石墨电极在炼钢生产上的运用

石墨电极在炼钢生产上利用

肖洪文方大特钢科技股份有限企业第1页目录

第一部分：石墨电极在电弧炉炼钢上利用★电弧炉炼钢介绍★石墨电极在电炉炼钢上利用第二部分：电极在LF钢包精炼炉上利用★LF钢包精炼介绍★电极在LF钢包精炼炉上利用第三部分：石墨电极需求与实际营销、供给、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粗略预计★炼钢用电极营销、供给、使用、结算等操作注意事项第2页第一部分：石墨电极在电弧炉炼钢上利用第3页电弧炉炼钢介绍当前在世界各国采取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。炼钢电弧炉示意以下：

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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4页电弧炉炼钢介绍

1、基本概念、概况电炉炼钢是利用电能作热源来进行冶炼。最惯用电炉有电弧炉和感应炉两种。而电弧炉炼钢占电炉钢产量绝大部分。普通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份要求严格钢，如特殊工具钢、航空用钢和不锈钢等。电炉按所用炉衬分为酸性和碱性两种。当前主要用碱性电炉，这种炉子能够有效地去除钢中硫，这是其它炼钢方法所不及。伴随世界钢铁生产发展，电炉钢百分比不停提升，当前占世界钢产量30%左右，尤其以电炉—连铸—连轧为特点电炉短流程工艺确实立，使电炉钢得到了很大发展。世界上近年来发展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。伴随炉外精炼工艺发展，电炉作为初炼炉功效愈加突出。电炉—精炼炉联合操作，使电炉冶炼周期大大缩短，有生产节奏转炉化趋势，生产效率大大提升。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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5页电弧炉炼钢介绍2、电炉炼钢特点电炉炼钢是当前国内外生产特殊钢主要方法。电弧炉炼钢是经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热量进行炼钢一个方法。其优点为：（1）热效率高，普通可达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，满足冶炼不一样钢种要求；（3）对原料要求不严；（4）能调整炉内气氛，钢水成份轻易控制。（5）与转炉相比，设备比较简单，占地小，投资少，建厂快。所以这种方法创造后很快就广泛应用于冶炼合金钢，并得到较快发展。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，生成氢氮如进入钢水，将影响钢质量；（3）生产率较低，成本比转炉高。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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6页电弧炉炼钢介绍3、发展概况

1888年法国人埃鲁(P．L．T．He’roult)创造工业性直接电弧炉，用于电石和铁合金生产，在1889～19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，所以又称埃鲁电弧炉。从工业（包含国防工业）上来说，电炉炼钢真正发展是二次大战后开始。其后电炉容量和单位容量功率不停扩大，20世纪60年代初，又成功地发展成高功率、超高功率电炉，单位炉容量变压器功率逐步由300～400kV•A加大至700～1000kV•A。加上相关技术应用，从而大幅度地提升电炉炼钢产量和质量，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取。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20%。20世纪70年代前，中国电炉普通都是30t以下普通功率电炉。80年代开始建设50～75t普通功率和高功率电炉，同时引进建设了40～150t高功率和超高功率电炉，配置不一样型式炉外精炼设施，炼钢工艺由传统电炉一步炼钢法转变为电炉与炉外精炼配合二步炼钢法，电炉负担熔化任务，还原精炼移到炉外精炼装置中进行。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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7页电弧炉炼钢介绍电弧炉炼钢最近50年技术进步：

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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8页电弧炉炼钢介绍4、电炉钢厂工艺流程与操作介绍

