电炉炼钢工艺与设备基础（万真雅）定

《电炉炼钢工艺与设备基础（万真雅）定》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、电炉炼钢工艺与设备基础第一章电炉炼钢的发展概况及其主要技术经济指标电炉一般包括电弧炉、感应炉和电渣炉等，本次讲座将电弧炉简称为电炉。自19世纪末、20世纪初电炉诞生以来，至今已有一百多年的历史。我国的傅杰等学者提出，迄今这100余年的电炉发展历史大致可分为传统的电炉炼钢和现代的电炉炼钢两个时期，它又可细分为四个时期：传统电炉炼钢技术的发生发展期和成熟期及现代电炉炼钢技术的发生发展期和成熟期，如图1-1所示。图1-1电炉炼钢技术发展的历史分期示意图第一节传统电炉炼钢生产和技术的发展前苏联的奥柯诺柯夫在其专著《黑

2、色冶金冶炼电炉》一书中提到，电弧是由俄国的彼得罗夫院士发明的。1904～1905年米捷维茨院士开始应用电弧。美国人Sims在其《电炉炼钢》一书中写道：电炉是由Pichon于1853年发明的，1906年，纽约的HalcombSteel成功地建成并投产了美国第一台单相电炉，容量为4t。尽管不同的作者对传统电炉炼钢技术的发展历史具有不同的看法，但有下列几点是共识的：1131．传统电炉炼钢是在贝氏麦转炉、托马斯转炉、平炉之后，20世纪初才开始发展起来的；2．电弧现象和作用的发现以及大型炉用变压器的研制成功，是电炉诞生

3、和发展的技术基础；3．传统电炉的冶炼过程分为三个时期：熔化期、氧化期、还原期，还原期是其独有的。由于有一个还原期，因而在冶炼特殊钢方面具有优势；4．传统电炉主要用来生产特殊钢，当然也可以生产普通钢。传统电炉炼钢的发生发展期可以界定为：20世纪初电炉诞生至第二次世界大战以前，在此期间，电炉的比例很小，电炉钢的比例也很小；传统电炉炼钢技术的成熟期可以界定为第二次世界大战期间至1982年LF精炼炉问世。在这一时期，为满足工农业生产和军事的需要，电炉炼钢得到了较快的发展，冶炼工艺技术不断完善。至20世纪50年代，电炉

4、炼钢技术以“熔氧结合（合并），薄渣吹氧，缩短还原期”为特点的工艺改革，标志着传统电炉技术进入了成熟阶段。但是随着氧气转炉和连铸技术的兴起和快速发展，使得传统的电炉炼钢生产越来越不适应高节奏、高生产率、多品种和高产量的客观要求，迫使传统的电炉炼钢生产技术向现代电炉炼钢方向发展。第二节现代电炉炼钢生产和技术的发展在20世纪60年代初，弧形连铸机技术成功的应用于炼钢生产，迫使电炉冶炼围绕着缩短冶炼周期，以适应生产节奏快，达到与连铸匹配，从而开发了一系列新技术，以保证电炉小时产量能适应多炉连浇的要求，以增强自身的市场

5、竞争力。20世纪60年代，被称为Mini-mill（短流程）的钢厂始于欧洲。Mini-mill的兴起使现代电炉炼钢进入了发生发展期。美国是一个经济高度发达的国家，废钢资源丰富，电力充足，废钢价格及电价便宜，十分有利于电炉炼钢的发展。20世纪70年代，一类以生产长材为主的电炉钢厂（电炉+连铸）在美国兴起。起初，这些钢厂的规模不大，一般年产不超过30万吨，因而被称为小钢厂（Mini-mill）。113第一次石油危机以后，美国钢铁工业走下坡路，钢产量从1973年的最高产量1.368亿吨降到1984年的6000万吨。

6、从1982年到1987年的五年内，美国为了振兴钢铁工业，他们大力发展电炉钢的生产，建起了几千万吨的电炉短流程钢厂，电炉钢比列超过30%，电炉钢生产技术取得了长足进步。70年代发展了超高功率供电（见表1-1）及相关技术。由于超高功率供电，电炉的生产率大为提高，电炉冶炼过程的还原期移到炉外成为必然，否则会降低大型变压器的功率利用率。80年代初期LF及EBT技术的开发，形成了“电炉冶炼+在线炉外精炼+连铸”的现代电炉流程（见图1-2），电炉平均冶炼周期从1965年的180min缩短到1988年的60min，可以与5

7、0mm厚的薄板坯连铸的节奏匹配。连铸与连轧配合，1989年美国Nucor第一条UHP-EAF-CSP生产线是电炉薄板坯连铸连轧技术发展的里程碑，是当时集成创新的典范，标志着现代电炉炼钢进入了成熟阶段。随着Mini-mill规模的不断扩大，人们开始将这类小钢厂称为现代电炉钢厂。90年代以来，由于连铸单流产量的提高，一机多流、多炉连铸技术以及薄板坯厚度的增加，要求进一步缩短冶炼周期。据报道，单座电炉的冶炼周期已经缩短至40～50min，甚至最短达35min，已经达到或接近每昼夜生产36炉钢的水平。在此期间，欧洲和

8、日本的一些电炉厂开发了一系列电炉炼钢技术，它主要包括两个方面，一个是强化用氧；另一个是不同类型的废钢预热。这样就出现了多种型式的现代电炉，如竖井式Focus竖炉电炉、双竖炉电炉、Comelt烟道竖炉电炉、多级废钢预热竖炉电炉（MSP）以及Consteel电炉等。表1-1电弧炉功率水平级别和生产率的关系功率级别普通（常规）功率（RP）高功率（HP）超高功率（UHP）低功率中等功率电弧炉功率水平/KV.