第1章 电弧炉炼钢概述 1
1.1 电弧炉炼钢发展概况 1
目录 1
1.2 电弧炉炼钢的特点 11
1.3 碱性电弧炉与酸性电弧炉 12
1.4 传统碱性电弧炉炼钢过程介绍 13
第2章 电弧炉的机械设备 16
2.1 电弧炉的构造 16
2.2.1 炉壳 18
2.2 炉体的金属构件 18
2.2.2 炉门 19
2.2.3 出钢槽和偏心炉底出钢 21
2.2.4 炉盖圈 27
2.2.5 电极密封圈 27
2.3 电极夹持器及电极升降装置 29
2.3.1 电极夹持器 29
2.3.2 电极升降装置的类型 31
2.3.3 电极升降机构 32
2.4 炉体倾动机构 34
2.4.1 对倾动机构的主要要求 34
2.4.2 倾动机构的类型 34
2.5 炉顶装料系统 37
2.5.1 炉顶装料的类型 37
2.5.2 炉盖提升旋转机构 39
2.5.3 炉盖提升机构与炉体开出机构 42
2.5.5 料罐 45
2.5.4 活动工作台 45
2.6 电弧炉的辅助装置 46
2.6.1 水冷装置 46
2.6.2 排烟除尘装置 47
2.6.3 炉顶加料装置 55
2.6.4 补炉机 56
2.6.5 风动送样装置 58
第3章 电弧炉的电气设备 61
3.1 概述 61
3.2.1 隔离开关 63
3.2 隔离开关和高压断路器 63
3.2.2 高压断路器 64
3.3 电炉变压器和电抗器 67
3.3.1 电炉变压器的特点 67
3.3.2 电炉变压器的冷却和维护 67
3.3.3 电炉变压器的调压 69
3.3.4 电抗器 71
3.4 短网 72
3.5.2 保护装置 75
3.5 测量、保护及信号装置 75
3.5.1 测量装置 75
3.5.3 信号装置 76
3.6 电极升降自动调节装置 77
3.6.1 电机放大机—直流电动机式自动调节器 77
3.6.2 可控硅—直流电动机式自动调节器 78
3.6.3 可控硅—电磁转差离合器式调节器 81
3.6.4 电液随动阀—液压传动式调节器 82
3.6.5 微机控制系统 82
3.6.6 电极自动调节系统的技术指标 83
3.7 配电操作 84
3.7.1 电炉操纵台（配电盘） 84
3.7.2 通电前的准备 85
3.7.3 送电操作 85
3.7.4 停电操作 85
3.7.5 电气设备的监视与维护 86
3.7.6 配电操作注意事项 86
4.1.1 耐火材料的主要性能指标 87
4.1 耐火材料的主要性能和分类 87
第4章 耐火材料和炉衬 87
4.1.2 耐火材料的分类 88
4.2 电弧炉用耐火材料 89
4.2.1 电弧炉对耐火材料的一般要求 89
4.2.2 炉盖用耐火材料 90
4.2.3 炉墙、炉底用耐火材料 92
4.3 电炉用绝热材料和粘结剂 95
4.3.1 绝热材料 95
4.3.2 粘结剂 95
4.4.1 熔池的形状和尺寸 96
4.4 炉型尺寸 96
4.4.2 熔炼室的形状和尺寸 97
4.4.3 炉盖的形状和尺寸 98
4.5 炉衬的砌筑 99
4.5.1 炉底的砌筑 99
4.5.2 炉墙的砌筑 101
4.5.3 炉盖的砌筑 102
4.5.4 酸性电弧炉炉衬 103
4.6.1 水冷挂渣炉壁 104
4.6 水冷炉衬 104
4.6.2 水冷炉盖 106
4.7 炉衬的维护 109
4.7.1 炉衬损坏的原因 109
4.7.2 炉底和炉坡的维护 110
4.7.3 炉墙的维护 110
4.7.4 炉盖的维护 111
5.1.2 废钢的分类 113
5.1.1 废钢的来源 113
第5章 原材料 113
5.1 废钢 113
5.1.3 对废钢的一般要求 114
5.1.4 废钢的管理工作 115
5.2 生铁、废铁和软铁 115
5.3 直接还原铁（DRI）、热压块铁（HBI）和脱碳粒铁 117
5.4 合金材料 118
5.4.1 常用的合金材料 118
5.4.2 对合金材料的管理工作 120
5.5.1 造渣材料 122
5.5 造渣材料和氧化剂 122
5.5.2 氧化剂 124
5.6 脱氧剂和增碳剂 125
5.6.1 脱氧剂 125
