普通电弧炉的一般设计与电极升降控制
摘要： 为了提高所熔炼速度和钢水的质量、减少电能及电极的消耗量、保证维持规定的电气工作条件，使设备获得较高的生产率。从电弧炉的一般设计概况，到电弧炉电极的升降控制。系统了解电弧炉中存在的缺点与不足。通过分析，更好的提高电气控制的稳定性，提高电网提高熔炼速度。 关键词：电弧炉、短网电流、电极升降。
目录 一、电弧炉的简介及特点 1.电弧炉简介 2.电弧炉特点 二、电弧炉的一般设计 1.电弧炉组成部分 2.炉体设计 3.变压器设计 4.短网电流的计算 5.电极直径计算 6.电极升降计算 7.其他相关参数 三、电极升降自动控制 1.调节器的组成及工作原理 2.调节器的结构原理 四、小结 五、参考文献
一、电弧炉的简介及特点 1.电弧炉简介 电弧炉是利用电极间电弧产生的热能冶炼金属的一种设备。电弧炉炼钢就是靠电极与炉料之间放电产生的电弧，使电能在弧光中转变为热能，并借助辐射和电弧的直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金。 现代化炼钢电弧炉均为直接加热、炉底不导电式电炉。该电炉按直接加热金属的原理工作，电弧发生在每一电极与炉料之间，
己熔化的金属则形成负荷的中心点。 2.电弧炉的特点 电弧炉进行冶炼，电弧炉是一个多变量、非线性、大滞后、强藕合、时变、随机干扰较强的系统，使得系统电极位置、电弧长度、电弧电流以及系统功率很难保持最佳工作状态。电极升降调节系统是电弧炉的重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响钢的产量、质量和能源消耗。在电弧炉冶炼过程中，三相交流电弧炉的电力负载是不稳定的、不对称的；无功冲击及闪变；产生谐波电流。 电弧炉的整个炼钢过程一般分为熔化期、氧化期、还原期三个时期，由于各个时期所完成的任务不同，因而相应地对冶炼温度和功率的要求也不同。 （熔化期）开始熔化阶段，固体炉料熔化，能量需求最大。 （氧化期）初精炼及加热阶段。 （还原期）精炼期，此阶段输入能量只需平衡热损耗。 在废钢冶炼时电弧炉的工作特性为：
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 电弧炉熔炼工安全操作规 程(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7348-75 电弧炉熔炼工安全操作规程(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1．检查炉体、炉盖、冷却系统、炉体倾侧机构是否正常，电炉接地是否良好。 2．检查所用工具，确保其齐备、干燥和放置位置正确。 3．炉料应经过检查，其品种、规格、块度要符合规定。炉料中严禁混入密封盒子、箱子和管子之类物件及易爆品。 4．送电前，将电极升起并进行严格检查，防止短路。禁止带负荷送电。通电时先用10分钟低压，当电极埋入炉料时，才能将功率加到最大。 5．清除炉渣时，先要除去电极电压，用力不得过猛，以免钢水溅出。 6．熔炼过程中，需往炉内加粒粉状材料时，要站在炉门侧面加料，防止喷火伤人。不得添加湿料。
7．用氧气来烧穿电炉的金属出口时，应遵守如下规定： (1)氧气瓶应离明火10米远。如实际情况不允许时，应不小于5米，并采取隔离措施； (2)不许用带油脂的扳手或带油脂的手套开启氧气阀门。 (3)用氧气烧穿窟窿后，要先关闭氧气进入管的通路，然后再将管子从窟窿处抽出来。 8．吹氧操作时，精力必须集中。吹氧管必须通气后才能插入钢液。吹炼完毕，要先抽出氧气管，后关闭氧气阀。操作时不准吸烟。不准用吹氧管在炉内探寻炉料或直接与炉壁，炉底接触。 9．熔化过程中加生铁及其铁合金时，必须经过预热干燥。 10．倾倒金属液前，应切断电源，并将烘烤过的浇包平稳地置于电炉槽下面。不准用冷、湿物件和管子碰触倾泻着的金属液。 11．修理炉盖或电极应停电进行。装电极只准用
5 1前言 众所周知，在电弧炉中，废钢是以电弧为主要热源来进行熔化的。自直流电弧炉出现以后，直流电弧的传热机理、传热特性及偏弧现象 等一直是研究者所关 注的核心问题。围绕此类问题，研究者们作了大量的研 究（包括物理模拟和数学模拟）。文献[3]对直流电弧炉相关研究的历史和发展状况作了较为详细的总结。针对电弧传热的数学模拟研究相对较晚，1983年J.Szekely 和J.Mckelliger 等第一次应用数学方法描述了直流电弧炉电弧区与熔池内的传热，以及对熔池的搅拌效果，并对50kA 电弧等离子的速度场、温度场、传向金属熔池的热流束、热平衡作了计算，同时考察了电弧长度对传热效果的影响。1987年G.Baker 和J.Szekely 发表了针对实验室规模直流电弧炉内金属块与电弧等离子体接触熔化过程的数学模拟结果，并认为主要传热方式为对流，且传热量随着电流、电弧长度、气体流速的增大而增大，但是电弧传热效率随着气流速度的增大仅有微弱的增加，这是因为增加的电流和电弧的长度同时也使得电弧的辐射热损增加。