電爐煉鋼操作方法及冶煉工藝72頁-B.ppt

第五章 電爐煉鋼冶煉工藝,第一節(jié) 電爐冶煉操作方法 第二節(jié) 冶煉工藝,第一節(jié) 電爐冶煉操作方法,操作方法一般是按造渣工藝特點(diǎn)來劃分的，有單渣氧化法、單渣還原法、雙渣還原法與雙渣氧化法，目前普遍采用后兩種。 1）雙渣還原法 又稱返回吹氧法，其特點(diǎn)是冶煉過程中有較短的氧化期（10min），造氧化渣，又造還原渣，能吹氧脫碳，去氣、夾雜。但由于該種方法脫磷較難，故要求爐料應(yīng)由含低磷的返回廢鋼組成。 由于它采取了小脫碳量、短氧化期，不但能去除有害元素，還可以回收返回廢鋼中大量的合金元素。因此，此法適合冶煉不銹鋼、高速鋼等含Cr、W高的鋼種。,2）雙渣氧化法 又稱氧化法，它的特點(diǎn)是冶煉過程有正常的氧化期，能脫碳、脫磷，去氣、夾雜，對(duì)爐料也無特殊要求；還有還原期，可以冶煉高質(zhì)量鋼。 目前，幾乎所有的鋼種都可以用氧化法冶煉，以下主要介紹氧化法冶煉工藝。,第二節(jié) 冶煉工藝,傳統(tǒng)氧化法冶煉工藝是電爐煉鋼法的基礎(chǔ)。 其操作過程分為：補(bǔ)爐、裝料、熔化、氧化、還原與出鋼六個(gè)階段。因主要由熔化、氧化、還原期組成，俗稱老三期。 一、補(bǔ)爐 1）影響爐襯壽命的“三要素” 爐襯的種類、性質(zhì)和質(zhì)量； 高溫電弧輻射和熔渣的化學(xué)浸蝕； 吹氧操作與渣、鋼等機(jī)械沖刷以及裝料的沖擊。,2）補(bǔ)爐部位 爐襯各部位的工作條件不同,損壞情況也不一樣。爐襯損壞的主要部位如下： 爐壁渣線 受到高溫電弧的輻射，渣、鋼的化學(xué)侵蝕與機(jī)械沖刷，以及吹氧操作等損壞嚴(yán)重； 渣線熱點(diǎn)區(qū) 尤其2熱點(diǎn)區(qū)還受到電弧功率大、偏弧等影響侵蝕嚴(yán)重，該點(diǎn)的損壞程度常常成為換爐的依據(jù)； 出鋼口附近 因受渣鋼的沖刷也極易減薄； 爐門兩側(cè) 常受急冷急熱的作用、流渣的沖刷及操作與工具的碰撞等損壞也比較嚴(yán)重。,槽出鋼電爐爐襯情況,EBT電爐爐襯情況,3）補(bǔ)爐方法 補(bǔ)爐方法分為人工投補(bǔ)和機(jī)械噴補(bǔ)，根據(jù)選用材料的混合方式不同，又分為干補(bǔ)和濕補(bǔ)兩種。 目前，在大型電爐上多采用機(jī)械噴補(bǔ)，機(jī)械噴補(bǔ)設(shè)備有爐門噴補(bǔ)機(jī)、爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)補(bǔ)爐機(jī)，機(jī)械噴補(bǔ)補(bǔ)爐速度快、效果好。 補(bǔ)爐的原則是：高溫、快補(bǔ)、薄補(bǔ)。 4）補(bǔ)爐材料 機(jī)械噴補(bǔ)材料主要用鎂砂、白云石或兩者的混合物，并摻入磷酸鹽或硅酸鹽等粘結(jié)劑。,二、裝料,目前，廣泛采用爐頂料罐（或叫料籃、料筐）裝料，每爐鋼的爐料分13次加入。裝料的好壞影響爐襯壽命、冶煉時(shí)間、電耗、電極消耗以及合金元素的燒損等。因此，要求合理裝料，這主要取決于爐料在料罐中的布料合理與否。 現(xiàn)場(chǎng)布料（裝料）經(jīng)驗(yàn)：下致密、上疏松、中間高、四周低、爐門口無大料，穿井快、不搭橋，熔化快、效率高。,電爐裝料情況,三、熔化期,傳統(tǒng)冶煉工藝的熔化期占整個(gè)冶煉時(shí)間的50%70%，電耗占70%80%。