结合全煤生产工业硅的工艺要求，选择合理的几何参数和电气参数，以便设计或改造工业硅电炉，为适应全煤冶炼要求创造条件，以保证正常生产。电炉的几何参数包括电极直径、极心圆直径、炉膛直径和炉膛深度等，电气参数有熔池电阻、电极电流和工作电压等多个变量。需要根据烟煤的性质，选择合理的操作电阻，以便控制适当的二次电压档位下的电流电压比。矿热炉的极心圆直径“d”、炉膛直径“D”、炉膛深度“H”等几何参数通常是用相似计算得出的：式中，下角标1和2分别表示品种相同而容量不同的电炉。矿热炉的极心圆直径、炉膛直径和炉膛深度等几何参数通常按照电极直径的倍数来设计。下表列出了这些经验系数。 电炉几何参数与电极直径的倍数关系1、电极直径(d电极)石墨电极有**标准，而炭素电极目前尚无国家标准或行业标准，生产厂家仍按用户需求作为“非标生产”，所以理化指标差异较大。推荐使用电流密度为5~10A/cm²炭素电极，但从各企业的实际使用情况来看，以6~7A/cm²炭素电极的居多，可以说是经济电流密度口。工业硅电炉的电极直径也可用下式计算：上式中，d电极一电极直径，P a一有功功率，kW;K₁-系数，取1.4。2、极心圆电极极心圆的概念与反应区功率密度有关，对电炉的工作电压也有一定影响。极心圆直径()是一个对冶炼过程有很大影响的设备结构参数，电极极心圆直径选得适当(图1-1)，三根电极电弧作用区域相交于炉心(电极反应区的直径与电炉的极心圆直径相等)，各电极反应区既相连且重叠部分**小，在这种情况下，炉内热量分配合理，坩埚熔池**大，吃料均匀，炉况稳定，炉况也易于调节。极心圆过小(图1・2)，则电极间距离过小，炉料电阻减小，炉料电流增大，电极不易深插;极心圆过大(图1・3)，三根电极下坩埚不易连通，形成了3个分离的小熔池。炉心热量不够，不利于SiO₂的充分还原，炉心化料慢或炉心硅石还原不充分沉入炉底，增加炉内积渣，同样会使电极上抬，影响炉况。图1  极心圆直径确定电极直径多用几何比的办法，即电极直径乘以电极同心圆系数。由于计算电极直径时的电流密度范围很大，容量相同的炉子电极直径差别也很大，所以确定极心圆直径主要从电气和能量角度来考虑：①极心圆的**佳功率密度，功率密度大，则熔池温度就高，熔池就大，**佳功率密度应该是三相熔池相交合适，即三个熔池的圆周交于炉膛中心，既无死角，又不过分集中;②电极之间的电位梯度，即电极之间的电压与电极之间的距离的比值，反映了电极之间炉料电阻及电流的情况。全煤冶炼工业硅电极间电位梯度选定为0.145V/mm左右，极心圆平均功率密度为2250-3000kW/m²。用极心圆的单位面积功率密度关系核算极心圆直径皿。如下式：公式(6)中Φw—极心圆功率密度，kW/m²;Pa —有功功率，kW;Dw一极心圆直径，m。3、炉膛直径按照反应区的理论，电炉极心圆直径与每支电极反应区直径相同;电炉反应区为电极直径的2倍。由于出炉口是炉衬**薄弱的部位，**容易烧穿，炉膛直径通常比所需要的要稍大一些。经验表明，炉膛直径应该大于2倍的极心圆直径Dw，使熔炼区不与炉衬相接触。笔者建议，D炉膛=2.3d电极。常用的计算公式是：D炉膛=2Dw+d 电极4、炉膛深度炉膛深度的计算一般采用经验式方法，即按照电极直径的倍数计算炉膛深度。炉膛深度要合适，炉膛深些，有利于平顶型料面操作，降低炉口温度，改进生产现场的劳动环境，有利于减少SiO2的挥发损失，有利于热量集中炉内，减少热损失。炉膛过深，操作稍有不慎，即造成料层过厚，料面上升，使炉内高温区上移，**终导致电极上抬，炉底温度降低，使炉况恶化。炉膛过浅，则使料层变薄，Si()2的挥发损失增大，影响Si的还原，产量降低，能耗增加，特别使炉口热损失增大，炉口温度过高，生产劳动环境明显变差，易产生塌料、刺火，使冶炼过程不能顺利进行。炉膛工作深度按下式计算：上式中，大电炉取大值，小电炉取小值。全煤冶炼工业硅炉膛平均功率密度为200kW/m²左右，与电炉容量的大小没有对应关系。(1)全煤冶炼工业硅，炉料的比电阻增大，炉况运行平稳，具体表现为：①配料比中作为可调部分的木炭取消，炉前操作人员应掌握准确的配料比。同时，由于炉料配料比稳定，避免了炉料出现“料重”、“料轻”等现象。②电极埋入深，料面“刺火”、“塌料”现象少，炉内热量集中，料面只有少量小黏结块。炉前操作容易进行，劳动强度减轻，捣炉周期延长了15min左右。③全煤冶炼工业硅，出炉时有大流，伴有少量黏渣排出，这是炉温提高、坩埚扩大所致。此时，出炉烧炉眼时间稍有延长，但精炼时间延长2倍左右不影响产品质量。④由于使用大电压，在出炉前，炉内硅液区聚集了大量的硅液，使电极上抬，电流波动较大，因此要适当降低电流，保持炉况平稳。(2)加强料面操作，减少SiO的挥发损失。SiO的挥发损失将造成：①C与SiO₂反应平衡受到破坏，还原比例失调;②随着时间的变化，SiO的损失量将导致炉况波动，需要频繁调节炉况;③炉内产生富集难熔的以Sic为主的聚集体，引起电极上抬，炉底上涨。(3)使用烟煤时炉料沉料缓慢，有利于炉口处还原剂中水分和挥发分的充分排出，处理炉口的劳动量也可减少20%~30%，提高了炉料的透气性。硅液温度上升，炉况较稳定。但是，由于烟煤挥发分较高，料面温度较高，还原剂烧损也较多，因此，炉门不可完全关闭，底部预留200mm左右间隙，以控制料面温度，提高硅的回收率。(4)炉料表面烧结是工业硅冶炼中特有的炉况特征。炉料烧结主要是由SiO气体的歧化反应引起的。一方面SiO的凝聚反应生成SiO₂和Si，封闭了炉气外逸通路;另一方面，SiO凝聚反应和硅的氧化放出大量热能使硅石发生软熔。炉料表面一旦发生烧结，坩埚内部的高压气体只能沿着电极表面或从少量空隙喷出，形成刺火。电炉刺火造成大量热能被逸出的SiO气体带到烟气中去。频繁刺火将导致硅的回收率降低，电耗增加。改进原料条件和炉口操作是改善炉料透气性的必要措施。由于还原剂全部使用烟煤进行冶炼，其透气性不如木炭，因此必须合理地选择炉料疏松剂一木块。疏松剂用多了，炉料体积增大，易塌料、刺火，且较浪费;用量少了，炉料透气性差，造成熔炼困难。同时，由于烟煤灰分中含杂质较多，炉渣也较多，因此必须随时注意排渣，否则造成炉底积渣过多上涨，炉温降低，出炉困难。(5)通过捣炉松动烧结的炉料结构是工业硅冶炼的重要操作。捣炉操作应以松动炉料改善透气性为主要目的。不适当的捣炉操作会破坏坩埚反应区结构或增大炉口热损失。

   电炉法是以电能为热源，焦炭为还原剂，在炉身较矮的还原电炉中生产高碳锰铁的 一种方法。由于电炉法需要的焦炭量大大少于高炉法对焦炭的需要量，冶炼一吨高碳锰铁需要的炉料量也少一些，相应地带入产品中的磷含量较低，容易获得低磷产品。在国外，由于电力工业发展迅速，钢铁工业对电炉高碳锰铁的需求量比较大，高碳锰铁生产已由高炉逐步转向电炉；某些地区甚至停止了高炉锰铁生产，改用电炉生产高碳锰铁。在我国，由于煤炭资源丰富，目前的电力供应还较为紧张，锰矿资源的品位又比较低，使得高炉锰铁生产仍占有比较大的份额。在今后较长的一段时间里，高炉法仍将是我国生产高碳锰铁的主要方法之一。一、冶炼原理   高碳锰铁的冶炼主要是锰的高价氧化物受热分解成低价氧化物和低价氧化物进一 步还原成锰金属的过程。锰的高价氧化物稳定性较差，受热后极易分解。控制高碳锰铁冶炼温度不超过1500℃，可以有效地抑制二氧化硅的还原，实际允许的高碳锰铁含硅量不得大于4%，大部分以二氧化硅的形式进入炉渣。炉料中的其他氧化物氧化钙、氧化镁、三氧化二铝等，则较氧化锰更为稳定，在高碳锰铁冶炼温度条件下不可能被碳还原，几乎全部进入炉渣。炉料中的硫主要来自焦炭。有机硫在高温下挥发，硫酸盐中的硫一般以硫化锰或硫化钙形态熔于渣中。通常炉料中的硫只有约1%左右熔入合金。二、冶炼工艺操作1、主要生产方法    电炉高碳锰铁的冶炼是连续进行的，即连续加料冶炼，定时出铁。根据入炉锰矿品位的不同及炉渣碱度控制的不同，在电炉内生产高碳锰铁有熔剂法、无熔剂法和少熔剂 法三种：熔剂法。采用碱性渣操作，炉料中除锰矿、焦炭外，还配入一定的熔剂（石灰），并且用足还原剂。采用高碱度渣进行操作，炉渣碱度控制在1.3-1.4之间，以便尽量降低炉渣中的含锰量，提高锰的回收率。无熔剂法。