1、 電弧爐節(jié)能可從以下三個方面著手：一是采用新技術(shù)減少熱損失；二是降低電弧爐有關(guān)電氣設(shè)備的電能損耗；三是加強生產(chǎn)管理，降低能耗。 1. 強化用氧制度電爐吹氧操作目的是吹氧助熔和吹氧脫碳，配合噴吹碳粉，造泡沫渣。以氧槍取代吹氧管操作，可以取得顯著效果，氧槍利用廉價的碳粉、油、天然氣等替代電能，對電弧爐冷區(qū)加熱助熔，提高了生產(chǎn)效率，氧槍噴射氣流集中，具有極強的穿透金屬熔池的能力，加強對鋼水的攪拌作用，加快吹氧脫碳、造泡沫渣速度，電弧爐煉鋼強化氧氣的使用，延長碳氧反應(yīng)時間。2. 造泡沫渣技術(shù)人工吹氧生成泡沫渣，勞動強度大，效果不顯著。采用碳氧槍向榮吃吹氧和噴吹碳粉，易在渣層中生成泡沫渣。通過控制爐渣堿

2、度、氧化性、流動性等冶金條件以符合工藝要求，在爐渣堿度2.02.5，渣中氧化鐵含量15%20%時，生成泡沫渣的效果最好。熔池吹氧產(chǎn)生一氧化碳，使電爐渣發(fā)泡，實現(xiàn)埋弧操作，電弧熱通過爐渣高效率傳入鋼液，超高功率變壓器采用長弧高功率進行操作，實現(xiàn)高電壓低電流，進一步提高電弧的傳熱效率。3. 超高功率供電技術(shù)電弧爐煉鋼采用超高功率冶煉，提高熔池能量輸入密度，加速爐料熔化，大幅度縮短冶煉時間，從而使電弧爐的熱效率提高，單位電耗顯著下降。超高功率電弧爐具有獨特的供電制度，在整個冶煉過程中采用高功率供電，熔化期采用高電壓、長電弧快速化料，熔化末期采用埋弧泡沫渣操作，促使熔池升溫和攪拌，保證熔體成分和溫度的

3、均勻化，同時減輕爐襯的熱負荷，達到提高電弧爐煉鋼生產(chǎn)率，降低電耗的目的。4. 余熱利用技術(shù)降低電弧爐煉鋼總能耗的根本措施在于減少能量總需求，其中最主要的是廢氣的余熱再利用。（1） 化學余熱再利用二次燃燒二次燃燒技術(shù)是通過二次燃燒裝置噴射適量的輔助氧氣來燃燒CO 和操作中產(chǎn)生的其他氣體，放出大量的熱量預(yù)熱周圍的廢鋼并返回熔池內(nèi)部，從而縮短冶煉時間，取得節(jié)能降耗的效果。二次燃燒技術(shù)主要包括三項技術(shù)：水冷氧槍、氧氣流量控制和氣體分析系統(tǒng)。二次燃燒是新出現(xiàn)的技術(shù)，其目的是降低能源成本，增加電弧爐的生產(chǎn)率。這是泡沫渣技術(shù)的直接延續(xù)。電弧爐爐氣的二次燃燒可以達到如下效果：減少電耗；提高生產(chǎn)強度；提高爐料的

4、配碳量；有利于廢氣處理?；翠撛趹?yīng)用二次燃燒技術(shù)時主要技術(shù)方案是：找到電弧爐內(nèi)富CO 區(qū)及CO 在電弧爐煉鋼過程中生成CO2的規(guī)律，在不改變超高功率電弧爐原配置的MORE 型超音速碳氧噴槍主體結(jié)構(gòu)的前提下，對二次燃燒的槍結(jié)構(gòu)進行開發(fā)研制，自行研制出具有獨特功能的復(fù)合槍。通過復(fù)合槍將90% 94%純度的氧氣輸入到爐內(nèi)富CO區(qū)，與CO 充分混合燃燒放出大量化學能，直接傳給廢鋼和鋼液。該技術(shù)燃燒區(qū)域集中，傳熱效率高，以化學能代替電能，減少CO 向大氣排放，節(jié)約能源。該復(fù)合槍結(jié)構(gòu)新穎、功能先進，為國內(nèi)首創(chuàng)。同時開發(fā)的二次燃燒冶煉工藝應(yīng)用軟件，操作簡便，運行可靠，居國內(nèi)領(lǐng)先水平。（2）物理余熱利用廢鋼預(yù)熱