因此熔化期的長短影響生產(chǎn)率和電耗，熔化期的操作影響氧化期、還原期的順利與否。 （1）熔化期的主要任務(wù) 將塊狀的固體爐料快速熔化，并加熱到氧化溫度； 提前造渣，早期去磷，減少鋼液吸氣與揮發(fā)。 （2）熔化期的操作 合理供電，及時(shí)吹氧，提前造渣。,1）爐料熔化過程及供電 裝料完畢即可通電熔化。爐料熔化過程圖，基本可分為四個(gè)階段（期），即點(diǎn)弧、穿井、主熔化及熔末升溫。,點(diǎn)（起）弧期,從送電起弧至電極端部下降到深度為d電極為點(diǎn)弧期。 此期電流不穩(wěn)定，電弧在爐頂附近燃燒輻射，二次電壓越高，電弧越長，對(duì)爐頂輻射越厲害，并且熱量損失也越多。 為保護(hù)爐頂，在爐上部布一些輕薄料，以便讓電極快速進(jìn)入料中，減少電弧對(duì)爐頂?shù)妮椛洹?供電上采用較低電壓、較低電流。,穿井期,點(diǎn)弧結(jié)束至電極端部下降到爐底為穿井期。 此期雖然電弧被爐料所遮蔽，但因不斷出現(xiàn)塌料現(xiàn)象，電弧燃燒不穩(wěn)定。 注意保護(hù)爐底，辦法是：加料前采取外加石灰墊底，爐中部布置大、重廢鋼以及合理的爐型。 供電上采取較大的二次電壓、較大電流，以增加穿井的直徑與穿井的速度。,主熔化期,電極下降至爐底后開始回升時(shí)，主熔化期開始。隨著爐料不斷的熔化，電極漸漸上升，至爐料基本熔化，僅爐坡、渣線附近存在少量爐料，電弧開始暴露時(shí)主熔化期結(jié)束。 主熔化期由于電弧埋入爐料中，電弧穩(wěn)定、熱效率高、傳熱條件好，故應(yīng)以最大功率供電，即采用最高電壓、最大電流供電。 主熔化期時(shí)間占整個(gè)熔化期的70以上。,熔末升溫期,電弧開始暴露給爐壁至爐料全部熔化為熔末升溫期。 此階段因爐壁暴露，尤其是爐壁熱點(diǎn)區(qū)的暴露受到電弧的強(qiáng)烈輻射。 應(yīng)注意保護(hù)爐壁，即提前造好泡沫渣進(jìn)行埋弧操作，否則應(yīng)采取低電壓、大電流供電。 各階段熔化與供電情況見下表。 典型的供電曲線如下圖。,爐料熔化過程與操作,典型的供電曲線,2）及時(shí)吹氧與元素氧化 熔化期吹氧助熔，初期以切割為主，當(dāng)爐料基本熔化形成熔池時(shí)，則以向鋼液中吹氧為主。 吹氧是利用元素氧化熱加速爐料熔化。當(dāng)固體料發(fā)紅（900）開始吹氧最為合適，吹氧過早浪費(fèi)氧氣，過遲延長熔化時(shí)間。 一般情況下，熔化期鋼中的Si、Al、Ti、V等幾乎全部氧化，Mn、氧化40%50%，這與渣的堿度和氧化性等有關(guān)；而在吹氧時(shí)氧化10%30%、Fe氧化2%3%。,3）提前造渣 用2%3%石灰墊爐底或利用前爐留下的鋼、渣，實(shí)現(xiàn)提前造渣。這樣在熔池形成的同時(shí)就有爐渣覆蓋，使電弧穩(wěn)定，有利于爐料的熔化與升溫，并可減少熱損失，防止吸氣和金屬的揮發(fā)。 由于初期渣具有一定的氧化性和較高的堿度，可脫除一部分磷；當(dāng)磷高時(shí)，可采取自動(dòng)流渣、換新渣操作，脫磷效果更好，這樣為氧化期創(chuàng)造條件。 為什么？脫磷反應(yīng)與脫磷條件：,脫磷反應(yīng)與脫磷條件：,脫磷反應(yīng)： 2P5(FeO)4(CaO)(4CaOP2O5)5Fe, H0 分析：反應(yīng)是在渣-鋼界面上進(jìn)行，是放熱反應(yīng)。 