采用酸性渣操作，炉料中不配加石灰，在还原剂不足的条件下冶炼。用这种方法生产，既可获得高碳锰铁，又可得到用于生产锰硅合金和中低碳锰铁的含锰30%左右的低磷富锰渣，供锰硅合金生产用。无熔剂法冶炼的优点是冶炼电耗低，锰的综合回收率高。不足之处是由于采用酸性渣操作，冶炼过程对碳质炉衬侵蚀较严重，炉衬寿命较短。少熔剂法。采用介于熔剂法和无熔剂法之间的“偏酸性渣法”。该法是在配料中加入少量石灰或白云石，将炉渣碱度控制在0.6-0.8之间，在弱碳条件下进行冶炼，生产出合格高碳锰铁和含锰25-40%及适量氧化钙的低磷、铁锰渣。此渣用于生产锰硅合金时，既可减少石灰配入量，又可减少因石灰潮解增加的粉尘量而改善炉料的透气性。国外电炉冶炼高碳锰铁多采用无熔剂法和少熔剂法。我国鉴于国内资源状况，以熔 剂法生产为主。近年来，随着国外高品位锰矿的进口，为合理利用富矿资源，主要生产厂 家也都采用无熔剂法和少熔剂法生产高碳锰铁。2、冶炼工艺操作   电炉高碳锰铁的操作过程主要有配料、加料、炉况维护及出铁浇铸等。配料及加料根据配料计算得出配料比后，按锰矿，焦炭、石灰（白云石）的顺序进行称量配料，然 后通过输送系统将配好的料送到加料平台或炉顶料仓，根据炉内需要分批加入炉内。小 型电炉一般采用人工加料，而大中型电炉则是通过炉顶料仓下面的加料管控制加入炉 内。对封闭式电炉，其加料管直接伸入炉内料面控制位置，加料管内随时充满炉料。当 炉料熔化下沉时，料管中的料自动落入炉内。随着科学技术的迅速发展、控制水平的提高，新设计的大型电炉称量及加料系统大 都采用了计算机控制技术，使原料的称量配料及运输过程实现了自动化。   炉况维护。在电炉冶炼过程中，由于原料的波动、电气及机械设备等因素的影响，炉况难以长期保持稳定状态，总是在波动变化。因此，要对炉况随时观察、监测，并根据其变化做出准确判断，采取措施及时调整和处理，使炉况恢复到正常状态。对炉况的监测手段有：炉内观察。对敞口炉和半封闭炉，可对炉内情况进行观察了解，如料面分布状况、炉料的透气性、电极位置及其插入深度、料面温度等。出炉观察。主要观察出炉时铁水及渣的温度、流动性，以及产品及渣的成分析。仪表监测。电炉监测仪表主要有电流表、电压表、有功功率表、电极位置指示器、 炉气温度、压力、炉底温度表等。对封闭电炉来讲，由于无法进行炉内观察，对以上控制仪表的监测就显得尤为重要。以上观察和监测，是判断炉况的重要依据，为保证冶炼的正常进行，工艺上还应从以 下几个方面对炉况进行控制：操作电压。高碳锰铁的熔点和沸点都较低，在温度高于1500℃时容易蒸发。因此，在保证使用负荷的同时，要合理选择操作电压及操作电流，使输入炉内的能量分布合理。操作电压过高，会使反应区炉料过热，造成锰的大量挥发；操作电压过低，会使生产率降低，电耗升高。对不同容量的电炉，其操作电压应有一个合理参数，具体如下：电极。在矿热电炉冶炼中，电极的工作状况是衡量炉况正常与否的一个重要标 志。冶炼过程中对电极的要求是：合适的工作端长度及插入深度，而且三相电极在炉料 中的深度尽量保持一致，使其在炉内形成一个较为均匀的温度场。电极插入炉料中的深 度与焦炭的配比、炉渣碱度和操作电压有关，插入深度的变化反过来影响炉况。为保证 电极的插入深度，应从上述影响因素来进行调整控制。）炉压及炉气。对封闭炉，炉况正常时，炉内压力应保持在微正压，炉气氢含量要小于 8%，氧含量含量要小于3%。炉压过大会破坏炉子的密封性，使煤气外泄， 易发生人身安全事故；炉压过低（负压情况下）会将空气吸入炉内，使煤气中含氧量增加， 易引起爆鸣甚至爆炸事故。炉压波动可能是由于粉料多、水分高、炉内翻渣、冷却水 漏、烟道堵塞等原因造成，应及时找出原因，进行调整和处理。炉气中氢含量升高可能 是炉料水分增加或炉内冷却系统漏水造成；氧含量的升高说明炉子密封系统损坏，空气进入炉内。出现上述情况时，应立即停炉进行检查处理。   炉况判断及处理 炉况正常的重要标志是：操作电流稳定，电极插入深度合适，电极压放速度正常。料面高度合适，冒火均匀，炉料化料均匀，电极周围刺火及塌料现象少。封闭炉内炉气压力、成分、温度正常。炉渣成分较稳定，炉渣流动性好，排渣顺畅。合金成分稳定，产量稳定，各项技术经济指标良好。影响炉况稳定的因素较多，如原料成分、水分、粒度的波动，电极工作端长度及插入 深度的变化，炉渣成分及碱度的改变以及机械、电气事故的影响等。但炉况的变坏大多由还原剂配入过多或不足以及炉渣碱度的过高或过低造成。还原剂过多时，由于炉料电阻率减小，电流上涨，电极上抬，炉内化料速度减慢，电极 周围刺火严重，炉气压力、温度升高，锰的挥发损失增大，炉底温度下降，出炉困难，产品 含硅量增高。此时应向电极周围附加适量减碳料，并调整料批中的焦炭配入量。还原剂不足时，电极下插过深，电极消耗增大；负荷用不满，电流不稳定；炉口翻渣；炉渣含锰量升高，产品中硅低磷高，渣多铁少。此时可向电极周围附加适量焦炭，并在料批中提高焦炭配比。炉渣碱度过高时，在炉内表现为电极上抬；料面刺火、翻渣；炉渣流动性差，出铁量 少，炉渣发暗且粗糙，断面多孔，冷却后很快粉化。炉渣碱度过低时，电极插入深，炉渣 稀，流动性好，渣表面皱纹少，渣中跑锰多。针对以上情况，应及时调整石灰的配入量将 炉渣碱度调整到正常范围。此外正文，由于原料中带入的粉料过多，水分过高，会造成炉内透气性差，刺火、塌料现象 严重，影响冶炼技术经济指标。对敞口炉，可采用铁钎在电极周围炉料扎眼透气来改善 炉内状况。对封闭炉，则应从严格控制入炉原料质量入手来防止上述现象发生。

工业硅炉冶炼生产炉度上涨的探究29

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  在硅锰冶炼中锰和硅都是从液态硅酸锰中还原出来的。由于SiO2比MnO难还原得多，当 SiO2能够被大量还原时 MnO的还原也是比较充分的。为促使SiO2充分还原，需要提高SiO2的活度系数，炉渣碱度选择似乎是应该越低越发好；但是当碱度小于 0.5时，虽然SiO2的活度大，但其炉渣的粘度也大.熔液中SiO2的传质速度低；炉渣的导电性变差，炉内温度梯度大，距离电极稍远的一些区域渣液温度降低；还原 SiO2所需的温度不够，SiO2还原困难，硅的回收率降低；粘稠炉渣中的一些高熔点物质如碳化硅等在炉内积存结瘤，难以排出炉外。具体表现为：渣液粘稠，出炉排渣困难，排渣不彻底，炉口容易翻渣，电炉常常加不满负荷，炉底温度偏低，熔池缩小，化料速度趋缓，生产效率降低，合金中的［硅］低［碳］高，炉渣跑锰损失增大。向炉料中添加适量的石灰或白云石等碱性物质，有利于改善炉渣的流动性和导电性，提高的还原率，改善炉况，提高产品冶炼的技术经济指标。当碱度小于 0.75 时，锰的回收率随碱度的提高而提高，硅的回收率也随着碱度的提高也有所提高。这说明在规定的限度范围内提高碱度可以改善炉渣的导电性和流动性，使输往炉内的电能可以在较大的范围内均匀分布，减小炉内反应区的温度梯度，有利于加快SiO2的传质速度，而不会由于碱度的提高 SiO2活度下降而恶化SiO2还原的热力学条件。需要特别指出的是，为了提高炉渣碱度，不能只靠偏加碱性物质来实现，重要的是要提高SiO2的还原率，只有在提高 SiO2还原率的前提下，炉渣跑锰量才低。单凭增加炉料中钙、镁的含量来提高炉渣碱度，往往**了SiO2的还原，也不能提高锰的回收率。通过增加炉料中的自然碱度 的比值来提高炉渣碱度，其增加值是有限的，并且在这种情况下不但炉渣跑锰不低，渣量增大，而且由SiO2活度随着碱度的提高而越来越小，SiO2还原的热力学条件严重恶化，导致硅的回收率迅速降低。所以在生产锰硅合金时较高或合适的炉渣碱度是凭借提高SiO2的还原率来达到的，只有SiO2的还原率得到提高，锰的回收率才能得到真正提高。1、锰回收率与炉渣碱度的关系：2.、硅回收率与炉渣碱度的关系：3、炉渣碱度与渣中含锰量的关系：碱度过高时，成渣温度降低，炉内温度提不高，加上CaO与 SiO2结合成硅酸钙，这些都造成 SiO2还原的困难，合金含硅量上不去。此外，碱度过高，渣液过稀，不仅出炉时带走的生料多，而且出铁口容易烧坏，炉眼不好堵。因此，碱度太高不好。生产中常常通过观察渣量和炉渣的流动性来判断炉渣碱度；炉况正常时，每炉所出的渣铁体积比基本一致；如果渣多铁少，说明碱度偏高；如果渣量少，流不出来，出铁口挂渣，说明碱度偏低。炉渣的流动性和碱度直接相关，渣稀，碱度就高；渣稠，碱度就低。显然，决定炉渣碱度的因素，还有焦炭的用量。由于许多因素的影响，在冶炼过程中炉渣碱度随时会有变化，同样的配碳量也会出现碳量不足或过剩现象，需要及时调整，这些调整必须**准确判断炉况后再进行，因为炉况的各种变化因素都是互相影响的。如当炉渣碱度偏低时，可能是焦炭量不够 SiO2不能按预期比例还原，导致炉渣碱度偏低，此时应增加焦炭用量；也有可能是由于炉渣碱度的偏低，焦炭颗粒被粘稠的渣液包裹，熔液中的传质速度大大降低，妨碍了 SiO2的还原，此时就应副加石灰或白云石。

