電弧爐原材料準備和供應設計(designofpreparationandsupplyofrawmaterialforelectricarcfurnace)

選擇和確定電爐煉鋼所需金屬料、散狀料和電極的供應方式和設施的設計，是電弧爐煉鋼車間設計的主要組成部分。

金屬料包括廢鋼、生鐵、直接還原鐵和鐵合金。廢鋼是電爐煉鋼主要原料。生鐵一般用于提高爐料的配碳量，有時也作為增碳劑，其配入量通常不超過爐料的30％。直接還原鐵可以用來取代部分(30％～70％)廢鋼。由于它比較純凈，可以改善鋼液質量。有些鐵合金，如錳鐵、硅鐵、鉻鐵、鎳和稀土合金等，在電爐煉鋼中主要作為合金添加劑，調整鋼液成分。有些鐵合金，如錳鐵、硅鐵、鋁和硅鈣合金等，作為鋼液的脫氧劑。

(1)廢鋼。按其來源不同分為外來廢鋼和返回廢鋼，按其合金元素含量不同又分為碳素廢鋼和合金廢鋼。合金廢鋼主要來源于本廠返回廢鋼，是冶煉合金鋼最經濟的原料。電爐用廢鋼的表面要求清潔少銹，盡量清除廢鋼沾有的泥沙、爐渣和耐火材料等，兩端封閉的管狀物和器皿、易燃、易爆物、毒品等要分別處理和清除。廢武器要作安全處理。要嚴格控制入爐廢鋼殘存的有色金屬，在冶煉鎳、鉬、鎢、鉻和銅等含量有限制的鋼種時，按廢鋼雜質情況，可以配用一部分直接還原鐵。入爐廢鋼體積密度要求大于1．0t／m³。各種容量電爐入爐廢鋼尺寸要求見表。

各種容量電爐人爐廢鋼尺寸

為了確保廢鋼的入爐要求，對各種廢鋼要考慮設置相應的加工處理設施。根據廢鋼不同狀況，采用火焰切割、機械剪切、廢鋼打包和落錘破碎等方法進行加工。廢鋼鐵的貯運要嚴格分類，不能混雜，以利于加工和配料。廢鋼在工廠存放時，所需廢鋼料場和配料間的面積應滿足貯料、分類堆放和分檢的要求，貯量應保證滿足1～2個月鋼產量的廢鋼用量。廢鋼來源較困難地區，要有2～3個月的貯存量。同時，貯運設施要配有精確的計量設備，有條件的可采用計算機配料和管理。配料間應與主廠房相鄰，以便采用有軌或無軌料籃車直接向電爐供料。

(2)生鐵。化學成分要符合標準的規定。采用生鐵配碳時一般采用煉鋼生鐵。精煉期增碳時用低磷、低硫生鐵。配碳生鐵隨廢鋼一起加入，增碳生鐵在爐前加入。

(3)直接還原鐵。電爐用直接還原鐵要求含TFe>90％，金屬化率>92％，含C<2％，脈石<6％(其中SiO2<2．5％，P<0．03％，S<0．01％，Cu+Ni+Cr+Mo+Sn<0．02％)。從還原鐵廠生產出來的直接還原鐵有海綿鐵和熱壓塊兩種，其粒度要求：海綿鐵≥3mm；熱壓塊一般為90×30×60mm³，體積密度>1．75t／m³。海綿鐵在生產廠雖經過鈍化處理，但仍活性較大，易氧化，因此要貯存在帶有充氮保護的料倉內，在運輸過程中要加蓋、防潮。一般大型電爐車間使用海綿鐵較多時，都采用膠帶運輸機上料，高位料倉貯存，然后通過振動給料器、稱量料斗、溜槽向電爐連續加料。熱壓塊一般隨同廢鋼加入電爐。

(4)鐵合金。化學成分要符合標準，按用戶要求塊度供貨。廠內設專用的鐵合金倉庫，嚴格分類保管，設電置精確的計量設施，塊度要求20～60mm，大型電爐車間一般采用膠帶運輸機或起重機上料，鐵合金通過振動給料器、稱量料斗和溜槽加入電爐或鋼包。小型電爐車間一般采用料箱或料格貯料，人工加入電爐或鋼包。

散狀料包括造渣料(石灰、輕燒白云石、螢石、硅石和粘土磚塊等)、氧化劑(鐵礦石等)、增碳和脫氧粉劑(電極粉、焦炭粉、硅鐵粉、鋁粉以及電石等)。化學成分要符合標準的要求。石灰和輕燒白云石是煉鋼的主要造渣料，螢石、硅石和粘土磚塊等在不同情況下都可以用作提高爐渣流動性的加入物。有條件的地方，應盡可能供給活性石灰或鈍化石灰。電爐用散狀料塊度為10～60mm，粉料粒度為0．5～1mrn。電爐車間使用的散狀料，要貯放在料倉或料格之中，不能露天堆放，石灰要就近供應，防止受潮。散狀料供應系統包括上料系統和加料系統兩部分。大型電爐車間一般采用膠帶運輸機上料，加料部分由高位料倉、振動給料器、稱量料斗和加料溜槽組成，通過加料溜槽將散狀料加入電爐。小型電爐車間的加料系統一般設在電爐近旁，采用車間起重機上料，散狀料通過稱量料斗、振動給料器加入電爐。增碳粉劑等可以采用爐內噴粉方式或采用鋼包噴粉方式加入鋼液。

電極電爐用電極有普通功率電極和超高功率電極，超高功率電極應能允許電流密度大于25A／cm²。對電極要求是：導電性好，能耐高溫，具有高的機械強度，抗氧化性好，在空氣中開始強烈氧化的溫度要高，灰分和硫的含量低，有正確的幾何形狀，使電極和電極夾持器緊密接觸，理化性能要符合標準要求。

電爐用電極要存放在干燥場所，要防止電極受潮和滑動撞壞。為提高電極使用壽命，降低電極消耗，可以采用水冷復合電極和表面保護涂層。