炼钢电弧炉根据炉衬的性质不同,可以分为碱性炉和酸性炉。碱性电弧炉的炉衬是用镁砂、白云石等
碱性耐火材料修砌的;而酸性电弧炉炉衬是用硅砖、石英砂、
白泥等酸性材料修砌的。
最先是由法国埃鲁(P.L.T.Héroult)于1888~1892年创制工业性直接电弧炉,用于电石和铁合金生产,1900~1910年间应用于炼钢。现在炼钢所用三相电弧炉,是按埃鲁式电弧炉原理制造的,所以又称埃鲁电弧炉。应用原理是将三根按等边三角形布置的
石墨电极穿过炉盖、伸入炉内,并由一台炉用变压器通过电缆、导电管、电极把持器向电极供电,使电极末端与金属炉料之间发生电弧,将电能转化为加热炉子和熔炼钢水所需的热能。
电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成。炉底和炉壁用
酸性耐火材料砌筑;用酸性耐火材料砌筑的电炉,只能使用含磷、硫很低的原料,所以现在用得很少。炉盖呈圆拱形,用硅砖、镁铬砖或高铝砖砌在一个用水冷却的钢拱脚圈梁上,它可以取下修砌,并可移开装料。
一是由于酸性耐火炉衬的热导率比碱性耐火炉衬的热导率低;二是由于酸性电弧炉炼钢过程不进行脱磷和脱硫,炉渣量较少,冶炼时间短。炉衬耐火材料价格较低,且炉衬寿命较长。镁砖和镁砂比硅砖和硅砂的价格高得多,而且
碱性耐火材料的热稳定性差,在重复的加热和冷却过程中,易产生开裂,炉衬寿命短。
酸性耐火材料的热稳定性较强,酸性耐火炉衬寿命长。酸性电弧炉炼钢的缺点在于:炼钢过程不能脱磷、脱硫,不能冶炼
高锰钢。
目前,随着碱性电弧炉炼钢技术和炉外精炼技术的发展“,碱性电弧炉炉外精炼浇注”的工艺流程不但能极大地降低钢液中磷、硫含量(可使用高磷、硫生铁、废钢),还可获得比酸性电弧炉冶炼低得多的气体、夹杂物含量,钢液质量、生产效率、生产成本都酸性电弧炉炼钢优越,冶每炉冶炼要3一4h,电耗高达600一7ookwh。因此,酸性电弧炉炼钢必将被淘汰。
电弧炉(electric arc furnace)利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。气体放电形成电弧时能量很集中,弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属,电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大,能有效地除去硫、磷等杂质,炉温容易控制,设备占地面积小,适于优质合金钢的熔炼。