　长期以来，炼钢电弧炉一直采用交流三相式电弧炉。但是，交流电弧炉本身存在着一系列难以克服的缺点。20世纪70年代~80年代，一些工业发达国家纷纷开发直流炼钢电弧炉(DCEAF)，并获得了显著的进展。日本在研制直流电弧炉方面起步较晚，但是发展**快，是目前投入使用直流电弧炉数量**多的国家。单台大容量电弧炉是**近几年炼钢业发展的趋势，可以满足钢厂对更高生产率的需求。 　　近几年，由于大功率晶闸管技术的发展和应用，直流电弧炉以其优点又重新引起人们的重视。意大利**近制造成功世界上**大的420吨直流电弧炉、420吨钢包精炼炉和双真空脱气系统。该电炉用于生产低碳钢、超低碳钢和**脱氧镇静钢，年产量为260万吨。**台超高功率双石墨顶电极直流电弧炉于2010年6月在东京制钢公司田原工厂成功投产，现在运行良好。这台特大型直流电弧炉设计生产率为360t/h，具有**率、低运行成本的特点。这种炉型代表着**新的市场趋势，即炼钢者越来越关注提高钢厂的生产率和保证钢的高品质。        直流电炉的特点 　　此直流电弧炉的机械设备由炉体、炉盖及其提升与旋转机构、电极及其升降机构、大电流线路、液压系统、冷却水及压缩空气系统等组成。它的供电系统不同于交流电弧炉，配有整流器和电抗器，在炉底装置接电点构成电流回路，接电点的维护和寿命是直流电弧炉操作中的关键问题，一般在炉底钢板上放铜板，以利于导电，铜板上砌三层镁碳砖，再在其上打结耐火材料。 　　东京制钢田原工厂生产中碳钢、低碳钢和超低碳钢，炉子设计为全平台，对分炉壳，采用连续废钢加料Consteel和双石墨电极直流技术。该直流电弧炉的主要技术参数见表1。 表1 420t超高功率双石墨电极直流电弧炉主要技术参数　　此直流电弧炉的电源由变压器、晶闸管、直流电抗器和其他辅助设备构成。直流电弧炉电源的核心在于晶闸管。随着晶闸管技术的应用及发展，大功率直流电源设备的制造技术难题已经解决。此台DCEAF设计有2个阴极(双石墨顶电极直流技术)和4个水冷底阳极，每个阳极的电流为70kA，总电流为280kA。同单个阴极设计相比较而言，双石墨电极技术能够提供非常高的功率和较小的电极直径，对电网干扰少。（欢迎关注“电炉炼钢”） 　　直流电弧炉由于消除了电磁感应的影响，二次导体上只有直流电阻损失，导体周边的机械结构也无需再使用非磁性材料，电极的振动现象也消除了。为防止突变电流并稳定电弧，在直流回路中还要装配直流电抗器。在交流电弧炉中电弧总是以30°~45°角向炉壁倾斜，因而形成热点;直流电弧炉中电弧是以15°~30°角指向熔池，并在电磁力作用下每秒绕中心随机旋转几次。电弧长度是指电极端部到熔池的直线距离，在交流情况下电弧长度为1mm/V弧，由于直流电弧特别稳定，预计比交流电弧长。 　　通过单独控制4个阳极的电流传导和分布可达到功率调节的**大灵活性。同时，具有特殊设计特点的水冷底阳极可以使用普通耐火材料。倾动平台的设计是基于3个摇臂，它在轴承区域能够提供更好的运行稳定性。3个摇臂与炉体匹配，能够保证炉体安全后倾。 　　特殊喷射器保证电炉性能 　　由于高熔化率、大熔池尺寸，该炉还配套了一种特殊的氧、碳喷射器设计。**佳化的喷射器分布和安装布置能够保证恰当的搅拌、钢水温度均质和快速脱碳。特别是碳喷射器靠近氧气，增强了碳的反应能力，因而提高了造泡沫渣效率，这在平熔池操作时是很重要的，可提高电弧的覆盖范围，提高钢水的热转换率，保护炉墙、耐火材料和炉壁块免受热应力侵蚀。 　　超音速氧枪和碳枪采用机械手通过炉门进入炉内，可移动朝向熔池层，主要在初始阶段熔池水平面很低时，增强喷射效率。氧喷嘴和碳管安装在水冷凸出的铜箱内，可以很好的保护喷射器，缩短喷射器顶部和钢水之间的距离，延长喷射器下部耐火材料的寿命。 （欢迎关注“电炉炼钢”） 　　自动化控制系统**节能 　　此直流电弧炉的自动化系统包括基于****软、硬件平台的设备控制(1级)和过程控制(2级)。电极控制程序软件包和液压系统设计能够保证非常快的响应时间，加强熔化的平均功率。随后的在线监控工艺数据和记录也改进了电弧的性能，这一点对超高功率电弧炉非常重要。该系统对所有电能和化学能参数全部控制，根据工艺阶段不同，自动变化工作点，保证钢的品质和能源的有效利用。高生产率要求辅助作业时间**短化，这一点通过安装可靠的机电一体化系统达到。这套系统还可以提高操作者的安全性，避免操作者直接暴露，可从远离电弧炉的主控室进行远程控制。 　　此直流电弧炉的另外配套系统还包括机械装置，其设计牢固，可以在通电期间安全、持续地保持渣门清洁。自动出钢系统包括红外照相机，可以快速、可靠的远程检测出钢流，其快速热图像反应避免了渣**。自动出钢系统还包括高分辨率照相机，用于远程EBT(偏心炉底出钢)控制和EBT自动瞬间再装满系统。由于具有这些设备，出钢过程可由主操作台控制。除了EBT再装满系统，其他操作可自动进行。 　　直流电炉与交流电炉对比 　　此直流电弧炉的整体特点为：超高功率供给，没有对电网干扰，整个工艺过程采用稳定的高功率;通过提供化学能结构的**佳化设计和新型、全集成化自动化系统的实施，达到了很高的工艺效率;新型机电一体化程序软件包缩短了辅助作业时间，提高了操作的安全性和效率。与传统的交流电弧炉相比，此直流电弧炉具有以下优点：石墨电极消耗量减少1/2~2/3;熔炼单位电能消耗可下降3%~10%;直流电弧燃烧稳定，对前级电网造成的电压闪烁只是相同功率交流电弧炉的30%~50%，不需要用动态补偿装置;噪音水平可降低10分贝~15分贝;对钢液的搅拌力增强。 来源：网络，电炉炼钢整理编辑

一、产品质量要求   高碳铬铁按碳含量的不同分为四个牌号，其化学成分应符合表表中的规定。种类牌 号化   学   成   分  (%)Cr CSiPS范围ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ不小于不      大    于高碳铬铁FeCr67C6.062.0～72.06.03.00.030.040.06FeCr55C60060.052.06.03.05.00.040.060.040.06FeCr67C9.562.0～72.09.53.00.030.040.06FeCr55C100060.052.010.03.05.00.040.060.040.06备注：① 高碳铬铁以50%含铬量作为基准量考核单位；② 每批高碳铬铁必须测定铬、硅、碳、磷、硫的含量，在供方能保证符合本标准规定时，其它元素可不测定；③ 需方对化学成分有特殊要求时，可由供需双方另行商定。二、配料要求   炉料主要由铬矿、焦炭及硅石组成。为了提高回收率，可在料批中配加适量富铬渣。为了调整炉况及控制合金硅含量，可在料批中配加适量硅铬渣。原料配比由炉技术员计算，经分厂技术组审核，生产厂长同意后，共同确定实施。当炉料化学成分、水分、炉渣碱度、炉况等有较大变化时，当班冶炼班长对料比可做适当调整，并填写变料通知单，交配料班长执行并保存。在冶炼正常情况下，严禁改动料比。配料工负责对称量器具进行使用前的校对，和对配料设备运行时的监视，并要随时观察原料变化情况，发现设备或原料问题及时向班长反映。要求所用各种原料称量准确，根据所使用称量器具的不同，每批料中称量的允许误差为机械台秤批重的±2.5%；电子秤为批重的±1.5%。为使炉料混合均匀，按焦炭、硅石、铬矿的顺序进行配料。