1) EAF steelmaking
电弧炉炼钢
1.
Mathematical Model of EAF Steelmaking Procedure with Continuous Charging;
连续加料式电弧炉炼钢工艺数学模型
2.
Study on the materials and energy condition of using four furnace charges in EAF steelmaking process
电弧炉炼钢用四元炉料的冶炼过程物耗和能耗分析
3.
Based on the experience of EAF operated with original 90 MV·A transformer a program of studying EAF steelmaking with transformer of higher capacity was suggested.
A变压器的电弧炉炼钢电气运行的结果和经验,提出了超大容量变压器的电弧炉炼钢电气运行研究的流程为热试车前模拟研究、热试车研究、炼钢过程实际电气运行研究和生产运行研究。
2) Electric Arc Furnace Steelmaking
电弧炉炼钢
1.
Scrap Steel-Electric Arc Furnace Steelmaking Flow Sheet and Recycle Economy;
废钢-电弧炉炼钢流程和循环经济
5) three-phase electric arc furnace
三相电弧炼钢炉
6) elect arc steel making
电弧炼钢
补充资料：电弧炉炼钢
通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢的方法。电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利，发明后不久，就用于冶炼合金钢。并得到较大的发展。随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电炉钢的成本不断降低，现在电炉不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升（见表）。
中国在20年代以后，一些主要工业城市陆续建了一些小电炉,直到1950年后才有较快的发展,主要用于生产优质钢和合金钢。1980年产量约占钢总产量的20％，最大的电弧炉容量为50吨。
原料 电炉钢以废钢为主要原料，有些电弧炉采用直接还原的海绵铁来代替部分(30～70％)废钢。废钢经多次循环冶炼，会使某些对钢质有害而又不能在冶炼过程中除去的元素（如铜、铅等）富集。海绵铁比废钢纯净得多，掺和使用就可起"净化"的作用。冶炼合金钢时，大多数采用成分相近或相应的合金废钢为炉料，以节约昂贵的铁合金，不足之数在冶炼过程中再用铁合金补充。
补炉 上一炉的钢水和渣出净以后，立即把被侵蚀的炉衬补好。补炉动作要快，以便利用炉内的残余高温，将补炉料和原炉衬烧结在一起，并可减少热损失，节约电能。
装料 补炉完毕后，移开炉盖，用料筐从炉子顶部把炉料装入炉内。不易氧化和难熔的合金料如镍、钼等可与废钢同时装入。炉料的块度应适当搭配，堆密度以1.6～2.0吨／米3为宜。
炉料的熔化和供电制度 装好炉料,合上炉盖后,即降下电极到炉料面近处,接通主电路开关,将电极调节系统的转换开关放到自动控制位置，以次高级电压通电起弧。约5～10分钟,电弧伸入炉料熔成的"小井"后，改用最高电压，达到输入变压器的最大有效功率，加速熔化炉料。电极随"小井"底部的熔化而逐渐下降，直到电弧触到钢液，然后电极又随钢液面的升高而上提。当大部分炉料熔化，电弧就完全暴露在熔池面上,这时,为减少电弧对炉顶的强烈辐射，要改用较低电压，直到炉料完全熔化。炉子输入能量的制度，随炉子的容量、冶炼钢种和冶炼工艺而不同。附图是一座电弧炉冶炼的能量供给和温度制度示例。
吹氧助熔 电弧暴露在熔池面上并降低输入功率后，可即向熔池吹入氧气，以加速废钢的熔化。氧气压力为6～10公斤力／厘米2。吹氧不宜过早，否则所生成的氧化铁将积聚在温度尚低的熔池中，待温度上升时会发生急剧的氧化反应，引起爆炸式的大沸腾，导致恶性事故。
