石墨电极在炼钢生产上的运用

1、石墨电极在炼钢生产上的运用 肖洪文方大特钢科技股份有限公司目 录第一部分：石墨电极在电弧炉炼钢上的运用 电弧炉炼钢简介 石墨电极在电炉炼钢上的运用第二部分：电极在LF钢包精炼炉上的运用 LF钢包精炼简介 电极在LF钢包精炼炉上的运用第三部分：石墨电极需求与实际营销、供应、使用、结算等操作注意事项 国内冶金行业炼钢用石墨电极需求量的粗略估计 炼钢用电极营销、供应、使用、结算等操作注意事项第一部分：石墨电极在电弧炉炼钢上的运用电弧炉炼钢简介 目前在世界各国采用的炼钢方法主要是转炉（氧气顶吹转炉为主）炼钢和电弧炉炼钢两种。炼钢电弧炉示意如下： 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴

2、儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 1、基本概念、概况 电炉炼钢是利用电能作热源来进行冶炼的。最常用的电炉有电弧炉和感应炉两种。而电弧炉炼钢占电炉钢产量的绝大部分。一般所说电炉即指电弧炉。 电炉可全部用废钢作金属原料，可冶炼力学性能和化学成分要求严格的钢，如特殊工具钢、航空用钢和不锈钢等。 电炉按所用的炉衬分为酸性和碱性两种。目前主要用碱性电炉，这种炉子可以有效地去除钢中的硫，这是其他炼钢方法所不及的。随着世界钢铁生产的发展，电炉钢的比例不断提高，目前占世界钢产量的30%左右，尤其以电炉连铸连轧为特点的电炉短流程工艺的

3、确立，使电炉钢得到了很大的发展。 世界上近年来发展的新型电炉主要有超高功率电炉、直流电炉、双壳电炉、竖炉电炉、康斯迪电炉等。随着炉外精炼工艺的发展，电炉作为初炼炉的功能更加突出。电炉精炼炉的联合操作，使电炉的冶炼周期大大缩短，有生产节奏转炉化的趋势，生产效率大大提高。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介2、电炉炼钢的特点 电炉炼钢是目前国内外生产特殊钢的主要方法。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，利用电极端部与炉料间放电产生电弧所发出的热量进行炼钢的

4、一种方法。其优点为： （1）热效率高，一般可达65%以上； （2）温度高，电弧区温度高达3000以上，可使钢水加热到1600以上，满足冶炼不同钢种的要求； （3）对原料要求不严； （4）能调节炉内气氛，钢水成份容易控制。 （5）与转炉相比，设备比较简单，占地小，投资少，建厂快。 因此这种方法发明后不久就广泛应用于冶炼合金钢，并得到较快的发展。但电炉炼钢也存在一些问题或缺点： （1）电弧是点热源，炉内温度分布不均匀，电力、电极、耐材消耗高，熔池平静时各部位钢水温度相差较大； （2）电弧使空气和水蒸气电离，生成的氢氮如进入钢水，将影响钢的质量； （3）生产率较低，成本比转炉高。 2011年11月2

5、日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介3、发展概况 1888年法国人埃鲁(PLTHeroult)创造工业性直接电弧炉，用于电石和铁合金生产，在18891900年间应用于炼钢。现在炼钢用三相电弧炉按埃鲁式电弧炉原理制造的，所以又称埃鲁电弧炉。从工业（包括国防工业）上来说，电炉炼钢的真正发展是二次大战后开始的。其后电炉容量和单位容量功率不断扩大，20世纪60年代初，又成功地发展成高功率、超高功率电炉，单位炉容量的变压器功率逐步由300400kVA加大至7001000kVA。加上相关技术的应

6、用，从而大幅度地提高电炉炼钢的产量和质量，降低了生产成本，20世纪80年代后，直流电弧炉逐步得到推广采用。 我国直到解放前仅有电炉25座，年产量1400吨。1950年后，电炉炼钢才得于较快的发展，主要用于生产优质钢和合金钢，1980年电炉钢产量达680万吨，占全国钢总产量的20%。20世纪70年代前，中国的电炉一般都是30t以下的普通功率电炉。80年代开始建设5075t普通功率和高功率电炉，同时引进建设了40150t高功率和超高功率电炉，配备不同型式的炉外精炼设施，炼钢工艺由传统的电炉一步炼钢法转变为电炉与炉外精炼配合的二步炼钢法，电炉承担熔化任务，还原精炼移到炉外精炼装置中进行。 2011年

7、11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 电弧炉炼钢最近50年的技术进步： 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介4、电炉钢厂工艺流程与操作简介 工艺流程选择：传统的电炉炼钢车间采用电炉模铸的生产流程。新建的电炉炼钢车间普遍采用高功率或超高功率电炉炉外精炼连续铸钢(简称连铸)的新流程。这种流程的最大特点是电炉主要作为炉料的熔化设备，而精炼任务移至炉外进行

