Vol.31 Suppl.I 阎立懿等：炉料连续预热式电炉炼钢技术探讨 .19. 很短，渣线基本固定（范围很窄），电弧仅威胁炉衬渣 600mm)、块重（小于0.5吨）、形状等影响连续加 线及热点，其中2号热点区较为严重，但电炉的炉 料、连续预热、连续熔化，当然也就影响进料速度、冶 衬在水冷炉壁的保护下寿命还是很高的， 炼周期及电耗：废钢铁的配料，如生铁配入的多少， 而这种炉料连续预热式电炉，正常冶炼过程给 影响脱碳量、吹氧量及钢铁料的消耗，也影响连续进 电的一开始就是“平熔池期”，所以平熔池持续时间 料的速度， 长，随着废钢的熔化、熔池面上涨，使其渣线由下至 (2)连续进料的速度控制 上范围变化大（变渣线），这就使得电弧始终威胁大 连续进料的速度大小影响进料时间、冶炼周期 部分耐火材料炉壁，2号区域损坏最为严重，这将大 的长短，它可以在控制料高的基础上，通过调整废钢 大降低了炉衬寿命 给进线速度来进行调整，关键是连续进料的速度要 与废钢的熔化速度相匹配，而废钢的熔化速度又取 5炉料连续预热式电炉的操作要点 决于供电及供氧的强度 由于炉料连续预热式电炉的这些特点，使得该 5.4合理供电及保护炉衬 种电炉炉衬的砌筑、造渣、吹氧及供电等均与普通电 (1)电弧长度与电弧电压的关系[] 炉有着很大的区别，为了实现高效节能环保、追求 Ln=Um-(g十a4-Ue-40, 3 mm, 流程设备顺行及其指标优化，结合JN公司的75吨 高阻抗电炉实际，指出炉料连续预热式电炉设备工 Uane=U2-(x1)2-rl,V. 艺操作要点如下， 式中Lae为电弧长度，mm;Uae为电弧电压，V; 5.1炉衬的砌筑一渣线的砌筑 (a-十α+)为阴极、阳极电位降之合，一般取为 全程“平熔池期及“变渣线”现象，要求渣线镁 40V;B为电弧柱电位梯度，对于电弧对废钢的熔化 碳砖的砌筑要向下加厚（对于JN公司的75吨高阻 情况取为2~5V/mm,电弧对平熔池加热取为 抗电炉要求~300mm),增加抵御变渣线的能力 1,0V/mm;U为变压器二次相电压，V;I为变压器 5.2全程泡沫渣操作 二次电流，kA;x为回路电抗，m2;r为回路电阻， 全程“平熔池期”，给电一开始电弧就加热钢水， m2. 就对渣线进行高温辐射，这就必须考虑保护渣线，因 分析给出：电弧长度与电压（电弧电压）成正比； 此，全程造泡沫渣进行埋弧操作就显的特别重要，要 电压一定时与电流成反比， 点如下： (2)耐火材料磨损指数 (1)要求备有良好的设备，如炉门碳一氧枪，炉 耐火材料磨损指数是描述由于电弧辐射引起耐 壁多功能氧枪 火材料损坏的指标，并以它的大小来反映耐火材料 (2)使用时一定要好用，即维护一定要跟上， 损坏的外部条件. (③)要有正确的操作，即脱磷、造泡沫渣及脱碳 当电弧暴露后耐火材料磨损指数应加以限制， 三者要兼顾，平熔池过程开始熔池温度较低，炉渣 一般认为它安全值在400~450MWV/m2,超高功 渣量较大（渣层较厚），炉渣碱度、氧化铁含量较高， 率电炉因电弧功率成倍增加，而使其达到800~ 采取向渣钢界面吹氧（水平摆动）特别有利于脱磷 1000MWV/m2以上，此时必须采取措施，耐火材料 (以脱磷为主)；当熔池面上升、熔池面直径扩大（渣 磨损指数见下式： 层较薄)、连续进料量达到20%一30%时，开始补充 渣量、吹氧的同时喷碳粉造泡沫渣；炉渣泡沫化埋 RE-Pase-Uae -Uin"I.MWV/m2. d2 弧，流渣、补充新渣（脱磷、造泡沫渣同时），控制供碳 式中RE为耐火材料磨损指数，MWV/m2;Pae为单 量，避免快速降低渣中氧化铁而影响脱磷；连续进料 相电弧功率，MW;d为电极侧部至炉壁最短距离， 量达到80%~90%，脱磷较彻底后，熔池温度达到 m. ≥1540~1560℃时强化吹氧快速脱碳；连续进料结 分析给出：耐材磨损指数与电压的平方（电弧电 束后，提温约十分钟(~10℃/min),测温、取样、 压)成正比，与距离平方成反比；低电压、大电流，减 出钢， 少电弧对炉衬的破坏；埋弧可以采用高电压、小电 5.3废钢的准备与进料速度 流，不用考虑耐材磨损指数的影响 (1)废钢铁料的准备 (3)供电方案 废钢铁料的堆比重、尺寸（最大尺寸不能超过 在电炉变压器技术参数选择正确的前提下，炉很短‚渣线基本固定（范围很窄）‚电弧仅威胁炉衬渣 线及热点‚其中2号热点区较为严重．