熔化期的氧化 在炉料将近全部熔化，而被炉渣覆盖时，取样分析并根据分析结果调整钢和渣的成分。此时，炉内是氧化性气氛，加上熔池中有来自锈蚀废钢和在熔化过程中废钢氧化产生的氧化铁，或者来自炉料铁矿石的氧化铁，钢液中的硅、磷、锰等元素会大量氧化。如果熔池有足够高的温度尤其是在吹氧时，氧炬附近的钢水就可引起碳的氧化。
在熔化期，合金废钢中除了硅、磷、锰、碳等元素氧化外，铬、钒、钛、铝、硼等元素也会氧化，硫、铅有少量氧化，只有镍、钼、铜、锡不氧化。
精炼 精炼过程通过对各阶段钢样和渣样的分析、温度的测定来调整和控制。在精炼期，除碳的氧化物成为气态逸出外，其他元素的化合物为固态或液态，分别浮入渣中，或留在钢液内。精炼就是把对钢质有害的一些元素和化合物，尽可能地从钢液中排除掉。
电弧炉冶炼分为单渣法和双渣法。一般如废钢含磷高,则采用双渣法,先加入氧化剂或向钢液中吹氧气，进行氧化，除去一部分碳、磷和其他杂质，扒去氧化渣再进行还原精炼。对含磷要求不高的钢种可采用不扒去氧化渣、直接用脱氧剂进行还原精炼的单渣法。冶炼高合金钢时，为避免炉料中合金元素的氧化损失，多采用以纯净废钢装料的单渣法。普碳钢和一般低合金钢可采用只造氧化渣的单渣法冶炼，许多生产普碳钢的大型电弧炉即采用此法；在氧化精炼末期，钢液成分和温度达到规定要求时出钢，同时加入铁合金到盛钢桶脱氧。为了充分利用变压器的容量，提高钢的质量和产量，降低电耗，近年采用炉外精炼，把电弧炉的双渣法中的还原期工作移到钢包或精炼炉中进行。
氧化精炼 氧化精炼的主要目的是去磷、去气、去非金属夹杂物，并将温度均匀地提高到高于出钢温度。碳的氧化，使熔池沸腾，起强烈搅拌作用，增加钢液和渣液的接触面，促进渣中的氧向钢液传输，以氧化杂质，提高熔池温度并使非金属夹杂上浮，进入炉渣。钢液中的氢、氮等气体扩散到一氧化碳气泡中，一起逸入炉气。钢液经过氧化精炼，如果仍含较高的磷，则需除去部分炉渣，再造新渣去磷。
还原精炼 操作过程是在氧化期结束除净氧化渣后，加入铝等进行预脱氧。随后立即加石灰、火砖块（或砂子）、萤石等先造稀薄渣,然后按照冶炼钢种的要求再加还原渣料进行还原精炼。常用的还原渣有电石渣和白渣等几种,它们都是还原性强的强碱性渣（碱度CaO:SiO2=3～4）。与其他炼钢渣相比，它们可以更多更快地脱去钢液中的氧和硫。由于炉气也是还原性的，钢液不易氧化，所加入的易氧化元素损失也很少。
电石渣的大致成分为：CaO55～65％,SiO210～15％，MgO8～10％,Al2O32～3％,MnO＜1％,CaC21～4％,FeO＜0.5％。电石渣分强电石渣和弱电石渣两种。强电石渣含碳化钙(CaC2)2～4％,冷后呈黑色并夹有白色条纹,无光泽。弱电石渣含CaC21～2％，冷后呈灰色。制造电石渣的方法是向炉内的稀薄渣上加较多的炭粉、硅铁粉，密封炉子不使空气进入，使碳与钙在高温下生成碳化钙。这种炉渣脱氧能力强，碳化钙与渣中氧化物反应生成CO逸出，而氧化物被还原成金属进入钢液：
(CaO)+3C─→(CaC2)+CO↑
(CaC2)+3(FeO)─→3[Fe]+(CaO)+2CO↑
为保持渣中有一定量的CaC2，需周期性地加入炭粉和石灰。由于形成CaC2所需的温度较高，所以造渣时间较长。这种渣易使钢液增碳，宜用于冶炼高碳钢种。还因它不易与钢液分离，会形成钢中的夹杂物，所以在出钢前要破坏电石渣，使它变成白渣。因为白渣与钢液之间界面张力大，不致污染钢液。
白渣的大致成分为：CaO60％， SiO220％，MgO8％，Al2O35％,MnO1％,FeO＜0.5％。造渣方法是向稀薄渣上加硅铁粉和适量的炭粉，使渣中 FeO还原成铁进入钢液，并形成SiO2，因此需追加石灰以保持渣液的碱度。
2(FeO)+Si─→2[Fe]+(SiO2)
(FeO)+C─→[Fe]+CO↑
这种炉渣的形成时间较短,脱硫能力强。炉渣呈白色,冷却后自行碎裂成白色粉末，以此得名。有时为了提高脱氧能力，在还原开始时,先造一个短时间的弱电石渣,随即使之转变为白渣。
另有火砖渣，用石灰、萤石和废耐火砖块造成，是中性渣，主要用于冶炼不锈钢；特点是加热快，不易增碳，渣、钢容易分离，但脱硫能力低。
参考书目
C.E.Sims, Electric Furnace Steelmaking，AIME,1962.
