电炉新技术-32页-BPPT课件
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电炉炼钢冶炼工艺培训教材课件_2_2.ppt
第五章 电炉炼钢冶炼工艺
电炉冶炼操作方法 电炉炼钢冶炼工艺 钢液 的 合 金 化
5.1 电炉冶炼操作方法
～一般是按造渣工艺特点来划分的，有单渣氧化法、 单渣还原法、双渣还原法与双渣氧化法，目前普遍采用后 两种。
1）双渣还原法 又称返回吹氧法，其特点是冶炼过程中有较短的氧化 期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳，去 气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由含 低磷的返回废钢组成。 由于它采取了小脱碳量、短氧化期，不但能去除有害 元素，还可以回收返回废钢中大量的合金元素。因此，此 法适合冶炼不锈钢、高速钢等含Cr、W高的钢种。
3）气体与夹杂物的去除
电炉炼钢过程气体与夹杂的去除是在那个阶 段，怎么进行的？
去气、去夹杂是在电炉氧化期的脱碳阶段进 行的。它是借助碳-氧反应、一氧化碳气泡的上浮， 使熔池产生激烈沸腾，促进气体和夹杂的去除、 均匀成分与温度。
去气、去夹杂的机理？
去气、去夹杂的机理：
Ｃ-Ｏ反应生成CO使熔池沸腾； CO气泡对N2、H2 等来说，PN2、PH2 分压为零，N2、H2 极易并到CO气泡中，长大排除； Ｃ-Ｏ反应，易使2FeO·SiO2、2FeO·Al2O3及2FeO·TiO2等 氧化物夹杂聚合长大而上浮； CO上升过程粘附氧化物夹杂上浮排除。
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为 点弧期。
此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射， 二次电压越高，电弧越长，对炉顶辐射越厉害， 并且热量损失也越多。
为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便 让电极快速进入料中，减少电弧对炉顶的辐射。
供电上采用较低电压、较低电流。
• 穿井料所遮蔽，但因不断出现 塌料现象，电弧燃烧不稳定。 注意保护炉底，办法是：加料前采取外加石 灰垫底，炉中部布置大、重废钢以及合理的炉型。 供电上采取较大的二次电压、较大电流，以 增加穿井的直径与穿井的速度。
电炉冶炼操作方法 电炉炼钢冶炼工艺 钢液 的 合 金 化
5.1 电炉冶炼操作方法
～一般是按造渣工艺特点来划分的，有单渣氧化法、 单渣还原法、双渣还原法与双渣氧化法，目前普遍采用后 两种。
1）双渣还原法 又称返回吹氧法，其特点是冶炼过程中有较短的氧化 期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳，去 气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由含 低磷的返回废钢组成。 由于它采取了小脱碳量、短氧化期，不但能去除有害 元素，还可以回收返回废钢中大量的合金元素。因此，此 法适合冶炼不锈钢、高速钢等含Cr、W高的钢种。
3）气体与夹杂物的去除
电炉炼钢过程气体与夹杂的去除是在那个阶 段，怎么进行的？
去气、去夹杂是在电炉氧化期的脱碳阶段进 行的。它是借助碳-氧反应、一氧化碳气泡的上浮， 使熔池产生激烈沸腾，促进气体和夹杂的去除、 均匀成分与温度。
去气、去夹杂的机理？
去气、去夹杂的机理：
Ｃ-Ｏ反应生成CO使熔池沸腾； CO气泡对N2、H2 等来说，PN2、PH2 分压为零，N2、H2 极易并到CO气泡中，长大排除； Ｃ-Ｏ反应，易使2FeO·SiO2、2FeO·Al2O3及2FeO·TiO2等 氧化物夹杂聚合长大而上浮； CO上升过程粘附氧化物夹杂上浮排除。
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为 点弧期。
此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射， 二次电压越高，电弧越长，对炉顶辐射越厉害， 并且热量损失也越多。