工艺流程选择：传统电炉炼钢车间采取电炉——模铸生产流程。新建电炉炼钢车间普遍采取高功率或超高功率电炉——炉外精炼——连续铸钢(简称连铸)新流程。这种流程最大特点是电炉主要作为炉料熔化设备，而精炼任务移至炉外进行，不但能够提升电炉生产率，而且也确保了钢水质量，处理了电炉与连铸配合上矛盾，有利于车间全连铸实现。电炉炼钢车间产品要考虑专业化生产，尽可能防止品种多而全。车间电炉座数应依据车间产量和品种要求选取1～2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，含有较多珍贵合金元素和难熔合金元素钢种，如高速钢和高铬钨工具钢等，多采取不氧化法冶炼。为充分利用合金废钢中合金元素，如不锈钢等，多采取返回吹氧法冶炼。三者百分比在很大程度上取决于生产钢种和废钢供给情况。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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9页电弧炉炼钢介绍氧化法：在炉料熔清后，经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、调整钢液化学成份及温度后出钢。此法特点在于可使钢中[P]、[S]、[H]、[N]、[O]等都可降低至规格范围内，到达纯洁钢液目标，所以大多数钢种均采取此法冶炼。而此法不足之处于于，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，故普通配料时多用碳素废钢，这又造成后期合金化困难。电炉用钢铁料通常采取料篮顶装。依据废钢加工情况，通常采取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、铁矿石等散状原料，有时还采取直接还原铁代替部分废钢。电炉散状料和直接还原铁供给由上料和加料两部分组成。大型电炉车间普通采取胶带运输机上料。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经过加料溜管从炉顶第五孔加入电炉。高位料仓普通设6～10个，物料贮存时间不应小于8h。小型电炉车间加料系统普通设在电炉近旁，采取车间起重机上料，散状料经过称量料斗、振动给料器也从炉顶第五孔加入电炉。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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10页电弧炉炼钢介绍关于铁合金供料系统，大型电炉车间采取胶带运输机或起重机上料，铁合金经过振动给料器、称量料斗和加料溜槽加入电炉或钢包。小型车间普通采取料箱或料格贮料，人工加入电炉或钢包。设有钢水脱气装置电炉车间，普通不设铁合金烘烤炉，只有在气候比较潮湿地域，又未设钢水脱气装置车间，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粉剂，如发泡剂、增碳剂等，通常采取炉内喷粉法加入。电炉普通采取强化吹氧。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，它能够增加电炉辅助能源，加紧废钢熔化。电炉用氧压力普通为0．8～1MPa。每吨钢水氧气耗量为20～30m3。电炉通惯用钢包车出钢或采取起重机吊包出钢。出渣多采取渣罐车，然后把渣罐运到翻渣间。亦有采取炉下渣坑出渣方式。电炉修炉，普通有两种方式，一是采取备用炉壳，炉壳吊下炉座进行修砌。二是炉壳修砌在炉座上进行。第一个方式能够提升炉子作业率，但当电炉采取水冷炉壁和水冷炉盖以后，炉衬寿命能够提升到～4000炉，炉壳修砌也能够在车间计划检修时间内进行。普通炉底采取镁砖、炉坡采取镁砂打结，渣线部位采取镁碳砖，炉盖三角区采取高铝砖砌筑。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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11页电弧炉炼钢介绍电炉产生烟尘多、噪声大，要采取防噪声、除尘系统。电炉除尘可分为一次除尘和二次除尘。从炉内产生一次烟尘，通常采取炉盖排烟孔(第四孔)除尘。装料和出钢等过程中产生二次烟尘采取电炉密闭罩或厂房局部封闭除尘系统，经过一次、二次除尘，含尘量能够降到50mg／m3以下。电炉排出烟气温度较高，能够用作预热废钢，大容量电炉或高功率、超高功率电炉采取废钢预热装置更为有利。炉外精炼。为了提升电炉产量，改进电炉钢质量，电炉车间需采取对应炉外精炼方法。炉外精炼方法很多，主要依据钢种质量要求、原材料条件、车间生产工艺、炉外精炼设备功效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。连铸已是非常成熟工艺，连铸能提升钢成材率，降低能耗，提升产品质量，其经济效益十分显著，所以新建电炉车间普通都采取连铸工艺。超高功率电炉车间一台或二台电炉配一台连铸机。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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12页电弧炉炼钢介绍特殊钢厂基本工艺流程见图。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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13页电弧炉炼钢介绍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（fettling）→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，快速将炉体损坏部位进行修补，以确保下一炉钢冶炼。新炉子在炉役期前几炉可不补炉。装料：将配好炉料（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屡次装料。熔化期：从通电至炉料完全熔清称为熔化期。其主要任务是快速熔化全部炉料，并及早形成一定炉渣，起到稳定电弧、预防金属挥发与吸气，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。其主要任务是最大程度地脱P（dephosphorization）、去除钢中气体（[H]、[N]）和非金属夹杂物（non-metallicinclusions），并升温至稍高于出钢温度。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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14页电弧炉炼钢介绍还原期：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），调整钢液成份和温度。出钢：当钢液成份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，利用钢渣在钢包（ladle）中激烈运动，最大程度地脱S，并预防二次氧化、二次吸气。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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15页石墨电极在电炉炼钢上利用

