现代电炉炼钢生产技术手册PDF电子书下载

1现代电炉炼钢技术的发展概况 1

1.1国外现代电炉炼钢生产的发展 1

1.2我国现代电炉炼钢生产的发展 5

1.3现代电炉炼钢的技术特点 6

1.4现代电炉炼钢技术的发展 8

1.5我国现代电炉炼钢技术进步 10

1.6我国电炉炼钢存在的问题及解决对策 12

1.6.1存在的问题 12

1.6.2解决对策 13

1.7电炉冶炼周期的综合控制理论 15

1.7.1冶炼周期的综合控制理论 15

1.7.2电炉冶炼周期综合控制理论应用之一——电炉加部分铁水冶炼技术 17

1.7.3电炉冶炼周期综合控制理论应用之二——电炉工序效益最大化模型 19

1.8我国电炉炼钢发展的前景 20

参考文献 21

2电炉冶炼的原材料和辅助材料 22

2.1废钢 22

2.1.1废钢的几个有关概念 22

2.1.2废钢的分类 22

2.1.3对废钢的技术要求 25

2.1.4废钢的加工处理 26

2.2废钢代用品 26

2.2.1铁水 26

2.2.2生铁块 27

2.2.3直接还原铁（DRI） 27

2.2.4脱碳粒铁 28

2.2.5碳化铁 28

2.2.6改性生铁 28

2.2.7复合金属料 29

2.3合金料 29

2.3.1合金料的种类 29

2.3.2各种合金料的技术要求 30

2.4渣料 40

2.4.1石灰石 40

2.4.2石灰 41

2.4.3萤石 41

2.4.4轻烧白云石 42

2.4.5废黏土砖块 42

2.4.6硅石和石英砂 42

2.4.7合成渣料 43

2.5耐火材料 43

2.5.1耐火材料的分类 43

2.5.2电炉对耐火材料的技术要求 44

2.5.3电炉用耐火材料及主要质量指标 44

2.5.4电炉不同部位使用的耐火材料 46

2.6电极 46

2.6.1电极的基本技术要求 46

2.6.2电极的种类 47

2.6.3影响石墨电极消耗的主要因素 48

2.7各种介质 48

2.7.1介质的种类及要求 48

2.7.2介质的标识 51

参考文献 51

3电炉设备 53

3.1现代电炉炼钢设备 53

3.1.1机械设备 54

3.1.2供电系统 67

3.1.3供氧系统 79

3.1.4电气自动化系统 85

3.1.5装料系统及废钢预热系统 96

3.1.6出钢系统 102

3.2普通超高功率交流电炉 104

3.2.1普通超高功率交流电炉技术要点 104

3.2.2超高功率电炉的技术难点及其克服措施 106

3.2.3超高功率交流电炉的短网布线 108

3.3超高功率直流电炉 110

3.3.1直流电炉的特点 110

3.3.2直流电炉设备 111

3.4烟道竖炉电炉 118

3.4.1竖井式Fuchs竖炉电炉 118

3.4.2双竖炉电炉 120

3.4.3复式竖炉电炉 120

3.4.4指形烟道竖炉电炉 121

3.4.5ContiArc烟道竖炉直流电炉 121

3.4.6Comelt烟道竖炉电炉 123

3.4.7UL-BA烟道竖炉电炉 124

3.4.8IHI烟道竖炉电炉 124

3.4.9多级废钢预热竖炉电炉（MSP） 125

3.5Consteel电炉 126

3.6ConArc转炉型电炉 127

3.7双炉壳直流电炉 129

3.8Ecoarc电炉 131

参考文献 132

4现代电炉冶炼技术 134

4.1电炉冶炼周期及控制 134

4.1.1电炉功能的演变与发展 134

4.1.2现代电炉炼钢基本操作技术 135

4.1.3缩短电炉冶炼周期、降低电耗的措施 138

4.1.4电炉炼钢工艺与流程的匹配 139

4.2快速熔炼技术 142

4.2.1炼钢原材料的选择 142

4.2.2泡沫渣技术 143

4.2.3废钢预热技术 145

4.3低氮电炉炼钢生产技术 146

4.3.1铁水加入量对钢液中氮含量的影响 146

4.3.2供氧方式对钢液氮含量的影响 147

4.3.3泡沫渣操作对钢液氮含量的影响 147