F.Qian 等建立了相近的模型， 计算结果表明，电弧长度对于电弧区温度和速度分布的影响显著，电弧区气体的速度可达到1000m/s ，对于50～60kA 、长度为25cm 电弧，其传热效率仅为27%，而基于实际过程的热平衡分析则表明电弧的热效率在55%～66%之间。类似的还有焊接过程中电弧传热和熔池传热过程相耦合的模型研究。该模型将电弧热源处理成特定的边界热流，熔池简化为固定的几何尺寸和形状，并采用各向异性的传导系数来评估熔池中轴向和径向两种对流方式对热量传递的影响。 电弧炉炉料的熔化是个很复杂的过程，受到多种因素的影响。Szekely 认为处理的困难主要在于废钢料床熔化剥离过程的描述上，并指出可以从总体热平衡的角度来获得对熔化过程的近似表达。A.H.Catillejios 则 认为困难在于熔化的钢液滴落渗透过程中对未熔化疏松介质（料堆）的热量传输机制上。Preisman 等从总体热平衡的角度出发，提出了一个适应输入功率改变和留钢操作的经验模型，用以预报废钢的熔化时间和电能消耗，该模型的主要假设有:废钢采用平均的导热系数，忽略化学反应热，忽略废钢堆中气体的隔热作用，通过理论计算确定装入炉料的所需电耗，以及对炉气和冷却水的测量，可以对总体的热损失进行评估。文献[2，3]基于热平衡原理，将电弧热、化学热及熔化潜热处理为等效的内热源，建立了二维非稳态的废钢熔化传热模型，并利用熔化期电耗和时间两个指标，间接验证了熔化模型的合理性，基本上反映了电弧炉的熔化过程。 直流电弧炉电弧加热废钢熔化过程数学模型及其数值模拟 李 青 （宝钢集团 上海第一钢铁有限公司技术中心，上海200431） 摘要：在详细地分析了电弧传热和废钢熔化过程的基础上，建立了完整的废钢熔化过程数学模型。该模型可以适应不同电弧炉的不同装料制度，模拟电弧炉的穿井和塌料过程，并能在自电弧炉熔化起始直至废钢完全熔清的全阶段上进行数值模拟。模型计算结果可以反映实际生产情况，完善后的数学模型为工艺优化及过程控制等奠定了坚实的理论基础。关键词：直流电弧炉；废钢熔化；过程模拟中图分类号：TM924.4；TF062憲 文献标识码：A 文章编号：1002-1639(2005)04-0005-06 Mathematical Model and Numerical Modeling of Scrap Melting Process Heating by Electric Arc in DC EAF LI Qing （T echnical Center,Shanghai No.1Iron &Steel Co.,Ltd.,Baosteel Group,Shanghai 200431,China ） Abstract:Based on detailed analysis of heat transfer of electric arc and scrap melting process,an integrated model was estab-lished.The model could be adapted in various EAF with different charge https://www.doczj.com/doc/8815517424.html,ing the model,the full process of scrap melting from the beginning to the melt end could be simulated,including moving and boring of the electrode and collapsing of the scrap simultaneously.The calculated results concurred with practical process and experience reasonably.The improved model would provide academic base for process optimization and operation control.Key words:DC EAF ；scrap melting ；process simulation 收稿日期：2005-02-24；修回日期：2005-06-06 基金项目：上海市科学技术委员会资助项目（04R214203）作者简介：李青（1973-），男，安徽人，博士，同济大学机械 工程博士后流动站，从事钢冶炼过程数学模型及仿真研究.
一、组成 油箱；柱塞泵（两台）；压力表；发讯器；过滤器；单向阀（两个）；先导式溢流阀（两个）；球阀（六个）；三组阀台（A、B、C三相电极）； 升降系统：三位四通电磁换向阀；液控单向阀；单向节流阀（两个）；集流分流阀；球阀（两个）；升降缸（两个）； 抱闸系统：两位四通电磁换向阀（两个）；三位四通电磁；直动式减压阀（两个）；单向节流阀（两个）；双单向节流阀；球阀（四个）；上抱闸油缸（六个）；下抱闸油缸（六个）；压放油缸（三个）。 压力环系统：先导式减压阀；两位四通电磁阀；板式溢流阀；管式溢流阀；球阀；压力环油缸（波纹管十个）； 辅助系统：保压稳压部分：蓄能器（八个）；两位三通电磁换向阀；先导式溢流阀；球阀；滤油冷油部分：立式齿轮泵；先导式溢流阀；管列式冷却器；过滤器。 