電爐煉鋼畢業(yè)設(shè)計(jì)之文獻(xiàn)綜述(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2011屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書學(xué)院(部)： 冶金工程學(xué)院 專業(yè)： 冶金技術(shù) 指導(dǎo)教師蘇振江學(xué)生姓名聶星星課題名稱根據(jù)南京地區(qū)設(shè)計(jì)年產(chǎn)量250萬(wàn)噸的電爐煉鋼車間（橫向布置）內(nèi)容及任務(wù)采用電能作為熱源進(jìn)行煉鋼的爐子，統(tǒng)稱為電路。常用煉鋼電爐可分為： 電弧爐、感應(yīng)熔煉爐、電渣重熔爐、電子束爐、自耗電弧爐等。目前，世界上電爐鋼產(chǎn)量的95%以上都是由電弧爐生產(chǎn)的，因此電爐煉鋼主要指電弧爐煉鋼。鋼鐵冶金的技術(shù)本質(zhì)是高溫化學(xué)反應(yīng)，因此傳統(tǒng)冶煉工藝的主要能源是基于C-O反應(yīng)的化學(xué)能。電弧爐煉鋼與此不同，它以電能為主要能源。電弧爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展，始終與電力資源和廢鋼資源密切相關(guān)，

2、當(dāng)然電爐煉鋼也有其發(fā)展的必要條件。早在19世紀(jì)初，在鋼鐵冶金領(lǐng)域內(nèi)，人們就開(kāi)始尋求應(yīng)用電能進(jìn)行冶煉的技術(shù)途徑，此后一百多年間各種大規(guī)模實(shí)現(xiàn)電-熱轉(zhuǎn)換的冶煉裝置相繼出現(xiàn)。1800年，漢符.大衛(wèi)先生受碳弧的啟發(fā)最早提出了電弧爐的設(shè)想。然而，直到1829年威廉.西門子才真正利用直接起弧和間接起弧的原理試用電弧爐并申請(qǐng)了專利。1899年法國(guó)人赫奧特設(shè)計(jì)的第一臺(tái)煉鋼電弧爐投入生產(chǎn)。這一時(shí)期電弧爐技術(shù)的發(fā)展受電能及電極的制約且進(jìn)程緩慢。從1910年到1980年的70年間，幾乎所有的電弧爐都是交流電弧爐，從上世紀(jì)80年開(kāi)始，直流電弧爐開(kāi)始顯示出一些優(yōu)越性，例如節(jié)省電極、噪音低等。在過(guò)去的15年，相當(dāng)部分新電

3、爐都采用直流供電方式，其容量從10t到300t?，F(xiàn)代電爐一般都裝備有天燃?xì)饩?，大量使用氧氣，偏心爐底出鋼及廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)。在過(guò)去的20年內(nèi)，電弧爐煉鋼發(fā)展迅速。由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐取代平爐而成為主要的煉鋼方法后，廢鋼資源開(kāi)始變得豐富而低廉了，與鋼水相比，其價(jià)格具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。廉價(jià)而資源豐富的廢鋼以及投資低的優(yōu)勢(shì)使采用電弧爐煉鋼的一些電爐鋼廠得以迅速發(fā)展。起初，這些電爐鋼廠只能生產(chǎn)一些對(duì)質(zhì)量要求不高的長(zhǎng)材產(chǎn)品，如棒材、鋼筋等建筑材料，但是隨著電爐煉鋼技術(shù)發(fā)生了重大變化，特別是超高功率電弧爐技術(shù)，明確了提高電爐生產(chǎn)效率的技術(shù)方向。從上個(gè)世紀(jì)60年代至80年代中期，電爐冶煉周期從3個(gè)小時(shí)縮短到60分鐘，

4、基本上滿足了連鑄節(jié)奏的要求。上世紀(jì)80年代末期到90年代，由于小方坯連鑄單流產(chǎn)量的提高以及一機(jī)多流技術(shù)的發(fā)展，1989年第一條電弧爐薄板坯（厚50mm）連鑄連軋生產(chǎn)線在美國(guó)的紐科公司投產(chǎn)，其迅速發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了電爐煉鋼生產(chǎn)效率的提高，即增大了電爐容量、增加了單位時(shí)間輸入電爐的能量、縮短了電爐冶煉周期。在超高功率供電的基礎(chǔ)上，國(guó)際上重點(diǎn)發(fā)展了強(qiáng)化供氧、廢鋼預(yù)熱和加鐵水冶煉等增加化學(xué)熱和物理熱的現(xiàn)代電爐冶煉技術(shù)。這些技術(shù)的發(fā)展，大大縮短了電爐冶煉周期，降低了電耗及電極，使電爐的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生了翻天覆地的變化。電弧爐冶煉工藝：電弧爐煉鋼的特點(diǎn)：溫度高而且容易控制；可以制造還原性氣氛，有利于去