5、電弧爐煉鋼結(jié)合廢鋼余熱的最新發(fā)展是Fuchs 公司開發(fā)的豎爐-電弧爐，即將傳統(tǒng)的爐外廢鋼預(yù)熱裝置移到爐子上部，進行爐內(nèi)廢鋼預(yù)熱，充分進行二次燃燒化學能的轉(zhuǎn)換和高溫爐氣的物理余熱回收，兼顧過濾煙塵。在電弧熔化廢鋼前，使爐氣的顯熱和化學熱用于預(yù)熱廢鋼，從而節(jié)省了爐內(nèi)輸入能量。廢鋼溫度可上升200300，最高可上升600800，節(jié)約電能1540kWh/t。該工藝的生產(chǎn)率和加工成本因下列原因而改善：廢鋼熔化前得到余熱，縮短了熔化時間；功率輸入有所改善，提高了爐子的生產(chǎn)率；金屬收得率有所提高；節(jié)省電極和耐火材料；減輕環(huán)境污染。預(yù)熱爐式電弧爐 單料罐預(yù)熱式電弧爐1電弧爐 2風門 3旋轉(zhuǎn)罩 4冷卻塔 1電弧

6、爐 2風門 3旋轉(zhuǎn)罩 4冷卻塔5料罐 6臺車 7-預(yù)熱爐 8燃燒室 5料罐 6燃燒室雙料罐式電弧爐 1電弧爐 2風門 3旋轉(zhuǎn)罩 4冷卻塔 5容器 6料罐 7燃燒室5.變壓器的保容改造 重新更換變壓器能達到節(jié)能降耗的目的，但資金困難的企業(yè)難以實現(xiàn)。這時可采用保容改造的方法，既能達到節(jié)能降耗的目的，又能緩解資金困難。 保容改造主要是通過鐵芯和線圈改造來降低變壓器的內(nèi)損耗，降低工作溫升，提高工作電流，縮短熔煉期，從而達到節(jié)能降耗的目的。某3t電弧爐保容改造后，熔煉期縮短了 30min，噸鋼節(jié)電28.58kW·h，一年半即可收回投資。 6.短網(wǎng)改造 短網(wǎng)是指電爐變壓器低壓端至電爐電極的一段導(dǎo)

7、線。它主要由矩形銅母線排、補償器、撓性電纜、水冷銅管、電極夾頭和石墨電極等部件組成。其中撓性電纜一般采用銅芯電纜，容量大的電爐可用水冷電纜。由于短網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通過電流大等原因，電能損耗較大，一般約占傳輸總電量的913。因此，進行短網(wǎng)改造，降低短網(wǎng)損耗是節(jié)電的一個有效途徑。 （1） 降低短網(wǎng)電阻 短網(wǎng)電阻主要由有效電阻、接觸電阻和附加電阻三部分組成。短網(wǎng)有效電阻與短網(wǎng)長度和截面有關(guān)。有效電阻可通過合理選擇導(dǎo)線截面和根數(shù)等措施來降低。在選擇導(dǎo)線截面時，主要應(yīng)考慮減少集膚效應(yīng)的影響，當導(dǎo)線截面超過600mm2 時，應(yīng)選用兩根以上的導(dǎo)體。另據(jù)有關(guān)資料介紹：5t電弧爐在10kA運行時，短網(wǎng)減短1m，可減

