現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊

前言

現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)是應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，在傳統(tǒng)電爐煉鋼技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電爐煉鋼技術(shù)。電爐煉鋼已有一百多年的歷史。傳統(tǒng)的電爐煉鋼分為熔化期、氧化期、還原期三個階段，在冶煉特殊鋼方面具有優(yōu)勢，因此主要用于，臺煉特殊鋼。從20世紀50年代始，傳統(tǒng)電爐煉鋼技術(shù)以“熔氧合并、薄渣吹氧、縮短還原期”的工藝特點為標志，進入成熟階段。60年代后?；⌒芜B鑄技術(shù)成功的工業(yè)應(yīng)用，促使電爐要進一步縮短冶煉周期以與連鑄相匹配。70年代，發(fā)展了超高功率供電及其相關(guān)技術(shù)，使得電爐還原期移到爐外勢在必行。80年代，LF技術(shù)及EBT技術(shù)的開發(fā)，使得電爐還原期得以移到爐外，冶煉周期縮短至60 min以內(nèi)，形成了電爐+爐外精煉+連鑄+連軋的現(xiàn)代化流程，第一條電爐一薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的投產(chǎn)標志著現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)進入了成熟階段?，F(xiàn)代電爐煉鋼的特征是由現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)特點決定的。高效、節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展等，反映了現(xiàn)代電爐煉鋼的發(fā)展方向。20世紀90年代以來，我國在電爐煉鋼理論、技術(shù)、操作、設(shè)備、管理等方面取得長足進步，不僅電爐鋼產(chǎn)量進一步提高，而且在推進、完善現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)、擴大品種、提高質(zhì)量等方面不斷進步。為系統(tǒng)地總結(jié)現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)，提升我國電爐煉鋼技術(shù)水平，更好地推動我國冶金工業(yè)健康、持續(xù)發(fā)展，在冶金工業(yè)出版社的組織和中國金屬學(xué)會煉鋼分會電爐學(xué)術(shù)委員會的支持下，我們編寫了《現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊》一書?！妒謨浴饭卜?0章。第l章在立足于鋼鐵廠電爐生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，簡要概括了電爐煉鋼的發(fā)展、歷史現(xiàn)狀以及未來；第2章介紹電爐煉鋼用原材料和輔助材料；第3章對世界各國各種電爐爐型進行了討論，同時對電爐設(shè)備進行了分析比較；第4章介紹電爐冶煉技術(shù)和工藝；第5章重點論述了電爐冶煉過程的物料平衡和熱平衡；第6章介紹了與電爐冶煉配套的精煉技術(shù)；第7章對典型鋼種的工藝流程進行了分析；第8章從可持續(xù)發(fā)展的角度對電爐流程的清潔化生產(chǎn)進行了介紹；第9章重點介紹了電爐鋼7臺金質(zhì)量控制，包括控制工藝和方法；第10章簡要介紹了電爐工廠設(shè)計和典型流程?！妒謨浴穬?nèi)容可供鋼鐵企業(yè)技術(shù)人員、管理人員學(xué)習(xí)使用，也可供高校師生、工程設(shè)計以及設(shè)備制造單位技術(shù)人員參考?！妒謨浴酚赏跣陆瓝?dān)任主編，李京社、朱榮、李晶擔(dān)任副主編。

內(nèi)容概要

《現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊》共10章，內(nèi)容包括：現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展概況、電爐冶煉的原材料和輔助材料、電爐設(shè)備、現(xiàn)代電爐冶煉技術(shù)、電爐冶煉過程的物料平衡與能量平衡、與電爐冶煉配套的爐外精煉技術(shù)、典型鋼種的電爐和精煉工藝路線與技術(shù)、電爐流程的清潔化生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟、現(xiàn)代電爐煉鋼的冶金質(zhì)量控制、現(xiàn)代電爐工廠設(shè)計和典型流程等。
《現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊》可供鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)人員、工程技術(shù)人員以及相關(guān)專業(yè)的設(shè)計人員、科研人員、管理人員、教學(xué)人員閱讀。

作者簡介

王新江，工學(xué)博士，教授級高級工程師。1962年10月出生于河北省趙縣；1982年畢業(yè)于北京鋼鐵學(xué)院鋼鐵冶金專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位；1991年研究生畢業(yè)于北京科技大學(xué)鋼鐵冶金專業(yè)，獲碩士學(xué)位；2005年在北京科技大學(xué)冶金學(xué)院獲工學(xué)博士學(xué)位?，F(xiàn)任安陽鋼鐵集團有限責(zé)任公司副總經(jīng)理，兼任河南省金屬學(xué)會理事長、中國金屬學(xué)會煉鋼分會電爐煉鋼學(xué)術(shù)委員會副主任委員。參加或主持完成1OOt電爐連鑄工程高效化生產(chǎn)技術(shù)、電弧爐冶煉周期綜合控制理論、電爐煉鋼集束氧槍供氧節(jié)能技術(shù)、電爐使用部分鐵水技術(shù)等研究項目。 獲得各項科技成果和各種獎項40余項，其中省部級6項；申報專利2項；發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇。

