电炉安全一、电炉炼钢的种类及简单介绍1、电炉炼钢的概述电炉炼钢主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。电炉炼钢的方法有电弧炉炼钢、感应炉炼钢、电渣炉炼钢，从世界范围来看，95%以上的电炉钢都是由电弧炉生产的，电弧炉炼钢一般采用碱性炼钢，故所谓的电弧炉炼钢通常是指碱性电弧炉炼钢。2、电炉炼钢的种类及结构简洁（1）碱性电弧炉炼钢碱性电弧炉氧化法冶炼是最基本的冶炼方法，他可以使各种废钢冶炼出高质量的碳素钢和合金钢。其他冶炼方法是在此基础上发展起来的。氧化法可分为补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期、出钢六个阶段。电弧炉主要由炉体、电极夹持器及电极升降装置、炉体倾动装置、炉盖提升或旋转装置等几部分组成，如图6-10所示。111213图6-10 炼钢电弧炉结构示意图1-倾炉液压缸；2-倾炉摇架；3-炉门；4-熔池；5-炉盖；6-电极；7-电极夹紧器； 8-炉体；9-电弧；10-出钢槽；11-横臂；12-立柱；13-短网（2）感应电炉炼钢感应电炉炼钢的主要特点是它向炉料中输送的电能的方式不同。由于感应炉冶炼中的热是在被加热的金属中产生的，所以在热工上说，感应炉是最好的工具。感应炉冶炼的特点在很大程度上表现为对原料的特殊要求上，这是由感应炉本身的工作条件和承担任务的特殊性决定的。感应炉冶炼基本是一个融化过程，较少采用氧化期冶炼。以无芯感应炉的为例，示意图如下： 无芯感应炉示意图感应炉坩埚的结构如下： 感应炉坩埚结构图1-感应器 2-绝缘胶木 3-石棉板 4-下面陶瓷 5-石棉板 6-耐火砖7-上面耐火砖 8-打结的坩埚 9-镁砂粘补处（3）电渣重熔法电渣炉重熔法是利用铜模和自耗电极在熔渣中熔化精炼，快速凝固得到高质量钢锭的方法。该设备以熔渣的电阻做发热源，以炉渣和钢液物化反应清洗钢中夹杂物产生特殊钢和合金的熔炼设备。电渣重熔过程包括准备造渣、重熔、精炼、补缩、锭子处理等。电渣炉的基本结构如下图。电渣重熔法原理示意图1- 电极把持器 2-电极接头 3-电极 4-移动式结晶器 5-渣池 6-金属熔池7-冷却水 8-钢锭 9-渣壳 10-引锭板 11-电源（4）真空感应炉炼钢将感应炉置于真空中进行熔化精炼的方法称为真空感应炉熔炼法。感应炉体和锭模都置于真空中，按结构可分为间歇式和半连续式。其熔炼过程分为装料、熔化、抽真空精炼、添加合金和出钢。一半连续式真空感应炉为例，其结构示意图如下半连续式真空感应炉示意图1-加料器 2-料篮 3（8、10）-阀门 4-真空室 5-合金炉料容器 6-感应炉和旋转轴 7-密封接口处 9-钢锭模 11-可上升支柱 12-可旋转的底盘 13-真空泵（5）电炉炼钢中还有真空自耗炉熔炼、等离子电弧炉重熔等其他方式，由于应用范围有限或规模较小，在此不再赘述。二、电炉炼钢冶炼过程简介以在我国应用最为广泛的碱性电弧炉氧化法为例，介绍电炉炼钢的熔炼工艺。一般可分为六个过程：1、补炉：由于高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀；吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击，电炉炉衬容易磨损，因此，需要对炉衬进行补炉。目前，在大型电炉上多采用机械喷补，机械喷补补炉速度快、效果好。2、装料：目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料筐）装料，每炉钢的炉料分13次加入。装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电极消耗以及合金元素的烧损等。因此，要求合理装料，这主要取决于炉料在料罐中的布料合理与否。