8、少功率20kW，每噸鋼可節(jié)電15kW·h左右。縮短短網(wǎng)的具體措施有：移動電爐變壓器使其盡量靠近電爐；在變壓器下加支持底座，使各段短網(wǎng)處于同一水平面上；在保證電弧爐正常工作的前提下，減少電纜長度。為了避免因變壓器靠近電爐而引起輻射熱增加，可在爐上加循環(huán)水冷卻爐或在變壓器和電爐之間設(shè)置防護罩。電弧爐短網(wǎng)的接頭較多，而通過短網(wǎng)的電流很大，如果接頭連接不良，就會使接觸電阻增大，不但會增大短網(wǎng)的功率損耗，而且還可能燒毀接頭。因此，應(yīng)盡量減少接頭，對不拆卸的接頭應(yīng)采用焊接的方法或增大接觸面積，接觸面應(yīng)保持清潔平整，使之有足夠的接觸壓力。近年來，隨著電接觸導(dǎo)電膏的問世，在接頭處涂抹導(dǎo)電膏又成為降低

9、接觸電阻的新方法。 導(dǎo)電膏是一種含導(dǎo)電填料和膠粘劑的具有流動性的糊狀導(dǎo)電涂料。使用導(dǎo)電膏不僅可以降低接頭的接觸電阻值，而且還可以降低溫升。據(jù)資料介紹：使用導(dǎo)電膏后，可使接頭的接觸電阻下降2575，溫升下降2575。附加電阻的產(chǎn)生與短網(wǎng)附近的鐵磁構(gòu)件在電磁感應(yīng)作用下產(chǎn)生的渦流和磁滯損耗有關(guān)。這些構(gòu)件的損失約占總電阻損失的1520。降低附加電阻的辦法是：在短網(wǎng)周圍盡量避免使用鐵磁材料；鋼質(zhì)物體應(yīng)離短網(wǎng)遠些；在閉合的鋼性物體中建立空氣隙和加絕緣墊。 （2）減少短網(wǎng)電抗和三相阻抗的不平衡 短網(wǎng)在接線時，應(yīng)盡量采用雙線布置方式。這種布線方式可實現(xiàn)磁通補償，降低短網(wǎng)電抗，增加三相阻抗平衡系數(shù)。三相短網(wǎng)在空

10、間布局時，應(yīng)將中間相抬高，使其呈正三角形布置。這樣也有助于三相電抗平衡系數(shù)的改善。某廠在采取雙線布置后，功率因數(shù)從0.76提至0.84左右，取得了較好的節(jié)電效果。 （3）采用新型水冷導(dǎo)電橫臂改造短網(wǎng) 橫臂是構(gòu)成電弧爐短網(wǎng)與電極升降機構(gòu)的一個重要部件。它的主要作用之一是支撐導(dǎo)電鋼管；另一個作用是與立柱、電極夾頭相連，組成電極升降機構(gòu)，實現(xiàn)電極的上、下移動。普通短網(wǎng)橫臂的導(dǎo)電和支撐電極兩個功能是分開的，存在故障率高、電能損失大等問題。近年來，隨著電弧爐的大型化與高功率化，整個短網(wǎng)部分的電阻與電抗值不斷加大，惡化了電弧爐主回路的電效率和功率因數(shù)；另一方面，隨著電弧爐工作電流的不斷加大，也給短網(wǎng)的導(dǎo)電