書籍目錄

1 現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展概況1.1 國外現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展1.2 我國現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)的發(fā)展1.3 現(xiàn)代電爐煉鋼的技術(shù)特點1.4 現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展1.5 我國現(xiàn)代電爐煉鋼技術(shù)進步1.6 我國電爐煉鋼存在的問題及解決對策1.6.1 存在的問題1.6.2 解決對策1.7 電爐冶煉周期的綜合控制理論1.7.1 冶煉周期的綜合控制理論1.7.2 電爐冶煉周期綜合控制理論應(yīng)用之一——電爐加部分鐵水冶煉技術(shù)1.7.3 電爐冶煉周期綜合控制理論應(yīng)用之二——電爐工序效益最大化模型1.8 我國電爐煉鋼發(fā)展的前景參考文獻2 電爐冶煉的原材料和輔助材料2.1 廢鋼2.1.1 廢鋼的幾個有關(guān)概念2.1.2 廢鋼的分類2.1.3 對廢鋼的技術(shù)要求2.1.4 廢鋼的加工處理2.2 廢鋼代用品2.2.1 鐵水2.2.2 生鐵塊2.2.3 直接還原鐵（DRI）2.2.4 脫碳粒鐵2.2.5 碳化鐵2.2.6 改性生鐵2.2.7 復(fù)合金屬料2.3 合金料2.3.1 合金料的種類2.3.2 各種合金料的技術(shù)要求2.4 渣料2.4.1 石灰石2.4.2 石灰2.4.3 螢石2.4.4 輕燒白云石2.4.5 廢黏土磚塊2.4.6 硅石和石英砂2.4.7 合成渣料2.5 耐火材料2.5.1 耐火材料的分類2.5.2 電爐對耐火材料的技術(shù)要求2.5.3 電爐用耐火材料及主要質(zhì)量指標2.5.4 電爐不同部位使用的耐火材料2.6 電極2.6.1 電極的基本技術(shù)要求2.6.2 電極的種類2.6.3 影響石墨電極消耗的主要因素2.7 各種介質(zhì)2.7.1 介質(zhì)的種類及要求2.7.2 介質(zhì)的標識參考文獻3 電爐設(shè)備3.1 現(xiàn)代電爐煉鋼設(shè)備3.1.1 機械設(shè)備3.1.2 供電系統(tǒng)3.1.3 供氧系統(tǒng)3.1.4 電氣自動化系統(tǒng)3.1.5 裝料系統(tǒng)及廢鋼預(yù)熱系統(tǒng)3.1.6 出鋼系統(tǒng)3.2 普通超高功率交流電爐3.2.1 普通超高功率交流電爐技術(shù)要點3.2.2 超高功率電爐的技術(shù)難點及其克服措施3.2.3 超高功率交流電爐的短網(wǎng)布線3.3 超高功率直流電爐3.3.1 直流電爐的特點3.3.2 直流電爐設(shè)備3.4 煙道豎爐電爐3.4.1 豎井式Fuehs豎爐電爐3.4.2 雙豎爐電爐3.4.3 復(fù)式豎爐電爐3.4.4 指形煙道豎爐電爐3.4.5 ContiArc煙道豎爐直流電爐3.4.6 Comeh煙道豎爐電爐3.4.UL—BA煙道豎爐電爐3.4.8 IHI煙道豎爐電爐3.4.9 多級廢鋼預(yù)熱豎爐電爐(MSP)3.5 Consteel電爐3.6 COnArc轉(zhuǎn)爐型電爐3.7 雙爐殼直流電爐3.8 Ecoarc電爐參考文獻4 現(xiàn)代電爐冶煉技術(shù)4.1 電爐冶煉周期及控制4.1.1 電爐功能的演變與發(fā)展4.1.2 現(xiàn)代電爐煉鋼基本操作技術(shù)4.1.3 縮短電爐冶煉周期、降低電耗的措施4.1.4 電爐煉鋼工藝與流程的匹配4.2 快速熔煉技術(shù)4.2.1 煉鋼原材料的選擇4.2.2 泡沫渣技術(shù)4.2.3 廢鋼預(yù)熱技術(shù)4.3 低氮電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)4.3.1 鐵水加入量對鋼液中氮含量的影響4.3.2 供氧方式對鋼液氮含量的影響4.3.3 泡沫渣操作對鋼液氮含量的影響4.3.4 出鋼脫氧對鋼包鋼液氮含量的影響4.3.5 電爐底吹不同氣體對鋼液氮含量的影響4.3.6 電爐留鋼操作對鋼液氮含量的影響4.4 電爐冶煉工藝優(yōu)化模型4.4.1 電爐爐料結(jié)構(gòu)模型4.4.2 以工序效益最大化為目標的現(xiàn)代電爐冶煉工藝優(yōu)化模型4.4.3 廢鋼熔化模型4.4.4 碳含量動態(tài)預(yù)報模型4.4.5 電爐供氧模型4.5 電爐冶煉終點控制技術(shù)4.5.1 電爐終點控制的意義4.5.2 電爐中的碳一氧反應(yīng)分析-4.5.3 電爐終點控制的措施4.6 電爐智能煉鋼技術(shù)4.6.1 智能電爐煉鋼技術(shù)4.6.2 智能電爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展4.6.3 智能化煉鋼對鋼冶煉成本及質(zhì)量的影響4.6.4 智能化煉鋼的發(fā)展方向參考文獻5 電爐冶煉過程物料平衡與能量平衡5.1 物料平衡計算模型5.1.1 單項物料平衡計算表達式5.1.2 按工藝計算物料平衡表達式5.2 能量平衡計算模型5.2.1 單項物料的熱量計算表達式5.2.2 熱收入及熱支出計算表達式5.3 單項物料平衡與熱平衡計算5.3.1 單項物料平衡計算5.3.2 單項物料產(chǎn)生熱量計算5.4 不同原料配比下的物料平衡與熱平衡理論計算5.4.1 不同鐵水比下的物料與能量平衡計算5.4.2 其他原料結(jié)構(gòu)下的物料與能量平衡計算5.5 電爐煉鋼冶煉過程供電5.5.1 交流供電與直流供電5.5.2 電爐電氣運行技術(shù)5.5.3 供電曲線5.5.4 輔助能源輸入控制5.6 電爐煉鋼冶煉過程物理熱與化學(xué)熱的利用5.6.1 電爐煉鋼冶煉過程的鐵水熱裝5.6.2 電爐煉鋼冶煉過程的強化用氧5.6.3 電爐煉鋼冶煉過程的二次燃燒5.6.4 電爐煉鋼冶煉過程的底吹工藝5.6.5 電爐煉鋼冶煉過程的泡沫渣工藝5.6.6 電爐煉鋼氧槍設(shè)計5.6.7 電爐煉鋼的用氧自動化附錄5.1 電爐物料平衡與能量平衡計算用參數(shù)及變量附錄5.2 電爐廢鋼熔化實驗附5.2.1 油氧火焰廢鋼熔化實驗附5.2.2 冰塊模擬熔化實驗……6 與電爐冶煉配套的爐外精煉技術(shù)7 典型鋼種的電爐和精煉工藝路線與技術(shù)8 電爐流程的清潔化生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟9 現(xiàn)代電爐煉鋼的冶金質(zhì)量控制10 現(xiàn)代電爐工廠設(shè)計和典型流程

