转炉、电炉、平炉炼钢各有什么优缺点
转炉炼钢和电炉炼钢的优缺点比较分析
转炉炼钢和电炉炼钢的优缺点比较分析张建国【摘要】本文对电炉炼钢和高炉炼钢生产工艺技术的优缺点进行了简要的分析论述,对两种工艺生产产品中的残留物、氮含量进行了分析比较;并进一步指明,随着社会废钢资源的积累,直接还原技术的开发,电力工业的发展,电炉炼钢技术(大容积电炉、超高功率电炉等)、铁水预处理和炉外精炼技术的飞速发展,电炉钢厂越来越多地转向生产普通钢,而转炉钢厂越来越多地生产特殊钢.在未来钢铁工业的发展中,每个企业都需要把对电炉与转炉冶炼特殊钢优劣分析做为课题之一,科学合理地选择特钢冶炼工艺流程.【期刊名称】《资源再生》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】4页(P54-57)【关键词】电炉炼钢;转炉炼钢;残留物;氮量控制【作者】张建国【作者单位】北京瀚川鑫冶工程技术有限公司【正文语种】中文电弧炉最初在20年代开发成功，用来熔炼废钢、生产一般应用级别的钢材，如钢筋等。
与高炉——转炉联合钢铁厂相比，短流程的电炉钢厂生产要简单得、灵活得多，它能生产正常质量的、且在价格上比高炉——转炉联合钢铁企业要廉价的钢材，所需要的就是废钢与电能的充足供应。
一直以来，制约着短流程钢厂发展的最大的因素仍是没有能力正常地生产某些优质低碳钢。
然而，近几年来技术的全面发展和两种流程间的激烈竞争，明显改变了生产效率。
其结果是一些世界级的电炉钢厂顶替了成本更高的联合企业，成为诸如大型材、钢梁、SBQ等大部分优质碳钢的供应者。
在我国，近年来面对废钢资源的日益短缺、优质废钢价格和用电成本居高不下的现实，以电弧炉作为主要冶炼工艺的特殊钢企业也开始致力于研究用转炉冶炼特殊钢的工艺技术。
目前，国外用转炉生产的特殊钢已占特殊钢总量的60%左右（日本更高，约占70%）。
特殊钢中的主要钢种如轴承钢、齿轮钢、弹簧钢以及冷镦钢等均可采用“高炉供热铁水→转炉 + 二次精炼→ 连铸→ 连轧”工艺生产。
目前，我国重点普钢企业的转炉都已配备了RH和LF等二次精炼手段，而且已有相当比例的优特钢产品被普钢企业以低成本、低价格的绝对优势所占领。
转炉炼钢和电炉炼钢比较研究
转炉炼钢和电炉炼钢比较研究作者：赖建华张传来来源：《南方企业家》2018年第04期摘要：随着社会建设如火如荼的进行，对钢材资源的需求逐步增多，而钢铁生产企业对生产工艺的要求也越来越高。
由于钢铁工艺技术的开发，在铁水预处理技术和炉外精炼技术的基础上，电炉钢铁企业越来越愿意生产普通钢，转炉钢铁企业则偏向生产特殊钢。
本文旨在分析转炉炼钢和电炉炼钢两种技术方法的优劣，期望为钢铁企业科学合理的选择生产工艺流程提供有益借鉴。
关键词：转炉炼钢；电炉炼钢；工艺流程长期以来，小型钢铁企业最大的阻碍就是缺乏正常生产优质低碳钢材的能力。
随着各种生产技术的提升以及转炉炼钢和电炉炼钢两种工艺流程的竞争，使得钢铁企业的生产效率得以大大提高。
转炉炼钢和电炉炼钢工艺流程的比较转炉炼钢工艺流程的优劣第一，所需要的操作设备众多，投资较高，经济规模较大，比较典型的钢铁联合工厂年生产能力都在400万吨以上[1]。
第二，与废钢相比，转炉炼钢中铁水的纯净度和质量稳定性均较好。
氧气转炉炼钢配以RH二次精炼的工序优势明显，有着高效的生产速率，有着不错的纯净度，主要适于低碳/超低碳、低残余元素的钢种，尤其是批量很大、合金含量较低的钢种。
第三，由于整个的炼钢过程需要较大的能量，而能量主要来源钢材中的易氧化元素同氧的化学反应供能，这使得工艺流程不够灵活。
第四，转炉炼钢的生产周期不长，同精炼技术和连铸技术结合，整体效率较高。
转炉炼钢的能量主要是来自化学反应和物理反应，不太适宜于冶炼高合金钢，更不适宜冶炼合金工具钢、难熔钨铁等高熔点合金。
第五，轉炉炼钢的终点控制水平高，渣钢反应比电炉更接近平衡。
转炉与钢包精炼炉匹配，可灵活生产高碳钢、中碳钢、低合金钢。
电炉炼钢工艺流程的优劣电炉炼钢工艺的优势第一，电炉炼钢的设备简单，投入不大，基础设施建设和资金回笼周期短，同时水力发电和核能发电又使得电力成本下降，因而电炉炼钢技术发展较快。
