第1章 电弧炉炼钢技术概述 1
1.1 电弧炉炼钢的基础 1
1.1.1 钢与生铁的区别 2
1.1.2 碱性电弧炉与酸性电弧炉 3
1.1.3 传统碱性电弧炉炼钢过程 3
1.2 电弧炉炼钢技术的发展 6
1.2.1 大型电弧炉的发展 6
1.2.2 超高功率电弧炉供电系统的进步 7
1.2.3 电弧炉辅助装置的进步 12
1.2.4 炉门氧枪 12
1.2.5 炉壁氧枪 13
1.2.6 测温定碳等装备的发展 15
1.2.7 余热锅炉利用 16
1.2.8 智能化电弧炉 17
1.3 电弧炉炼钢的技术经济指标 19
1.3.1 电弧炉炼钢主要技术经济指标 19
1.3.2 提高技术经济指标的主要途径 22
第2章 电弧炉热工基础和电弧炉设备 24
2.1 冶炼过程的能量供给与热交换 24
2.1.1 电弧炉炼钢过程中的能量供给制度 24
2.1.2 冶炼过程中的热交换 26
2.2 电弧炉的基本构造 28
2.3 电弧炉本体结构 30
2.3.1 炉体的金属构件 30
2.3.2 炉缸 39
2.3.3 炉膛 39
2.3.4 炉顶拱度 39
2.3.5 炉墙与炉门 40
2.3.6 炉衬 40
2.3.7 电极位置 42
2.4 电弧炉机械设备 42
2.4.1 电极夹持器 43
2.4.2 电极升降机构 44
2.4.3 炉体倾动机构 46
2.4.4 炉盖旋出或开出机构 47
2.4.5 废钢预热装置 48
2.4.6 水冷装置 48
2.4.7 偏心炉底出钢机构 50
2.4.8 补炉机 51
2.4.9 排烟除尘装置系统 53
2.4.10 底吹系统 59
2.5 电弧炉主要电气设备 59
2.5.1 电气设备的组成 59
2.5.2 配电操作 62
2.6 基本电参数和电热特性的计算 64
2.7 电气设备的维护和相关常识 66
2.7.1 供电曲线的制定 66
2.7.2 变压器的正常使用 67
第3章 电弧炉炼钢原料和耐火材料 69
3.1 直接还原铁 69
3.1.1 直接还原铁的理化指标 70
3.1.2 电弧炉炼钢对直接还原铁的性能要求 71
3.1.3 直接还原铁的加入方式 71
3.1.4 直接还原铁配加铁水冶炼的操作要点分析 73
3.1.5 直接还原铁配加生铁冶炼的操作要点分析 74
3.1.6 使用直接还原铁后金属收得率的基本分析方法 75
3.2 冷生铁 75
3.2.1 加入冷生铁的电弧炉冶炼特点 76
3.2.2 高比例配加冷生铁冶炼操作的关键技术 77
3.3 碳化铁 82
3.3.1 碳化铁的加入方式 83
3.3.2 碳化铁的加入量或喷吹量的控制 83
3.4 脱碳粒铁和Corex铁 85
3.4.1 脱碳粒铁 85
3.4.2 Corex铁 85
3.5 热装铁水技术 86
3.5.1 热装铁水的方式 86
3.5.2 热装铁水的时间 88
3.5.3 热装铁水对渣料的要求 89
3.5.4 热装铁水对冶炼电耗的影响 89
3.5.5 提高热装铁水比例的主要方法 91
3.6 废钢 95
3.6.1 对于废钢质量的要求 95
3.6.2 对于废钢尺寸的要求 98
3.6.3 一些特殊废钢的消化和处理方法 99
3.7 合金材料 102
3.7.1 常用的合金材料 102
3.7.2 合金材料的管理工作 103
3.8 电弧炉的造渣材料 105
3.8.1 造渣材料 105
3.8.2 氧化剂 107
3.8.3 脱氧剂和增碳剂 108
3.8.4 电极 110
3.9 电弧炉的耐火材料 113
3.9.1 耐火材料的主要性能和分类 113
3.9.2 电弧炉用耐火材料 115
3.9.3 电弧炉用绝热材料和黏结剂 119
第4章 电弧炉炼钢冶炼工艺及操作 121
4.1 传统电弧炉炼钢工艺流程配置 121
4.2 冶炼前的准备工作 123
4.2.1 配料操作及注意事项 123
4.2.2 装料操作及装料方法 124
4.2.3 烘炉的操作 131
4.2.4 补炉操作 134
4.3 熔化期的操作及特征判断 136
4.3.1 炉料的熔化过程 136
4.3.2 炉料熔化时物化反应 138
4.3.3 缩短熔化期的途径 139