但电炉的炉 衬在水冷炉壁的保护下寿命还是很高的． 而这种炉料连续预热式电炉‚正常冶炼过程给 电的一开始就是“平熔池期”‚所以平熔池持续时间 长‚随着废钢的熔化、熔池面上涨‚使其渣线由下至 上范围变化大（变渣线）‚这就使得电弧始终威胁大 部分耐火材料炉壁‚2号区域损坏最为严重‚这将大 大降低了炉衬寿命． 5 炉料连续预热式电炉的操作要点 由于炉料连续预热式电炉的这些特点‚使得该 种电炉炉衬的砌筑、造渣、吹氧及供电等均与普通电 炉有着很大的区别．为了实现高效节能环保、追求 流程设备顺行及其指标优化‚结合 JN 公司的75吨 高阻抗电炉实际‚指出炉料连续预热式电炉设备工 艺操作要点如下． 5∙1 炉衬的砌筑－－－渣线的砌筑 全程“平熔池期”及“变渣线”现象‚要求渣线镁 碳砖的砌筑要向下加厚（对于 JN 公司的75吨高阻 抗电炉要求～300mm）‚增加抵御变渣线的能力． 5∙2 全程泡沫渣操作 全程“平熔池期”‚给电一开始电弧就加热钢水‚ 就对渣线进行高温辐射‚这就必须考虑保护渣线‚因 此‚全程造泡沫渣进行埋弧操作就显的特别重要‚要 点如下： （1） 要求备有良好的设备‚如炉门碳—氧枪‚炉 壁多功能氧枪． （2） 使用时一定要好用‚即维护一定要跟上． （3） 要有正确的操作‚即脱磷、造泡沫渣及脱碳 三者要兼顾．平熔池过程开始熔池温度较低‚炉渣 渣量较大（渣层较厚）‚炉渣碱度、氧化铁含量较高‚ 采取向渣—钢界面吹氧（水平摆动）特别有利于脱磷 （以脱磷为主）；当熔池面上升、熔池面直径扩大（渣 层较薄）、连续进料量达到20％～30％时‚开始补充 渣量、吹氧的同时喷碳粉造泡沫渣；炉渣泡沫化埋 弧‚流渣、补充新渣（脱磷、造泡沫渣同时）‚控制供碳 量‚避免快速降低渣中氧化铁而影响脱磷；连续进料 量达到80％～90％‚脱磷较彻底后‚熔池温度达到 ≥1540～1560℃时强化吹氧快速脱碳；连续进料结 束后‚提温约十分钟（～10℃／min）‚测温、取样、 出钢． 5∙3 废钢的准备与进料速度 （1） 废钢铁料的准备 废钢铁料的堆比重、尺寸（最大尺寸不能超过 600mm）、块重（小于0∙5吨）、形状等影响连续加 料、连续预热、连续熔化‚当然也就影响进料速度、冶 炼周期及电耗；废钢铁的配料‚如生铁配入的多少‚ 影响脱碳量、吹氧量及钢铁料的消耗‚也影响连续进 料的速度． （2） 连续进料的速度控制 连续进料的速度大小影响进料时间、冶炼周期 的长短‚它可以在控制料高的基础上‚通过调整废钢 给进线速度来进行调整．关键是连续进料的速度要 与废钢的熔化速度相匹配‚而废钢的熔化速度又取 决于供电及供氧的强度． 5∙4 合理供电及保护炉衬 （1） 电弧长度与电弧电压的关系［7］ Larc＝ Uarc—（α—＋α＋） β ＝ Uarc—40‚ mm‚ Uarc＝ U 2—（ xI） 2— rI‚ V． 式中 Larc 为电弧长度‚mm；Uarc 为电弧电压‚V； （α—＋α＋ ） 为阴极、阳极电位降之合‚一般取为 40V；β为电弧柱电位梯度‚对于电弧对废钢的熔化 情况取为 2～5V／mm‚电弧对平熔池加热取为 1∙0V／mm；U 为变压器二次相电压‚V；I 为变压器 二次电流‚kA；x 为回路电抗‚mΩ；r 为回路电阻‚ mΩ． 分析给出：电弧长度与电压（电弧电压）成正比； 电压一定时与电流成反比． （2） 耐火材料磨损指数 耐火材料磨损指数是描述由于电弧辐射引起耐 火材料损坏的指标‚并以它的大小来反映耐火材料 损坏的外部条件． 当电弧暴露后耐火材料磨损指数应加以限制‚ 一般认为它安全值在400～450MWV／m 2‚超高功 率电炉因电弧功率成倍增加‚而使其达到800～ 1000MWV／m 2以上‚此时必须采取措施‚耐火材料 磨损指数见下式： RE＝ Parc·Uarc d 2 ＝ U 2 arc·I d 2 ‚MWV／m 2． 式中 RE 为耐火材料磨损指数‚MWV／m 2 ；Parc为单 相电弧功率‚MW；d 为电极侧部至炉壁最短距离‚ m． 分析给出：耐材磨损指数与电压的平方（电弧电 压）成正比‚与距离平方成反比；低电压、大电流‚减 少电弧对炉衬的破坏；埋弧可以采用高电压、小电 流‚不用考虑耐材磨损指数的影响． （3） 供电方案 在电炉变压器技术参数选择正确的前提下‚炉 Vol．31Suppl．1 阎立懿等： 炉料连续预热式电炉炼钢技术探讨 ·19·