4.3.4出钢脱氧对钢包钢液氮含量的影响 147

4.3.5电炉底吹不同气体对钢液氮含量的影响 148

4.3.6电炉留钢操作对钢液氮含量的影响 149

4.4电炉冶炼工艺优化模型 149

4.4.1电炉炉料结构模型 149

4.4.2以工序效益最大化为目标的现代电炉冶炼工艺优化模型 153

4.4.3废钢熔化模型 156

4.4.4碳含量动态预报模型 158

4.4.5电炉供氧模型 159

4.5电炉冶炼终点控制技术 161

4.5.1电炉终点控制的意义 161

4.5.2电炉中的碳—氧反应分析 161

4.5.3电炉终点控制的措施 163

4.6电炉智能炼钢技术 164

4.6.1智能电炉炼钢技术 164

4.6.2智能电炉炼钢技术的发展 165

4.6.3智能化炼钢对钢冶炼成本及质量的影响 166

4.6.4智能化炼钢的发展方向 167

参考文献 167

5电炉冶炼过程物料平衡与能量平衡 170

5.1物料平衡计算模型 171

5.1.1单项物料平衡计算表达式 171

5.1.2按工艺计算物料平衡表达式 176

5.2能量平衡计算模型 178

5.2.1单项物料的热量计算表达式 178

5.2.2热收入及热支出计算表达式 179

5.3单项物料平衡与热平衡计算 179

5.3.1单项物料平衡计算 180

5.3.2单项物料产生热量计算 183

5.4不同原料配比下的物料平衡与热平衡理论计算 185

5.4.1不同铁水比下的物料与能量平衡计算 185

5.4.2其他原料结构下的物料与能量平衡计算 196

5.5电炉炼钢冶炼过程供电 200

5.5.1交流供电与直流供电 200

5.5.2电炉电气运行技术 201

5.5.3供电曲线 203

5.5.4辅助能源输入控制 205

5.6电炉炼钢冶炼过程物理热与化学热的利用 206

5.6.1电炉炼钢冶炼过程的铁水热装 206

5.6.2电炉炼钢冶炼过程的强化用氧 213

5.6.3电炉炼钢冶炼过程的二次燃烧 229

5.6.4电炉炼钢冶炼过程的底吹工艺 235

5.6.5电炉炼钢冶炼过程的泡沫渣工艺 241

5.6.6电炉炼钢氧枪设计 245

5.6.7电炉炼钢的用氧自动化 259

附录5.1电炉物料平衡与能量平衡计算用参数及变量 268

附录5.2电炉废钢熔化实验 272

附5.2.1油氧火焰废钢熔化实验 272

附5.2.2冰块模拟熔化实验 272

附5.2.3回转炉废钢熔化实验 273

参考文献 273

6与电炉冶炼配套的炉外精炼技术 277

6.1与电炉冶炼配套的炉外精炼技术概述 277

6.1.1与电炉炼钢相匹配的主要炉外精炼方法 277

6.1.2以电炉为初炼炉的不同种类钢种精炼工艺路线的选择 277

6.1.3主要几种精炼方式与电炉的节奏匹配 278

6.2钢包精炼炉（LF） 279

6.2.1钢包精炼炉出现和发展的必然性 279

6.2.2钢包精炼炉的技术特点和核心功能 279

6.2.3钢包精炼炉生产工艺过程实践 294

6.2.4钢包精炼炉生产常见问题探讨 300

6.2.5钢包精炼炉设备 301

6.2.6钢包精炼炉耐火材料 303

6.2.7钢包精炼炉存在的问题和发展趋势 307

6.3VD／VOD／RH精炼方法功能描述 308

6.4低硫钢的生产 309

6.4.1LF-IR精炼方法生产低硫钢关键技术要点 310

6.4.2其他低硫钢生产技术和极低硫化新技术的探索 311

6.5低碳钢的生产 312

6.5.1通过RH生产低碳钢 313

6.5.2通过LF+VD生产低碳钢 314

6.5.3低碳钢生产中防止钢水增碳技术 316

6.6精炼工艺与产品质量 316

6.6.1钢液中夹杂物对产品质量的影响 316

6.6.2精炼提高钢液洁净度的技术手段 318

6.6.3通过精炼处理后钢液的质量水平 319

参考文献 320

7典型钢种的电炉和精炼工艺路线与技术 321

7.1轴承钢 321

7.1.1轴承钢的种类及应用 322

7.1.2轴承钢合金元素组成及性能要求 323

