6.1 工艺设计
6.1.1 新建超高功率电炉宜包含下列配套技术：
1 偏心炉底出钢及留钢留渣操作技术；
2 管式水冷炉壁和水冷炉盖；
3 水冷铜钢复合或铝合金导电横臂；
4 炉壁集束射流氧枪与喷碳枪；
5 泡沫渣埋弧冶炼技术；
6 电炉与钢包机械化加料系统；
7 计算机自动控制技术；
8 静止型动态无功补偿装置；
9 机械化拆炉与修炉设施；
10 电炉余热回收利用技术。
注：1 第1款、第4款，不锈钢电炉应根据需要进行取舍；
2 第8款，应根据电气计算的闪变值确定是否采用。
6.1.2 新建超高功率电炉除应符合本规范第6.1.1条的规定外，也可选用下列配套技术：
1 炉门碳氧喷枪；
2 氧燃烧嘴；
3 自动测温取样装置；
4 烟气成分分析装置；
5 出钢口自动维修装置；
6 炉口清渣装置；
8 电炉内钢水称量装置。
6.1.3 电炉炼钢车间设计应符合下列规定：
1 新建电炉配置的变压器吨钢单位功率水平宜为600(kV·A)/t～1200(kV·A)/t，对带有废气预热废钢技术的电炉，或采用铁水热装工艺的电炉，可选用偏下限的单位功率水平；
2 电炉后步工序应配置钢包精炼炉，并应根据钢种质量要求，配置真空处理等其他炉外精炼设施；
3 冶金行业新建、改建电炉炼钢车间，宜采用全连铸。其他机械铸造行业宜根据需要确定铸钢方式。
6.1.4 电炉选型设计时应根据条件选用下列技术：
1 交流高阻抗或直流供电技术；
2 高温废气预热废钢技术；
3 废气中一氧化碳后燃烧技术与以化学能代替电能的各种节能技术；
4 铁水热装技术。
6.1.5 电炉的公称容量应为其平均出钢量，最大出钢量应为公称容量的1.05倍～1.20倍，留钢量应根据不同的电炉形式为公称容量的0～50％。在满足年产量的前提下，应减少车间内的炉座数，并应选择功率水平高、容量大的电炉。车间内电炉座数不宜超过3座。
6.1.6 每炉钢平均冶炼时间应根据电炉的类型、配置的变压器单位功率水平、原料条件等因素确定。电炉的年生产能力应按下列公式计算：
式中：Q——每座电炉年产合格钢水量(t/a)；
G——电炉炉役期内每炉平均出钢量(t/炉)；
T——每炉钢平均冶炼时间(min/炉)；
N——电炉的年有效作业天数(d/a)；
n1——年修炉天数(d/a)；
n2——年日常计划检修天数(d/a)；
n3——年车间集中检修天数(d/a)；
n4——年生产耽误天数(d/a)。
6.1.7 电炉炼钢车间的合理组成应根据生产规模、工艺流程、厂区条件、厂内外协作条件与原材料供应情况确定，可在下列一般组成中兼并取舍：
1 主要生产系统包括主厂房、废钢配料间、炉渣间、烟气冷却及净化设施；
2 辅助生产系统包括铁合金贮存设施、料仓间及皮带通廊(以直接还原铁为主要炉料时采用)、快速分析室、空压站、车间变配电所、水处理设施、生活福利设施；
3 氧气、氮气、氩气和燃料的供应设施，耐火材料仓库、备品备件库和杂品库，机修、电修和车辆修理设施，以及废钢堆场应由全厂统一安排。
6.1.8 对不采用电炉周围密闭罩的超高功率电炉，应采取操作室隔音与厂房隔音措施。
6.1.9 电炉炼钢的工序能耗应符合国家现行有关标准的规定。
6.1.10 电炉冶炼中产生的废渣、废钢、废电极、废砖和炉尘应回收利用。
6.1.11 电炉炼钢车间使用的气体介质、燃料、冷却水及其管道应符合下列规定：
1 氧气、氩气、氮气、蒸汽、压缩空气，以及燃料的供应能力应根据吨钢耗量和电炉的小时生产率计算，但管道能力应按车间最大瞬时流量确定；
2 贮气罐容积应满足车间高峰用量，同时适应用量的波动及供应源因事故停供时，贮气罐的贮备量应能满足至少一炉钢冶炼的需要；
3 冷却水参数应按用户要求的压力与流量确定；
