第一篇 电弧炉炼钢与设备的选型 1
第一章 电弧炉炼钢 1
第一节 电弧炉炼钢的流程与特点 1
一、电弧炉炼钢的常用流程 1
二、电弧炉炼钢及特点 1
三、电弧炉冶炼的常用钢种 2
第二节 电弧炉炼钢的原材料 4
一、废钢 4
二、生铁 6
三、直接还原铁 6
四、铁水 8
五、碳化铁 9
六、脱碳粒铁 9
第三节 合金与造渣材料 10
一、合金材料 10
二、造渣材料 12
第四节 氧化剂、脱氧剂、增碳剂及其他 12
一、氧化剂 12
二、脱氧剂 13
三、增碳剂 14
四、铁合金 14
五、电极 14
六、各种材料堆积密度与允许堆高 15
第五节 原料供应规模与消耗 15
一、铸坯（或钢锭）需要量的计算 15
二、电弧炉炼钢厂的物料平衡 17
三、电炉车间昼夜所需废钢量 17
四、废钢料筐的容积和数量 18
五、电弧炉冶炼过程物料平衡与能量平衡 18
六、物料平衡计算模型 18
七、能量平衡计算模型 26
八、单项物料平衡与热平衡计算 28
九、不同原料配比下的物料平衡与热平衡理论计算 33
十、电弧炉炼钢冶炼过程物理与化学热的利用 49
第六节 传统老三期电弧炉炼钢过程简介 57
一、电弧炉炼钢流程 57
二、装料 58
三、熔化期 61
四、氧化期 63
五、还原期 64
六、出钢 64
七、补炉 65
第七节 现代电炉炼钢的特点与操作 65
一、现代电炉炼钢的特点 66
二、现代电炉炼钢的基本工艺操作 66
第二章 电弧炉炼钢生产能力与电弧炉选型 69
第一节 电弧炉炼钢车间生产能力与技术经济指标 69
一、产量和效率 69
二、炉子容量与座数及选型的确定 70
三、炼钢电弧炉与连铸机的配合 71
第二节 电弧炉炼钢车间工艺设计与布置 71
一、电弧炉炼钢车间 71
二、炉子跨高度的确定 72
三、电炉跨厂房长度的确定 73
四、电炉公称容量与配套的起重机能力 73
五、工艺设计与土建设计的关系 73
第三节 电弧炉在炼钢车间的工艺布置 75
一、电弧炉在车间的平面布置 75
二、电弧炉在车间的立面布置 76
三、炉子跨的布置及尺寸确定 76
第二篇 现代电弧炉炼钢设备与设计 79
第三章 超高功率炼钢电弧炉 79
第一节 超高功率电弧炉的技术特征 79
一、超高功率电弧炉的技术特点 79
二、电弧炉炼钢工艺及其流程优化 80
三、电弧炉产生公害的抑制 81
第二节 超高功率电弧炉的技术难点及其克服措施 82
一、交流超高功率电弧炉的技术难点 82
二、克服措施 82
三、对炉衬的要求 84
第三节 超高功率电弧炉配套相关技术 85
一、水冷炉壁与水冷炉盖技术 85
二、无渣出钢技术 86
三、泡沫渣埋弧技术 87
四、电弧炉吹氧脱碳搅拌 87
五、电弧炉底吹搅拌 87
六、炭氧喷枪、氧燃烧嘴技术 88
七、二次燃烧技术 88
八、废钢预热技术 89
第四章 高阻抗交流炼钢电弧炉 90
第一节 高阻抗交流电弧炉概述 90
一、高阻抗交流电弧炉的工作原理 90
二、高阻抗电弧炉的主要工作特点 91
三、高阻抗交流电弧炉与普通阻抗交流电弧炉的区别 91
四、高阻抗电弧炉操作原则 93
第二节 高阻抗电弧炉变压器参数的设计 94
一、变压器二次侧段间电压的确定 95
二、变压器二次侧最高二次电压的确定 95
三、变压器二次侧最低电压的确定 95
四、恒功率段的确定 96
五、恒电流段的确定 96
六、二次侧电压级差的确定 96
第三节 高阻抗电弧炉电抗器参数的设计 96
一、电抗器在高阻抗电弧炉中的作用 96
二、电抗器的连接方式 97
三、影响运行电抗大小的因素 98
四、电抗器容量确定方法 98
五、功率因数法计算举例 102
六、电弧功率恒定法的计算举例 106
七、国外部分不同容量的高阻抗电弧炉参数选取 107
八、交流、直流电弧炉和高阻抗电弧炉的比较 109
第五章 连续加料炼钢电弧炉 110
第一节 水平连续加料电弧弧炉概述 110
一、水平连续加料电弧炉工作原理 110
二、设备组成特点 110
三、工艺的主要特征 110
四、国内外水平连续加料电弧炉的使用情况 112
第二节 水平连续加料电弧炉机械的结构形式与特点 115
一、水平连续加料电弧炉机械的结构形式 115
二、水平连续加料电弧炉机械的结构特点 115
第三节 炉体与倾动机构设计 118
一、废钢在炉内熔化的机理 118
二、炉体开口位置与尺寸的选择 119
三、倾动机构的设计 120
第四节 连续加料预热系统 120
一、连续加料预热系统的主要工艺技术参数 120
二、连续加料预热系统的结构组成与功能描述 121
第五节 连续加料部分的电控装置 128
一、连续式上料机构的基础自动化和监视系统的功能 129
二、动态密封控制和操作逻辑 129
三、连续加料预热的基础自动化及过程控制系统 129
四、电气设备 131
第六节 连续加料电弧炉的新技术 132
一、目前水平连续加料电弧炉存在的问题 132
二、连续加料电弧炉设计应注意的事项 133
三、新型废钢预热装置 134
第六章 直流炼钢电弧炉 137
第一节 直流电弧炉的优越性 137
第二节 国内外直流电弧炉使用情况 139
一、我国引进的大型直流电弧炉情况 139
二、我国引进的部分大型直流电弧炉使用情况 140
三、我国研制的直流电弧炉 140
四、部分已运行的国外直流电弧炉情况 141
第三节 直流电弧炉的总体设计 142
一、总体布置 142
二、炉体各部分尺寸设计 143
三、熔炼室尺寸确定的说明 145
第四节 直流电弧炉机械设备 145
一、直流电弧炉设备的特点 146
二、直流电弧炉的短网结构 147
三、直流电弧炉的底电极 147
四、直流电弧炉底电极的绝缘装置 149
第五节 底电极结构形式 150
一、风冷多触针型底电极 150
二、钢片型风冷底电极 151
三、导电炉底 152
四、水冷棒式底电极 152
第六节 水冷棒式底电极电能和热能计算 154
