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电弧炉炼钢之氧化期操作要点一、进料电弧炉炼钢的进料主要包括原料和辅料两部分。
原料包括铁水、废钢、铁矿石等，辅料包括焦炭、石灰石等。
在氧化期操作中，要根据炉子的冶炼需要，合理选用进料比例和种类。
另外，进料过程中应注意控制原料质量，避免异物污染和含硫量过高。
二、控温控温是电弧炉炼钢的重要操作环节之一、在氧化期，应保持炉温适宜，一般控制在1600-1800摄氏度之间。
通过合理控制电极功率、电弧长度等，控制炉温的升降速度。
同时，要注意保持炉温均匀，避免过热或过冷现象。
三、控氧控氧是保证电弧炉正常炼钢过程的关键操作。
一方面，要合理控制氧气的流量，使其满足燃烧需要。
另一方面，要注意氧气与其它气体的掺混情况，避免产生爆炸等安全隐患。
在氧化期中，通过控制氧气的使用量，可以调整炉内氧化还原环境，提高炼钢效果。
四、控渣控渣是电弧炉炼钢的另一个重要操作环节。
渣的主要作用是吸收和融化炉内的杂质，保证炼钢的纯度和质量。
在氧化期中，要合理控制渣的配方和添加量，使其具有良好的吸附和保护作用。
同时，还要注意控制渣的流动性和黏度，避免形成块渣或粘渣，影响操作和炼钢效果。
五、保护环境电弧炉炼钢过程中会产生大量的烟尘、二氧化硫等污染物，对环境和操作人员的健康造成一定的威胁。
在氧化期操作中，要加强污染物的处理和排放控制，采取有效的环保措施，减少污染物的排放量和浓度。
例如，可以采用湿法除尘设备、洗涤塔等进行烟气处理，以及合理控制废气排放温度，避免二次污染。
总结起来，电弧炉炼钢的氧化期操作要点主要包括进料、控温、控氧、控渣和保护环境等方面。
通过合理操作和控制，可以提高炼钢效率和产品质量，同时减少环境污染。
在实际操作中，要结合具体生产情况和设备特点，科学安排工艺流程，确保操作的安全性、稳定性和可操作性。
电弧炉节能可从以下三个方面着手：一是采用新技术减少热损失；二是降低电弧炉有关电气设备的电能损耗；三是加强生产管理，降低能耗。
1.强化用氧制度电炉吹氧操作目的是吹氧助熔和吹氧脱碳，配合喷吹碳粉，造泡沫渣。
以氧枪取代吹氧管操作，可以取得显著效果，氧枪利用廉价的碳粉、油、天然气等替代电能，对电弧炉冷区加热助熔，提高了生产效率，氧枪喷射气流集中，具有极强的穿透金属熔池的能力，加强对钢水的搅拌作用，加快吹氧脱碳、造泡沫渣速度，电弧炉炼钢强化氧气的使用，延长碳氧反应时间。
2.造泡沫渣技术人工吹氧生成泡沫渣，劳动强度大，效果不显著。
采用碳氧枪向荣吃吹氧和喷吹碳粉，易在渣层中生成泡沫渣。
通过控制炉渣碱度、氧化性、流动性等冶金条件以符合工艺要求，在炉渣碱度2.0~2.5，渣中氧化铁含量15%~20%时，生成泡沫渣的效果最好。
熔池吹氧产生一氧化碳，使电炉渣发泡，实现埋弧操作，电弧热通过炉渣高效率传入钢液，超高功率变压器采用长弧高功率进行操作，实现高电压低电流，进一步提高电弧的传热效率。
3. 超高功率供电技术电弧炉炼钢采用超高功率冶炼，提高熔池能量输入密度，加速炉料熔化，大幅度缩短冶炼时间，从而使电弧炉的热效率提高，单位电耗显著下降。
超高功率电弧炉具有独特的供电制度，在整个冶炼过程中采用高功率供电，熔化期采用高电压、长电弧快速化料，熔化末期采用埋弧泡沫渣操作，促使熔池升温和搅拌，保证熔体成分和温度的均匀化，同时减轻炉衬的热负荷，达到提高电弧炉炼钢生产率，降低电耗的目的。
4. 余热利用技术降低电弧炉炼钢总能耗的根本措施在于减少能量总需求，其中最主要的是废气的余热再利用。