脫磷反應(yīng)的條件： 高堿度，造高堿度渣，增加渣中氧化鈣； 高氧化性，造高氧化性渣，增加渣中氧化鐵； 低溫，抓緊在熔化期進(jìn)行； 大渣量（適當(dāng)大），采取流渣造新渣。,電爐脫磷操作： 實(shí)際電爐脫磷操作正是通過提前造高堿度、高氧化性爐渣，并采用流渣、造新渣的操作等，抓緊在熔化期基本完成脫磷任務(wù)。,（3）縮短熔化期的措施,減少熱停工時(shí)間，如提高機(jī)械化、自動(dòng)化程度，減少裝料次數(shù)與時(shí)間等； 強(qiáng)化用氧，如吹氧助熔、氧-燃助熔，實(shí)現(xiàn)廢鋼同步熔化，提高廢鋼熔化速度 ； 提高變壓器輸入功率，加快廢鋼熔化速度 ； 廢鋼預(yù)熱，利用電爐冶煉過程產(chǎn)生的高溫廢氣進(jìn)行廢鋼預(yù)熱等。,四、氧化期,氧化期是氧化法冶煉的主要過程，能夠去除鋼中的磷、氣體和夾雜物。 當(dāng)廢鋼料完全熔化，并達(dá)到氧化溫度，磷脫除7080%以上進(jìn)入氧化期。為保證冶金反應(yīng)的進(jìn)行，氧化開始溫度高于鋼液熔點(diǎn)5080。 （1）氧化期的主要任務(wù) 繼續(xù)脫磷到要求脫磷； 脫碳至規(guī)格下限脫碳； 去除氣、去夾雜二去； 提 高 鋼 液 溫度升溫。,（2）氧化期操作 1）造渣與脫磷 傳統(tǒng)冶煉方法中氧化期還要繼續(xù)脫磷，由脫磷反應(yīng)式可以看出：在氧化前期（低溫），造好高氧化性、高堿度和流動(dòng)性良好的爐渣，并及時(shí)流渣、換新渣，實(shí)現(xiàn)快速脫磷是可行的。 2P5(FeO)4(CaO)(4CaOP2O5)5Fe H0,2）氧化與脫碳 近些年，強(qiáng)化用氧實(shí)踐表明：除非鋼中磷含量特別高需要采用碎礦（或氧化鐵皮）造高氧化性爐渣外，均采用吹氧氧化，尤其當(dāng)脫磷任務(wù)不重時(shí)，通過強(qiáng)化吹氧氧化鋼液降低鋼中碳含量。 降（脫）碳是電爐煉鋼重要任務(wù)之一，然而脫碳反應(yīng)的作用不僅僅是為了降碳，脫碳反應(yīng)的作用？,脫碳反應(yīng)的作用如下： 降低鋼中的碳，利用碳-氧反應(yīng)（2 CO）這個(gè)手段，來達(dá)到以下目的； 攪動(dòng)熔池，加速反應(yīng)，均勻成分、溫度； 去除鋼中氣體與夾雜。 實(shí)際上，電爐就是通過高配碳，利用吹氧脫碳這一手段，來達(dá)到加速反應(yīng)，均勻成分、溫度，去除氣體和夾雜的目的。,脫碳反應(yīng)與脫碳條件：,CO =CO , HCO0.24kcal=22kJ0 分析：該反應(yīng)是在鋼中進(jìn)行，是放熱反應(yīng)。 高氧化性，加強(qiáng)供氧，使O實(shí)際 平衡 。 高溫，加速-間的擴(kuò)散（由于脫碳反應(yīng)是“弱”放熱反應(yīng)，溫度影響不大（熱力學(xué)溫度），但從動(dòng)力學(xué)角度，溫度升高改善動(dòng)力學(xué)條件，加速-間的擴(kuò)散，故高溫有利脫碳的進(jìn)行）。 降低PCO ，如充惰性氣體（AOD），抽氣與真空處理（VD、VOD）等均有利于脫碳反應(yīng)。,3）氣體與夾雜物的去除 電爐煉鋼過程氣體與夾雜的去除是在那個(gè)階段，怎么進(jìn)行的？ 去氣、去夾雜是在電爐氧化期的脫碳階段進(jìn)行的。它是借助碳-氧反應(yīng)、一氧化碳?xì)馀莸纳细?，使熔池產(chǎn)生激烈沸騰，促進(jìn)氣體和夾雜的去除、均勻成分與溫度。 去氣、去夾雜的機(jī)理？