1.5.1火法炼铜
火法炼铜时当今生产铜的主要方法，世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。火法炼铜最突出的特点时适应性强、能耗低、生产效率高。
硫化铜精矿的火法熔炼，一般包括三个过程。第一个过程时将铜矿石熔炼成冰铜，第二个过程是将冰铜吹炼成粗铜，最后把粗铜精炼成纯铜。精炼分为火法精炼和电解精炼。1.5.2湿法炼铜
湿法炼铜是在溶液中进行的一种提铜方法，无论贫矿、富矿、氧化矿或硫化矿，都可用湿法炼铜的方法提取铜。
湿法炼铜时用适当的溶剂浸出铜矿石，使铜以离子状态进入溶液，脉石及其它杂质不溶解。浸出后经澄清和过滤，得到含铜浸出液和由脉石组成的不溶残渣及浸出渣。浸出过程中，由于一些金属和非金属杂质与铜一起进入溶液，浸出液须净化，净化后的浸出液用置换、还原、电积等方法将铜提取出来。湿法炼铜工艺流程图如图1-2所示。
第2章冰铜熔炼
2.1概述
冰铜熔炼时在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生产MeS共熔体的方法，又称造锍熔炼。冰铜熔炼将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的熔剂造渣。冰铜与炉渣由于性质差别极大而分离。
根据炉料受热方式、热源、炉料所处的状态、气氛氧化程度，冰铜熔炼分为鼓风炉熔炼、反射炉熔炼、电炉熔炼、闪速熔炼及一步炼铜等。尽管设备不同，冶炼过程的实质是相同的，都属于氧化熔炼。
铜精矿首先熔炼获得冰铜，然后将冰铜吹炼成粗铜，再获得纯度较高的粗铜，将粗铜进行精炼，即火法精炼和电解精炼，这些过程都包含了氧化过程。
2.2冰铜熔炼的基本原理
冰铜熔炼所用炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，除含有Cu、Fe、S等元素外，还含有一定量的脉石。如用一般熔炼方法如反射炉处理S/Cu比值高的精矿，得到的冰铜品位低，此时要先进行氧化焙烧，脱去部分硫后熔炼，才能获得要求较高品位的冰铜。如采用闪速熔炼或一步炼铜法则不受S/Cu的限制。硫含量大，自热能力好。
炉料中的化合物分如下几种：
(1) 硫化物
熔炼生精矿以CuS、FeS、FeS2为主；焙砂以Cu2S、FeS为主，还有少量的ZnS、NiS、PbS等。
(2) 氧化物
Fe2O3、Fe3O4、CuO、Cu2O、ZnO、MeO、Al2O3。如炉料为焙烧氧化物较多，生精矿中氧化物较少。
（3）脉石
CaCO3、MgCO3、SiO2、Al2O3等。
其中硫化物和氧化物数量占80%以上。熔炼过程实际上时铁和铜的化合物及脉石在高温和氧化气氛条件下进行的一系列化学反应，并生产MeS相和MeO相，即冰铜和炉渣，二者因性质和密度不同而分离。
熔炼的炉料还包括加入的熔剂如石英石、石灰石等，与精矿中部分铁和脉石形成炉渣。
2.2.1熔炼过程的化学反应
（1）热分解反应
①高价硫化物的热分解 FeS 2= FeS+
2
1S 2 反应573K 开始，833K 激烈进行。 2CuFeS 2=Cu 2S+2FeS+2
1S 2 反应823K 开始。
2CuS= Cu 2S+
2
1S 2 反应673K 开始，873K 激烈进行。
上述反应分解所得的Cu 2S 、FeS 高温下稳定，不再分解。 ②高价氧化物的分解 2 CuO= Cu 2O+
2
1O 2 在1378K 、Po 2=101.3KPa 下，反应向右进行。分解得到的Cu 2O 在熔炼温度下，Po 2值小于空气的分压，即1573~1773K 、Po 2=21KPa 时是比较稳定的化合物。
3Fe 2O 3= 2Fe 3O 4+
2
1O 2 此反应在1653K 、Po 2=21KPa 时分解生成稳定的Fe 3O 4。 ③碳酸盐的分解
CaCO 3=CaO+CO 2
在1183K 、Pco 2=101.3KPa 时进行。
以上分解反应产物是Cu 2S 、FeS 、Cu 2O 、 Fe 3O 4 、Fe 2O 3 、CaO 、MgO 等。 （2）氧化反应
精矿或焙砂的熔炼是在氧化气氛中进行，虽然方法不同，氧化气氛有强弱之别，但都能使Fe 、Cu 的硫化物被氧化。
①高价硫化物的氧化
2 CuFeS 2+
2
5
O 2=Cu 2S+ FeS+ FeO+2SO 2 788~823K 进行。
2CuS+ O 2= Cu 2S+SO 2
Fe 2S+
2
5
O 2= FeO+2SO 2 ②低价硫化物的氧化
2FeS+ 3O 2= 2FeO+2SO 2 3FeS+ 5O 2= Fe 3O 4+ 3SO 2 2ZnS+3 O 2= 2ZnO+2SO 2 2PbS+3 O 2= 2PbO+2SO 2 2Cu 2S+3 O 2=2Cu 2O+2SO 2
熔炼过程中低价硫化物的氧化可使FeS 氧化成FeO ，当Po 2气氛较强时，可生成Fe 3O 4。 上述反应中，硫化物氧化反应的顺序是FeS 、ZnS 、PbS 、Cu 2S 。炉料中的主要成份是FeS 和Cu 2S ，故FeS 优先氧化，Cu 2S 后氧化，这时冰铜熔炼的基础。
（3）交互反应
热分解和氧化反应生成的FeS、Cu2S、FeO、Fe3O4、Cu2O、ZnO等以及炉料中的SiO2由于相互接触，将进行相互反应。
①Cu2O-FeS反应
高温下，由于Cu对S的亲和力大于铁，而Fe对O的亲和力大于铜，故能产生如下反应：
Cu2O+FeS= Cu2S+ FeO
此反应是冰铜熔炼的基础。1573K、Kp=7300时，反应进行非常彻底。
②Cu2S -Cu2O反应
Cu2S+2Cu2O=6Cu+ SO2
熔炼温度下，反应易进行，此反应是冰铜中存在金属铜的原因。当FeS含量高时，首先将Cu2O硫化为Cu2S，故冰铜品位不高时，Cu不可能存在。
（4）铁的氧化物与脉石的反应
2FeO+ SiO2=2 FeO·SiO2
3 Fe3O4+ FeS+5SiO2=5（2 FeO·SiO2）+SO2
（5）燃料的燃烧反应
C+ O2= CO2
2H2+ O2=2 H2O
C H4+ 2O2=2 H2O+ CO2
硫化物氧化和造渣反应都是放热反应，如能很好利用这些热量，可降低熔炼过程中能量的消耗，甚至实现自热熔炼。
上述反应生成了FeS、Cu2S、FeO、Fe3O4以及少量Cu、Cu2O等。氧化物与熔剂中的SiO2、Al2O3、CaO作用生成炉渣，全部硫化物形成冰铜。
2.2.2 Fe3O4在熔炼过程中的行为
熔炼过程中生成的Fe3O4分配与炉渣和冰铜中。在较高的氧位和较低的温度下，固体Fe3O4便会从炉渣中析出，生产难溶结垢物，使转炉口和闪速炉上升烟道结疤，炉渣粘度增大，熔点升高，渣含铜升高等。
Fe3O4与MeS之间的反应如下：
3 Fe3O4+FeS=10 FeO+ SO2（2-1）
2 Fe3O4+ Cu2S=6 FeO+2Cu+ SO2 （2-2）
3 Fe3O4+ ZnS=9 FeO+ ZnO+ SO2 （2-3）
反应的△G0和Kp与温度的关系见表2-1
可见，Fe3O4与MeS之间的反应在熔炼温度下即1573~1673K下基本不能进行，当温度高于1673K时才能进行。
上述反应表明，只有降低FeO的活度及SO2分压后，Fe3O4才能被还原造渣。而FeO 的活度一般靠加入SiO2来调整。当有SiO2存在时，一方面降低了体系反应的温度并增加Kp值，另一方面SiO2与FeO造渣，从而减少FeO的活度，促进Fe3O4的分解。反应如下：
3 Fe3O4+ FeS+5SiO2=5（2 FeO·SiO2）+SO2
当存在SiO时Fe0和Kp值
可见SiO2存在使Fe3O4- FeS系反应变得容易，反应进行的温度由1673K降至1373K；随温度升高，反应平衡常数Kp增值最大。
Fe3O4熔点为1870K，当有较多Fe3O4存在时，将分配于炉渣和冰铜中，促使炉渣熔点升高，密度增大，恶化了渣和冰铜的分离。熔炼过程中Fe3O4的生成不可避免。因此，应采取必要措施促使已生成的Fe3O4分解。
影响Fe3O4还原的因素如下：
（1）炉渣成份即a FeO
冰铜熔炼的炉渣主要由FeO- SiO2二元系组成，a FeO随SiO2含量的增大而减少，如要保持a FeO在较低值，一般SiO2含量控制在35~40%范围内。