（1）化学余热再利用——二次燃烧二次燃烧技术是通过二次燃烧装置喷射适量的辅助氧气来燃烧CO 和操作中产生的其他气体，放出大量的热量预热周围的废钢并返回熔池内部，从而缩短冶炼时间，取得节能降耗的效果。
二次燃烧技术主要包括三项技术：水冷氧枪、氧气流量控制和气体分析系统。
变压吸附制氧及其在电弧炉炼钢中的应用一、引言随着钢铁行业的不断发展，电弧炉炼钢已成为钢铁生产的主要方式之一。
在电弧炉炼钢中，氧气是必不可少的原料。
然而，传统的制氧方法存在着能耗高、设备复杂等问题。
为了解决这些问题，变压吸附制氧技术应运而生。
二、变压吸附制氧技术1. 变压吸附原理变压吸附是利用物质在不同温度和压力下吸附和脱附的差异性来实现分离纯化的过程。
在变压吸附制氧中，将空气通入变压器中进行分离，因为空气中78%为氮气，21%为氧气，所以通过调节变压器内部的温度和压力来实现将空气中的氮气和其他杂质分离出去，从而得到高纯度的氧气。
2. 变压吸附制氧优点与传统的制氧方法相比，变压吸附制氧具有以下优点：（1）能耗低：采用低温和低能耗分离氧气，大大降低了能耗。
（2）设备简单：变压吸附制氧设备结构简单，易于维护和操作。
（3）纯度高：通过调节变压器内部的温度和压力来实现将空气中的氮气和其他杂质分离出去，从而得到高纯度的氧气。
三、变压吸附制氧在电弧炉炼钢中的应用1. 变压吸附制氧在电弧炉炼钢中的作用在电弧炉炼钢中，加入适量的高纯度氧气可以提高钢水温度和碳含量，同时可以减少废钢和废铁等杂质的含量。
因此，在电弧炉炼钢中使用高纯度氧气是十分必要的。
2. 变压吸附制氧在电弧炉炼钢中的优势与传统方法相比，采用变压吸附制氧技术在电弧炉炼钢中具有以下优势：（1）提高生产效率：采用变压吸附制氧技术可以快速提供高纯度的氧气，从而提高生产效率。
（2）降低成本：采用变压吸附制氧技术可以大大降低制氧成本，从而降低生产成本。
（3）提高钢水质量：采用高纯度氧气可以提高钢水温度和碳含量，同时可以减少废钢和废铁等杂质的含量，从而提高钢水质量。
四、结论随着技术的不断进步和发展，变压吸附制氧技术已经被广泛应用于电弧炉炼钢中。
采用这种技术可以大大降低制氧成本，提高生产效率和钢水质量。
相信在不久的将来，这种技术将会得到更加广泛的应用。
电炉用氧技术知识∙ 1∙下一篇文章1．电炉用氧的重要性有哪些?化学反应热在电炉能量输入中占了相当大的比例，达到20％—30％；特别是电炉使用铁水后，化学热的比例达到40％—50％，这是现代电弧炉炼钢工艺的一个特点；用氧技术是现代高新技术的集中体现，供电与供氧的结合是电炉提高生产节奏及节能降耗的重要手段。
2．在吹氧条件下，熔池中各元素氧化1k8时所产生的理论热值是多少?在吹氧条件下，熔池中各元素被氧化1kg时所产生的理论热值见下表：元素产物反应热相对成本①（参考值）kJ/kg Kw·h/kgAl Al2O3 30.995 8.61 3.7Si SiO2 32.157 8.93 3.2Mn MnO 6.992 1.94 6.0Fe FeO 4.775 1.33 1.8C CO 9.159 2.54 0.5～0.6C CO2 32.761 9.10 0.3～0.6①假设每kw·h的电价为1。
3．什么是电炉炉门枪机械装置?电炉炼钢吹氧是强化电炉冶炼的重要手段之一。
利用钢管插入熔池吹氧是最常使用的方法。
为了充分利用炉内化学能，近年来吨钢用氧量逐渐增加；同时，考虑到人工吹氧的劳动条件差、不安全、吹氧效率不稳定等因素，开发出电炉炉门枪机械装置。
如德国BSE公司研制的自耗式氧枪装置及德国Fuchs、美国Berry、美国燃烧公司等开发的水冷式氧枪装置。
由于自耗式氧枪消耗大量吹氧管，新建的电炉已较少安装。
炉门枪装置的作用是吹氧助熔和精炼及向熔池吹碳粉造泡沫渣。
