内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书摘 要错 过 了 工 业 革 命 ， 我 国 的 钢 铁 实 业 一 直 落 后 。 每 一 个 学 子 都 应该 了 解 钢 铁 的 形 成 ， 发 展 ， 前 景 ， 以 及 趋 势 。 上 个 世 纪 ， 电 弧 炉 炼钢 是 如 何 进 入 钢 铁 行 业 ， 是 谁 造 就 了 其 建 立 的 伟 大 之 举 。 相 信 经 融危 机 的 影 响 早 已 波 及 到 钢 铁 行 业 ， 如 何 才 能 高 效 ， 合 理 ， 环 保 ， 绿色 的 进 行 生 产 ， 这 是 我 们 应 该 关 心 的 话 题 。 电 弧 炉 炼 钢 技 术 已 有 100年 的 历 史 ， 第 二 次 世 界 大 战 后 电 炉 炼 钢 才 有 较 大 发 展 ， 在 最 近 的 20年 ， 电 弧 炉 炼 钢 技 术 发 展 尤 为 迅 速 ， 电 弧 炉 的 应 用 带 来 了 炼 钢 技 术的 革 命 。 尽 管 全 球 粗 钢 年 产 总 量 的 增 长 速 度 很 缓 慢 ， 但 以 废 钢 为 主要 原 料 的 电 弧 炉 炼 钢 的 产 量 所 占 的 比 重 却 在 逐 年 上 升 。 2001 年 ， 电弧 炉 炼 钢 占 世 界 钢 产 量 的 40 ， 成 为 最 重 要 的 炼 钢 方 法 之 一 。 与 高炉 铁 水 炼 钢 相 比 ， 其 竞 争 优 势 在 于 投 资 费 用 和 运 行 成 本 。 自 60 年 代中 期 提 出 电 弧 炉 超 高 功 率 概 念 以 来 ， 电 弧 炉 建 造 趋 于 大 型 化 、 高 功率 化 ， 出 现 现 了 多 种 新 型 式 的 电 弧 炉 。 在 发 展 大 型 电 弧 炉 的 过 所 以 ，就 必 须 了 解 交 流 电 弧 炉 的 特 点 ， 工 作 原 理 ， 车 间 布 置 ， 未 来 的 必 要性 ， 发 展 大 容 量 电 炉 和 提 高 电 炉 自 动 化 水 平 ， 采 用 大 功 率 静止 式 动 态 补 偿 技 术 ， 用 水 冷 构 件 代 替 耐 火 材 料 ， 炉 盖 第 四 孔 直 接 排烟 与 电 炉 周 围 密 封 罩 相 连 接 的 烟 尘 净 化 系 统 ， 炉 盖 第 五 孔 机 械 化 自动 化 加 料 系 统 ， 电 炉 使 用 还 原 铁 比 例 逐 渐 扩 大 ， 炉 外 废 钢 预 热 ， 炉内 燃 料 助 燃 ， 强 化 熔 池 用 氧 ， 开 发 底 气 搅 拌 系 统 和 泡 沫 渣 覆 盖 下 的冶 炼 工 艺 ， 从 冷 却 水 和 废 气 中 回 收 热 能 ， 采 用 全 连 铸 ， 发 展 纤 维 石墨 电 极 和 采 用 优 质 高 效 碱 性 镁 碳 炉 衬 等 。内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书文 献 综 述第 一 章 国 内 外 电 弧 炉 炼 钢 技 术 的 发 展 概 况 :1.1 电 弧 炉 发 展 史 ：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 好 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 。 1995 年 以 前 ， 电 炉 钢 比 例 保 持 在 20%左 右 ， 但多 数 炉 型 较 小 ， 且 以 模 铸 为 主 。 