5.6.2 增碳剂 127
5.7 电极 127
5.7.1 对电极的要求 128
5.7.2 降低电极消耗的措施 129
6.1.1 配料 132
6.1 配料与装料 132
第6章 冶炼前的准备工作 132
6.1.2 装料 138
6.2 烘炉与补炉 140
6.2.1 烘炉 140
6.2.2 补炉 143
第7章 熔化期 146
7.1 炉料的熔化及物化反应 146
7.1.1 炉料的熔化过程 146
7.1.2 炉料熔化时的物化反应 148
7.2 缩短熔化期的途径 150
7.2.1 快速补炉和合理装料 150
7.2.2 吹氧助熔 150
7.2.3 燃料—氧气助熔 151
7.2.4 炉料预热 151
7.2.5 热装双联 152
7.3.1 熔化期提前造渣的作用 153
7.3.2 熔化期炉渣控制及去磷 153
7.2.6 注余钢水和炉渣倒回炉 153
7.3 熔化期造渣及去磷 153
7.3.3 熔化期石灰加入量的计算 155
第8章 氧化期 157
8.1 氧化方法 157
8.1.1 石氧化法 158
8.1.2 吹氧氧化法 158
8.1.3 综合氧化法 158
8.2 氧化去磷 158
8.2.2 炉渣碱度 160
8.2.1 炉渣的氧化性 160
8.2.3 炉渣成分 162
8.2.4 渣量 163
8.3 碳的氧化 165
8.3.1 矿石氧化法 165
8.3.2 吹氧氧化法 172
8.3.3 两种脱碳方法的比较 174
8.3.4 氧化期脱碳的目的 176
8.4 氧化期的造渣 177
8.4.2 造泡沫渣 178
8.4.1 造渣制度 178
8.4.3 炉渣的流动性 183
8.4.4 炉渣成分对渣况的影响及判断 184
氧化渣好坏的标准 184
8.5 合理控制脱磷与脱碳 185
8.5.1 正常情况下的脱磷和脱碳操作 185
8.5.2 熔氧结合脱磷工艺 186
8.5.3 不正常炉况下的操作工艺 187
8.6.2 氧化 189
8.6.1 熔清后取样及测温 189
8.6 氧化期操作要点 189
8.6.3 脱碳速度与脱碳量的要求 190
8.6.4 调整渣况 190
8.6.5 期中取样分析及控制好终点碳 190
8.6.6 温度控制 191
8.6.7 净沸腾 191
8.6.8 扒渣 191
8.6.9 增碳 192
9.1 脱氧 193
第9章 还原期 193
9.1.1 沉淀脱氧 194
9.1.2 扩散脱氧 201
9.1.3 综合脱氧 204
9.2 脱硫 205
9.2.1 影响脱硫的因素 205
9.2.2 脱硫的几个工艺环节 207
9.3 还原期的炉渣 209
9.3.1 白渣和电石渣 209
9.3.2 造渣制度 211
9.3.3 渣况判断 212
9.4 还原期温度控制 214
9.4.1 冶炼温度控制的重要性 214
9.4.2 熔池温度的判断 215
9.4.3 正确运用冶炼过程的电力曲线 216
9.4.4 出钢温度控制 218
9.5 钢液的合金化 219
9.5.1 合金加入顺序及操作特点 220
9.5.2 合金加入量的计算 222
9.6 还原期的操作工艺 239
9.6.1 白渣精炼 239
9.6.2 电石渣精炼 241
9.6.3 出钢操作 242
9.6.4 缩短还原期 243
9.6.5 成分异常处理 244
10.1 超高功率电弧炉的主要技术特征 249
第10章 超高功率电弧炉和直流电弧炉 249
10.2 超高功率电弧炉的技术难点及其克服措施 252
10.2.1 大电流供电 253
10.2.2 炉衬寿命 254
10.2.3 电弧炉运行稳定性和三相功率平衡 254
10.2.4 最大功率利用率和时间利用率 255
10.3 超高功率交流电弧炉 258
10.3.1 交流超高功率电弧炉的短网布线 258
10.3.2 对炉衬的要求 260
10.3.3 对石墨电极的要求 267
10.3.4 冶炼工艺特点 269
10.4 直流电弧炉 271
10.4.1 直流电弧炉的优越性 271
10.4.2 直流电弧炉的设备 277
