电弧炉炼钢工
2012-4
化学工业出版社
董中奇，时彦林 主编
389
电炉炼钢法是目前两种主要的炼钢方法之一。与转炉炼钢流程比，电炉炼钢流程采用全废钢冶炼的能源消耗仅为转炉炼钢流程的40%左右。因此随着废钢的积累、直还铁产量的增加及人们对节能环保的日益重视，近年来，电弧炉炼钢增长迅速。电炉炼钢装备在废钢预热及余热回收、电弧炉大型化、超高功率供电、强化供氧、加料自动化等装置的开发应用上均不断完善，同时与终点控制相关的取样测温、智能控制及成本控制系统等方面也取得了长足进步，推动了电弧炉炼钢技术和低碳炼钢技术的进步。随着电炉炼钢工业的发展，对冶炼人才的需求不断加大。为了顺应行业的发展，必须提高冶炼技术人员的知识和技能水平。本书就是为适应上述要求而编写的。 本书参照冶金行业职业技能标准和技能鉴定规范，根据冶金企业的生产实际和岗位群的技能要求，主要介绍了电弧炉炼钢工所必须掌握的基本知识和技能。内容主要包括电弧炉炼钢技术概述、电弧炉热工基础和电弧炉设备、电弧炉炼钢原料和耐火材料、电弧炉炼钢冶炼工艺及操作、电弧炉用氧技术和辅助燃烧技术、现代电弧炉炼钢的基本工艺特点和配料计算和合金钢冶炼。全书在内容编排上努力做到基本概念清晰，强调实践，突出技能。语言上力求深入浅出，通俗易懂。同时，书中也注意反映新知识、新技术、新工艺、新方法的应用和发展。本书可作为电弧炉炼钢工的培训教材，也可供冶金专业技术人员、企业技术工人提高专业知识和工作技能参考，还可供职业院校冶金专业的学生阅读。 本书由董中奇、时彦林主编，彭可武和王波副主编，参加编写工作的还有李建朝、齐素慈、刘艳霞、张士宪、贾燕和张欣杰。 本书在编写过程中参考多种相关资料，在此，对其作者一并表示由衷的感谢。 由于水平所限，书中不妥之处，敬请读者批评指正。 编者
本书参照冶金行业职业技能标准和技能鉴定规范，根据冶金企业的生产实际和岗位群的技能要求，内容涵盖了电弧炉炼钢工所必须掌握的基本知识和技能。主要包括电弧炉炼钢技术概述、电弧炉热工基础和电弧炉设备、电弧炉炼钢原料和耐火材料、电弧炉炼钢冶炼工艺及操作、电弧炉用氧技术和辅助燃烧技术、现代电弧炉炼钢的基本工艺特点和配料计算、合金钢冶炼等。理论联系实际，知识全面，工艺特点突出，具有很强的实用性和指导性。
本书可作为电弧炉炼钢工的培训教材，也可供冶金专业技术人员、企业技术工人提高专业知识和工作技能参考，还可供职业院校冶金专业学生阅读。
第1章电弧炉炼钢技术概述1
1?1电弧炉炼钢的基础1
1?1?1钢与生铁的区别2
1?1?2碱性电弧炉与酸性电弧炉3
1?1?3传统碱性电弧炉炼钢过程3
1?2电弧炉炼钢技术的发展6
1?2?1大型电弧炉的发展6
1?2?2超高功率电弧炉供电系统的进步7
1?2?3电弧炉辅助装置的进步12
1?2?4炉门氧枪12
1?2?5炉壁氧枪13
1?2?6测温定碳等装备的发展15
1?2?7余热锅炉利用16
1?2?8智能化电弧炉17
1?3电弧炉炼钢的技术经济指标19
1?3?1电弧炉炼钢主要技术经济指标19
1?3?2提高技术经济指标的主要途径22
第2章电弧炉热工基础和电弧炉设备24
2?1冶炼过程的能量供给与热交换24
2?1?1电弧炉炼钢过程中的能量供给制度24
2?1?2冶炼过程中的热交换26
2?2电弧炉的基本构造28
2?3电弧炉本体结构30
2?3?1炉体的金属构件30
2?3?2炉缸39
2?3?3炉膛39
2?3?4炉顶拱度39
2?3?5炉墙与炉门40
2?3?6炉衬40
2?3?7电极位置42
2?4电弧炉机械设备42
2?4?1电极夹持器43
2?4?2电极升降机构44
2?4?3炉体倾动机构46
2?4?4炉盖旋出或开出机构47
2?4?5废钢预热装置48