为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便 让电极快速进入料中，减少电弧对炉顶的辐射。
供电上采用较低电压、较低电流。
• 穿井料所遮蔽，但因不断出现 塌料现象，电弧燃烧不稳定。 注意保护炉底，办法是：加料前采取外加石 灰垫底，炉中部布置大、重废钢以及合理的炉型。 供电上采取较大的二次电压、较大电流，以 增加穿井的直径与穿井的速度。
电炉炼钢操作方法及冶炼工艺-PPT文档资料-PPT文档资料
熔末升温 期
电弧、 大电流
水冷+ 泡沫渣
典型的供电曲线
2）及时吹氧与元素氧化
熔化期吹氧助熔，初期以切割为主，当炉料
基本熔化形成熔池时，则以向钢液中吹氧为主。 吹氧是利用元素氧化热加速炉料熔化。当固体 料发红（～900℃）开始吹氧最为合适，吹氧过 早浪费氧气，过迟延长熔化时间。 一般情况下，熔化期钢中的Si、Al、Ti、V等几 乎全部氧化，Mn、Ｐ氧化40%～50%，这与渣
脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应：
2［P］＋5(FeO)＋4(CaO)＝(4CaO· P2O5)＋5 ［Fe］, △H＜0 分析：反应是在渣-钢界面上进行，是放热反应。
1）炉料熔化过程及供电
装料完毕即可通电熔化。炉料熔化过程图， 基本可分为四个阶段（期），即点弧、穿井、主 熔化及熔末升温。
•点（起）弧期
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为 点弧期。 此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射， 二次电压越高，电弧越长，对炉顶辐射越厉害， 并且热量损失也越多。 为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便让 电极快速进入料中，减少电弧对炉顶的辐射。 供电上采用较低电压、较低电流。
一、补炉 1）影响炉衬寿命的“三要素”
炉衬的种类、性质和质量； 高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀； 吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。
2）补炉部位
炉衬各部位的工作条件不同,损坏情况也不一 样。炉衬损坏的主要部位如下： 炉壁渣线 受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学 侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重； 渣线热点区 尤其2＃热点区还受到电弧功率大、 偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为换 炉的依据； 出钢口附近 因受渣钢的冲刷也极易减薄； 炉门两侧 常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及 操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。
电炉的基本知识ppt课件
电炉如何分类？
1、按工作原理对电炉进行的分类 按电能转变热能的方式，电炉可分为电弧炉、 电阻炉和感应炉等。 （1）电弧炉 利用电弧产生的热量加热制品 的装置称为电弧炉。它可以用来熔炼金属、 非金属，生产人造云母单晶及AI2O3空心球等。 （2）电阻炉 电阻炉是以电能为能源，电流 通过电阻体将电能转变为热能，借助辐射、 对流和传导方式，将热量传给制品的装置。 （3）感应炉 感应炉是利用工频、中频或高 频电流，在被加热的导体中产生中产生感应 电流，
电炉如何分类？
2、按操作方式对电炉进行分类 按操作方式可将电炉分为间歇式和连续式电炉。 A 间歇式 其特点是坯体或工件整批装入炉内，经过 升温、恒温及冷却阶段，制品出炉后，另一批坯体再 装入炉中。这类电炉按其工作温度可分为四类： 1）超高温炉：一般炉温高于2000度 2）高温炉：一般炉温为1350~2000度 3）中温炉：一般炉温为950~1350度 4）低温炉：一般炉温低于950度 这种电炉产量较低，要求升温快，炉墙蓄热量小。 常用的炉型有箱式炉、井式炉、台车式电炉各升降式 电炉等
