D0:10.133745.issn1001-053x.2007.s1.036 第29卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.1 2007年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 现代炼钢电炉合理供电制度的制定 阎立懿 刘喜海 肖玉光 东北大学材料与治金学院，沈阳110004 摘要为了提高电炉炼钢的生产力、降低电耗及提高炉衬寿命，在分析电炉电气特性的基础上，绘出电炉理论电气 特性曲线，并以“经济电流”概念，考虑到诸多相关因素，给出确定合理的供电制度方法.根据我国电炉炼钢的工艺 条件及生产实际，介绍二次电压确定原则、电炉装置回路阻抗值确定方法：结合高阻抗电炉技术，提出高电压长弧供 电制度的制定原则，并提出供电制度合理性的保证， 关键词电炉炼钢：高阻抗：电气特性：供电制度：经济电流 分类号TM924.4 现代电炉采用超高功率、强化用氧、泡沫渣埋 要考虑保护渣线热点区，因而采用低电压、大电流 弧及高电压供电等相关技术，实现了高效节能，也 或较高电压、大电流， 使得电炉供电制度的制定与传统方法发生了很大变 (5)氧化期，电弧部分遮避或泡沫渣埋弧，要 化.在一定的设备条件下，供电制度合理与否，不 考虑保护渣线，因而采用低电压、大电流或较高电 但影响冶炼过程的顺利，还影响炉衬寿命、治炼时 压、大电流. 间、电能消耗以及设备利用等， (6)还原期，电弧完全暴露，要考虑保护炉衬， 因而采用更低电压、较小电流 1合理的供电制度及其制定 二次电压的大小与电弧长度的关系可由下式判 定： 供电制度是指某一特定的电炉，当能量供给制 度确定之后，在确定的某一电压下工作电流的选 Hsors 2 Lare = Uare-a (1) 择.合理的供电制度要求包括：保证设备不被破坏： 保证炉衬使用寿命：治炼周期要短：电耗、电极消 -1x2-r (2) 耗要低， Uc3 1.1确定能量供给制度 其中，Hsos为炉渣厚度或废钢高度，mm,用来衡 确定电炉冶炼过程各阶段（点弧期、穿井期、 量对电弧的遮避程度：U为电弧电压，V:U2为 主熔化期、熔末升温期、氧化期)需要的能量（电 变压器二次电压，V:I为工作电流，A:x为电抗， 能、化学能)，给出时间-功率曲线. 2:r为电阻，2：a为电弧的阴极区与阳极区压降 1.2确定二次电压 之和，常取40V:B为弧柱区电位梯度，Vmm, 考虑到治炼过程各阶段电弧的状况不同（稳定 平熔池阶段约为1，废钢熔化阶段为3~5 性、电弧被遮避)，二次电压确定原则如下： 1.3确定合理工作电流 (1)点弧期，电弧不稳定且弧光靠近炉盖，要 在传统的确定方法中，最重要的是遵守电气特 考虑保护炉盖，因而采用低电压、较小电流。 性所表达的规律性，即以“经济电流”概念来确定 (2)穿井期，电弧不稳定，要考虑保护炉底， 工作电流，其确定方法也适用超高功率电炉， 因而采用较低电压、电流. (3)主熔化期，电弧稳定、埋弧、热效率高， 2电炉的电气特性 采用高电压、大电流. (4)熔末升温期，电弧部分暴露或泡沫渣埋弧， 电炉的电气特性主要研究某一电压下，电炉的 收病日期：2007-03-01 修回日期：2007-05-01 基金项目：国家重大装备国产化创新研制项日(No.99484) 作者简介：阁立懿(1952一)，男，副教授第 29 卷 增刊 1 北 京 科 技 大 学 学 报 Vol.29 Suppl.1 2007 年 6 月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun 2007 收稿日期：2007−03−01 修回日期：2007-05-01 基金项目：国家重大装备国产化创新研制项目（No.99484） 作者简介：阎立懿(1952—)，男，副教授 现代炼钢电炉合理供电制度的制定 阎立懿 刘喜海 肖玉光 东北大学材料与冶金学院，沈阳 110004 摘 要 为了提高电炉炼钢的生产力、降低电耗及提高炉衬寿命，在分析电炉电气特性的基础上，绘出电炉理论电气 特性曲线，并以“经济电流”概念，考虑到诸多相关因素，给出确定合理的供电制度方法．根据我国电炉炼钢的工艺 条件及生产实际，介绍二次电压确定原则、电炉装置回路阻抗值确定方法；结合高阻抗电炉技术，提出高电压长弧供 电制度的制定原则，并提出供电制度合理性的保证． 关键词 电炉炼钢；高阻抗；电气特性；供电制度；经济电流 分类号 TM 924.4 现代电炉采用超高功率、强化用氧、泡沫渣埋 弧及高电压供电等相关技术，实现了高效节能，也 使得电炉供电制度的制定与传统方法发生了很大变 化．在一定的设备条件下，供电制度合理与否，不 但影响冶炼过程的顺利，还影响炉衬寿命、冶炼时 间、电能消耗以及设备利用等． 1 合理的供电制度及其制定 供电制度是指某一特定的电炉，当能量供给制 度确定之后，在确定的某一电压下工作电流的选 择．合理的供电制度要求包括：保证设备不被破坏； 保证炉衬使用寿命；冶炼周期要短；电耗、电极消 耗要低． 1.1 确定能量供给制度 确定电炉冶炼过程各阶段（点弧期、穿井期、 主熔化期、熔末升温期、氧化期）需要的能量（电 能、化学能），给出时间−功率曲线． 1.2 确定二次电压 考虑到冶炼过程各阶段电弧的状况不同（稳定 性、电弧被遮避），二次电压确定原则如下： （1）点弧期，电弧不稳定且弧光靠近炉盖，要 考虑保护炉盖，因而采用低电压、较小电流． （2）穿井期，电弧不稳定，要考虑保护炉底， 因而采用较低电压、电流． （3）主熔化期，电弧稳定、埋弧、热效率高， 采用高电压、大电流． （4）熔末升温期，电弧部分暴露或泡沫渣埋弧， 要考虑保护渣线热点区，因而采用低电压、大电流 或较高电压、大电流． （5）氧化期，电弧部分遮避或泡沫渣埋弧，要 考虑保护渣线，因而采用低电压、大电流或较高电 压、大电流． （6）还原期，电弧完全暴露，要考虑保护炉衬， 因而采用更低电压、较小电流． 二次电压的大小与电弧长度的关系可由下式判 定： arc SorS arc U H L α β − ≥ = （1） 2 2 2 2 arc 3 U U I x Ir = − − （2） 其中， HSorS 为炉渣厚度或废钢高度，mm，用来衡 量对电弧的遮避程度；Uarc 为电弧电压，V；U 2 为 变压器二次电压，V；I 为工作电流，A；x 为电抗， Ω；r 为电阻，Ω；α 为电弧的阴极区与阳极区压降 之和，常取 40 V； β 为弧柱区电位梯度，V·mm−1 ， 平熔池阶段约为 1，废钢熔化阶段为 3~5． 1.3 确定合理工作电流 在传统的确定方法中，最重要的是遵守电气特 性所表达的规律性，即以“经济电流”概念来确定 工作电流，其确定方法也适用超高功率电炉． 2 电炉的电气特性 电炉的电气特性主要研究某一电压下，电炉的 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2007.s1.036