（2）冰铜品位即aFeS
FeS的存在时氧化熔炼中Fe3O4分解的必要条件。冰铜以Cu2S-FeS为主熔体，降低冰铜品位，将提高FeS含量，也就增大aFeS值
（3）温度
Fe3O4- FeS反应是吸热反应，升高温度有利于Fe3O4的分解。
（4）气氛即P SO2
Fe3O4- FeS系反应生成SO2，降低炉气中P SO2有利于Fe3O4分解。
熔炼过程中保持低的aFeO、高的aFeS值、适当的温度和低P SO2可消除或减轻Fe3O4的影响。
2.2.3熔炼过程中杂质的行为
冰铜熔炼所用的炉料中除了铜、铁和硫的成份，伴生的其它元素有钴、铅、锌、砷、碲、硒、锑、金、银及铂族元素等。冰铜时贵金属良好的捕集剂，熔炼过程中贵金属均富集在其中，最后从电解精炼阳极泥中回收。其他元素在熔炼过程中不同程度地或者被氧化进入气相，或者以氧化物的形态进入炉渣。炉渣汇集了FeS优先氧化得到的FeO、精矿和熔剂中的SiO2、Al2O3、CaO以及少量杂质元素。易挥发的杂质或其氧化物富集到烟尘中，然后从中回收。
2.3冰铜的形成与性质
2.3.1冰铜的形成
高温下，炉料受热后形成低价稳定的化合物，随着形成低熔点共晶组分熔化析出，即形成初冰铜和初渣。其最终成份的形成是在熔池中完成。
炉料经化学反应后形成硫化物和氧化物。通常硫化物的熔点低于氧化物，且接近共晶成分硫化物熔点较低，将优先熔化，硫化物、氧化物及其共晶组分熔点见表2-3.
表2-3硫化物、氧化物及其共晶组分的熔点
从表2-3可以看出，单相硫化物的熔点高于共晶组分，当熔点温度升至1273K时，共晶物熔化，继续受热温度升高，溶解了其它硫化物，成份不断变化而流入熔池。
由于FeS在高温下能与许多金属硫化物形成冰铜，在熔炼温度1473K下，其均为液相，并完全互熔形成均质溶液。
FeS-MeS共熔的特性就是形成冰铜的依据。液态冰铜可看作是Cu2S和FeS的均匀溶液。
2.3.2冰铜的性质
（1）电导率
冰铜是FeS-Cu2S共价键结构，电导率大，为炉渣的700~1000倍。电炉熔炼时，冰铜层时电阻很小的导体，尤其FeS电导率较大，接近金属导体。冰铜品位降低，电导率增大。
通常在熔炼温度1473K下，冰铜的电导率为350~500s·cm-1。
（2）密度
冰铜的密度直接影响冰铜的沉降速度，密度越大，越有利于沉降。冰铜的密度随品位的提高而增大，一般为4.1~4.6，冰铜品位与密度的关系见表2-5。
(3)黏度
冰铜黏度很小，约为1Pa·S，为炉渣的1/50~1/100。所以冰铜具有较好的流动性。（4）热含量
从熔炼的热平衡可以知道，冰铜所带走的热量所占的比例较大，其随冰铜的品位提高而稍有下降。
（5）冰铜是Au、Ag等贵金属良好的捕捉剂
FeS、Cu2S、Cu、Fe都能很好地溶解Au、Ag、其在冰铜中的溶解度见表2-6。
表2-6 Au、Ag在冰铜中的溶解度
从表2-6可看出，冰铜对贵金属的溶解度很大，精矿中贵金属含量极少，故冰铜能完全捕集炉料中的贵金属，一般回收率在99%。
（6）冰铜溶解铁
冰铜能溶解铁，因此钢钎常被侵蚀。通常用于装运冰铜的钢包和溜槽衬耐火砖加以保护。
（7）液态冰铜遇水爆炸
液体冰铜遇水爆炸的原因是由于下列反应引起的
Cu2S+2 H2O=2 Cu+2 H2+SO2
Fe S+ H2O=FeO+ H2S
3 FeS+ 4H2O= Fe3O4+3 H2S+ H2
上述反应产生的H2、H2S气体与空气中的氧反应引起爆炸，反应如下：
2 H2S+
3 O2=2 H2O（g）+ 2SO2
2 H2+ O2=2 H2O（g）
2.2.3冰铜的组成
熔炼的主产物冰铜是由Cu2S 、Fe S组成的合量，其中还溶解了一定数量铁的氧化物和其它硫化物，如Ni3S2、CoS、PbS、ZnS等。一把Cu+Fe+S占冰铜总量的80%~90%。炉料中的金银及铂族元素在熔炼过程中几乎全部进入冰铜中。Se、Te、As、Sb、Bi等元素也部分地溶解在冰铜中，常见冰铜成分见表2-7。
表2-7冰铜成分
熔炼时由于炉料含S 高，一般不会生成金属铜，而时生成由硫化物组成的冰铜熔体。随着冰铜品位的提高，含硫量减少，实际冰铜含硫量低于理论量，因O 2替代了S 。冰铜理论成份见表2-8
表2-8冰铜理论成份/%
由表可见，当冰铜品位为20%~40%时，相应的硫含量为25.3~24.3%，故冶金计算的冰铜含硫为25%，一般不会有太大误差。
冰铜中的氧以FeO 和Fe 3O 4两种形态存在。如以FeO 存在，则以Cu 2S -FeS-FeO 三元系相图表示冰铜的特性。当冰铜中的Cu 2S 增加时，冰铜中溶解的FeO 随之减少。当冰铜接近纯Cu 2S 时，溶解的FeO 很少，这表明冰铜溶解氧主要是FeS 对FeO 的溶解，而Cu 2S 对FeO 几乎不溶解。因此，低品位冰铜溶解氧的能力要高于高品位冰铜。
在熔炼条件下，除了冰铜品位对其含氧量有影响外，炉渣成份和温度对其也有影响。FeO 在Cu 2S –FeS 系冰铜中的溶解度如图2-4所示。
冰铜中的氧如以Fe 3O 4存在，由于Fe 3O 4溶于FeS ，氧含量随FeS 增大而增加。Fe 3O 4
不溶于Cu 2S 。
实际上冰铜中有等量FeS 被氧代替，这是因为冰铜含硫低于理论量的原因。 氧时冰铜中的有害成份，熔炼时应采取措施使其在冰铜中的溶解度减少。
一般工厂冰铜组成为Cu30~55%，Fe30~45%，S22~25%，O 22~3%,熔点1223~1327K 。 2.3.4冰铜品位的选择
冰铜品位的选择取决于下列因素：
①炉料的性质和成份；②熔炼特性；③经济条件。 熔炼生精矿时，冰铜品位不能在大范围内变动，但可用预先焙烧来调整，焙烧程度愈大，熔炼时冰铜品位愈高，反之亦然。冰铜品位越低，吹炼所需时间愈长，吹炼时能耗愈大，炉衬消耗愈快。实践证明，选择冰铜品位为37~42%较为合理。但冰铜品位太高也存在一些问题。
①冰铜品位高，铜在炉渣中的损失增多。根据分配定律，在一定温度下，如果一种物质溶解在两个互不相溶的液相里，平衡时该物质在此两相中的浓度比是一常数，即
）冰铜
（）渣
（u %u %C C =K Cu
因此，冰铜品位提高，即（%Cu ）冰铜增大时，（%Cu ）渣也增大。
②产生高品位冰铜，需延长精矿的焙烧时间，降低了焙烧的生产率，并增加烟尘产出
量。
③高品位冰铜的吹炼比较困难，因为吹炼过程的热绝大部分来自FeS的氧化，高品位冰铜中FeS含量少，其氧化产生的热量较少。
故热量不足，使吹炼作业难以进行。
2.4炉渣的形成
形成炉渣的氧化物与共晶组分的熔点见表2-9。
SiO2的形成为初期炉渣，流动中受热升高温度，溶解其它难熔化合物而流入熔池中。
实际上，炉温较高时，初期炉渣和冰铜的形成是同时进行的，形成MeO-MeS的混合熔体。由于炉料混合均匀、炉温高、炉料易熔，混合熔体形成块。混合熔体中MeO与MeS由于结构和密度不同，不相混溶而分离成氧化物与硫化物两层，上层为炉渣，下层为冰铜。
炉渣时炉料和燃料中各种氧化物的共熔体，炉料中的脉石主要时石英、石灰石等，在冰铜熔炼过程中，与铁的硫化物氧化产出的FeO反应，形成复杂的硅酸盐炉渣。
2.4.2炉渣的性质
熔炼过程是富集过程，其目的在于使所有的脉石成份集中在炉渣中，有用金属集中到冰铜中。矿石或精矿只含少量金属如矿石含Cu0.4~2.0%，精矿含Cu15~30，熔炼后产出的冰铜率即单位质量炉料产出的冰铜量与炉料单位质量的百分比不大，但渣率相当大，一般为50%~100%，有时达到120%。因此炉渣性质的好坏，对熔炼过程起着极为重要的作用。炉渣成份和性质直接影响熔炼过程的技术经济指标。
①炉渣的性质决定熔炼过程的能耗。如炉渣熔点高，炉渣放出大量热；另一方面，如炉渣具有大的热含量，加热炉渣到熔点所消耗的热量也增加。
②炉渣的性质很大程度上决定炉温的高低，炉内的温度决定于炉渣的熔点，而炉渣的熔点是由其成份决定的，要改变炉温，须改变炉渣成份。
③炉渣的性质决定炉子的生产率，熔炼酸性炉渣时，具有较高的黏度和熔点，炉子的生产率比熔炼碱性炉渣时小。
④炉渣的性质和熔炼时形成的炉渣量时决定铜回收率的一个基本因素，因熔炼时伴随于炉渣中的铜的损失时熔炼过程的主要损失。
炉渣的性质如下：
（1）炉渣成份及熔点
