量子电弧炉（EAF Quantum）的基本原理

Quantum 电弧炉的预热竖井通过安装在炉顶的废钢提升机提升倾动料槽进行废钢装料操作(见图1)，废钢料槽由已在废钢料场提前装好的矩形废钢料篮自动装满，废钢装料操作全自动进行。预热的废钢分批加入熔池，废钢由输入的电能和 2 支顶枪吹入的氧气熔化。炉壳本身可以在 4 个液压缸的驱动下倾动出钢或扒渣，而炉盖和竖炉则固定不动。

造渣料可以通过炉盖加入，合金料在出钢时加到钢包中。

图 1 EAF Quantum 出钢侧视图

1.1 废钢料槽升降机

EAF Quantum 结合了许多成熟的技术应用，比如与高炉装料升降机类似的废钢料槽升降机。在墨西哥 Tyasa 钢厂，这种升降机从 2014 年开始一直正常使用，没有出现过任何问题。

1.2 手指式废钢保持系统

手指式废钢保持系统(见图2)在手指式竖炉电弧炉所用系统的基础上进行了优化，手指在装料时能够从竖炉中完全抽出。手指的表面用特殊钢钢板保护，能够承受装料造成的机械冲击。

图 2 EAF Quantum 的手指式废钢保持系统

1.3 FAST 出钢系统

EAF Quantum 采用了FAST ( 电弧炉先进无渣出钢)出钢系统(见图3)，出钢口和熔池由一个虹吸装置隔开。该系统具有以下优点：由于不能通过虹吸装置实现无渣出钢，出钢口填充操作可在通电期间进行，出钢也可在通电时进行。因此，无渣出钢区烧嘴EAF Quantum 的每炉准备时间(出钢、装料、出钢口填充等的断电时间)只有大约4 min。

图 3 FAST 出钢系统示意图

1.4 炉壳动作

由于整个竖炉结构均采用固定安装方式，必须移动炉壳进行出钢和扒渣操作。具体操作方案：将炉壳安放在带有液压缸和导向装置的底座上，使其能够双向(出钢口侧和渣门侧)倾动。

电极升降系统和碳氧枪安装在固定台架上，并且能与炉壳同时倾动，可通过旋转松放电极和快速更换小炉盖，清除了传统电弧炉倾动时台架产生的沉重负荷及其对于支承结构、轴承、大电流电缆等的影响。采用一种简单的炉壳运输和移动方案，可以快速更换炉壳，减少炉体的动作，降低了系统维护操作难度。

运输车既是出钢车，也作为炉壳运输车使用，图4示出了炉壳更换步骤。为了从底座上抬起炉壳，运输车必须停在更换位置，即炉壳正下方。炉壳借助于液压缸和导向系统而降下来。在运输车上放好后被松开，然后移出炉区以修补耐材或更换炉壳，如图 5 所示。

图 4 炉壳更换步骤

图 5 钢包车的位置

为了准备好恢复冶炼，炉壳在移动到工作位置前可以装入剩余的钢水或废钢。一旦到达工作位置，液压缸和导向系统就使炉壳向上移动，并将其与底座连接好。

作者：Apfel Jens(1965 － )，男，德国，自然科学博士学位，毕业于德国卡尔斯鲁厄技术大学，现任普锐特冶金技术德国有限公司电炉炼钢创新及技术部总监，E －mail：jens.apfel@ primetals.com。来源：河北冶金

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