Electric Furnace Proceedings，AIME.1943～1981.
中国在20年代以后，一些主要工业城市陆续建了一些小电炉,直到1950年后才有较快的发展,主要用于生产优质钢和合金钢。1980年产量约占钢总产量的20％，最大的电弧炉容量为50吨。
原料 电炉钢以废钢为主要原料，有些电弧炉采用直接还原的海绵铁来代替部分(30～70％)废钢。废钢经多次循环冶炼，会使某些对钢质有害而又不能在冶炼过程中除去的元素（如铜、铅等）富集。海绵铁比废钢纯净得多，掺和使用就可起"净化"的作用。冶炼合金钢时，大多数采用成分相近或相应的合金废钢为炉料，以节约昂贵的铁合金，不足之数在冶炼过程中再用铁合金补充。
补炉 上一炉的钢水和渣出净以后，立即把被侵蚀的炉衬补好。补炉动作要快，以便利用炉内的残余高温，将补炉料和原炉衬烧结在一起，并可减少热损失，节约电能。
装料 补炉完毕后，移开炉盖，用料筐从炉子顶部把炉料装入炉内。不易氧化和难熔的合金料如镍、钼等可与废钢同时装入。炉料的块度应适当搭配，堆密度以1.6～2.0吨／米3为宜。
炉料的熔化和供电制度 装好炉料,合上炉盖后,即降下电极到炉料面近处,接通主电路开关,将电极调节系统的转换开关放到自动控制位置，以次高级电压通电起弧。约5～10分钟,电弧伸入炉料熔成的"小井"后，改用最高电压，达到输入变压器的最大有效功率，加速熔化炉料。电极随"小井"底部的熔化而逐渐下降，直到电弧触到钢液，然后电极又随钢液面的升高而上提。当大部分炉料熔化，电弧就完全暴露在熔池面上,这时,为减少电弧对炉顶的强烈辐射，要改用较低电压，直到炉料完全熔化。炉子输入能量的制度，随炉子的容量、冶炼钢种和冶炼工艺而不同。附图是一座电弧炉冶炼的能量供给和温度制度示例。
吹氧助熔 电弧暴露在熔池面上并降低输入功率后，可即向熔池吹入氧气，以加速废钢的熔化。氧气压力为6～10公斤力／厘米2。吹氧不宜过早，否则所生成的氧化铁将积聚在温度尚低的熔池中，待温度上升时会发生急剧的氧化反应，引起爆炸式的大沸腾，导致恶性事故。
熔化期的氧化 在炉料将近全部熔化，而被炉渣覆盖时，取样分析并根据分析结果调整钢和渣的成分。此时，炉内是氧化性气氛，加上熔池中有来自锈蚀废钢和在熔化过程中废钢氧化产生的氧化铁，或者来自炉料铁矿石的氧化铁，钢液中的硅、磷、锰等元素会大量氧化。如果熔池有足够高的温度尤其是在吹氧时，氧炬附近的钢水就可引起碳的氧化。
在熔化期，合金废钢中除了硅、磷、锰、碳等元素氧化外，铬、钒、钛、铝、硼等元素也会氧化，硫、铅有少量氧化，只有镍、钼、铜、锡不氧化。
精炼 精炼过程通过对各阶段钢样和渣样的分析、温度的测定来调整和控制。在精炼期，除碳的氧化物成为气态逸出外，其他元素的化合物为固态或液态，分别浮入渣中，或留在钢液内。精炼就是把对钢质有害的一些元素和化合物，尽可能地从钢液中排除掉。