1、电弧炉工况特点及对导电电极要求

(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，普通电弧弧心温度可达(1～2)万℃，钢水温度高于1600℃。电有交、直流之分，弧有长、短之别，炉有熔、炼两种，为此不但要求电极高温下有良好导电能力，还应在多变条件下高效、低耗运行。(2)电极柱上接电源二次母线，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影响外，纵向还受截面不均和机械连接中电阻多变影响。电极必须能承受强大温度梯度造成径向、轴向和切向热应力破坏。(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5V，确保该处不起弧。(4)高温下，电极必须有一定强度，在外力作用下尽可能少折断。(5)高温下，电极不影响被加工钢水质量。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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16页石墨电极在电炉炼钢上利用

2、石墨主要性能

(1)石墨加热后直接由固态升华为气态，升华温度高达3800℃，比全部已知材料都高。(2)石墨与大部分材料不一样，在温度上升时，其机械强度上升，2000℃时，石墨抗拉强度是室温下1．6倍。普通约为抗拉=1／2抗折=1／4抗压。(3)石墨电阻率1400℃时和室温下相同，以前下降，今后上升；而金属电阻率却总是随温度升高而加大。(4)石墨导热性能好，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，氧化量与气体中氧含量、气体流量、氧化面积和时间相关。温度达608．89℃空气又不太充分时，就会形成CO，在空气充分时深入形成CO2，温度越高表面氧化越激烈。同时石墨在一定温度下还能与H2O发生反应：H2O+C—H+CO，深入加氧生成H2O+CO2，加速氧化。(6)石墨易加工。(7)价格廉价，比W、Mo等高熔点金属均易得。(8)石墨真密度可达2．26g／cm3

，但过高体积密度，虽可取得优良电、热和机械性能，但同时其弹性模量增加及孔度降低，所认为得到较高抗热震性能，体积密度普通控制在1．65～1．85g／cm3

为宜。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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17页石墨电极在电炉炼钢上利用

3、石墨是电弧炉炼钢最好电极材料

(1)优点：高熔点；良好导电性；高强度；氧化生成CO，CO2气体，不会污染钢种；可调密度，可将抗热震性调到最正确；价格低，易加工，是理想工业用材料。(2)缺点和不足：石墨升华温度3800℃，比使用中电弧中心温度低得多，在当前UHP电弧炉作业情况下，电极升华不但不可防止，而且最高已达68％，靠近使用极限；表面温度达600℃以上，氧化不可防止；电极生产时受原料、各工序工艺、设备、操作多变影响，产品性能极难到达均质、全优结构指标要求；加之使用中要经受不停改变外力作用，就会增加消耗。总而言之，石墨虽不能满足电弧炉炼钢对电极全部要求，但至今为止仍是实用中最好材料。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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18页石墨电极在电炉炼钢上利用

4、与电极相关设备介绍

（1）电弧炉炉体结构部分：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砂封槽内。电极密封圈：预防炉内高温气体外溢、预防红热电极对电极孔侵蚀，必须使用电极密封圈。分为环形冷却、箱形冷却。

