酸性電弧爐

酸性電弧爐煉鋼要用含硫磷很低的原材料。

多用于異型鑄造。

利用電極電弧的高溫來煉鋼的電爐，且爐襯是以硅磚、石英砂、白泥等酸性材料來修砌的電弧爐稱為酸性電弧爐。

最先是由法國埃魯(P.L.T.Héroult)于1888～1892年創(chuàng)制工業(yè)性直接電弧爐，用于電石和鐵合金生產(chǎn)，1900～1910年間應用于煉鋼?，F(xiàn)在煉鋼所用三相電弧爐，是按埃魯式電弧爐原理制造的，所以又稱埃魯電弧爐。應用原理是將三根按等邊三角形布置的石墨電極穿過爐蓋、伸入爐內(nèi)，并由一臺爐用變壓器通過電纜、導電管、電極把持器向電極供電，使電極末端與金屬爐料之間發(fā)生電弧，將電能轉(zhuǎn)化為加熱爐子和熔煉鋼水所需的熱能。

酸性電弧爐電能消耗較低

一是由于酸性耐火爐襯的熱導率比堿性耐火爐襯的熱導率低；二是由于酸性電弧爐煉鋼過程不進行脫磷和脫硫，爐渣量較少，冶煉時間短。爐襯耐火材料價格較低，且爐襯壽命較長。鎂磚和鎂砂比硅磚和硅砂的價格高得多，而且堿性耐火材料的熱穩(wěn)定性差，在重復的加熱和冷卻過程中，易產(chǎn)生開裂，爐襯壽命短。酸性耐火材料的熱穩(wěn)定性較強，酸性耐火爐襯壽命長。酸性電弧爐煉鋼的缺點在于：煉鋼過程不能脫磷、脫硫，不能冶煉高錳鋼。

酸性電弧爐對爐料限制較嚴

目前，隨著堿性電弧爐煉鋼技術(shù)和爐外精煉技術(shù)的發(fā)展“，堿性電弧爐爐外精煉澆注”的工藝流程不但能極大地降低鋼液中磷、硫含量（可使用高磷、硫生鐵、廢鋼），還可獲得比酸性電弧爐冶煉低得多的氣體、夾雜物含量，鋼液質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本都酸性電弧爐煉鋼優(yōu)越，冶每爐冶煉要3一4h，電耗高達600一7ookwh。因此，酸性電弧爐煉鋼必將被淘汰。

電弧煉鋼爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐身組成。爐底和爐壁用酸性耐火材料砌筑；用酸性耐火材料砌筑的電爐，只能使用含磷、硫很低的原料，所以現(xiàn)在用得很少。爐蓋呈圓拱形，用硅磚、鎂鉻磚或高鋁磚砌在一個用水冷卻的鋼拱腳圈梁上，它可以取下修砌，并可移開裝料。

電弧爐（electric arc furnace）利用電極電弧產(chǎn)生的高溫熔煉礦石和金屬的電爐。氣體放電形成電弧時能量很集中，弧區(qū)溫度在3000℃以上。對于熔煉金屬，電弧爐比其他煉鋼爐工藝靈活性大，能有效地除去硫、磷等雜質(zhì)，爐溫容易控制，設(shè)備占地面積小，適于優(yōu)質(zhì)合金鋼的熔煉。