对于封闭电炉，为防止煤气中毒和火灾事故的发生，料仓和料管要充满炉料，炉料不少于8分仓。对于敞口电炉，各料管上方的储备料仓**多只备两批料。当班原料配比、配料批数及附加料数量由冶炼班长准确记录在生产记录卡片上。冶炼班长或技术员负责检查当班配料过程的准确度，发现问题立即找有关人员处理。三、设备维护   电炉停电进行计划检修或临时停电处理故障后，当班冶炼班长须对维修工作进行验收，验收合格后要求维修人员撤离，并对现场人员和电炉设备进行**检查，在确认具备送电条件后，方可指挥操纵工送电。生产过程中冶炼班长应经常检查电炉水冷系统运行情况，要求所有水路畅通有回水，不产汽(具备测量装置的要求水温不超过60 ℃，水压不低于0.20 MPa)。当发现不回水或产汽问题时立即停电，同时找维修人员到场处理，若发现往炉内进水，立即关闭该水路阀门。每班**前和下班前，冶炼班长和副班长必须认真检查电极升降系统、电极压放系统、水冷系统、导电系统；配料工负责检查配料系统；炉前班长检查烧穿器、出炉工具及出炉用包、罐、车和炉前卷扬等炉前设备。严格按交**制度执行。炉盖各部位及水套、料管要封闭严密，防止负压时进入空气，在回收煤气时，任何人不准打开操作孔。五、熔炼操作1、正常炉况特征   电极稳定；电流平衡；炉料均匀下沉；每炉渣铁均匀；炉膛压力波动小；不刺火；不塌料；化料快；出铁、排渣顺畅且均衡；炉眼好开好堵。2、创造正常炉况的条件 精料入炉、配料准确、混料均匀、配比稳定。经常保持合适的电极工作端长度，一般25000 kVA电炉在2200 mm左右，12500 kVA电炉在1 600～2000 mm，5000 kVA电炉在1700～1 900 mm。合理渣型的炉渣成分：SiO2 28%～30%左右，MgO＞30%，Al2O3 17%～22%。采用合理的二次电压。详见变压器参数表。制定合理的下放电极制度，少放、勤放，一般每班放60～100 mm。渣中Cr2O3＜5.0%。冶炼班长应经常检查料管和电极是否有悬料现象，如发现问题及时处理。电炉操纵工严格按供电制度操作，在保持电流和电压平稳，注意电极升降系统是否正常运行。3、不正常炉况处理条件   炉渣熔点低。特征：渣量大，流动性好，炉墙变薄，炉眼好开不好堵，出炉时电流迅速下降，有时长时间给不满负荷，合金含硅低。原因：配碳量低或硅石过量。处理方法：在料批中增加焦碳或减硅石。   炉渣熔点高。特征：电极经常处于中上限位置；出炉后电极仍不爱下插；化料慢；渣量小；炉渣流动性差；炉眼收缩；炉墙厚；炉眼难开难堵；出炉时先来铁后来渣；合金硅高。原因：炉内硅石量不足，焦碳过剩。处理方法：在料批中增硅石或减焦碳，必要时加几批焦碳全减料；翻渣严重时，可直接从操作孔加适量铬矿进行处理。   炉膛翻渣。特征：电流、电压波动大；炉内有明显的电弧声；炉膛温度高；电极四周粘有大量粘料；有时把料管堵死，料仓不下料。原因：炉渣熔点高，炉渣排不出去，是焦碳过剩所致。 处理方法：从料批中减少焦碳配入量，为迅速扭转炉况，可加几批焦碳全减的炉料。

电炉炼钢即炼渣，炉渣相关知识你必须懂！炉渣是参与各种冶金反应的重要的相，且有清除钢中的杂质和保护钢液的作用。在电炉炼钢各阶段都保持炉渣的状态良好，是生产**钢的重要条件之一。一、炉渣的来源电弧炉炼钢的各阶段，钢液表面都有炉渣覆盖，其主要来源有以下四个方面：1)为达到冶炼目的而故意加入造渣材料，如石灰、石灰石、硅砂、氟石、铁矿石、炭粉、硅铁粉、耐火砖碎块等。2)冶炼过程中的产物，主要是钢中所含各种元素的氧化物或硫化物，如FeO、MnO、SiO2、Cr2O3等。3)炉衬被侵蚀而进入炉渣中的耐火材料，如碱性炉渣中的MgO和酸性炉渣中的SiO2。4)各种原材料带入的杂质。二、炉渣的分类及组成炼钢时，炉渣是参与各种冶金反应的重要的相，所以，用不同的炼钢工艺、在不同的冶炼阶段，所用的炉渣是不同的。1)电弧炉的炉衬有碱性与酸性之分，所用的炉渣也就有碱性与酸性之分。炉渣中碱性氧化物占优势，称为碱性炉渣;炉渣中酸性氧化物占优势，就称为酸性炉渣。炉渣中常见的氧化物，按酸、碱属性的分类见表1。表1 炉渣中常见的氧化物的分类碱度是表征炉渣酸、碱属性的参数，理论上应该是各种碱性氧化物质量分数之和与各种酸性氧化物质量分数之和的比值。实际生产中，常用CaO的质量分数与SiO2的质量分数之比表示碱度，碱度大于1者为碱性炉渣，碱度小于1者为酸性炉渣。2)按冶炼阶段，炉渣可分为熔化渣、氧化渣和还原渣。碱性电弧炉还原期的炉渣又可分为白渣和电石渣。3)炉渣的物理性质和化学性质是由其组成所决定的。对于炼钢的炉渣，物理性质中，**关心的是粘度;化学性质中则是碱度和氧化性(或还原性)的强弱。炉渣主要是由各种氧化物组成的，如SiO2、CaO、Al2O3、MgO、FeO、MnO和P2O5等。此外，还有少量硫化物，如CaS、FeS和MnS等，电弧炉炼钢时各种炉渣的大致组成见表2。表2 各种炉渣的大致组成(质量分数)三、炉渣的作用炼钢过程中，炉渣有以下几方面的作用。1)由炉渣控制钢液的氧化和还原。炼钢过程的主要环节是氧化和还原，在氧化期，要使钢液中的某些元素氧化;在还原期，要脱除钢液中残留的氧。控制钢液中的氧含量，必须控制炉渣中的FeO含量。2)磷、硫都是钢中的有害杂质，脱除P、S,都要靠成分适当、与氧化磷或硫化物结合能力强的炉渣，使之从钢液转移到炉渣中。3)电弧柱的温度很高，可以使气体离解成离子态而被钢液吸收，覆盖在钢液表面的炉渣对钢液有很好的保护作用，可以减少气体的侵入。炉渣的温度高，而且热导率低，可使钢液的热量散失少、温度稳定。4)保护炉衬。炉渣层可包围电弧，减少其对炉衬的辐射侵蚀，造泡沫渣时效果更好。5)清除非金属夹杂物。炼钢的炉料中往往混有砂土等杂质，各种元素氧化生成的氧化物，损坏、剥落的炉衬耐火材料等，如混入钢中都成为非金属夹杂物。这类非金属夹杂物熔点都很高，如SiO2为1710℃、A12O3为2050℃,在炼钢温度下都不能熔化，但与炉渣结合形成的复合化合物，熔点就下降很多，呈液体状态，易于聚集而与钢液分离。    四、炉渣的粘度粘度是反映液体流动粘性阻力的指标。液体在层流运动的情况下，各液层之间有摩擦阻力，妨碍液体流动，这种内摩擦阻力是液体的特性之一。液体的粘度是与流动性相反的概念，粘度越高，则流动性越差。粘度大体上有三种，即动力粘度、运动粘度和条件粘度，通常提到“粘度"，如无特别说明都是指动力粘度。各液层作相对运动时所产生的摩擦阻力与各层间的接触面积和各层间相对运动的速度成正比，它们之间的比例常数就是该液体的动力粘度，常用的符号为η，单位是帕【斯卡】秒(Pa.s)。液体的运动粘度是将其动力粘度除以其密度而求得的。条件粘度是用各种标定粘度计测得的粘度，如恩氏粘度、流杯粘度等。粘度是炉渣的重要物理性质之一，对钢液与炉渣间的各种反应、钢中气体的逸出、热量的传递乃至炉衬的使用寿命都有很大的影响。脱磷、脱硫的效率，氧化、还原反应的速度，都取决于反应物在炉渣内的扩散速度。炉渣粘度太高，对钢液-炉渣间的许多冶金反应不利。例如，氧化期脱碳时，CO气泡通过炉渣排出的阻力很大，就会减缓碳-氧反应的进行;还原期间，扩散脱氧的反应也会大受影响。脱磷、脱硫的情况也是如此。炉淹粘度太低也是有害的。如炉渣很稀，就不易吸收电弧柱的热量，反射到炉盖和炉墙的部分增多，既不利于钢液温度的控制，又会使炉衬的寿命缩短。同时，粘度低、流动性好的炉渣对炉衬的直接侵蚀和冲涮作用也很强烈。实际生产中，保持炉渣的粘度稳定是非常重要的。碱性炉揸中，加入酸性氧化物可使粘度降低，加入碱性氧化物则会使粘度提高。酸性炉渣的情况则与此相反。但也有例外，FeO虽属碱性氧化物，却可使碱性炉渣的粘度降低，这是因为FeO本身的熔点低。五、炉渣的导电能力炉渣具有导电能力，是因为其中带电荷的离子和自由电子在一定的电压下能够流动，这对电弧炉炼钢有很重要的作用。影响炉渣导电能力主要有以下两方面因素。1)炉渣中碱性氧化物的含量越高，则导电能力越强;酸性氧化物的含萤越高，则导电能力越弱。因此，酸性渣的导电能力不如碱性渣。此外，炉渣中的低价氧化物(如FeO)会使其导电能力增强，所以氧化渣的导电性能比还原渣好。CaO也能提高炉渣的导电能力，在酸性炉渣中，因CaO能使炉渣的粘度降低，影响导电性的作用更为明显。2)炉渣的温度提髙，其中带电荷的离子和自由电子的活化能增大，导电能力也就随温度的提高而增强。来源：电炉炼钢