8、，不仅可以提高电炉的生产率，而且也保证了钢水质量，解决了电炉与连铸配合上的矛盾，有利于车间全连铸的实现。电炉炼钢车间的产品要考虑专业化生产，尽量避免品种多而全。车间的电炉座数应根据车间产量和品种的要求选用12座电炉为宜。 电炉冶炼可分为氧化法、不氧化法和返回吹氧法三种。通常，含有较多贵重合金元素和难熔合金元素的钢种，如高速钢和高铬钨工具钢等，多采用不氧化法冶炼。为充分利用合金废钢中的合金元素，如不锈钢等，多采用返回吹氧法冶炼。三者比例在很大程度上取决于生产的钢种和废钢的供应情况。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加

9、拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 氧化法：在炉料熔清后，通过向钢液中加矿或吹氧进行脱P、脱C操作，并造成熔池沸腾，去除钢中H、N气体及非金属夹杂物，再经过还原期脱O、脱S、调整钢液化学成分及温度后出钢。此法的特点在于可使钢中P、S、H、N、O等都可降低至规格范围内，达到纯洁钢液的目的，因此大多数钢种均采用此法冶炼。而此法不足之处在于，钢中若含有大量合金元素时，则会造成其氧化损失，并对操作带来不良影响，故一般配料时多用碳素废钢，这又造成后期合金化的困难。 电炉用钢铁料通常采用料篮顶装。根据废钢的加工情况，通常采用一次加料或二次加料。 电炉在冶炼过程中需要加入石灰、白云石、萤石

10、、铁矿石等散状原料，有时还采用直接还原铁代替部分废钢。电炉的散状料和直接还原铁的供应由上料和加料两部分组成。大型电炉车间一般采用胶带运输机上料。加料部分由高位料仓、振动给料器、称量料斗和加料溜管组成。散状料和直接还原铁通过加料溜管从炉顶第五孔加入电炉。高位料仓一般设610个，物料的贮存时间不应小于8h。小型电炉车间的加料系统一般设在电炉的近旁，采用车间起重机上料，散状料通过称量料斗、振动给料器也从炉顶第五孔加入电炉。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 关于铁合金

11、供料系统，大型电炉车间采用胶带运输机或起重机上料，铁合金通过振动给料器、称量料斗和加料溜槽加入电炉或钢包。小型车间一般采用料箱或料格贮料，人工加入电炉或钢包。设有钢水脱气装置的电炉车间，一般不设铁合金烘烤炉，只有在气候比较潮湿的地区，又未设钢水脱气装置的车间，在冶炼高合金钢时才设铁合金烘烤炉。 电炉冶炼过程中需要加入的粉剂，如发泡剂、增碳剂等，通常采用炉内喷粉法加入。 电炉一般采用强化吹氧。高功率或超高功率电炉应在三个冷点区设置氧一燃(气)烧嘴，它可以增加电炉的辅助能源，加快废钢熔化。电炉用氧压力一般为081MPa。每吨钢水氧气耗量为2030m3。电炉通常用钢包车出钢或采用起重机吊包出钢。出渣

12、多采用渣罐车，然后把渣罐运到翻渣间。亦有采用炉下渣坑出渣方式的。 电炉修炉，一般有两种方式，一是采用备用炉壳，炉壳吊下炉座进行修砌。二是炉壳修砌在炉座上进行。第一种方式可以提高炉子的作业率，但当电炉采用水冷炉壁和水冷炉盖以后，炉衬寿命可以提高到20004000炉，炉壳修砌也可以在车间计划检修时间内进行。一般炉底采用镁砖、炉坡采用镁砂打结，渣线部位采用镁碳砖，炉盖三角区采用高铝砖砌筑。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 电炉产生的烟尘多、噪声大，要采取防噪声、除尘

13、系统。电炉除尘可分为一次除尘和二次除尘。从炉内产生的一次烟尘，通常采用炉盖排烟孔(第四孔)除尘。装料和出钢等过程中产生的二次烟尘采用电炉密闭罩或厂房局部封闭除尘系统，通过一次、二次除尘，含尘量可以降到50mgm3以下。电炉排出的烟气温度较高，可以用作预热废钢，大容量电炉或高功率、超高功率电炉采用废钢预热装置更为有利。 炉外精炼。为了提高电炉产量，改善电炉钢的质量，电炉车间需采用相应的炉外精炼方法。炉外精炼方法很多，主要根据钢种质量要求、原材料条件、车间的生产工艺、炉外精炼设备功能和投资情况综合分析研究，因地制宜地进行选择。 浇铸系统。电炉车间浇铸分模铸和连铸两种。模铸又分地面铸和车铸。连铸已是

14、非常成熟的工艺，连铸能提高钢的成材率，降低能耗，提高产品质量，其经济效益十分明显，因此新建电炉车间一般都采用连铸工艺。超高功率电炉车间一台或二台电炉配一台连铸机。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介特殊钢厂的基本工艺流程见图。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介3、碱性电弧炉氧化法冶炼工艺流程介绍 作业流程：上炉出钢补炉（fettli

15、ng）装料(charging)熔化期(melting)氧化期(oxidizing)还原期(reducing)出钢(tapping)补炉：上炉出钢毕，迅速将炉体损坏部位进行修补，以保证下一炉钢的冶炼。新炉子在炉役期的前几炉可不补炉。 装料：将配好的炉料（burden）按一定规律装入料罐（bucket）中，然后将料罐吊至炉前，打开炉盖，将炉料一次卸入炉内。一炉钢可视情况一次装料或多次装料。 熔化期：从通电至炉料完全熔清称为熔化期。其主要任务是迅速熔化全部炉料，并及早形成一定的炉渣，起到稳定电弧、防止金属挥发与吸气，提早脱P等作用。 氧化期：待炉料全部熔清后，取样分析，进入氧化期。其主要任务是最大限