铜精矿中含Fe22%~32%，SiO28%~18%，少量的Fe3O4、CaO、Al2O3，这就决定了熔炼炉渣以FeO、SiO2为主。精矿中一般含CaO4%~15%，其存在时炉渣的熔点降低，炉渣成份一般为CaO5%~10%、FeO38%~45%、SiO237%~40%，熔点为1323K。
（2）黏度
炉渣的黏度时炉渣的重要性质之一，其影响炉渣和冰铜的分离及炉内放出，热量传递等。生产上要求炉渣黏度低，流动性好，利于操作和渣与冰铜的分离。
黏度受以下两个因素的影响：
①过热程度。即当炉渣温度高于熔点100~200K时，黏度值降低较大，流动性良好。
②炉渣结构。炉渣为离子结构。在炉渣成份中，所SiO2增加，其结构复杂，黏度增大。SiO2、Al2O3又称网络结构剂。
FeO、MgO称为网络解体剂，能将复杂离子解体为简单阴离子，降低了黏度。
由以上分析可见，影响炉渣黏度的因素主要是SiO2、FeO含量及温度。为降低炉渣黏
度，须采取以下措施。
①适当提高SiO2含量，防止Fe3O4饱和析出。
②较高的FeO含量。提高FeO含量可促进Si x O y2-复合阴离子解体，降低炉渣熔点，利于炉渣过热。随FeO含量增大，黏度下降。
FeO含量过高也不利，因炉内氧化气氛会使Fe3O4平衡浓度相应增大，温度不稳定会带来Fe3O4饱和析出，增大黏度。
③少量CaO、Al2O3存在可降低炉渣黏度。
④较高炉温，可降低黏度。炉渣过热，复杂硅氧离子解体，不析出Fe3O4都需要炉内高温条件。
一般炉渣黏度小于0.5Pa·S流动性良好，黏度大于1.0Pa·S流动性差。
（3）炉渣密度
炉渣密度影响冰铜与炉渣分离，其密度大小与成份有关。炉渣成份与炉渣密度关系见表2-10.
表2-10炉渣密度与成份关系
由上表可看出，随炉渣中FeO含量增加，密度增大。固体炉渣的密度可近似由组成炉渣氧化物密度计算。
(4)炉渣的比热容
炉渣比热容的大小，直接影响炉渣带走的热量及能量消耗，炉渣带走的热量在熔炼过程热平衡中占很高的比例，约30%~50%。减少炉渣比热容，可降低炉渣带走的热量并减少燃料的消耗。
FeO含量增加，可降低炉渣比热容；SiO2及MgO含量增加，增大比热容。（影响电炉电单耗）。
（5）炉渣的电导率（电阻率的倒数）
炉渣的电导率对电炉熔炼有极为重要的意义，是熔炼过程电气制度的主要参数。炉渣导电属离子导电，其电导率决定于结构简单、离子半径小的阳离子，如Fe2+、Ca2+等。故碱性炉渣比酸性炉渣电导率高。温度升高，炉渣黏度降低，离子迁移速度增大，电导率增加。
在1473~1673K时，炉渣的电导率为0.05~0.3S·cm-1或电阻率为3~20Ω·cm。高铁质炉渣电导率较高，高钙镁质电导率较低。
（6）炉渣的表面张力(σ/N·m-1)
熔炼过程中耐火材料的腐蚀，冰铜颗粒的汇集和长大，冰铜和炉渣的分离，多相界面上进行的反应，以及通过界面上进行的物质迁移均受炉渣和冰铜的表面性质的影响。炉渣表面张力δ冰-渣愈大，炉渣质点与冰铜质点之间的相互吸引力越小，并同汇集和长大的概率增大，冰铜颗粒可顺利沉降于炉底，减少炉渣的机械夹带，降低渣含铜。
炉渣表面张力受温度和炉渣组成的影响。温度升高使表面活性物质的作用减弱，使表面张力增加。
2.4.3炉渣的组成
组成炉渣的氧化物中，SiO2对炉渣性质影响最大，炉渣中SiO2愈高，熔融炉渣黏度愈大，炉渣流动性愈差。Al2O3也有类似影响。加入碱性氧化物，降低炉渣黏度。酸性炉渣含SiO2高，随温度升高，黏度逐渐降低。
2.4.4渣型的选择
生产实践中，为尽可能降低渣含铜，须选择合理的炉渣渣型。
①炉渣有适当的熔点，一般为1323~1373K，太低不能保证熔炼，温度太高则增加能耗。
②炉渣黏度应小，流动性好，易与冰铜分离。
③炉渣密度不应太大，以保证冰铜与其密度差在1~2之间。
④炉渣的表面张力应大，使冰铜颗粒易合并长大，以减少其悬浮。
⑤炉渣对冰铜的溶解度要小。
⑥尽量减少造渣配入的熔剂量。熔剂量增加使成本增加和炉渣量增加。
【本章学习要点】本章学习电炉炼钢的配料计算，装料方法及操作，电炉熔化期、氧化期、还原期的任务及其操作，出钢操作等。 电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。目前，世界上90%以上的电炉钢是电弧炉生产的，还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。通常所说的电弧炉，是指碱性电弧炉。 电弧炉主要是利用电极与炉料之间放电产生电弧发出的热量来炼钢。其优点是：(1)热效率高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65%以上。 (2)温度高，电弧区温度高达3000℃以上，可以快速熔化各种炉料。 (3)温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求。 (4)炉内气氛可以控制，可去磷、硫，还可脱氧。 (5)设备简单，占地少，投资省。 第一节冶炼方法的分类 根据炉料的入炉状态分，有热装和冷装两种。热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需转炉或其他形式的混铁炉配合;冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。根据冶炼过程中用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。氧化法多采用双渣冶炼，但也有采用单渣冶炼的，如电炉钢的快速冶炼，而不氧化法均采用单渣冶炼。此外，还有返回吹氧法。根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩氧混吹法。 冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面我们扼要介绍几种冶炼方法： (1)氧化法。氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂用来氧化钢液中的Si、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。因此，该法虽是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。 (2)不氧化法。不氧化法冶炼的特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似本钢种返回废钢以及软钢等，要求磷及其他杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。在缺少本钢种或类似本钢种返回废钢时，炉料中可配入铁合金，这种冶炼方法又叫做装入法，用“入”字表示，多用于冶炼高合金钢等钢种上。 不氧化法冶炼如果不采取其他有效措施相配合，则成品钢中的氢、氮含量容易偏高。为了消除这种缺点，从而出现了返回吹氧法。 (3)返回吹氧法。返回吹氧法简称返吹法，用“返”字表示。该法主要使用返回废钢并在冶炼过程中用氧气进行稍许的氧化沸腾，既可有利于回收贵重的合金元素，又能降低钢中氢、氮及其他杂质的含量。因此，该法多用于冶炼铬镍钨或铬镍不锈钢等钢种。 (4)氩氧混吹法。炉料全熔后，按比例将混合好的氩、氧气体从炉门或从炉底吹入，即相当于一台电炉又带一台AOD精炼炉。该法主要用于不锈钢的冶炼上，特点是铬的回收率高，成本低，操作灵活简便，且钢的质量好。
中频感应熔炼炉工作频率在50Hz-10kHz之间,需用变频器予以调频。中频感应熔炼炉以其电效率和热效率高、熔炼时间短、耗电较省、占地较少、投资较低、生产灵活和易于实施过程自动化等,比工频感应熔炼炉更有优势。 它适合熔炼各种铸铁,特别适合熔炼合金铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁,并对炉料的适应性较强,炉料的品种和块度可在较宽范围内变动。中频感应熔炼炉具备其它铸铁熔炼用炉没有的优点,使其近年来得到令人瞩目的发展,并在铸铁生产中广泛采用。 1、可控硅变频器 中频感应熔炼炉的发展得益于可控硅变频器的使用。这种变频器通过直流中间回路,用电子装置将三相交流电频率转换为所需的频率,其效率95%-98%。新一代变频器采用数控电子线路为变频器提供了各种控制调节和保护功能。中频感应熔炼炉使用的变频器额定功率不断提高, 9000kW变频器连接在12t的炉子上,铁液的熔化率为18t/h;将中频感应熔炼炉功率密度提高到1000kW/t,能使熔化期缩短到35min。感应熔炼炉的熔化率依炉子的容量而变化,一般中频感应熔炼炉熔化铁液的熔化率为0.14-35t/h。例如,使用2t容量的炉子,可得到2 -2.38t/h 的熔化率,使用12t容量的炉子则可达到18-21t/h的熔化率;而采用工频感应熔
