直流电弧炉炼钢技术

章节摘录

插图：在最近的10年中，世界上最先进的交流电弧炉车间的电极消耗量已经下降到大约1.6 kg/t钢水平。在这些车间中，电极成本占从废钢到钢水的总转换成本的百分数已减少到大约5％。已经证明，用直流电弧炉代替交流电弧炉可以进一步降低石墨消耗。直流电弧炉电极系统的特征是在炉顶上有一根石墨电极作为负极，在炉底装有与废钢或钢液直接接触的炉底正电极。其中，石墨电极是直接制约电弧炉大型化和高功率化的最主要因素。小型直流电弧炉可以直接使用交流电弧炉的石墨电极，然而对大型超高功率直流电弧炉来说，电极直径越大，对石墨材料的物理性能的要求就越高，交流电弧炉的石墨电极已经不适合使用了。本章将讨论实际生产中直流电弧炉节省石墨电极的临界条件，所涉及的具体问题有石墨电极的消耗过程、石墨电极的载流能力、交流和直流电极载流能力的差异以及交流和直流电极消耗的差异；指出电极消耗趋向与电极直径的关系以及交流和直流电极在生产中的差别，并详细考察制约大型直流电弧炉电极消耗的电极连接部位和端头部位。

前言

本书是根据中国金属学会特殊钢专业学会1995年～1996年学术活动计划编写的，主要供钢铁冶金工业的工程技术人员、科技干部使用，也可供高等院校有关专业师生参考。全书分3篇16章，全面系统地介绍了直流电弧炉炼钢技术。上篇介绍了直流电弧炉的发展史和基础知识。基础知识部分参考了日本学者南敏夫等的专题讲座“直流电弧炉的电弧现象”和“再论直流电弧炉的电弧现象”，重点从直流电弧的物理特性、电气特性、运动特性、传热特性以及直流电弧炉炼钢中泡沫渣、电解反应、搅拌特点等方面讲述了直流电弧炉的基础理论知识。中篇对大型直流电弧炉的关键技术：石墨电极、炉底电极、整流供电及控制、偏弧纠正分别进行了详细论述。下篇从试验炉研究、小型电弧炉改造、大型直流电弧炉建造几方面对几种具有代表性炉底电极型直流电弧炉技术做了典型实例介绍，并在最后一章中对直流电弧炉技术做了评价，以及介绍了最近发展趋势。国外最近纷纷建造双炉壳直流电弧炉、Consteel直流电弧炉、竖式直流电弧炉。直流电弧炉，不但用于生产传统的线、棒材用钢，以及生产前几年已报道过的H型钢、薄板坯用钢，而且最近成功地用于转炉车间改造，取代氧气转炉生产钢轨、热薄板甚至冷轧薄板用钢。原料除使用废钢外，还大量使用直接还原铁、海绵铁压块、碳化铁，甚至直接兑入铁水。现代化电弧炉流程对高炉一转炉大型联合企业的市场大有逐步蚕食之势。