2?4?6水冷装置48
2?4?7偏心炉底出钢机构50
2?4?8补炉机51
2?4?9排烟除尘装置系统53
2?4?10底吹系统59
2?5电弧炉主要电气设备59
2?5?1电气设备的组成59
2?5?2配电操作62
2?6基本电参数和电热特性的计算64
2?7电气设备的维护和相关常识66
2?7?1供电曲线的制定66
2?7?2变压器的正常使用67
第3章电弧炉炼钢原料和耐火材料69
3?1直接还原铁69
3?1?1直接还原铁的理化指标70
3?1?2电弧炉炼钢对直接还原铁的性能要求71
3?1?3直接还原铁的加入方式71
3?1?4直接还原铁配加铁水冶炼的操作要点分析73
3?1?5直接还原铁配加生铁冶炼的操作要点分析74
3?1?6使用直接还原铁后金属收得率的基本分析方法75
3?2冷生铁75
3?2?1加入冷生铁的电弧炉冶炼特点76
3?2?2高比例配加冷生铁冶炼操作的关键技术77
3?3碳化铁82
3?3?1碳化铁的加入方式83
3?3?2碳化铁的加入量或喷吹量的控制83
3?4脱碳粒铁和Corex铁85
3?4?1脱碳粒铁85
3?4?2Corex铁85
3?5热装铁水技术86
3?5?1热装铁水的方式86
3?5?2热装铁水的时间88
3?5?3热装铁水对渣料的要求89
3?5?4热装铁水对冶炼电耗的影响89
3?5?5提高热装铁水比例的主要方法91
3?6废钢95
3?6?1对于废钢质量的要求95
3?6?2对于废钢尺寸的要求98
3?6?3一些特殊废钢的消化和处理方法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电弧炉的造渣材料105
3?8?1造渣材料105
3?8?2氧化剂107
3?8?3脱氧剂和增碳剂108
3?8?4电极110
3?9电弧炉的耐火材料113
3?9?1耐火材料的主要性能和分类113
3?9?2电弧炉用耐火材料115
3?9?3电弧炉用绝热材料和黏结剂119
第4章电弧炉炼钢冶炼工艺及操作121
4?1传统电弧炉炼钢工艺流程配置121
4?2冶炼前的准备工作123
4?2?1配料操作及注意事项123
4?2?2装料操作及装料方法124
4?2?3烘炉的操作131
4?2?4补炉操作134
4?3熔化期的操作及特征判断136
4?3?1炉料的熔化过程136
4?3?2炉料熔化时物化反应138
4?3?3缩短熔化期的途径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断145
4?4?1控制脱磷操作147
4?4?2控制脱碳操作153
4?4?3氧化期的造渣操作160
4?4?4氧化期的操作要点170
4?5还原期的操作及特征判断174
4?5?1还原期的目的174
4?5?2还原期的造渣操作191
4?5?3还原期温度控制操作195
4?5?4还原期的操作工艺200
4?6电弧炉冶炼的泡沫渣控制技术208
4?6?1石灰的溶解机理208
4?6?2电弧炉炼钢对熔渣的要求与泡沫渣的功能211
4?6?3泡沫渣原理213
4?6?4泡沫渣的性能指标216
4?6?5影响泡沫渣质量的因素217
4?6?6自耗式氧枪吹炼条件下的泡沫渣操作221
4?6?7超声速氧枪控制下的泡沫渣技术226
4?6?8超声速集束氧枪吹炼条件下的泡沫渣控制232
4?6?9不同类型泡沫渣的冶炼效果分析233
4?6?10氧化铁皮、泡沫渣改进剂在泡沫渣工艺中的应用235
4?7电弧炉冶炼过程脱碳留碳操作技术239
4?7?1脱碳反应的作用和配碳量的确定239
4?7?2配碳方式分析241
4?7?3工艺条件对脱碳反应的影响242