酸性電弧爐的爐襯用酸性耐火材料（硅磚、硅砂等）砌筑，冶煉時造酸性爐渣。與堿性電弧爐煉鋼相比，酸性電弧爐煉鋼有如下優(yōu)點：

1鋼液中氣體和非金屬夾雜物含量少。

2.液流動性好。在鋼液化學成分和澆注溫度相同的條件下，酸性電弧爐冶煉的鋼

3 比堿性電弧爐冶煉的鋼液具有更高的充填鑄型能力，有利于澆注薄壁的和結(jié)構(gòu)復雜 的鑄件。

4.鋼的縱向與橫向機械能相近，即各向異性較小。

5.在酸性電弧爐中由于酸性渣的電阻較高，因此電弧較短，熱效率高。

1. 配料：限制硫磷含量

2. 補爐：硅砂 水玻璃

3. 熔化期：造渣材料少

4. 氧化期：氧化脫碳，造成沸騰，除去氣、夾雜物

5. 還原期：脫氧，調(diào)整成分

6. 出鋼

第1章電弧爐煉鋼技術(shù)概述1

11電弧爐煉鋼的基礎(chǔ)1

111鋼與生鐵的區(qū)別2

112堿性電弧爐與酸性電弧爐3

113傳統(tǒng)堿性電弧爐煉鋼過程3

12電弧爐煉鋼技術(shù)的發(fā)展6

121大型電弧爐的發(fā)展6

122超高功率電弧爐供電系統(tǒng)的進步7

123電弧爐輔助裝置的進步12

124爐門氧槍12

125爐壁氧槍13

126測溫定碳等裝備的發(fā)展15

127余熱鍋爐利用16

128智能化電弧爐17

13電弧爐煉鋼的技術(shù)經(jīng)濟指標19

131電弧爐煉鋼主要技術(shù)經(jīng)濟指標19

132提高技術(shù)經(jīng)濟指標的主要途徑22

第2章電弧爐熱工基礎(chǔ)和電弧爐設(shè)備24

21冶煉過程的能量供給與熱交換24

211電弧爐煉鋼過程中的能量供給制度24

212冶煉過程中的熱交換26

22電弧爐的基本構(gòu)造28

23電弧爐本體結(jié)構(gòu)30

231爐體的金屬構(gòu)件30

232爐缸39

233爐膛39

234爐頂拱度39

235爐墻與爐門40

236爐襯40

237電極位置42

24電弧爐機械設(shè)備42

241電極夾持器43

242電極升降機構(gòu)44

243爐體傾動機構(gòu)46

244爐蓋旋出或開出機構(gòu)47

245廢鋼預熱裝置48

246水冷裝置48

247偏心爐底出鋼機構(gòu)50

248補爐機51

249排煙除塵裝置系統(tǒng)53

2410底吹系統(tǒng)59

25電弧爐主要電氣設(shè)備59

251電氣設(shè)備的組成59

252配電操作62

26基本電參數(shù)和電熱特性的計算64

27電氣設(shè)備的維護和相關(guān)常識66

271供電曲線的制定66

272變壓器的正常使用67

第3章電弧爐煉鋼原料和耐火材料69

31直接還原鐵69

311直接還原鐵的理化指標70

312電弧爐煉鋼對直接還原鐵的性能要求71

313直接還原鐵的加入方式71

314直接還原鐵配加鐵水冶煉的操作要點分析73

315直接還原鐵配加生鐵冶煉的操作要點分析74

316使用直接還原鐵后金屬收得率的基本分析方法75

32冷生鐵75

321加入冷生鐵的電弧爐冶煉特點76

322高比例配加冷生鐵冶煉操作的關(guān)鍵技術(shù)77

33碳化鐵82

331碳化鐵的加入方式83

332碳化鐵的加入量或噴吹量的控制83

34脫碳粒鐵和Corex鐵85

341脫碳粒鐵85

342Corex鐵85

35熱裝鐵水技術(shù)86

351熱裝鐵水的方式86

352熱裝鐵水的時間88

353熱裝鐵水對渣料的要求89

354熱裝鐵水對冶煉電耗的影響89

355提高熱裝鐵水比例的主要方法91

36廢鋼95

361對于廢鋼質(zhì)量的要求95

362對于廢鋼尺寸的要求98

363一些特殊廢鋼的消化和處理方法99

37合金材料102

371常用的合金材料102

372合金材料的管理工作103

38電弧爐的造渣材料105

381造渣材料105

382氧化劑107

383脫氧劑和增碳劑108

384電極110

39電弧爐的耐火材料113

391耐火材料的主要性能和分類113

392電弧爐用耐火材料115

393電弧爐用絕熱材料和黏結(jié)劑119

第4章電弧爐煉鋼冶煉工藝及操作121

41傳統(tǒng)電弧爐煉鋼工藝流程配置121

42冶煉前的準備工作123

421配料操作及注意事項123

422裝料操作及裝料方法124

423烘爐的操作131

424補爐操作134

43熔化期的操作及特征判斷136

431爐料的熔化過程136

432爐料熔化時物化反應138

