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| 标准编号 | GB/T 45436-2025 (GB/T45436-2025) | | 中文名称 | 电炉工艺及装备技术改造规范 | | 英文名称 | Code for technical upgrading of EAF process and equipment | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H04 | | 国际标准分类 | 77-010 | | 字数估计 | 14,184 | | 发布日期 | 2025-03-28 | | 实施日期 | 10/1/2025 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 45436-2025: 电炉工艺及装备技术改造规范
ICS 77-010
CCSH04
中华人民共和国国家标准
电炉工艺及装备技术改造规范
2025-03-28发布
2025-10-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国钢铁工业协会提出。
本文件由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。
本文件起草单位:宝钢工程技术集团有限公司、江苏沙钢集团有限公司、中钢武汉安全环保研究院
股份有限公司、上海佰能工程技术有限公司、冶金工业信息标准研究院、北京麦特莱吉工程技术有限公
司、中冶东方工程技术有限公司、北京首钢国际工程技术有限公司、广西桂鑫钢铁智造有限公司、河北普
阳钢铁有限公司、唐山市玉田金州实业有限公司、四川都钢钢铁集团股份有限公司、广东金晟兰冶金科
技有限公司、圣力(清远)钢制品有限公司、安阳钢铁集团有限责任公司、成都冶金实验厂有限公司、新疆
新安特钢有限公司、广西北港新材料有限公司。
本文件主要起草人:徐汉明、崔立程、陈剑、毛瑞、万迎峰、杨智新、冯伟、王耀、鲍仁冬、尚汇涛、仇金辉、
闫青林、陈靖、王涵、樊君、武国平、陈根、张若鹏、李剑春、阮如金、陈诗通、谢庆敏、柯建义、黄重、韦堂松、
杨利、王姜维、张挺峰、张建晓、李闪、曾永生、况增光、魏永义、郑金瑞、左帅、刘景元、邓彪、陈浩、陈国忠、
刘鹏、于经尧、张红亮、张缘春、方耀、唐晓进、曹二转、潘金荣、王振龙、时佳韡、窦蓓蓓、王文志。
电炉工艺及装备技术改造规范
1 范围
本文件规定了电炉工艺及装备技术改造的工艺流程及冶炼炉型、技术改造要求、安全与环保改造、
调试、运行与维护。
本文件适用于交流电弧炉的工艺及装备技术改造与验收,新建电弧炉参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
GB/T 2900.23 电工术语 工业电热装置
GB/T 4223 废钢铁
GB/T 10067.21 电热装置基本技术条件 第21部分:大型交流电弧炉
GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差
GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变
GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波
GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡
GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差
GB 18599 一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准
GB/T 24337 电能质量 公用电网间谐波
