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50t电弧炉热装铁水工艺实践与应用作者：吴明洋于辉谷昊石荣山刘兵来源：《中国科技博览》2013年第35期【摘要】电炉热装铁水是冶炼纯净钢的最佳途径，莱钢特钢事业部50t电炉采用在加完废钢后，通过行车吊起铁水罐直接从炉顶热装铁水工艺。
该工艺通过近些年来的不断改善与优化，使50t电炉的生产周期、冶炼电耗、产品质量等各项经济指标得到了显著提高。
【关键词】电弧炉铁水热装冶炼电耗中图分类号：V351.31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）35-073-010 前言在现代化的“EAF一LF一CC”短流程炼钢工艺中，现代电弧炉已取消了传统的“熔化、氧化、还原” 三段式冶炼工艺，其功能主要体现在快速化料和升温上，要求冶炼周期短，以满足连铸快节奏的要求。
节能降耗、高效生产也已成为当代电弧炉的主要技术发展趋势。
随着电炉炼钢技术的不断发展，特别是超高功率电炉及相关技术、炉外精炼技术个连铸技术的发展及广泛应用，使电炉生产率得到了大幅度提高，电耗显著降低。
莱钢特钢事业部50t电炉自2002年1月1日采用铁水热装工艺，在生产实践中通过不断优化工艺操作，使生产率、钢水的内在质量、电炉的各项经济指标得到了全面提高，降低了生产成本。
2 铁水热装方式及热装比例特钢事业部50t电炉为偏心炉底出钢，留钢、留渣操作，如果先兑铁水，后加废钢，由于铁水碳含量高，与电炉内氧化性炉渣、钢水发生碳氧反应易发生喷溅从而影响安全，并冲刷炉底，为减少热停时间，缩短冶炼周期，选用加入废钢料后，直接兑入铁水，然后送电冶炼。
自2002年开始实施铁水热装，铁水比例从20%、30%、40%、50%。
自装上炉壁氧枪，提高了供3 铁水热装后效果分析3.1铁水兑入比例对冶炼周期的影响全废钢冶炼时，大部分融化的能量靠电能输入，废钢的融化及形成熔池的时间较慢，平均冶炼时间达到65min，热装铁水后，铁水带入大量的物理热和化学热，利于废钢的快速融化和形成熔池，从而缩短冶炼周期。
概述1.技术方案的依据而编制的。
方案是按照三位一体短工艺流程生产线的基本要求和行业常规条件；并参照国家有关标准进行设计的。
2.设备特性2.1特点及用途30t高功率炼钢电弧炉采用管式水冷炉壁、管式水冷炉盖、偏心底出钢、采用铜－钢复合导电横臂、集束式大截面水冷电缆、变压器侧出线、水冷铜管短网、电极升降自动调节控制系统等。
炉体结构形式上采用连体式、可分离式炉壳、管式水冷炉壁、管式水冷炉盖、偏心底出钢。
还可根据需要在炉体上配备三支纯氧助熔烧嘴，炉门也可配炭氧枪以缩短冶炼时间，降低电耗成本。
采用泡末渣埋弧操作工艺，水泼渣技术。
本设备用于冶炼各种普碳钢、优质碳结钢、低合金钢、合金钢等，并为LF精炼炉设备提供初炼钢水。
2.2炉子年产量最大出钢量45吨每炉平均出钢量40吨（留钢～6吨）炉子冶炼周期时间≤120分每天冶炼炉数>13炉年作业时间310天单炉年产钢量≥16万吨2.3工艺流程炼钢工艺流程如图所示：附件一主要技术参数及设备说明一、30t高功率电弧炉主要技术参数序号名称单位数值附注1.1电炉容量公称容量t 30平均出钢量t 40 每炉留钢5-7t1.2平均冶炼周期min ≤1101.3单炉年产钢量万吨≥161.4年作业率％ 85 310天1.5日冶炼炉数炉>131.6摇架导轨中心距mm 5100 高架式1.7出渣方式水泼渣操作1.8炉体装置炉壳内径mm Ø4600熔池直径mm Ø3700熔池深mm 830 含渣层厚100-150mm 熔池容积m3 7.65炉底耐材厚mm 650钢液容积m3 5.7钢液质量t 38（新炉衬）比重7t/m3炉内总容积m3 31.75炉壳总高度mm 3500水冷炉壁面积m2 20.5 管式炉门尺寸（宽×高）mm 1000×760EBT出钢口直径 mm Ø130EBT出钢启动方式液压及手动水冷炉壁型式水冷密排管式炉壳更换方式可分体吊装上炉壳尺寸、重量下炉壳尺寸、重量、含耐材总重1.9 炉盖炉盖提升高度mm 400电极心圆直径mm 1150±10炉盖提升时间s <60炉盖旋开角度（°）-75旋开速度（°）/s ≤1.5传动控制方式PLC-液压炉盖水冷面积m2 17 水冷密排管式1.10 短网电参数相电抗绝对值mΩ/相 2.46三相电抗不平衡≤ 5％1.11 电炉变压器额定容量KVA 20000 可长期超载20％一次电压KV 35二次电压V 500-380-260二次额定电流 A 30388调压方式有载电动调压进出线方式顶进，侧出，三角形内封口1.12 电极升降装置电极升降行程mm 3100电极直径mm Ø450 国产高功率电极上升最大速度m/min 6下降最大速度m/min 4控制方式PLC-电液比例阀电极调节器响应时间s ≤0.31.13 炉体倾动装置出钢最大倾角（°）20 正常出钢12°-15°出渣最大倾角（°）15出钢（出渣）倾炉速度（°）/s 1 出钢快速回倾速度≥3 控制方式PLC-比例阀1.14 冷却水装置进水压力MPa 0.25-0.3(表压)带显示进水温度℃<35 带显示出水温度℃<55 有报警冷却水耗量m3/h炉盖160 工业水炉壁200 工业水变压器50 工业水其它m3/h 110 工业水合计520水质要求PH 7-8.5总硬度dH 10 以现有水质为准悬浮物mg/l ≤45 以现有水质为准导电率µs/min ≤500 以现有水质为准1.15 液压系统工作压力MPa 10－12泵流量l/min 117×3工作介质水一乙二醇（甲方自备）柱塞恒压变量泵型号ATV55DR额定压力/最大压力bar 350/400排量Ml/r 117配用电机Y225M-6 30kW数量台 3生产厂美国派克电液比例阀型号4WRGE16E200额定压力bar 315流量L/min 200数量台 3型号4WR225E325额定压力bar 315流量L/min 325数量台炉体倾动一个生产厂美国派克高压罐（皮囊储能器组）数量 1 组8个容积m3 0.8 （事故状态可将电极提起）集液箱容积m3 4.5材质不锈钢1.16 压缩空气系统耗量Nm3/h 4 不含炭枪用气压力MPa ≥0.41.17 耐火材料重量t -601.18 炉体吊装重量t -801.19 金属结构重量t -190 不含液压及电气设备重量二、机械设备说明30t高功率电弧炉为炉盖旋开顶装料式（操作形式：左操作），其机械部分由倾动装置、炉体装配、水冷炉盖、炉盖提升及旋转装置、电极升降装置、大电流线路、冷却水系统、液压系统、气动系统等组成。
朱荣：电弧炉炼钢绿色及智能化技术进展！收藏学习！1 引言电弧炉炼钢是世界主要炼钢方法之一，以废钢为主要原料，具有流程短、能耗低等特点。
近年来，随着废钢资源的逐步释放及节能环保的需要，电弧炉炼钢迅速发展。
我国“十三五”《钢铁工业调整升级规划（2016-2020 年）》指出：加快发展循环经济，按照绿色可循环理念，注重以废钢为原料的短流程电炉炼钢的发展。
纵观电弧炉炼钢技术的发展历程，围绕“高效、低耗、绿色化和智能化”的生产目标，电弧炉炼钢领域开发出一系列新技术、新工艺、新装备，电弧炉炼钢技术及装备水平不断提高。
近年来，电弧炉炼钢在原有高效节能冶炼技术的基础上，在绿色清洁生产、智能检测与控制等方面取得了长足进步，大大提高了电弧炉炼钢过程的绿色化和智能化水平，推动了钢铁工业技术的进步。
本文从电弧炉炼钢绿色化和智能化关键冶炼技术出发，介绍并分析了近年来电弧炉炼钢绿色及智能化技术的发展情况及本团队的最新研究成果。
2 电弧炉炼钢绿色化技术进展与转炉长流程炼钢相比，电弧炉短流程炼钢在节能环保方面具有显著技术优势。
尽管如此，随着人们对环境问题的日益关切以及国家节能环保政策的相继实施，未来电弧炉炼钢必然朝着绿色化生产方向发展。
2.1 废钢破碎分选技术废钢是钢铁循环利用的优势再生资源。
废钢的资源化利用在钢铁工业节能减排、转型升级方面扮演重要角色。
随着汽车、机电、家电等报废数量的不断增加，社会回收的废旧金属成分更加混杂，包含黑色金属、有色金属、非金属等。
废钢的高效破碎与分选是保证电弧炉炼钢原料质量的前提与关键，对电弧炉炼钢实现洁净化冶炼至关重要。
废钢铁破碎分选研究始于20 世纪60 年代，最具代表性的是美国的纽维尔公司和德国的林德曼公司、亨息尔公司和贝克公司，他们率先推行破碎钢片(Shred)入炉，在改善回收钢品质、提高经济效益方面都具有显著效果。