,去氣、去夾雜的機(jī)理：,-反應(yīng)生成CO使熔池沸騰； CO氣泡對(duì)N2、H2 等來說，PN2、PH2 分壓為零，N2、H2極易并到CO氣泡中，長大排除； -反應(yīng)，易使2FeOSiO2、2FeOAl2O3及2FeOTiO2等氧化物夾雜聚合長大而上??； CO上升過程粘附氧化物夾雜上浮排除。 為此，一定要控制好脫碳反應(yīng)速度，保證熔池有一定的激烈沸騰時(shí)間。,4）氧化期的溫度控制 氧化期的溫度控制要兼顧脫磷與脫碳二者的需要，并優(yōu)先去磷。在氧化前期應(yīng)適當(dāng)控制升溫速度，待磷達(dá)到要求后再放手提溫。 一般要求氧化末期的溫度略高于出鋼溫度2030，以彌補(bǔ)扒渣、造新渣以及加合金造成的鋼液降溫，見圖。 當(dāng)鋼液的溫度、磷、碳等符合要求，扒除氧化渣、造稀薄渣進(jìn)入還原期。,金屬料（固/液體）升溫曲線,五、還原期,傳統(tǒng)電爐冶煉工藝中，還原期的存在顯示了電爐煉鋼的特點(diǎn)。而現(xiàn)代電爐冶煉工藝的主要差別是將還原期移至爐外進(jìn)行。 （1）還原期的主要任務(wù) 脫氧至要求脫氧； 脫硫至一定值脫硫； 調(diào)整成分合金化； 調(diào)整溫度調(diào)溫。 其中：脫氧是核心，溫度是條件，造渣是保證。,1）脫氧方法 有沉淀脫氧、擴(kuò)散脫氧及綜合脫氧法。 電爐煉鋼采用沉淀脫氧法與擴(kuò)散脫氧法交替進(jìn)行的綜合脫氧法，即氧化末、還原前用沉淀脫氧預(yù)脫氧，還原期用擴(kuò)散脫氧，出鋼前用沉淀脫氧終脫氧。 其中沉淀脫氧反應(yīng)式： xM塊 yO(MxOy) 沉淀脫氧是將塊狀脫氧劑加入鋼液中，直接進(jìn)行鋼液脫氧。 常用的脫氧劑有：Fe-Mn、Fe-Si、Al、V和復(fù)合脫氧劑Mn-Si、Ca-Si等，脫氧能力依次增加。 該法的特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，脫氧迅速；脫氧產(chǎn)物易留在鋼中（當(dāng)上浮時(shí)間短時(shí)）。,擴(kuò)散脫氧反應(yīng)式： x(M)粉+y(FeO)(MxOy)+yFe FeO (FeO) 擴(kuò)散脫氧是將粉狀脫氧劑加在渣中，使?fàn)t渣脫氧，鋼中氧再向渣中擴(kuò)散，間接脫出鋼中氧。 粉狀脫氧劑有：C 、Fe-Si、Ca-Si、CaC、Al粉等。 與沉淀脫氧法比較，擴(kuò)散脫氧法的特點(diǎn)：反應(yīng)在渣中進(jìn)行，產(chǎn)物不進(jìn)入鋼中，鋼質(zhì)好；脫氧速度慢，時(shí)間長。此法常用在電爐還原期稀薄渣形成后。,2）脫硫反應(yīng)及脫硫條件 FeS+（CaO）=（CaS）+（FeO），H0 分析：該反應(yīng)是在渣-鋼界面上進(jìn)行的，為一吸熱反應(yīng)。 高堿度，造高堿度渣，增加渣中氧化鈣； 強(qiáng)還原氣分（或低氧化性），造還原性渣，減少渣中的氧化鐵； 高溫，同時(shí)高溫改善渣的流動(dòng)性； 大渣量（適當(dāng)大），充分?jǐn)嚢柙黾釉?鋼接觸。 由于電爐還原期或精煉爐精煉期的還原氣分強(qiáng)烈，(FeO)0.5%1.0%，對(duì)脫硫特別有利。,（2）還原操作脫氧操作,電爐常用綜合脫氧法，其還原操作以脫氧為核心. 