1电弧炉炼钢发展的过程和历史

1.1电弧炉炼钢生产量的变化

1.2电弧炉炼钢工艺

1.2.1炼钢生产工艺的比较

1.2.2电能的特点

1.2.3电弧炉的种类

1.2.4电弧炉原料——废钢

1.3电弧炉发展的历史

1.3.1电弧炉的发明和工业化

1.3.2电弧炉发展的历史

1.3.3新技术的动向和今后的

课题

参考文献

2原料、电力

2.1废钢

2.1.1钢铁原料的流通和废钢炼钢

的社会地位

2.1.2世界的供需和流通

2.1.3日本的供需和流通

2.1.4日本国内流通废钢的品位

2.1.5废钢质量恶化的对策

2.2新铁源

2.2.1新铁源所处的地位

2.2.2使用天然气的新铁源生产工艺

2.2.3使用煤的新铁源生产工艺

2.2.4电弧炉使用的新铁源

2.3铁合金

2.3.1炼钢用的铁合金及生产方法

2.3.2铁合金的供需情况

2.4电力

2.4.1主要国家的电力情况

2.4.2电力需求的构成

2.4.3电力供给的构成

2.4.4电弧炉厂使用的电力

参考文献

3电弧炉操作

3.1低合金钢

3.1.1操作法

3.1.2低合金钢的炼钢反应

3.2不锈钢、高合金钢

3.2.1操作

3.2.2不锈钢的炼钢反应

3.3物料平衡和热量平衡

本书阐述了最近30余年日本电弧炉炼钢技术的发展历史和成果，重点介绍了电弧炉炼钢的原料、电弧炉钢的质量、电弧炉的设备等内容。

电弧炉炼钢起源可上溯到1853年，法国人皮松(Pisson)用两根水平电极在熔池上方发生电弧间接加热熔池熔炼金属成功。1879 年西门子(K. W. Siemens)改用一根直立电极与金属熔池直接产生电弧而加热熔池。1899年，美国有人曾试用两根直立电极直接加热熔池的方法，但使用的仍是直流电源，功率不足以熔化废钢，未能用于生产。近代电弧炉炼钢 的雏型是 1907 年美国出现的埃鲁(P.L.T.Heroult)式电弧炉—三相交流电弧炉。由于其功率大、工艺灵活、可用废钢为原料、产品质量高而赢得市场，随后推广到各国。

电弧炉炼钢是生产中、高合金钢和优质钢的主要方法。在电能和废钢资源多且便宜的工业发达地区，电弧炉生产的普通碳素钢，已在市场占有日益增大的份额。随着工业和技术的发展对合金钢、优质钢需求量不断增长，到20世纪80年代末，电弧炉钢在世界粗钢年总产量中已占30%左右(见表1)。由于各国资源、技术及社会条件不同，电炉钢产量偶有起伏，但增长势头不变。到20世纪末，世界电弧炉钢所占比例将达35%。到20世纪80～90年代电弧炉容量多为40～120t，200t电炉亦属常见，最大的电弧炉容量为400t，然而世界电炉钢75%的产量出自所谓“小钢厂”，即年产钢量为5～25万t、带有连铸机和小型轧机的钢厂。

电弧炉炼钢通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢的方法。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利，发明后不久，就用于冶炼合金钢。并得到较大的发展。随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电炉钢的成本不断降低，现在电炉不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升。