 生产中低碳锰铁的原料有锰硅合金、锰矿石、石灰和萤石等，吹氧脱碳法采用的原料主要是高碳锰铁。为了生产符合标准要求的中低碳锰铁，取得良好的技术经济指标，所有的原料必须符合一定的质量要求。中低碳锰铁生产主要方法有电硅热法、摇炉生产法、吹氧生产法、波伦法、乌达康转炉法。一、原料要求1、硅锰合金   以电硅热法和摇炉法为主的中低碳锰铁生产都需要使用锰硅合金。由于锰硅合金中硅、碳两种元素的含量具有互成反比的特点，中低碳锰铁产品中碳元素的主要来源又是作为原料使用的锰硅合金，为了区别于向炼钢厂提供的锰硅合金，各中低碳锰铁生产厂结合实际情况，自行组织稳定可靠的符合企业标准要求的中间产品锰硅合金货源。在生产组织平衡过程中，**好将锰硅合金的锰含量控制在上限水平，因为单纯依靠 中碳锰铁的冶炼过程大幅度提高产品锰含量非常困难。比如，组织生产FeMn80C1.5牌号中碳锰铁，对应的中间产品锰硅合金锰含量就应控制在69%左右。中间产品锰硅合金以液态或固态两种形式提供给中低碳锰铁冶炼工序。液态锰硅合金在热兑之前要扒净表面的炉渣，不允许**碳质夹杂.固态锰硅合金宜采用出炉后镇静一段时间的底浇铸 产品，破碎后的粒度应不大于50㎜。2、锰矿石   中低碳锰铁生产对锰矿石提出的要求是锰铁比要高，磷锰比要低，二氧化硅含量宜低。通常采用两种或两种以上的锰矿石相互搭配的方法来满足各牌号中低碳锰铁对入炉矿的综合品质要求。单纯的中低碳锰铁生产工序中，矿石中锰元素的入合金率与所执行的工艺制度密切相关，工艺制度不同，矿石中锰元素的入合金率也表现出相应的差异。入炉锰矿石的粒度应不大于50㎜，水分含量应小于6%，特别是直接应用在摇炉或 转炉中的锰矿石更必须焙烧、干燥后使用，以避免生产中人身设备事故的发生。采取摇炉预炼工艺，锰矿石的锰铁比可以降低1.5-2.0。3、石灰 冶炼中低碳锰铁的石灰要求氧化钙含量应大于85%，入炉粒度 10-60㎜粒度的含有率在80%以上；石灰中不得夹杂煤炭块等有害杂质，生烧与过烧率的总和不得大于10%。在有条件的地方可以使用煅烧白云石代替部分石灰，以便提高渣中氧化镁的含量， 这样做有利于提高锰的回收率，降低产品电耗。二、电硅热法生产工艺及冶炼操作   为了提高锰的回收率，降低冶炼电耗，提高经济效益，国内外生产厂家经过不懈努 力，对原有的生产工艺进行了大胆改革，取得了显著的效果，使电硅热法生产中低碳锰的技术达到了一个新水平。1、热装法生产中低碳锰铁   该法由日本新泻厂**先采用，故又名新泻法。,采用矿热炉与旋转式精炼炉相配合，用矿热炉生产的锰硅合金热兑入精炼炉生产中低碳锰铁，副产的中锰渣冷凝后破碎用于锰硅合金生产。实际操作中为了保护好炉衬，提高电热能利用效率，上一炉出铁完毕炉眼堵实后，就要旋转炉体，迅速捣除炉墙周边结料。然后调控好转速，开动给料机向炉内布料，布向炉墙边缘的炉料以石灰为主，布向中心区域的炉料以锰矿为主。布料结束后，电极与炉墙之间的料面应呈凹形环。在等待液态锰硅合金对入的时间里，利用炉体余热预热炉料。待到液态锰硅合金称量后，就旋转炉体，对入合金液使合金液在凹形环中对流均 匀。然后放下电极送电，补加入调整料，待极心圆附近炉料基本熔清后，再次旋转炉体， 在外加的机械搅拌作用下加速周边炉料的熔化，加速脱硅反应；待周边炉料基本熔清后， 取样判断合金含硅量，认定合格后出炉。中锰渣的炉渣碱度宜控制在1.1-1.3，此时的渣中含锰量在22%左右。   与冷装法相比，热装法具有以下一些优点：冶炼时间缩短，冶炼电耗降低。由于锰硅合金以液态形式对入，省去了重熔锰硅合金所需要的时间，通过预热炉料又减少了炉料升温所需要的电能，热装法相比于冷装法缩短冶炼用电时间 15分钟以上，降低冶炼电耗50%左右。炉台日产量提高。采用热装法后每一炉的冶炼周期缩短，日出炉次数增加，日产量可比冷装法提高 25%左右。采用液态锰硅合金热装入炉，简化了锰硅合金出炉后的推渣、浇铸、精整、加工等工序，提高了锰硅合金的金属收得率，减轻了工人劳动强度，降低了生产成本。热装法的优点显而易见，不足之处是不能解决渣中残锰量高的问题，即使采用高碱度炉渣操作，入渣锰也在12-18左右。通常采用略低的炉渣碱度，副产不粉化的中锰渣应用于锰硅合金生产。2、冷装法生产中低碳锰铁   冷装法是生产中低碳锰铁的传统方法，它采用的精炼炉多由炼钢电弧炉改造而成， 即倾动式的石墨电极精炼炉。中低碳锰铁的冶炼过程分补炉、引弧、加料、精炼和出炉浇 铸五个环节。前一炉铁出完，堵好出铁口，补完炉后，借助炉内残留的渣铁液引弧，然后将混合料加入炉内，用满负荷熔化炉料。待炉料熔化60-70%后，用工具将炉墙四**熔化的 炉料推到炉心及电极周围，待炉料基本熔清后，冶炼进入精炼期。为了加速脱硅，缩短精炼时间，需要对熔池进行搅拌，并定时从熔池中取样判断合金含硅量，待合金合格后即可出炉。含硅量的判断通常凭经验依靠肉眼观察进行，当含硅量大于2%时，试样冷凝速度较慢，表面光滑，表皮黑斑易脱落，断面发亮，结晶颗粒粗大呈玻璃状。当含硅量小于2%时，试样冷凝速度快，表面皱折明显，黑皮斑块不脱落，断面阴暗呈灰白色，结晶颗粒细小，含硅量越低，这些特征越明显。如果对试样判断的把握性仍然不大，应立即送炉前化 验室做快速分析。出炉接铁采用容积较大的铁水包，将炉渣和铁水一次全部装入，利用铁水后倒入铁 水包时与炉渣冲兑形成的良好动力学条件进一步脱硅，降低产品硅含量。炉内渣铁不要出净，应留一部分，以方便下一炉用电引弧，起到保护炉底耐火砖衬的作用。刚出炉不久的铁水液温度较高，立刻浇铸容易烧坏锭模，需要镇静降温一段时间后再进行浇铸；由于中低碳锰铁冷却过程中有多次的固态相变和相应的真密度变化，为了 减少快速降温时过大的内部热应力造成产品严重碎裂，需要采用盖渣方式浇铸；浇铸用锭模深度不宜超过300㎜，否则中心部位的合金将会因降温过慢，凝固偏析造成杂质富集，严重时造成产品判废。冶炼用的炉渣碱度多与入炉锰矿的品位相关。 在每一炉的冶炼前期，化料是主要任务，为了减少电极对合金的渗碳，在较大的范围内尽快熔化炉料，宜采用较高的二次电压。随着熔化料的增多，用电负荷可以相应提高，直至用满负荷。当炉料基本化清，开始露弧时，宜降低二次电压，使电极端头埋入渣中，保持半露弧状态，以便提高熔池温度，减少热损，减少锰的挥发损失。冶炼过程用电负荷变化情况如图所示。三、摇炉生产工艺的冶炼操作   该法是我国在借鉴国外“新泻法（”热装）和“波伦法（”热兑）的基础上发展起来的中低碳锰铁生产新工艺。国内几个厂家先后进行工业性试验，取得了显著效果。在总结各厂家试 验经验数据的基础上，由北京钢铁设计研究总院设计了一条摇炉 -电炉法中低碳锰铁生产 线，并于1990年在遵义铁合金厂建成投产。1、摇炉预炼的工艺原理   摇炉炉体坐于一摇架上，摇架摇动时摇炉作偏心圆周运动，达到一定转速时，包内液体在摇炉的带动下形成海波浪运动，上下翻腾，产生强烈的混合搅拌作用，使渣铁之间的反应界面扩大，反应物和生成物的扩散速度提高，使渣中的氧化锰与合金中的硅之间的还原氧化反应得以快速进行。摇炉预炼示意图   摇炉-电炉法就是将液态锰硅合金和液态中锰渣对入摇炉，在摇炉中进行强烈的混合、搅拌，使锰硅合金中的硅与渣中的氧化锰发生反应，进行脱硅和锰的还原，然后将脱掉部分硅后的液态锰硅合金再对入精炼炉中与预热的锰矿、石灰一起冶炼生产中低碳锰铁；经过摇炉处理的炉渣锰含量大大降低，变成贫渣，可用于锰硅合金冶炼，全部代替白云石、部分代替硅石，或者水淬后用于生产建筑材料。经过摇炉预炼后，合金中的锰含量提高，硅含量降低，这为减轻精炼炉冶炼中的脱硅任务，缩短冶炼时间，降低产品单位电耗，创造了有利条件。   为了充分发挥摇炉脱硅效率高的优势，预炼时还可加入部分干燥锰矿，使合金中的 硅降得更低，这对后续的精炼炉精炼更加有利。2、摇炉-电炉法冶炼特点    大量生产实践证明，相比于传统的电硅热法，摇炉电炉法生产中低碳锰铁具有如下优点：精炼炉内脱硅任务减轻，用电硅热法生产时，需将锰硅合金中的硅从18%降到2%以下，经摇炉预炼后，在精炼炉中只需将合金中的硅含量从6-12%降到2%以下。