二、工作过程 22.5米液压站，是实现电极把持、压放、升降等电极活动，是全场最核心的液压设备，由两台高压柱塞泵供压，一备一用，其控制阀比较多，每相电极各有一组阀台并设有控制进出油的球阀。 升降过程：每个电极有两个升降油缸，来提升和下降整个电极；升电极时，柱塞泵工作，压力油由油箱经发讯器、单向阀、溢流阀，进入阀台，升降系统的Y三位四通电磁换向阀一端得电,,油液过液控单向阀、单向节流阀，在通过聚流分流阀，均匀的进入升降油缸的无杆腔，电极提升；要降电极时，电磁换向阀的另一端得电，油液作用在液控单向阀上，使单向阀处于通流状态，升降缸的油经节流阀电磁阀流回油箱。 压放过程：电极的压放量是50mm，液压系统动作的顺序是：上抱闸打开-压放缸上升-上抱闸抱紧-压力环打开、下抱闸打开-压放缸下降-压力环、下抱闸抱紧；倒把电极与压放过程正好相反：压力环、下抱闸打开-压放缸上升-压力环、下抱闸抱紧-上抱闸打开-压放缸下降-上抱闸抱紧。 在不需要活动电极的时候，该液压系统起电极把持的作用，油泵不工作，由蓄能器保压，其主要是保证压力环波纹管的压力，它是通过油液来使压力环夹紧筒瓦给电极接电的，所以他的作用很大，太松，太紧都会影响给电极的正常供电，所以压力环进油设了减压阀和溢流阀，回油也设了溢流阀。 该液压站设有自动循环冷却清洗系统，由立式齿轮泵带动工作，将流回油箱的液压油，经溢流阀，管列式冷却器，过滤器，冷却，净化。
能源行业标准《交流电弧炉供电技术导则第3部分电能质量评估》编制说明（征求意见稿） 1．任务来源 该项目为国家能源局2012年下达的能源行业标准制修订计划（国能科技〔2012〕83号），项目编号为能源20120091。项目由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会归口。 2．主要起草过程 2.1启动会议 2012年8月2日在安徽召开了项目启动会议，明确了项目组成员，确定了标准制定下一阶段的工作分工及时间要求。（详见标委会2012年秘24号文件）2.2工作组就标准框架征求意见阶段（2012-08~2012-10-31） 按照合肥会议精神，工作组在2012-08~2012-10-31阶段收集相关标准框架的反馈意见阶段，共收到6条建议： ?董瑞安 ?江苏电科院：袁晓东 ?北京博电新能电力科技有限公司：齐泽锋 ?威盛：刘铁军 ?山西电科院：王金浩 ?宁夏电科院：黄永宁 2.3 西安召开标准框架确定、撰写分工会议（2012年11月2—3日） 1）讨论了反馈意见 2）确定了标准框架及核心内容； 3）进行了撰写分工 4）要求2013年7月完成第一稿 2.4北京会议组长，副组长会议（2013年8月25～26日） 该次会议： ?讨论了标准格式，肯定了监测评估组提供的第一稿格式 ?组长、副组长（袁晓东）进一步明确了第一稿的框架内容 ?会议要求考虑示范增加下述内容 ●经济性评估包括进去 ●供电效率 ●电极损耗 ●冶炼时间 ●控制装置本体损耗 2.5组内征求意见，2014年2月18日～3月底 对第一稿征求意见，征求意见截止日2014年3月底。同时附带对北京会议要求增加内容的处理意见：因没有好的公认的方法、或因与电能质量相关内容不密切，因此，未包含在该草稿中。同时征求大家意见。 截至截止日，收到两个反馈意见： ?安徽电科院
直流电弧炉技术 德国MAN-GHH集团早在1984年，就开始Unarc型直流电弧炉的研究开发工作。但在其国内，由MAN-GHH集团提供的大型Unarc型直流电弧炉到目前为止仅有两台，它们分别是德国乔奇斯玛丽赫特钢厂的125t 电弧炉(1994年投产)和德国普瑞奥萨克钢公司佩尼钢厂的100t电弧炉(1995年投产)，而且都是代替原有转炉的。 (1)MAN-GHH集团直流电弧炉的特点： MAN-GHH集团直流电弧炉的炉底电极特点是：根据炉子的不同容量，把100～250根触针埋入炉子中央部分的耐火材料里。在触针的下端进行强制空冷，以防耐火材料中的触针熔损。尽管耐火材料中与钢水接触部分的触针上部会熔化。由于触针反复熔化和凝固，不会有消耗。但是，耐火材料一旦减少，触针就会损耗。所以，在触针上装有热电偶，到设定温度就更换炉底电极。 (2)德国乔奇斯玛丽赫特钢厂125t直流电弧炉的设备与生产工艺 ①125t直流电弧炉的设备 该直流电弧炉的炉壳直径7300mm，变压器功率130MVA，底电极强 制空冷，顶电极直径700 mm；以天然气为燃料的5只烧嘴分别布置在 炉门口、EBT出钢口上部和炉壁三个区域，天然气消耗量为400m3/h，氧耗为800m3/h。底电极为触针型(原为190根，1996年10月已改为244 根)。触针直径45mm，触针长度1590mm，触针露出小炉底25～35mm。炉下底电极顶出装置为6只液压缸，顶距3m，电炉配备EBT出钢系统。炉盖为全水冷结构，中心部位的小炉盖内径800mm，外径1300mm。炉 盖向出钢口旋转，最大旋转角为85°。炉子通过液压向出钢侧和炉门侧倾动。出钢侧最大倾角为25°，向炉门侧最大倾角为15°。炉壳上部贴 有17块水冷块。700电极有喷淋装置。电炉水冷系统采用闭循环，循 环水量为1900m3/h，进口水温27℃，出口水温35～40℃。 ②125t直流电弧炉的冶炼工艺及其冶金效果 a.125t直流电弧炉的冶炼工艺 125t直流电弧炉的冶炼工艺主要围绕熔料、去磷和升温三大任务展开。 其冶炼工艺流程为：补炉→进料(第一料篮)→通电→氧气和天然气助燃→停电进料(第二料篮)→通电→氧气和天然气助燃→成分分析→测温→流渣→测温和成分分析→定氧→停电出钢(打开EBT出钢口)→塞EBT出钢口→补炉。 具体工艺操作要点为： 补炉：在中后期3～4炉补一次，补炉砂用量6kg/t；采用旋转补炉机喷补。另外，炉门口是补炉重点，基本上每炉都要补一次。 进第1次料：料重为总料重的60%～70%。料高用料篮压。同时，通过计算机画面作通电前的设备检查。