综合电炉炉门枪的使用效果为：提高吹氧效率，缩短冶炼时间5—15min；节省吹氧管80％～90％，吨钢降低成本15—30元；改善了工人的劳动条件，代替人工吹氧90％。
4．电炉炉门枪装置有哪些组成部分?炉门枪由炉门水冷氧枪和炉门枪组成；机械系统由大臂回转、枪体回转、枪体摆动及升降系统组成；炉门枪装置上配置的氧枪，在熔化期可助熔，氧化期可脱碳精炼。
电弧炉炼钢工艺的节能降耗技术周卫国（西安建筑科技大学华清学院冶金工程系，陕西西安710043）摘要：世界范围内能源价格的持续上涨，不断推动电炉炼钢工艺和操作的优化。
人们致力于最高效率条件下的最低成本生产，只有在两者兼顾的情况下，才能保证电炉炼钢工艺的竞争力。
对于复杂电弧炉炼钢工艺的优化，不仅需要丰富的炼钢知识，而且需要合适的成套工艺技术。
只有这样，才能实现炼钢过程中化学能和电能的高效利用，达到冶炼工艺的最优化。
本文介绍了世界电弧炉炼钢技术的发展，并从增加能量供应，增加输入功率和提高能量的利用效率三个方面分析了电弧炉炼钢企业所采用的主要节能技术。
关键词：电弧炉炼钢，能源效率，电能，节能降耗Energy saving technology of EAF steelmakingZHOU Wei-Guo(Xi'an University Of Architecture And Technology Huaqing College of metallurgy engineering, Xi'an Shaanxi700043)Abstract: rising energy prices worldwide, and constantly promote the optimization of EAF steelmaking process and operation. The lowest cost people committed to the highest efficiency under the conditions of production, but in both cases, in order to ensure the competitiveness of electric arc furnace steelmaking process. For the optimization of complex process of the electric arc furnace steelmaking, requires not only knowledge, but also need to complete the process of appropriate technology. Only in this way, chemical energy to achieve the steelmaking process and energy efficient use, optimal smelting process. This paper presents the development of electric arc furnace steelmaking technology, and from increasing energy supply, increasing the input power and the three aspects to improve the efficiency of energy utilization analysis of the main energy saving technologies used in electric arc furnace steelmaking enterprises.一前言电弧炉炼钢的发展及现代电弧炉炼钢自上世纪中叶至今, 尽管转炉炼钢技术取得了长足的进步, 但世界电炉钢的比例不断增长, 从1950年的713% 增长到2003 年的3311% , 其中美国从612% 增长到4819% , 2004 年美国电炉钢的比例达53% [ 1] 。
