电炉炼钢讲义.ppt

1.冶金概论-电炉炼钢，讲师吴国玺(教授)，冶金工程系，2.主要内容：1 .电弧炉车间生产模拟；3.冶炼电炉炼钢设备的基本原理；3.电弧炉的发展；2.DC电炉的发展：4.1.电炉的发展。至今已有数百台电弧炉炼钢。第一台使用的电弧炉是DC电弧炉。由于炉容量的扩大，当时很难提供大功率整流电源，因此三相交流电弧炉出现并长期占据主导地位。主要用于高合金钢和特殊钢。由于吹氧速度慢、能耗低，20世纪60年代以后开始使用吹氧代替矿石，使得用废钢以较低的成本生产线材和棒材用钢成为可能。随着超高功率、二次精炼和连铸技术的发展，冶炼周期已缩短至1小时以下，电耗为410千瓦小时/吨，电极消耗约为2.0公斤，“短流程”可与“长流程”竞争。并逐步发展了DC电弧炉技术，到目前为止，大型DC电弧炉已成为短流程的主要设备。DC电弧炉的发展及交流电弧炉的缺点：1)稳定性差、噪声高、功率因数低和电网闪变；2)三相负荷不均匀，形成热点，导致耐火材料严重损耗。因此，随着大功率闸管技术的发展，DC电弧炉的研究重新开始。DC电弧炉的发展及交流电弧炉的缺点：1)稳定性差，噪声高，功率因数低，造成电网闪变；2)三相负荷不均匀，形成热点，导致耐火材料严重损耗。因此，随着大功率闸管技术的发展，DC电弧炉的研究重新开始。第一阶段：建设实验性DC电弧炉(7080年代)；第二阶段：中小型电弧炉的建设(1980年代中期)；第三阶段：建设大型工业辅助电弧炉(90年代)。DC电弧炉的优点是：1)对电网影响小，不需要动态辅助设备；2)石墨电极消耗低，仅为交流电极的1/2；3)熔炼周期短，熔炼时间缩短1020%,能耗降低50%;4)耐火材料和金属消耗低，环境污染少，投资回收期短。7、第二电弧炉车间的生产模拟(设备检验)、8、第三电弧炉车间的生产模拟(生产模拟)、9、第三电弧炉的生产过程、装料系统、供电系统、造渣系统、供氧系统、从心底偏心出钢、电弧炉冶炼中的各种操作系统、10、装料系统、装料类型返回、废钢、生铁、直接还原铁、造渣材料。废钢是为分类管理而准备的，具有已知的化学成分和待切割的大块。分配顺序：应添加轻材料、重废料、中型废料、轻废料和某些增碳剂(炉料的最低部分)，以防止碳在熔化过程中氧化。装料次数和方法：装料次数由废钢组的比例决定，从炉顶装料。11，电源系统，目标：以获得高熔化速率、低材料消耗和低能量消耗。供电方式：低等级电源对应引弧阶段，采用低等级电压；高档电源对应“钻孔”，采用长弧大电流；中频电源对应于熔化，中间电压用于降低分接的输入功率。12、造渣程度、造渣材料：石灰、萤石、白云石、耐火砖、氧化铁垢；造渣系统：为了保护炉衬和去除磷，提前造渣，燃弧后加入石灰，形成熔池后进行调整；泡沫渣操作：吹氧喷碳产生大量CO2，可降低噪音、腐蚀和电极消耗；熔渣流动操作：为了最大限度地去除磷，排出富磷氧化渣，炉膛向排渣方向倾斜。13、氧气供应系统，目标：氧气供应切割炉料、助熔剂和熔渣在熔化阶段熔化、脱碳、升温，15，冶炼基本原理，二次燃烧，脱磷，脱碳，16，脱碳，矿石脱碳：当钢水温度高于14801520时，矿石脱碳反应为(Fe2O3) Fe=3(FeO) (FeO) C=Fe CO吹氧脱碳：直接脱碳2C O2=2CO间接脱碳2fo2=2 (FeO) (FeO)=o FeCO=co，17，脱磷，18，二次燃烧，概念3360炉气含CO过量的氧气通过熔池上方的氧枪提供给炉气，一氧化碳在炉内燃烧成二氧化碳，将化学能转化为热能；机理：2CO O2=2CO2模式：采用水冷PC枪；影响因素：通过在线控制O2流量，可以实现充足的O2供应、较低的炉气温度、有限的燃烧以及防止电极过氧化。19、电炉炼钢设备5台，1台。电源系统，2。机械设备。除尘系统，4。喂食系统，5。供氧设备，20，1。电源系统，整流变压器，整流器，电阻抗，电极座，底部电极，21，整流变压器，结构：铁心型和壳型特点：二次电流大，二次电压调节范围宽，连续满负荷电流；电压调整：变压器二次电流应借助电感进行大幅调整。22，整流器，结构：大型DC炉采用12脉双桥式整流电路，整流元件为晶闸管；要求：足够的高温机械强度；满足高速大规模控制；晶闸管与电极升降之间的良好配合；高压保护和绝缘。