电炉炼钢法学案.ppt

02-11-18 东北大学/阎立懿 冶金学—炼钢篇 阎立懿 东北大学钢铁冶金研究所 2009年6月/沈阳 主 要 内 容 概述 炼钢基础理论 炼钢用原材料 转炉炼钢法 电炉炼钢法 上回结束了第四章的内容 氧气底吹转炉炼钢法（在空气底吹转炉的基础上发展起来的） 发展OBM/德国、LMS/法国、Q-BOP/美国，以及设备结构特点。 底吹过程钢水及炉渣成分的变化见趋势图—— 底吹与顶吹特点比较：熔池搅拌充分，吹炼过程平稳，渣中氧化铁低，氧气利用率高、脱碳速度快，脱硫能力强、氮低等。炉龄低，钢中[H]含量高。 氧气复吹转炉炼钢法（复吹是顶吹和底吹技术发展的必然结果） 复吹法有：LBE/法钢研，LD-OTB/神户，LD-OB/新日铁，STB-P /住友， K-BOP/川崎等。 复吹的特点如下： 熔池搅拌充分：底吹≈复吹＞顶吹 渣中∑(FeO)含量：顶吹＞复吹＞底吹 [C]-[O]曲线位置高低：顶吹的高，复吹的低，并接近底吹的（顶吹＞复吹＞底吹）；钢水中含氧量高低：顶吹＞复吹＞底吹。 硫的分配系数：复吹＞底吹＞顶吹。 磷的分配系数：复吹＞底吹≈顶吹。 第五章 电炉炼钢法 电炉炼钢及其发展 电炉设备及其电热特性 电炉炼钢冶炼工艺 超高功率电炉相关技术 5.1 电炉炼钢及其发展 5.1.1 何谓炼钢电炉 电炉是采用电能作为热源进行炼钢的炉子的统称。按电能转换热能方式的差异，电炉可分为： 电渣重熔炉—利用炉渣的电阻热； 感应熔炼炉—利用电磁感应； 电 子束 炉—依靠电子碰撞； 等 离子 炉—利用等离子弧； 电弧炉—利用高温电弧，不含加热炉、热处理炉等。 目前，世界上电炉钢产量的95%以上都是由电弧炉生产的，因此电炉炼钢主要指电弧炉。 电炉炼钢 是以废钢为主要原料，以三相交流电作电源，利用电流通过石墨电极与金属料之间产生电弧的高温，来加热、熔化炉料。它是用来生产特殊钢和高合金钢的主要方法（现在也用来生产普通钢）。 5.1.2 电炉炼钢发展历史 回顾一下现代炼钢简史，见下表： 电炉是在电发明之后的1899年，由法国的海劳尔特（Heroult）在La Praz发明的。它被建在阿尔卑斯山（Alps）的峡谷中，原因是在距它不远处有一个火力发电厂。 电炉的出现，开发了煤的替代能源，使得废钢开始了经济回收，这最终使得钢铁成为世界上最易于回收的材料，也为可持续发展做出巨大贡献。 1）由炼钢方法百年兴衰看电炉发展 电炉炼钢在这100多年中，其发展速度不如二十世纪60年代前的平炉，也比不上60年代后转炉发展的那样快，但随着科技的进步，世界电炉钢产量及其比例始终在稳步增长。 尤其二十世纪70年代以来，电力工业的进步，科技对钢的质量和数量的要求提高，大型超高功率电炉技术的发展以及炉外精炼技术的采用，使电炉炼钢技术有了长足进步。 2）由钢产量与产品结构变化看电炉发展 钢产量 世界粗钢总量与电炉钢比的变化情况 美国 是世界上主要产钢国，其电炉钢比例也最高。原因是有丰富的废钢资源和充足的廉价电力，使得电炉发展迅速，见表： 德国转炉钢增2%，电炉钢增102%； 法国转炉钢减32%，电炉钢增138%； 西班牙转炉钢减27%，电炉钢增119%； 意大利转炉钢不变，电炉钢增 24%。 其他国家的情况： 从1995至2001年，韩国从37.8%增加到43.6%、印度从29.7%增长到42.5%，2006年美国电炉钢比例为56.9%、韩国45.7%、德国33.1%、印度50.5%，我国台湾地区也达到了45.7%，而我国大陆的电炉钢比例却逐年下降，目前下降到10%左右。 中国近年电炉钢比例情况 2）但电炉钢产量1993～2000年一直维持2000万吨，2000年后一直在增加，2000五年间增加了2700万吨，2004～2006年均约为4200万吨，2007年达到5840万吨，这超过美国1999年的水平。 比例低的主要原因：进入21世纪以来，由于我国大陆地区建筑用钢材需求增加，使粗钢总产量增加过快，高炉—转炉流程的产能和钢产量粗犷扩张，使得中国电炉钢比例有较大幅度地降低，同时也使得世界电炉钢比例有所降低，但目前仍在30%以上。 为什么世界各国及我国台湾地区的电炉钢比例均较高？因为