11、銅管段帶來了許多麻煩問題。新型的電極橫臂水冷導(dǎo)電橫臂把原來水冷銅管的導(dǎo)電功能和橫臂的支撐功能合而為一，并配有大截面水冷電纜，其短網(wǎng)阻抗較低，有著較好的節(jié)能效益。中小型電弧爐的短網(wǎng)軟纜多數(shù)為空冷裸纜，造成接觸電阻大、使用壽命短、維修工作量大、增加熱停工時間和三相電抗不平衡等缺點。大截面水冷電纜吸收了國外先進技術(shù)，導(dǎo)線絞纜成股，各股線與銅連接采用一次壓接工藝，電纜兩端為平面接頭，減少接觸電阻；各股纜線用軟絕緣材料隔開，避免相互摩擦，電纜壽命可延長23倍。它可充分發(fā)揮變壓器能力，提高變壓器輸出功率10%。采用大截面水冷電纜可節(jié)電2%5%。水冷導(dǎo)電橫臂如圖14所示，它取消了傳統(tǒng)的導(dǎo)電銅管及其支撐結(jié)構(gòu)，

12、全部裝置均安裝在整體的箱形橫臂之內(nèi)。短網(wǎng)電阻隨著溫度升高會增大，使短網(wǎng)的功率損耗增加。如在10kA運行下的短網(wǎng)，溫度每升高1，每米母線約增加36W損耗，因此，降低短網(wǎng)的溫度也可減少電能損耗。 某廠采用新型水冷導(dǎo)電橫臂改造電弧爐，熔化率提高了13.3，冶煉電耗下降了l2.7。水冷導(dǎo)電橫臂1-導(dǎo)電橫臂 2電極夾頭 3-電極 4立柱 5-水冷電纜中鐵寶橋股份有限公司鑄鋼車間采用新型水冷導(dǎo)電橫臂改造6 t電弧爐，取得如下的效果：改造后平均每爐鋼水(10 t鋼水)比改造前冶煉時間縮短 18 min左右。 噸鋼耗電量降低 31 kW·h左右。以6 t電爐鋼產(chǎn)量7500 ta計算，可節(jié)電232.5

13、 MW·h。按 0.40元(kW·h)計算，可節(jié)約電費 9.3萬元/a。 電極消耗可降低 0.9 kg/t左右，可節(jié)約電極約7650 kg/a。故障率低，減少了維修人員的勞動強度和維修量，也節(jié)省了各種備件的費用。 （4） 采用性能好的電極升降系統(tǒng) 輸入電弧爐內(nèi)的功率與電弧長短有關(guān)。冶煉時，要求在最佳輸入功率曲線下維持規(guī)定的電弧長度。但由于種種原因，煉鋼時電弧長度會發(fā)生變化，電弧功率偏離最佳輸入曲線，致使電能損耗加大。這就要求電極能及時調(diào)整位置，維持規(guī)定電弧長度。微機控制變頻式電極調(diào)節(jié)器具有良好的快速性、準確性及可靠性。它能迅速、準確、平穩(wěn)地自動控制電極升降，調(diào)整電弧長度，達

14、到自動控制電弧功率的目的；而且系統(tǒng)控制精度高，電流穩(wěn)定，故障率低，熱停時間少，縮短了冶煉時間，降低了電極消耗，并減少對電網(wǎng)負荷沖擊。某廠使用這種調(diào)節(jié)器后，每爐冶煉時間縮短 34min左右，噸鋼節(jié)電30 kW·h左右，節(jié)省電極 0.88kg/t。此外，有的廠家用小慣性電極驅(qū)動裝置改造原有系統(tǒng)，也取得較好的節(jié)能效益。如某廠改用晶閘管小慣量電機驅(qū)動裝置后，噸鋼電耗下降了2530 kW·h。 據(jù)國內(nèi)20余家企業(yè)的應(yīng)用實踐證明：微機控制變頻式電極調(diào)節(jié)器平均可縮短冶煉周期約20min，節(jié)省電耗約50kW·h/t，節(jié)約電極0.51kg/t，一年左右就能回收技術(shù)改造費用，節(jié)能效果