1996 年 以 后 ， 在 有 关 部 门 的 引 导和 支 持 下 ， 一 大 批 现 代 化 的 电 炉 投 产 、 达 产 ， 电 炉 发 展 进 入 新 的历 史 时 期 ， 但 电 炉 钢 比 例 一 直 在 16%左 右 徘 徊 。 2004 年 以 后 ， 电炉 钢 比 例 出 现 新 低 。 电 炉 炼 钢 原 料 以 废 钢 和 生 铁 为 主 ， 能 量 供 给以 电 能 为 主 。 我 国 电 力 紧 缺 ， 短 时 期 内 仍 难 满 足 国 内 电 炉 钢 生 产用 电 需 求 ， 缺 电 和 限 电 导 致 电 炉 间 歇 式 生 产 ， 生 产 成 本 更 趋 升 高 。目 前 转 炉 与 电 炉 冶 炼 钢 种 几 乎 相 同 ， 钢 质 量 差 距 不 大 。 然 而 在电 弧 作 用 下 ， 电 弧 区 钢 液 易 于 吸 氮 ， 影 响 钢 水 质 量 ， 不 利 于 生 产氮 含 量 较 低 的 钢 种 。 此 外 ， 电 炉 加 热 钢 水 会 使 熔 池 少 量 增 碳 ， 也不 利 于 生 产 碳 含 量 要 求 低 的 钢 种 。 同 时 ， 废 钢 中 残 余 元 素（ Cr、 Ni、 Cu 等 ） 的 循 环 富 集 ， 也 影 响 电 炉 生 产 高 纯 净 度 的 钢 种 。废 钢 电 炉 钢 水 与 高 炉 转 炉 钢 水 两 种 工 艺 相 比 ， 短 流 程 总能 耗 仅 为 长 流 程 的 50%。据 预 测 ， 我 国 将 在 2008 2009 年 结 束 工 业 化 中 期 阶 段 ， 钢 铁 生内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书产 和 消 费 将 出 现 拐 点 ， 之 后 钢 铁 增 长 速 度 必 将 迅 速 明 显 减 缓 。 当2020 年 左 右 实 现 工 业 化 后 钢 铁 消 费 将 达 到 峰 值 ， 此 后 废 钢 资 源 将越 来 越 多 ， 而 以 废 钢 为 主 的 电 炉 钢 资 源 的 成 本 优 势 也 将 日 益 凸 显 。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% 1.2.1 交 流 电 弧 炉现 在 国 外 最 大 容 量 的 交 流 电 弧 炉 ， 美 国 为 350t， 日 本 为 250t， 英国 和 苏 联 各 为 200t， 西 德 为 175t。 直 流 电 弧 炉 方 面 ， 以 日 本 的 130t单 电 极 和 法 国 82, 5t 三 电 极 的 为 最 大 。 在 我 们 国 内 ， 迄 今 为 止 还 没有 一 台 自 制 的 交 流 超 高 功 率 电 弧 炉 ， 合 作 生 产 的 百 吨 级 的 电 弧 炉 正在 进 行 。 江 苏 省 张 家 港 市 中 外 合 资 的 永 新 钢 铁 公 司 自 英 国 引 进 的 二手 货 70t 超 高 功 率 交 流 电 弧 炉 才 于 1991 年 6 月 初 以 高 功 率 试 运 行 。直 流 电 弧 炉 方 面 ， 自 从 太 原 重 型 机 器 厂 双 电 极 的 投 产 后 ， 西 安 电 磁机 械 厂 在 设 备 上 作 了 改 进 ， 增 设 了 磁 镜 线 圈 ， 已 制 成 W TD 系 列 、 容量 为 40t 以 下 的 双 电 极 直 流 电 弧 炉 产 品 ， 株 洲 电 炉 厂 也 有 类 似 产 品 ，至 于 有 底 电 极 的 直 流 电 弧 炉 ， 迄 未 投 入 工 业 性 生 产 。 由 此 可 以 说 在国 外 交 流 超 高 功 率 电 弧 炉 已 趋 成 熟 ， 并 向 直 流 电 弧 炉 方 向 发 展 。 