉普通鋼，許多國家電爐鋼產量的60～80%均為低碳鋼。我國由於電力和廢鋼不足，主要用於冶煉優質鋼和合金鋼。
容量
由於大容量的爐子熱效率高，可使每噸鋼的電耗減少，同時，也使噸鋼的平均設備投資也大大降低，鋼的成本下降，勞動生產率提高。如一個容量為320t的爐子與一個l．5t的小爐子相比，生產率相差l00倍以上。在某些特殊情況下，要求大量優質鋼水時，只有採用大容量電弧爐才能滿足要求。所以世界上許多國家採用大容量電弧爐。l80t以上的電弧爐有30座以上，其中最大的為400t。我國寶鋼的電弧爐容量最大，為150t。
電爐煉鋼
電爐煉鋼短流程
短流程工藝是相對於傳統的長流程(學術上稱為傳統流程)而言的。傳統的長流程是指高爐—轉爐—連鑄(或模鑄)流程。
電爐短流程以20世紀90年代初美國的電爐—薄板坯連鑄流程為代表。自該流程投產以來，引起了世界鋼鐵界的重視。緊湊式電爐短流程是電爐短流程的典型代表。
與傳統流程相比，電爐短流程具有以下特點：
1)投資比高爐—轉爐流程減少l/2以上。如美國、日本等國的薄板坯電爐短流程，實際費用約為傳統流程的l/4。
電爐煉鋼
電爐煉鋼3)在世界每年廢鋼產量為3億多噸的情況下，電爐短流程的發展對於促進環保，消化廢鋼，淨化冶金工廠的環境起到了良好的推動作用。因此，已開發國家把發展緊湊式電爐短流程作為重點。
電弧爐
超高功率電弧爐是指單位時間輸入到電爐中的能量比普通電弧爐大2～3倍。主要優點是：大大縮短了熔化時間，提高了勞動生產率；改善了熱效率，進一步降低了電耗；使用大電流短電弧，熱量集中，電弧穩定，對電網的影響小等。配套設備和相關技術有：採用大容量變壓器，可在有載情況下變換電壓；在爐體上大面積使用水冷爐壁和水冷爐蓋；採用油一氧噴槍助熔死角冷區；使用計算機控制等。
電弧爐偏心爐底出鋼
1979年德國首先將傳統的50t超高功率電弧爐改為中心爐底出鋼，後又將其改為更完善的偏心爐底出鋼。偏心爐底出鋼的最大特點是將出鋼口移到爐殼外邊，便於維修與檢修。偏心爐底出鋼與超高功率相匹配，在已開發國家發展及推廣很快，特別是對於無渣操作的大型電弧爐，其優越性尤其明顯，主要為：
電爐煉鋼
電爐煉鋼(2)耐火材料消耗可降低25%左右；
(3)出鋼時鋼水溫度一般只下降25℃左右；
(4)出鋼時間短，60t電弧爐的出鋼時間僅80s左右；
(5)每噸鋼電耗可下降20kW·h左右；
(6)每噸鋼電極消耗可降低0．5kg左右；
(7)出鋼口耐火材料內襯壽命可達250次左右。
偏心爐底出鋼的一個最大缺點是要求電弧爐為高架式結構。我國電弧爐結構多為地坑式，高架式較少，再加上爐容量較小、車間設備老化，改造困難，發展和推廣偏心爐底出鋼還將有一個長期的過程。
1982年，世界上第一台用於實際生產的直流電弧爐在德國製造，其中心石墨電極作為陰極接入電路，底電極是陽極，由兩塊水平金屬組成，金屬板上裝有導氣冷卻片，許多觸針附在金屬板上，觸針之間築入鎂砂填充。電流經爐底水平金屬板導入觸針，然後通入熔池。直流電弧爐的操作與交流電弧爐差別不大，只是為保證爐料與底電極之間保持良好接觸，出鋼時要保留一部分鋼水。若要更換鋼種，必須將爐內鋼水出淨。
對於直流電弧爐來說，偏心爐底出鋼、水冷爐壁、水冷爐蓋、氧-燃燒嘴、廢鋼預熱等新技術，均比較合適，且效果較好。
直流電弧爐主要優點是：電極消耗較低，只有三相交流電弧爐的一半左右；生產成本較低。但因其仍處於不斷完善過程中，也存在不少問題：底電極與爐料接觸不良；鋼棒式底電極產生氧化和產生沸騰；鋼銷式(針狀)底電極維修困難；石墨—鎂磚易增碳；爐內溫度不均勻；底電極散熱不良等。其缺點是電價較高時，地方成本較高。