炼炉熔化冷料的熔化率是: 115t炉为0.75t/h、3t炉为1.5t/h、5t炉为2.5t/h、10t炉为4t/h。可见中频感应熔炼炉的熔化率远大于工频感应熔炼炉,这就可在选择铸铁生产熔炼设备时以小代大,使用较小容量的中频感应熔炼炉代替较大容量的工频感应熔炼炉,既减少了占地面积,又降低了投资,也保证了铁液的连续供应,对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产厂家十分有利。将中频感应熔炼炉用于连续铸造和离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼,以它代替冲天炉,或与高炉、冲天炉进行双联,其生产能力将可得到充分发挥。 中频感应熔炼炉电效率和热效率高,不但提高了熔化率、缩短了熔化时间,其单位电耗也相应降低。与工频感应熔炼炉相比,其电耗可从700kW?h/t降低到515-580kW?h/t。有关资料表明,在考虑炉渣的熔化和过热所需能量损失的情况下,中频感应熔炼炉冷启动时,单位电耗为580kW?h/t,热炉操作时,单位电耗为505-545kW?h/t,如果连续加料操作,则单位电耗仅为494kW?h/t。 2、炉体结构 随着中频感应熔炼炉功率密度的不断提高,对炉子的安全性、炉衬寿命和噪音等要求越来越高,炉体结构的合理性也越来越为人们所重视, 其中重型钢壳炉 具有耐久性强、效率和生产率高、噪音小、易于维护检修等许多优点。重型钢壳
炼钢电弧炉技术与PHU MY钢厂电炉炉型选择 1. 概述 近年来，炼钢电弧炉技术有了长足的进步，直流电弧炉、高阻抗电弧炉、带废钢预热的竖式电弧炉及连续炼钢电弧炉等由于其独特的技术和良好的操作得到了不同程度的推广和使用。 开发和使用新炉型的根本出发点都是基于下列三种目的： ?最大限度地节能降耗； ?提高电炉设备的生产能力； ?减少并控制电炉生产对环境的影响。 （1）为最大限度地节能降耗，可采取如下技术措施： ?交流电炉改为直流电炉，降低电极消耗和电能损失； ?利用高温烟气对废钢进行预热，可最大程度地利用化学热和炉气显热预热废钢，节能降耗。具有代表性的炉型有竖式交/直流电弧炉，Consteel炉等。 电炉采用喷吹助熔及二次燃烧技术，装备碳氧烧嘴、碳氧枪设备来强化冶炼，可充分利用化学能以达到节电和降低总能耗的目的。代表性炉型有Danarc炉等。 （2）提高设备生产能力 现代电炉钢厂基本采用“三位一体”或“四位一体”短流程工艺，因此，要求电炉必须和精炼炉、连铸机及后部轧机系统协调一致，以保证整条生产线的连续性，实现多炉连浇。所以电炉的冶炼时间一般缩短在1小时左右，电炉的生产能力可得到极大的提高从而获得最佳的经济规模，取得最大的经济效益。 提高变压器的功率水平，采用废钢预热、喷吹碳－氧进行强化冶炼及双炉壳电炉技术都有利于缩短冶炼时间，提高电炉的生产能力。 （3）减少和控制电炉生产对环境的影响 电炉生产对环境的影响主要集中在以下三个方面： ?烟气及有毒气体对空气的污染； ?电炉的噪音危害； ?电炉冶炼对电网冲击造成的闪烁。 Consteel电炉和竖式电炉由于废钢预热的温度比较高，一般在600～700℃，废气中的有害气体基本上可以得到较完全地燃烧而不裂
二、 0.5吨/250KW（铝壳）中频感应熔炼炉主要技术参数: 项目参数 电炉参数
额定容量 0.50t 最大容量 0.55t 炉衬厚度 50mm 感应圈内经φ 56mm 感应圈高度 700mm 最高工作温度 1750℃ 熔铜工作温度 1600℃ 电耗≤700kW.h/t 熔化率 0.42t/h 电器参数 中频电源额定功率 250KW 变压器容量 300KV A 整流相数 6脉 变压器一次电压 10KV 变压器二次电压（额定输入电压） 3N-380V 额定输入电流 420 直流电压 510V 直流电流 490A 中频电源最高输出电压 750V 额定工作频率 1000Hz 额定工作电压 1400V 冷却水系统 冷却水流量 30t/h 供水压力 0.2～0.35MPa 进水温度 5～35℃ 出水温度 <55℃ 三、0.5.0吨/250KW中频熔炼炉（铝壳）配置表: 序号设备名称规格型号数量备注 1 中频电源柜 KGPS-250KW/1KHz 1套含低压开关、电抗器 2 补偿电热电容器 250KW/1KHz 1套电容器/水冷铜排组 3 铝壳炉体 GWJ-0.5-250/1000 2台支撑架/感应圈/ 等 4 坩埚模 0.5t专用 2只钢质 5 水冷电缆电容到炉体之间 2套 6 连接铜排电源到电容之间 1套 7 倾炉系统 431减速机 2个 8 倾炉操作盒 1个 0.5吨/250KW中频熔炼炉（铝壳）配置表: 序号设备名称规格型号数量单价总价 1 中频电源柜 KGPS-250KW/1KHz 1套 4.0 4.0
2 补偿电热电容器 250KW/1KHz 1套 1.5 1.5 3 铝壳炉体 GWJ-0.5-250/1000 2台 1.5 2.5 4 坩埚模 0.5t专用 2只 0.0 5 0.1 5 水冷电缆电容到炉体之间 1套 0.3 0.3 6 连接铜排电源到电容之间 1套 0.3 0.3 7 倾炉系统 431减速机 2个 0.35 0.7 8 倾炉操作盒 1个 0.1 0.1 价格合计:9.0万含税 二、成套设备主要技术参数：
100吨电弧炉及精炼炉除尘系统 初 步 方 案 二零一三年七月十八日
一、前提 在确保污染物排放标准的前提下，优化、精心设计降低工程投资。做到降低除尘电耗，减少运行成本。力求综合效益的先进性，保证设备长期稳定运行,管理简单方便。 1.1 设计指标 捕集率≥95% (屋顶不冒黄烟) 排放浓度≤50mg/Nm3。 岗位粉尘≤10mg/Nm3。（扣除背景值） 二、系统工艺方案 2.1 捕集形式 ⑴随着电炉冶炼强度的增大（增加的油氧烧嘴、碳氧喷枪、热装铁水等），操作节奏的加快。使用单一的烟尘捕集方式已是不能完全达到国家环保的要求。如单一的普通屋顶罩、单一的第四孔、或是狗屋等等。根据启航环保公司多年治理电炉烟尘的实际经验，我公司认为，对于贵公司100吨电弧炉来说采用天车通过式屋顶罩加第四孔内排烟的形式才是最经济有效的方式。 天车通过式屋顶罩为电炉烟气的主要捕集形式，第四孔系统采用水冷管道接燃烧沉降室再经火花捕集器和混风室进入主管道。这样第四孔的高温、高浓度的一次烟气与导流屋顶罩捕捉的二次低温、低浓度烟气有效的混合，在同等除尘风量的情况下达到最佳的烟气捕集形式和最佳的烟气温度。第四孔一次烟气和导流屋顶罩的二次烟气管道上均设置调节阀门来调节不
同工况下第四孔和导流屋顶罩的风量分配，整个除尘系统配置合理，运行成本最低。 ⑵100吨精炼炉则采用半密闭罩排烟。 ⑶天车通过式屋顶罩 我公司将屋顶罩设计成多腔吸烟区域，分为主烟气收集区，散烟气收集区。并据烟气流向及分布有效地捕集电炉烟气，实现用最小的烟气吸风量，取得较高的捕集烟能力，并使得炼钢电炉烟气在吸入罩体前与适量的冷空气充分混合，烟气温度均匀冷却，烟气捕集率>95%。 根据电炉烟气的特点，罩体设计成双层结构形成主、副吸口，使其更适宜气体流动的顺畅，防止涡流的发生。大大提高了对电炉烟气的捕集能力。 在电炉平台上设计了移动式导流罩，在电炉周围形成密闭空间，移动罩上设排烟导流口，主要目的是最大限度地减少外部横向气流对电炉烟柱的影响，使烟气尽可能地进入屋顶罩体。同时移动罩一定程度上也起到隔音作用。炉前移动导流罩设计不影响电炉操作工艺。 2.2 流程简述 100吨电炉和100吨精炼炉合为一个除尘系统。100吨电炉烟气的捕集形式采用第四孔加天车通过式屋顶罩；100吨精炼炉烟气的捕集形式采用的是半密闭集烟罩。 100吨电弧炉产生的一次烟气通过电炉第四孔水冷弯管引 入燃烧室，在燃烧室内大颗粒烟尘沉降，并使烟气中的CO完全燃烧；高温烟气经水冷烟道冷却到500℃左右进入火花捕集器经混风室二次冷却到400℃左右与总管汇合；100吨电炉产生的二