电炉如何分类？
d）电子束加热法 由电子束撞击炉料而产生热 能的加热方法。 e）等离子加热法 电能通过等离子能而转变成 热能的电加热方法。 f）介质加热法 在高频电场作用下，电介质中 由其电荷的位移而产生热能的加热方法。 对于上述6种加热方法，有六大类不同的电炉或 电加热设备，即电弧炉、电阻炉、感应炉、 电子束炉、等离子炉和高频加热设备。
•
• • • •
台车式电阻炉
• 炉壳： • 炉壳的外形为长方形箱型体，为大 型框架结构，设计与制造充分考虑结构 的稳定性。 • 炉壳顶部采用活体联接结构，便于 安装。 • 在炉壳相应的电热元件引出处，设 置有防护罩。
电炉结构工作原理及分类【共22张PPT】
图5-7 推板式电阻炉
传送带式电炉: 炉体与推杆式的相似，不同的只是炉内用一条环形的耐热钢 制的传送带来传送工件，传送速度由一台无级变速电机及减 速机或机械变速机来调节 ⑷按工作温度可分为：低温炉、中温炉、高温炉。
⑸按加热体材料及形状可分为：钼丝炉、硅碳棒炉、
硅钼棒炉、碳粒炉、石墨碳管炉等。
图5-8 网带式电阻炉
电炉结构工作原理及分类
（优选）电炉结构工作原理及分类
电炉的分类 按加热的方式： 电阻炉： 电流通过电阻体时，由于电流的热效应而产生热量用来加热
制品。
电弧炉： 由电弧产生热量来加热制品。
感应炉： 由于电磁感应作用在电阻体内产生电流，并由电阻产生热 量来加热制品。
电子束炉：利用高速运动的电子能量作为热源加热制品。
电炉结构工作原理及分类 ⑶按作业方式可分为周期式及连续式二个型式
⑶按作业方式可分为周期式及连续式二个型式
炉体:壳体+耐火材料砌筑而成。壳体是用型钢、钢板焊成 轨道:小型电炉，炉体底部与轻轨连为一体，不需基础。
炉壳用钢板或型钢焊接园筒形。
炉壳用钢板或型钢焊接园筒形。
⑶按作业方式可分为周期式及连续式二个型式
工件在上边气氛中缓冷。 电 有时弧：炉2：倍的直由径电。弧产生热量来加热制品。
大中型小及型中电型炉电可炉用可配以重在及炉门手上动及装后置墙来上开适闭当炉的门布关置一闭些时电，加用热压元紧件装，置以使减炉少炉门内紧的密温地差与。门框接触，减少漏气。
炉一般体可:壳以体在+耐炉火膛材内料左砌右筑侧而墙成上。及底面上布置，为了得到良好的热场，最好在炉顶上也布置电加热元件。 I大一型电及流中，型安电培炉可；以在炉门上及后墙上适当的布置一些电加热元件，以减少炉内的温差。
《工学炉外精炼》PPT课件
脱【P】 脱磷率≥90%，终点［P］0.010-0.015%，出钢 过程中回磷
炉外精炼的作用和地位
1 提高质量、扩大品种的主要手段
2 优化冶金生产流程,提高生产效率,节 能降耗、降低成本主要方法
3 炼钢－炉外精炼－连铸－热装轧制工 序衔接
4 连铸工艺快速发展的需要
炉外精炼的经济合理性
1 提高初炼炉的生产率 2 缩短生产周期 3 降低产品成本 4 产品质量稳定与提高
钢或铬镍钢,以上所列的各种精炼方法都 不太适用.
出现了一些不锈钢的专用炉外精炼 方法.这些方法发展很快,不到十年就基本 上取代了质低价高的电弧炉吹氧冶炼不锈 钢方法.例如,1976年日本的不锈钢将近有 四分之三是由初炼炉+炉外精炼方法生产 的.1977年美国的所有不锈钢都由初炼炉+
低碳合金钢〔不锈钢〕钢液的精炼方法 <1> VOD<Vacuum Oxygen
炉外精炼的任务 1 钢水成分和温度的均匀化 2 精确控制钢水成分、温度 3 脱氧、脱硫、脱磷、脱碳 4 去除钢中气体〔氢、氮〕及夹杂物 5 夹杂物形态、成分控制
各种炉外精 炼方法及所 采用的精炼 手段
1.3 炉外精炼采用的基本手段
1 渣洗 2 真空 3 搅拌 4 加热 5 喷吹
1.3.1 渣洗 最早出现的炉外精炼方法：用合成
<1>DH法.由原西德的多特蒙特和豪特尔两公司联合 研制,故有此名.在我国又称提升脱气法或虹吸法.
<2>RH法.由原西德鲁尔钢铁公司<Ruhrstahl>和海拉 斯公司<Heraeus>联合研制,我国称真空循环脱气法.