GB 28664 炼钢工业大气污染物排放标准
GB 32050 电弧炉冶炼单位产品能源消耗限额
GB/T 41994 工业炉及相关工艺设备 电弧炉炼钢机械和设备的安全要求
GB 50439 炼钢工程设计规范
HJ435 钢铁工业除尘工程技术规范
JB/T 9640 电弧炉变压器
NB/T 41007 交流电弧炉供电技术导则 供电设计
YB/T 4170 炼钢用直接还原铁
YB/T 4978 炼钢电炉烟气通风除尘技术规范
YB/T 6042 冶金用润滑油(脂)添加剂应用技术规范
YB/T 6068 电弧炉炼钢供氧技术规范
3 术语和定义
GB/T 10067.21和GB/T 2900.23界定的术语和定义适用于本文件。
4 工艺流程及冶炼炉型
4.1 炉盖旋开加料电炉
炉盖旋开加料电炉的工艺流程示意图见图1。该方式电炉设备操作灵活简单,适合多元化废钢。
图1 炉盖旋开加料电炉的工艺流程示意图
4.2 立式加料电炉
立式加料电炉的工艺流程示意图见图2。废钢经由小料槽、阶梯型加料槽或小车加入竖井,电炉高
温烟气往上流动直接预热废钢,下面的废钢运输机构将废钢分批次投入炉内。
图2 立式加料电炉的工艺流程示意图
4.3 水平连续加料电炉
水平连续加料电炉的工艺流程示意图见图3。废钢经由电磁吊、链板机等连续地加入水平加料段
内,穿过动态密封装置后,被连续地送入水平预热段内预热,最后经连接小车连续加入炉内。废钢预热
采用直接引入炉内高温烟气的方式。
图3 水平连续加料电炉的工艺流程示意图
5 技术改造要求
5.1 通则
5.1.1 生产效率低、能源利用率低、环保设施落后、智能化水平低,达不到相关环保指标和能效要求的
电炉,应进行工艺及装备技术改造。
5.1.2 电炉工艺布置、炉型选择、吨钢输入功率选择、炉料预热型式等设计制造应满足钢品种、产量、冶
炼工艺、节能环保等要求,工程设计按GB 50439执行。
5.1.3 电炉项目宜使用数字化设计和数字孪生等技术,实现生产过程的数字化监测和智能化控制,确
保生产稳定和产品质量可控,降低工人劳动强度,保障生产安全。解析生产大数据,建立数字孪生模
型,优化生产工艺,实现节能减排、降本增效。
5.1.4 电炉设备安全应符合GB/T 41994规定,优化冶炼工艺,配置节能技术装备及计量、检测器具。
5.1.5 电炉余热锅炉废水宜回收利用或通过排污降温池降温至40℃以下,处理后达标排放。
5.1.6 电炉生产工艺过程、设备维修时产生的烟粉尘应进行高效捕集和净化后排放;对物料储存、输送
过程需采取有效封闭及除尘措施,污染物排放应符合GB 28664要求。
5.1.7 电炉废钢运输宜采用电气化、智能化轨道运输系统,具有自动控制、智能化调度、故障状态下人
工控制等功能,符合故障导向安全原则。
5.2 工艺改造
5.2.1 加料工艺
5.2.1.1 金属物料(铁水、废钢、直接还原铁、热压铁块等)从进入车间至运出车间应保持单向流程,减少
倒运装卸,避免与其他物料流程交叉。
5.2.1.2 以废钢为原料的电炉,入炉废钢的质量要求应符合GB/T 4223的相关规定。废钢的堆密度不
应小于0.5t/m3,轻废钢、中废钢、重废钢应合理搭配,单块废钢的尺寸和重量应符合废钢预热及连续加
料工艺的要求。
5.2.1.3 采用直接还原铁(球团)作原料时,宜设置冷、热直接还原铁料仓及下料系统,并符合YB/T 4170
的相关规定,优先采用连续加料的方式。厂内具有直接还原铁生产的企业应采用热送的运输方式。直
接还原铁用量大于20%时,应设置贮存料仓间、皮带运输系统、机械化加料系统和连续称量系统。直接
还原铁的贮存料仓应设防氧化保护系统及监测措施。
5.2.1.4 厂内具有铁水供应条件的企业,铁水比不宜大于40%。
5.2.1.5 单独设置废钢配料间,容积应满足3d~10d用量,其内应设废钢称量设施,智能管控废钢和配
料,废钢按种类和规格严格分类堆存。
5.2.2 冶炼工艺
