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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