电弧炉工作原理 为了了解电弧炉对电能质量和电能效率影响的产生原因，需要对电弧炉设备的特殊性做一下简单介绍。 1.1电弧炉分类和工作原理 电弧炉是利用电弧能来冶炼金属的一种电炉。工业上应用的电弧炉可分为三类： 第一类是直接加热式，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。 第二类是间接加热式，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。 第三类称为矿热炉，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。 1.2电弧炉的组成设备 炉用变压器 电弧炼钢用变压器应能按冶炼要求单独进行电压电流的调节，并能承受工作短路电流的冲击。 电炉变压器额定电压的选择要考虑许多因素。若一次侧电压取高些，则系统电抗小，短路容量大，可减少闪变，但须增加配电装置费用。若二次电压高些，则功率因素较高，电效率较高，但电弧长，炉墙损耗快，综合效率变低。 一般电炉变压器二次侧均为低电压（几十至几百伏），大电流（几千至几万安）。为保证各个熔炼阶段对电功率的不同需要，变压器二次电压要能在50%~70%的范围内调整，因此都设计成多级可调形式。调整方法有变换、有载调压分接开关等。变压器容量小于10MVA者，可进行无载切换；容量在10MVA以上者，一般应是有载调压方式。也有三相分别设置分接头装置，各相分别进行调整，可以保障炉内三相热能平衡。 与普通电力变压器相比，电炉专用变压器有以下特点：a.有较大的过负荷能力；b.有较高的机械强度；c.有较大的短路阻抗；d.有几个二次电压等级；e.有较大的变压比；f.二次电压低而电流大。 电炉变压器和电弧炉的容量比一般为0.4~1.2MVA/t。电弧炉的电流控制，是由电弧炉变压器高压侧绕组分接头的切换和电极的升降来达到的。 电抗器 为了稳定电弧和限制短路电流，需要约等于变压器容量35%的电抗容量，串入变压器主回路中。大型电弧炉变压器，本身具有满足需要的电抗值，不需外加电抗器；而小于10MVA的变压器，电抗不满足要求，需在一次侧外加电抗器。电抗器的结构特点是：既使通过短路电流，铁芯也不发生磁饱和。 电抗器可装在电炉变压器的内部，称为内附式；也可做成装在变压器外部的独立电抗器，称为外附式。 电炉变压器一般要串联电抗器，使得变压器短路阻抗和电抗器电抗之和达到0.33~0.5标准值（以电炉变压器额定容量为基准）。 容量小于10MVA的电炉变压器，有时在其高压侧装有串联电抗器，以降低短路电流和稳定电弧。对于较大容量的电炉变压器，它本身的漏电抗已足够大，不需再串联电抗器。 高压断路器 炼钢电弧炉对高压断路器的要求是：断流容量大；允许频繁动作；便于维修和使用寿命长。电弧电阻炉负载平稳，连续运行，常用多油或少油式高压断路器，炼钢电弧炉断路器经常跳闸，多选用六氟化硫断路器、电磁式空气断路器、真空断路器等。
2006 年 6 月南京
毕业设计（论文）中文摘要
目录
1 绪论 (1) 1.1 系统设计背景 (1) 1.2 设计要求与设计思路 (2) 2 电弧炉与PTI枪 (2) 2.1 电弧炉炼钢工作原理 (2) 2.2 电弧炉炼钢的发展现状 (3) 2.3 PTI枪系统组成 (3) 3 可编程控制器（PLC）简介 (7) 3.1 可编程序控制器的概述 (7) 3.2 PLC的工作原理 (7) 3.3 PLC发展现状与趋势 (8) 3.4 西门子S7-300PLC (8) 3.5 西门子STEP-7编程软件 (10) 4 碳仓系统总体设计要求 (13) 4.1 设计要求 (13) 4.2 功能要求 (15) 5 硬件设计 (16) 5.1 硬件组态 (16) 5.2 上载硬件实际组态到编程器 (16) 6 软件设计 (19) 6.1 料仓部分的程序设计 (19) 6.2 运行仓部分的程序设计 (21) 6.3 三路碳粉分配器部分的程序设计 (28) 7 程序调试 (35) 结论 (36) 致谢 (37) 参考文献 (38) 附录 A 碳仓控制系统源程序 (39)
1 绪论 据统计，目前全世界粗钢产量的30%由电炉生产，我国电炉钢也约占总钢产量的20%左右。电弧炉电气运行是电炉冶炼生产最基本的保障，它关系到冶炼工艺、