项目名称: 五星级宾馆采暖用电锅炉 选型方案 电锅炉低谷电蓄热） xxx 设备有限公司 2011 年 5 月 5 日
电加热锅炉及蓄热水箱选型方案 、项目概况： 1宾馆地上四层，采暖总面积 25000m2。室内采暖为地暖盘管系统。 现在拟采用全自动常压电热水锅炉采暖，变压器容量须满足采暖电负荷使用的需要。 2、供热采暖温度：按国家有关规定要求，设计采暖室温 20 C 。 3、供热采暖时间： 主供暖时间为 6:00-22 ： 00，计 16 小时， 22： 00 以后建筑物内值班低负荷保温供暖。 5、采暖供热锅炉：采用全自动常压电热水锅炉蓄热采暖技术，充分利用低谷电，配合蓄热水箱蓄 热。 6、系统组成： 本工程锅炉房系统分为二部分，一是蓄热部分，二是向系统供热部分。 蓄热部分由蓄热水箱+蓄热循环水泵+电锅炉组成，水箱最高水温为 85C ，最低水温为40C ； 供热部分由蓄热水箱+供热循环水泵+热交换系统+地热盘管组成，系统最高供水水温为 50C, 最低供水温度为 35 C 。 、系统供暖原则： 采暖供热集中在 6:00-22:00, 计 16 小时,其他时段 8小时相对供热要求低一点 ,因此，在供热时 应实行多供 6:00-22:00 ，其他时段相对少供的原则。 电锅炉蓄热式采暖工程是一个集暖通、电气、土建、自控、技经等专业的综合系统工程，采暖 方案设计就是要做到在保证供暖质量的前提下，使其初投资和运行费达到一个最佳的组合，以达到 最佳的技术经济比。 本方案运行方式： 采用全低谷电 8 小时 ，在每个采暖日采取了合理使用低谷电， 避开或慎用平峰电、 高峰电并配 合使用蓄热罐的供热方式。下面就这种情况计算锅炉的功率及蓄热水箱的容积。 四、采暖热指标 ： 1、 在 6:00-22:00 时段 , 建筑采暖 正常补充热指标为： 80w/m 2 .h 2、 在22:00-6:00时段,建筑采暖保温补充热指标为： 48w/ m 2 . h （满负荷的60%） 五、蓄热式电锅炉及蓄热水箱的选型 1、 运行方式： 采暖采用全谷电8小时加热方式。即晚上23:00-7 : 00低谷电时段8小时锅炉边用蓄热水箱 蓄热边向宾 峰谷电时段表 23： 00--- -- 7 ： 00 谷电 8 小时 电价： 0.36元/度 （估 值） 7： 00--- -- 8 ： 00 平电 1小时 电价： 0.72 元/度（ 估值） 8： 00--- ---11： 00 峰电 3 小时 电价： 1.04 元/度 （估值） 11： 00--- ---18 ： 00 平电 7 小时 18： 00--- ---23 ： 00 峰电 5 小时 值班低负荷保温期间为 22： 00—早上 6： 00，共计 8 小时。 4、
项目名称:五星级宾馆采暖用电锅炉 选型方案 （电锅炉低谷电蓄热） xxx设备有限公司 2011年5月 5日
电加热锅炉及蓄热水箱选型方案 一、项目概况： 1、宾馆地上四层，采暖总面积25000m2。室内采暖为地暖盘管系统。 现在拟采用全自动常压电热水锅炉采暖，变压器容量须满足采暖电负荷使用的需要。 2、供热采暖温度：按国家有关规定要求，设计采暖室温20℃。 3、供热采暖时间： 主供暖时间为6:00-22：00，计16小时，22：00以后建筑物内值班低负荷保温供暖。 值班低负荷保温期间为22：00—早上6：00，共计8小时。 4、峰谷电时段表 23：00-------7：00 谷电8小时电价：0.36元/度（估值） 7：00-------8：00 平电1小时电价：0.72元/度（估值） 8：00------11：00 峰电3小时电价：1.04元/度（估值） 11：00------18：00 平电7小时 18：00------23：00 峰电5小时 5、采暖供热锅炉：采用全自动常压电热水锅炉蓄热采暖技术，充分利用低谷电，配合蓄热水箱蓄 热。 6、系统组成： 本工程锅炉房系统分为二部分，一是蓄热部分，二是向系统供热部分。 蓄热部分由蓄热水箱+蓄热循环水泵+电锅炉组成，水箱最高水温为85℃，最低水温为40℃； 供热部分由蓄热水箱+供热循环水泵+热交换系统+地热盘管组成，系统最高供水水温为50℃，最低供水温度为35℃。 二、系统供暖原则： 采暖供热集中在6:00-22:00,计16小时,其他时段8小时相对供热要求低一点,因此，在供热时应实行多供6:00-22:00，其他时段相对少供的原则。 三、运行方式： 电锅炉蓄热式采暖工程是一个集暖通、电气、土建、自控、技经等专业的综合系统工程，采暖方案设计就是要做到在保证供暖质量的前提下，使其初投资和运行费达到一个最佳的组合，以达到最佳的技术经济比。 本方案运行方式： 采用全低谷电8小时，在每个采暖日采取了合理使用低谷电，避开或慎用平峰电、高峰电并配合使用蓄热罐的供热方式。下面就这种情况计算锅炉的功率及蓄热水箱的容积。 四、采暖热指标： 1、在6:00-22:00时段,建筑采暖正常补充热指标为：80w/m2.h 2、在22:00-6:00时段,建筑采暖保温补充热指标为：48w/ m2.h（满负荷的60%）
中频感应熔炼炉及其特点 中频感应熔炼炉工作频率在50Hz-10kHz 之间,需用变频器予以调频。中频感 应熔炼炉以其电效率和热效率高、熔炼时间短、耗电较省、占地较少、投资较低、生产灵活和易于实施过程自动化等, 比工频感应熔炼炉更有优势。它适合熔炼各种铸铁, 特别适合熔炼合金铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁,并对炉料的适应性较强, 炉料的品种和块度可在较宽范围内变动。中频感应熔炼炉具备其它铸铁熔炼用炉没有的优点, 使其近年来得到令人瞩目的发展, 并在铸铁生产中广泛采用。 1．可控硅变频器 中频感应熔炼炉的发展得益于可控硅变频器的使用。这种变频器通过直流中间回路, 用电子装置将三相交流电频率转换为所需的频率, 其效率95%-98%。新一代变频器采用数控电子线路为变频器提供了各种控制调节和保护功能。中频感应熔炼炉使用的变频器额定功率不断提高, 9000kW 变频器连接在12t 的炉子上, 铁液的熔化率为18t / h; 将中频感应熔炼炉功率密度提高到1000kW/ t , 能使熔化期缩短到35min。感应熔炼炉的熔化率依炉子的容量而变化, 一般中频感应熔炼炉熔化铁液的熔化率为0.14-35t / h。例如, 使用2t 容量的炉子, 可得到2 -2.38t/ h 的熔化率, 使用12t 容量的炉子则可达到18-21t / h 的熔化率; 而采用工频感应熔炼炉熔化冷料的熔化率是: 115t 炉为0.75t/ h、3t 炉为1.5t/ h、5t炉为2.5t/ h、10t 炉为4t / h。可见中频感应熔炼炉的熔化率远大于工频感应熔炼炉, 这就可在选择铸铁生产熔炼设备时以小代大, 使用较小容量的中频 感应熔炼炉代替较大容量的工频感应熔炼炉, 既减少了占地面积, 又降低了投资, 也保证了铁液的连续供应, 对于连续作业、生产能力较大的铸铁生产厂家十分有利。将中频感应熔炼炉用于连续铸造和离心铸造球墨铸铁管生产的铁液熔炼, 以它代替冲天炉, 或与高炉、冲天炉进行双联, 其生产能力将可得到充分发挥。 中频感应熔炼炉电效率和热效率高, 不但提高了熔化率、缩短了熔化时间, 其单位电耗也相应降低。与工频感应熔炼炉相比, 其电耗可从700kW?h/ t 降低 到515-580kW?h/ t。有关资料表明, 在考虑炉渣的熔化和过热所需能量损失的情况下, 中频感应熔炼炉冷启动时, 单位电耗为580kW?h/ t , 热炉操作时,单位电耗为505- 545kW?h/ t , 如果连续加料操作,则单位电耗仅为494kW?h/ t。 2.炉体结构 随着中频感应熔炼炉功率密度的不断提高, 对炉子的安全性、炉衬寿命和噪音等要求越来越高, 炉体结构的合理性也越来越为人们所重视, 其中重型钢 壳炉具有耐久性强、效率和生产率高、噪音小、易于维护检修等许多优点。 重型钢壳炉与框架炉不同, 它有一个开有多个较大检查口的高强度环形钢壳, 炉子运行时, 检查口是关闭的, 检查时每个检查口均可打开。重型钢壳炉内部结构结实, 可以避免倾炉出铁浇注时可能引起的变形, 延长了炉衬寿命。而且由于封闭的坚固钢壳及其内部可增加吸音隔离材料, 使得工作噪音大大降低。结实的钢壳还能够有效地保护感应线圈避免飞溅金属的危险, 使炉子在运行过程 中具有最大的安全性。为有效地隔热保温并提高炉衬寿命, 重型钢壳炉还于顶部和底部分别设置了冷却环, 起到了均匀炉衬温度、降低热膨胀作用。低能耗、高强度的不锈钢冷却环,大大提高了炉子效率。 重型钢壳炉不仅有坚固的钢壳, 而且设计了专门用于感应熔炼炉的厚壁管结构线圈, 并通过正确选择感应线圈的匝间距离, 使得线圈的转换效率最高、电