3、熔化期：熔化期的主要任务是将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度；提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的50%70%，电耗占70%80%。现普遍采用吹氧助熔来缩短熔化期。4、氧化期：氧化期的主要任务是继续脱磷、脱碳，去除气、去夹杂，提高钢液温度。氧化期是氧化法冶炼的主要过程，能够去除钢中的磷、气体和夹杂物。5、还原期：还原期的主要任务是脱氧、脱硫，调整成分、调整温度，其中脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。6、出钢：出钢是炉前冶炼的最后一项操作，但必须具备出钢条件才能出钢，否则将会影响钢的质量和产量。传统电炉的出钢不包括留钢留渣操作。三、电炉炼钢的监管要点及危险有害因素辨识1、触电、电气事故危害。电炉通过高压电缆供电，电压在3000V以上，一旦发生漏电、短路现象，后果严重。2、高温烫伤危害。电炉炼钢过程涉及到的铁水、钢水、钢渣等温度都在1300以上，操作不当、喷溅等均能导致烫伤事故3、弧光辐射危害。电弧高温在3000以上，弧光除具有很强的可见光以外，还含有很强的紫外线，它对眼睛、皮肤有较强的烧伤能力。4、噪音危害。电炉从通电初期直到穿井结束，产生的噪音超过115dB，对人员的听力造成极大影响，容易产生噪声性耳聋。4、爆炸的危害。（1）电炉冷却系统漏水，进入电炉内操作不当会发生爆炸。（2）出钢过程加入合金潮湿或湿渣脱落发生爆炸。出钢过程中假罩或潮湿炉皮渣掉入钢包内或者加入的合金潮湿，同样会发生爆炸。（3）钢渣处理过程发生钢渣爆炸。钢渣处理有泼渣、闷渣等不同的方法，当液态钢渣流至渣池周边积水坑，经扰动就会发生爆炸。（4）氧气管道发生爆炸。氧气在管道内流速过高、管道内有金属废料、或 管道漏气在外界火源等情况下均能发生氧气管道爆炸事故。5、电极折断的危害。石墨电极属脆性材料，电极处于1000以上的高温环境中，承受机械力、电磁力、惯性以及突发的塌料的冲击力，易发裂断事故。电极断裂不仅对生产造成影响，且容易导致钢水溅出，在事故处理过程容易引发次生事故。6、炉盖崩塌的危害。炉盖崩塌是电弧炉冶炼过程中的恶性事故。炉盖崩塌时，几吨重的耐火砖落入炉内，钢渣四溅，常常引起火灾，对炉体附近二十余米内人员、设备安全造成极大威胁。炉盖发生崩塌事故的主要原因有：炉料内混有密封容器或炸弹等易炸物是外界因素；炉内瞬间产生了大量的CO达到了爆炸极限是条件因素；炉墙（炉盖）漏水且钢水淹没漏水点。7、炉内大沸腾的危害。由于炉料未熔清或加矿温度低或加矿过量或加矿速度快或炉渣过粘等原因，都可能使熔池内C-O反应过于剧烈，造成炉内大沸腾，压力猛增，火焰、钢渣剧烈喷吐，而发生安全事故8、漏钢的危害。电炉冶炼过程中，炉衬一般在1500以上的高温下工作，炉渣对炉衬有侵蚀作用，出完钢后炉衬温度又要突然下降，装料过程中炉衬还要受到炉料的机械冲击，电炉炉衬的工作条件是相当恶劣的，因此电炉炉衬寿命较转炉炉衬寿命短，也易发生漏钢事故。漏钢的类型有：（1）出钢口漏钢；（2）炉门口漏钢；（3）渣线处漏钢；（4）炉底漏钢。9、煤气中毒。电炉炼钢过程中也能产生煤气，意外泄出或操作失误，泄露的煤气容易导致人员中毒。四、电炉炼钢危险有害因素的对策措施1、触电危害的对策措施。技术措施：（1）设置隔离开关，主要用于电炉设备检修时断开高压电源，它只有在没有负载时才能进行开或合，否则会产生电弧而使闸刀熔化，并极易造成相间及对地短路。（2）设置断路器，断路器的作用是使高压电路在负载下接通或断开，并作为保护开关，在电气设备发生故障时，自动切断高压电路。（3）电弧炉停、送电时，开关操作顺序是：送电时先合上隔离开关，后合上断路器；停电时先断开断路器，后断开隔离开关。（4）设置电抗器，电抗器的作用是使电路中感抗增加，以达到稳定电弧和限制短路电流的目的，避免熔化期因塌料而引起断路器频繁跳闸。（5）变压器是电弧炉的关键设备，变压器不得长时间超负荷运行，以避免线圈和油面温升超过允许值；变压器运行过程中，必须加强监控和维护，以避免损坏。