<3>PM法〔Pulsating Mixing Process〕
《电炉炼钢法》课件
研发更环保的电炉炼钢技术，进一步降低碳排放和环境污染。
电炉炼钢法相关的安全生产要求
电炉炼钢法是一项高温、高能耗的工艺，安全生产至关重要。了解电炉炼钢法的安全生产要求可以帮助 我们预防事故并保障工作人员的安全。
1. 确保设备安全可靠。 2. 严格遵守操作规程和操作规范。 3. 加强安全培训和意识提升。 4. 注意事故处理和紧急救援准备工作。
电炉炼钢法的发展趋势和未来展望
随着科学技术的进步和需求的不断增长，电炉炼钢法正在不断发展和改进。未来，我们可以期待 更高效、更智能的电炉炼钢技术的出现。
1 自动化升级
电炉炼钢技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和质量。
2 能耗优化
未来的电炉炼钢法将更加注重能源的节约和利用，降低生产成本。
3 环保创新
《电炉炼钢法》PPT课件
本课件将介绍电炉炼钢法的历史、原理和流程，以及它在现代化钢铁工业中 的应用和发展趋势。我们还将讨论电炉炼钢法的优点和局限性，并分享案例 分析和成功实践。让我们开始探索这个令人惊叹的钢铁生产方法！
炼钢的历史背景
炼钢是近代工业的重要创举。了解炼钢的历史背景可以帮助我们更好地理解电炉炼钢法的发展。从最初 的手工炼钢到工业化生产，钢铁产业始终在推动社会进步和经济繁荣。
1
充电
将生铁和其他熔化剂装入电炉，通电使其熔化，形成熔融池。
2
调温调合
在熔融池中加入合适的合金元素、电阻等能量作用下的冲击和搅拌作用，精炼钢水，去除杂质。
电炉炼钢法的优点和局限性
电炉炼钢法作为一种现代化钢铁生产方法，具有许多优点。然而，它也存在一些局限性。了解这些优点 和局限性有助于我们评估电炉炼钢法在不同情况下的适用性。
环保可持续
电炉炼钢法可以减少碳排放和环境污染，符 合可持续发展要求。
电炉炼钢法相关的安全生产要求
电炉炼钢法是一项高温、高能耗的工艺，安全生产至关重要。了解电炉炼钢法的安全生产要求可以帮助 我们预防事故并保障工作人员的安全。
1. 确保设备安全可靠。 2. 严格遵守操作规程和操作规范。 3. 加强安全培训和意识提升。 4. 注意事故处理和紧急救援准备工作。
电炉炼钢法的发展趋势和未来展望
随着科学技术的进步和需求的不断增长，电炉炼钢法正在不断发展和改进。未来，我们可以期待 更高效、更智能的电炉炼钢技术的出现。
1 自动化升级
电炉炼钢技术将更加智能化和自动化，提高生产效率和质量。
2 能耗优化
未来的电炉炼钢法将更加注重能源的节约和利用，降低生产成本。
3 环保创新
《电炉炼钢法》PPT课件
本课件将介绍电炉炼钢法的历史、原理和流程，以及它在现代化钢铁工业中 的应用和发展趋势。我们还将讨论电炉炼钢法的优点和局限性，并分享案例 分析和成功实践。让我们开始探索这个令人惊叹的钢铁生产方法！
炼钢的历史背景
炼钢是近代工业的重要创举。了解炼钢的历史背景可以帮助我们更好地理解电炉炼钢法的发展。从最初 的手工炼钢到工业化生产，钢铁产业始终在推动社会进步和经济繁荣。
1
充电
将生铁和其他熔化剂装入电炉，通电使其熔化，形成熔融池。
2
调温调合
在熔融池中加入合适的合金元素、电阻等能量作用下的冲击和搅拌作用，精炼钢水，去除杂质。
电炉炼钢法的优点和局限性
电炉炼钢法作为一种现代化钢铁生产方法，具有许多优点。然而，它也存在一些局限性。了解这些优点 和局限性有助于我们评估电炉炼钢法在不同情况下的适用性。
环保可持续
电炉炼钢法可以减少碳排放和环境污染，符 合可持续发展要求。
电炉工艺流程课件
铸锭与连铸速度控制
铸锭与连铸速度对产品质量有很大影响，速度过快可能导致产品出现 裂纹等问题，速度过慢则可能使产品表面粗糙。
轧制与锻造的质量控制
轧制与锻造工艺选择
根据不同金属种类和特性，选择合适的轧制与锻造工艺和设备，以确保产品质量和稳定性 。
轧制与锻造温度控制
轧制与锻造过程中温度的控制至关重要，过高或过低的温度都会影响产品质量。应严格按 照工艺要求控制温度。
工艺流程的历史与发展
历史回顾
电炉工艺流程的发展可以追溯到 19世纪末期，随着电力工业的发 展，电炉逐渐取代了传统的燃煤