空调系统设备选型 1 水冷冷水机空调系统 ☆主要设备 （1）制冷主机（2）冷冻水泵（3）冷却水泵（4）冷却塔 （5）电子水处理仪（6）水过滤器（7）膨胀水箱 （8）末端装置（组合式空调机组、柜式空调机组、风机盘管等）2 冷、热源的选择 1. 冷、热源系统设计选型注意的几个方面 1.1 各种冷、热源系统的能效特性 1.2 冷、热源系统的部分负荷性能 1.3 冷、热源系统的投资费用 1.4 冷、热源系统的运行费用 1.5 冷、热源系统的环境行为 2. 冷源设备选择 2.1 冷水机组的总装机容量 冷水机组的总装机容量应以正确的空调负荷计算为准，可不作任何附加，避免所选冷水机组的总装机容量偏大，造成大马拉小车或机组闲置的情况。 2.2 冷水机组台数选择 制冷机组一般以选用2～4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一机房内可采用不同类型、不同容
量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下能高效运行的机组。 为保证运转的安全可靠性，当小型工程仅设1台时，应选用调节性能优良、运行可靠的机型，如选择多台压缩机分路联控的机组，即多机头联控型机组。 2.3 冷水机组机型选择 2.3.1水冷电动压缩式冷水机组的机型宜按制冷量范围，并经过性能价格比进行选择。 冷水机组机型冷量范围（kW）参考价格（元/kcal/h） 往复活塞式≤700 0.5~0.6 螺杆式116~1758 0.6~0.7 离心式≥1758 0.5~0.6 2.3.2冷水机组机型选择 电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水机组，在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）不应低于以下规定。 水冷冷水机组机型额定制冷量（kW）性能系数（W/W）活塞式/涡旋式<528 3.8 528~1163 4.0 >1163 4.2 螺杆式<528 4.10 528~1163 4.30
30000KV硅锰电炉烟气除尘净化系统技术及工艺方案 一、概述 工业硅锰电炉在冶炼过程中产生大量含尘烟气，其烟尘主要成份为SiO2，烟气粒径大部分小于1um—0.05um，对周边环境造成很大的污染。而这种污染物硅微粉，越来越广泛地应用于水利电力工程、耐火材料、公路工程、桥梁隧道、化工橡胶、陶瓷等工业领域，市场上供不应求。因此，投资建设工业硅锰电炉除尘回收系统，不仅具有巨大的社会效益、环保效益，更具有良好的投资效益。 我公司致力于开发环保创新技术、生产性能优越的除尘设备及系统配置，并可介入环保设备的运营管理，为客户培训技术人员，以提高设备的运转率，实现最大的经济效益。本着以最少的投入达到最理想效果的原则，特制定本方案。 二、设计依据 2.1 本设计根据中华人民共和国冶金工业局《钢铁工业烟气净化技术政策规定》第七章铁 合金电炉烟气净化之规定而设计的。 2.2 本方案排放标准执行GB9078—1996《工业窑炉大气污染物排放标准》表2 第1 序号“铁合金熔炼炉”一类地区排放标准：≤100mg/Nm3。 三、工业硅矿热电炉废气工艺参数： 3.1 30000KV工业硅炉废气参数： 炉气量：350000Nm3/h 烟气温度：600℃ 含尘浓度：4-6g/Nm3 烟气成份：% N2 O2 CO H2O 76.6 16.67 4.44 2.29 烟尘成份：% SiO2 Fe2O3 MgO CaO C 92.45 0.08 0.076 0.33 0.36 烟尘粒度：um＞1 1~0.04 0.04~0.01 % 10 30 60 烟尘堆比重：0.2t/m3 3.2 废气特征及废气主要工艺参数的确定 每生产1t 工业硅大约生成1700~2300m3炉气(标态)，相比硅铁电炉, 工业硅锰电炉的炉气量要大30%左右,其烟气主要成份CO，含量约60~80%，其次是N2 和H2O，发热值约10000~12000KJ/m3（标态），冶炼时炉气穿过料层进入烟罩，与空气接触的CO燃烧后生成 烟气，烟气量的大小及温度的高低与混入空气量的大小有直接关系。 根据上述废气特征，需对工业硅矿热电炉设置适应其废气特征的除尘系统，除尘系统可 分为余热回收型和非热能回收型，考虑到余热回收型投资太高，其投资的性价比也不经济，但可以采集热能进行其它的利用，如烘干物料或生产生活热水。因此，本方案对工业硅锰电炉的除尘系统工程按非热能回收型考虑，选型参数为： 温度：100—200℃（前置U 型冷却器，并附设混风阀） 根据计算，工况烟气量：450000m3/h 四、除尘非热能回收系统工艺流程根据上述废气特点，结合国内相同炉型除尘系统业已成功的范例，本方案认为：除尘系统可使用目前国内最先进的除尘技术，即采用新型长袋离线脉冲袋式除尘器。该系统具有钢耗量
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 中频感应电炉的安全防护(最新 版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
中频感应电炉的安全防护(最新版) 关于中频感应电炉的安全防护，可分为炉子设备的安全防护和操作人员的安全防护。这里仅介绍设备结构方面所采取的安全措施。 1．冷却水系统 中频电源、感应线圈、水电缆等都需要用水进行冷却，因此水对于炉子设备至关重要。由于冷却水故障而造成的炉子设备损坏的几率是较高的。因为被冷却的器件大多是带电体，如晶闸管、感应线圈、水电缆等，所以直接冷却这些器件的冷却水的导电率必须低于规定值，连接软管必须是无碳胶管。此外，冷却水的进水温度、出水温度、水压和流量都必须符合设计规定。电炉的冷却水系统设有各种传感器，以监测冷却水的相关参数。当冷却水参数出现异常、超出设定值时就会报警，或停止设备运行。 中频电炉的冷却水泵站要配两台规格相同的主水泵（一用一
备），并且必须配有应急冷却水系统。当电网供电中断造成主水泵不能工作时，应急冷却水系统可为炉体提供冷却，避免炉体损坏。 2.液压系统 中频无芯感应电炉的液压系统用于倾炉倒出熔化的金属液，以及炉盖的开启和关闭。为保证工作可靠，电炉的液压站应配置两台规格相同的主泵（一用一备）。 倾炉液压缸的进口端需装节流阀，以防止炉体因液压系统失压而突然落下。 在电网供电中断时间较长的情况下，电炉内的熔融金属有可能会冷却、凝固，这种情况可能会损坏炉衬，若通过运行电炉来熔化凝固在炉内的金属是非常危险的，因此电炉的液压系统应配有应急系统。当电网供电中断时，如有必要可用此应急系统将炉内的金属液倒出，以免凝固在炉内。 3.接地漏炉监测报警 在无芯中频感应电炉的运行中，若其炉衬损坏就会导致漏炉事故。如果熔融金属从炉衬渗漏出来，就会损坏感应线圈的绝缘、线
Furnaces Laboratory and Industrial eliable Precise, Efficient, and R Precise, Efficient, and Reliable Furnaces and Process Systems our Specifications Made to Y Made to Your Specifications