第1章电弧炉炼钢技术概述1

11电弧炉炼钢的基础1

111钢与生铁的区别2

112碱性电弧炉与酸性电弧炉3

113传统碱性电弧炉炼钢过程3

12电弧炉炼钢技术的发展6

121大型电弧炉的发展6

122超高功率电弧炉供电系统的进步7

123电弧炉辅助装置的进步12

124炉门氧枪12

125炉壁氧枪13

126测温定碳等装备的发展15

127余热锅炉利用16

128智能化电弧炉17

13电弧炉炼钢的技术经济指标19

131电弧炉炼钢主要技术经济指标19

132提高技术经济指标的主要途径22

第2章电弧炉热工基础和电弧炉设备24

21冶炼过程的能量供给与热交换24

211电弧炉炼钢过程中的能量供给制度24

212冶炼过程中的热交换26

22电弧炉的基本构造28

23电弧炉本体结构30

231炉体的金属构件30

232炉缸39

233炉膛39

234炉顶拱度39

235炉墙与炉门40

236炉衬40

237电极位置42

24电弧炉机械设备42

241电极夹持器43

242电极升降机构44

243炉体倾动机构46

244炉盖旋出或开出机构47

245废钢预热装置48

246水冷装置48

247偏心炉底出钢机构50

248补炉机51

249排烟除尘装置系统53

2410底吹系统59

25电弧炉主要电气设备59

251电气设备的组成59

252配电操作62

26基本电参数和电热特性的计算64

27电气设备的维护和相关常识66

271供电曲线的制定66

272变压器的正常使用67

第3章电弧炉炼钢原料和耐火材料69

31直接还原铁69

311直接还原铁的理化指标70

312电弧炉炼钢对直接还原铁的性能要求71

313直接还原铁的加入方式71

314直接还原铁配加铁水冶炼的操作要点分析73

315直接还原铁配加生铁冶炼的操作要点分析74

316使用直接还原铁后金属收得率的基本分析方法75

32冷生铁75

321加入冷生铁的电弧炉冶炼特点76

322高比例配加冷生铁冶炼操作的关键技术77

33碳化铁82

331碳化铁的加入方式83

332碳化铁的加入量或喷吹量的控制83

34脱碳粒铁和Corex铁85

341脱碳粒铁85

342Corex铁85

35热装铁水技术86

351热装铁水的方式86

352热装铁水的时间88

353热装铁水对渣料的要求89

354热装铁水对冶炼电耗的影响89

355提高热装铁水比例的主要方法91

36废钢95

361对于废钢质量的要求95

362对于废钢尺寸的要求98

363一些特殊废钢的消化和处理方法99

37合金材料102

371常用的合金材料102

372合金材料的管理工作103

38电弧炉的造渣材料105

381造渣材料105

382氧化剂107

383脱氧剂和增碳剂108

384电极110

39电弧炉的耐火材料113

391耐火材料的主要性能和分类113

392电弧炉用耐火材料115

393电弧炉用绝热材料和黏结剂119

第4章电弧炉炼钢冶炼工艺及操作121

41传统电弧炉炼钢工艺流程配置121

42冶炼前的准备工作123

421配料操作及注意事项123

422装料操作及装料方法124

423烘炉的操作131

424补炉操作134

43熔化期的操作及特征判断136

431炉料的熔化过程136

432炉料熔化时物化反应138

433缩短熔化期的途径139

434熔化期造渣及去磷操作143

44氧化期的操作及特征判断145

441控制脱磷操作147

442控制脱碳操作153

443氧化期的造渣操作160

444氧化期的操作要点170

45还原期的操作及特征判断174

451还原期的目的174

452还原期的造渣操作191

453还原期温度控制操作195

454还原期的操作工艺200

46电弧炉冶炼的泡沫渣控制技术208

461石灰的溶解机理208

462电弧炉炼钢对熔渣的要求与泡沫渣的功能211

463泡沫渣原理213

464泡沫渣的性能指标216

465影响泡沫渣质量的因素217

466自耗式氧枪吹炼条件下的泡沫渣操作221

467超声速氧枪控制下的泡沫渣技术226

468超声速集束氧枪吹炼条件下的泡沫渣控制232

469不同类型泡沫渣的冶炼效果分析233

4610氧化铁皮、泡沫渣改进剂在泡沫渣工艺中的应用235

47电弧炉冶炼过程脱碳留碳操作技术239

471脱碳反应的作用和配碳量的确定239

472配碳方式分析241

473工艺条件对脱碳反应的影响242

474电弧炉生产中提高脱碳速度的方法246

475电弧炉冶炼过程的留碳操作技术248

48电弧炉冶炼过程脱除有害杂质技术249

481脱磷操作技术249

482脱硫操作技术252

483脱氮操作技术253

484脱氢操作技术258

485脱铅、脱锌操作技术259

49电弧炉出钢技术259

491留钢留渣操作技术259

492偏心炉底出钢技术——EBT技术266

第5章电弧炉用氧技术和辅助燃烧技术273

51电弧炉用氧技术273

511炉门自耗式氧枪及其操作273

512水冷超声速氧枪及其操作276

513超声速集束射流氧枪及其操作280

52辅助能源输入技术287

521烧嘴的用途287

522烧嘴的结构288

523烧嘴的布置290

524烧嘴的使用291

53二次燃烧技术291

531二次燃烧技术概述291

532二次燃烧喷枪的使用293

第6章现代电弧炉炼钢的基本工艺特点295

61现代超高功率电弧炉炼钢的特点295

611超高功率电弧炉炼钢的优势295

612超高功率电弧炉炼钢生产线的主要特点297

62现代电弧炉炼钢先进技术299

621废钢预热技术299

622强化用氧技术303

623电弧炉底吹气技术305

624密封罩技术和高效除尘技术306

63现代电弧炉炼钢的基本工艺操作过程307

631工艺准备307

632进料操作309

633冶炼操作309

634出钢操作310

64直流电弧炉冶炼工艺操作要点310

第7章配料计算和合金钢冶炼312

71装料前的配料计算312

711装料前的配料方法312

712配料计算313

72熔化期的配料计算317

721每吨钢的垫底石灰加入量计算法317

722加矿后补加石灰量计算318

73氧化期进行配料计算318

74还原期进行配料计算322

741合金加入量的计算322

742单元高合金钢合金加入量计算326

743多元高合金钢合金加入量计算327

744钢液分析成分高于计算成分时的计算334

75合金钢的冶炼和操作337

751合金结构钢的冶炼337

752滚动轴承钢的冶炼346

753高速工具钢的冶炼353

754不锈钢的冶炼361

附录1电弧炉炼钢工复习题371

附录2电弧炉炼钢工复习题参考答案377

附录3电弧炉炼钢工实际操作内容及评分标准380

参考文献388 2100433B