而在 国 内 ， 交 流 超 高 功 率 电 弧 炉 还 刚 起 步 ， 直 流 电 弧 炉 也 处 在 初 创 阶段 ， 相 比 之 下 ， 差 距 甚 大 。内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书19932004年 我 国 电 炉 钢 产 量 及 电 炉 钢 比 例 的 变 化电 弧 炉 发 展 史内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书12.2 近 年 来 电 弧 炉 钢 产 量内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书1.2.3综 上 可 见 ， 电 弧 炉 炼 钢 自 问 世 以 来 ， 呈 不 断 增 长 的 发 展 势 头 ， 迄今 为 止 占 世 界 总 钢 产 量 达 31%以 上 ， 且 保 持 着 继 续 上 升 的 态 势 。 我 国电 弧 炉 钢 产 量 近 几 年 也 在 不 断 攀 升 ， 2007 年 ， 我 国 电 弧 炉 炼 钢 产 量内 蒙 古 科 技 大 学 高 等 职 业 技 术 学 院 毕 业 设 计 说 明 书达 到 5843 万 吨 ， 己 超 过 电 弧 炉 钢 生 产 大 国 一 美 国 ， 比 德 国 、 韩 国 全年 钡 产 量 还 要 多 ， 但 我 国 相 对 焦 煤 资 源 较 多 、 人 力 成 本 较 低 、 废 钢 资源 积 累 有 限 ， 电 力 资 源 价 格 仍 较 高 ， 所 以 电 弧 炉 钢 产 量 增 幅 远 低 于 转炉 钢 产 量 的 增 长 速 度 ， 比 例 呈 下 降 趋 势 。 3 国 内 外 电 弧 炉 炼 钢 技 术 及装 备 技 术 的 发 展 特 点全 球 电 弧 炉 钢 产 量 呈 不 断 上 升 的 趋 势 很 大 一 部 分 也 是 得 益 于 电 弧炉 炼 钢 技 术 和 装 备 技 术 的 不 断 创 新 和 进 步 。1.3 现 代 电 弧 炉 炼 钢 技 术1.3.1 近 年 来 ， 电 弧 炉 短 流 程 钢 厂 的 生 产 技 术 有 了 众 多 新 发 展 ，主 要 表 现 在 以 下 几 个 方 面 。(1)形 成 了 电 弧 炉 冶 炼 连 铸 “三 位 一 体 ”或 电 路 冶 炼 连 铸 一 连轧 “四 位 一 体 ”的 现 代 化 电 弧 炉 流 程 。 (2)电 弧 炉 功 能 逐 渐 变 为 初 炼炉 技 术 的 不 断 进 步 ， 改 变 和 结 束 了 原 电 弧 炉 的 熔 时 长 (3 个 多 小 时 )、老 三 期 操 作 (熔 化 期 、 氧 化 期 、 还 原 期 )以 及 产 量 低 、 渣 量 大 、 炉 容 小 、成 本 高 的 状 况 。(3)生 产 品 种 的 增 加 ， 从 起 初 的 长 材 、 扁 平 材 到 如 今 的 高 附 加 值产 品 进 入 21 世 纪 以 来 ， 电 弧 炉 短 流 程 钢 厂 开 始 生 产 高 附 加 值 产 品 。如 美 国 新 建 Severcorr 钢 厂 以 生 产 汽 车 板 为 主 ;俄 罗 斯 联 合 冶 金 公 司Vyksa 厂 主 要 生 产 用 于 北 极 及 其 他 高 寒 地 区 的 管 线 钢 。 我 国 天 津 无 缝钢 管 公 司 、 衡 阳 钢 管 公 司 、 舞 阳 钢 铁 公 司 在 无 缝 钢 管 和 高 质 量 特 厚钢 板 生 产 方 面 也 表 现 突 出 。(4)短 流 程 钢 厂 规 模 不 断 扩 大 化 俄 罗 斯 马 格 尼