7.1.3轴承钢常见缺陷、危害、产生原因及防范措施 325

7.1.4轴承钢的冶炼与连铸 334

7.2弹簧钢 340

7.2.1弹簧钢的分类及应用 340

7.2.2弹簧钢的合金元素组成及性能要求 340

7.2.3弹簧钢常见缺陷、产生原因及防范措施 341

7.2.4弹簧钢的冶炼与连铸 342

7.2.5小结 343

7.3齿轮钢 343

7.3.1齿轮钢的分类及应用 343

7.3.2齿轮钢的合金元素组成及性能要求 344

7.3.3齿轮钢常见缺陷、产生原因及防范措施 346

7.3.4齿轮钢的冶炼与连铸 346

7.3.5小结 347

7.4硬线钢 347

7.4.1硬线钢的分类及应用 347

7.4.2硬线钢的合金元素组成及性能要求 347

7.4.3硬线钢的常见缺陷、产生原因及防范措施 349

7.4.4硬线钢的冶炼与连铸 352

7.4.5小结 357

7.5石油管用钢 357

7.5.1石油管的分类及作业环境 357

7.5.2石油管的合金元素组成及性能要求 360

7.5.3石油管用钢的常见缺陷、产生原因及防范措施 370

7.5.4石油管用钢的冶炼与连铸 375

7.6不锈钢 380

7.6.1不锈钢的应用及分类 380

7.6.2不锈钢的冶炼工艺路线 381

7.6.3不锈钢的冶炼 383

7.6.4不锈钢的浇铸 393

参考文献 395

8电炉流程的清洁化生产和循环经济 397

8.1炉气净化系统 398

8.1.1电炉烟气主要指标和净化要求 398

8.1.2电炉除尘系统基本设计 399

8.1.3电炉除尘系统新技术 404

8.2炉渣处理系统 405

8.2.1炉渣主要指标和处理要求 405

8.2.2炉渣处置与利用技术 406

8.2.3炉渣处理新技术 409

8.3循环水系统 411

8.3.1电炉循环水质和排放要求 411

8.3.2电炉炼钢循环水系统的组成 412

8.3.3循环冷却水的处理 412

8.3.4循环冷却水系统管道的处理 413

8.3.5循环水系统的运行 415

参考文献 419

9现代电炉炼钢的冶金质量控制 420

9.1现代电炉炼钢的技术特点 420

9.1.1能源特点 420

9.1.2原料特点 421

9.1.3冶炼过程特点 427

9.2成分控制 428

9.3洁净度控制 433

9.3.1非金属杂质元素氧、硫、磷对钢质量的影响 433

9.3.2非金属夹杂物对钢质量的影响 434

9.3.3气体对钢组织性能的影响 437

9.3.4金属杂质对钢质量的影响 439

9.4现代电炉钢质量水平 441

9.4.1关于钢的纯净度要求 441

9.4.2铁资源质量控制 441

9.4.3钢水质量控制 449

9.4.4洁净钢生产技术 456

9.4.5我国电炉产品的质量水平 458

9.5现代电炉钢水的检验方法 463

9.5.1钢水的检验 463

9.5.2钢水常用的检测设备及分析原理 465

9.5.3取样与制样 467

附录 钢中常见残余元素的主要用途 467

参考文献 470

10现代电炉工厂设计和典型流程 472

10.1工厂设计 472

10.1.1概况 472

10.1.2生产规模 473

10.1.3产品方案及代表钢种化学成分 473

10.1.4原材料及金属平衡 473

10.1.5生产能力 475

10.1.6工艺流程决定 475

10.1.7车间工作制度 476

10.1.8车间组成及工艺布置选择 476

10.1.9设备选型及其主要性能 479

10.1.10车间主要技术经济指标 480

10.1.11车间主要消耗指标 480

10.1.12车间劳动定员 480

10.2典型流程 480

10.2.1电炉工艺流程的设计 480

10.2.2电炉—CSP薄板坯连铸连轧生产线 481

10.2.3电炉—中板生产线 483

10.2.4电炉—棒材生产线 486

10.2.5电炉—无缝管生产线 491

10.2.6电炉—AOD／VOD不锈钢生产线 494