一、计算目的 155
二、已知数据 155
三、电极的基本形状 155
四、计算条件 156
五、计算过程 157
六、计算汇总 163
七、底电极理论温度曲线 164
八、棒式水冷底电极结构设计 165
九、底电极熔化深度与通电时间的关系 166
第七节 底电极的偏弧计算 166
一、设计思想 166
二、偏弧的计算过程 166
三、结论 173
第八节 直流电弧炉的电气设备 174
一、电源设备 174
二、真空开关柜 174
三、整流变压器 174
四、整流设备 177
五、电抗器 183
六、高次谐波滤波器 184
七、电极调节装置 184
第九节 直流电弧炉主要电参数的确定 185
一、概述 185
二、整流变压器的额定容量 185
三、最高空载直流电压及相应变压器二次电压的确定 186
四、直流额定电流与额定电压的确定 187
五、直流电抗器 188
六、其他参数的确定 189
七、直流电弧炉的耐火材料指数与喷溅指数 190
八、交流电弧炉改造成直流电弧炉的电参数 191
第十节 直流电弧炉的检测及其控制 192
一、检测和控制装置 192
二、直流电弧炉的控制 193
三、直流电弧炉的炉底电极温度监控 194
第十一节 直流电弧炉炉衬及耐火材料 196
一、直流电弧炉炉盖及耐火材料 196
二、直流电弧炉炉墙及耐火材料 197
三、直流电弧炉炉底及耐火材料 197
四、水冷式棒状底电极用耐火材料 198
第十二节 直流电弧炉冶炼工艺 198
一、烘炉和起弧 198
二、熔化特性 199
三、冶金反应特点 200
四、供电特点 201
五、造渣特点 202
六、交流电弧炉与直流电弧炉技术经济指标的比较 202
第七章 其他类型电弧炉设备 204
第一节 双炉壳炼钢电弧炉 204
一、双炉壳电弧炉的工作原理及其主要特点 204
二、双炉壳电弧炉可以达到的效果 205
三、双炉壳直流电弧炉 206
第二节 竖式炼钢电弧炉 209
一、竖式电弧炉 209
二、竖式电弧炉的优越性 211
三、竖式电弧炉的结构 211
四、竖式电弧炉的缺点和应用条件 212
五、几种废钢预热式电弧炉技术特点 212
六、辅助能源利用 213
七、双电极竖井式直流电弧炉 215
第三节 转炉型炼钢电弧炉 217
第四节 环保型高效电弧炉 219
一、结构形式及其操作概况 219
二、ECOARC的特征 219
第三篇 电弧炉的机械设备与设计 221
第八章 炼钢电弧炉的总体设计 221
第一节 电弧炉设备的初步设计 221
一、主要工艺、技术参数设计的内容 224
二、工艺布置图设计 224
三、几种常见电弧炉工艺布置图 224
第二节 电弧炉工艺布置主要尺寸的确定 229
一、电弧炉对主厂房建筑及安全设施的要求 229
二、电弧炉布置方式与位置的确定 230
三、变压器室的布置 231
四、高压柜室的布置 231
五、低压控制室的布置 232
六、液压间的布置 232
七、附属设备的布置 232
第三节 电弧炉土建用资料设计要点 233
一、电弧炉基础图的设计要点 234
二、操作平台的设计要点 234
三、变压器室设计要点 235
四、高压柜室设计要点 236
五、低压控制室设计要点 236
六、液压室设计要点 237
七、介质设计要点 237
八、附属设备基础设计要点 238
第九章 炉体装配 239
第一节 炉体装配的总体设计 239
一、熔池的形状与尺寸参数的确定 240
二、熔炼室尺寸的确定 242
三、炉盖的厚度 244
四、炉壳直径与高度 244
五、超高功率电弧炉炉型及其结构设计 247
第二节 炉体 248
一、上炉体 248
二、下炉体 249
三、偏心底下炉体 250
第三节 水冷炉壁 252
一、采用水冷炉壁的意义 252
二、水冷炉壁使用效果 254
三、水冷炉壁的结构 254
四、水冷炉壁主要参数的计算 257
五、水冷炉壁的试压检验 261
第四节 炉门装配 262
一、炉门 262
二、炉门框 262
三、炉门槛 263
四、炉门提升装置 263
第五节 出钢机构 263
一、槽出钢 264
二、偏心底出钢 264
三、炉底中心出钢 266
四、偏位炉底（OBT）出钢 266
五、RBT底出钢方式 266
六、水平无渣出钢（HT）及水平旋转（HOT）出钢 267
七、滑动水口式出钢 267
八、低位出钢 268
九、塞棒出钢口 268
第六节 电弧炉炉衬的砌筑 269
一、炉底衬的结构与砌筑 269
二、炉壁的结构与砌筑 270
三、水冷炉壁衬 270
四、EBT出钢口结构与砌筑 271
五、出钢槽的砌筑 271
第十章 炉盖装配 273
第一节 炉盖圈与电极水冷圈 273
一、炉盖圈 273
二、电极水冷圈 274
第二节 箱式水冷炉盖 274
一、箱式水冷炉盖的结构形式 274
二、箱式水冷炉盖设计时的注意事项 276
第三节 管式水冷炉盖 276
一、炉盖结构形式 276
二、管式水冷炉盖的设计 276
第四节 炉盖的砌筑 278
一、砌砖炉盖 278
二、水冷炉盖 278
第十一章 倾炉机构 279
第一节 倾炉机构的作用与摇架结构形式 279
一、倾动机构的作用与特点 279
二、倾动机构的驱动方式 279
三、摇架 279
四、摇架在支撑底座上的定位方式 280
第二节 整体基础式电炉的倾炉机构 282
一、整体基础式电炉倾炉机构的结构组成 282
二、整体基础式电炉倾炉机构的特点 283
第三节 基础分体式电炉的倾动机构 284
一、基础分体式电炉倾炉机构的结构组成 284
二、基础分体式倾炉机构的特点 285
第四节 倾炉机构的其他部分 285
一、水平支撑装置 285
二、锁定装置 285
三、倾炉液压缸 285
四、底座 286
五、限位装置 286
第五节 倾炉计算 286
一、空炉重心的计算 286
二、倾动力矩的计算 287