第二，电炉炼钢主要是利用电弧产生的热，电弧作用区的温度可以达到4000度以上，并且直接作用于炉料。
请教专家：平炉钢、电炉钢、转炉钢各有什么不同？我想获得比较详尽的资料，谢谢！
请教专家：平炉钢、电炉钢、转炉钢各有什么不同？我想获得比较详尽的资料，谢谢！炼钢的方法，一般可分为转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢三种方法。
现分别介绍如下：1. 转炉炼钢法这种炼钢法使用的氧化剂是氧气。
把空气鼓入熔融的生铁里，使杂质硅、锰等氧化。
在氧化的过程中放出大量的热量（含1%的硅可使生铁的温度升高200摄氏度），可使炉内达到足够高的温度。
因此转炉炼钢不需要另外使用燃料。
转炉炼钢是在转炉里进行。
转炉的外形就像个梨，内壁有耐火砖，炉侧有许多小孔（风口），压缩空气从这些小孔里吹炉内，又叫做侧吹转炉。
开始时，转炉处于水平，向内注入1300摄氏度的液态生铁，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。
这时液态生铁表面剧烈的反应，使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2 , MnO,) 生成炉渣，利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用，使反应遍及整个炉内。
几分钟后，当钢液中只剩下少量的硅与锰时，碳开始氧化，生成一氧化碳（放热）使钢液剧烈沸腾。
炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。
最后，磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。
磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙，一起成为炉渣。
当磷于硫逐渐减少，火焰退落，炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时，表明钢已炼成。
这时应立即停止鼓风，并把转炉转到水平位置，把钢水倾至钢水包里，再加脱氧剂进行脱氧。
整个过程只需15分钟左右。
如果空气是从炉低吹入，那就是低吹转炉。
随着制氧技术的发展，现在已普遍使用氧气顶吹转炉（也有侧吹转炉）。
这种转炉吹如的是高压工业纯氧，反应更为剧烈，能进一步提高生产效率和钢的质量。
2. 平炉炼钢法（平炉炼钢法也叫马丁法）平炉炼钢使用的氧化剂通入的空气和炉料里的氧化物，（废铁，废钢，铁矿石）。
反应所需的热量是由燃烧气体燃料（高炉煤气，发生炉煤气）或液体燃料（重油）所提供。
平炉的炉膛是一个耐火砖砌成的槽，上面有耐火砖制成的炉顶盖住。
平炉的前墙上有装料口，装料机就从这里把炉料装进去。
转炉炼钢与电炉炼钢优劣
转炉炼钢与电炉炼钢的发展趋势随着科学技术的发展，我国的炼钢技术也在不断的提高，目前我国主要的炼钢设备有转炉炼钢和电炉炼钢这两种。
两种炼钢各有各的优势和缺点，其中转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。
电炉炼钢是指在电炉中以废钢、合金料为原料，或以初炼钢制成的电极为原料，用电加热方法使炉中原料熔化、精炼制成的钢，所以电炉炼钢需要借助外加能源来完成炼钢。
但是到底那个炼钢技术发展趋势能够跟好一些，炼钢效率跟高，我们更进一步去了解它们的不同点。
转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。
碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为目前使用最普遍的炼钢设备。
因为转炉的炉体可以转动，用钢板做外壳，里面用耐火材料做内衬。
所以转炉炼钢时不需要再额外加热，因为铁水本来就是高温的，它内部还在继续着发热的氧化反应。
这种反应来自铁水中硅、碳以及吹入氧气。
因为不需要再用燃料加热，故而降低了能源消耗，所以被普遍应用于炼钢。
吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后，铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。
这种反应本身就会发出热量来，因而铁水不但会继续保持着熔化状态，而且可能会越来越热。
因此，为调整铁水的适合温度，人们还会再加入一些废钢及少量的冷生铁块和矿石等。
同时也要加入一些石灰、石英、萤石等，这些物质可以与铁水在变成钢水时产生的废物形成渣子。
因此，它们被称为造渣料。
所以转炉炼钢工艺流程为：高炉铁水→铁水预处理→复吹转炉炼钢→炉外精炼→连铸→热轧按照电加热方式和炼钢炉型的不同，电炉钢可分为电弧炉钢、非真空感应炉钢、真空感应炉钢、电渣炉钢、真空电弧炉钢、电子束炉钢等。
按冶炼设备对钢进行分类，可分为转炉钢、平炉钢和电炉钢。
电炉钢是用电炉炼制的钢，有电弧炉钢、感应炉钢及真空感应炉钢等。
炼钢工艺
转炉炼钢对生铁、废钢的要求如下： 废钢是炼钢用的另一种金属料，也是氧气转炉经常使用的冷却剂，我国现有转炉一般允许 废钢的装入量不超过金属料装入量的30%。 炼钢用废钢必须清洁，力求没有泥沙，油污，同时不得有封闭的中空器皿、爆炸物，也不 能有锌、铅、锡等有色金属混入废钢中，这些都不利于冶炼工艺的正常进行，不利于提高钢的 质量。甚至会造成不必要的生产和人身安全事故。对于装入转炉的废钢，其块度不宜过大或过 小，一般应小于炉口直径的1/2，而废钢的单重也不能太大，各厂都根据本厂的实际情况对废 钢的块度和单重有明确的规定。 生铁块成分与铁水相近，但没有显热。它的冷却效应比废钢低，同时还需配加适量的石灰
转炉炼钢法：转炉以熔铣为主原料，精炼时间短，几乎不需燃料，可降低成本，高 炉溶解的熔铣置入转炉后吹入高压氧气，将铣铁中的碳素与其它不纯物氧化燃烧去除，
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工艺发展现状
五十年代以前，平炉钢占世界钢产量的85％。虽然目前世界上仍在生产的 平炉已普遍采用氧气炼钢，生产率有较大的提高，但除尘系统复杂，投资高昂， 因此平炉炼钢不再发展，基本都有拆除改建为顶吹或底吹转炉的趋势。
平炉炼钢法：平炉是平船底形状的反射炉，加入铣铁、废钢、石灰石用燃料加热溶 解，以氧气或氧化铁把铣铁中的碳（C）和硅（Si）磷（P）等氧化去除，精炼完成加入 硅铁、锰铁、铝去除钢液中的氧气、氮气，炼钢时间较长。近年此法逐渐消失。
电炉炼钢法：电炉如锅子形状，由炉盖、炉壁、炉床三部分构成，炉体可以前后倾 动，炉盖中央有电极垂直插入，可自动调整升降，电极的弧光高热溶解废钢，进行氧化、 还原精炼成优质钢品，电气炉又有直流（DC）与交流（AC）两种，直流电炉使用电极一 支，交流电炉三支，所以直流电炉电极单位耗用量较低，溶解热效率较好，噪音低。
转炉、电炉、平炉炼钢各有什么优缺点
采用的炼钢方法有转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢等，而主要发展趋势为纯氧顶吹转炉炼钢。
至1976年，转炉钢已占世界钢总产量的70％。
（1）纯氧顶吹转炉炼钢法这种方法是1952年以后发展起来的新技术，它是目前世界上采用较多也是较先进的一种方法。
纯氧顶吹转炉炼钢有以下优点：（i）生产速度快由于用纯氧吹炼，就会高速降碳，快速提温，大大缩短冶炼时间。
一座300t 转炉吹炼时间不到20min，包括辅助工作时间在内，一共不超过1h。
（ii）品种多、质量好纯氧顶吹转炉既能炼普通钢，也能炼普通低碳钢。
如首都钢厂采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。
由于用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。
（iii）基建投资和生产费用低纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％，生产费用也低于平炉。