书籍目录

目录

前言

绪言

上篇 直流电弧炉的发展和基础知识

第1章 直流电弧炉的发展概况

1.1电弧炉炼钢历史回顾

1.2大电流电弧的基础研究

1.3实验直流电弧炉的建造

1.4中小型直流电弧炉的建造

1.5大型工业直流电弧炉的建造

1.6直流电弧炉发展过程小结

参考文献

第2章 直流电弧的加热基础和物理本质

2.1电弧的加热基础

2.2直流电弧的物理本质

2.3其他电弧现象

参考文献

第3章 直流电弧炉电弧的电气特性

3.1概述

3.2炉内电弧的电位梯度

3.3电弧阻抗

参考文献

第4章 直流电弧炉电弧的行为与特性

4.1电弧炉电弧的特点

4.2紊流电弧的行为

4.3100kA直流电弧行为的例子

4.4电弧偏向现象及其影响

4.5电弧柱的速度分布

4.6电弧柱的温度分布

4.7作用在钢液上的推力

4.8直流电弧的稳定性

参考文献

第5章 直流电弧的传热

5.1电弧各部分的放热

5.2电弧传热基础

5.3电弧传热的基础研究

5.4钢液加热的模拟

5.5炉内电弧传热与输入功率

5.6实际电弧炉升温期传热模型

5.7炉壁的热负荷和直流电弧炉的各种指数

参考文献

第6章 直流电弧与泡沫渣

6.1电弧炉炼钢中的泡沫渣

6.2泡沫渣的形成机理

6.3发泡高度的模拟

6.4泡沫渣的实际操作

6.5泡沫渣内的电弧行为

6.6电弧功率放散的机理

参考文献

第7章 直流电弧炉相关的其他理论知识

7.1直流电弧炼钢过程中的电解反应

7.2钢液搅拌

参考文献

中篇 直流电弧炉关键技术

第8章 石墨电极

8.1石墨电极材料的特性

8.2石墨电极的消耗过程

8.3石墨电极的载流能力

8.4交流和直流石墨电极消耗量的差异

8.5电极消耗趋势与电极直径的关系

8.6生产中的不同之处

8.7电极连接部位

8.8电极端头

参考文献

第9章 直流电弧炉炉底电极技术

9.1炉底电极概述

9.2导电耐火材料炉底电极

9.3水冷钢棒炉底电极

9.4空冷多触针和触片型炉底电极

9.5各种炉底电极型式的比较与评价

参考文献

第10章 直流电弧炉的整流供电及其控制

10.1降压方式

10.2直流电弧炉的整流接线

10.3整流装置

10.4新型整流器的开发

10.5直流电弧炉的控制系统

参考文献

第11章 大型直流电弧炉的偏弧纠正

11.1概述

11.2电弧点的磁场与电磁力

11.3纠正偏弧的措施

11.4结语

参考文献

下篇 直流电弧炉的实践与展望

第12章 导电炉底型直流电弧炉技术

12.1概述

12.2试验阶段

12.3小型电弧炉的直流改造

12.4大型直流电弧炉的建造

参考文献

第13章 水冷钢棒炉底电极直流电弧炉技术

13.1概述

13.2法国钢铁工业研究院的6t直流试验电弧炉

13.3埃斯科冶金公司3根石墨电极直流电弧炉

13.4大同特殊钢公司20t直流电弧炉

13.5大型水冷钢棒炉底电极直流电弧炉技术

参考文献

第14章 多触针型炉底电极直流电弧炉技术

14.16MW，12tUNARC试验直流电弧炉

14.2原有交流电弧炉改造成直流操作

14.3大型直流电弧炉的建造

参考文献

第15章 其他类型直流电弧炉技术

15.1触片式炉底电极直流电弧炉技术

15.2喷淋水冷钢棒式直流电弧炉技术

15.3水冷钢管―耐火材料芯式炉底电极直流电弧炉技术

15.4 我国直流电弧炉技术的发展

参考文献

第16章 直流电弧炉炼钢技术评价与最近的发展趋势

16.1炼钢电弧炉的展望

16.2现有电弧炉技术评价

16.3双炉壳直流电弧炉

16.4采用ConsteelTM工艺的直流电弧炉

16.5竖式直流电弧炉

16.6结语

参考文献

编辑推荐

《直流电弧炉炼钢技术》是由冶金工业出版社出版的。

作者简介

内容简介

本书全面系统地介绍了直流电弧炉炼钢技术。首先回顾了直流电弧炉的发展

史；然后讲解了有关直流电弧炉炼钢的基础理论：直流电弧的物理特性、电气特

性、运动特性、传热特性，以及直流电弧炉炼钢中泡沫渣、电解反应和搅拌特点；

论述了直流电弧炉的关键技术；石墨电极、炉底电极、整流供电和偏弧纠正；还

翔实地介绍了德、法、瑞士等欧洲国家直流电弧炉技术在世界各国炼钢工业的实际应

用；最后对直流电弧炉进行了评价和展望。

本书可供冶金领域的工程技术人员、科技管理干部使用，也可供高等院校有关

专业的师生阅读参考。

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