三、倾炉液压缸推（拉）力的计算 290
四、倾炉液压缸行程的计算 291
五、倾动机构设计时应注意的事项 291
第十二章 炉盖提升旋转机构 294
第一节 炉盖提升旋转机构的概述 294
一、炉盖提升高度和提升与旋转速度 294
二、机械驱动式炉盖提升旋转机构 294
三、液压驱动式炉盖提升旋转机构 295
四、炉盖提升与旋转机构的润滑 296
第二节 炉盖提升装置 296
一、链条提升装置 297
二、连杆式提升方式 298
三、柱塞缸顶起提升式 298
四、滚轮式炉盖顶起式 303
第三节 交叉滚子转盘轴承旋转装置 304
一、交叉滚子转盘轴承旋转装置工作原理与特点 304
二、轴承选型计算 305
三、按静负荷选型计算 308
四、按接触应力选型核算 308
五、轴承型号和规格的选取 309
六、轴承安装位置的设计 309
七、旋转油缸推力的计算 309
第四节 调心轴承旋转装置 310
一、调心轴承旋转装置的工作原理与特点 310
二、轴承选型计算 311
三、调心轴承旋转装置与交叉滚子轴承旋转装置的比较 311
第五节 四连杆旋转装置 312
一、四连杆旋转装置的工作原理与特点 312
二、四连杆旋转装置的连杆设计 312
三、旋转机构设计 314
第六节 其他旋转方式的电弧炉 315
一、三排圆柱滚子组合转盘轴承旋转装置 315
二、立柱回转式 316
三、炉体悬挂旋转式 316
第七节 常用的基础分体式炉盖提升、旋转式电弧炉 316
一、炉盖提升、旋转结构方式 317
二、调心轴承在基础分体式旋转装置上的应用 318
三、炉盖提升旋转的特点 318
第八节 旋转架与吊臂 319
一、旋转架 319
二、炉盖吊架 320
第九节 炉盖旋转装置设计计算 321
一、炉盖旋转角度的计算 321
二、旋转重心的计算 322
三、重心位置在倾炉底座上位置的确定 323
第十节 炉体开出式电弧炉简介 324
一、机械驱动式炉体开出式装料系统 324
二、液压炉体开出式装料系统 325
第十三章 电极升降机构 327
第一节 电极升降机构及其结构形式 327
一、电极升降机构的设计要求 327
二、小车升降式结构形式与工作原理 328
三、立柱升降式 330
四、电极升降速度 332
五、电极升降行程的确定 333
第二节 小车升降导电管式横臂 334
一、横臂的结构设计和材质选择 335
二、绝缘部位的设计 335
三、导电管的设计与布置 335
四、电极夹持器 336
第三节 导电横臂 336
一、导电横臂的特点与组成 336
二、导电横臂体 338
三、电极夹持器 339
四、电极夹紧松放装置 341
五、电极喷淋技术 344
第四节 电极升降立柱及其固定装置 344
一、立柱的种类 345
二、升降式立柱设计 345
三、横臂的调节与立柱固定方式 346
四、导向轮 348
五、电极升降立柱框架与吊架 350
第五节 导电体的固定与绝缘设计 351
一、导电体的固定 351
二、绝缘件的选择 351
第十四章 机械设备的其他部分 353
第一节 水冷与气动系统 353
一、水冷系统的组成 353
二、水冷系统的总体设计 353
三、冷却水有关参数 358
四、系统的阻力 359
五、对水冷构件的设计要求 361
六、汽化冷却 362
七、压缩空气系统 362
第二节 润滑系统 364
一、电动集中润滑系统 364
二、智能润滑系统 366
三、润滑部位耗脂量的计算 367
四、润滑介质的选择 368
五、润滑部位的保养 369
第四篇 液压与气动设备的设计 371
第十五章 炼钢设备的液压传动 371
第一节 液压传动系统概论 371
一、液压传动中的压力与传递 371
二、液压传动中的流量 372
三、液压系统中的压力损失 373
第二节 液压系统的组成与特点 373
一、液压系统的组成 373
二、液压传动的特点 373
三、液压介质的污染与控制 374
第三节 液压传动在电弧炉设备上的应用 375
一、电弧炉液压系统的工作特点 375
二、电弧炉对液压系统的基本要求 375
三、电弧炉液压系统主要控制对象 376
四、液压系统原理 376
第十六章 泵站 379
第一节 泵站的概述 379
一、泵站的组成 379
二、控制方式 381
三、液压泵的主要参数 382
第二节 液压泵简介 383
一、液压泵的分类 383
二、典型液压泵的工作原理及主要结构特点 383
三、液压泵的技术性能 385
第十七章 阀站 386
第一节 阀站的组成 386
一、各阀组公用通道与控制元件 388
二、电极升降机构控制阀组 388
三、炉盖提升旋转控制阀组 390
四、倾炉液压缸控制阀组 392
五、炉体部分控制阀组 393
六、辅助动作液压缸控制阀组 394
第二节 压力控制阀 396
一、溢流阀 396
二、减压阀 399
三、顺序阀 400
四、压力继电器 404
第三节 流量控制阀 406
一、L型节流阀 406
二、高压节流阀 407
三、调速阀 407
四、分流集流阀 408
第四节 方向控制阀 410
一、单向阀 410
二、滑阀式换向阀 413
第五节 电液伺服阀 420
一、电液伺服阀的分类与特点 421
二、电液伺服阀的工作原理 421
三、电液伺服阀的应用 422
第六节 电液比例控制阀 422
一、电液比例控制阀的分类与特点 422
二、电液比例压力阀及其应用 423
三、电液比例换向阀 424
四、电液比例调速阀 424
第七节 插装阀 425
一、插装阀的特点、基本结构及工作原理 425
二、插装式方向控制阀 427
三、插装式压力控制阀 429
四、插装式流量控制阀 430
五、插装阀的应用 431
第十八章 液压缸与液压马达 432
第一节 液压缸的分类及结构 432
一、液压缸的分类与特点 432
二、液压缸的辅助装置 433
第二节 液压缸的一般计算与选用 436