排烟除尘装置：炉内排烟（经过第四孔抽烟），炉外排烟：屋顶排烟罩、整体封闭。炉顶加料装置：经过第五孔向炉内加石灰、矿石及铁合金

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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19页石墨电极在电炉炼钢上利用（2）电弧炉电气设备1）电弧炉主电路：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）电极升降自动调整装置

目标：维持恒定弧长，确保电弧稳定，保持输入功率恒定。

分类：①、电机放大机—直流电动机式自动调整器；属于20世纪40年代控制系统。②、可控硅—直流电动机式自动调整器；③、可控硅—转差离合器式自动调整器；④、电液随动阀—液压传动式自动调整器；⑤、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）。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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20页石墨电极在电炉炼钢上利用

4、石墨电极使用性能、参数匹配

电极是将变压器输入电流引入熔炼室导体，它直接影响钢成本和炉子生产率等。电极是短网最终一部分，因为使用碳质材料，能在3800℃以下不熔化，不软化，只是迟缓氧化（掉皮）。对电极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机械强度等。如电极导电率小，为了输入一定量电能，电极直径必须增大，这么就会使电极夹持器、横臂、立柱以及整个炉子结构粗笨，控制系统复杂。电极导热系数大，热膨胀系数小，弹性模量小和抗弯强度大，其耐急冷急热性普通很好。电极能经过电流受它直径和制造质量限制。假如超出它允许电流密度，电极快速发烧，烧红，所以寿命大减。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。不一样容量炼钢电弧炉最大电流负荷、电极直径等参数以下：

熔炼每吨钢电极消耗是电弧炉炼钢主要经济指标之一。所以，在改进电极质量和降低电极消耗方面，国内外都做了大量工作。

第21页

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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/Consteel46.7k（48-60k）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/Consteel46.7k（48-60k）55019.66（18-24/UHP）石横特钢70/Consteel46k（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/Consteel49.5k（38-55k）50025.21(18-27/UHP)鞍钢重机铸钢厂80/55k（52-72k）61019.45（18-24/UHP）太钢第三炼钢厂90/Consteel60.4k（52-72k）60021.36(18-24/UHP)韶钢炼轧厂100/DC100k（62-95k？）71125.98(18-24/UHP？)兴澄特钢滨江150/DEMAG63k（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企业Hertford厂第22页石墨电极在电炉炼钢上利用

6、影响电极消耗原因分析

电极消耗主要与以下原因相关：（1）电极本身质量。电极工作环境是十分恶劣，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。另外，炉料在熔化过程中有时塌料，也会撞击电极，假如电极质量不良，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过程中，从阴极发出电子高速流向阳极，对阳极进行轰击。所以，电弧功率80%集中于阳极，阳极集中受电子轰击部位称为阳极斑，那里温度最高，该部位电极消耗最快。（3）电极表面在高温下与空气中氧发生反应而氧化消耗。针对以上主要原因，降低电极消耗有效办法有：（1）提升电极质量，使电极含有足够强度，预防电极折断；（2）改进炉料结构，不要用超大块料，预防塌料撞断电极；（3）采取直流电炉，直流电炉炉底为阳极，上部石墨电极为阴极，防止了阳极效应，石墨电极消耗可降低二分之一以上；（4）对石墨电极表面喷淋冷却水，或增加抗氧化涂层，以降低氧化损耗。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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23页电弧炉炼钢介绍