16、度地脱P（dephosphorization） 、去除钢中气体（H、N）和非金属夹杂物（non-metallic inclusions），并升温至稍高于出钢温度。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 还原期：氧化期任务完成后，停电扒除氧化渣，重新造新渣，进入还原期。其主要任务是脱O（deoxidization）、脱S（desulphurization），调整钢液的成分和温度。出钢：当钢液成分和温度均符合出钢要求，则打开出钢口，摇炉出钢。出钢时要做到钢渣混冲，利用钢

17、渣在钢包（ladle）中激烈运动，最大限度地脱S，并防止二次氧化、二次吸气。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 1、电弧炉工况特点及对导电电极的要求 (1)电弧炉是利用电极在废钢或渣层中起弧，将电能转化成热能，产生高温，从而熔解废钢、加热钢水，一般电弧弧心温度可达(12)万 ，钢水温度高于1 600 。电有交、直流之分，弧有长、短之别，炉有熔、炼两种，为此不仅要求电极高温下有良好的导电能力，还应在多变的条件下高效、低耗的运行。 (2)电极柱上接电源的

18、二次母线，下端起弧直通钢水，其最高电流由电源决定，截面电流密度除受集肤效应和邻近效应的影响外，纵向还受截面不均和机械连接中电阻多变的影响。电极必须能承受强大的温度梯度造成的径向、轴向和切向热应力的破坏。 (3)电阻率越低，使用时电极消耗及电耗越少；为此要求续接压降低于5 V，保证该处不起弧。 (4)高温下，电极必须有一定的强度，在外力作用下尽量少折断。 (5)高温下，电极不影响被加工钢水的质量。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 2、石墨的主要性能

19、(1)石墨加热后直接由固态升华为气态，升华温度高达3 800，比所有已知材料都高。 (2)石墨与大部分材料不同，在温度上升时，其机械强度上升，2 000 时，石墨抗拉强度是室温下的16倍。一般约为 抗拉=12抗折=14 抗压。 (3)石墨的电阻率1 400 时和室温下相同，此前下降，此后上升；而金属的电阻率却总是随温度升高而加大的。 (4)石墨的导热性能好，热膨胀系数较低，抗热震性好。 (5)石墨表面温度大于400会和氧气结合，氧化量与气体中的氧含量、气体流量、氧化面积和时间有关。温度达60889空气又不太充足时，就会形成CO，在空气充足时进一步形成CO2，温度越高表面氧化越激烈。同时石墨在一

20、定温度下还能与H2O发生反应：H2O+CH +CO，进一步加氧生成H2O+CO2，加速氧化。 (6)石墨易加工。 (7)价格便宜，比W、Mo等高熔点金属均易得。 (8)石墨的真密度可达226 gcm3 ，但过高的体积密度，虽可获得优良的电、热和机械性能，但同时其弹性模量增加及孔度减少，所以为得到较高的抗热震性能，体积密度一般控制在165185 gcm3 为宜。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 3、石墨是电弧炉炼钢最好的电极材料 (1)优点：高的熔点

21、；良好的导电性；高的强度；氧化生成CO，CO2气体，不会污染钢种；可调的密度，可将抗热震性调到最佳；价格低，易加工，是理想的工业用材料。 (2)缺陷和不足：石墨的升华温度3 800 ，比使用中电弧的中心温度低得多，在当前UHP电弧炉作业的情况下，电极的升华不仅不可避免，而且最高已达68 ，接近使用极限；表面温度达600 以上，氧化不可避免；电极生产时受原料、各工序工艺、设备、操作多变的影响，产品性能很难达到均质、全优结构的指标要求；加之使用中要经受不断变化外力的作用，就会增加消耗。综上所述，石墨虽不能满足电弧炉炼钢对电极的全部要求，但至今为止仍是实用中最好的材料。 2011年11月2日，美国安

22、全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 4、与电极相关的设备简介 （1）电弧炉炉体构造部分：电极夹持器及其升降装置，炉体倾动装置，炉顶装料系统，辅助装置电极夹持器的作用：夹紧或送放电极；传送电流至电极。结构：夹头+横臂+送放电极机构 电极升降机构：分类：固定立柱式、活动立柱式。传动方式：电动、液压 炉盖圈：炉盖圈和炉壳间必须良好密封，炉盖圈内通水，下沿设有刀口插入炉身加固圈的砂封槽内。电极密封圈：防止炉内高温气体外溢、防止红热电极对电极孔的侵蚀，必须使用电极密封圈。分为环形冷却、箱形

23、冷却。 排烟除尘装置：炉内排烟（通过第四孔抽烟）， 炉外排烟：屋顶排烟罩、整体封闭。炉顶加料装置：通过第五孔向炉内加石灰、矿石及铁合金 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 （2）电弧炉的电气设备 1）电弧炉的主电路：主电路主要由隔离开关、高压断路器、电抗器、电炉变压器、低压短网 2）电极升降自动调节装置 目的：维持恒定的弧长，保证电弧稳定，保持输入功率恒定。 分类：、电机放大机直流电动机式自动调节器；属于20世纪40年代的控制系统。、可控硅直流电动机式