5.2.2.1 应采用废钢预处理及预热、强化吹氧助熔等技术,符合YB/T 6068等有关要求。
5.2.2.2 泡沫渣及其埋弧效果宜采用自动检测技术。
5.2.2.3 根据不同炉型及冶炼工艺,电炉留钢量宜为公称容量的8%~40%。
5.2.2.4 冶炼时应采用底吹搅拌或电磁搅拌工艺。
5.2.2.5 炉渣可采用炉下渣罐车或抱罐汽车将液态渣运至炉渣间处理,渣处理车间的布置应保证渣罐
进出的顺畅性,减少渣罐的调运路程。渣罐体积及数量、渣罐运输装置的布置形式及数量,应以不影响
电弧炉连续生产为原则进行配置。
5.2.2.6 冶炼过程产生的高温烟气应进行余热回收。
5.2.2.7 经过废钢预热的立式电炉一次烟气,应二次燃烧升温,达到相关标准后进入急冷塔或余热回收
系统。
5.2.2.8 应设置事故状态下的紧急供水系统,确保事故状态下水冷设备的用水需求。
5.2.2.9 宜用生物质碳粉替代煤制碳粉,通过“源网荷储”一体化的形式大规模利用可再生能源。
5.3 装备改造
5.3.1 加料装备
5.3.1.1 采用水平连续加料及废钢预热电炉时,加料装备改造要求如下:
a) 水平加料和废钢预热系统包括加料段(不开盖)、动态密封、预热段和连接小车等组成,均设置
料槽和振动单元,料槽截面尺寸应满足最大上料速度,各级料槽接口之间应设置防落料板;
b) 电炉预热段末端应设置气体在线分析系统,连接小车水冷罩设置活动翻板,根据气体分析成
分,控制翻板开口度,引入空气,使炉气中的一氧化碳充分燃烧;
c) 电炉预热段和动态密封应设置烟气压力检测仪表,通过差压控制动态密封风机运行,在动态密
封区域形成微负压空间,避免烟气溢出;
d) 废钢预热电炉连接小车宜采用水冷结构,预热段宜采用本体水冷、罩体耐材的结构形式,连接
小车和预热段与硬管之间的各冷却水支路连接软管宜采用橡胶软管垂直于振动方向布置。
5.3.1.2 采用竖井式废钢预热电炉时,加料装备改造要求如下:
a) 废钢加料及预热装置包括废钢料槽提升机、废钢料槽、预热竖井和指形托架等组成;
b) 废钢料槽容积应满足最大上料速度要求,废钢料槽提升机应设置双重制动。
5.3.2 电炉本体装备
5.3.2.1 炉壳结构宜采用分体式,上炉壳应由钢质笼形骨架和内挂的管式水冷炉壁构成,下炉壳应为钢
板焊接的筒球状壳体,内部由耐火材料构成熔池。
5.3.2.2 电炉炉壳应在满足单炉出钢量、留钢量、装料量等参数的基础上,充分考虑炉壁碳-氧枪的安装
位置及炉内二次燃烧效应。
5.3.2.3 在下炉壳底部安装底吹法兰,底吹气源为氮气、氩气、二氧化碳等,底吹气源在电炉冶炼过程中
可切换,应设置透气砖的漏钢预警和报警功能。
5.3.2.4 电炉倾动宜采用全平台结构形式,倾动平台下方应设置水平锁定装置。
5.3.2.5 炉壁多功能枪应采用模块式装配;安装应靠近熔池,覆盖冷区,且不应朝向电极。
5.3.2.6 兑加铁水的电炉,应配置兑铁水称重系统;铁水溜槽应设置隔热盖板,溜槽伸入炉内应超出炉
衬100mm。
5.3.2.7 采用生物碳作为燃料的电炉,碳粉喷吹系统应靠近炉体布置,碳粉管道的弯曲半径不应小于
2m,管路弯头不宜过多。
5.3.2.8 宜设置自动测温取样装置,采用具备自动取样剪切、输送功能的工业机器人,具备在电炉冶炼
状态下的操作能力;取样装置控制系统应与电炉一级自动化系统网络通信。
5.3.2.9 宜设置下渣检测装置。
5.3.2.10 应设置平台固定式电极自动接长机构或行车悬吊时自动接长机构。
5.3.2.11 宜设置封闭式炉门及炉门清理装置。
5.3.2.12 宜设置偏心炉底出钢口自动清洁及自动填砂装置。
5.3.3 电炉供电装备
5.3.3.1 供电设计应按NB/T 41007执行。
5.3.3.2 供电宜采用动态无功补偿技术,高压公共连接点的供电电能指标应在GB/T 15945、GB/T 12325、
