电炉炼钢第一部分.pptVIP

02-11-18 东北大学/阎立懿 现代冶金学（钢铁冶金卷）——炼钢篇：电炉炼钢 电炉炼钢流程示意 第一章 电炉炼钢及其发展 前言 电炉炼钢发展历史 电炉炼钢发展前景 后语 1.1 前言 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，不包括加热炉、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)。 1.2 电炉炼钢发展历史 回顾一下现代炼钢简史，见表1-1 。 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。 由炼钢方法百年兴衰看电炉发展 电炉炼钢在这100多年中，其发展速度虽然不如二十世纪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，电炉钢产量及其比例始终在稳步增长。 尤其二十世纪70年以来，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。 图1-1 炼钢方法百年兴衰 由钢产量与产品结构变化看电炉发展 1）钢产量 1970 ～1999年（世界电炉炼钢发展期），世界粗钢总量一直徘徊在7.0～8.0亿吨之间。但电炉钢产量比例一直在稳步上升，世界粗钢产量的变化，分别见图1-2、1-3，表1-2 。 图1-2 不同方法钢产量变化情况 图1-3 2000年世界金属平衡情况 表1-2 世界粗钢总量与电炉钢产量 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廉价的电力，使得电炉发展迅速，见表1-3。 欧洲 1978 ～ 1998年20年间转炉钢与 电炉钢产量的变化如下： 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%。 欧洲电炉钢产量变化见图1-4。 图1-4 欧洲电炉钢产量变化 表1-4 近年几个主要产钢国电炉钢的发展 表1-5 2004年各国钢产量与电炉钢比例 表1-6 01~03年中国及世界电炉钢的增长速度 表1-6 01~03年中国及世界电炉钢的增长速度 表1-7 中国粗钢产量与电炉钢比 2）电炉钢产比例1993年达到最高的23.2%（2075万吨），之后大幅度降低，并徘徊在15 ～ 18%。但电炉钢产量在一直增加，且近年增加很快，1999 ～ 2004年的五年间增加了2000万吨，2004年超过4200万吨（14.9%），这接近美国1999年的水平。 3）预计到2020年中国总钢产量达到4.7亿吨，其中电炉钢产量要达到1.2亿吨；与2004年相比分别增加了约68%与200% 。 图1-5 中国电炉炼钢的发展情况 2）钢的品种结构—实现“全方位竞争” 电炉钢不但在传统的特殊钢和高合金钢领域继续保持其相对优势，而且正在普钢领域表现出强劲的竞争态势。 在产品结构上，电炉钢几乎覆盖了整个长材生产领域，诸如圆钢、钢筋、线材、小型钢、无缝管，甚至部分中型钢材等。并且正在与转炉钢争夺板材（热轧板）市场。 总之，电炉的发展使得平炉完成它的使命，并与转炉形成竞争，此格局将在较长时期内存在。 1.3 电炉炼钢的发展前景 电弧炉从诞生至今已超过100年了，在这百年中，电炉的设备工艺技术在不断发展，产量不断地提高，其原因是电炉炼钢的经济效益与环境优势。