24、自动调节器；、可控硅转差离合器式自动调节器；、电液随动阀液压传动式自动调节器；、微机控制系统。 工作原理：测量比较系统（电压、电流互感器） 放大系统（电机放大机或可控硅） 执行系统（直流电动机、转差离合器、电液随动阀）。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 4、石墨电极使用性能、参数的匹配 电极是将变压器输入的电流引入熔炼室的导体，它直接影响钢的成本和炉子的生产率等。电极是短网的最后一部分，因为使用碳质材料，能在3800以下不熔化，不软化，只是缓慢氧化

25、（掉皮）。 对电极的物理性能主要要求体积密度大，电阻系数小，导热系数大，热膨胀系数小，弹性模量小和有足够的机械强度等。如电极的导电率小，为了输入一定量的电能，电极直径必须增大，这样就会使电极夹持器、横臂、立柱以及整个炉子结构笨重，控制系统复杂。电极的导热系数大，热膨胀系数小，弹性模量小和抗弯强度大，其耐急冷急热性一般较好。 电极能通过的电流受它的直径和制造质量限制。如果超过它允许的电流密度，电极迅速发热，烧红，因此寿命大减。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。 不同容量炼钢电弧

26、炉的最大电流负荷、电极直径等参数如下： 熔炼每吨钢的电极消耗是电弧炉炼钢的重要经济指标之一。因此，在改善电极质量和降低电极消耗方面，国内外都做了大量的工作。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。容量(t)/炉型特点最大电流/ A（允许电流负荷）电极直径/mm电流密度A/ cm2（许用电流密度/功率水平）备注5/炉体开出8250 （10-13k）30011.67（14-18/ RP）南昌钢铁电炉厂10/炉盖旋转12230（13.5-18k）35012.71（14-18/ RP）南昌

27、钢铁电炉厂10/炉盖旋转15988（13.5-18k）（或18-23.5k）350（或400）16.62或12.72（14-18/ RP）长力股份冶炼厂30/炉盖旋转20k（18-23.5k）40015.91（14-18/ RP）新钢良山特钢30/炉盖旋转28778（25-40k）（或21-32k）450（或400）18.09或22.90（15-24或16-24/ HP）长力钢铁电炉厂30/炉盖旋转22k（22-27k）45013.83（13-17/ RP）兴澄特钢花山30/高阻抗36950（32-45k）45023.23（19-27/ UHP）石钢炼钢厂60/Consteel46.7 k（4

28、8-60k） 55019.66（18-24/ UHP）西特三炼钢2#60/DC70k（52-72k）61024.75(18-24/ UHP?)冶钢四炼钢65/Consteel46.7 k（48-60k）55019.66（18-24/ UHP）石横特钢70/Consteel46 k（48-60k） 55019.36(18-24/ UHP)鄂钢一炼钢厂70/高阻抗50k（48-60k）55021.04（18-24/ UHP）攀成钢75/Consteel49.5 k（38-55k）50025.21 (18-27/ UHP)鞍钢重机铸钢厂80/55k（52-72k）61019.45（18-24/ UH

29、P）太钢第三炼钢厂90/Consteel60.4 k（52-72k） 60021.36 (18-24/ UHP)韶钢炼轧厂100/ DC100 k（62-95k？） 71125.98(18-24/ UHP？)兴澄特钢滨江150/DEMAG63 k（52-72k）61022.28(18-24/ UHP)天管第一炼钢厂150/80k（62-95k）71020.78（18-24/ UHP）太钢第二炼钢厂160/ DC、康斯迪140k（62-95k？）28in或30in36.38或31.69(18-24 /UHP？)美国Nucor公司Hertford厂石墨电极在电炉炼钢上的运用 6、影响电极消耗的因素

30、分析 电极消耗主要与下列因素相关： （1）电极本身质量。电极的工作环境是十分恶劣的，为了稳定电弧，电极必须上下运动，随时调整高度位置，因而难免与底料接触，使底端消耗较快。此外，炉料在熔化过程中有时塌料，也会撞击电极，如果电极质量不良，在这种情况下往往发生折断，电极一旦折断，就必须更换新电极，电极消耗就大幅度上升。 （2）阳极作用。在形成稳定电弧进行导电的过程中，从阴极发出电子高速流向阳极，对阳极进行轰击。因此，电弧功率的80%集中于阳极，阳极集中受电子轰击的部位称为阳极斑，那里温度最高，该部位的电极消耗最快。 （3）电极表面在高温下与空气中的氧发生反应而氧化消耗。 针对以上主要因素，降低电极消

31、耗的有效措施有： （1）提高电极质量，使电极具有足够的强度，防止电极折断； （2）改善炉料结构，不要用超大块料，防止塌料撞断电极； （3）采用直流电炉，直流电炉的炉底为阳极，上部石墨电极为阴极，避免了阳极效应，石墨电极消耗可减少一半以上； （4）对石墨电极的表面喷淋冷却水，或增加抗氧化涂层，以减少氧化损耗。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电弧炉炼钢简介 另外，电极消耗可分为事故损耗和经常性消耗两种。 （1）事故损耗：主要由机械外力和电磁力引起，如电极接头处的松动、折断，电极