和燃气炉。
技术进步
随着科技的不断进步，电炉工艺流 程也不断改进和完善，出现了新型 的电炉设备和智能化的控制技术。
未来趋势
未来，随着环保要求的提高和新能 源的发展，电炉工艺流程将更加注 重环保和节能，同时智能化和自动 化程度也将进一步提高。
熔炼设备
电弧炉、感应炉等熔炼设备，根据原料特性和生产规模选择合适的熔炼设备。
精炼与除渣
精炼目的
通过去除熔融金属中的杂质和气体，提高金属的纯度和质量 。
除渣方法
采用各种除渣手段，如机械搅拌、电磁搅拌等，促进熔融金 属中的杂质上浮并去除。
铸锭与连铸
铸锭目的
将熔融金属浇注成一定形状和尺寸的铸锭，以满足后续加工的需求。
电炉工艺流程课件
• 电炉工艺流程概述 • 电炉工艺流程的核心环节 • 电炉工艺流程中的设备与工具 • 电炉工艺流程的质量控制 • 电炉工艺流程的优化与创新
01
电炉工艺流程概述
定义与特点
定义
电炉工艺流程是指利用电能作为 热源，将电能转化为热能，以熔 炼、加热、烧结金属材料或处理 其他物料的过程。
铸锭与连铸速度对产品质量有很大影响，速度过快可能导致产品出现 裂纹等问题，速度过慢则可能使产品表面粗糙。
轧制与锻造的质量控制
轧制与锻造工艺选择
根据不同金属种类和特性，选择合适的轧制与锻造工艺和设备，以确保产品质量和稳定性 。
轧制与锻造温度控制
轧制与锻造过程中温度的控制至关重要，过高或过低的温度都会影响产品质量。应严格按 照工艺要求控制温度。
工艺流程的历史与发展
历史回顾
电炉工艺流程的发展可以追溯到 19世纪末期，随着电力工业的发 展，电炉逐渐取代了传统的燃煤
和燃气炉。
技术进步
随着科技的不断进步，电炉工艺流 程也不断改进和完善，出现了新型 的电炉设备和智能化的控制技术。
未来趋势
未来，随着环保要求的提高和新能 源的发展，电炉工艺流程将更加注 重环保和节能，同时智能化和自动 化程度也将进一步提高。
熔炼设备
电弧炉、感应炉等熔炼设备，根据原料特性和生产规模选择合适的熔炼设备。
精炼与除渣
精炼目的
通过去除熔融金属中的杂质和气体，提高金属的纯度和质量 。
除渣方法
采用各种除渣手段，如机械搅拌、电磁搅拌等，促进熔融金 属中的杂质上浮并去除。
铸锭与连铸
铸锭目的
将熔融金属浇注成一定形状和尺寸的铸锭，以满足后续加工的需求。
电炉工艺流程课件
• 电炉工艺流程概述 • 电炉工艺流程的核心环节 • 电炉工艺流程中的设备与工具 • 电炉工艺流程的质量控制 • 电炉工艺流程的优化与创新
01
电炉工艺流程概述
定义与特点
定义
电炉工艺流程是指利用电能作为 热源，将电能转化为热能，以熔 炼、加热、烧结金属材料或处理 其他物料的过程。
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综合应用这些技术，与计算机控制、管理和炉外精炼相配合，已 经使得电炉的平均冶炼周期达到60min，电耗达到400kWh/t，电极消 耗达到2kg／t的高水平，即“642”，有的看见“531”的高水平。
直流电弧炉、新式废钢预热及二次燃烧等技术的实施又使电炉技 术水平达到了一个新的高度，进一步缩短了冶炼周期，降低了电耗和 电极消耗，见图5-3，而且闪烁、噪声、耐材消耗都明显得到改善。
24.11.2020
4
2007.9宝钢负责起草的“钢铁工业大气污染物排放标 准”（征求意见稿）：其中就烟尘排放浓度限值，对不同 设备提出不同的要求，意见稿建议：转炉、电炉及精炼炉 烟尘排放浓度限值分为：“现源”规定35mg／m3 ，“新 源”规定20mg／m3 ；美国电炉（铸造）分别为：11.45mg ／ m3 ，4.58mg／m3 ；欧盟、英国、德国电炉炼钢控制水 平均在15mg／m3 。
途径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的 各种量值大部分就地消除了，故其使用范围越来越大，前 途广阔。
24.11.2020
9