1）當(dāng)鋼液的T、P、C符合要求，扒渣95； 2）加Fe-Mn、Fe-Si塊等預(yù)脫氧（沉淀脫氧）； 3）加石灰、螢石、火磚塊，造稀薄渣； 4）還原，加C粉、Fe-Si粉等脫氧（擴(kuò)散脫氧），分35批，710min批； 5）攪拌，取樣、測(cè)溫； 6）調(diào)整成分合金化； 7）加Al或Ca-Si塊等終脫氧（沉淀脫氧）； 8）出鋼,（3）溫度的控制,考慮到出鋼到澆注過程中的溫度損失，出鋼溫度應(yīng)比鋼的熔點(diǎn)高出100140。由于氧化期末控制鋼液溫度大于出鋼溫度2030以上，所以扒渣后還原期的溫度控制，總的來說是保溫過程。 若還原期大幅度升溫，則造成：鋼液吸氣嚴(yán)重、高溫電弧加重對(duì)爐襯的侵蝕及局部鋼水過熱。為此，應(yīng)避免還原期“后升溫”操作。,六、出鋼,傳統(tǒng)電爐冶煉工藝，鋼液經(jīng)氧化、還原后，當(dāng)化學(xué)成分合格，溫度符合要求，鋼液脫氧良好，爐渣堿度與流動(dòng)性合適時(shí)即可出鋼。 因出鋼過程的渣-鋼接觸可進(jìn)一步脫氧與脫硫，故要求采取“大口、深沖、渣-鋼混合”的出鋼方式。,傳統(tǒng)電爐老三期冶煉工藝操作集熔化、精煉和合金化于一爐，包括熔化期、氧化期和還原期，在爐內(nèi)既要完成廢鋼的熔化，鋼液的升溫，鋼液的脫磷、脫碳、去氣、去除夾雜物，又要進(jìn)行鋼液的脫氧、脫硫，以及溫度、成分的調(diào)整，因而冶煉周期很長。 這既難以保證對(duì)鋼材越來越嚴(yán)格的質(zhì)量要求，又限制了電爐生產(chǎn)率的提高。,七、鋼液的合金化,煉鋼過程中調(diào)整鋼液合金成分的操作稱為合金化，它包括電爐過程鋼液的合金化及精煉過程后期鋼液的合金成分微調(diào)。 傳統(tǒng)電爐冶煉工藝的合金化一般是在氧化末、還原初進(jìn)行預(yù)合金化，在還原末、出鋼前或出鋼過程進(jìn)行合金成分微調(diào)。 而現(xiàn)代電爐煉鋼合金化一般是在出鋼過程中在鋼包內(nèi)完成，出鋼時(shí)鋼包中合金化為預(yù)合金化，精確的合金成分調(diào)整最終是在精煉爐內(nèi)完成的。,合金化操作 主要指合金加入的時(shí)間、加入的數(shù)量及加入的方式。 1）合金加入時(shí)間 總的原則是：熔點(diǎn)高，不易氧化的元素可早加；熔點(diǎn)低，易氧化的元素晚加。,合金化操作具體原則：,A）易氧化的元素后加原則： 不易氧化的元素，可在裝料時(shí)、氧化期或還原期加入，如Ni、Co、Mo，W等； 較易氧化的元素，一般在還原初期加入，如P、Cr、Mn等；容易氧化的元素一般在還原末期加入，即在鋼液和爐渣脫氧良好的情況下加入，如V、Nb、Si、Ti、Al、B、稀土元素（La、Ce等）。 為提高易氧化元素的收得率，許多工廠在出鋼過程中加入稀土元素、鈦鐵等，有時(shí)稀土元素還在澆注的過程中加入。,B）比重大的加強(qiáng)攪拌原則： 熔點(diǎn)高的、比重大的鐵合金，加入后應(yīng)加強(qiáng)攪拌。如鎢鐵的密度大、熔點(diǎn)高，沉于爐底，其塊度應(yīng)小些。 C）便宜的先加原則： 在許可的條件下，優(yōu)先使用便宜的高碳鐵合金，然后再考慮使用中碳鐵合金或低碳鐵合金。 D）貴重的控制下限原則： 貴重的鐵合金應(yīng)盡量控制在中下限，以降低鋼的成本。如冶煉W18Cr4V時(shí)（W 17%19%），每少加1%的W，可節(jié)約15kg/t鎢鐵。,此外，脫氧操作和合金化操作也不能截然分開。