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电炉安全

一、电炉炼钢的种类及简单介绍

1、电炉炼钢的概述

电炉炼钢主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。电炉炼钢的方法有电弧炉炼钢、感应炉炼钢、电渣炉炼钢，从世界范围来看，95%以上的电炉钢都是由电弧炉生产的，电弧炉炼钢一般采用碱性炼钢，故所谓的电弧炉炼钢通常是指碱性电弧炉炼钢。

2、电炉炼钢的种类及结构简洁

（1）碱性电弧炉炼钢

碱性电弧炉氧化法冶炼是最基本的冶炼方法，他可以使各种废钢冶炼出高质量的碳素钢和合金钢。其他冶炼方法是在此基础上发展起来的。氧化法可分为补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期、出钢六个阶段。

电弧炉主要由炉体、电极夹持器及电极升降装置、炉体倾动装置、炉盖提升或旋转装置等几部分组成，如图6-10所示。

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图6-10炼钢电弧炉结构示意图

1-倾炉液压缸；2-倾炉摇架；3-炉门；4-熔池；5-炉盖；6-电极；7-电极夹紧器；

8-炉体；9-电弧；10-出钢槽；11-横臂；12-立柱；13-短网

（2）感应电炉炼钢

感应电炉炼钢的主要特点是它向炉料中输送的电能的方式不同。由于感应炉冶炼中的热是在被加热的金属中产生的，所以在热工上说，感应炉是最好的工具。

感应炉冶炼的特点在很大程度上表现为对原料的特殊要求上，这是由感应炉本身的工作条件和承担任务的特殊性决定的。感应炉冶炼基本是一个融化过程，较少采用氧化期冶炼。

以无芯感应炉的为例，示意图如下：

无芯感应炉示意图

感应炉坩埚的结构如下：

感应炉坩埚结构图

1-感应器2-绝缘胶木3-石棉板4-下面陶瓷5-石棉板6-耐火砖

7-上面耐火砖8-打结的坩埚9-镁砂粘补处

（3）电渣重熔法

电渣炉重熔法是利用铜模和自耗电极在熔渣中熔化精炼，快速凝固得到高质量钢锭的方法。该设备以熔渣的电阻做发热源，以炉渣和钢液物化反应清洗钢中夹杂物产生特殊钢和合金的熔炼设备。电渣重熔过程包括准备造渣、重熔、精炼、补缩、锭子处理等。

电渣炉的基本结构如下图。

电渣重熔法原理示意图

电极把持器2-电极接头3-电极4-移动式结晶器5-渣池6-金属熔池

7-冷却水8-钢锭9-渣壳10-引锭板11-电源

（4）真空感应炉炼钢

将感应炉置于真空中进行熔化精炼的方法称为真空感应炉熔炼法。感应炉体和锭模都置于真空中，按结构可分为间歇式和半连续式。其熔炼过程分为装料、熔化、抽真空精炼、添加合金和出钢。

一半连续式真空感应炉为例，其结构示意图如下

半连续式真空感应炉示意图

1-加料器2-料篮3（8、10）-阀门4-真空室5-合金炉料容器6-感应炉和旋转轴7-密封接口处9-钢锭模11-可上升支柱12-可旋转的底盘13-真空泵

（5）电炉炼钢中还有真空自耗炉熔炼、等离子电弧炉重熔等其他方式，由于应用范围有限或规模较小，在此不再赘述。

二、电炉炼钢冶炼过程简介

以在我国应用最为广泛的碱性电弧炉氧化法为例，介绍电炉炼钢的熔炼工艺。一般可分为六个过程：

1、补炉：由于高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀；吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击，电炉炉衬容易磨损，因此，需要对炉衬进行补炉。目前，在大型电炉上多采用机械喷补，机械喷补补炉速度快、效果好。

2、装料：目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料筐）装料，每炉钢的炉料分1～3次加入。装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电极消耗以及合金元素的烧损等。因此，要求合理装料，这主要取决于炉料在料罐中的布料合理与否。

3、熔化期：熔化期的主要任务是将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度；提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的50%～70%，电耗占70%～80%。现普遍采用吹氧助熔来缩短熔化期。

4、氧化期：氧化期的主要任务是继续脱磷、脱碳，去除气、去夹杂，提高钢液温度。氧化期是氧化法冶炼的主要过程，能够去除钢中的磷、气体和夹杂物。

5、还原期：还原期的主要任务是脱氧、脱硫，调整成分、调整温度，其中脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。

6、出钢：出钢是炉前冶炼的最后一项操作，但必须具备出钢条件才能出钢，否则将会影响钢的质量和产量。传统电炉的出钢不包括留钢留渣操作。

三、电炉炼钢的监管要点及危险有害因素辨识

1、触电、电气事故危害。电炉通过高压电缆供电，电压在3000V以上，一旦发生漏电、短路现象，后果严重。

2、高温烫伤危害。电炉炼钢过程涉及到的铁水、钢水、钢渣等温度都在1300℃

3、弧光辐射危害。电弧高温在3000℃以上，弧光除具有很强的可见光以外，还含有很强的紫外线，它对眼睛、皮肤有较强的烧伤能力

4、噪音危害。电炉从通电初期直到穿井结束，产生的噪音超过115dB，