5、硫和脫氧；冶煉設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少。由于堿性電弧爐煉鋼法具有上述的優(yōu)點(diǎn)，能夠生產(chǎn)出很多當(dāng)前轉(zhuǎn)錄不可能生產(chǎn)的高質(zhì)量合金鋼，特別是高合金鋼。所以近年來(lái)電爐煉鋼在世界全部鋼產(chǎn)量中所占的比重逐年上升。同時(shí)電弧爐煉鋼法也有一定的缺陷：耗電量大 ；成品鋼中H、N含量偏高；炭質(zhì)電極可能使鋼液增碳，給低碳鋼冶煉帶來(lái)困難。電弧爐冶煉工藝可分為氧化法、返回吹氧法和不氧法三種類型。而目前主要的方法為氧化法，氧化法的主要特點(diǎn)是冶煉過(guò)程有氧化期，能去碳、去磷、去氣、去夾雜，在爐內(nèi)不僅能造成氧化氣氛，還能造成還原氣氛，因此脫磷、脫硫的效率很高。堿性電爐煉鋼工藝流程概述：裝料融化期氧化期還原期出鋼 裝料： 電弧爐冶煉的基本原料

6、：廢鋼、返回料和增碳劑（電極粉，焦碳粉，生鐵）有的也配加部分的DRI、生鐵（或鐵水）與合金劑增碳劑主要有電極粉、焦炭粉。電極粉含碳量在95%以上，硫低、灰分低，回收率約60%80%，是理想的增碳劑。焦炭粉含碳量約80%，回收率為40%60%，由于價(jià)格低廉是電路普遍采用的增碳劑。裝料前的爐料計(jì)算：裝料前首先應(yīng)確定出鋼量，然后算出各種爐料的配入量，準(zhǔn)確估算配料量不但可以保證冶煉過(guò)程的 順利進(jìn)行，而且還能減少金屬料及原料材料消耗，并能合理地利用返回廢鋼，節(jié)約合金元素，縮短冶煉時(shí)間。 裝料操作：裝料操作直接影響到爐料熔化速度，合金元素?zé)龘p，電能消耗和爐襯壽命。對(duì)裝料的要求是速度快，密實(shí)，布料合理，盡可

7、能一次裝完，或采用先多加后補(bǔ)加的方法裝料。電爐一般采用頂裝料，爐蓋打開(kāi)后開(kāi)膛溫度以1500左右迅速降到800左右，此時(shí)散失的熱量將在熔化期由電弧熱彌補(bǔ)，是電耗增加，冶煉時(shí)間延長(zhǎng)，因此必須強(qiáng)調(diào)快裝。要使?fàn)t料裝得密實(shí)和導(dǎo)電性良好，裝料始必須將大、中、小塊料合理布料。第一，先在爐底均勻的鋪上一層石灰，約為裝料量的2%3%;其次，在石灰上面鋪小塊料，約為小塊料的50%；第三，小塊料上鋪上大塊料和難熔料，并布置在電弧高溫區(qū)，以加速熔化，最后，再最上面鋪上小塊料。熔化期：裝料完畢后，電弧爐從通電開(kāi)始到爐料全部熔清為止稱為熔化期。在電爐冶煉時(shí)熔化期約占全爐也聊的50%70%，冶煉過(guò)程的電耗，占全爐也聊總電耗

8、的60%80%。因此加強(qiáng)熔化期操作，提高爐料熔化速度，是縮短全爐也聊時(shí)間和降低電耗的重要環(huán)節(jié)。 熔化期的主要任務(wù)：在保證爐體壽命的前提下，合理供點(diǎn)，盡快使固體爐料迅速熔化成為均勻的鋼液，提前造好熔化渣，以穩(wěn)定電弧，并減少鋼液的吸氣及揮發(fā)和氧化損失；造好熔化渣，利用熔化末期爐溫不高對(duì)磷的有利條件，可去除鋼液中50%到70%的磷，以減輕氧化期的去磷任務(wù)，尤其應(yīng)控制好鋼液的熔畢碳量，對(duì)礦石氧化法使氧化期去碳量為0.3%到0.4%，礦石-吹氧法去碳量0.3%為以后氧化期創(chuàng)造有利條件。熔化期分為四個(gè)階段 1）放下電極，通電起弧，起弧期。 2）電極繼續(xù)下降，也叫穿井期。 3）主熔化期。 4）熔末升溫期。熔

9、化期工藝操作要點(diǎn)；冶煉過(guò)程中的吹氧助熔，熔化期的造渣去磷。加速爐料熔化的措施？1）快速補(bǔ)爐和合理裝料。2）提高變壓器的輸出功率。3）吹氧助熔。4）燒嘴助熔。5）廢鋼預(yù)熱。6）開(kāi)發(fā)推廣二次燃燒技術(shù)。7）執(zhí)行泡沫渣工藝。8）縮短熔化期的其他措施。氧化期： 氧化期通常是指爐料溶清，取樣分析到扒完氧化渣這一階段，也有人認(rèn)為從爐料溶清，鋼液加熱到加礦或吹氧脫碳開(kāi)始到扒完氧化渣為止成為氧化期。氧化期一般需要20分鐘到四十分鐘的時(shí)間。氧化期的主要任務(wù)是脫碳和去磷，去除氣體及夾雜物，使鋼液溫度均勻加熱升溫。氧化期的工藝操作  氧化期的工藝操作基本分為礦石氧化法、吹氧氧化法和綜合氧化法兩類，現(xiàn)在來(lái)也有