32、裂纹和接头螺纹部分脱落等。造成事故损耗的原因主要是电极质量差，如强度低等；设备方面如电极直径选择不当，电极夹持、升降和控制装置不良等；操作方面如装料不当，熔化时重废钢塌落撞击电极等。 （2）经常性消耗：主要是指电极表面的消耗，包括电极端部的消耗和周界的消耗。 过去由于冶炼时间长，电极周界的消耗所占比例相当大；但对超高功率电弧炉，电极的端部消耗据说已达总消耗量的50%以上。一般认为电极端部消耗的主要原因是电极端部局部加热，使石墨升华和电极端部与熔渣及金属接触，使石墨被吸收。这种消耗只在通电时产生，消耗量主要与电弧电流和电弧长度有关。 石墨在高温下性能优异。如石墨不熔化，而且蒸发温度很高；导电率和

33、导热率大，不大随温度变化；热膨胀系数小，强度和稳定性随温度升高而增大等。石墨的最大缺点是容易氧化，电极周界的消耗就属于氧化消耗。实验结果表明，石墨从550开始氧化，超过750后急剧增加。为了减少电极周界的氧化消耗，应加强炉子的密封，尽量减少空气侵入炉内。采用炉内排烟的除尘装置要适当控制炉内压力。吹氧助熔和使用辅助烧嘴时，正在废钢熔化中期，电极表面温度不高，只要烧嘴和氧枪的位置、方向适当，过剩空气不多，对电极周界的消耗几乎没有影响。为了减少电极周界的表面氧化，还应该尽量选用较小直径的电极和缩短高温精炼的时间。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以

34、及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。石墨电极在电炉炼钢上的运用 7、降低电极消耗的具体措施 为了降低电极消耗，主要应提高电极质量，缩短冶炼时间，防止因设备和操作不当造成电极折断等事故。为了减少石墨电极的氧化，国内外都在试验采用在电极周界表面涂层的方法。对涂层要求具有下列性能：在高温下难于氧化；即使在高温下，涂层与电极也能粘附良好；导电率高，与电极的接触电阻不大于电极的电阻。日本在电极表面上同时喷涂两种金属，铁和铝或镍和铝等作为保护层。在40吨电弧炉上试验的结果，能使同样直径电极的单耗降低30%，周界表面氧化减少60%。此外，有的还喷涂以铝和碳化硅为主的混合物等。

35、操作中要特别注意电极的链接，接头要旋紧和清洁。连接处如有灰尘或其它赃物，将使电阻增加，浪费电力，导致过热，甚至造成接头断裂。接头松脱也会造成电极过热和断裂。松脱的接头使导电率降低达40%，强度仅有正常的50%，受到振动和冲击容易造成电极折断。 有的在电极顶部用保护帽使螺丝孔和端面不受偶然的破坏，防止灰尘和其它赃物进入，也防止端面氧化。电极和接头应是同一厂生产的配套产品，应在室内存，保持干燥。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。第二部分：电极在LF钢包精炼炉上的运用LF钢包精炼简

36、介 LF原文为Ladle Furnace，又称钢包炉，是1971年日本（大同特殊钢公司）开发的钢包炉精炼法，其特点是将电弧炉后期精炼功能移到钢包中进行，包括脱硫、惰性气体搅拌、钢水加热、合金化和成分调整等。可使钢中氧、硫大幅度降低，钢水成份精确、温度均匀，夹杂物充分上浮，从而生产出高纯净度、窄成份范围的钢。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。LF钢包精炼简介 钢包炉经过不断改进和发展以便得到最佳的物流，增加工艺操作的灵活性和生产钢种的范围。交流钢包炉的炉顶上有三根电极，以便进行

37、电极埋弧加热、炉盖密闭造(碱性)白渣的精炼操作，并备有合金等材料的添加装置，排烟除尘系统，取样和测温系统，炉底有吹惰性气体多孔塞和浇注用滑动水口。为了防止渣子喷溅，炉顶也在不断改进，采用环绕钢包口的袖套式结构。钢包炉的电力供应系统类似于普通电弧炉，可以用交流电也可以用直流电。 LF炉与初炼炉（转炉或电弧炉）有机结合，既能使初炼炉提高生产效率，提高钢水成份命中率和产品质量，提高连铸连浇炉数的作用也十分明显。LF炉已成为初炼炉与连铸机之间不可缺少的一种炉外精炼设备。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售

38、产品中仍含有该物质。LF钢包精炼简介1、LF炉的特点与功率匹配 LF炉电弧加热系统与炼钢电炉的相同点，都是由三根石墨电极与钢液间产生的电弧作为热源，其不同点是LF炉内是熔融的钢水，无熔化期，又是采用埋弧操作，因此电流波动小，可采用低的二次电压。 几个炼钢工厂LF炉实际功率配备参考 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。炼钢厂攀钢提钒炼钢厂方大特钢炼钢厂0#、1#莱钢炼钢厂老区承钢提钒钢轧二厂、宝钢公称容量/t1309050150变压器容量/MVA2215630、22一次电压/kV3