4 应确保车间内各用户接点处的介质工作参数要求和质量要求；
5 电炉高温工作的工艺设备应设置不小于30min的事故安全供水能力；
6 在车间分期建设情况下，各种介质的主管道应按最终规模一次建成，而相关公用设施可根据具体条件，或在总图上预留发展面积，也可在厂房内预留增建机组的条件。
6.1.12 电炉主要技术经济指标宜按表6.1.12确定。
表6.1.12 电炉主要技术经济指标
注：1 消耗指标均为每吨合格钢水消耗；
2 表中消耗指标按常规交流电炉以废钢为原料的条件考虑，其他类型的电炉或以其他炉料为主要原料的电炉，其消耗指标应另行确定；
3 氧气消耗量包括车间零星用氧。
6.1.1 超高功率电炉技术是以高效、低耗、节能、环保为特点的当代电炉炼钢技术。超高功率电炉技术的核心内容包括三个方面：首先，电炉本身装备方面，变压器单位功率水平必须不低于600kV·A/t钢水，电炉必须采用管式水冷炉壁与炉盖，采用偏心炉底出钢与铜钢复合或铝合金导电横臂；其次，电炉的配套装备方面，必须采用超音速射流氧枪与喷碳装置，采用仪电一体化的基础自动化与计算机过程控制结合的控制技术，采用一、二次烟尘联合收集净化技术，采用炉盖与钢包机械化加料系统，选用高阻抗供电、废气预热废钢、炉气一氧化碳后燃烧等节能技术，采用机械化补炉、修炉技术；第三，在冶炼操作技术方面，必须采用留钢留渣法和泡沫渣埋弧冶炼操作法。
本条文中所列各项配套技术中，除偏心炉底出钢技术、炉壁集束射流氧枪技术、静止型动态无功补偿装置、电炉余热回收利用技术可根据具体情况选择外，其余各项新建电炉均应采用。
6.1.4 带废钢预热技术的电炉和采用铁水热装工艺时，因吨钢电耗较低，故变压器功率水平可偏低些，如Consteel电炉与竖炉，其变压器容量按550kV·A/t～700kV·A/t选配即可。对于全废钢冶炼的电炉，其变压器功率水平可偏上限进行选配。大容量变压器可大幅缩短冶炼周期，电炉的冶炼周期越短其热损失越低，热效率越高，其节能效果更明显，现在国际上已经出现了变压器功率水平达到1200kV·A/t的电炉。
当代电炉已成为熔化固体炉料(废钢、生铁、直接还原铁、碳化铁等)和去磷脱碳的简单工具，钢水的精炼任务完全由炉外精炼装置承担，因而电炉后步必须配置钢包精炼炉(LF)，对于生产气体含量和夹杂物含量要求低的钢种还应配置VD等真空精炼装置。当电炉冶炼时间短于45min，或生产品种中低氧含量(≤20ppm)或低硫含量(≤30ppm)钢种的比例较高时，1台电炉后面还须配置多台钢包精炼炉。
交流高阻抗供电技术是在交流电炉变压器的一次侧串联一个固定电抗器或一个饱和电抗器，其结果是二次电压提高、电弧加长、二次电流降低、电弧的稳定性与对熔池钢水的穿透力与搅动力提高，这些变化使电炉热效率提高、冶炼时间缩短、电耗与电极消耗降低，设备与操作维护都比直流电炉简单，电极消耗指标接近直流电炉。
废气预热废钢，回收废气中的物理热与化学能，可减少炉盖打开次数、缩短冶炼周期，约降低吨钢电耗50kW·h/t～100kW·h/t，是实际生产中重要的烟气余热回收技术。
6.1.8 电炉在冶炼过程中的起弧、熔化废钢或其他固态原料阶段噪声非常大，因此应采取隔音措施。本条为强制性条文，必须严格执行。
6.1.9 电炉炼钢的工序能耗代表了电炉炼钢的炼钢水平，不符合国家现行有关标准的，不符合国家提倡节能减排的要求，应予以淘汰。
6.1.12 由于现代电炉技术发展迅速，与20世纪比较，电炉的工序能耗已大大降低。影响电炉能耗的主要因素是原料条件与电炉形式。目前，新的电炉工序能耗国家标准已修订完成。
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