电弧炉冶炼分为单渣法和双渣法。一般如废钢含磷高,则采用双渣法,先加入氧化剂或向钢液中吹氧气，进行氧化，除去一部分碳、磷和其他杂质，扒去氧化渣再进行还原精炼。对含磷要求不高的钢种可采用不扒去氧化渣、直接用脱氧剂进行还原精炼的单渣法。冶炼高合金钢时，为避免炉料中合金元素的氧化损失，多采用以纯净废钢装料的单渣法。普碳钢和一般低合金钢可采用只造氧化渣的单渣法冶炼，许多生产普碳钢的大型电弧炉即采用此法；在氧化精炼末期，钢液成分和温度达到规定要求时出钢，同时加入铁合金到盛钢桶脱氧。为了充分利用变压器的容量，提高钢的质量和产量，降低电耗，近年采用炉外精炼，把电弧炉的双渣法中的还原期工作移到钢包或精炼炉中进行。
氧化精炼 氧化精炼的主要目的是去磷、去气、去非金属夹杂物，并将温度均匀地提高到高于出钢温度。碳的氧化，使熔池沸腾，起强烈搅拌作用，增加钢液和渣液的接触面，促进渣中的氧向钢液传输，以氧化杂质，提高熔池温度并使非金属夹杂上浮，进入炉渣。钢液中的氢、氮等气体扩散到一氧化碳气泡中，一起逸入炉气。钢液经过氧化精炼，如果仍含较高的磷，则需除去部分炉渣，再造新渣去磷。
还原精炼 操作过程是在氧化期结束除净氧化渣后，加入铝等进行预脱氧。随后立即加石灰、火砖块（或砂子）、萤石等先造稀薄渣,然后按照冶炼钢种的要求再加还原渣料进行还原精炼。常用的还原渣有电石渣和白渣等几种,它们都是还原性强的强碱性渣（碱度CaO:SiO2=3～4）。与其他炼钢渣相比，它们可以更多更快地脱去钢液中的氧和硫。由于炉气也是还原性的，钢液不易氧化，所加入的易氧化元素损失也很少。
电石渣的大致成分为：CaO55～65％,SiO210～15％，MgO8～10％,Al2O32～3％,MnO＜1％,CaC21～4％,FeO＜0.5％。电石渣分强电石渣和弱电石渣两种。强电石渣含碳化钙(CaC2)2～4％,冷后呈黑色并夹有白色条纹,无光泽。弱电石渣含CaC21～2％，冷后呈灰色。制造电石渣的方法是向炉内的稀薄渣上加较多的炭粉、硅铁粉，密封炉子不使空气进入，使碳与钙在高温下生成碳化钙。这种炉渣脱氧能力强，碳化钙与渣中氧化物反应生成CO逸出，而氧化物被还原成金属进入钢液：
为保持渣中有一定量的CaC2，需周期性地加入炭粉和石灰。由于形成CaC2所需的温度较高，所以造渣时间较长。这种渣易使钢液增碳，宜用于冶炼高碳钢种。还因它不易与钢液分离，会形成钢中的夹杂物，所以在出钢前要破坏电石渣，使它变成白渣。因为白渣与钢液之间界面张力大，不致污染钢液。
白渣的大致成分为：CaO60％， SiO220％，MgO8％，Al2O35％,MnO1％,FeO＜0.5％。造渣方法是向稀薄渣上加硅铁粉和适量的炭粉，使渣中 FeO还原成铁进入钢液，并形成SiO2，因此需追加石灰以保持渣液的碱度。
这种炉渣的形成时间较短,脱硫能力强。炉渣呈白色,冷却后自行碎裂成白色粉末，以此得名。有时为了提高脱氧能力，在还原开始时,先造一个短时间的弱电石渣,随即使之转变为白渣。
另有火砖渣，用石灰、萤石和废耐火砖块造成，是中性渣，主要用于冶炼不锈钢；特点是加热快，不易增碳，渣、钢容易分离，但脱硫能力低。
参考书目
C.E.Sims, Electric Furnace Steelmaking，AIME,1962.
Electric Furnace Proceedings，AIME.1943～1981.
说明：补充资料仅用于学习参考，请勿用于其它任何用途。
参考词条