一、无杆腔进油，有杆腔回油 436
二、有杆腔进油，无杆腔回油 437
三、两腔连接同时进油而无回油 437
四、液压缸的设计选用 438
第三节 液压马达 438
一、概述 438
二、齿轮液压马达 439
三、叶片液压马达 440
四、轴向柱塞马达 440
五、液压马达的选用 441
六、液压马达使用注意事项 442
第十九章 液压系统的辅助装置 444
第一节 油箱装配 444
一、油箱装配的组成 444
二、油箱装配用液压元件控制原理 445
三、油箱装配用液压元件的控制 446
第二节 油箱 447
一、油箱的功能、分类与特点 447
二、开式油箱结构设计要点 448
三、油箱的容量计算 450
四、油箱装配的其他附件 451
第三节 过滤器 454
一、对过滤器的要求 454
二、过滤器的主要性能参数 454
三、过滤器的类型及特点 454
四、带堵塞指示发信装置的滤油器 455
五、过滤器的选择 455
六、过滤器的安装 456
第四节 热交换器 457
一、冷却器 457
二、冷却器的选择及计算 458
三、加热器 460
第五节 蓄能器 461
一、蓄能器的类型及特点 461
二、蓄能器在液压系统中的作用 462
三、蓄能器的性能和用途 463
四、蓄能器的容量计算 464
五、蓄能器的安装和使用 464
第六节 液压介质 465
一、液压介质的种类 465
二、液压介质的ISO分类法 466
三、液压油的密度 467
第二十章 液压系统基本回路与液压系统的设计 468
第一节 压力控制回路 468
一、调压回路 468
二、保压回路 468
三、减压回路 469
四、卸荷回路 469
五、顺序动作回路 470
六、平衡回路 472
第二节 速度控制回路 473
一、节流阀调速回路 473
二、容积调速回路 475
三、速度换接回路 476
第三节 方向控制回路 476
一、换向回路 476
二、锁紧回路 477
三、多缸控制回路 478
第四节 同步回路 478
一、液压缸机械连接的同步回路 479
二、串联液压缸的同步回路 479
三、并联液压缸的同步回路 480
四、用分流阀（同步阀）的同步回路 480
五、用流量控制阀的同步回路 481
第五节 液压系统的设计 481
一、液压系统的设计步骤与设计要求 481
二、制定基本方案和绘制液压系统图 482
三、液压元件的选择与专用件设计 484
四、设计液压装置，编制技术文件 486
五、进行工况分析，确定液压系统的主要参数 488
第二十一章 液压系统的安装与维护 494
第一节 液压系统的安装 494
一、安装前的准备 494
二、管道的安装 494
三、管路的焊接 496
四、液压件的安装 496
五、系统的清洗 498
第二节 液压系统的调试 502
一、调试的目的 502
二、调试的主要内容及步骤 502
三、液压控制系统的安装、调试 504
第三节 液压系统的运转与维护 505
一、运转 505
二、维护 505
第二十二章 气动系统 507
第一节 气压传动的概述 507
一、气压传动的特点 507
二、气压传动系统的基本组成 507
第二节 气源装置及辅助设备 508
一、空气 508
二、压缩空气的污染 509
三、空气压缩机 509
第三节 气动辅助元件 511
一、过滤器 511
二、油雾器 511
三、消声器 512
四、其他附件 512
第四节 气动执行元件及其应用 512
一、气缸 512
二、气动马达 515
第五节 气动控制元件及其应用 517
一、压力控制阀 517
二、流量控制阀 518
三、方向控制阀 520
第六节 气压传动基本回路 520
一、压力控制回路 520
二、速度控制回路 522
三、换向控制回路 524
第四篇 附录 526
一、常用液压元件符号 526
二、常用液压术语 535
第五篇 电弧炉的电气设备与设计 539
第二十三章 电弧炉的主电路 539
第一节 电弧炉主电路的组成 539
一、电弧炉主电路 539
二、电弧炉电气设备 540
第二节 电弧炉的主要技术参数 541
一、工作短路电流 541
二、主电路总感抗 541
三、三相电弧功率不平衡度 541
四、功率因数 542
第三节 电弧炉的电气特性 542
一、短网等值电路 542
二、电弧炉的电气特性 542
三、电弧炉运行工作点的选择与设计 545
第四节 电弧炉供电制度的确定与优化 546
一、经济电流的确定 546
二、工作电流的确定 547
三、供电对功率因数的影响 547
第五节 三相AC电弧的特征 548
一、作用于三相AC电弧的电磁力 548
二、AC电弧的推力 550
第二十四章 高压供电系统 552
第一节 高压柜 552
一、高压开关柜的分类 552
二、对高压柜功能的要求 553
三、高压柜计量的参数 553
四、高阻抗电弧炉电抗器的过电压保护措施 554
五、高压开关柜的组成及元器件 554
六、电弧炉设备常用高压柜柜型的选取 557
第二节 高压隔离开关与高压熔断器 563
一、高压隔离开关 563
二、高压熔断器 565
第三节 高压断路器与操动机构 566
一、真空断路器 566
二、六氟化硫断路器 567
三、ZN107-40.5系列永磁式户内高压真空断路器 568
四、断路器的操动机构 570
第四节 电压互感器与电流互感器装置 571
一、电压互感器 572
二、电流互感器 572
第五节 避雷器、微机中保与直流屏 572
一、避雷器 572
二、微机中保 573
三、直流屏 573
第六节 测量、保护及信号装置 573
一、测量仪表装置 573
二、保护装置 574
三、信号装置 574
第七节 高阻抗电弧炉的供电主电路与保护措施 574
一、高阻抗电弧炉的主电路 574
二、电抗器的过电压保护措施 577
第二十五章 电弧炉变压器与电抗器 579
第一节 电弧炉变压器的主要参数 579