YJ0506-现代电弧炉强化用氧技术案例简要说明:依据国家职业标准和冶金技术专业教学要求，归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
该案例是现代电弧炉强化用氧新技术案例，体现了吹氧脱碳、吹氧助熔、泡沫渣等知识点和岗位技能，与本专业电弧炉炼钢生产课程偏心底出钢电弧炉冶炼建筑用钢单元的教学目标相对应。
现代电弧炉强化用氧技术1.背景介绍鉴于电弧炉短流程生产工艺能够充分消化社会废钢、对炉料适用性强，设备简单，热效率高等优点，工业化国家的电弧炉炼钢技术在过去得到了长足的进步。
现代电弧炉炼钢工艺的发展都是围绕着缩短冶炼周期和降低电耗进行的，基本思路是充分利用冶炼过程的物理热和化学热。
为此，电弧炉炼钢的热装铁水比不断增加，冶炼用氧量也随之大幅度提高。
2.主要内容2.1.电弧炉强化用氧的目的、意义、优势强化用氧技术的发展和应用对电弧炉炼钢经济指标的改善起到了重要的作用，改善了熔池搅拌效果，促进冶金反应的进行，使电弧炉冶炼周期缩短了60%，电耗降低30%，电极消耗减少60%，氧气产生的化学能在电弧炉能量输入中的比例达到20%~30%，特别是电弧炉采用热装铁水后，化学能的比例可以达到总能量的40%以上，相当于电弧炉增加了近一倍的能量输入，大量输入氧气已成为现代电弧炉炼钢工艺的一个重要特点。
电弧炉引入大量氧气的同时也带来一些问题，如：金属收得率下降、电弧炉导电横臂等设备氧化严重等，有些钢厂未能根据本厂的生产条件制定合理的炼钢用氧制度，供氧规程不合理，技术经济指标差；有的电炉钢厂仅熔池吹氧的耗氧量就达到60m3/t，氧气的利用率低，造成不必要的经济损失；有些钢厂供氧设备落后，氧枪龄短，操作不合理，造成安全用氧情况差等。
2.2.电弧炉强化用氧的发展情况早在第一次世界大战期间，氧气就开始用于电弧炉脱碳，只是由于当时氧气供应短缺以及制氧成本很高，所以电弧炉炼钢很少使用氧气。
氧气正式用于废钢加工、切割炉料、清理出钢口、控制钢水温度、提高炉渣活性以及脱碳等是从20世纪40年代开始的。
20世纪50年代期间，用氧量稳步增加，氧气开始用于辅助燃料燃烧以帮助炉料熔化；20世纪60年代，电弧炉氧气消耗稳定在6m3/t的水平；20世纪70年代，电弧炉用氧得到了高度的重视，1973年在菲律宾举行的东南亚钢铁会议上，Toshin钢厂报告了氧化炼钢工艺的操作结果：氧耗42m3/t，冶炼时间缩短了28%，从原来的每炉105min下降到75min，生产率提高35%，从28.2t/h 提高到38.2t/h。
从此，全世界的电弧炉开始相继使用氧气强化炼钢工艺。
目前，一个典型电弧炉用氧量是32m3/t，某些电弧炉高达44m3/t，甚至更高。
2.3.现代电弧炉冶炼过程电弧炉在炼钢的过程中通常要多次加料，每次加料后冶炼进程都要重复起弧和穿井的操作。
也就是说，一次加料后电弧炉冶炼开始，当冶炼进行到上述穿井及电极上升吹氧助熔阶段时第二次加料；然后，电弧炉冶炼进程回到上述穿井及电极上升不吹氧阶段，从头开始。
由于第一次加料与第二次加料之间重复的是完整的四个阶段的一部分，因此以全废钢一次加料过程进行分析电弧炉炼钢的各阶段：（1）起弧阶段通电开始，在电弧的作用下，一少部分元素挥发，并被炉气氧化、生成红棕色的烟雾，从炉中逸出。