4.3.4 熔化期造渣及去磷操作 143
4.4 氧化期的操作及特征判断 145
4.4.1 控制脱磷操作 147
4.4.2 控制脱碳操作 153
4.4.3 氧化期的造渣操作 160
4.4.4 氧化期的操作要点 170
4.5 还原期的操作及特征判断 174
4.5.1 还原期的目的 174
4.5.2 还原期的造渣操作 191
4.5.3 还原期温度控制操作 195
4.5.4 还原期的操作工艺 200
4.6 电弧炉冶炼的泡沫渣控制技术 208
4.6.1 石灰的溶解机理 208
4.6.2 电弧炉炼钢对熔渣的要求与泡沫渣的功能 211
4.6.3 泡沫渣原理 213
4.6.4 泡沫渣的性能指标 216
4.6.5 影响泡沫渣质量的因素 217
4.6.6 自耗式氧枪吹炼条件下的泡沫渣操作 221
4.6.7 超声速氧枪控制下的泡沫渣技术 226
4.6.8 超声速集束氧枪吹炼条件下的泡沫渣控制 232
4.6.9 不同类型泡沫渣的冶炼效果分析 233
4.6.10 氧化铁皮、泡沫渣改进剂在泡沫渣工艺中的应用 235
4.7 电弧炉冶炼过程脱碳留碳操作技术 239
4.7.1 脱碳反应的作用和配碳量的确定 239
4.7.2 配碳方式分析 241
4.7.3 工艺条件对脱碳反应的影响 242
4.7.4 电弧炉生产中提高脱碳速度的方法 246
4.7.5 电弧炉冶炼过程的留碳操作技术 248
4.8 电弧炉冶炼过程脱除有害杂质技术 249
4.8.1 脱磷操作技术 249
4.8.2 脱硫操作技术 252
4.8.3 脱氮操作技术 253
4.8.4 脱氢操作技术 258
4.8.5 脱铅、脱锌操作技术 259
4.9 电弧炉出钢技术 259
4.9.1 留钢留渣操作技术 259
4.9.2 偏心炉底出钢技术——EBT技术 266
第5章 电弧炉用氧技术和辅助燃烧技术 273
5.1 电弧炉用氧技术 273
5.1.1 炉门自耗式氧枪及其操作 273
5.1.2 水冷超声速氧枪及其操作 276
5.1.3 超声速集束射流氧枪及其操作 280
5.2 辅助能源输入技术 287
5.2.1 烧嘴的用途 287
5.2.2 烧嘴的结构 288
5.2.3 烧嘴的布置 290
5.2.4 烧嘴的使用 291
5.3 二次燃烧技术 291
5.3.1 二次燃烧技术概述 291
5.3.2 二次燃烧喷枪的使用 293
第6章 现代电弧炉炼钢的基本工艺特点 295
6.1 现代超高功率电弧炉炼钢的特点 295
6.1.1 超高功率电弧炉炼钢的优势 295
6.1.2 超高功率电弧炉炼钢生产线的主要特点 297
6.2 现代电弧炉炼钢先进技术 299
6.2.1 废钢预热技术 299
6.2.2 强化用氧技术 303
6.2.3 电弧炉底吹气技术 305
6.2.4 密封罩技术和高效除尘技术 306
6.3 现代电弧炉炼钢的基本工艺操作过程 307
6.3.1 工艺准备 307
6.3.2 进料操作 309
6.3.3 冶炼操作 309
6.3.4 出钢操作 310
6.4 直流电弧炉冶炼工艺操作要点 310
第7章 配料计算和合金钢冶炼 312
7.1 装料前的配料计算 312
7.1.1 装料前的配料方法 312
7.1.2 配料计算 313
7.2 熔化期的配料计算 317
7.2.1 每吨钢的垫底石灰加入量计算法 317
7.2.2 加矿后补加石灰量计算 318
7.3 氧化期进行配料计算 318
7.4 还原期进行配料计算 322
7.4.1 合金加入量的计算 322
7.4.2 单元高合金钢合金加入量计算 326
7.4.3 多元高合金钢合金加入量计算 327
7.4.4 钢液分析成分高于计算成分时的计算 334
7.5 合金钢的冶炼和操作 337
7.5.1 合金结构钢的冶炼 337
7.5.2 滚动轴承钢的冶炼 346
7.5.3 高速工具钢的冶炼 353
7.5.4 不锈钢的冶炼 361
附录1 电弧炉炼钢工复习题 371
附录2 电弧炉炼钢工复习题参考答案 377
附录3 电弧炉炼钢工实际操作内容及评分标准 380
参考文献 388