一、电弧炉变压器的特点 579
二、电弧炉变压器的结构 579
三、电弧炉变压器的调压 582
四、电弧炉变压器的冷却 583
五、电弧炉变压器的主要参数 583
第二节 电弧炉变压器功率及电气参数的确定 585
一、变压器容量的确定因素 585
二、变压器容量的确定 586
三、二次电压的确定 586
四、二次侧额定电流的确定 588
第三节 电抗器 588
一、电抗器的作用 588
二、电抗器的结构形式 589
三、电抗器的主要参数 590
四、电抗器在线路上的接法 590
五、电抗器的性能数据 591
六、电抗器的铭牌 591
第二十六章 电弧炉短网 593
第一节 短网的组成及特点 593
一、短网的组成 593
二、短网的工作特点 597
三、短网导体允许负荷 598
四、短网的安装 603
第二节 短网线路的空间布置方式 604
一、变压器低压线圈封口位置的确定 604
二、短网导体的空间布置方式 606
第三节 功率转移现象 608
一、功率转移现象产生的原因 608
二、功率转移现象的结果 610
三、防止功率转移的方法 610
第四节 短网的优化设计 610
一、短网设计应注意的事项 610
二、短网的优化设计 611
三、导电横臂的优化设计 612
第五节 电极 613
一、炭素、石墨、自焙电极的物理机械性能 614
二、电极直径的选择计算 614
三、电极的连接 615
四、电极的电弧 616
第二十七章 短网阻抗的计算 617
第一节 短网电阻的计算 617
一、导体交流电阻 617
二、集肤效应 618
三、邻近效应 620
四、平行导电束的电阻计算 622
第二节 接触电阻 622
一、决定接触电阻的有关因素 622
二、电极-电极夹持器之间的接触电阻 623
三、连接母线搭接 623
四、介入电阻 624
五、大直径电极电阻 624
第三节 短网电抗的计算 625
一、自感和互感的计算 625
二、三相母线的电感计算 632
第四节 短网电感的简化计算 633
一、三相补偿母线束的简化 633
二、单相往复交错组合母线束的简化 634
三、软电缆束及非平行直导线的简化 634
四、导体面积间自几何均距的计算 634
五、导体面积间互几何均距的计算 636
第五节 三相阻抗的计算 646
一、三相阻抗的计算公式 646
二、三相阻抗不平衡度的计算公式 646
三、电弧炉工作短路参数的计算 646
第二十八章 炼钢电弧炉低压控制设备与自动化技术 649
第一节 炼钢电弧炉低压电控与自动化设备 649
一、低压电控设备的组成 649
二、自动化系统的主要功能 649
三、电弧炉自动化系统设计 651
第二节 电弧炉炼钢自动化控制对象 653
一、废钢配料控制 653
二、散装料配料与铁合金加料控制 653
三、电极升降调节 654
四、炉体PLC控制系统 654
五、液压系统控制 654
六、设备冷却水系统的监控 655
七、钢水测温和定氧、定碳 656
八、出钢车的控制 656
九、高压控制 657
十、变压器／电抗器监控与换挡控制 658
十一、氧-燃助熔与吹氧、喷碳控制 658
十二、电弧炉排烟与除尘系统的操作与控制 659
十三、其他控制 659
第三节 电弧炉电极升降控制 659
一、数据测量 659
二、设定点和被控量的计算 660
三、调节器算法 661
四、保护环节 661
五、优先级逻辑 662
六、输出匹配 662
七、电极升降调节装置的种类 663
第四节 电弧炉排烟除尘系统的操作与控制 663
一、控制系统的组成 664
二、操作方式 664
三、系统连锁 664
四、操作程序 665
五、系统开机 666
六、正常关机 666
七、系统运行趋势 667
八、系统故障报警 667
九、画面显示 667
十、常用电弧炉排烟与除尘系统的控制 668
第五节 电弧炉仪表测量系统 669
一、炼钢电弧炉设备的主要检测项目 669
二、电弧炉炼钢过程的检测仪表 669
三、钢水重量检测仪表 671
四、钢水成分检测仪表 672
五、其他检测仪表 674
六、排烟除尘系统检测仪表 675
第二十九章 电网公害的治理 676
第一节 电弧炉对电网产生的公害与治理 676
一、电弧炉与LF炉对电网产生的公害 676
二、公害治理的办法 678
三、电压波动 678
四、等效闪变 680
第二节 静止型无功补偿装置设置原则和条件 681
一、静止型无功补偿装置的应用功能 681
二、静止型无功补偿装置的设置原则 681
三、静止型无功补偿装置的类型与使用情况 681
四、公共供电点 682
五、SVC设计所需要的电力系统及负荷参数资料 682
六、SVC电气主接线方式及有关问题 683
第三节 电弧炉供电线路的电参数 685
一、一级电路 685
二、二级电路 686
三、供电线路的电参数 686
四、线路电参数计算举例 687
第四节 电弧炉用静补装置及其容量的选择方法与估算 688
一、电压、无功功率波动值的计算 688
二、静补装置及其容量的选择 689
三、相控型无功补偿装置容量的计算 691
四、计算实例 692
第五节 电弧炉用TCR型SVC设计计算 693
一、电弧炉的供电线路与功率圆图 693
二、工作短路状态的无功功率与电压最大波动量 693
三、多台电弧炉工作时的最大无功功率波动量与等效闪变值 694
四、TCR容量的计算 694
五、计算实例 697
第六节 电弧炉用自饱和电抗器（SR）型SVC的设计计算 701
一、电弧炉变压器一次侧母线空载电压值和有载调压变压器的调压范围 701
二、最大无功功率波动量和电压波动值与静止补偿器的无功输出量 702
三、静止补偿器无功电流输出值与阻抗 702
四、静止补偿器V-A特性曲线和等值电路 703
五、死区电流与下垂区电流计算 703
六、SVC的总电流和V-A特性曲线上最低点电压及电容器组容量 704