由于脱硅量减少，在精炼炉中生成的二氧化硅数量和配加的锰矿及石灰量相应减少， 随之渣量、电耗及渣中含锰量减少。采用摇炉预炼配合后，对精炼炉中的炉渣含锰量可以适当放宽，可以用过量的锰矿进行冶炼，进一步加快脱硅速度。摇炉预炼后的液态锰硅合金带有大量的物理显热，省去了再次用电熔化的时间及其相应的耗电量，炉料中锰元素的挥发损失也随之减少。精炼电炉中排出的炉渣通过摇炉预炼处理，到排弃时，渣中锰含量由12-18%降低6%以下，极大提高了锰的回收率。3、操作要点操作过程为：前一炉铁出完并堵好眼后，将电极提起，然后转动炉体，同时将锰矿、石灰加入炉 内，使炉料在炉内呈双峰形分布，炉料加完后，停止炉体转动，让炉料在炉内预热。将精炼炉排出的温度在1350-1400℃的炉渣计量后对入摇炉。将来自还原炉的约1300℃的液态锰硅合金扒渣、取样、称量后对入摇炉，与炉渣冲混。启动摇炉旋转机构逐渐提高转速至55-60转每分，待炉内熔液波浪至**大时，可通过加料斗向炉内加入适量的干燥锰矿及石灰，并根据炉内温度条件灵活控制摇动时间。摇炉摇动8分钟后，用铁杆插入炉内取渣样观察，当铁杆上粘渣呈玻璃丝状，断面呈浅咖啡色或白色时，即可降低转速直至停止摇动。倾倒摇炉，运用过渡流槽分别将液态渣和铁水倒入渣包和热兑，摇后渣作为贫渣处理。预炼后的液态锰硅合金扒渣、计量后运至精炼炉热兑，同时取样快速分析含硅量，据此补配入调整料。液态锰硅合金往精炼炉热兑时炉体应当旋转，使合金熔液沿炉料面的峰谷呈一 环带分布。合金热兑完毕，炉体停止旋转，送电进行精炼。当炉料熔化至70-80%启动炉体旋转，并人工将炉墙周围炉料推至电极周围及炉心，促使其快速熔化。炉料完全熔化后，停止转动炉体，取样判硅，合格后即可停电出炉。精炼过程中的炉况控制及出炉浇铸参见电硅热法的有关部分。    摇炉电炉法生产中低碳锰铁由于其冶炼周期短，生产效率高，电耗低，锰的回收率高等特 点。此法一经问世，便迅速在国内铁合金厂推广，现利用该法生产的中低碳锰铁产量已占国内中低碳锰铁总产量的一半左右，为充分利用锰矿资源，提高冶炼经济效益开创了 一条新路。四、吹氧法生产工艺及冶炼操作   吹氧脱碳法生产中低碳锰铁是以还原电炉或高炉冶炼的液态高碳锰铁为原料，热兑 到转炉中，通过氧枪吹入氧气，氧化高碳锰铁中的碳；同时加入适量的造渣剂或冷却剂， 当合金中的碳脱低到符合标准要求时，其合金即为中低碳锰铁。吹氧脱碳法生产中低碳锰铁的优越性在于可以利用高炉锰铁，拓宽了中低碳锰铁生 产的途径。但由于该法需要的冶炼温度较高，锰的挥发损失较大，特别是生产低碳锰铁， 冶炼温度需要控制在1900℃以上，锰的挥发损失更大。因此，如何提高锰的回收率，是解决该法生产的关键。1、操作要点   补炉。吹炼时炉渣对炉衬的侵蚀严重，出完炉后，需要用镁砂、卤水拌合料补炉， 补炉要做到高温快速。碱度控制。吹炼前期碱度控制在（二元碱度）1.1-1.2。中期碱度不超过2.后期碱度不超过 6，加还原剂后，炉渣碱度控制在 1.1-1.2。在保证迅速脱碳的前题下，为减少锰的挥发损失，吹炼中要尽量避免 1850℃以上的高温，当温度过高时，可加入适量冷却剂降温，常用的冷却剂有石灰、萤石、中碳锰铁。终点判断。准确的终点判断是控制产品质量，提高产品合格率的一个重要手段。通常根据火焰和耗氧量来进行判断：观察吹氧时炉内逸出的烟气火焰。在一定温度下，火焰的长度取决于燃烧生成的一氧化碳及二氧化碳的浓度，一氧化碳和二氧化碳的浓度又间接反映合金中碳的剩余量；吹炼后期，合金中的剩余碳已经比较低，相应地吹氧脱碳效果也降低，炉口火焰显现得飘摇无力，或缩于炉口以内。"氧气消耗量。实践中发现吹氧的消耗量与高碳锰铁的铁水含碳量对应关系很强， 凭借经验可以从氧气的消耗量判断合金中碳的剩余量，是否已经到了吹炼终点。必要时，可以取样用快速分析方法进行碳含量的测定。添加锰硅合金还原剂。待到吹氧结束，合金中的锰约有20-30%被氧化入渣， 增大了锰元素的损耗，为了提高锰的回收率，需要向炉内加入粒度小于20㎜的锰硅合金，以还原渣中的氧化锰。锰硅合金加入量根据入炉铁水量、冷却剂数量、吹炼品种进行计 算。通常，锰硅合金加入量约为入炉铁水及补加的锰铁总量的20%。需要预热到400-500℃以后再加入炉内。出炉与浇铸。待作为还原剂加入的锰硅合金全部熔化后出炉。将炉内的渣液与铁液一起倾倒入铁水包中，利用倾倒时的强烈搅拌作用，还原渣中的氧化锰。合金液在浇铸包或镇静盆中覆渣静置一段时间降温后，再进行盖渣浇铸，以保护锭模不被高温铁水烧坏。五、波伦法  法国电冶金公司吉弗尔铁合金厂用一台 "自焙电极还原炉生产的含硅35%锰的液态高硅锰硅合金；另用经过球磨的锰矿与焦粉相配合制取冷球团，在900-1000℃的回转窑中焙烧，将烧好的球团矿倒入的倾动式电炉中熔化， 待球团矿完全熔化后，再将熔渣全部倒入装有液态高硅锰硅合金铁水包中混合，反复与另一个铁水包相互倒包冲对搅拌，其间加入适量的石灰造渣，**后获得的合金即为低碳锰铁。六、乌达康转炉法   1973年瑞典某铁合金厂在其冶炼车间装设了一台容量8吨的乌达康转炉，转炉下部装有2500KW溶沟式感应器。生产时先将还原炉生产的液态锰硅合金对入炉内，以氮气为载体向合金液中喷吹锰矿和石灰粉剂，待合金中硅含量降到 7%时，倒掉含氧化锰较低的熔渣，继续喷吹锰矿和石灰粉剂，待合金中硅含量低于1%时，将金属液倒出，熔渣仍然留在炉内，等待液态锰硅合金对入继续下一炉的冶炼。从转炉倒出的金属液浇铸冷凝破碎后即为中低碳锰铁产品。乌达康转炉投产后一直平稳运行，每生产一吨含锰86%的中碳锰铁消耗：含硅20%的锰硅合金663㎏，石灰 335㎏，电耗260度、锰回收率85%，硅的利用率在90%以上。

为什么要求电极较深地插入炉料?电极较深的插放炉料，可以提高炉温和扩大坩埚，为冶炼反应充分进行，创造了必要的热量条件。因此，使电极较深的插入炉料，是冶炼操作中的重要环节。当电极插入炉料较深时，热量损失少，炉温高，坩埚大，炉内化学反应速度快，于是出铁量多，单位电耗低。反之，电极插入炉料较浅时，刺火和塌料现象均较多，热量损失大，炉温低，反应不能充分进行，因此，就不会有较好的技术经济指标。电极的插入深度，主要与冶炼品种和炉容量大小有关。据实践经验，冶炼75硅铁，较大容量炉子的电极插入深度一般为1000—1200毫米，较小容量的矿热炉，一般为700---1000毫米。冶炼45硅铁较大容量矿热炉的电极插入深度，一般为800---1000毫米，较小容量炉子一般为500---800毫米较为合适。影响电极插入深度的因素有哪些?⒈焦碳加入量焦碳的导电性比硅强。如果焦碳加入量过多，会影响电极深插。因此，在满足硅石中的二氧化碳充分还原的条件下，焦碳加入不要过多，以利于电极插入。⒉焦碳粒度焦碳的粒度小，表面积增大，增加接触面，炉料的电阻大，则电极插入深;反之，焦碳的粒度大，表面积减少，炉料的电阻小，则电极的插入深度就变浅。⒊焦碳性质这里主要是指焦碳本身的电阻。如果焦碳的电阻小，通过炉料的电流大，使电极上升，电极插入深度就浅。反之，焦碳的电阻大，例如使用煤气焦等，因其电阻大，电极则可深插。⒋二次电压当冶炼采用较高的二次电压时，电弧较长，电极在炉料内插入较浅。反之，采用较低的二次电压，电极插入炉料就比较深。⒌操作情况如果操作不当，诸如混料不均，偏加料，不及时捣炉。炉况发粘，料面过高或炉内缺料等等，都会妨碍电极插入炉料的深度和稳定程度。⒍出铁时间在炉况正常情况下，出铁间隔时间延长或铁水出不干净，炉内积存铁水势必较多，电极要上升，电极插入炉料内较浅。⒎炉内积渣量排渣不好，炉内积渣过多，炉底上涨，电极的插入深度变浅。⒏电极间的极心圆直径相同容量的矿热炉，极心圆的直径较大时，电极间距离较远，炉料的电阻增加，电极插入炉料内较深，反之极心圆直径较小时，电极插入深度变浅。如何判断电极出入深度?实践经验可通过以下五个方面，判断电极出入深度：1. 电弧响声电炉冶炼过程中，如果电弧的响声很大，则说明电极插入炉料过浅/。一般来说电极插入深度超过800毫米，电弧响声较小。2. 塌料和刺火情况正常配料情况下，如果塌料和“刺火”现象频繁，说明电极插入炉料太浅。3. 