目前纯氧顶吹转炉随着氧枪的多孔喷头的研制成功，大大提高了单位时间内的供氧量，并由于操作技术上的革新（例如，用电子计算技术来调节、控制冶炼过程），不论转炉容量的大小，吹炼时间基本上相差不多，即使300t转炉，净吹氧时时也可缩短到12min左右。
在一定限度内，炉容量越大，经济效果越好，因此顶吹转炉迅速走向大型化。
现在世界上最大的转炉为350t，并且正在研究建造400～450t转炉。
（2）电炉炼钢法电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。
冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。
以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。
世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400t。
国外150t以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80％均为低碳钢。
我国由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。
电炉流程与转炉流程比较的优势
四．本车间的炼钢工艺条件：1．本车间是以铜合金为主要产品的铸造车间，设备工况比较好，不宜采用氧化法炼钢工艺而导致设备工况的恶化；2．熔炼操作人员不熟悉炼钢工艺，不能有效地贯彻氧化法各项复杂的工艺操作；3．采用树脂砂为造型材料，砂中含有铸铜用涂料石墨的残余及树脂固化剂的残余硫，且含量较高(C5%,S0.228%)，造成铸件增碳增硫；4．采用柴油火焰加热型芯、型腔及浇包，通常都会在这些表面留下积碳层，导致铸件增碳增硫；5．泵用铸件的平均工艺出品率在60%左右，在每炉次熔炼中应该有40%的返回料加入；6．没有大量的化学成分稳定的原材料来源。
五．中频感应电炉亚氧化法炼钢工艺的工艺思路：通过以上对两种中频感应电炉基本炼钢工艺方法的分析，综合了两种工艺方法各自的优点，针对本车间的实际工艺条件，制订了亚氧化法炼钢工艺(表2)，(表3)为多种熔炼配方中的一种。
1，氧化沸腾的工艺过程是获得优质钢材的必要工艺手段各种炉型的炼钢工艺都有各自的不同形式的氧化期操作，或是吹氧或是加矿石，都是原始的氧化气氛不够而刻意营造以达到工艺的目的。
而中频感应电炉本来就有氧化性气氛的，为此很多工艺在熔炼各期都分别有造渣操作，其工艺意图也有隔绝大气气氛的因素。
也有的工艺规定各类炉料必须经过表面处理，以去除氧化皮和油污，也有隔绝氧化气氛的目的。
于是在中频感应电炉熔炼工艺制订中出现了这样一个现象，先是通过具体的工艺措施努力隔绝各类氧化介质，然后为了改善材质为了沸腾，再通过具体的工艺措施比如加矿石来营造氧化性气氛，而且加入的矿石的化学成分远比本来炉料的氧化皮有害(S,P)，岂不多此两举。
亚氧化法炼钢工艺就是利用炉料和大气形成的氧化性气氛，不通过具体的工艺操作，达到沸腾，但这沸腾的程度不如氧化法剧烈，故称为亚氧化法，这样的沸腾程度是否已经达到了目的,这需要结果来证明。
2．碱性炉衬营造的炉内碱性气氛是脱硫脱磷必须的虽然酸性炉衬有较长的炉龄，有时也能造短时间的碱性渣以完成脱硫脱氧任务，但是这种方法对炉衬侵蚀很大，只能偶尔为之，对于有经常性和长期性脱硫任务的材料来说，碱性炉衬的使用是唯一的选择。
转炉与电炉区别
转炉与电炉区别在过去的40年里，高炉一转炉联合流程是钢铁生产的中流砥柱。
伴随着二次炼钢、连铸、轧钢等领域的技术进步，它已经发展成一种高产能、成熟的、复杂的、资本密集的、高固定成本的生产流程，可生产众多的基准质量的钢。
电弧炉最初在20年代开发成功，用来熔炼废钢，生产一般应用级别的钢材，如钢筋等。
与联合钢铁厂相比，常规的立足于电炉的短流程钢厂的生产要简单得多，灵活得多。
它能生产正常质量的且在价格上比联合钢铁企业要廉价的钢材，所需要的就是废钢与电能的充足供应。
直到几年前，制约着短流程钢厂发展的最大的因素仍是没有能力正常地生产某些优质低碳钢。
然而，尤其是近20年，技术的全面发展和两种流程间的激烈竞争，明显改变了生产效率。
其结果它们很早以前就顶替了成本更高的联合企业，成为诸如大型材、钢梁、SBQ等大部分优质碳钢的供应者。