原料、电气、设备等诸多方面的问题，直接影响电炉炼钢生产的各项技术和经济指标，因此对其进行最佳化的研究意义重大，不但可保障冶炼工艺的顺行和充分发挥设备资源的作用，还能提高生产率，节能降耗。 可编程控制器是在继电器控制和计算机控制发展的基础上开发出来的，并逐渐发展成以微处理器为核心，把自动化技术，计算机技术，通讯技术融为一体的新型工业自动控制装置。随着微处理器、计算机、网络和数字通信技术的飞速发展，工业生产自动化控制技术已扩展到了几乎所有的工业领域。应用计算机网络技术来解决工业自动化任务已逐渐成为普通的技术。可编程序控制器是应用面最广、功能强
操作规程编号：LX-FS-A60468 电弧炉熔炼工安全操作规程标准范 本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电弧炉熔炼工安全操作规程标准范 本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1．检查炉体、炉盖、冷却系统、炉体倾侧机构是否正常，电炉接地是否良好。 2．检查所用工具，确保其齐备、干燥和放置位置正确。 3．炉料应经过检查，其品种、规格、块度要符合规定。炉料中严禁混入密封盒子、箱子和管子之类物件及易爆品。 4．送电前，将电极升起并进行严格检查，防止短路。禁止带负荷送电。通电时先用10分钟低压，当电极埋入炉料时，才能将功率加到最大。
5．清除炉渣时，先要除去电极电压，用力不得过猛，以免钢水溅出。 6．熔炼过程中，需往炉内加粒粉状材料时，要站在炉门侧面加料，防止喷火伤人。不得添加湿料。 7．用氧气来烧穿电炉的金属出口时，应遵守如下规定： (1)氧气瓶应离明火10米远。如实际情况不允许时，应不小于5米，并采取隔离措施； (2)不许用带油脂的扳手或带油脂的手套开启氧气阀门。 (3)用氧气烧穿窟窿后，要先关闭氧气进入管的通路，然后再将管子从窟窿处抽出来。 8．吹氧操作时，精力必须集中。吹氧管必须通气后才能插入钢液。吹炼完毕，要先抽出氧气管，后关闭氧气阀。操作时不准吸烟。不准用吹氧管在炉内
国外冶金动态 世界直流电弧炉的发展现状 Peter Greis 世界第一台电弧炉诞生于上个世纪末,那是一台直流电弧炉。在以后的数十年里,却一直是交流电弧炉占优势。直到1980年,直流电弧炉才再次站住脚,并受到重视。 直流电弧炉的再次兴起是在20世纪80年代的最后几年。那时,据称它最突出的优点是降低了电极、能源和耐火材料的消耗以及减小了噪音等。同交流电弧炉相比,直流电弧炉最显著的优点是减少了闪烁效应。 直流电弧炉的诞生是一次革新,它在炼钢发展的进程中应运而生。要求降低生产成本的巨大压力推动着炼钢业向电炉炼钢的方向发展,并在电弧炉领域引发了一场技术革新运动。 如今,当某公司计划建设一座新钢厂时,都要专门制定一套特定的方案,包括所用炉料的类型、设备的能力、电网的能力、质量要求等,均要予以考虑。 直流电弧炉的主要优点仍然是其闪烁效应很少。这一点对电能短缺的国家,特别是发展中国家或供电状况类似中国那样的国家尤其重要。迄今为止,全世界共有130座直流电弧炉已经建成或正在建设。其中大部分都建在废钢回收率高的工业化国家,如日本和美国,或供电不足的发展中国家,如中国和东南亚国家。 与直流电弧炉在全世界迅速扩展的同时,电弧炉的总体设计也发生了剧变。为了提高冶炼能力,开发了双体炉;氧枪和喷碳操作降低了电耗,增加了产量,且缩短了冶炼时间;泡沫渣技术提高了操作的稳定性。 由巴德钢工程公司开发的新型等离子电弧系统可测量和连续记录电弧的状况,以获得更有效、更平稳的操作;还开发了浸入式喷枪、风嘴和烧嘴;采取了不同的方法来减少交流电弧炉的闪烁效应,如电子控制、专用变压器或废钢连续装料等。 还采取了其它提高电弧炉总效率的方法,如计算机操作、偏心炉底出钢和钢水底部搅拌等。 最近两年来,废钢预热和一氧化碳的二次燃烧问题也受到了重视,Consteel工艺是首先解决此问题的工艺。Fuchs系统技术公司宣称,他们的指状竖炉将有效地完成该项任务。Danarc Plus系统、新型的SM S-GHH Verticon系统、曼内斯曼连续式电弧炉和IHI双电极电弧炉等装置均集中在如何充分利用废气余热的问题上。 为有效地利用二次燃烧,废气采样和分析系统是必要的。这项开发成果目前已被引入电弧炉操作中,可连续或间断地进行废气的分析。采用二次燃烧可使冶炼周期更短,并可节能。 最近几个月,Fuchs系统技术公司、曼内斯曼和奥钢联宣称又有了一些新的开发成果,如无需倾炉即可出钢的电弧炉,此项开发成果在连续炼钢方面处于领先地位。从长远而言,最终可以实现将冶炼周期降到30～40m in。 直流电弧炉开发的新方向是炉体更高、 53 鞍钢技术
30T电弧炉技术说明书 30T电弧炉技术说明书 1、产品简介： 本产品为炉盖旋转、顶装料、偏心底出钢式，电极升降采用比例阀自动调节，PLC控制等。 2、用途： 该产品用于普通结构钢、优质钢和高级合金结构钢。 3、产品使用条件： 3.1 环境温度+5~+40℃。 3.2 海拔不超过1000m。 3.3 使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值≤90%。 3.4 周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重破坏金属和绝缘的腐蚀性气体。 4、产品主要技术参数： 额定容量 30t 最大出钢量40t(留钢5t) 炉壳内径φ4300mm 出钢/出渣倾角（最大） 20°/12° 石墨电极直径φ400mm 石墨电极分布圆φ1100mm 电极最大行程3100mm 电极升/降速度 6/4.5m/min