Applied Test Systems, Inc. 2 https://www.doczj.com/doc/3c11597184.html, Introduction ....................................................................................................................... 3Furnaces ........................................................................................................................ 4-19 Series 3110 Tube Furnaces .................................................................................... 4-5Series 3210 Split Tube Furnaces ............................................................................ 4-5Series 3150 Box Furnaces ...................................................................................... 6-7Series 3160 Split Box Furnaces .............................................................................. 6-7Series 3310 High-Temperature Tube Furnaces ...................................................... 8-9Series 3320 High-Temperature Split Tube Furnaces ............................................... 8-9Series 3330 Low-Profile High-Temperature Furnaces ......................................... 10-11Series 3330S Low-Profile High-Temperature Furnaces ...................................... 10-11Series 3350 High-Temperature Box Furnaces .................................................... 12-13Series 3350A High-Temperature Box Furnaces .................................................. 12-13Series 3410 Silicon Carbide Tube Furnaces ....................................................... 14-15Series 3420 Silicon Carbide Split Tube Furnaces ................................................ 14-15Series 3410B Silicon Carbide Tube Furnaces ..................................................... 16-17Series 3420B Silicon Carbide Split Tube Furnaces ............................................. 16-17Series 3450 Silicon Carbide Box Furnaces ......................................................... 18-19Furnace Accessories .............................................................................................. 20-25 Quartz Viewports ........................................................................................................ 20End Caps, Port Plugs, Temperature Sensors ........................................................... 21Extensometer Flats, Zone Dividers, Sample Supports ............................................. 22Element Shields, Heat Shields, Sealed Terminal Covers ......................................... 23Heat Equalizing Blocks, Controlled-Atmosphere Furnaces, Access Ports ................ 24Sealed Retort Assemblies .......................................................................................... 25Furnace Mounting Components ........................................................................ 26-27 Support Brackets, Support Plates, Mounting Brackets ............................................. 26Laboratory Baseplates, Vertical Support Stands ....................................................... 27Test Frame Mounting Assemblies .................................................................... 28-29 Structural Frames ....................................................................................................... 28Vertical Support Columns, UTM Baseplates ............................................................. 29Custom Equipment ................................................................................................. 30-34 Custom Furnaces ................................................................................................. 30-31High-Temperature Process Systems .......................................................................... 32Mounting Arrangements .............................................................................................. 33Industrial Furnaces .. (34) Temperature Control Systems ........................................................................... 35-36