七、SR特性参数计算 704
第七节 谐波与滤波器设计 705
一、电弧炉熔化期谐波电流发生量 706
二、电弧炉同次谐波电流的叠加计算 706
三、谐波电压及谐波电流标准 706
四、滤波器的设计原则 707
五、滤波器的安全性能校核 708
六、交流电弧炉补偿运行与应用中存在的问题 708
第八节 TCR型SVC总体说明 710
一、控制原理说明及框图 710
二、SVC系统的组成及控制原理 711
三、采用Steinmetz原理进行分相调节和抑制负序电流 712
第九节 SVC装置主要设备简介 713
一、滤波器（FC） 713
二、晶闸管相控电抗器（TCR） 714
三、控制系统 716
四、TCR故障自诊断系统 717
五、滤波器的保护 718
第六篇 电弧炉附属设备与设计 719
第三十章 电弧炉常规附属设备的配备 719
第一节 盛钢桶 719
一、盛钢桶尺寸确定因素与主要设计参数 719
二、桶体 720
三、内衬 720
四、塞棒控制系统 721
五、不同容量盛钢桶技术参数的参考值 722
第二节 出钢车 723
一、概述 723
二、机械传动式出钢车驱动力的计算 725
三、液压传动的出钢车驱动能力的计算 726
四、出钢车的结构设计 727
第三节 加料筐与加料筐平车 728
一、链条底板式料筐 728
二、蛤式料筐 728
三、加料筐平车 728
第四节 电极接长及出钢口维修平台 729
一、电极接长及存放装置 729
二、出钢口维修平台 731
第五节 散装料供应系统 732
一、低位料仓 732
二、从低位料仓向炉上高位料仓供料 733
三、高位料仓 734
四、下料装置 735
五、铁合金供应系统 737
第六节 补炉机 738
一、离心补炉机 738
二、喷补机 739
三、旋转补炉机 739
四、火焰喷补机 740
第七节 电弧炉底吹装置 740
一、电弧炉底吹气体搅拌技术 740
二、电弧炉底吹装置类型 741
三、电弧炉底吹元件对耐火材料的要求 742
四、底吹装置用耐火材料 742
五、底吹氩系统 744
第八节 其他附属设备 745
一、渣罐与渣盘 745
二、出渣车 745
三、风动送样设备 745
第三十一章 短流程炼钢用氧技术 748
第一节 强化用氧工艺与设备 748
一、炉门吹氧工艺与设备 748
二、氧-燃助熔供氧工艺与设备 751
三、炉壁助熔工艺 758
四、电弧炉炼钢集束射流氧枪 759
五、二次燃烧 764
六、底吹工艺 771
七、泡沫渣工艺 777
第二节 电弧炉氧枪的技术基础 781
一、电弧炉氧枪设计 781
二、电弧炉燃氧枪设计 786
三、氧枪冷热态实验 791
四、数值模拟 794
第三节 电弧炉用氧自动化控制 796
一、石横特钢65t Consteel电弧炉供氧系统 796
二、衡阳钢管集团90t电弧炉供氧系统 799
三、安阳钢铁公司100t竖炉供氧系统 801
四、天津钢管集团150t超高功率电弧炉供氧系统 801
第七篇 炉外精炼设备与设计 805
第三十二章 炉外精炼概述 805
第一节 炉外精炼的作用及种类 805
一、炉外精炼的作用 805
二、炉外精炼的功能 806
三、钢包炉的特点 807
四、钢包炉的种类 807
第二节 炉外精炼方法的分类 808
一、渣洗 809
二、喷吹 810
三、真空脱气 811
四、大吨位钢液的真空脱气 811
五、带有加热装置的炉外精炼方法 812
六、低碳钢液的精炼方法 812
七、固体料的添加方法 812
第三节 炉外精炼技术的特点 813
一、工艺特点 813
二、各种炉外精炼技术的冶金功能比较 813
第三十三章 LF钢包精炼炉 815
第一节 概述 815
一、LF钢包炉的特点 815
二、典型的钢包炉精炼法 816
三、钢包的降温速率 816
四、LF钢包精炼炉的结构形式 816
第二节 钢包 822
一、钢包体 822
二、滑动水口 824
三、钢包底吹氩位置的选择 828
四、钢包支座 829
五、钢包各部尺寸的确定 829
六、钢包重心的计算 831
七、钢包的工况 832
第三节 钢包精炼炉其他主体设备 834
一、钢包车 834
二、桥架式LF炉的机械结构 834
三、第四立柱式LF炉的其他机械结构 836
四、管式水冷包盖的计算 838
五、LF炉的其他部分 840
第四节 LF炉的加热系统 840
一、LF炉变压器技术参数的确定 840
二、大电流装置及电极升降机构 842
三、钢包精炼炉产品系列参数 842
第五节 钢水的搅拌与氩气系统 843
一、电磁搅拌 843
二、气体搅拌 843
三、氩气系统的组成 844
四、供氩系统参数的选择 846
第六节 喂线（WF）法 847
一、概述 847
二、喂线机 847
三、喂线工艺参数的选择 848
第七节 其他附属设备 850
一、加料装置 850
二、扒渣装置 850
三、喷粉装置 850
四、烤包器 850
第八节 LF精炼炉工艺技术简介 852
一、LF精炼工艺过程 852
二、转炉配LF炉精炼 853
三、电弧炉配LF精炼炉 854
第九节 钢包炉精炼装置用耐火材料 854
一、LF精炼钢包 854
二、透气砖 855
三、耐火材料指数 856
第三十四章 喷射真空泵 857
第一节 真空与真空冶炼基础知识 857
一、真空与真空度 857
二、真空测量单位 858
三、冶金工业中常用真空泵的类型 859
四、真空泵的用途 859
五、真空泵的基本参数 860
六、真空机组 860
七、常用真空精炼炉真空泵的选择 861
第二节 水喷射泵 861
一、水喷射泵的工作原理 861
二、水喷射泵的结构 862
三、泵的性能参数和尺寸计算 863
第三节 水蒸汽喷射泵 865
一、水蒸气喷射泵的工作原理 865
二、水蒸气喷射泵的抽气特性 866
三、多级喷射泵系统 867