GB/T 15543、GB/T 12326、GB/T 14549、GB/T 24337规定的限值以内。
5.3.3.3 电炉变压器技术要求应符合JB/T 9640规定。变压器容量估算参见附录A。
5.3.3.4 为满足高功率长弧冶炼要求,应采用高阻抗技术。
5.3.3.5 电弧炉用电工作点的选择宜按YB/T 6005要求进行。
5.3.3.6 分合电炉变压器的高压断路器应具有频繁操作能力,断路器进出线应采用母排式,通过软连接
与柜内母排连接,避免采用爪式连接。
5.3.3.7 电抗器或电弧炉变压器前端应设置墙装式电动隔离开关和接地开关,具有明显分断点,正常生
产时该开关不应频繁动作,仅在检修时动作。
5.3.3.8 宜采用二次侧大电流直接检测技术,参与电极调节器自动调节,以提高调节精度。
5.3.3.9 应优化大电流线路的长度,尤其是水冷电缆的长度(宜采用旋转接头结构形式),减少线路损
耗。应设置电极智能喷淋冷却设备。
5.3.3.10 出墙短网、水冷电缆、导电横臂、电极抱箍等应做好绝缘隔磁,避免形成磁回路。
5.3.3.11 大电流线路之导电横臂应采用铜钢复合导电横臂或全铝合金导电横臂。
5.3.3.12 宜采用数字孪生技术配合优化供电工艺。
5.3.3.13 应在电弧炉炉体优化布置温度传感器,实时监测耐火材料寿命及安全。
5.3.4 其他辅助装备
电炉其他辅助装备改造应符合以下要求。
a) 电炉余热锅炉宜采用汽化冷却(水冷)烟道→燃烧沉降室→急冷式余热锅炉本体(降温速度不
小于200℃/s)的系统形式,余热锅炉系统的排烟温度不宜高于200℃,并应满足电炉除尘工
艺的要求。
b) 电炉采用废钢预热方式时,电炉烟气应采用炉内排烟+屋顶罩的捕集方式,采用袋式除尘器对
烟气进行净化;宜采用密闭罩(或导流罩)减少粉尘排放,降低生产时的噪声和电弧辐射污染。
c) 电炉烟气应采用全燃法设计,烟气满足相关标准后排放。
d) 机械运转部件润滑系统的节能优化按YB/T 6042的规定。
e) 水泵、风机等输入轴与电动机联结宜采用固定磁隙调速装置。
6 安全与环保改造
6.1 除尘系统的设置应满足国家现行相关工程质量、安全、环保、卫生、节能等标准的规定。
6.2 新建除尘系统、现有除尘系统改扩建等项目的实施,应符合HJ435相关规定。
6.3 电炉烟气通风除尘系统的设计按YB/T 4978相关规定,烟气量根据部分铁水连续兑入、废钢连续
加入、废钢预热、烟气余热回收等技术应用,以及强化冶炼、冶炼周期缩短后的工艺要求确定,并采取相
应的除尘技术措施。
6.4 粉尘及冶炼渣的存放应符合GB 18599相关规定。
6.5 生产过程中经除尘系统收集的粉尘应回收利用。
6.6 电炉一次烟气应保证一氧化碳的充分燃烧,系统中应有泄爆装置。
6.7 除尘器等存灰设备的结构和仪表设计应满足设备设计安全要求。
6.8 直接还原铁料仓应单独设置除尘系统。
7 调试、运行与维护
7.1 工程安装、施工完成后应进行调试前的启动验收,启动验收合格并对在线仪表进行校验后方可进
行分项调试和整体调试。
7.2 通过电炉炼钢工程系统整体调试,各系统运转正常,技术指标达到设计和合同要求后,应整体启动
试运行。
7.3 对整体启动试运行中出现的问题应及时消除。在整体启动连续试运行72h,技术指标达到设计和
合同要求后,建设单位应向环境保护行政主管部门提出生产试运行申请。
7.4 电炉工艺及设备改造后应符合GB 32050的准入值要求。
7.5 企业应建立相关的管理机制。
7.6 生产单位应安排专人负责运行维护和管理。
7.7 设备应定期维护与检查。
7.8 电炉除尘系统应设有颗粒物排放自动在线监测设备。
附 录 A
(资料性)
变压器容量估算
变压器额定容量根据电炉出钢量、冶炼周期、年产量、原料条件、用氧情况、电耗等确定,按式(A.1)
......
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