39、5353535二次电压/调压档数/V200370/11180300/11110250/11210410/13二次电流/kA28302545928？最大升温速度/min5535电极直径/mm400400254450、457极心圆直径/mm700700600750精炼周期/min354050253538电极消耗/kg/t超高功率石墨电极0.600.400.220.330.29吨钢功率/ kVA/t169188120200几个炼钢工厂LF炉实际功率配备、电极消耗参考 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产

40、品中仍含有该物质。容量t/处理量（t）变压器MVA/吨钢功率（kVA/t）电流kA/电极直径（mm）升温速度（/min）精炼周期min/电极消耗（kg/t）钢厂简称25/35单臂5.5/15712/250RP1.534555/0.65长力电炉25/355.5/15712/300RP34555/0.75长力电炉30/5/1663040/0.5湖北黄石东钢35/6.5/18525/?RP/1.00.45邯钢一炼35/7/20025/?RP同上邯钢一炼50/6/12025/35032535/0.40.22莱钢老炼钢60/12.5/20830/4005同上莱钢老炼钢70/12/1714520/0.45

41、新疆八一70/8012/15025/350344050/0.6方大特钢90/8015/18730/400UHP54050/0.6方大特钢100/12518/144/456 UHP/0.530.44安钢一炼轧150/16530/181/450 UHP538/0.330.29承钢提钒钢轧二厂210/35/166/457 UHP44050/0.3首钢二炼钢LF钢包精炼简介2、LF炉的冶金功能、设备构成及作业流程 LF炉的冶金功能可归纳为以下四个方面。 1）埋弧加热：LF炉处理前期，通过加入部分埋弧渣，加热时三根石墨电极浸入渣层中，将电弧埋住。不仅可以有效调节钢水温度，快速成渣，而且其输出功率稳定，对

42、钢包耐材内衬的热辐射小，有利于保护包衬。 2）吹气搅拌：通过钢包底部透气砖将惰性气体（如氩气）吹入钢水中，气泡上浮的过程中剧烈搅拌钢水。一方面可以加速钢渣与钢水间的界面反应，另一方面可以促使钢水的成份和温度均匀，还可以促进夹杂物的快速上浮。 3）白渣精炼：是通过加入合成渣料，造高碱度的还原渣，借助氩气搅拌，促进有效的扩散脱氧、脱硫和去除非金属杂质，并实现提高合金收得率和精确控制钢水成份的目的。 4）炉内气氛：LF炉处理时，炉盖及电极孔密封圈起到隔绝空气的作用，加之石墨电极氧化产生CO气体，减少了钢水的氧化和吸气。 LF炉的四大精炼功能互相影响，互相促进，在还原性气氛下，高温液态的碱性钢渣与钢水

43、充分混合、搅拌，提高了白渣的精炼能力，创造了一个理想的精炼环境，从而使钢的质量显著提高。 另外，高温电弧也能将炉气中的氮、水蒸汽分解为N和H原子，被钢水吸收而增氢、增氮，故对渣料中含水份要求严格，且由于炉料和石墨电极的限制，LF炉也不适于精炼超低碳钢。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。LF钢包精炼简介 LF精炼装置主要由下列设备构成。1）一个上有电极孔、加料孔或者还有抽烟孔、喂丝孔的包盖；2）一套包盖升降、开出机构或者用钢包车把钢水包运到固定的包盖下；3）电极升降、把持及调节

44、控制装置；4）变压器、短网、高压开关等供电装置；5）铁合金、辅助材料的贮存、运送系统；6）铁合金、辅助材料的称量和加入系统；7）收烟、除尘系统；8）氩气搅拌及调节控制系统；9）测温、取样装置。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。LF钢包精炼简介 LF炉作业流程或精炼周期 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。作业名称或处理步骤作业时间（min）钢包台车开到处理位2下

45、降炉盖0.5测温1加精炼渣、化渣8测温、取样2加热、成份粗调10测温、取样2加热保温、成份微调5.5测温、取样2炉盖提升、钢包台车开出2合计作业时间或精炼周期35电极在LF钢包精炼炉上的运用1、LF炉用石墨电极概念 石墨电极属于LF炉功能发挥的核心部件，它将电能转化为热能对钢液进行升温，在LF炉加热期间，电极本身熔损、氧化，电极受热振还会脱落，从而钢液增碳。因此，石墨电极的质量与生产工艺直接影响到LF炉加热精炼工艺的顺行和生产成本的高低。2、电极消耗分类 1）电极端面消耗 在电弧的高温作用下电极不断的升华，电弧温度高（约3000），而电极的温度相对比较低（约1400），在电极的表面产生热应力使

46、其脱落，电极端部逐渐形成圆锥形，使电极电流波动大出现端部应力不平衡而导致电极端部脱落，电极埋入渣子的部分被渣子熔蚀。 2）电极侧面消耗 电极温度超过400，氧气能渗过石墨表面发生氧化反应，温度超过600时氧化加剧。氧化速率对电极附近氧气浓度和气流速度较敏感。 3）电极折断消耗 造成LF炉断电极的原因有：电极在LF钢包精炼炉上的运用 渣过粘稠或过稀、渣量较少或底吹搅拌强度过大时，在开始加热起弧阶段因三相负载极不平衡，使得某相电流密度超过其负载能力而造成电极折断； 在化渣阶段，如果加热档位选择不当，会导致三相电极不平衡而致电极断裂，尤其是在开始起弧时； 电极质量差，其致密度不够，电流载荷能力低，也

