
【化】 electric-arc furnace steel******
【化】 arc furnace; electric arc furnace
【醫】 arc furnace
steel-******
電弧爐煉鋼(Electric Arc Furnace Steelmaking,簡稱EAF)是一種利用電能通過石墨電極與金屬料之間産生的高溫電弧作為熱源,将固态金屬原料(主要為廢鋼)熔化和精煉成合格鋼水的冶金工藝。其核心原理是将三相交流電通入爐内的石墨電極,在電極下端與金屬爐料間形成溫度高達3000-4000℃的電弧,實現高效熔煉。
裝料(Charging)
以回收廢鋼(Scrap Steel)為主要原料,搭配生鐵(Pig Iron)或直接還原鐵(DRI/HBI)裝入爐膛。廢鋼需分類預處理以控制雜質含量。
熔化期(Melting Period)
電極下降引發電弧,電能轉化為熱能熔化爐料。此階段需大功率供電,占全程能耗的60-70%,伴隨強烈噪聲和弧光輻射。
氧化精煉(Oxidation Refining)
向熔池吹氧(Oxygen Blowing),氧化去除磷、硫等雜質,生成爐渣(Slag)。化學反應式為:
$$ 4P + 5O_2 → 2P_2O_5 S + O_2 → SO_2 $$
還原期(Reduction Period)
加入石灰(Lime)、螢石(Fluorspar)等造渣劑,形成還原性爐渣脫硫、脫氧。典型操作包括添加矽鐵(Ferrosilicon)或鋁(Aluminum)進行沉澱脫氧。
出鋼(Tapping)
鋼水達到目标成分和溫度(通常1600-1650℃)後,傾斜爐體從出鋼口放出鋼水,可同步進行鋼包合金化(Ladle Alloying)。
系統組件 | 功能描述 |
---|---|
爐體(Furnace Shell) | 耐火材料内襯的水冷鋼殼結構 |
石墨電極(Graphite Electrodes) | 傳導電流産生電弧,直徑可達700mm |
氧槍系統(Oxy-fuel Burners) | 輔助熔化和化學能輸入 |
除塵系統(Dust Collection) | 處理含Fe₂O₃、ZnO的煙塵 |
現代電弧爐向大型化(>200噸/爐)、超高功率(Ultra-High Power, UHP)方向發展,冶煉周期縮短至40分鐘以内。中國2023年電弧爐鋼産量占比達15.2%(來源:中國鋼鐵工業協會),主要用于生産特種鋼、不鏽鋼及建築用長材。
術語對照
- 電弧爐:Electric Arc Furnace (EAF)
- 爐渣:Slag
- 石墨電極:Graphite Electrode
- 直接還原鐵:Direct Reduced Iron (DRI)
- 鋼包精煉:Ladle Refining
電弧爐煉鋼是一種利用電弧産生的高溫熔化金屬原料進行煉鋼的工藝。以下是其核心要點:
電弧爐通過石墨電極與爐料間産生電弧,将電能轉化為熱能,溫度可達4000℃。這種高溫直接加熱廢鋼、生鐵等原料,實現高效熔化和精煉。
主要步驟包括:裝料(分層規劃廢鋼成分)→ 熔化 → 氧化期(脫磷、脫碳)→ 還原期(脫氧、合金化)→ 出鋼。
起源于19世紀中葉,1853年法國人首次試驗電弧間接加熱金屬。20世紀後廣泛應用于合金鋼生産,并隨技術進步逐步提升功率和效率。
更多細節可查看:(搜狗百科)、(搜搜鋼)、(斯柯特講煉鋼工藝)等。
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