德国在80 年代末推出的废钢破碎机(Shredder)在某些方面已超过了美国。
电弧炉烟气余热利用系统的设计应用陶务纯;冯俊小;张武【摘要】莱钢50t电炉第4孔高温烟气原来直接排入环境除尘系统,造成能源浪费.通过对电弧炉第4孔移动烟道的改造,实现与新建燃烧沉降室和热管式余热锅炉的对接,将余热管锅炉收集高温烟气热量所产生的蒸汽储存在2台150m3蓄热器中,以满足VD真空精炼炉生产需求.烟气余热回收系统可提供压力1.6 MPa饱和蒸汽15 t/h,每年节约燃油消耗费用2 256万元.【期刊名称】《山东冶金》【年(卷),期】2012(034)002【总页数】3页(P54-56)【关键词】电弧炉;烟气;余热利用【作者】陶务纯;冯俊小;张武【作者单位】北京科技大学,北京100083;莱芜钢铁集团有限公司,山东莱芜271104;北京科技大学,北京100083;莱芜钢铁集团有限公司,山东莱芜271104【正文语种】中文【中图分类】TF748.41进入21世纪后，由于废钢资源的限制，我国电弧炉开始普遍使用铁水热装技术，这是中国特定情况下的资源利用。
对于电弧炉炼钢而言，热铁水提供了大量的物理热和化学热，减少了装料次数，改善了电弧燃烧条件，特别是避免了社会废钢中其他残余金属元素带来的污染，是电弧炉炼钢高效、节能的首选条件。
然而使用热铁水后，电炉排放烟气温度增加，最高可达1 400℃，随烟气显热带走的热量占总投入热量的13%～20%［1］，所以回收电炉烟气余热是现阶段电炉高效低耗生产的必由之路。
莱钢50t电炉公称容量50t，平均出钢量55t；变压器容量35mVA；炉壳直径Φ4 700/4 600mm；铁水兑入比例为50%～60%；炉壁氧枪4支，每支供氧流量800m3/h；炉门氧枪1支，供氧量1 800m3/h；吹氧压力1.0～1.2mPa；第4孔烟气温度400～1 400℃；烟气流量65 000m3/h；冶炼周期40min；除尘方式为天车通过式+第4孔除尘。
1）间歇性、波动性。
电弧炉在冶炼过程中排放出的烟气流量、温度、含尘量在不断地变化，呈现周期性波动。
EAF教育训练教材一电弧炉概论二电弧炉炼钢的基本原理三电弧炉的主要设备及技术参数四加料系统五电弧炉的工作流程六电弧炉耐火材料的选择七作业上的注意事项八电炉生产能力计算一概论炼钢的方式很多，目前全世界的粗钢总产量中，电弧炉的生产比例已经过30%，并有凌驾高炉—转炉炼钢的趋势，因为电弧炉具有以下特点：1. 设备投资额远低于高炉—转炉炼钢法；2. 能炼制更广范围的钢种；3. 操作弹性大；4. 使用价格与供应均安定的废钢或还原铁为原料；5.设备的改良与容量的增加，大大降低生产成本。
二电弧炉炼钢的基本原理1．把原料熔融（溶解期）使用三根电极棒，利用电极与原料废钢之间连续得发生电弧，以所产生非常高的电弧热（3000℃以上）来溶解废钢及添加物；2．把不要的成分或气体去除(1) 利用吹氧，把杂质氧化变渣；（氧化期）(2) 利用比重差，把渣化的杂质浮起去除；（排渣）(3) 利用渣或铁水的溶解度差异去除铁水中的有害成分；（造渣）(4) 利用滚动或降压或还原剂去除有害气体。
（还原期）3. 把需要的成分加入(1) 以纯金属或合金方式加入炼钢中；(2) 在大气或真空或其他状态下加入溶钢中。
三电炉及其辅助设备技术参数150t电炉主要技术性能表表2-1四加料系统(对整个炼钢厂)加料系统主要位于EF跨，主要包含:EAF、AOD、VOD/LF的加料。
主要包括下面部分：地下料仓、运输皮带、高位料仓、振料器、Chute、称重料仓。
1 地下料仓:地下料仓位于EF跨、23~24柱之间，深度为-6.500m，有两个容积为30m3的料坑，由水泥浇注而成，上面附有耐磨板，合金料由自卸卡车运来后倾倒在料坑里．2 高位料仓：高位料仓位于43m ，分为EAF、AOD、VOD /LF 三个区域,共有46个料仓，其中EAF：10个、AOD：20个、VOD /LF：16个，它们主要起了一个中间储存站的作用，当储满料之后大约可以供炼钢48个小时使用。
高位料仓在构造上主要有一个料位计，可以用来测控料的多少以及时补料。