47、会导致加热过程断电极； 电极选型不当，工作电流密度已接近其电流载荷能力上限，电极经常工作在满负荷（电流密度）状况，电极容易折断； 接续电极时，电极接头部位丝扣受损、电极接头不规则或者是未拧紧，均会导致接头区域某部位局部电流密度过大，而致电极断裂； 墩平电极时，因操作不当，致使电极（主要是接头部位）受损，在加热过程中便会导致电极断裂。 电极折断的原因还有可能是电极机械强度不够、电极连接不好、电极间有较大的接触电阻、炉盖倾斜、钢包撞断电极、钢水结壳。 4）电极残端消耗 电极下端尤其是接头处出现局部氧化而变细掉入钢水。为避免电极接头掉入钢水增碳，主要是在未处理钢水时，提前将变细并可能脱落部分打掉。电

48、极在LF钢包精炼炉上的运用3、生产中影响电极消耗的因素综合分析 电极消耗主要受生产节奏、LF炉升温幅度、LF炉操作、造渣料的加入情况及炉渣氧化性情况的影响。 1）生产节奏的影响 生产节奏影响生产周期和炉间停顿时间，LF炉的生产节奏不稳定，会造成生产周期长和炉间停顿时间长。统计分析表明：电极消耗与LF炉的加热时间成正比；炉间停顿时间0.5小时，电极增碳量普遍高于炉间停顿时间0.5小时的炉次，增碳量在0.017%左右。 2）LF炉升温幅度的影响钢水到站温度低，加热时间长，不仅会造成电耗和电极消耗增大，而且会造成生产节奏不稳定。钢水到站温度低于生产工艺要点要求，这其中一部分是由于钢水在LF炉待处理时

49、间长，另一部分则是因为初炼炉（转炉或电弧炉）出钢温度低所致。合理控制钢水过热度，在保证顺利浇注情况下尽量降低钢水浇注温度，以缩短LF炉加热时间，从而降低电极消耗。 3）LF炉操作影响 在LF炉生产准备过程中，接、滑电极需严格执行吹扫要求，进行双岗检查确认制度，避免操作不当造成电极消耗。在LF炉冶炼过程中，要稳定操作，严防断电极，提高成份及温度的一次命中率。避免LF炉加热次数大于3次。 4）造渣料的加入情况及炉渣氧化性情况的影响 LF炉实际生产情况表明，渣料加入不当造成渣料结坨会造成LF炉处理困难，而且会造成电极消耗增大；转炉或电炉下渣量大、氧化性强炉次，炉渣氧化性强会增加电极消耗，由实际对比情

50、况表明下渣量、氧化性强炉次的钢水增碳量高0.05%左右。电极在LF钢包精炼炉上的运用4、降低电极消耗的措施 1）生产节奏管理 通过工艺制度优化，强化生产调度管理及技术人员的跟踪管理，确保了按计划出钢率，而且降低了钢水在LF炉进站等待处理的时间（5min），进一步改善钢水进站温度，有效降低加热时间和加热率。 2）控制LF炉的升温幅度 提高并稳定钢水在LF炉的到站温度，在满足过热度要求情况下，出站温度按工艺要点要求的中下限控制，以缩短LF炉的加热时间。通过提高操作水平和加强管理，适当提高并稳定转炉或电炉的出钢温度，为提高并稳定钢水在LF炉到站温度创造良好条件。加强钢包的周转及烘烤管理，提高钢包的红

51、包出钢率，在使用新包、黑包等异常包况的钢包时，钢包热修班组必须提前1炉钢的时间通知炉前炼钢班组进行提温处理，减少异常包况时LF炉的升温压力。 3）规范操作，提高技能 LF炉人员的操作技能直接影响着电耗和电极消耗。通过优化造渣、化渣操作，加强对LF炉操作人员在成份和温度控制方面的管理，提高操作人员的操作技能，能降低电极的消耗，确保生产工艺的稳定顺行。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。电极在LF钢包精炼炉上的运用 根据除尘风机的抽气能力适当降低LF炉除尘风机转速，控制LF炉精炼处

52、于微正压气氛； 渣料一次加入量不要过大，避免渣料结坨造成处理困难； 加热过程氩气流量适当控制，减小钢液对电极的冲刷； 对转炉或电炉下渣量大或转炉后吹炉次，钢水在吹氩站提前加入一定量的粉状强脱氧剂（如铝粉等），以降低炉渣的氧化性。 4）接、滑电极注意事项LF炉在加热过程中，电极会有熔损，电极变短后会影响加热操作，如果电极总长度不够，那只能接续新电极；而在电极总长度足够长时，一般采用滑电极操作，改变电极夹持部位，使加热能正常进行。 接、滑电极时必须将钢包车开出处理位，采取电极在线接长方式进行接、滑电极操作或者将预先（离线）接续好了的电极整根吊换；接长电极时，必须用压缩空气将电极与电极头的连接处吹扫