433縮短熔化期的途徑139

434熔化期造渣及去磷操作143

44氧化期的操作及特征判斷145

441控制脫磷操作147

442控制脫碳操作153

443氧化期的造渣操作160

444氧化期的操作要點170

45還原期的操作及特征判斷174

451還原期的目的174

452還原期的造渣操作191

453還原期溫度控制操作195

454還原期的操作工藝200

46電弧爐冶煉的泡沫渣控制技術(shù)208

461石灰的溶解機理208

462電弧爐煉鋼對熔渣的要求與泡沫渣的功能211

463泡沫渣原理213

464泡沫渣的性能指標216

465影響泡沫渣質(zhì)量的因素217

466自耗式氧槍吹煉條件下的泡沫渣操作221

467超聲速氧槍控制下的泡沫渣技術(shù)226

468超聲速集束氧槍吹煉條件下的泡沫渣控制232

469不同類型泡沫渣的冶煉效果分析233

4610氧化鐵皮、泡沫渣改進劑在泡沫渣工藝中的應用235

47電弧爐冶煉過程脫碳留碳操作技術(shù)239

471脫碳反應的作用和配碳量的確定239

472配碳方式分析241

473工藝條件對脫碳反應的影響242

474電弧爐生產(chǎn)中提高脫碳速度的方法246

475電弧爐冶煉過程的留碳操作技術(shù)248

48電弧爐冶煉過程脫除有害雜質(zhì)技術(shù)249

481脫磷操作技術(shù)249

482脫硫操作技術(shù)252

483脫氮操作技術(shù)253

484脫氫操作技術(shù)258

485脫鉛、脫鋅操作技術(shù)259

49電弧爐出鋼技術(shù)259

491留鋼留渣操作技術(shù)259

492偏心爐底出鋼技術(shù)——EBT技術(shù)266

第5章電弧爐用氧技術(shù)和輔助燃燒技術(shù)273

51電弧爐用氧技術(shù)273

511爐門自耗式氧槍及其操作273

512水冷超聲速氧槍及其操作276

513超聲速集束射流氧槍及其操作280

52輔助能源輸入技術(shù)287

521燒嘴的用途287

522燒嘴的結(jié)構(gòu)288

523燒嘴的布置290

524燒嘴的使用291

53二次燃燒技術(shù)291

531二次燃燒技術(shù)概述291

532二次燃燒噴槍的使用293

第6章現(xiàn)代電弧爐煉鋼的基本工藝特點295

61現(xiàn)代超高功率電弧爐煉鋼的特點295

611超高功率電弧爐煉鋼的優(yōu)勢295

612超高功率電弧爐煉鋼生產(chǎn)線的主要特點297

62現(xiàn)代電弧爐煉鋼先進技術(shù)299

621廢鋼預熱技術(shù)299

622強化用氧技術(shù)303

623電弧爐底吹氣技術(shù)305

624密封罩技術(shù)和高效除塵技術(shù)306

63現(xiàn)代電弧爐煉鋼的基本工藝操作過程307

631工藝準備307

632進料操作309

633冶煉操作309

634出鋼操作310

64直流電弧爐冶煉工藝操作要點310

第7章配料計算和合金鋼冶煉312

71裝料前的配料計算312

711裝料前的配料方法312

712配料計算313

72熔化期的配料計算317

721每噸鋼的墊底石灰加入量計算法317

722加礦后補加石灰量計算318

73氧化期進行配料計算318

74還原期進行配料計算322

741合金加入量的計算322

742單元高合金鋼合金加入量計算326

743多元高合金鋼合金加入量計算327

744鋼液分析成分高于計算成分時的計算334

75合金鋼的冶煉和操作337

751合金結(jié)構(gòu)鋼的冶煉337

752滾動軸承鋼的冶煉346

753高速工具鋼的冶煉353

754不銹鋼的冶煉361

附錄1電弧爐煉鋼工復習題371

附錄2電弧爐煉鋼工復習題參考答案377

附錄3電弧爐煉鋼工實際操作內(nèi)容及評分標準380

參考文獻388 2100433B

第1章 電弧爐煉鋼概述

1.1 電弧爐煉鋼發(fā)展概況

1.2 電弧爐煉鋼的特點

1.3 堿性電弧爐與酸性電弧爐

1.4 傳統(tǒng)堿性電弧爐煉鋼過程介紹

第2章 電弧爐的機械設(shè)備

2.1 電弧爐的構(gòu)造

2.2 爐體的金屬構(gòu)件

2.3 電極夾持器及電極升降裝置

2.4 爐體傾動機構(gòu)

2.5 爐頂裝料系統(tǒng)

2.6 電弧爐的輔助裝置

第3章 電弧爐的電氣設(shè)備

3.1 概述

3.2 隔離開關(guān)和高壓斷路器