第一节 产品定义、性能及应用特点
电炉炼钢设备是利用电弧热效应熔炼金属和其他物料的一种炼钢设备。常用的电炉有电弧炉和感应炉两种,而电弧炉练钢占电炉练钢产量的决大部分,一般所说电炉就是指电弧炉。利用电弧产生的热量来熔化炉料和提高钢液过热温度。由于电弧炉不用燃料燃烧的方法加热,故容易控制炉气的性质。可按照冶炼的要求,使之成为氧化性或还原性。电弧炉成为在铸钢方面应用最普遍的炼钢炉。三相交流电弧炉是炼钢最常见的直接加热电弧炉。炼钢过程中,由于炉内无可燃气体,可根据工艺要求,形成氧化性或还原性气氛和条件,故可以用于冶炼优质非合金钢和合金钢。
1、按电炉每吨炉容量的大小分类:
可将电弧炉分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢向高功率、超高功率发展的目的是为了缩短冶炼时间、降低电耗、提高生产率、降低成本。随着高功率和超高功率电炉的出现,电弧炉已成为熔化器,一切精炼工艺都在精炼装置内进行。近十年来直流电弧炉由于电极消耗低、电压波动小和噪音小而得到迅速发展,可用于冶炼优质钢和铁合金。
2、按电弧形式分类:
1)直接加热式,电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间,炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢,其次也用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。
2)间接加热式,电弧发生在两根专用电极棒之间,炉料受到电弧的辐射热,用于熔炼铜、铜合金等。这种炉子噪声大,熔炼质量差,已逐渐被其它炉类所取代。
3)矿热炉,是以高电阻率的矿石为原料,在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是:既利用电流通过炉料时,炉料电阻产生的热量,同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。
电炉可全部用废钢做为金属原料,可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢,如特殊工具钢,航空用钢和不锈刚等。
第二节 发展历程
在西方和一些新兴的工业国家,电炉具有相当重要的战略地位。电炉炼钢在型材和长条产品市场上占据着主导地位,并已经介入扁平材市场。近年来,全球电炉钢2.7亿吨左右,占粗钢总量的1/3以上。欧盟(按15国计)电炉钢的比重已达到50%。经过一系列技术改造,电炉炼钢成本明显改进,电耗下降45%,冶炼周期缩短75%,电极损耗减少75%以上。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。我国是一个发展中国家,炼钢生产中,转炉钢比例占85%,电炉钢比例占15%。
电炉按所有的炉衬分为酸性和碱性两种。目前主要用碱性电炉,这种炉子可以有效地祛除钢中的硫,这是其他练钢方法所不及的。随着世界钢铁生产的发展,电炉钢的比例不断提高,目前占世界钢产量的30%左右,尤其以电炉-连铸-连扎为特点的电炉短流程工艺的确立,使电炉钢得到了很大的发展.
世界上近年来发展的新型电炉主要有超功率电炉,直流电路,双壳电炉,坚炉电炉等。随着炉外精练工艺的发展,电炉作为初练炉的功能更加突出。电炉-精练炉的联合超作,使电炉的冶炼周期大大缩短,有生产节奏转炉化的趋势,生产效率大大提高。