坩埚区域大小正常配料比情况下，如果炉料下降慢，说明电极插的浅，由于电极插的浅，高温区则上移，热量损失大，因此坩埚区域较小。4. 炉口温度炉口料表面温度高，操作条件较差，说明电极插入浅。5. 出铁情况正常配料比情况下，出铁口不易打开，铁水流速慢，温度较低，炉渣发粘流动性不好，不易排出，说明电极往料内插入较浅。综上所述，电极插入炉料深度不够，往往是由于焦炭加入量过多或电极工作断过短，此时就要相应的减少焦炭加入量或酌情下放电极。正常炉况应是什么样的?冶炼工基本任务之一，应当善于正确判断炉况，即使地调整和处理炉况，使炉况经常处于正常状态。正常炉况的特征如下：1. 电极深而稳地插入炉料中。此时坩埚较大，料面的透气性好，料层松软，炉气从炉口均匀地送出，火焰呈桔黄色，料面没有发暗和烧结的区域，没有大刺火和塌料现象。料面较低并比较平缓，椎体宽大。炉料下降较快，较大容量电炉的炉心料面稍呈下陷。2. 电流比较均衡和稳定，并能给足负荷。3. 出铁工作比较顺利。出铁口好开，路眼畅通，铁水流速快，打开出铁口后电流明显地下降，铁水温度高，炉渣流动性和排渣情况均良好。出铁的后期，从出铁口喷出的炉气压力不大，炉气自然地溢出。出铁完毕，出铁口好堵。出铁量正常，成份稳定。为什么炉况有时发粘，怎样处理?炉内还原剂不足，料面透气性不好的情况，叫炉况发粘，有的单位将炉况发粘叫炉况黑，亦即料面光泽较暗。炉况发粘的特征如下：1. 电极工作不稳定，符合波动较大，仪表不好操纵，电流表指针摇摆频繁，有时还出现给不足负荷的现象。2. 料面的透气性不好，一出的炉气不均匀并且微弱无力。料层较硬。刺火现象严重，局部刺出的是呈灼白色强烈的火焰。大面的火焰很少。3. 捣炉时会掘出粘结的大块料，甚至捣完炉之后，大面仍不冒火。4. 电极工作端的根部沾结较难清除，即使清除了又易沾结。5. 出铁工作不顺利。出铁口不易打开，铁水流速慢，出铁口不畅通，炉渣粘，不易排出，从出铁口喷出炉气的压力大。铁水温度较低，出铁量较少，硅铁中含硅量偏低。炉况发粘的原因如下：1. 配量比不适当，还原剂不足，炉内的化学反应没能充分进行，造成炉内硅石过剩，经溶化后便形成粘稠的炉渣。

    高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法、熔融还原法等。在高炉内只能制得含铬在30%左右的特种生铁；等离子炉法和熔融还原法属于冶炼高碳铬铁新工艺，尚未普遍采用。目前，含铬高的高碳铬铁大都采用熔剂法在矿热炉内冶炼。一、电炉法冶炼的基本原理   电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。其主要反应 有：  从以上反应可以看出，碳还原氧化铬生成Cr3C2的开始温度为1373k，生成 Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。因此只能得到含碳较高的高碳铬铁。而且铬铁中含碳量的高低取决于反应温度。生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。实际生产中，炉料在加热过程中先有部分铬矿与焦炭反应生成Cr3C2，随着炉料温度升高，大部分铬矿与焦炭反应生成 Cr7C3，温度进一步升高，三氧化二铬对合金起精炼脱碳作用。这些反应是：   氧化铁还原反应开始温度比三氧化二铬还原反应开始温度低，因而铬矿中的氧化铁在较低的温度下就充分地被还原出来，并与碳化铬互溶，组成复合碳化物， 降低了合金的熔点。同时由于铬与铁互相溶解，使还原反应更易进行。二、高碳铬铁的冶炼工艺操作   电炉熔剂法生产高碳铬铁采用连续式操作方法。原料按焦炭、硅石、铬矿顺序进行配料，以利混合均匀。敞口炉通过给料槽把料加到电极周围，料面呈大锥体。封闭炉由 下料管直接把料加入炉内。无论是敞口炉还是封闭炉，均应随着炉内炉料的下沉而及时 补充新料，以保持一定的料面高度。炉况正常时，三相电流平衡，电极稳定，透气好，不刺火，炉料能均匀下沉；渣铁温度正常，合金和炉渣的成分稳定，并能顺利地从炉内放出；全封闭炉的炉膛压力稳定，炉气量和炉气成分变化不大，在原料干燥的情况下料管内不产生爆鸣。出铁次数根据电炉容量大小而定，铁与渣同时从出铁 口放出。在出铁后期和出渣不顺利时，应用圆钢通畅炉眼，以帮助排渣。根据炉衬的冲刷程度确定堵眼深度。碳砖内衬用耐火粘土泥球堵眼，镁砖内衬用一定比例的镁砂粉和耐火粘土泥球堵眼。   炉况不正常的特征为：1、还原剂用量不足时，电极下插深，电流波动，负荷送不足，电极消耗快；炉口火焰发暗；合金含硅、碳量低，铁硬，表皮泡多，渣中Cr3C2含量增高，炉渣粘度增加。2、还原剂过剩时，电极下插浅，电流波动，刺火，喷渣，电极消耗慢；炉底温度低，出铁口不易打开，炉渣不易排出；合金含碳、硅升高，渣中 Cr3C2含量降低。3、硅石过多时，电极下插深，火焰发暗，渣的流动性好，渣中Cr3C2含量升高，凝固的渣子发黑，炉墙侵蚀严重，合金中含碳量升高，合金过热度小，不易从炉内排出。4、硅石过少时，电极下插浅，炉口温度高，电极周围有粘稠的渣子，易翻渣，炉渣粘 度大，不易从炉内放出，由于炉温过高，铁水温度高，含碳量下降，渣铁数量均少。5、硅石和焦炭量都不足时，炉渣中Cr3C2含量低，很粘稠，含有许多未被还原的铬矿 和小金属粒，不易从炉内流出，合金中硅和碳的含量均有降低。6、焦炭量不足、硅石量过剩时，炉渣温度低，易熔而粘稠，含有大量的二氧化硅、Cr3C2和氧化铁，合金中硅含量下降碳含量上升；电极下插深，消耗增加。7、硅石和焦炭过剩时，炉渣易熔，从出铁口排出一些挂渣的焦炭；合金中硅和碳量都高；电极下插不稳。8、焦炭过剩、硅石不足时，电极上抬，出现刺火，焦炭自坩埚里喷出；炉渣熔点高，渣的温度也高，渣中Cr3C2含量低，炉渣粘稠，不易从炉内放出。合金中的铬含量取决于铬矿中的铬铁比和铬的回收率。合金中的碳含量主要与铬矿的物理性能有关。当铬矿熔化性好、块度小时，化料速度快，炉温低，合金含碳量高；反之，若矿石难熔，块度大，化料速度慢，炉温高，由于块矿中 Cr3C2对铬的碳化物有精炼作用，合金含碳量低。合金中的硅含量主要与还原剂用量、炉渣中二氧化硅含量和炉温有关。若还原剂用量多，炉温较高，而渣中二氧化硅含量比较高时，合金中的硅含量也高；反之，合金中含硅量则低。生产中合金含硅量波动在 0.1-5%之间。合金中的硫80%左右来自焦炭，因此要降低合金硫含量，必须采用低硫焦炭。高碳铬铁冶炼过程中，熔剂的用量直接影响炉渣的成分。由于炉渣的成分决定炉渣的熔点，炉渣的熔点又决定炉内的温度，因而选择和控制炉渣的成分是冶炼铬铁的一个重要问题。合适的炉渣成分能使炉内达到足够的温度，保证还原反应顺利进行和还原产 物顺利排出。高碳铬铁的熔点高达  1773K以上，为了保证有高的反应速度并使生成的合金顺利地 从炉内放出和渣铁分离，必须将炉温控制在铬铁熔点以上的 1923-1973K。因此，炉渣的熔点应控制在此范围内。否则，若渣的熔点偏低，炉内温度也低，出炉时，虽然炉渣能顺利流出，但铁水由于过热度小而不能畅流，就会出现出渣多出铁少的现象，严重时会出现只出渣不出铁；若渣的熔点偏高，炉内温度也高，炉渣由于熔点高过热度不够而不能畅 流，但铁水能畅流，就会出现出渣少出铁多的现象，严重时会出现只出铁不出渣。    当铬矿中的Cr3C2和FeO被还原后，剩下的主要氧化物为氧化镁和三氧化二铝。这两种氧化物的熔点都很高，必须加熔剂（硅石）以降低其熔点，才能从炉内流出。因此，熔剂的用量就直接影响炉渣的成分。硅石的加入量是根据 铝-镁-硅三元相图确定的。由于炉渣中氧化镁和三氧化二铝的比值在1左右，因而可以通过二氧化硅顶点划一线垂直于底。线上的点就代表炉渣的熔点，它随着二氧化硅量的增加而下降。当氧化镁/三氧化二铝比值发生变化时对炉渣的熔点影响不大，这是因为等熔度线基本上平行于底线的缘故。查三元相图时，必须把炉渣中的二氧化硅、三氧化二铝和氧化镁的含量之和换算为100%。炉渣中三氧化二铝含量对炉渣粘度有影响，若渣中三氧化二铝含量过高，炉渣粘度增加，不利于排渣。但三氧化二铝能增加炉渣的电阻率，有利于电极深插，所以需要一定的含量。