炉盖提升高度400mm 炉盖旋转角度~66° 液压系统：工作压力12Mpa 工作介质水-乙二醇 压缩空气系统：工作压力＞0.4Mpa 耗量5m3/h 变压器：额定容量 16 MVA 一次电压 35KV 二次电压 430~342.5~220V 13级 二次电流 26917A 调压方式有载电动调压 二次端子出线方式内封△侧出线 冷却方式油水冷却器 短网：阻抗值≤0.65+j2.7mΩ 三相不平衡系数≤5% 冷却水系统：进水压力 0.5Ｍpa（闭环） 0.35Mpa（开环） 进水温度≤35℃ 出水温度≤55℃ 耗量~480m3/h 水质应符合GB10067.1~4-88《电热设备基本技术条件》国家标准中的第5.1.3.3内容要求，既：
PH值6～８ 悬浮性固体＜10mg/L 氯离子平均＜60 mg/L 可解性固体＜100mg/L 电导率＜10□ s/cm 总硬度＜10度（每度水为10mgCaO每升水） 5、成套范围：（单台） 炉体 1套 倾炉装置1套 水冷炉盖1套 炉盖提升机构 1套 炉盖旋转机构 1套 电极升降机构 1套 气动装置1套 水冷装置1套 短网系统1套 液压装置1套 电炉变压器 1台 低压电控及PLC系统 1套 高压开关柜 1套 以下材料由用户自备
操作规程编号：YTO-FS-PD307 电弧炉熔炼工安全操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
电弧炉熔炼工安全操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1．检查炉体、炉盖、冷却系统、炉体倾侧机构是否正常，电炉接地是否良好。 2．检查所用工具，确保其齐备、干燥和放置位置正确。 3．炉料应经过检查，其品种、规格、块度要符合规定。炉料中严禁混入密封盒子、箱子和管子之类物件及易爆品。 4．送电前，将电极升起并进行严格检查，防止短路。禁止带负荷送电。通电时先用10分钟低压，当电极埋入炉料时，才能将功率加到最大。 5．清除炉渣时，先要除去电极电压，用力不得过猛，以免钢水溅出。 6．熔炼过程中，需往炉内加粒粉状材料时，要站在炉门侧面加料，防止喷火伤人。不得添加湿料。 7．用氧气来烧穿电炉的金属出口时，应遵守如下规定： (1)氧气瓶应离明火10米远。如实际情况不允许时，应
直流炼钢电弧炉简介 直流电弧炉是用直流电源供给电能的电弧炉。它与交流电弧炉一样，也是利用电极和炉料(或熔池)间产生的电弧来发热，从而达到熔炼的目的。 直流电弧炉与交流电弧炉的结构区别在于： 三相交流电弧炉顶部安装三根可以上下移动的电极，而直流电炉仅在炉子顶部装设一根可以上下移动的电极，另一电极位于炉子底部固定不动。 直流电弧炉需要直流供电，所以比三相交流电弧炉多一套将三相交流电变换成直流电的整流设备。 与传统的交流电弧炉相比，直流电弧炉的主要优点是： (1)电弧稳定且集中，熔池搅拌良好，炉内温度分布均匀，生产效率可以提高10%； (2)电流和电压波动小、对电网的冲击减少，三相供电平衡，功率因数高，可以节电5%以上； (3)电极损耗少，吨钢电极消耗比交流电弧炉少50％。 由于受到直流电源容量的限制，直流电弧炉发展缓慢。随着可控硅技术的发展，大功率直流电源设备的制造技术逐渐成熟，在20世纪70年代后期直流电弧炉开始受到冶金界的重视。世界上第一座直流电弧炉于1982年在德国布什钢厂建成并投产，以后的六、七年中，美、法、意、日等国相继改建或新建成了各自的直流电弧炉，容量从30t到60t不等。1989年日本东京钢铁公司建成了当时最大的一座容量为130t的直流电弧炉。近年来世界各国相继建成并投产多座直流电弧炉，容量从60t到180t。1989年中国太原机械铸造厂研制成中国第一座小型直流电弧炉并投产，同年宣化铁合金厂一座2000kVA埋弧直流电弧炉投产，用来生产硅铁、锰铁、硅钙等铁合金。进入90年代后，直流电弧炉越来越受到重视，上海第三钢铁厂、长城钢厂、齐齐哈尔钢厂、江阴沿山钢厂、上海第一钢铁厂等先后引进大型直流电弧炉，容量80～100t不等。宝山钢铁(集团)公司从法国引进一套双炉壳(—个电源)的150t直流电弧炉设备。 直流电弧炉的基本电路见图1。直流电弧炉的供电系统不同于交流电弧炉，它需要有将交流电变成直流电的整流器。直流电弧炉上方仅有一根电极，为负极，炉子的底部电极为正极。一般是在炉底钢板上放铜板作为底电极以利导电。铜板上砌三层镁碳砖，再在其上打结耐火材料。直流电弧炉的典型布置见图2。 在各种底电极中，目前使用最为广泛的是水冷钢棒式底电极，见图3。 图4为直流电弧炉供电系统可控整流器的电气线路图。 本次供货范围： 1）可控整流器（直流电源柜）1台， 2）自动控制柜（操作台）1台。由电弧控制器1套、变频器1台及相应仪表、电气元件组成。 3）电极升降用稀土永磁调速电机1台。