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发，如电极接头处松动、折断，电极裂纹和接头螺纹部分脱落等。造成事故损耗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妥，电极夹持、升降和控制装置不良等；操作方面如装料不妥，熔化时重废钢塌落撞击电极等。（2）经常性消耗：主要是指电极表面消耗，包含电极端部消耗和周界消耗。过去因为冶炼时间长，电极周界消耗所占百分比相当大；但对超高功率电弧炉，电极端部消耗听说已达总消耗量50%以上。普通认为电极端部消耗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相关。石墨在高温下性能优异。如石墨不熔化，而且蒸发温度很高；导电率和导热率大，不大随温度改变；热膨胀系数小，强度和稳定性随温度升高而增大等。石墨最大缺点是轻易氧化，电极周界消耗就属于氧化消耗。试验结果表明，石墨从550℃开始氧化，超出750℃后急剧增加。为了降低电极周界氧化消耗，应加强炉子密封，尽可能降低空气侵入炉内。采取炉内排烟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，只要烧嘴和氧枪位置、方向适当，过剩空气不多，对电极周界消耗几乎没有影响。为了降低电极周界表面氧化，还应该尽可能选取较小直径电极和缩短高温精炼时间。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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24页石墨电极在电炉炼钢上利用

7、降低电极消耗详细办法

为了降低电极消耗，主要应提升电极质量，缩短冶炼时间，预防因设备和操作不妥造成电极折断等事故。为了降低石墨电极氧化，国内外都在试验采取在电极周界表面涂层方法。对涂层要求含有以下性能：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，与电极接触电阻小于电极电阻。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吨电弧炉上试验结果，能使一样直径电极单耗降低30%，周界表面氧化降低60%。另外，有还喷涂以铝和碳化硅为主混合物等。操作中要尤其注意电极链接，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，造成过热，甚至造成接头断裂。接头松脱也会造成电极过热和断裂。松脱接头使导电率降低达40%，强度仅有正常50%，受到振动和冲击轻易造成电极折断。有在电极顶部用保护帽使螺丝孔和端面不受偶然破坏，预防灰尘和其它赃物进入，也预防端面氧化。电极和接头应是同一厂生产配套产品，应在室内存，保持干燥。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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25页第二部分：电极在LF钢包精炼炉上利用第26页LF钢包精炼介绍

LF原文为LadleFurnace，又称钢包炉，是1971年日本（大同特殊钢企业）开发钢包炉精炼法，其特点是将电弧炉后期精炼功效移到钢包中进行，包含脱硫、惰性气体搅拌、钢水加热、合金化和成份调整等。可使钢中氧、硫大幅度降低，钢水成份准确、温度均匀，夹杂物充分上浮，从而生产出高纯净度、窄成份范围钢。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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27页LF钢包精炼介绍

钢包炉经过不停改进和发展方便得到最正确物流，增加工艺操作灵活性和生产钢种范围。交流钢包炉炉顶上有三根电极，方便进行电极埋弧加热、炉盖密闭造(碱性)白渣精炼操作，并备有合金等材料添加装置，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。为了预防渣子喷溅，炉顶也在不停改进，采取围绕钢包口袖套式结构。钢包炉电力供给系统类似于普通电弧炉，能够用交流电也能够用直流电。LF炉与初炼炉（转炉或电弧炉）有机结合，既能使初炼炉提升生产效率，提升钢水成份命中率和产品质量，提升连铸连浇炉数作用也十分显著。LF炉已成为初炼炉与连铸机之间不可缺乏一个炉外精炼设备。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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28页LF钢包精炼介绍1、LF炉特点与功率匹配

LF炉电弧加热系统与炼钢电炉相同点，都是由三根石墨电极与钢液间产生电弧作为热源，其不一样点是LF炉内是熔融钢水，无熔化期，又是采取埋弧操作，所以电流波动小，可采取低二次电压。

几个炼钢工厂LF炉实际功率配置参考

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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/kV35353535二次电压/调压档数/V200～370/11180～300/11110～250/11210～410/13二次电流/kA≤28≤30≤2545928？最大升温速度/℃/min5535电极直径/mm400400254450、457极心圆直径/mm700700600750精炼周期/min3540～5025～3538电极消耗/kg/t超高功率石墨电极0.600.40→0.220.33→0.29吨钢功率/kVA/t169188120200第29页几个炼钢工厂LF炉实际功率配置、电极消耗参考