章節(jié)摘錄

插圖：在改變電壓時，“T”開關(guān)K可轉(zhuǎn)動360°。在轉(zhuǎn)動過程中，選擇開關(guān)m和n與K相連接，有步驟地從一個分接頭轉(zhuǎn)接到相鄰的一個分接頭。在轉(zhuǎn)換電壓的過程中高壓繞組中的工作電流從未切斷，選擇開關(guān)m和n也從不切斷電源，在m和n分別和相鄰兩分接頭相接時，兩個電阻R用來限制此段分接線圈中的電流。由于有載調(diào)壓操作調(diào)壓時不需要變壓器停電，可減少爐子熱停工時間，提高生產(chǎn)率；對于電網(wǎng)來說，可避免斷電和送電造成的電壓波動；并且與無載調(diào)壓相比能更多地更換電壓級數(shù)，更適合所需的溫度制度。但是有載調(diào)壓開關(guān)如損壞，就要停爐修理或更換。c電爐變壓器的維護電爐變壓器運行中必須加強監(jiān)視和維護，以避免損壞，一般應(yīng)注意以下幾點：（1）電爐變壓器不得長期超負荷運行，以避免線圈和油面溫升超過允許值。過載運行時，雖然油面溫升未超過允許值，但線圈內(nèi)局部的溫度可能已超過允許值，或絕緣油過熱而加速老化。（2）運行中應(yīng)經(jīng)常注意油面溫升，油面最高溫度和溫升不得超過允許值。（3）經(jīng)常檢查油枕上油面指示的高度。油枕上有3個溫度標志：+35C、+15℃、一35C，表示在各相應(yīng)的冷卻空氣溫度下。（4）注意變壓器的聲音是否正常，如有反常聲音則說明變壓器內(nèi)部或外部的電路上發(fā)生了故障。（5）電爐變壓器周圍環(huán)境溫度最高為35℃。如果地處南方，環(huán)境溫度高于35C時，必須采取強迫通風(fēng)，以保持室內(nèi)溫度在35℃以下。冷卻水應(yīng)為無腐蝕的水，溫度不超過25℃。3.1.2.5電爐其他電氣設(shè)備A電抗器電抗器串聯(lián)在變壓器的高壓側(cè)，它可以接在線電路中，也可接在相電路中，如圖3—35所示。這兩種接法是等價的。其作用是使電路中感抗增加，以達到穩(wěn)定電弧和限制短路電流值的目的。

編輯推薦

《現(xiàn)代電爐煉鋼生產(chǎn)技術(shù)手冊》由冶金工業(yè)出版社出版。

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