一般說來，作為脫氧的元素先加，合金化元素后加；脫氧能力比較強(qiáng)的，而且比較貴重的合金元素，應(yīng)在鋼液脫氧良好的情況下加入。,八、廢鋼預(yù)熱節(jié)能技術(shù),1）概述 2）廢鋼預(yù)熱法的分類 3）料罐式廢鋼預(yù)熱法 4）雙殼電弧爐預(yù)熱法 5）豎窯式電爐預(yù)熱法 6）爐 料 連續(xù) 預(yù)熱法,1）概述,當(dāng)電爐采用超高功率化與強(qiáng)化用氧技術(shù)，使廢氣量大大增加，廢氣溫度高達(dá)1200以上，廢氣帶走的熱量占總熱量支出的15%20% ，折合成電能相當(dāng)于80120kWh/t。 為了降低能耗、回收能量，在廢鋼熔煉前，利用電爐產(chǎn)生的高溫廢氣進(jìn)行廢鋼預(yù)熱，節(jié)能效果明顯。 到目前為止，世界范圍廢鋼預(yù)熱方法主要有料罐預(yù)熱法、雙殼電爐法、豎窯電爐法以及爐料連續(xù)預(yù)熱法等等。,2）廢鋼預(yù)熱法的分類,按其結(jié)構(gòu)類型分為： 分體式與一體式，即預(yù)熱與熔煉是分還是合； 分批預(yù)熱式與連續(xù)預(yù)熱式。 按使用的熱源分為： 外加熱源預(yù)熱燃料燒咀預(yù)熱； 利用電爐排出的高溫廢氣預(yù)熱。,3）料罐式廢鋼預(yù)熱,世界上第一套料罐式廢鋼預(yù)熱裝置是日本于1980年用在50噸電爐上，次年又將這種廢鋼預(yù)熱裝置用在100噸電爐上。之后，在不到10年的時(shí)間里，日本就有接近50套廢鋼預(yù)熱裝置投入運(yùn)行。 料罐式廢鋼預(yù)熱裝置及其工作原理，見圖。,料籃式廢鋼預(yù)熱裝置示意圖,預(yù)熱室,料籃,料罐預(yù)熱法的工作原理及預(yù)熱效果：,電爐產(chǎn)生的高溫廢氣（ 1200）由第四孔水冷煙道經(jīng)燃燒室后進(jìn)入裝有廢鋼的預(yù)熱室內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱。廢氣進(jìn)入預(yù)熱室的溫度一般為700800，排出時(shí)為150200，每罐料預(yù)熱3040min，可使廢鋼預(yù)熱至200250。每爐鋼的第一籃（約60%）廢鋼可以得到預(yù)熱。 料罐預(yù)熱法能回收廢氣帶走熱量的20% 30%，可節(jié)電2030kWht，同時(shí)，節(jié)約電極、提高生產(chǎn)率。,料罐預(yù)熱法的問題及改進(jìn)措施：,該種廢鋼預(yù)熱存在的主要問題： 產(chǎn)生白煙、臭氣新的公害； 高溫廢氣使料籃局部過燒，降低其使用壽命； 預(yù)熱溫度低，廢鋼裝料過程溫降大等。 迫于這些問題采取了再循環(huán)方式、加壓方式、多段預(yù)熱方式、噴霧冷卻方式以及后燃方式等措施對(duì)付白煙與臭氣；采取水冷料罐以及限制預(yù)熱時(shí)間、溫度等措施來提高料罐的壽命。,但是，結(jié)果表明不理想，而且這些措施均使原本廢鋼預(yù)熱溫度就不高（廢鋼入爐前溫降大，降至100150）的情況進(jìn)一步惡化，綜合效益甚微。 這些問題的存在，使得該項(xiàng)技術(shù)受到挑戰(zhàn)，一些鋼廠干脆停止了使用。這就促使歐、美和日本積極開發(fā)新的廢鋼預(yù)熱工藝，提高利用電爐產(chǎn)生的高溫廢氣預(yù)熱廢鋼的效率，節(jié)約能源、提高生產(chǎn)率、降低成本以及改善環(huán)境。