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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/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5.5/15712/250RP1.5～345～55/0.65长力电炉25/355.5/15712/300RP345～55/0.75长力电炉30/5/16630～40/0.5湖北黄石东钢35/6.5/18525/?RP/1.0↘0.45邯钢一炼35/7/20025/?RP同上邯钢一炼50/6/12025/350325～35/0.4↘0.22莱钢老炼钢60/12.5/20830/4005同上莱钢老炼钢70/12/1714～5≥20/0.45新疆八一70/8012/15025/3503～440～50/0.6方大特钢90/8015/18730/400UHP540～50/0.6方大特钢100/12518/144/456UHP/0.53↘0.44安钢一炼轧150/16530/181/450UHP538/0.33↘0.29承钢提钒钢轧二厂210/35/166/457UHP440～50/0.3首钢二炼钢第30页LF钢包精炼介绍2、LF炉冶金功能、设备构成及作业流程

LF炉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，经过加入部分埋弧渣，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，对钢包耐材内衬热辐射小，有利于保护包衬。2）吹气搅拌：经过钢包底部透气砖将惰性气体（如氩气）吹入钢水中，气泡上浮过程中剧烈搅拌钢水。一方面可以加速钢渣与钢水间界面反应，其次可以促使钢水成份和温度均匀，还可以促进夹杂物快速上浮。3）白渣精炼：是经过加入合成渣料，造高碱度还原渣，借助氩气搅拌，促进有效扩散脱氧、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目。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作用，加之石墨电极氧化产生CO气体，降低了钢水氧化和吸气。LF炉四大精炼功能互相影响，互相促进，在还原性气氛下，高温液态碱性钢渣与钢水充分混合、搅拌，提高了白渣精炼能力，创造了一个理想精炼环境，从而使钢质量显著提高。另外，高温电弧也能将炉气中氮、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限制，LF炉也不适于精炼超低碳钢。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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31页LF钢包精炼介绍

LF精炼装置主要由以下设备组成。1）一个上有电极孔、加料孔或者还有抽烟孔、喂丝孔包盖；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包盖下；3）电极升降、把持及调整控制装置；4）变压器、短网、高压开关等供电装置；5）铁合金、辅助材料贮存、运输系统；6）铁合金、辅助材料称量和加入系统；7）收烟、除尘系统；8）氩气搅拌及调整控制系统；9）测温、取样装置。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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32页LF钢包精炼介绍LF炉作业流程或精炼周期

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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）钢包台车开处处理位2下降炉盖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累计作业时间或精炼周期35第33页电极在LF钢包精炼炉上利用1、LF炉用石墨电极概念

石墨电极属于LF炉功效发挥关键部件，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。所以，石墨电极质量与生产工艺直接影响到LF炉加热精炼工艺顺行和生产成本高低。2、电极消耗分类

1）电极端面消耗在电弧高温作用下电极不停升华，电弧温度高（约3000℃），而电极温度相对比较低（约1400℃），在电极表面产生热应力使其脱落，电极端部逐步形成圆锥形，使电极电流波动大出现端部应力不平衡而造成电极端部脱落，电极埋入渣子部分被渣子熔蚀。2）电极侧面消耗电极温度超出400℃，氧气能渗过石墨表面发生氧化反应，温度超出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炉断电极原因有：第34页电极在LF钢包精炼炉上利用①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出其负载能力而造成电极折断；②在化渣阶段，假如加热档位选择不妥，会造成三相电极不平衡而致电极断裂，尤其是在开始起弧时；③电极质量差，其致密度不够，电流载荷能力低，也会造成加热过程断电极；④电极选型不妥，工作电流密度已靠近其电流载荷能力上限，电极经常工作在满负荷（电流密度）情况，电极轻易折断；⑤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，均会造成接头区域某部位局部电流密度过大，而致电极断裂；⑥墩平电极时，因操作不妥，致使电极（主要是接头部位）受损，在加热过程中便会造成电极断裂。电极折断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。为防止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。第35页电极在LF钢包精炼炉上利用3、生产中影响电极消耗原因综合分析

