冶金装备之电弧炉的发展历史
发布时间:2020-02-13 来源: 点击:300
电弧炉是利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中,弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属,电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大,能有效地除去硫、磷等杂质,炉温容易控制,设备占地面积小,适于优质合金钢的熔炼。
法国海洛尔特于1888~1892年利用电极的电弧高温,开发出煤的代替能源,发明了工业性直接冶炼的电弧炉。起初电弧炉只用于电石和铁合金的生产,到 1906年才发展用来炼钢,并因而使废钢得以实现经济化、规模化的回收利用。电弧炉通过石墨电极的端部和炉料之间发生的电弧,将电能转换为热能进行熔化炉料并完成其后的髙温冶金反应。由于它使用电能,便于调整炉内的气氛,因此可以冶炼包括含易氧化元素在内的各种类型的合金钢。随着电力工业的发展、工艺设备的不断改进以及冶炼技术的提高,电弧炉应用日趋广泛,生产能力与规模越来越大。20世纪30年代电弧炉的容量 为100t,50年代为200t,70年代初已有400t的电弧炉投入生产。
尤其是在近50年的时间里,电弧炼钢炉的技术性能逐步提高,生产成本明显下降, 欧美发达国家电炉钢的比例已超过50%。
现代电弧炉冶炼技术的发展随时代进步。20世纪60~70年代主要是发展超高功率供电及相关技术,高功率电弧炉(HP)和超高功率电弧炉(UHP)是相对于一般的普通功率电弧炉(RP)而言的。它们主要是按每吨炉容量所配变压器容量的多少来区分,近年来有越来越高的趋势。这意味着单位时间内输人电弧炉的热能大幅度增加,使熔化时间显着缩短,从而提高生产能力,降低电极消耗,减少热损失,降低电能消耗,结果是使产能再提高的同时,成本也大幅度下降。
与超高功率电弧炉相配套的高压长弧操作、水冷炉壁、水冷炉盖、泡沫渣技术、使用外热源助熔等已被广泛采用,钢包精炼及强化用氧也已被采用。20世纪80年代,LF及EBT技术的开发使电弧炉冶炼加炉外精炼的现代电弧炉炼钢流程基本成熟。值得注意的是,自此以后,人们关注的焦点已不再是用直流还是交流供电的方式,而是二次燃烧和烟气显热的利用,即废钢预热的问题。不同的废钢预热方式产生了不同类型的现代电弧炉,它们包括用料篮废钢预热的普通电弧炉、带托爪的烟道竖炉、双壳电弧炉和Consteel电弧炉等。
目前,电弧炉的设备和生产技术仍然在继续发展之中。
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