电弧炉原理 电炉熔 “电弧炉工作原理” 为了了解电弧炉对电能质量和电能效率影响的产生原因，需要对电弧炉设 备的特殊性做一下简单介绍。 电弧炉分类和工作原理电弧炉是利用电弧能来冶炼金属的一种电炉。工业上应用的电弧炉 可分为三类： 第一类是直接加热式，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。 第二类是间接加热式，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。 第三类称为矿热炉，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。 1.2电弧炉的组成设备 炉用变压器 电弧炼钢用变压器应能按冶炼要求单独进行电压电流的调节，并能承受工作短路电流的冲击。 电炉变压器额定电压的选择要考虑许多因素。若一次侧电压取高些，则系统电抗小，短路容量大，可减少闪变，但须增加配电装置费用。若二次电压高些，则功率因素较高，电效率较高，但电弧长，炉墙损耗快，综合效率变低。 一般电炉变压器二次侧均为低电压（几十至几百伏），大电流（几千至几万安）。为保证各个熔炼阶段对电功率的不同需要，变压器二次电压要能在50%~70%勺范围内调整，因此都 设计成多级可调形式。调整方法有变换、有载调压分接开关等。变压器容量小于10MVA者， 可进行无载切换；容量在10MVA以上者，一般应是有载调压方式。也有三相分别设置分接头装置，各相分别进行调整，可以保障炉内三相热能平衡。 与普通电力变压器相比，电炉专用变压器有以下特点：a.有较大的过负荷能力；b.有较高的机械强度；c.有较大的短路阻抗；d.有几个二次电压等级；e.有较大的变压比；f.二次电压低而电流大。电炉变压器和电弧炉的容量比一般为0.4~1.2MVA/t。电弧炉的电流控制，是由电弧炉变压器 高压侧绕组分接头的切换和电极的升降来达到的。 电抗器为了稳定电弧和限制短路电流，需要约等于变压器容量35%的电抗容量，串入变 压器主回路中。大型电弧炉变压器，本身具有满足需要的电抗值，不需外加电抗器；而小于10MVA
1．筑炉操作规程 1.1大修工艺 1.1.1绝热层。砌筑时先在炉底紧贴炉壳底部铺一层10-15mm厚的石棉板，石棉板上铺一层硅藻土（厚度小于20mm），其上砌一层轻质粘土砖或粘土砖，其总厚度约80mm 左右。 1.1.2砌砖层 1）平铺一层65mm左右的保温砖，砌砖需要加工好，砌至砖坡“八”字处时常出现三角缝隙，要最大限度的缩小砖缝，砌缝应≤1.5mm，砌好后需用粒度≤0.5mm的镁砂粉添缝，然后用木锤敲打使镁粉很好的渗入砖缝，最后扫去剩余镁粉。 2）砌好保温砖后，再砌一层65mm左右的镁砖，砖缝要求同上。 3）侧砌一层约115mm左右的镁砖，缝隙要求同上。 4）砌砖层相邻两层的砖缝应成45o或60o,以免砖缝重合，砌砖层必须干砌。 5）炉底砌完后，紧挨炉壳粘一层10mm左右的石棉板，再薄砌一层65mm的标准粘土砖，构成隔热层，可以湿砌。 1.1.3打结层。 1）镁砂颗粒配比为3～8mm者60%，小于或等于0.5mm者40%，打结采用平头风锤。2）采用卤水粘结剂，卤水比重应达到1.3～1.4，使用温度为20～40o C，用量8～10%。3）打结时压缩空气压力应大于6个大气压。 4）打结总厚度300mm左右，分层打结，第一层一般打结不大于80mm，以后各层不宜大于50mm。 5）新炉底打结前应将砖面预热到200o C左右。 6）炉底炉坡打结完后，最上层尽量平整一些，以便放平、放稳模胎，并用大小砖配合堵紧炉门，用平头风锤按每层50mm厚打结，同时衡量高度，以便于合计其后砌砖层厚度。 7）在打结炉壁的过程中，要注意出钢槽的位置，多用木质材料堵塞，以便在烤炉过程中燃烧干净而使出钢口畅通。 8）取下模胎，在打结壁上用D-4、D-6砖干砌上半炉壁，缝隙要求尽量小，砌完一层使用镁粉填充缝隙后再砌下层，相邻两层砖缝错开，共砌四层。 1.2中修工艺 1.2.1炉壁厚度普遍小于100mm，局部严重损坏面积较大或炉底太薄（小于100mm）时需要中修。
专题 中国电弧炉炼钢的现状及发展趋势 （，，） 摘要：本文阐述了中国电弧炉炼钢技术的现状，并在阐述中国近年电弧炉炼钢的发展变化及存在的问题的基础上，提出了中国电弧炉炼钢发展要注意的问题及发展趋势。 关键词：电弧炉，不锈钢，产业现状，发展趋势 China electric arc furnace steelmaking status and development trend Abstract：This paper describes the status of Chinese electric arc furnace steelmaking technologies and expounded China's development and changes in recent years, electric arc furnace steelmaking and problems, based on the proposed China should pay attention to the development of electric arc furnace steelmaking problems and trends. Key Words：EAF，steel，present status，development trends 0 引言 电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。 通过金属电极或非金属电极产生电弧加热的工业炉叫做电弧炉。电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。电弧炼钢炉的