2）高次谐波（或谐波电流） 由于电弧电阻的非线性特性等原因，使得电弧电流波 形产生严重畸变，除基波电流外，还包含各高次谐波。 谐波电流注入电网，将危害共网电气设备的正常运行， 如使发电机过热，使仪器、仪表、电器误操作等。 抑制的措施是：采取并联谐波滤波器，即采取Ｌ、Ｃ 串联电路。 实际上，电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制， 即静止式动态无功补偿装置——SVC装置，见图5-2。但 SVC装置价格很贵，使得电炉投资成本大为提高。
24.11.2020
10
图5-2 静止式动态无功补偿装置
24.11.2020
11
5.1.4 超高功Байду номын сангаас电炉技术效果
UHP电炉冶炼工艺的基本指导思想是高效、节能、低消耗。而应 用于UHP电炉的各项技术，如UHP供电，强化吹氧（含氧-燃助熔）， 水冷炉壁与水冷炉盖，底吹搅拌，长弧泡沫渣，无渣出钢及废钢预热 等都是在这种思想指导下开发出来的。
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12
图5-3 电炉炼钢技术的发展
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13
5.1.5 结语
UHP电炉不仅变压器额定功率要高，功率水平要高， 而且功率利用率要高，工艺及工艺流程要优化，电炉产 生的公害要得到有效的抑制。
UHP电炉工艺突出一个“快”字，即快速熔化、提 前脱磷以及强化脱碳，而不是简单地将原有工艺一分为 二。
现代电炉冶炼工艺要点：快速熔化与升温，脱磷及脱碳操作等要点。 钢液的合金化：合金的用途、种类以及合金加入时间的原则，给出
“n元合金计算公式”。 UHP电炉的发展背景，采用UHP电炉的目的及其主要优点。 UHP电炉的主要技术特征：功率水平要高、功率利用率要高、流程
要优化，以及公害要进行抑制。
24.11.2020
冶金学—炼钢篇
电炉炼钢及炉外精炼
阎立懿
东北大学钢铁冶金研究所
2008年10月29～11月24日沈阳
（No7）
主要内容
电炉炼钢及其发展 电炉炼钢设备及其电热特性 电炉炼钢原料及冶炼工艺 电炉新技术、新工艺 炉外处理 中国钢铁与大型电炉现状
24.11.2020
2
上次介绍第五章“现代电炉炼钢新技术”的内容
24.11.2020
7
解决的办法有两种： 一是要有足够大的电网，即电炉变压器要与足够大的电
压、短路容量的电网相联，德国规定：
P 网短 8P 0 n4n 8P 0 n
一般认为，若供电电网公共连接点（PCC）的短路 容量是变压器额定容量的80倍，就可视为足够大。 二是采取无功补偿装置进行抑制， 如采用晶体管控制 的电抗器（TCR）。（国家标准GB12326-2000规定， ≤ 35kV时，电压波动限值2%）
24.11.2020
8
两种途径相比，途径一是治标的方法，因为电炉对电 网和自身影响的各种量值并未消除，而是送到更高电压级 的电网去扩散。
随着电炉及大容量用电设备的不断建设发展，这些量 值在电网中增加积累、泛滥成灾，将会形成电网所不能接 受的程度，而增加了对广大用户的影响，因此，使用范围 越来越小。
对二恶英——PCDD/Fs排放限值为：0.2ng-TEQ/ m3 ， 欧盟排放限值为：0.1ng-TEQ/ m3 ；其他国家多为：0.2～ 0.4ng-TEQ/ m3 。
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5
UHP电炉产生噪音高达110dB，要求设法降低。噪音 对环境的影响，据科学家证明如表5-3。
为此，许多国家都制订标准，如德国标准要求，距噪
从提高生产率和降低消耗方面考虑，要求UHP电炉 具有最短的熔化时间和最快的升温速度以及最少的辅助 时间，以期达到最佳经济效益。
＞150
鼓膜出血， 失去听力
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6
（2）电网公害
电炉产生的电网公害主要包括电压闪烁与高次谐波。 1）电压闪烁（或电压波动） 电压闪烁实质上是一种快速的电压波动。它是由较大 的交变电流冲击而引起的电网扰动。电压波动可使白炽灯 光和电视机萤屏高度闪烁，电压闪烁由此得名。 UHP电炉加剧了闪烁的发生。当闪烁超过一定值（限 度）时，如0.1～30Hz，特别是1～10Hz闪烁，会使人感到 烦躁，这属于一种公害，要加以抑制。