4?7?4电弧炉生产中提高脱碳速度的方法246
4?7?5电弧炉冶炼过程的留碳操作技术248
4?8电弧炉冶炼过程脱除有害杂质技术249
4?8?1脱磷操作技术249
4?8?2脱硫操作技术252
4?8?3脱氮操作技术253
4?8?4脱氢操作技术258
4?8?5脱铅、脱锌操作技术259
4?9电弧炉出钢技术259
4?9?1留钢留渣操作技术259
4?9?2偏心炉底出钢技术——EBT技术266
第5章电弧炉用氧技术和辅助燃烧技术273
5?1电弧炉用氧技术273
5?1?1炉门自耗式氧枪及其操作273
5?1?2水冷超声速氧枪及其操作276
5?1?3超声速集束射流氧枪及其操作280
5?2辅助能源输入技术287
5?2?1烧嘴的用途287
5?2?2烧嘴的结构288
5?2?3烧嘴的布置290
5?2?4烧嘴的使用291
5?3二次燃烧技术291
5?3?1二次燃烧技术概述291
5?3?2二次燃烧喷枪的使用293
第6章现代电弧炉炼钢的基本工艺特点295
6?1现代超高功率电弧炉炼钢的特点295
6?1?1超高功率电弧炉炼钢的优势295
6?1?2超高功率电弧炉炼钢生产线的主要特点297
6?2现代电弧炉炼钢先进技术299
6?2?1废钢预热技术299
6?2?2强化用氧技术303
6?2?3电弧炉底吹气技术305
6?2?4密封罩技术和高效除尘技术306
6?3现代电弧炉炼钢的基本工艺操作过程307
6?3?1工艺准备307
6?3?2进料操作309
6?3?3冶炼操作309
6?3?4出钢操作310
6?4直流电弧炉冶炼工艺操作要点310
第7章配料计算和合金钢冶炼312
7?1装料前的配料计算312
7?1?1装料前的配料方法312
7?1?2配料计算313
7?2熔化期的配料计算317
7?2?1每吨钢的垫底石灰加入量计算法317
7?2?2加矿后补加石灰量计算318
7?3氧化期进行配料计算318
7?4还原期进行配料计算322
7?4?1合金加入量的计算322
7?4?2单元高合金钢合金加入量计算326
7?4?3多元高合金钢合金加入量计算327
7?4?4钢液分析成分高于计算成分时的计算334
7?5合金钢的冶炼和操作337
7?5?1合金结构钢的冶炼337
7?5?2滚动轴承钢的冶炼346
7?5?3高速工具钢的冶炼353
7?5?4不锈钢的冶炼361
附录1电弧炉炼钢工复习题371
附录2电弧炉炼钢工复习题参考答案377
附录3电弧炉炼钢工实际操作内容及评分标准380
参考文献388
版权页:第1章 电弧炉炼钢技术概述1.1 电弧炉炼钢的基础近现代炼钢方法主要有转炉炼钢法、平炉炼钢法和电炉炼钢法，结构示意图如图1-1所示。平炉炼钢法基本已被淘汰，电炉炼钢法与转炉炼钢法最根本的差别在于所使用的热源不同，电炉炼钢法是以电能作为热源的。通常所说的电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，因为其他类型的电炉如感应电炉、电渣炉等所炼的钢数量较少。电弧炉炼钢就是利用电极和炉料间放电产生的电弧，借助电弧的辐射和直接作用加热并熔化金属和炉渣，冶炼出各种成分的钢和合金的一种炼钢方法。电弧炉炼钢与其他炼钢方法相比较，有其独特的优点。电弧炉炼钢是靠电弧进行加热的，其温度可以高达2000℃以上，超过了其他炼钢炉用一般燃料燃烧加热时所能达到的最高温度。同时，熔化炉料时，热量大部分是在被加热的炉料包围中产生的，而且无大量高温废气带走的热损失，所以热效率比平炉、转炉炼钢法要高。
《电弧炉炼钢工》可作为电弧炉炼钢工的培训教材，也可供冶金专业技术人员、企业技术工人提高专业知识和工作技能参考，还可供职业院校冶金专业学生阅读。
