超高功率电炉工艺设计(processing design 0f ultra high power electric arc furnace)

高功率(HP)电炉和超高功率(UHP)电炉是相对于一般的普通功率(RP)电炉而言，它们主要是按着吨钢容量所配的变压器容量来划分的。一般，350～450kVA／t为普通功率，450～600kVA／t为高功率，600～1000kVA／t为超高功率。由于单位时间输入电炉功率大幅度增加和许多相关技术的采用，使电炉冶炼时间显著缩短，生产率提高，降低了电耗和耐火材料消耗。在同样规模下，电炉座数减少，节省了吨钢基建投资，降低了成本。其车间设计见电弧炉炼钢车间设计。

工艺设计要点 UHP电炉车间主要工艺流程是：IJHP电炉一炉外精炼一连续铸钢。在此流程中，UHP电炉作为高效熔化、升温、脱碳和去磷设备，而钢水精炼、脱硫、脱气、调整成分和调整温度在炉外精炼设备中进行。

UHP电炉车间以设置1～2座电炉为宜，产品应向单一的专业化方向发展。

为了充分发挥UHP电炉的优点，提高变压器功率利用率和时间利用率，在工艺设计中应采用下列相关技术：(1)采用水冷挂渣炉壁和水冷炉盖，以提高电炉的炉衬寿命和电炉的作业率。(2)在电炉炉壁的三个冷点区设置氧一燃(气)烧嘴和采用强化吹氧，增加电炉的辅助能源，加速废钢熔化，加速脱碳。(3)采用废钢预热，充分利用烟气余热，节约电能。(4)电炉采用炉内喷粉、长弧泡沫渣冶炼和留钢留渣操作，减少电弧对炉壁辐射，提高电效率、热效率、生产率和钢液质量。(5)电炉采用底吹氩气搅拌，使钢液温度和成份均匀，降低渣中氧化铁含量，缩短冶炼时间，降低电耗。(6)采用导电电极臂，减轻电炉钢结构，减少二次短网阻抗。(7)电炉采用偏心炉底出钢技术(见图)，实现无渣出钢和留钢留渣操作，减少二次氧化，提高钢液质量。(8)对直接还原铁、散状料和铁合金等采用自动化加料，可以快速精确地加入各种原料，提高时间利用率。(9)电炉采用电子计算机控制，达到最佳的功率输入，精确控制冶炼过程。(10)电炉采用第二孔(交流电弧炉为第四孔)加密闭罩或厂房封闭屋顶罩除尘系统，不仅可以捕集电炉散发出来的一次和二次烟尘，使烟尘量从25g／m³下降到50mg／m³以下，而且还可以使电炉噪声从120dB降低到85dB以下。(11)采用带盖的钢包车出钢，减少钢包热损失和浇铸起重机的作业量，增加工艺操作的灵活性。(12)采用炉外精炼，可以提高电炉生产率，提高钢液质量。炉外精炼设备主要根据钢种要求来选取。(13)采用连铸工艺，提高钢的成材率，降低能耗，提高产品质量。(14)利用车间的LF钢包加热精炼装置可以起到钢水贮存、调节和缓冲作用，协调电炉与连铸的配合。

车间组成和工艺布置 UHP电炉车间由主厂房、辅助车间、仓库和生活福利设施等组成。主厂房一般由炉子跨、原料跨、钢水精炼接受跨、浇铸跨和出坯跨组成。这些跨间及其大小可以根据规模和具体场地而变化。UHP电炉炼钢具有周期短、日产炉数多、生产率高、操作繁重和噪声大等特点，因此，车间布置要保证工艺流程顺行，物料流向互不交叉和干扰。

UHP电炉要充分考虑外部电网承受冲击负荷的能力，一般外部电网在接点处的短路容量应大于单座电炉变压器容量的80～100倍，不足者要采用无功功率补偿措施。对于电炉和钢包加热精炼装置的变压器室墙以及短网经过的开孔区域，在建筑上要采取防磁措施。另外还要考虑水冷炉壁，水冷炉盖采用热水循环冷却时的热水回收设施，并对其供水系统采用可靠的水温测量和报警装置等。