对于厚板的生产，那些基于电炉的钢厂的重要性愈发突出。
因为绝大部分扁平材要求极好的表面质量和很高的钢纯净度，联合生产企业拥有充足的资金和高度完善的加工能力，继续在这一领域占据着优势。
然而，在最近的10—15年间，得益于电炉设计、生产与原料供应、中厚板坯连铸技术和直接轧制的发展，某些电炉钢企业，尤其是美国的电炉钢企业，已经跻身于扁平材市场，生产标准的带钢。
但是，绝大多数小钢厂的生产仍集中在长材领域。
残留物控制基于废钢的电炉炼钢有它的优势，也存在劣势。
它极度依鞍于废钢的价格和供应能力，且有些地方的电价昂贵。
虽然电炉的产量能比联合流程更好的追随市场需求，但废钢价格走向却随着经济活动而变。
因为基于电炉的小钢厂要占据更大的钢产量比重，它们要想保持竞争力，则必须确保废钢市场具有充足的供应能力。
这就要求更高的废钢回收率，然而，从地区角度看，发达地区和发展中地区的废钢回收率存在巨大的差异。
另一个可用方案是，额外的原料来自纯净的铁源，如生铁，还可根据当地具体情况、价格等因素选择直接还原铁或者铁水，这些都是低残留物的金属炉料。
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采用的炼钢方法有转炉炼钢、电炉炼钢和平炉炼钢等，而主要发展趋势为纯氧顶吹转炉炼钢。
至1976年，转炉钢已占世界钢总产量的70％。
（1）纯氧顶吹转炉炼钢法
这种方法是1952年以后发展起来的新技术，它是目前世界上采用较多也是较先进的一种方法。
纯氧顶吹转炉炼钢有以下优点：
（i）生产速度快由于用纯氧吹炼，就会高速降碳，快速提温，大大缩短冶炼时间。
一座300t 转炉吹炼时间不到20min，包括辅助工作时间在内，一共不超过1h。
（ii）品种多、质量好纯氧顶吹转炉既能炼普通钢，也能炼普通低碳钢。
如首都钢厂采用这种方法成功地试炼了一百多种钢材。
由于用纯氧吹炼，钢中氮、氢等有害气体含量较低。
（iii）基建投资和生产费用低纯氧顶吹转炉的基建投资相当于同样生产量的平炉车间的60～70％，生产费用也低于平炉。
目前纯氧顶吹转炉随着氧枪的多孔喷头的研制成功，大大提高了单位时间内的供氧量，并由于操作技术上的革新（例如，用电子计算技术来调节、控制冶炼过程），不论转炉容量的大小，吹炼时间基本上相差不多，即使300t转炉，净吹氧时时也可缩短到12min左右。
在一定限度内，炉容量越大，经济效果越好，因此顶吹转炉迅速走向大型化。
现在世界上最大的转炉为350t，并且正在研究建造400～450t转炉。
（2）电炉炼钢法
电炉炼钢法主要利用电弧热，在电弧作用区，温度高达4000℃。
冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期，在炉内不仅能造成氧化气氛，还能造成还原气氛，因此脱磷、脱硫的效率很高。
以废钢为原料的电炉炼钢，比之高炉转炉法基建投资少，同时由于直接还原的发展，为电炉提供金属化球团代替大部分废钢，因此就大大地推动了电炉炼钢。
世界上现有较大型的电炉约1400座，目前电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展，最大电炉容量为400t。
国外150t以上的电炉几乎都用于冶炼普通钢，许多国家电炉钢产量的60～80％均为低碳钢。
我国由于电力和废钢不足，目前主要用于冶炼优质钢和合金钢。
（3）平炉炼钢法
五十年代以前，平炉钢占世界钢产量的85％。
近年来，除浇铸大型铸件或供水压机等成材的大钢锭，平炉炼钢仍在发挥其作用外，由于纯氧顶吹转炉炼钢技术的发展，转炉钢的产量大幅度增长，世界各国平炉钢产量才逐年下降。
平炉炼钢法的最大缺点是冶炼时间长（一般需要6～8h），燃料耗损大（热能的利用只有20～25％），基建投资和生产费用高。
一个年产1200万吨钢的钢厂，只要建成六个250～300t的纯氧顶吹转炉就够了，如果修建平炉却
需要500t的大型平炉30～40座。
虽然目前世界上仍在生产的平炉已普遍采用氧气炼钢，生产率有较大的提高，但除尘系统复杂，投资高昂，因此平炉炼钢不再发展，甚至有拆除改建为顶吹或底吹转炉的趋势。