第四节 水蒸气喷射泵的参数选择计算 871
一、工作蒸汽参数的选择 871
二、冷却水温度的选择 871
三、多级泵系统中压缩比的分配 871
四、气体负荷的估算 872
五、工作蒸汽消耗量的计算 873
六、喷嘴尺寸的计算 874
七、扩压器尺寸的计算 875
八、混合室入口直径的计算 875
九、冷却水消耗量的计算 875
第五节 水蒸气泵设备组成 876
一、水蒸气泵的结构原理 876
二、水蒸气泵的机械结构安装 880
第六节 低真空系统设计与计算 882
一、气体负荷的计算 882
二、抽气时间的计算 884
三、真空室压力的计算 886
四、真空泵的选择与匹配计算 887
五、气体冷却除尘系统的选择 889
六、真空系统的结构设计 890
第三十五章 真空精炼炉 892
第一节 VD精炼炉的主要功能与工艺过程 892
一、VD法的方法与特点 892
二、VD法的工艺过程简介 892
三、VD法的精炼效果 893
第二节 VOD精炼炉的主要功能与工艺过程 894
一、VOD炉的主要功能 894
二、VOD法的工艺过程简介 895
第三节 VD/VOD精炼炉的机械设备 897
一、机械设备组成 897
二、真空罐体 897
三、真空罐罐盖 900
四、罐盖升降及移动装置车 901
五、真空加料装置 902
六、氧枪及氧枪升降机构 903
七、液压系统 905
八、其他附属设施 905
第四节 VD/VOD炉的能源介质 905
一、冷却水系统 905
二、供氧系统 906
三、氮气系统 908
四、压缩空气 908
五、真空检验 908
第五节 VD/VOD炉的电气自动化控制系统 909
一、低压电气控制设备的组成及主要功能 909
二、控制系统简介 909
第六节 LFV精炼炉 911
一、LFV型钢包精炼炉结构描述 911
二、LFV炉真空室的结构形式 912
三、LFV炉用钢包与包盖 913
四、LFV炉的精炼工艺过程简述 913
五、LFV炉的精炼效果 914
六、LFV炉用真空泵的选择 914
第三十六章 氩氧精炼炉 915
第一节 氩氧（AOD）精炼炉 915
一、概述 915
二、工艺特点 915
三、炉子本体设备组成 916
第二节 AOD炉炉体 917
一、炉体结构 917
二、炉型设计概述 918
三、主要参数的确定 918
四、炉体的砌筑 923
第三节 AOD炉炉体支撑机构 923
一、托圈 923
二、炉体与托圈的连接 925
三、耳轴 925
四、耳轴与托圈的连接 926
五、耳轴轴承 926
第四节 AOD炉的倾动机构 927
一、对倾动机构的要求 928
二、倾动机构的类型 928
三、倾炉重心的计算 930
四、倾炉力矩的计算 931
五、电动机功率的选择 933
第五节 AOD炉的附属设备 934
一、氩-氧枪 934
二、气体调节控制系统 934
三、除尘系统 935
四、供料系统 936
五、冶炼操作工艺简介 936
第六节 AOD精炼炉在冶炼车间的布置 937
一、炉子安装位置的确定 937
二、耳轴标高的确定 938
三、操作平台高度的确定 938
第三十七章 气氧（GOR）精炼炉 940
第一节 GOR炉特点与设计参考 940
一、GOR炉的特点 940
二、GOR炉主要技术参数的选择 941
第二节 GOR炉的设备组成 942
一、机械设备 942
二、工艺过程自动控制系统及监控仪表 943
第三节 GOR炉的冶炼工艺 946
一、对初始钢水的要求 946
二、GOR炉工艺过程采用的能源介质 946
三、冶炼不锈钢钢种与能源消耗 947
四、GOR工艺生产不锈钢的工艺流程简介 948
第四节 GOR炉的车间配置与冶炼指标 950
一、车间配置 950
二、冶炼指标 950
三、炉衬的使用寿命与砌筑 951
第八篇 电弧炉炼钢除尘设备 953
第三十八章 电弧炉炼钢的排烟与除尘 953
第一节 电弧炉炼钢烟气的来源 953
一、电弧炉烟气和烟尘 953
二、主要有害物的来源 956
三、电弧炉炉气量 956
第二节 烟尘性质 957
一、烟气性质 957
二、烟气温度与湿度 960
三、粉尘的性质 961
第三十九章 排烟方式和排烟量的确定 963
第一节 电弧炉排烟方式 963
一、电弧炉炉内排烟方式 963
二、电弧炉炉外排烟方式 964
三、烟气导流板（罩）排烟 966
四、炉内外结合排烟 966
第二节 其他生产设备的排烟 967
一、钢包精炼炉的排烟 967
二、铁水倒罐站排烟 967
三、铁水脱磷站排烟 968
四、电弧炉散装料和辅助原料的除尘 968
第三节 电弧炉排烟量的计算 968
一、电弧炉炉内排烟的计算 968
二、电弧炉炉外排烟量的计算 978
三、影响排烟量的因素 981
第四节 其他装置排烟量的计算 982
一、钢包精炼炉炉气量 982
二、钢包精炼炉排烟量 983
三、铁水倒罐站排烟量 983
四、铁水脱磷站排烟量 983
五、电弧炉散状料和辅原料的排尘量估算 983
第四十章 除尘系统 985
第一节 除尘设备 985
一、滤袋除尘器 985
二、文氏管洗涤器 985
三、电除尘器 985
第二节 电弧炉炼钢车间除尘系统 985
一、电弧炉除尘 986
二、钢包精炼炉除尘 986
三、铁水倒罐站除尘 986
四、铁水脱磷站除尘 986
五、电弧炉散状料和辅原料除尘 986
第四十一章 袋式除尘器 987
第一节 袋式除尘器的技术性能 987
一、袋式除尘器简介 987
二、长袋脉冲式除尘器 988
三、大型反吹风袋式除尘器 989
第二节 袋式除尘器主要技术参数的选择与计算 990
一、常用术语的含义 990
二、过滤面积的计算 990
三、滤袋数量的计算及规格的选型 990
四、过滤速度的选择原则 991
五、除尘效率 991
六、设备阻力的计算 992
七、漏风率计算 992
八、清灰气源要求及耗气量的计算 992