从送电起弧至电极端部下降1.5d电极深度为起弧阶段（约5~10min）。
通电起弧时炉膛内充满炉料，电弧与炉顶距离很近，为避免炉顶被烧毁，在炉上部布一些轻薄小料，以便让电极快速插入料中，以减少电弧对炉顶的福射；供电上一般选用中级电压，功率为变压器额定功率的2/3左右。
（2）穿井阶段起弧完了至电极端部下降到炉底为穿井阶段。
送电起弧后，电极下面四周的炉料迅速熔化，电极随着炉料的熔化而不断下降，在炉料中打出三个洞，所以称之为“穿井”。
这一阶段电弧完全被炉料包围起来，热量绝大部分被炉料吸收，不会烧坏炉衬，可用大功率送电，一般以超载20%的方式运行，从而快速熔化炉料。
但应注意保护炉底，办法是：加料前釆取石灰垫底、炉中部布大、重废钢以及采用合理的炉型。
穿井的时间约占总熔化时间的1/4。
由于起弧和穿井阶段炉料对氧气的阻力较大，氧气很难达到炉底的钢液表面，且温度低，不具备发生剧烈氧化反应的条件，吹氧效果不理想，所以不采取吹氧操作。
（3）电极上升阶段电极下降至炉底后开始回升时电极上升阶段开始。
其间，炉料不断地熔化、电极渐渐上升，直至炉料基本熔化（＞80%），仅炉坡、渣线附近存在少量炉料，电弧开始暴露给炉壁电极上升阶段结束。
电极“穿井”到底后，炉底已经形成熔池，石灰的熔化加上部分元素的氧化，在钢液面上形成一层熔渣。
此时，电弧在熔池上面平稳的燃烧，四周的炉料继续受电弧福射热而熔化，炉底钢液增加使液面升高，电极逐渐上升，由于电弧埋入炉料中，电弧稳定、热效率高、传热条件好，这个阶段仍以最大功率送电。
为加速熔化，在炉料熔化40%~60%时辅以吹氧喷碳粉助熔，吹氧时采用浅吹方式，插入钢水深度小于100mm，角度为30~45°，氧气压力为0.5~0.8MPa。
此阶段时间约占总熔化时间的1/2。
（4）熔化末期阶段电弧开始暴露给炉壁至炉料全部熔化为熔末期阶段。
炉料被熔化3/4以上后，电弧已不能被炉料遮蔽，三个电极下的高温区连成一片，只有在远离电弧的低温区有炉料尚未熔化。
此时，如果长时间采用最大功率供电，电弧会强烈损坏炉盖和炉壁，所以要降低功率合理供电，在吹氧过程中配合喷碳粉，使整个冶炼过程始终保持泡沫渣，将电弧全部埋入，以屏蔽电弧，提高热效率。
炉料全部熔清后即开始钢液升温。
此阶段的供电功率取决于钢液中碳、磷元素的含量，如果碳、磷含量已经接近出钢规格，便可以快速熔化和升温，否则，需要根据元素氧化速率放慢熔化和升温速度。
氧气采用深吹方式，氧枪插入钢水深度大于100mm，角度40~60°，氧气压力0.8~1.2MPa。
由于钢液中的气体及杂质含量较高且熔池内部温度不均匀，所以需要保证一定的脱碳量来搅拌熔池，起到均匀温度和去气除杂的作用。
冶炼结束时钢液温度应高于该钢种出钢温度的20~30℃，至少不低于出钢温度的上限。
2.4.电弧炉强化用氧的作用（1）切割炉料，加速熔炼在电极上升阶段，炉料堆中料块和间隙越大，加热熔化时热传递的阻力也越大，从而造成熔化缓慢，热量损失大等问题。
氧气有助燃作用，从氧枪和烧嘴中喷出的氧气可使与它接触的炉料更容易熔化。
另外，烧嘴中喷出的燃料还能和氧气发生燃烧反应，产生火焰并放出热量，起到了切割炉料的作用，从而加速炉料熔化。
（2）提高脱碳速度，缩短冶炼周期向熔池中吹氧可以增加FeO的浓度，使脱碳反应进行的更快，从而缩短了冶炼周期。
（3）与熔池中的元素反应，调整成分的同时放出化学热，节约电能氧气在电弧炉中一个重要的作用就是与钢液中的C、Si、Mn、P等杂质元素反应使其随炉气排出或进入炉渣，从而调整它们在钢液中的含量，达到冶炼要求。
氧和这些元素的反应大多是放热反应，氧化产生的大量化学热可以辅助熔炼。