10.4.3 直流电弧炉用耐火材料及石墨电极 298
10.4.4 直流电弧炉冶炼工艺和操作特点 303
10.5 超高功率电弧炉的相关技术 313
10.5.1 无渣出钢和留钢留渣操作 313
10.5.2 长弧泡沫渣操作 314
10.5.3 电弧炉底吹 320
10.5.4 二次燃烧技术 322
第11章 能量平衡及技术经济指标 325
11.1 电弧炉炼钢的能量平衡 325
11.1.1 能量的来源 326
11.1.2 能量的支出 327
11.2 电弧炉炼钢技术经济指标 332
11.2.1 产量 332
11.2.3 品种 334
11.2.4 消耗 334
11.2.2 质量 334
11.2.5 提高技术经济指标的主要途径 335
第12章 钢中气体、夹杂物 337
12.1 钢中气体 337
12.1.1 钢中气体对钢质量的影响 337
12.1.2 钢中气体的来源 340
12.1.3 电弧炉炼钢中气体变化规律 340
12.2.1 非金属夹杂物的种类 345
12.2 钢中非金属夹杂物 345
12.2.2 非金属夹杂物的来源 346
12.2.3 非金属夹杂物对钢质量的影响 347
12.2.4 冶炼过程中夹杂物的变化规律 350
12.2.5 降低钢中夹杂物的途径 351
第13章 合金钢冶炼 353
13.1 合金结构钢的冶炼 353
13.1.1 含钛合金结构钢 353
13.1.2 含硼合金结构钢 358
13.1.3 含铝合金结构钢 361
13.2 滚动轴承钢的冶炼 363
13.2.1 滚动轴承钢概述 363
13.2.2 操作要点 365
13.2.3 冶炼工艺分析 366
13.2.4 目前存在的主要质量问题及改善方法 369
13.3 高速工具钢的冶炼 372
13.3.1 高速工具钢概述 372
13.3.2 操作要点 376
13.3.3 冶炼工艺分析 379
13.3.4 冶炼工艺对碳化物不均匀性的影响 380
13.4 不锈钢的冶炼 382
13.4.1 晶间腐蚀 382
13.4.2 不锈钢中碳和铬的氧化理论 384
13.4.3 操作要点 387
13.4.4 冶炼工艺分析 389
第14章 钢液的炉外精炼 393
14.1 概述 393
14.2.1 真空碳脱氧 395
14.2 炉外精炼的基本原理 395
14.2.2 真空去气 399
14.2.3 氩气的精炼作用 400
14.3 钢液炉外真空处理 402
14.3.1 钢液循环真空脱气法 403
14.3.2 钢液提升真空脱气法 411
14.3.3 RH和DH的精炼效果 413
14.4 钢包吹氩 414
14.4.1 带沉入罩或钢包盖加合成渣吹氩精炼 415
14.4.2 成分调整密封吹氩法 416
14.4.3 CAS-OB法 417
14.5 钢包精炼法 418
14.5.1 LF钢包精炼炉简介 418
14.5.2 LFV法精炼工艺简介 419
14.5.3 LF钢包精炼脱硫 422
14.5.4 钢包精炼炉脱氧 425
14.5.5 钢包精炼炉冶炼过程温度控制原则和方法 426
14.6.1 减压条件下的碳氧反应 428
14.6 不锈钢炉外精炼 428
14.6.2 真空氧气脱碳（VOD）法 431
14.6.3 氩氧混合脱碳（AOD）法 438
14.6.4 AOD法与VOD法比较 450
第15章 电弧炉炼钢的发展动向 452
15.1 EOF 453
15.2 连续炼钢工艺 456
15.3 双炉壳电弧炉 460
15.4.1 Fuchs竖炉电弧炉 463
15.4 竖炉电弧炉 463
15.4.2 倾斜电极竖炉直流电弧炉 467
15.4.3 ContiArc电弧炉 470
15.4.4 双电极竖炉直流电弧炉 473
15.5 带风口喷吹的电弧炉 475
15.6 高阻抗电弧炉 478
15.7 转炉型电弧炉 479
15.8 计算机在电弧炉炼钢生产中的应用 483
15.8.1 电弧炉计算机控制系统简介 484
15.8.2 电弧炉炼钢车间过程控制系统举例 488
15.8.3 采用人工智能技术操作电弧炉的自动控制 494