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02-11-18 东北大学/阎立懿 冶金学—炼钢篇电炉炼钢及炉外精炼 阎立懿 东北大学钢铁冶金研究所 2008年10月29～11月24日沈阳 上次介绍第五章“现代电炉炼钢新技术”的内容 现代电炉冶炼工艺要点：快速熔化与升温，脱磷及脱碳操作等要点。 钢液的合金化：合金的用途、种类以及合金加入时间的原则，给出“n元合金计算公式”。 UHP电炉的发展背景，采用UHP电炉的目的及其主要优点。 UHP电炉的主要技术特征：功率水平要高、功率利用率要高、流程要优化，以及公害要进行抑制。 5.1.3 超高功率电炉技术特征 5.1.3.4 电炉产生的公害要进行抑制 （1）烟尘与噪音 UHP电炉在炼钢过程中产生烟尘＞20000mg／m3，而国家对排放粉尘含量的现行标准GB9078-1996为＜100～150mg／Nm3 。因此，电炉必须配备排烟除尘装置，使排放粉尘含量达到标准要求。 目前，较合理的办法是采用炉顶第四孔+封闭罩和屋顶大罩结合排烟法的三级排烟，除尘采用布袋除尘。以满足即将出台的新标准更高的要求。 2007.9宝钢负责起草的“钢铁工业大气污染物排放标准”（征求意见稿）：其中就烟尘排放浓度限值，对不同设备提出不同的要求，意见稿建议：转炉、电炉及精炼炉烟尘排放浓度限值分为：“现源”规定35mg／m3 ，“新源”规定20mg／m3 ；美国电炉（铸造）分别为：11.45mg／ m3 ，4.58mg／m3 ；欧盟、英国、德国电炉炼钢控制水平均在15mg／m3 。 对二恶英——PCDD/Fs排放限值为：0.2ng-TEQ/ m3 ，欧盟排放限值为：0.1ng-TEQ/ m3 ；其他国家多为：0.2～0.4ng-TEQ/ m3 。 UHP电炉产生噪音高达110dB，要求设法降低。噪音对环境的影响，据科学家证明如表5-3。 为此，许多国家都制订标准，如德国标准要求，距噪声源300m处的噪音强度为Ｎ.Ｉ300≤60dB（白天），≤45dB（夜晚）。 GB12348-90规定为45～70dB。 采用电炉封闭罩可以满足，罩外的噪音强度能达80～90dB。 （2）电网公害 电炉产生的电网公害主要包括电压闪烁与高次谐波。 1）电压闪烁（或电压波动） 电压闪烁实质上是一种快速的电压波动。它是由较大的交变电流冲击而引起的电网扰动。电压波动可使白炽灯光和电视机萤屏高度闪烁，电压闪烁由此得名。 UHP电炉加剧了闪烁的发生。当闪烁超过一定值（限度）时，如0.1～30Hz，特别是1～10Hz闪烁，会使人感到烦躁，这属于一种公害，要加以抑制。 解决的办法有两种： 一是要有足够大的电网，即电炉变压器要与足够大的电压、短路容量的电网相联，德国规定： 两种途径相比，途径一是治标的方法，因为电炉对电网和自身影响的各种量值并未消除，而是送到更高电压级的电网去扩散。 随着电炉及大容量用电设备的不断建设发展，这些量值在电网中增加积累、泛滥成灾，将会形成电网所不能接受的程度，而增加了对广大用户的影响，因此，使用范围越来越小。 途径二是治本的办法，它使电炉对电网和自身影响的各种量值大部分就地消除了，故其使用范围越来越大，前途广阔。 2）高次谐波（或谐波电流） 由于电弧电阻的非线性特性等原因，使得电弧电流波形产生严重畸变，除基波电流外，还包含各高次谐波。 谐波电流注入电网，将危害共网电气设备的正常运行，如使发电机过热，使仪器、仪表、电器误操作等。 抑制的措施是：采取并联谐波滤波器，即采取Ｌ、Ｃ串联电路。 实际上，电网公害的抑制常采取闪烁、谐波综合抑制，即静止式动态无功补偿装置——SVC装置，见图5-2。但SVC装置价格很贵，使得电炉投资成本大为提高。 图5-2 静止式动态无功补偿装置 5.1.4 超高功率电炉技术效果 UHP电炉冶炼工艺的基本指导思想是高效、节能、低消耗。而应用于UHP电炉的各项技术，如UHP供电，强化吹氧（含氧-燃助熔），水冷炉壁与水冷炉盖，底吹搅拌，长弧泡沫渣，无渣出钢及废钢预热等都是在这种思想指导下开发出来的。