电极消耗主要受生产节奏、LF炉升温幅度、LF炉操作、造渣料加入情况及炉渣氧化性情况影响。

1）生产节奏影响生产节奏影响生产周期和炉间停顿时间，LF炉生产节奏不稳定，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小时炉次，增碳量在0.017%左右。2）LF炉升温幅度影响钢水到站温度低，加热时间长，不但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关键点要求，这其中一部分是因为钢水在LF炉待处理时间长，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，在确保顺利浇注情况下尽可能降低钢水浇注温度，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，进行双岗检验确认制度，避免操作不妥造成电极消耗。在LF炉冶炼过程中，要稳定操作，严防断电极，提升成份及温度一次命中率。防止LF炉加热次数大于3次。4）造渣料加入情况及炉渣氧化性情况影响LF炉实际生产情况表明，渣料加入不妥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，由实际对比情况表明下渣量、氧化性强炉次钢水增碳量高0.05%左右。第36页电极在LF钢包精炼炉上利用4、降低电极消耗办法

1）生产节奏管理经过工艺制度优化，强化生产调度管理及技术人员跟踪管理，确保了按计划出钢率，而且降低了钢水在LF炉进站等候处理时间（≤5min），深入改善钢水进站温度，有效降低加热时间和加热率。2）控制LF炉升温幅度提升并稳定钢水在LF炉到站温度，在满足过热度要求情况下，出站温度按工艺关键点要求中下限控制，以缩短LF炉加热时间。经过提升操作水平和加强管理，适当提升并稳定转炉或电炉出钢温度，为提升并稳定钢水在LF炉到站温度创造良好条件。加强钢包周转及烘烤管理，提升钢包红包出钢率，在使用新包、黑包等异常包况钢包时，钢包热修班组必须提前1炉钢时间通知炉前炼钢班组进行提温处理，降低异常包况时LF炉升温压力。3）规范操作，提升技能LF炉人员操作技能直接影响着电耗和电极消耗。经过优化造渣、化渣操作，加强对LF炉操作人员在成份和温度控制方面管理，提升操作人员操作技能，能降低电极消耗，确保生产工艺稳定顺行。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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37页电极在LF钢包精炼炉上利用①依据除尘风机抽气能力适当降低LF炉除尘风机转速，控制LF炉精炼处于微正压气氛；②渣料一次加入量不要过大，防止渣料结坨造成处理困难；③加热过程氩气流量适当控制，减小钢液对电极冲刷；④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粉状强脱氧剂（如铝粉等），以降低炉渣氧化性。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，假如电极总长度不够，那只能接续新电极；而在电极总长度足够长时，普通采取滑电极操作，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连接处吹扫洁净，确保连接处无异物、灰尘等；同时接长电极时，一定要对准中心，然后将上部电极迟缓下降，采取专用力矩扳手将电极拧紧；滑电极时，必须事先检验该相电极电极接头，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连接处吹扫洁净，防止发生电极“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，电极要防止过长，不然会影响钢包车进出。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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38页第三部分：石墨电极需求与实际营销、供给、使用、结算等操作注意事项第39页国内冶金行业炼钢用石墨电极需求量粗略预计世界电炉钢比约为35%，中国电炉钢比仅16%左右。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10%。我国电炉炼钢以特钢（含结构钢）生产为主（到达80%以上）。世界钢铁协会1月22日公布20全球钢铁生产统计数据。中国大陆20粗钢产量7.16亿吨，占全球钢产量46.3%。统计显示，20全球粗钢产量增加低迷，总产量为15.478亿吨，较上年15.29亿吨仅增加1.2%。增速迟缓表明全球经济形势低迷对钢铁业带来消极影响。因为20全球经济增加乏力，多国房地产业和下游建筑机械生产、建材商场行业需求低迷，加之全球造船业正经历多年罕见寒冬，致使市场对钢材需求疲软，增加乏力。20，中国大陆粗钢产量为71654.2万吨，同比增加3.1%，占世界总产量比重达46.3%，比年提升了0.9个百分点。假如加上台湾钢产量，其百分比还会增加，到达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很好发展水平。20世纪末世界上工业发达国家钢精炼百分比占本国钢总产量50%以上，其中以日本为最高，达80%以上。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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40页国内冶金行业炼钢用石墨电极需求量粗略预计我国钢水炉外精炼比由1990年2.3%提升到1998年20.2%。方大特钢产钢总量328万多吨，LF炉精炼百分比或品种钢比为31.64%，电极消耗平均0.60kg/t，基本代表了国内行业水准。所以，粗略估算国内炼钢用石墨电极消耗量为：（1）电炉炼钢部分：71654.2万吨×10%×3.0（4.0～2.0）千克/吨×10000÷1000=214962.6吨（2）炼钢精炼部分：71654.2万吨×32%×0.60千克/吨×10000÷1000=137576.06吨累计：352583.66吨（大数35万吨）。这与方大炭素生产石墨电极10万吨，其中超高功率电极5、6万吨，国内市场拥有率30%以上内部数据相吻合。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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41页国内冶金行业炼钢用石墨电极需求量粗略预计炭素行业协会依据41家规模较大炭素企业数据统计，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，增加10%；超高功率电极产量226789吨，增加29%。上述年估算数与行业协会统计实际生产量相差快要一倍，假如进、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，伴随经济转型、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）优特钢比将会有所提升，但不一定要电炉钢比提升（设备制造业电炉钢比可能会提升），而更主要是钢水（LF炉）精炼比会不停提升（如工业发达国家精炼比到达50%以上）！这会带来LF炉用高功率、超高功率石墨电极需求快速增加，应该是方大炭素当前及今后工作主要方向和营销重点之一，能够深入增加超高功率石墨电极——这一高附加值产品并扩大替换进口，做强主业。