真空感应炉熔炼工艺 真空感应熔炼（VIM）是在真空条件下，利用电磁感应在金属导体产生涡流加热炉料进行熔炼的方法，具有熔炼室体积小，抽真空时间和熔炼周期短，便于温度压力控制、可回收易挥发元素、准确控制合金成分等特点。由于以上特点，现在已发展为特殊钢、精密合金、电热合金、高温合金及耐蚀合金等特殊合金生产的重要工序之一。1、基本原理： 真空感应熔炼的两个基本原理应用是：感应加热和真空环境。 1.1 感应熔炼是除电弧炉以外较重要的一种电炉熔炼方法。与电弧炉相比，其特点有： （1）电磁感应加热。由于加热方式不同，感应炉没有电弧加热所必须的石墨电极，从而杜绝了电极增碳的可能，因而可以熔炼电弧炉很难熔炼的含碳量极低的钢和合金。 （2）熔池中存在一定强度的电磁搅拌，可促进钢水成分和温度均匀，钢中夹杂合并、长大和上浮。 （3）熔池比表面积小。优点是熔炼过程中容易控制气氛，无电弧及电弧下高温区，合金元素烧损少、吸气少，所以有利于成分控制、气体含量低和缩短熔炼时间；缺点是渣钢界面面积小，再加上熔渣不能被感应加热，渣温低，流动性差，反应力低，不利于渣钢界面冶金反应的进行，特别是脱硫、脱磷等，因而对原材料要求较为严格。（4）烟尘少对环境污染小。熔炼过程中基本无火焰，也无燃烧产物。 感应加热的原理： 感应加热原理主要依据两则电学基本定律： 一是法拉第电磁感应定律： E=B·L·v·si n∠(v·B) E:导体两端所感应的电势； B:磁感应强度； v:相对速度； ∠(v·B):磁感应强度的方向与速度方向之间的夹角。 当一座无芯感应炉的感应线圈有频率为f的交变电流时，则在感应圈所包围的空间和四周产生一个交变磁场，该交变磁场的极性、磁
我国电炉炼钢的发展现状与前景 现代炼钢流程主要是转炉流程和电炉流程。2004年世界粗钢产量达10.548亿t，其中转炉钢66452万t，占63%，电炉钢35652万t，占33.8%。我国钢产量27470万t，其中转炉钢23271万t，占85.72%，电炉钢4167.1万t，仅占15.17%。 笔者在此分析了我国不同时期电炉钢比例逐年下降的原因，讨论了为什么要重视电炉钢的发展，指出了在目前我国废钢资源及电力紧缺的条件下，发展电炉炼钢的方法及技术措施，认为目前应考虑对发展我国现代电炉炼钢的第二轮投资。 国外电炉炼钢的发展情况 自上世纪中叶至今，尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步。但世界电炉钢比例不断增长，从1950年的7.3％增长到2004年的33.8％。 电炉钢比例的增长，主要是由于跟高炉转炉长流程相比，电炉炼钢具有固定投资小，消耗铁矿石，焦炭，水等资源少，占地面积小，可比能耗低，对环境污染少，工厂可接近资源产地及市场，启动及停炉灵活等优点，符合全球可持续发展要求。 本世纪前四年，世界上年产钢500万吨以上的主要产钢国家各国粗钢产量稳步增长，电炉钢比例不同国家有增有减，总体上有所降低，从2001年至2003年电炉钢的比例从35%下降至33.1%。2004年虽然粗钢产量增长迅速，但世界电炉钢比例从33.1%上升至33.8%。我国现代电炉炼钢的发展情况 我国现代电炉炼钢始于1993年原冶金部和上海市在上海召开的“当代电炉流程和电炉工程问题研讨会”（以下简称第一次上海会议）。由于各级政府部门引导，支持钢铁企业进行了对现代电炉流程的一轮投资，依靠引进国外现代电炉流程先进技术，在我国建成了一批“三位一体”或“四位一体”的先进电炉流程。 从1993年至今，我国电炉钢生产的发展可分为三个阶段。 在1993年至2000年这一阶段，我国电炉钢产量在1800~2000万t波动，电炉钢比例逐年下降，从23.2%下降至15.7%。这是由于一方面淘汰了大量落后的小电炉，使得我国电炉钢产量下降，另一方面新投产的大电炉产量还是不够高，致使电炉钢产量在一个水平线上波动，另外由于转炉钢产量的迅速增长，电炉钢产量增长比较慢，致使电炉钢比例下降，但这也正好说明“第一次上海会议”的意义及影响，如果没有1993年的“第一次上海会议”，在小电炉大量被淘汰的情况下，2000年我国电炉钢的比例恐怕还会低很多。 从2000年至2003年，在世界电炉钢比例有所下降的同时，我国电炉钢比例却走出了低谷有所回升。从2000年的15.7％上升到2003年的17.6％。电炉钢比例回升说明在这一阶段，虽然全国钢产量迅速增长，但电炉钢增长的速度比钢总量增长的速度更快。 在2001-2003年间，我国钢生产迅速发展，年增长速率达20~22%，远高于世界同期增长速度。电炉钢增长速度更高，达27-28%，电炉钢比例回升了约2个百分点。