关键词：中频炉，感应电炉， 中频炉和感应电炉母线的布置、选择及参数计算 一、母线的布置 在中频炉和感应电炉母线的布置、选择及参数计算感应电炉的主电路中电流较大，特别是在由感应线圈和补偿电容器所组成的并振荡回路中，电流更大（对工频感应电炉通常是外部电流的4-5倍；对中颊感应电炉通常是6一8倍）。所以电路的导电母线往往采用大截面的铜排、铝排，水冷电缆或水冷导电管。为了充分利用母线截面，减少损耗和降低线路压降，在布置母线时应考虑到： （1）尽可能地缩短母线距离，使补偿电容器与炉体尽可能地靠近； (2)从改善冷却效果，提高母线载流量的角度出发，母线宜竖放，即母线宽的一面 彼此相对（若为乎放时，母线的允许负荷将降低f1；%左右）； (3)邻近效应也会导致导体有效截面利周率的降低，对由多条并联母线组合的网路 布置时应特别注意。单相母线的排列是使不同极性的导体彼此交替布置，三相系统则以 A、B、C交替排列。这样布置可使导体电感减小； (4)不同极性的母线间的距离在绝缘强度允许情况下，要尽量靠近。因网路的感抗 是随着不同极性、两母线间的距离增加而增大。不同工作电压时绝缘强度所允许的两母线间的晕小距离d值如下： 500v以下d=10～15 mm 750～1000 V d=15～20 mtn 1500 Vd=20～25 mm 2000 Vd=25～30 mm 3000 Vd=35～40 mfn (5)对工频电路，当母线工作电流大干1500安时，应注意防止母线刚近钢构件的发 热。 二、中频炉和感应电炉母线的布置、母线的选择， 母线的选择在保证正常运行的情况下，网路电压损失在允许的范围内，通常自炉用变压器次级引出端至感应器端头处的网路电压，损失不超过5 f6。 母线的材料不外乎铜和铝两种，但应本着以铝代铜的原则，尽量采用铝。选用沿母线时应注意镭铝两种材料接触处的电化学腐蚀问题。 不向温度下载演导体的电阻系数p值列于表4-17。 在选用母线时应考虑母线的表面效应和邻近效应的影响，这对中频电源和多条并联的大电流母线是十分重要的。：不同频半时载流导体的电流透入深度可按玲式(2-5)计算 求得。在计算中铜材取p-2 X 10-O欧·厘米，铝材取p=3.4X10-5欧，厘米。表4-18列出 铜铝两种材料在几种频率时的电流透人深度
电弧炉与中频炉炼钢工艺及成本分析
电弧炉与中频炉工艺及成本分析 ——关于地条钢泛滥的思考 目前生产螺纹钢常用的方法有几种，最普遍的是被称作长流程的“高炉+转炉+连铸”工艺，以及被称作短流程的“电弧炉+连铸”和“中频炉+连铸”工艺。这里暂不讨论长流程工艺，单说短流程工艺，即电弧炉和中频炉生产建筑用材工艺，看看这二者之间有什么区别，并借此聊一聊地条钢。 一、炼钢工艺简介 炼钢是严格的“熔化+精炼”过程，不是简单的“化铁水”，炼钢工艺及实际操作是保证成品钢材质量的关键，通过吹氧脱碳、造渣精炼、钢液脱氧、吹氩搅拌乃至真空脱气等手段，进行脱碳、脱磷、脱硫、去除气体和夹杂，调整成分和温度，保证钢材质量。 1、电弧炉炼钢 电弧炉炼钢是利用三相电极向炉内输送电能，通过电极端部与炉料之间的高温电弧形成3000℃以上的高温来熔化炉料。现在的超高功率电弧炉还配备有炉壁氧枪和炉门氧枪，为炉膛冷区提供辅助热源，进一步提高供热强度，加速熔化。一些有条件的工厂用高温铁水代替部分废钢，或利用余热对入炉废钢进行预热，提高入炉料温度，以加快熔炼速度，节能降耗。 传统电弧炉熔炼工艺有以下几个过程：装料→熔化→氧化→脱氧合金化→出钢→铸坯（锭），这种方法冶炼时间长，设备利用率不高，不能够确保生产节奏，现代电弧炉炼钢都把脱氧合金化工作放到炉后的钢包精炼炉进
行，并且在熔化炉料的过程中，通过提前造渣、大量用氧以及吹氧搅动熔池等，通过氧化脱碳和流渣换渣操作，迅速降低钢中的磷和气体、夹杂物含量，缩短冶炼时间。过去普通功率电弧炉熔炼时间多在4小时以上，而现在的超高功率电弧炉整个冶炼周期仅为70-90min。 电弧炉初炼出的钢液，含氧量很高，而且成分、温度都不符合要求，需要通过钢包精炼来脱氧、调整化学成分和温度，以及尽可能多地去除钢中的非金属夹杂物。钢包精炼炉简称LF炉，也是通过三相电极向钢包内的钢液通电加热，并且在钢包底部配有透气芯，可向钢液底部通入惰性气体氩气。通过补加合金调整化学成分，通过沉淀脱氧和造还原渣扩散脱氧不断地降低钢液含氧量和含硫量。连续的底部吹氩，可促进钢液内部的非金属夹杂上浮去除。 电弧炉和钢包炉所用炉衬材料都是碱性耐火材料，耐浸蚀性好，被卷入钢中形成夹杂物的数量也少。所以“电弧炉+钢包炉+连铸”（简称EBT+LF+CC）工艺生产的钢产品质量好，且稳定可靠。 电弧炉（EBT）和钢包精炼炉（LF）熔炼示意见图1、图2。
一中频感应电炉作业 （一）感应电炉溶化时的冶金特点 1 、金属液的搅动：搅的强弱随电炉工作频率、坩埚几何形状及感应器结构不同而异，工频电路的搅动大于中频电炉。 金属液的搅动有利于合金元素的迅速溶化和均匀化，但剧烈的搅拌运动加剧了金属液与炉衬材料、大气的冶金反应。 2、熔渣温度低 中频感应电炉熔池表面的熔渣是借助于熔融金属液的传热间接获取热量的，加上熔池表面不断循环的冷空气冷却着熔渣，因此熔渣温度偏低，使它很难在金属液路其各相之间保持平衡温度，以利于冶金反应的进行。 3、金属液温度控制方便 由于能量高度集中以用熔池内金属液的搅拌，因此金属液过热迅速，能方便的进行成分调整和均匀化，且由于添加的合金迅速融化元素烧损较小。 4、对金属液的清净能力强 伴随着能量传递的电磁力对金属液起作用，正确控制铁液运动可以起到对杂物的清净作用。根据上述冶金方面的特点，感应电炉可以进行如下几方面的冶金处理。 A.原材料的熔化 B.调整化学成分 C.调整出铁和浇注温度 D.金属液的储存和保温 E.金属液的升温和过热 F.添加脱氧或脱硫剂 （二）.炉内反应及成分变化 铸铁感应电炉内熔化铸铁时，许多元素具有氧起氧化反应的倾向，从而引起铁液内成分的变化，主要反应式有如下四个： |C|+|O|=CO |Si|+2|O|=SiO2 |Mn|+|O|=MnO
SiO2(S)+2|C|=|Si|+2CO 由于感应电炉的熔化作业一般在大气气氛中进行，且加入的炉料中有不同的铁锈，因此氧进入铁液平衡值以上便起氧化反应，其结果是铁液中的C.Si.Mn都减少。 参与SiO2和C之间的反应大部分SiO2是炉衬耐火材料中的SiO2部分，一般坩埚式感应电炉几乎都是石英砂砌筑的酸性炉衬，其SiO2含量达98%以上。 根据公式：|Mn|+|O|=MnO反应平衡时的氧浓度最高，因此可认为C.Si.Mn并存条件下Mn对氧的亲和力较其它两者来的小。铁液温度在低于1380摄氏度时，反应受Si支配，Si的氧化烧损最大；铁液温度越高，C和Si含量变化不明显，超过1450摄氏度，会发生明显的C烧损和增Si现象。（SiO2还原反应温度1470摄氏度以上） 锰铁合金补加量太大或快度过大，会使熔化前局部形成锰的富集区，将使炉衬受到严重侵蚀。 感应电炉熔炼铸铁时会产生相当数量的熔渣。熔渣来源有： 1炉料本身的锈蚀和氧化物，其中包括炉料预热温度超过700摄氏度时生成的氧化皮。 2炉料中带入的未清净的型、芯砂及炉衬的局部剥落物SiQ2或Ai2O3 3出炉时飞溅在炉壁上的小铁珠在高温下生成的氧化物。 （三）感应电炉生产铸铁的特异性和采取的措施： 1感应电炉熔化虽然有调整成分和温度的方便、迅速的优点，但是有时也发生感应电炉中特有的一些铸造性能缺陷，其中最易发生的特异性有： aD型和E型石墨组织的出现 当铁液过热到较高温度并长时间保温时，得到的铸铁组织中，铁素体和C型或E型石墨比例增加。 b白口倾向增大 中频感应电炉熔炼的铁水成核能力比冲天炉铁水成核能力低，本身固有的石墨底基遭到破坏。随着保温时间的延长和熔化过热温度的提高、共晶团数降低、白口深度增加直至饱和状态。其饱和水平随C和