解英明，俞海明，陈美龙
（新疆八一钢铁股份公司，新疆
乌鲁木齐
830022）
摘要：介绍70t电炉热平衡分析及其应用，为DC-EAF全废钢冶炼或高比例兑入铁水热装冶炼，以实现低能、低砂、低成本生产
提供依据。
关键词：DC-EAF；热平衡分析；铁水热装中图分类号：TM924.4文献标识码：B文章编号：1002-1639(2006)06-0065-02
TheAnalysis&ApplicationonEnergyBalancefora70t-DC-EAF
XIEYing-ming，YUHai-ming,CHENGMei-long
在炼钢生产中，应用能量守恒原理分析电炉热能来源，消耗和损耗，对于钢水终点的温度控制，测温取样时间的把握，吹氧制度的改进，工艺技术的调整有积极的指导意义。长弧泡沫渣技术、留钢留渣技术、铁水热装技术和炉壁后燃烧技术是本文中采用的先进工艺技术。
2.3
炉壁后燃烧产生的热能
炉壁设置的流量为5m3/min的MORE型烧嘴，利用
表1各个元素化学热效应
燃烧CO二次放热，它产生的热能为8kW・h/t。
组元
化学反应
反应热效应
/kJ・kg
1能量平衡中的主要因素
供电工艺制度，吹氧工艺制度，后燃烧制度，钢水
1163929202189806460488016901450
温度制度，留钢留渣制度是能量平衡中的主要因素。
能量平衡的依据是能量守恒定理，即热收入
2。化学热的计算是以
1600℃的钢水温度和吨钢
氧耗30m3/t基础进行计算的。
2能量供应
2.1电能
电能是电炉炼钢的主要热源。
（1）电能与废钢或者熔池进行热交换，在泡沫渣埋弧的条件下，70％以上的电能转化为热能被熔池吸收。实际操作中根据电弧的埋弧情况决定送电功率，尽量减少能量损失。
（2）以热辐射的形式很大部分被炉壁和炉顶的水冷件吸收。
电能在70t直流电炉中的典型数值为：全废钢为365～400kW・h/t。良好的泡沫渣可以提高电能向热能的转换率。2.2炉门碳氧枪产生的热能
炉门BSE自耗式C-O枪是一个可以移动控制的点热源，产生的热能包括氧化熔池中的金属和非金属元素的化学反应放热和产物成渣放热，同时C-O枪喷吹碳粉也放出一定量的化学热（各个元素的化学热效应见表1），通过强化供氧，可以去除钢中的多余杂质，他们的生成物以金属氧化物和非金属氧化物的形式进入炉渣或炉气。由于电炉中50％以上的电能量用来熔化废钢，所以早期的吹氧效率对于快速熔化废钢，减少炉气和炉壁的热支出有积极的意义，为此，合理的留钢留渣技术对于提高吹氧效率，减轻废钢对炉底的冲击有双层的积极作用。化学热的计算值为200kW・h/t。
2.4铁水的物理热
铁水带来的物理热可以有以下的公式计算
・
kW・h0）
（1）
式中：为铁水的平均热容量，
0.7955kJ/（kg・℃）；0为室温取，25℃。
铁水每增加1％，吨钢电耗下降5kW・h/t
3能量的消耗
70t电炉的能量消耗主要用来加热熔化废钢和炉渣（1）加热熔化废钢的能量：典型的钢水吸收的能量
为400kW・h/t，该值可以认为是一个常数。
（2）加热熔化炉渣的能量：炉渣的物理热取决于渣的温度与渣量的多少，合理的渣系可以降低成渣的温度和提高埋弧的效果，渣量的合理控制是节能降耗的主要途径之一。八一钢厂70t电炉炉渣带走的热能为55kW・h/t。
4能量的损耗
70t电炉的能量损耗包括冷却水、炉气和供电，线路
阻抗的发热损失以及炉体表面散热和热辐射。
（1）冷却水带走的热量按照目前的流量、温度差，计算分析为60kW・h/t。
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《工业加热》第35卷2006年第6期（2）炉气带走的热量：炉气带走的热量主要是指从
除尘烟道里烟气带走的热以及电极孔烟气带走的热。合理的脱碳速度与滑动烟道的调节和用适当的炉渣粘度来控制气体从熔池排除的速度以及保证炉膛的微正压是减少炉气带走热量的有效方法。八一钢厂70t电炉炉气带走的热能计算值为70kW・h/t。
（3）短网上的热损失，取决于短网电阻
和电流通过时间
＝
１５０＝247kW・h，输入电能为247×80
＝19.8MW・h。
（2）全废钢冶炼时，在降低电耗时可以根据热平衡表和元素热效应表调整配碳量，优化渣系，确定最佳装入量，对于冶炼有积极的指导意义。
6结语
70t直流电炉的投产，标志着八一钢厂电炉炼钢进入了一个崭新的阶段，科学的分析热平衡中的每一个因素，对于促进炼钢的进步有承前启后的作用。
参考文献：
[1]田杭亮.电弧炉节能技术[J].工业加热，2002，（6）：3129.[2]龚坚，王庆祥.电炉新铁料及冶炼效果[J].炼钢，2000，（4）：60.
[3]俞海明，戴天山，李栋.EAF炉热装铁水生产60Si2Mn
（2）：的工艺[J].炼钢，2002，19.
（上接第64页）
2设备的优越性
（1）满足多弹种在同一条生产线上生产的可能，而
底步进只能满足尺寸、形状相近的二三种弹体。本设备可生产直径
160mm，长度300～800mm
的圆柱体、圆锥体、筒形等流线性弹体，同时可完成调质、正火、退火等多种工艺。
（2）自动化程度高：弹体热处理质量要求较高，同批次的弹体必须在同样热处理工艺下完成，不允许有人为因素干扰，因此热处理过程自动化程度必须高，本设备只要操作工按时将弹体摆放到上料轨道上，可编程序控制器（PLC）将按预定好的程序和时间全部自动的将弹体送到炉外，整个热处理过程基本不需要人工参与，仅在装料时需要人工摆放。与老式正火炉相比，该炉上料位置固定，操作比较方便，出炉自动，不必人工从炉内扒弹，特别是停炉时不必用废弹体清炉，因而节约了能源和不必要的繁重劳动。
（3）加热质量高：顶步进炉可以在炉底板下和炉顶较均匀的布置电热元件，当弹体每向前运行2～3步时，弹体即可旋转一周，没有俗称的“阴阳面”，加热非常均匀，通过各区温度的调整可获得理想的加热曲线，从而满足不同弹体的工艺要求。
（4）节能效果明显：顶步进炉消除了底步进炉活动梁和固定梁金属结构造成的炉底黑带以及进料端炉门大造成的较大热损失，而顶步进炉仅设有比弹体直径稍大
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