为了了解电弧炉对电能质量和电能效率影响的产生原因，需要对电弧炉设备的特殊性做一下简单介绍。1、电弧炉分类和工作原理电弧炉是利用电弧能来冶炼金属的一种电炉。工业上应用的电弧炉可分为三类：**类是直接加热式，电弧发生在专用电极棒和被熔炼的炉料之间，炉料直接受到电弧热。主要用于炼钢，其次也用于熔炼铁、铜、耐火材料、精炼钢液等。第二类是间接加热式，电弧发生在两根专用电极棒之间，炉料受到电弧的辐射热，用于熔炼铜、铜合金等。这种炉子噪声大，熔炼质量差，已逐渐被其它炉类所取代。第三类称为矿热炉，是以高电阻率的矿石为原料，在工作过程中电极的下部一般是埋在炉料里面的。其加热原理是：既利用电流通过炉料时，炉料电阻产生的热量，同时也利用了电极和炉料间的电弧产生的热量。所以又称为电弧电阻炉。2、电弧炉的组成设备炉用变压器电弧炼钢用变压器应能按冶炼要求单独进行电压电流的调节，并能承受工作短路电流的冲击。电炉变压器额定电压的选择要考虑许多因素。若一次侧电压取高些，则系统电抗小，短路容量大，可减少闪变，但须增加配电装置费用。若二次电压高些，则功率因素较高，电效率较高，但电弧长，炉墙损耗快，综合效率变低。一般电炉变压器二次侧均为低电压（几十至几百伏），大电流（几千至几万安）。为保证各个熔炼阶段对电功率的不同需要，变压器二次电压要能在50%~70%的范围内调整，因此都设计成多级可调形式。调整方法有变换、有载调压分接开关等。变压器容量小于10MVA者，可进行无载切换；容量在10MVA以上者，一般应是有载调压方式。也有三相分别设置分接头装置，各相分别进行调整，可以保障炉内三相热能平衡。与普通电力变压器相比，电炉专用变压器有以下特点：a.有较大的过负荷能力；b.有较高的机械强度；c.有较大的短路阻抗；d.有几个二次电压等级；e.有较大的变压比；f.二次电压低而电流大。电炉变压器和电弧炉的容量比一般为0.4~1.2MVA/t。电弧炉的电流控制，是由电弧炉变压器高压侧绕组分接头的切换和电极的升降来达到的。电抗器为了稳定电弧和**短路电流，需要约等于变压器容量35%的电抗容量，串入变压器主回路中。大型电弧炉变压器，本身具有满足需要的电抗值，不需外加电抗器；而小于10MVA的变压器，电抗不满足要求，需在一次侧外加电抗器。电抗器的结构特点是：既使通过短路电流，铁芯也不发生磁饱和。电抗器可装在电炉变压器的内部，称为内附式；也可做成装在变压器外部的独立电抗器，称为外附式。电炉变压器一般要串联电抗器，使得变压器短路阻抗和电抗器电抗之和达到0.33~0.5标准值（以电炉变压器额定容量为基准）。容量小于10MVA的电炉变压器，有时在其高压侧装有串联电抗器，以降低短路电流和稳定电弧。对于较大容量的电炉变压器，它本身的漏电抗已足够大，不需再串联电抗器。高压断路器炼钢电弧炉对高压断路器的要求是：断流容量大；允许频繁动作；便于维修和使用寿命长。电弧电阻炉负载平稳，连续运行，常用多油或少油式高压断路器，炼钢电弧炉断路器经常跳闸，多选用六氟化硫断路器、电磁式空气断路器、真空断路器等。电流互感器大型炼钢电弧炉的二次电流很大，无法配用电流互感器。因此，低压侧仪表，电极升降自动调节电流信号，都接到高压侧电流互感器上，或接在电炉变压器的第三绕组上（可变变比）。电磁搅拌器为了强化钢液与熔渣反应，使钢液温度和成分均匀，在炼钢电弧炉炉底部，加装电磁搅拌器。搅拌器由绕有两组线圈的铁芯构成。它本身相当于电机的定子，溶池中的钢液相当转子。搅拌器线圈中通以可产生移相磁场的两相低频电流，磁场使钢液中产生感应电流，移动磁场与感应电流相互作用，使钢液在电动力的推动下，顺着移动磁场移动的方向流动，从而使钢液得到了搅拌。采用电磁搅拌的电弧炉，其炉底要用非磁性钢板制成。为了改变电磁搅拌器的搅拌力，要求采用可调频率的低频电源，其频率在0.3~0.5HZ内调节。一般采用晶阐管变频电源。需加装电容器以提高功率因素，并加装电抗器防止产生谐振。通过对电弧炉设备的电气特性的分析，可以得出以下结论：a) 为使电弧炉工作中不发生断弧现象，当电流瞬时为零时，电弧电压Uh必须大于引燃电压。b) 为**短路电流，变压器二次回路必须有一定的电抗值，功率因素不能过于接近1。对于普通电弧炉回路工作点的功率因素范围在0.8~0.85之间；对于高功率的电弧炉，在0.7~0.8之间。c) 电压闪变问题：用电负荷剧烈波动，造成供电系统瞬时电压骤升骤降。3、电弧炉对电能质量的影响电弧炉的冶炼过程分两个阶段，即熔化期和精炼期。在熔化期，相当多的炉内填料尚未熔化而呈块状固体，电弧阻抗不稳定。有时因电极都插入熔化金属中而在电极间形成金属性短路，并且依靠电炉变压器和所串电抗器的的总电抗来**短路电流，使之不超过电炉变压器额定电流的2~3倍。不稳定的短路状态使得熔化期电流的波形变化极快，实际上每半个工频周期的波形都不相同。在熔化初期以及熔化的不稳定阶段，电流波形不规律，故谐波含量大，主要是第2、3、4、5、6、7次谐波电流。据西北电研院实测，第2、3、5次谐波电流含有率常达5%~6%及以上，严重时可达20%以上。但当某一次谐波电流达到很大值时，其他次谐波电流一般会是较小值。电弧炉电极间电压的典型值在100~600V范围，其中电极压降约为40伏，电弧压降约为12V/cm、电弧越长压降越大。在熔化期电弧炉的电压变化大，**高和**低电压可相差2~5倍。由于电弧炉负荷的随机性变化和非线性特征，尤其在熔化期产生随机变化的谐波电流，除了离散频谱外、还含有连续频谱分量。含偶次谐波，表明电弧电流的正、负半周期不对称；含连续频谱和间谐波，表明电弧电流的变化带有非周期的随机性。在熔化期三相不平衡电流含有较大的负序分量。当一相熄弧另两相短路时，电流的基波负序分量与谐波的等值负序电流可达正序的50%~70%。这将引起公共供电点的电压不平衡，对电机的安全运行影响较大，尤其对大电机的影响更为严重。实际上电弧炉**重要的影响还不是谐波问题，而是电压波动和闪变。大型电弧炉会引起对电网的剧烈扰动，有的大型炉的有功负荷波动，能够激起邻近的大型汽轮发电机的扭转振荡和电力系统间联络线上的低频振荡。此类冲击性负荷会引起电网电压波动。频率在6~12HZ范围内的电压波动，即使只有1%，其引起的白炽灯照明的闪光，已足以使人感到不舒服，甚至有的人会感到难以忍受。尤其是电弧炉在接入短路容量相对较小的电网时，它所引起的电压波动（有时还包括频率波动）和三相电压不平衡，会危害连接在其公共供电点的其他用户的正常用电。电弧炉的基波负序电流也较大，熔化期平均负序电流为基波正序电流的20%左右。**大负序电流都发生在两极短路时，但这时谐波电流含量不大。必须指出，电弧炉的电压波形变化是随机性的，所以当数台电弧炉同时运转时，它们引起的各种扰动不会和电弧炉的台数成正比，而是要小一定数值，一台30t的电弧炉的电能扰动影响比6台5t电弧炉的影响要大得多。从闪变影响来讲，6台5t的电弧炉尚不及一台10t炉的影响大。电弧炉的谐波影响也是主要取决于**大一台炉的容量，而较少信赖多台炉的总容量。国内外经验表明，"超高功率"电弧炉有时成为当地**重要谐波源和多种扰动源。但对于短路容量很小的电网，小电弧炉也能成为重要的谐波源。以下是某电弧炉在熔化期的闪变和谐波的数据。被测设备：三相交流电弧炉，额定工作电压：260V，额定电流：12000A，功率：5500Kw1）电弧炼钢过程闪变测试上图表示电弧开始熔化炼钢时的电压中含有大量的瞬态电压浪涌，**大尖峰值达到448V，平均每小时的发生频率达到633600次。上图显示即使在熔清状态，电压中仍然含有大量的闪变，达到168400次，尖峰值达到352V。2）电弧炼钢过程谐波总畸变率测试通过对熔化期电压谐波总畸变率进行连续测试，得到如下数据：加料后熔化期初始的电压谐波总畸变率27.4%加料后熔化期末期的电压谐波总畸变率7.0%连续测试的电压谐波总畸变率数据及变化如下图表：炉号：1-4069Date：2003-12-14TimeTHDr9:54:4027.40%9:54:4423.00%9:54:4822.60%9:54:5319.00%9:54:5618.30%10:09:357.30%10:09:407.80%10:09:448.70%10:09:4811.30%10:09:538.40%10:09:577.00%