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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42页炼钢用电极营销、供给、使用、结算等操作注意事项

签署电极供给协议（或协议）之前，一定要摸清楚用户电极消耗核实依据、口径和实际消耗水平。普通炼钢生产单位要求吨钢单耗到达什么水平（即锁定单耗，价格参考前面供给厂家价格或由供给部门定），或者同时锁定单耗和模拟价格。作为电极供给单位，要权衡该炼钢厂真实消耗水平及与炼钢品种、设备、生产情况等关联性（内部多方面信息情报很主要！），作出判断、抉择。国内重点炼钢企业电极消耗（指标）水平参见附表。附表：不一样容量炼钢电弧炉电极消耗参考以下：

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐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/RP300～5.3/97年南昌钢铁电炉厂10/炉盖旋转12230/RP350～4.8/99年南昌钢铁电炉厂10/炉盖旋转15988/RP350或400～3.6/长力股份冶炼厂30/炉盖旋转28778/HP450或4003.1/长力钢铁电炉厂30/热装22k/RP4502.0/（铁水比～50%）兴澄特钢花山第43页

11月2日，美国安全化装品运动联盟表示，强生婴儿洗发水中含有可致癌二恶烷以及季铵盐15。美国、中国、加拿大等5国市场所售产品中仍含有该物质。30/热装变压器25MVA/HP450～1.7/（铁水比60%）衡管一炼钢2#30/热装变压器25MVA/HP4505.5/本溪钢铁30/变压器32MVA/UHP4502.3/～无锡钢厂50/德国克虏伯变压器35MVA/UHP5003.0/抚特一炼钢1#50/热装变压器35MVA/UHP5001.6/莱钢特钢厂60/Consteel变压器36MVA/UHP5501.9/贵特二炼钢厂60/Consteel46.7kA/UHP5501.7/西特三炼钢2#60/FSF变压器40MVA/UHP5502.8/抚特一炼钢2#60/热装变压器25MVA/HP5002.0/（铁水比42%）冶钢60/DC、热装70kA/UHP6100.9/（铁水比42%）冶钢四炼钢65/Consteel46.7kA/UHP5501.8/(热装)石横特钢65/？？2.4↘1.95/～（Cojet技术）美国N