,4）雙殼電爐法,雙殼電爐法早在二十世紀(jì)70年代雙殼爐就存在，但它是外加熱源（氧-燃燒咀）預(yù)熱；而新式雙殼爐是利用電爐產(chǎn)生的高溫廢氣進(jìn)行預(yù)熱的。 新式雙殼爐具有一套供電系統(tǒng)、兩個(gè)爐體，即“一電雙爐”。一套電極升降裝置交替對(duì)兩個(gè)爐體進(jìn)行供熱熔化廢鋼，雙殼爐運(yùn)行與工作原理圖。,雙殼爐運(yùn)行,雙殼爐工作原理圖,雙殼爐的工作原理： 當(dāng)熔化爐1#進(jìn)行熔化時(shí)，所產(chǎn)生的高溫廢氣由爐頂排煙孔經(jīng)燃燒室后進(jìn)入預(yù)熱爐2#中進(jìn)行預(yù)熱廢鋼，預(yù)熱（熱交換）后的廢氣由出鋼箱頂部排出、冷卻與除塵。每爐鋼的第一籃（約60%）廢鋼可以得到預(yù)熱。 雙殼爐的主要優(yōu)點(diǎn)： 提高變壓器的時(shí)間利用率，由70%提高到80%以上； 縮短冶煉時(shí)間，提高生產(chǎn)率10%15%； 可回收廢氣帶走熱量的30%以上，節(jié)電4050kWh/t。,新式雙殼爐自1992年日本首先開發(fā)第一座，到目前世界范圍已有近30座投產(chǎn)，其中大部分為直流雙殼爐。 為了增加預(yù)熱廢鋼的比例，增加第一次料重量，如由60%增加至70%，日本鋼管公司（NKK）采取增加電爐熔化室高度，并采用氧-燃燒咀預(yù)熱助熔，以進(jìn)一步降低能耗、提高生產(chǎn)率。,5）豎窯式電爐(shaft furnace),進(jìn)入二十世紀(jì)90年代，德國的Fuchs公司研制出新一代電爐豎窯式電爐（簡(jiǎn)稱豎爐）。Fuchs公司自1988年開始研究豎爐技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)顯示出其卓越的性能和顯著的經(jīng)濟(jì)效果。 從1992年首座豎爐在英國的希爾內(nèi)斯鋼廠（Sheerness）投產(chǎn)，到目前為止，F(xiàn)uchs公司投產(chǎn)的豎爐已超過40座。,豎爐的結(jié)構(gòu)：,豎爐爐體為橢圓形，在爐體相當(dāng)爐頂?shù)谒目祝ㄖ绷鳡t為第二孔）的位置配置一豎窯煙道，并與熔化室連通。 在豎窯煙道的下部與熔化室之間有一水冷活動(dòng)托架（指形閥也叫手指式豎爐），將豎爐與熔化室隔開，廢鋼分批加入豎窯中，廢鋼經(jīng)預(yù)熱后，打開托架加入爐中，可實(shí)現(xiàn)100%廢鋼預(yù)熱，豎爐運(yùn)行與工作原理圖。,豎爐的結(jié)構(gòu)示意圖,圖6-19 豎爐結(jié)構(gòu)示意圖,豎爐的工作原理,豎爐的工作原理 ：,新開爐的第一籃廢鋼直接加入爐中，余下的由受料斗加入豎窯中。送電熔化時(shí)，爐中產(chǎn)生的高溫廢氣12001600，直接對(duì)豎窯中廢鋼料進(jìn)行預(yù)熱。 當(dāng)爐膛中的廢鋼基本熔化后，豎窯中廢鋼溫度經(jīng)預(yù)熱溫度高達(dá)600700時(shí)，打開托架將預(yù)熱好的廢鋼加入高溫爐膛中。隨后關(guān)閉托架，再由受料斗將廢鋼加入豎窯中進(jìn)行預(yù)熱。周而復(fù)始，使廢鋼料分批、分期地，100%地進(jìn)行預(yù)熱。 出鋼時(shí)，爐蓋與豎窯一起提升800mm左右、爐體傾動(dòng)，由偏位底出鋼口出鋼。,豎爐（手指式豎爐）的主要優(yōu)點(diǎn)：,節(jié)能效果明顯，可回收廢氣帶走熱量的 60% 70%，節(jié)電6080 kWh