（4）搅拌炼池，提高熔池的反应动力学条件氧枪向熔池喷吹氧气的冲击力可以揽动恪池，使钢渣接触更充分，反应进行的更彻底，同时也使反应物和生成物的传质过程加快，反应进行的动力学条件变得更好，这样各种熔池反应就会进行的更快，从而达到缩短冶炼周期的效果。
（5）与喷吹的碳粉反应造泡沫渣泡沫渣在电弧炉炼钢中发挥了重要的作用，它不仅保持了电极和熔池的热量，还增加了钢渣反应界面积，对节能和加速反应都起着重要的作用。
泡沫渣是通过向熔池中喷吹碳粉和氧气，使碳氧反应生成大量CO气体，当这些CO从炉渣中逸出时，就会造成炉渣的沸腾，从而实现泡沫化。
2.5.实例介绍(一)电弧炉参数表1 电弧炉的主要技术参数项目平均容量最大装入量电极直径炉膛直径电极侧面到炉壁最短距离参数40t 60t 450mm 5m 1m(二)电弧炉炉料、渣料、冶炼钢种参数表2 炉料的成分含量（%）成分 C P Si Mn S Fe 比例废钢0.18 0.03 0.25 0.55 0.03 98.96 70 生铁 4.20 0.15 0.70 0.65 0.04 95.26 10 铁水 4.20 0.15 0.70 0.65 0.04 95.26 20表3 渣料的成分含量（%）成分CaO P2O5SiO2MgO FeO 其它石灰88.00 0.10 2.50 4.10 0.50 4.80表4 出钢成分含量（45#，%）成分 C P Si Mn S 阶段含量0.10 ≤0.02 ≤0.01 ≤0.02 ≤0.04 初炼0.41-0.49 ＜0.04 0.17-0.37 0.90-1.20 ＜0.04 成品3.分析路径该案例是现代电弧炉强化用氧新技术案例，本案例体现了吹氧脱碳、吹氧助熔、泡沫渣等知识点和岗位技能，与冶金技术专业电弧炉炼钢生产课程偏心底出钢电弧炉冶炼建筑用钢单元的教学目标相对应。
根据国家职业标准关于电弧炉工种要求，对应教学目标，从此生产案例归纳提炼出所包含的知识和技能点，弱化与教学目标无关的内容，使之与课程学习目标、学习内容一致，成为一个承载了教学目标所要求知识和技能的教学案例。
采用图片展示等手段，引导学生通过自学、讲授、讨论等方式学习电弧炉强化用氧的作用，氧气参与的元素反应，氧枪熔池吹氧技术，碳氧喷吹系统，泡沫渣技术等知识，掌握应用强化用氧技术技能，达到教学目标要求。
4.教学目标(1)了解电弧炉强化用氧的进展；(2)掌握电弧炉强化用氧的作用，氧气参与的元素反应；(3)学习氧枪熔池吹氧技术，碳氧喷吹系统，泡沫渣技术。
(4)全面复习所学知识，并将知识转化为能力。
5.教学方式方法现场调研、问题讨论、点评、案例分析、讲授、课堂练习、大作业。
具体教学过程设计如下：5.1.课前计划(1)学生掌握知识：氧气的作用、钢中元素的氧化反应、现代电弧炉用氧技术；(2)学生分组，指定组长；(3)与现场联系，进行现场教学准备，包括安全教育、劳保用品、行走路线，现场兼职教师，现场教室等；(4)安全教育，教师带领学生下厂调研，记录10炉电弧炉炼钢的冶炼时间，收集电弧炉炼钢强化用氧的相关资料；(5)学生根据所学知识和实习、调研中获得的资料，总结强化用氧的重要作用；(6)与技术人员交流，请技术人员准备讲授合理的电炉炼钢用氧制度。
(7)教室设置成学习岛，准备投影，为每组准备2张0开白纸，大号记号笔1支、作业纸每人2张。
5.2.课中计划(1)学生按小组就座学习岛周围，选举记录人、发言人。
(2)采用头脑风暴法，每人总结一条强化用氧的作用，按顺时针顺序轮流发言，记录人将操作要点在0开白纸上记录。
要求每人发言，可以轮空，直到所有人员无法补充为止，时间15～20分钟；(3)整理完成后，小组发言人上台展示0开白纸上的记录，并向全体师生汇报交流；发言学生汇报完成后，同组学生可以补充。