23，电抗，功能：当电弧炉短路时，将短路电流限制在整流器的可接受范围内，减少电弧负载的波动；数量：每6个脉冲整流单元配备一个DC反应器，有数百微亨。24，电极支架，功能：用于夹紧石墨电极的装置；结构：前卡盘、后卡盘、推杆机构和气动压缩装置；动作：电极松开是指气缸驱动推杆向后移动后卡盘，松开电极，气缸释放压力，电极拧紧。25，底部电极，水冷金属棒型底部电极通常采用直径为200250毫米的三个铜-钢复合结构，上部为钢筋，下部为水冷铜棒。26，2。机械设备、炉体、炉体倾斜装置、炉盖、电极升降装置。炉体外壳：钢板结构，分段，圆筒形，上水冷炉壁，下圆筒形，平底焊接结构；内衬由耐火材料制成，永久层为450600毫米的镁砖，打结工作层为氧化镁。炉门：在炉壳前打开，由一组水冷钢管组成。电机驱动链条实现炉门的开启和关闭；偏心机构：在炉壳后面，由平板阀和弹簧压紧装置组成；平板阀通过液压压力推动弹簧打开，反之亦然；小炉底：是固定直流炉炉底电极的专用设备，由水冷钢筋炉底电极及其连接件、耐火材料和炉底法兰组成。28.炉体倾斜装置在炉底两侧设有一对弧形轨道，由液压装置驱动炉体倾斜；在进料熔炼过程中，用机械设备将熔炉保持在水平位置；出钢和炉渣流动时炉体倾斜。29、炉盖、水冷炉盖：用于关闭电炉，由钢结构框架和管状冷却板组成；吊炉盖：通过四点连接器与吊炉盖的悬臂梁相连，连杆机构由电动绞车或液压缸驱动吊炉盖。30、电极升降装置，由立柱支撑横担、导向装置、电极升降液压缸和锁定装置组成。控制电极升降由电极升降调节系统的比例阀调节，从而控制熔炼电流。31，3。除尘系统，强制冷却器，袋式过滤器，重力过滤器，32，强制冷却器，功能：用高速自然风冷却第二孔高温炉气；组成：进气口、风扇、热交换器和a粉尘和气体通过滤袋分离，净化后的气体通过气孔排出，然后关闭进气口，打开反吹阀，使粉尘进入集尘仓。34、重力除尘器，效率：能去除粒径为30的大颗粒粉尘，效率为80%，出口含尘量为210g/m3；工作原理：粉尘以高速气体进入除尘器，管径变大，气流速度降低，粉尘在除尘器底部聚集，净化后的气体从上部排出。35，4。进料系统，装料池，高位料仓，36。装料罐，用于将从废料坑装载的废钢提升到电弧炉中；结构和操作：钢板焊接成桶形，其中使用最广泛的是夹紧式。当罐内无物料，打开门的钢丝绳松开时，底门会自动关闭。通过重物的重量自动关闭罐的底门，底门被打开门的钢丝绳拉动后打开。37、高层料仓、电炉和炉后处理辅助材料主要由地下接收料仓、带式输送机、顶部料仓及其振动给料机、称重料斗和给料斗组成。炉子顶部有2025个筒仓，其中装有氧化钙、氟化钙、碳等。进料由地下料仓通过液位计给出的指令进行输送。38，5。供氧设备，自耗氧枪，水冷碳氧喷枪，39。自耗氧枪，用于冶炼初期切割废钢，为水冷碳氧枪制泡沫渣创造条件；它由一个旋转横臂、两个氧枪进料装置、一个气动控制柜、一个电机、软管和软管卷盘组成。工作原理：由可编程控制器控制，支撑柱的旋转由电机驱动。枪杆的进给通过直线传动补偿损失，枪杆由拉紧装置拉紧，拉紧装置可以进出。进料装置的水平和垂直移动范围是整个炉门。氧气供应管道由软管卷盘、软管和相关强固管通过快速接头连接。40，水冷式碳氧喷枪，功能：水冷式碳氧喷枪的功能是在自耗氧喷枪打开从炉门到电极的通道后，水冷式碳氧喷枪通过炉门工作。泡沫渣是通过将氧气和碳粉的混合物吹入电炉而产生的。工作原理：水冷式碳氧喷枪为旋转横臂式，包括转盘装置和横臂旋转驱动装置，由带扭矩限制的齿轮电机驱动。枪管由三个同心管和一个铜喷嘴组成，冷却水被引入同心管外的第二个空腔。同心管的中心管为不锈钢吹氧管，铜喷嘴为双拉伐尔型，氧枪也可以靠气压上下左右移动。当人们有了知识，他们就会有各种各样的分析能力和辨别是非的能力。因此，我们应该努力学习，广泛阅读。古人说：“书有它自己的金屋。”通过阅读科技书籍，我们可以丰富我们的知识，培养我们的逻辑思维能力。通过阅读文学作品，我们可以提高文学欣赏水平，培养文学兴趣；通过阅读报纸和杂志，我们可以增长知识，拓宽知识面。有很多书可以陶冶我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，激励我们前进。