声 源 300m 处 的 噪 音 强 度 为 Ｎ . Ｉ 300≤60dB （ 白 天 ） ， ≤45dB（夜晚）。 GB12348-90规定为45～70dB。
采用电炉封闭罩可以满足，罩外的噪音强度能达80～ 90dB。
噪音/ dB
影响 程度
＞50
影响睡眠 与休息
＞70
干扰谈话 影响工作
＞90
影响听力，引起神经衰 弱、头疼、血压升高
3
5.1.3 超高功率电炉技术特征
5.1.3.4 电炉产生的公害要进行抑制 （1）烟尘与噪音 UHP电炉在炼钢过程中产生烟尘＞20000mg／m3， 而 国 家 对 排 放 粉 尘 含 量 的 现 行 标 准 GB9078-1996 为 ＜ 100～150mg／Nm3 。因此，电炉必须配备排烟除尘装置， 使排放粉尘含量达到标准要求。 目前，较合理的办法是采用炉顶第四孔+封闭罩和屋 顶大罩结合排烟法的三级排烟，除尘采用布袋除尘。以 满足即将出台的新标准更高的要求。
直流电弧炉、新式废钢预热及二次燃烧等技术的实施又使电炉技 术水平达到了一个新的高度，进一步缩短了冶炼周期，降低了电耗和 电极消耗，见图5-3，而且闪烁、噪声、耐材消耗都明显得到改善。
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2007.9宝钢负责起草的“钢铁工业大气污染物排放标 准”（征求意见稿）：其中就烟尘排放浓度限值，对不同 设备提出不同的要求，意见稿建议：转炉、电炉及精炼炉 烟尘排放浓度限值分为：“现源”规定35mg／m3 ，“新 源”规定20mg／m3 ；美国电炉（铸造）分别为：11.45mg ／ m3 ，4.58mg／m3 ；欧盟、英国、德国电炉炼钢控制水 平均在15mg／m3 。
途径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的 各种量值大部分就地消除了，故其使用范围越来越大，前 途广阔。
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2）高次谐波（或谐波电流） 由于电弧电阻的非线性特性等原因，使得电弧电流波 形产生严重畸变，除基波电流外，还包含各高次谐波。 谐波电流注入电网，将危害共网电气设备的正常运行， 如使发电机过热，使仪器、仪表、电器误操作等。 抑制的措施是：采取并联谐波滤波器，即采取Ｌ、Ｃ 串联电路。 实际上，电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制， 即静止式动态无功补偿装置——SVC装置，见图5-2。但 SVC装置价格很贵，使得电炉投资成本大为提高。
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图5-2 静止式动态无功补偿装置
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5.1.4 超高功Байду номын сангаас电炉技术效果
UHP电炉冶炼工艺的基本指导思想是高效、节能、低消耗。而应 用于UHP电炉的各项技术，如UHP供电，强化吹氧（含氧-燃助熔）， 水冷炉壁与水冷炉盖，底吹搅拌，长弧泡沫渣，无渣出钢及废钢预热 等都是在这种思想指导下开发出来的。
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图5-3 电炉炼钢技术的发展
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5.1.5 结语
UHP电炉不仅变压器额定功率要高，功率水平要高， 而且功率利用率要高，工艺及工艺流程要优化，电炉产 生的公害要得到有效的抑制。
UHP电炉工艺突出一个“快”字，即快速熔化、提 前脱磷以及强化脱碳，而不是简单地将原有工艺一分为 二。
现代电炉冶炼工艺要点：快速熔化与升温，脱磷及脱碳操作等要点。 钢液的合金化：合金的用途、种类以及合金加入时间的原则，给出