15、顯著。據(jù)報道：日本大同鋼管公司采用ARMS-MARK-11計算機控制系統(tǒng)控制電極調(diào)節(jié)器，對電耗在500kW·h/t以上的電弧爐，電耗可降低10%；對電耗在450500kW·h/t的電弧爐，電耗則可降低5%左右。 7.Consteel工藝：出鋼時大量留鋼形成熔池，經(jīng)過預(yù)熱的廢鋼連續(xù)不斷地從運輸料道進入爐內(nèi)的熔池熔化，變壓器開始工作，電極送電，同時爐前自動水冷碳氧槍將碳粉和氧氣噴入爐內(nèi)，造泡沫渣，并進行埋弧操作。Consteel工藝廢鋼預(yù)熱、連續(xù)加料，全程埋弧造泡沫渣操作等工作特點，大大優(yōu)越于傳統(tǒng)工藝，這使它顯著地提高了冶煉效率，并同時降低了電能與化學能的消耗，綜合能耗指標非常

16、先進。100%廢鋼原料的電耗一般為每噸鋼340380kW·h，若用氧量達每噸鋼35m³時，電耗更可降到每噸鋼340kW·h。consteel工藝最具創(chuàng)造性的核心是：從冷啟動后，每次出鋼時大量留鋼，使爐內(nèi)始終保持有大量鋼液形成的熔池，固體爐料不再是直接被電弧加熱熔化，而是被液態(tài)鋼水熔化。由于有液態(tài)熔池的存在，爐內(nèi)物質(zhì)、能量的傳輸是以液態(tài)分子的擴散遷移為基礎(chǔ)進行的，大大改善了固體爐料熔化的動力學條件。由于這種化鋼方式，爐料可以連續(xù)均勻地加入熔池中熔化、冶煉，熔池的溫度、化學成分等更加均勻和諧，冶煉效果更好。該工藝特點是實施如噴碳、吹氧造高效泡沫渣，埋弧操作，廢鋼預(yù)熱等

17、，是實現(xiàn)高效冶煉的前提。該特點從以下兩方面直接對節(jié)能降耗做出了貢獻：（1）由于連續(xù)加料操作，無需頻繁停爐和開啟爐蓋，減少了熱量向空氣中的耗散損失。沿密閉輸料道被預(yù)熱后的廢鋼，由連接小車從電弧爐爐壁孔加入熔池，加料時無需開啟爐蓋。同時，爐內(nèi)始終有熔池存在，加料熔化、冶煉的過程可持續(xù)進行，不必頻繁停爐。因而這種工藝中沒有傳統(tǒng)工藝經(jīng)敞開的加料口及停爐時爐子砌體向周圍的輻射熱損失。根據(jù)數(shù)學模型計算，傳統(tǒng)頂裝料時這部分熱損失可達1.43%。而consteel工藝則可避免。(2)連續(xù)加料使熔池溫度恒定、電弧平穩(wěn)、電路中負載穩(wěn)定而減少電能損失。consteel工藝大量留鋼，使造高效泡沫渣、埋弧操作從冶煉一開

18、始就實現(xiàn)。這種操作有效地減少了電弧對耐火材料的損壞，因而consteel電弧爐的變壓器在整個冶煉周期內(nèi)始終運行在最大弧功率范圍內(nèi)。并且，這種最大弧功率是通過高電壓，低電流和較高的功率因數(shù)實現(xiàn)的。由于電流小，相應(yīng)的短網(wǎng)尺寸及軟電纜、匯流排尺寸、電極直徑都可以減少，變壓器的容量可以比同等生產(chǎn)能力的傳統(tǒng)電弧爐小2540%。經(jīng)對美國和歐洲consteel電弧爐的研究表明，可以節(jié)約電耗的10%以上。另一方面，連續(xù)均勻地加入爐內(nèi)的固體爐料熔化、冶煉所需的能量與電能收入保持平衡，熔池溫度始終穩(wěn)定在最適宜化學反應(yīng)進行的范圍內(nèi)。這種平熔池狀態(tài)，無頂裝料時的塌料現(xiàn)象與電極的機械折斷，無電弧波動。由于留鋼和以鋼化鋼的工藝特點，使consteel工藝中電弧不