大型超高功率电弧炉炼钢综合节能技术研究

论文摘要

近年来我国电弧炉炼钢生产技术发展迅速，部分电弧炉的技术经济指标已达到国际水平，但与国际先进水平相比还有一定的差距。节能降耗是电弧炉生产技术发展的必然趋势，尤其是在目前我国能源非常紧张的情况下更要对电弧炉炼钢的节能降耗进行深入研究。本文是以天津钢管集团有限责任公司(以下简称天津钢管公司)1992年投入生产的大型超高功率电弧炉(150t／90MVA)为依托，开展超高功率电弧炉综合节能技术的研究。在总结国内外经验，特别是天津钢管公司生产实践的基础上，通过对电弧炉炼钢高效化生产工艺及综合控制理论的研究，在充分发挥变压器能力的基础上，强化用氧增加辅助能量输入，并对现有的炉料结构进行优化。自主开发了一种超高功率电弧炉炼钢在不改变炉型、变压器容量，全冷料(废钢、生铁、直接还原铁)等条件下的综合节能技术，可显著提高电弧炉炼钢的生产率，降低电耗。 本文主要研究以下关键技术，并取得了应用成果。 (1)优化供电制度研究 使用两台精度为0.2％的仪表在线测量电弧炉炼钢过程的多项电气运行参数，获取30×104个数据。据此建立了电抗模型(非线性)、电气特性图和电气圆图，提出了适用的工作点总表和供电曲线，生产应用效果良好。 (2)电炉炉料结构优化技术研究 研究了大型电弧炉炼钢原料中大量使用直接还原铁原料对冶炼过程主要指标的影响，给出了炉料结构合理性的评估方法。根据1383炉生产数据，指出了炉料结构对炼钢过程的影响。提出了电弧炉炼钢“炉料结构三角形”的概念，更科学地描述了废钢、生铁和直接还原铁三元炉料结构对生产过程的影响。 (3)强化用氧技术研究 研究了电弧炉炼钢过程中的能量匹配，采用水模实验研究了氧枪结构及供氧的流量、分布、水平角和垂直角等问题，解决各种生产中遇到的实际问题。生产实践和应用表明，改进后的工艺操作参数合理可行，提高了氧气利用率。

论文目录

• 独创性声明
• 学位论文版权使用授权书
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 电弧炉炼钢概述
• 1.3 电弧炉电气运行特性研究
• 1.4 电弧炉节能降耗技术
• 第二章 工程背景及研究的总体思路
• 2.1 炼钢厂概况
• 2.2 原设计的主要设备技术参数
• 2.3 总体思路
• 2.4 本章小节
• 第三章 优化供电制度研究
• 3.1 研究的目的和意义
• 3.2 研究方法和基本原理
• 3.3 工程条件
• 3.4 实测研究
• 3.5 非线形电抗模型研究
• 3.6 电弧炉炼钢过程谐波分析
• 3.7 电弧炉炼钢电气运行合理化研究
• 3.8 本章小结
• 第四章 电炉炉料结构优化技术研究
• 4.1 研究的目的和意义
• 4.2 研究方法
• 4.3 数据构成
• 4.4 变量
• 4.5 炉料的基本情况
• 4.6 主要技术指标
• 4.7 熔清时化学成分
• 4.7.1 有关操作
• 4.7.2 主要金属残余元素
• 4.8 以碳氧平衡计算的炉料结构
• 4.9 炉料结构对吨钢电耗的影响
• 4.10 本章小结
• 第五章 强化用氧技术研究
• 5.1 天津钢管公司电炉概况
• 5.2 研究目标
• 5.3 强化供氧技术
• 5.4 氧枪水模实验研究
• 5.5 本章小结
• 第六章 电炉炼钢过程的能量状况分析与讨论
• 6.1 单一含铁炉料的理想状况
• 6.2 典型的冷炉料的情况
• 6.3 能源构成的分析
• 6.4 讨论
• 第七章 结论
• 参考文献
• 在学期间发表的论文
• 作者简介
• 致谢