（6）短网是指变压器低压侧的引出线至电极这一段传导大电流的导体。短网的布置对三相电弧功率不平衡影响很大，三相电弧功率不平衡会造成局部炉墙损坏严重，甚至造成穿钢事故。设置保护装置：在电弧炉运行过程中，出现故障时，为防止事故扩大，必须迅速地使设备断电，但是，在短时间内，操作人员是不能及时发现和消除故障的，因此，电气设备均备有专用的继电保护装置。常用的保护装置有：过电流保护、瓦斯保护、油温保护等。为防止人为误操作，一般还安装下述联锁保护装置：隔离开关联锁装置、换电压联锁装置、炉体倾斜联锁装置、炉体倾斜及炉体移出与炉盖提升相互的联锁装置。电炉液压站，应在断电事故情况下仍能完成一次出钢动作。设置信号装置：信号装置的作用是指示电气设备的工作状态，操作人员根据指示信号进行操作，避免误操作。另外，当设备发生不正常运行状态时发出声光报警，通知相关人员采取措施及时处理。操作注意事项：（1） 送电冶炼前，应检查高压系统是否在断开位置，变压器应处于无负荷状态。（2）先送隔离开关，然后操作转换开关，合上断路器。（3）配电人员必须时刻注意炉前工人操作动向，加强与炉前工的联系。（4）操作工人上炉顶进行接电极等作业时，必须切断电源。（5）出钢时，必须先停电后出钢。（6）电炉冶炼过程中，禁止人员通过短网。（7）电炉炉体及其构件必须可靠接地。（8）必须加强对操作工人关于触电急救的培训。2、高温烫伤危害的对策措施。制定合理的操作规程，严谨违章操作，防止高温铁水、钢水、钢渣飞溅、溢流；在此区域内的职工必须穿阻燃服，严谨其他无关人员进入冶炼区域，在必要的周边设置安全警示标志及安全通道等；在值班室夏季应有降温空掉等设施，给职工供应足量的防暑降温用品3、弧光辐射危害的对策措施：这是电炉炼钢的不可消除到的现象，因此在炉前操作时必须戴好如蓝平镜等安全保护措施；对职工及外来人员加强教育，对此有足够的认识。4、噪音危害的对策措施：从工艺上采取降噪、隔声等技术措施；作业区域内的职工佩戴耳塞等劳动防护用品；加强职工安全教育。5、爆炸危害的安全对策措施：（1）冷却水漏水引起的爆炸的对策：发现大量冷却水进入转炉内，严禁动炉子，紧急升氧枪断水或切断其他漏水的进水阀门，待炉内的水蒸发完成后方能动炉进行处理。（2）出钢过程加入合金潮湿或湿渣脱落发生爆炸对策：保证加入合金的干燥，最好对加入的合金进行提前烘烤；炉壳上的渣子及时清理，防止潮湿渣子脱落。（3）钢渣处理过程爆炸的对策措施：钢渣坑周边严禁有积水，采取合理的钢渣处理工艺。（4）氧气管道爆炸的对策措施：氧气流速应符合国标 要求，必须小于15m/s，氧枪内不大于60m/s；氧气管道清洁施工，管道内严禁有杂质和异物；采用氧气专用阀门与材质；有良好的静电导除装置。（5）在操作室与可能爆炸区域设置防爆墙或隔离装置。休息室等严谨正对可能发生爆炸的区域6、炉盖崩塌危害的对策措施。必须把好钢铁料配料关，避免炉料中混入易炸物；从工艺、操作入手，避免CO达到爆炸极限；把好设备维护使用关，发现漏水点，及时处理。7、炉内大沸的安全对策：（1）立即切断电源，抬起电极，停止加矿和吹氧等操作。（2）立即向后摇动炉体，减少和防止钢渣从炉门溢出。（3）炉前平车应移开，以避免钢渣溢到平车上。（4）操作人员应靠两侧避开，防止被火焰及钢渣烫伤。（5）万不得已时，可适当提升炉盖，甚至加入硅铁，以抑制沸腾。8、漏钢危害的安全对策措施：（1）出钢口漏钢。此时应迅速把炉体向前倾斜，然后用沥青镁砂或白云石补漏钢的部位，补好后需将一些渣子推到补好的漏钢处，让它烧结好，再进行冶炼。（2）炉门口漏钢。应迅速把炉体向后倾斜，然后用沥青镁砂或白云石补漏钢的部位，待烧结良好，再进行冶炼。（3）渣线处漏钢。在保证钢水不流出的情况下，尽量将炉体倾斜，以便于用铁锹把镁砂或白云石从炉门口投向漏钢处进行堵塞。（4）炉底漏钢。如发现炉内钢水大沸腾，炉衬大块上浮，炉渣变稠，这些迹象表明炉底要漏钢了，必须及时采取措施