“n元合金计算公式”。 UHP电炉的发展背景，采用UHP电炉的目的及其主要优点。 UHP电炉的主要技术特征：功率水平要高、功率利用率要高、流程
要优化，以及公害要进行抑制。
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冶金学—炼钢篇
电炉炼钢及炉外精炼
阎立懿
东北大学钢铁冶金研究所
2008年10月29～11月24日沈阳
（No7）
主要内容
电炉炼钢及其发展 电炉炼钢设备及其电热特性 电炉炼钢原料及冶炼工艺 电炉新技术、新工艺 炉外处理 中国钢铁与大型电炉现状
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上次介绍第五章“现代电炉炼钢新技术”的内容
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解决的办法有两种： 一是要有足够大的电网，即电炉变压器要与足够大的电
压、短路容量的电网相联，德国规定：
P 网短 8P 0 n4n 8P 0 n
一般认为，若供电电网公共连接点（PCC）的短路 容量是变压器额定容量的80倍，就可视为足够大。 二是采取无功补偿装置进行抑制， 如采用晶体管控制 的电抗器（TCR）。（国家标准GB12326-2000规定， ≤ 35kV时，电压波动限值2%）
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两种途径相比，途径一是治标的方法，因为电炉对电 网和自身影响的各种量值并未消除，而是送到更高电压级 的电网去扩散。
随着电炉及大容量用电设备的不断建设发展，这些量 值在电网中增加积累、泛滥成灾，将会形成电网所不能接 受的程度，而增加了对广大用户的影响，因此，使用范围 越来越小。
对二恶英——PCDD/Fs排放限值为：0.2ng-TEQ/ m3 ， 欧盟排放限值为：0.1ng-TEQ/ m3 ；其他国家多为：0.2～ 0.4ng-TEQ/ m3 。
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UHP电炉产生噪音高达110dB，要求设法降低。噪音 对环境的影响，据科学家证明如表5-3。
为此，许多国家都制订标准，如德国标准要求，距噪
从提高生产率和降低消耗方面考虑，要求UHP电炉 具有最短的熔化时间和最快的升温速度以及最少的辅助 时间，以期达到最佳经济效益。
＞150
鼓膜出血， 失去听力
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（2）电网公害
电炉产生的电网公害主要包括电压闪烁与高次谐波。 1）电压闪烁（或电压波动） 电压闪烁实质上是一种快速的电压波动。它是由较大 的交变电流冲击而引起的电网扰动。电压波动可使白炽灯 光和电视机萤屏高度闪烁，电压闪烁由此得名。 UHP电炉加剧了闪烁的发生。当闪烁超过一定值（限 度）时，如0.1～30Hz，特别是1～10Hz闪烁，会使人感到 烦躁，这属于一种公害，要加以抑制。
声 源 300m 处 的 噪 音 强 度 为 Ｎ . Ｉ 300≤60dB （ 白 天 ） ， ≤45dB（夜晚）。 GB12348-90规定为45～70dB。
采用电炉封闭罩可以满足，罩外的噪音强度能达80～ 90dB。
噪音/ dB
影响 程度
＞50
影响睡眠 与休息
＞70
干扰谈话 影响工作
＞90
影响听力，引起神经衰 弱、头疼、血压升高
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5.1.3 超高功率电炉技术特征
5.1.3.4 电炉产生的公害要进行抑制 （1）烟尘与噪音 UHP电炉在炼钢过程中产生烟尘＞20000mg／m3， 而 国 家 对 排 放 粉 尘 含 量 的 现 行 标 准 GB9078-1996 为 ＜ 100～150mg／Nm3 。因此，电炉必须配备排烟除尘装置， 使排放粉尘含量达到标准要求。 目前，较合理的办法是采用炉顶第四孔+封闭罩和屋 顶大罩结合排烟法的三级排烟，除尘采用布袋除尘。以 满足即将出台的新标准更高的要求。