53、干净，保证连接处无异物、灰尘等；同时接长电极时，一定要对准中心，然后将上部电极缓慢下降，采用专用力矩扳手将电极拧紧；滑电极时，必须事先检查该相电极的电极接头，确认拧紧后方可进行滑电极操作；滑电极夹紧夹持器之前，必须用压缩空气将电极和夹持器的连接处吹扫干净，避免发生电极“打火”现象；夹紧电极时夹持器应夹在电极白线以外。接、滑电极后，电极要避免过长，否则会影响钢包车的进出。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。第三部分：石墨电极需求与实际营销、供应、使用、结算等操作注意事项国内冶金行

54、业炼钢用石墨电极需求量的粗略估计 2003年世界电炉钢比约为35%，中国电炉钢比仅16%左右。2011年中国粗钢产量6.94亿吨，其中电炉钢产量6800万吨，约占总计粗钢产量的10%。 我国电炉炼钢以特钢（含结构钢）生产为主（达到80%以上）。 世界钢铁协会1月22日发布2012年全球钢铁生产统计数据。中国大陆2012年粗钢产量7.16亿吨，占全球钢产量的46.3%。统计显示，2012年全球粗钢产量增长低迷，总产量为15.478亿吨，较上年的15.29亿吨仅增长1.2%。增速缓慢表明全球经济形势低迷对钢铁业带来消极影响。由于2012年全球经济增长乏力，多国房地产业和下游的建筑机械生产、建材商场

55、行业需求低迷，加之全球造船业正经历多年罕见的寒冬，致使市场对钢材的需求疲软，增长乏力。 2012年，中国大陆粗钢产量为71654.2万吨，同比增长3.1%，占世界总产量的比重达46.3%，比2011年提高了0.9个百分点。如果加上台湾的钢产量，其比例还会增加，达到47.6%。尽管中国钢铁产量增速较往年减缓，但整体增速仍高于全球平均水平，显示出中国市场相对较好的发展水平。 20世纪末世界上工业发达国家钢的精炼比例占本国钢总产量的50%以上，其中以日本为最高，达80%以上。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国

56、市场所售产品中仍含有该物质。国内冶金行业炼钢用石墨电极需求量的粗略估计 我国钢水炉外精炼比由1990年的2.3%提高到1998年的20.2%。 方大特钢2012年产钢总量328万多吨，LF炉精炼比例或品种钢比为31.64%，电极消耗平均0.60kg/t，基本代表了国内行业水准。 所以，粗略估算2012年国内炼钢用石墨电极的消耗量为： （1）电炉炼钢部分： 71654.2万吨10%3.0（4.02.0）公斤/吨100001000 =214962.6吨 （2）炼钢精炼部分： 71654.2万吨32%0.60公斤/吨100001000 =137576.06吨 合计：352583.66吨（大数35万吨

57、）。 这与方大炭素2012年生产石墨电极10万吨，其中超高功率电极5、6万吨，国内市场占有率30%以上的内部数据相吻合。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。国内冶金行业炼钢用石墨电极需求量的粗略估计 炭素行业协会根据41家规模较大炭素企业的数据统计，2011年行业炭素制品总产量约达284.53万吨，石墨制品69.03万吨，炭制品212.17吨，炭素新材料4.46万吨。该年度我国石墨电极产量682433吨，增长10%；超高功率电极产量226789吨，增长29%。 上述2012年估

58、算数与行业协会统计2011年实际生产量相差将近一倍，如果进、出口及串换、库存总体平衡，说明非冶金行业和未统计在内的民营及小钢厂用量不少！况且冶金企业使用超高功率电极还存在不少进口呢！当然，随着经济转型、结构调整（新能源、海洋工程等重点制造领域），冶金与相关设备、材料制造业（重点企业）的优特钢比将会有所提升，但不一定要电炉钢比提高（设备制造业的电炉钢比可能会提高），而更主要是钢水（LF炉）精炼比会不断提高（如工业发达国家精炼比达到50%以上）！这会带来LF炉用高功率、超高功率石墨电极需求的快速增长，应该是方大炭素当前及今后工作的主要方向和营销重点之一，可以进一步增加超高功率石墨电极这一高附加值产

59、品并扩大替代进口，做强主业。 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。炼钢用电极营销、供应、使用、结算等操作注意事项 签订电极供应合同（或协议）之前，一定要摸清楚用户的电极消耗核算依据、口径和实际消耗水平。一般炼钢生产单位要求吨钢单耗达到什么水平（即锁定单耗，价格参考前面供应厂家的价格或由供应部门定），或者同时锁定单耗和模拟价格。作为电极供应单位，要权衡该炼钢厂真实的消耗水平及与炼钢品种、设备、生产状况等关联性（内部多方面的信息情报很重要！），作出判断、抉择。国内重点炼钢企业的电极消

60、耗（指标）水平参见附表。附表 ：不同容量炼钢电弧炉的电极消耗参考如下： 2011年11月2日，美国安全化妆品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌的二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。容量(t)/炉型特点最大电流(A)/功率水平电极直径(mm)电极消耗(kg/t)/期间炼钢厂简称5/炉体开出8250/ RP 3005.3/97年南昌钢铁电炉厂10/炉盖旋转12230/ RP3504.8/99年南昌钢铁电炉厂10/炉盖旋转15988/ RP350或4003.6/01年长力股份冶炼厂30/炉盖旋转28778/ HP450或4003.1/07年长力钢铁电炉厂3