10、采用全程吹氧工藝操作的。 礦石氧化法：利用礦石對(duì)鋼液進(jìn)行脫碳反應(yīng)稱為礦石氧化法。礦石氧化法是一種間接氧化法。礦石氧化法的基本流程：熔化提溫流渣造渣加礦（分2到3批加入，加礦數(shù)量占金屬料重的3%4%）扒去1/31/2的氧化渣C，0.2%左右清潔（純）沸騰10min扒除氧化渣。吹氧氧化法：吹氧氧化法是一種直接氧化法，即直接向熔池中吹人氧氣，氧化鋼中碳等元素。綜合氧化法操作：氧化前期加礦石，后期吹氧的氧化工藝，并共同完成氧化期的任務(wù)。氧化期的強(qiáng)化冶煉：1）熔，氧結(jié)合，提前造渣脫磷 熔氧結(jié)合操作。2）電弧加熱實(shí)行埋弧法操作采用熔，氧結(jié)合工藝后，熔池在全熔時(shí)，磷就可能進(jìn)入規(guī)格含量，隨后的任務(wù)就是升溫和脫

11、碳。3）以氧代礦，提高用氧水平，小脫碳量高脫碳速度氧化的強(qiáng)化措施。4）噴粉在氧化期的應(yīng)用，噴粉在氧化期，還原期，鋼水罐中都能應(yīng)用。氧化期噴粉的目的，主要為了強(qiáng)化脫磷，也有的用于噴粉增碳。5）電爐與爐外精煉相結(jié)合。還原期：從氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)間成為還原期。還原期的任務(wù)：1）使鋼液脫氧，盡可能地去除鋼液中溶解的氧量（0.002%-0.003%）和氧化物夾雜。2）將鋼中的硫含量去除到小于鋼種規(guī)格要求，一般鋼種S0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼S為0.02%到0.03%。3）調(diào)整鋼液合金成分，保證成品鋼中所有元素的含量都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。4）調(diào)整爐渣成分，使?fàn)t渣堿度合適，流動(dòng)性良好，有利于脫氧和去硫。5）調(diào)

12、整鋼液溫度，確保冶煉正常進(jìn)行有良好的澆注溫度。這些任務(wù)互相之間有著密切的聯(lián)系，一般認(rèn)為脫氧是還原期的主要矛盾，溫度是條件，以調(diào)整好爐渣作為解決主要矛盾的手段。出鋼操作：電爐出鋼一般為偏心低出鋼，為確保鋼的質(zhì)量和安全操作，出鋼前必須具備以下條件。1）鋼的化學(xué)成分要進(jìn)入規(guī)格范圍，防止偏上，下限冒險(xiǎn)出鋼。2）鋼液脫氧良好，取出鋼液倒入圓杯試樣冷凝時(shí)沒(méi)有火花，凝固后試樣表面有良好收縮。3）爐渣為流動(dòng)性好的白渣，堿度合適。4）鋼液溫度合適，確保澆注操作順利進(jìn)行。5）出鋼口應(yīng)暢通，出鋼槽應(yīng)平整清潔，爐蓋要吹掃干凈。6）出鋼前應(yīng)停止電極送電，以防觸電，并升高電極，特別是3號(hào)電極?，F(xiàn)代電弧爐的冶煉工藝和發(fā)展方

13、向以及現(xiàn)代電弧爐的新技術(shù)：現(xiàn)代電弧爐煉鋼工藝流程是：廢鋼預(yù)熱超高功率電弧爐二次精煉連鑄，與傳統(tǒng)工藝比較，相當(dāng)于把熔化期的一部分任務(wù)分出去，采用廢鋼預(yù)熱，在把還原期的任務(wù)移到爐外，采用熔氧合一的快速冶煉工藝，取代“老三期”一統(tǒng)到底的落后冶煉工藝變成高效節(jié)能的“短流程”優(yōu)化流程。 發(fā)展大容量電爐和提高電爐自動(dòng)化控制水平，采用電功率靜止式動(dòng)態(tài)補(bǔ)償技術(shù)，用水冷構(gòu)件代替耐火爐襯，爐蓋第四孔直接排煙與電爐周圍密封罩相接的一，二煙塵凈化系統(tǒng)，爐蓋第五孔機(jī)械化自動(dòng)化加料系統(tǒng)，電爐使用還原鐵比例卓漸擴(kuò)大，爐外廢鋼預(yù)熱，爐內(nèi)燃料助熔，強(qiáng)化熔池用氧，開(kāi)發(fā)底氣攪拌和泡沫渣覆蓋下的冶煉工藝，從冷卻水和廢氣中回收熱能，采用全連鑄，發(fā)展纖維石墨電極和采用優(yōu)質(zhì)高效堿性鎂-碳爐襯等。在上述新技術(shù)的發(fā)展下，許多新型電弧爐得到了開(kāi)發(fā)，廢鋼預(yù)熱型(康斯迪電弧爐、雙殼電爐、豎井式電爐),超高功率電弧爐，高阻