第三节 滤料 993
一、选择滤料需要考虑的事项 993
二、滤料的选用 994
第四节 常用袋式除尘器 994
一、常用LFSF-D大型反吹风袋式除尘器特点及性能 994
二、常用LCM-D/G型系列大型长袋脉冲袋式除尘器特点及性能 995
第五节 袋式除尘器的应用 996
一、长袋低压脉冲式除尘器在3台30t电弧炉除尘系统上的应用 996
二、长袋脉冲式除尘器在60t电弧炉除尘系统上的应用 997
三、长袋低压脉冲式除尘器在100t直流电弧炉上的应用 997
四、反吹风袋式除尘器在150t电弧炉除尘系统上的应用 998
第四十二章 除尘设备 999
第一节 烟气冷却设备 999
一、直接冷却 999
二、间接冷却 1001
第二节 燃烧室 1002
一、燃烧室的作用 1002
二、燃烧室的设计 1003
三、燃烧室的控制 1003
第三节 储灰排灰设备 1004
一、储灰仓 1004
二、螺旋输送机 1005
三、埋刮板输送机 1006
四、斗式提升机 1007
五、排灰装置 1009
第四节 除尘管道 1010
一、管道设计要求 1010
二、管道结构 1011
三、管道支座 1012
四、管道膨胀补偿技术 1013
五、保温和涂装 1014
第五节 风机 1014
一、风机的主要参数 1014
二、风机的并联和串联 1015
三、风机的选用 1017
四、电机的选用 1018
五、液力耦合器的选用 1020
六、风机的隔振和消声措施 1021
第六节 除尘配套设备 1022
一、管道阀门 1022
二、火花捕集器 1022
三、烟气混合室 1023
四、烟囱 1024
第四十三章 除尘系统方案设计 1025
第一节 除尘系统的排烟方式 1025
一、一次烟气排烟方式和除尘系统 1025
二、二次烟气排烟方式和除尘系统 1028
三、一次烟气与二次烟气排烟系统合并的除尘系统 1029
第二节 其他形式的电弧炉除尘系统 1034
一、炉外预热型电弧炉除尘系统 1035
二、双炉壳型电弧炉除尘系统 1035
三、竖式电弧炉除尘系统 1035
四、水平连续加料型电弧炉除尘系统 1037
第八篇附录 1038
附录一 大气污染与工业炉窑大气污染物排放标准（GB 16297—1996、GB 9078—1996）摘录 1038
附录二 工业企业厂界噪声标准（GB 12348—1990）摘录 1041
第九篇 连续铸钢设备 1043
第四十四章 连铸车间与连铸机的选型 1043
第一节 连铸车间主要尺寸的确定 1043
一、连铸机在车间的工艺布置 1043
二、连铸机在车间的位置 1044
三、浇注跨的标高、跨度、长度 1044
第二节 连铸机机型的分类与特点 1047
一、连铸机简介 1047
二、连铸机的机型分类 1047
三、各类型连铸机的特点 1049
第三节 连铸机主要设计参数的确定 1050
一、钢包允许浇注时间 1050
二、铸坯断面 1051
三、拉坯速度 1052
四、理论拉速 1052
五、工作拉速 1053
六、冶金长度（液芯长度） 1054
七、连铸机曲率半径 1055
八、流数 1056
第四节 生产能力的计算 1057
一、浇注能力 1057
二、浇注周期 1057
三、连铸机年作业率 1057
四、连铸坯收得率 1058
五、连铸机的年产量 1058
六、最高日浇注炉数及最高日产量 1058
第四十五章 连铸机设备组成的简介 1060
第一节 钢包回转台 1060
一、对钢包回转台的要求 1060
二、钢包回转台一般形式 1060
三、钢包回转台工作特点 1060
四、钢包回转台的组成 1062
五、钢包回转台的主要参数 1063
第二节 中间包 1064
一、中间包的作用及对中间包的要求 1064
二、中间包的形状与结构 1065
三、中间包主要参数的确定 1067
四、中间包的水口参数 1068
五、连铸中间包用耐火材料 1069
第三节 中间包车 1069
一、中间包车的作用 1069
二、中间包车的类型 1070
三、中间包车的结构 1071
第四节 结晶器 1071
一、结晶器的特点 1071
二、结晶器的形式 1072
三、结晶器的尺寸参数 1074
四、结晶器的冷却水耗水量 1076
五、结晶器的材质与寿命 1076
第五节 结晶器的振动与振动装置 1077
一、结晶器振动的作用 1077
二、结晶器振动的规律 1077
三、振动机构方式 1078
四、振动参数的选择 1080
第六节 铸坯的二次冷却与导向装置 1080
一、二次冷却装置的作用及工艺要求 1080
二、对二次冷却装置的基本要求 1080
三、二次冷却装置的结构 1081
四、喷水冷却系统 1082
五、铸坯的导向装置 1085
第七节 拉坯矫直机 1089
一、对拉坯矫直机的要求 1089
二、拉坯矫直机的基本结构和工作原理 1090
三、板坯拉矫机 1091
第八节 引锭杆 1093
一、引锭杆的作用 1093
二、引锭杆的组成 1094
三、引锭杆的形式 1094
第九节 铸坯切割装置和后步工序其他设备 1096
一、铸坯切割装置 1096
二、后步工序其他设备 1097
第十篇 炼钢机械设备的安装、验收与节能 1099
第四十六章 炼钢机械设备工程安装验收规范 1099
第四十七章 现代炼钢工艺与电弧炉炼钢的节能 1183
第一节 现代电弧炉炼钢工艺 1183
一、现代电弧炉炼钢工艺及其流程 1183
二、强化冶炼技术的概述 1183
第二节 吨钢电耗与电极消耗 1186
一、吨钢电耗 1186
二、影响电耗的因素 1187
三、吨钢电极消耗 1190
第三节 电弧炉节能措施 1191
一、节能措施 1191
二、提高生产率、降低能量单耗的对策 1191
三、电弧炉热停电时间的构成 1192
四、电弧炉炼钢成本的构成 1192
五、不同废钢料的收得率 1192
附录 1195
参考文献 1206