6.3 工艺设备
6.3.1 电炉的容量系列应为：20t、30t、50t、60t、70t、90t、100t、120t、150t、180t、200t、220t、250t、300t、320t、350t。新建电炉炼钢车间宜选用系列规定的容量，且不应小于70t。
容量过小的电弧炉不仅生产率小、技术经济指标很难与精炼、连铸、连轧设备的配套，因此扩大炉容量是提高和改善短流程生产线整体效率的有效手段。适当扩大电弧炉容量不仅提高了炉子的生产效率，也使吨钢的平均设备投资大大降低，吨钢的生产成本下降，而且大大减少炉子热损失和能量消耗，提高电弧炉热效率，可以起到节能减排的功效，这一点已被大量的生产实践所证明。所以世界上许多国家采用大容量电弧炉。同时电弧炉容量随着短流程炼钢的生产规模也在不断扩大。
20世纪30年代电弧炉的最大容量为100t，50年代为200t，70年代初已有400t的电弧炉投入生产。新建电弧炉钢厂电弧炉容量由80t～120t增至150t～200t，近年来还增建了若干250t～300t电弧炉的短流程钢厂。目前全世界180t以上的电弧炉有30座以上，其中最大的为400t，我国电弧炉容量目前最大为220t。
20世纪90年代以前，我国电弧炉炼钢工艺是以冶炼合金钢为主而发展的，在电弧炉装备方面一般炉容量小于50t。从20世纪90年代起，大容量、超高功率电弧炉在我国获得了较快发展，数量逐渐上升，炉容趋向大型化，淘汰落后电弧炉工艺装备和设备大型化方面已取得较大进步。从1990年至1999年我国建设60t～150t电弧炉19座。从2000年至2012年，全国新建50t以上电弧炉共68座，其中100t以上的电弧炉26座。据不完全统计，到目前为止全国投入运行50t以上电弧炉约107座，其中单炉出钢量100t以上的36座。其中100t级电弧炉实现了国产化的5座，达到了国产化电弧炉的最大容量。
20世纪后期，我国大量容量30t以下的小电炉被淘汰，电炉的容量组成已明显向大型化方向发展。
参考国际电炉炼钢的发展趋势，随着废钢的不断积累和电力资源的不断改善，我国完全有可能建设200t以上容量级的大电炉，故电炉容量系列中增加了200t～350t级电炉。
根据钢铁产业发展政策规定，新建炼钢厂电炉容量应不小于70t，但考虑到我国目前还有相当数量的小电炉，还需要相当长的时间通过技术改造和优化组合，才能逐步向大型电炉转化，对于某些特钢厂，为满足小批量生产的市场需要，配置少数容量较小的电炉是合理的，此外，还考虑到国际市场的需要，因而系列中保留了20t、30t、50t容量级。
6.3.2 电炉容量与炉壳直径、变压器额定功率的配置关系宜符合表6.3.2的规定。
表6.3.2 电炉容量与炉壳直径、变压器额定功率的配置关系
续表6.3.2
表6.3.2中数据仅供电炉选型时参考。确定变压器额定容量时，应根据冶炼时间要求、原料结构、电炉的形式、辅助能源与电能的匹配关系等进行计算。当采用直接还原铁时，变压器容量宜偏高，当采用铁水热装工艺或带废气预热废钢技术时，变压器容量可适当偏低。
6.3.3 电炉宜采用全平台的结构形式，倾动平台下方应设置水平锁定装置。设计确定倾动中心线位置时，应保证倾动机械失灵时电炉能自动回复原始位置。
全平台式电炉与半平台式电炉比较，结构更为简单紧凑，设备重量轻。倾动机械失灵时，电炉能自动从任意位置回复原始位置，是确保安全的基本要求，关键在于通过重心计算和电炉倾动计算正确确定倾动中心线的位置。
6.3.4 电炉宜采用管式水冷炉盖和可分式炉壳。上炉壳应由钢管或钢板制作的笼形骨架和内挂的管式水冷炉壁块构成。下炉壳应为钢板焊接的筒球状壳体，内部应衬砌（筑）耐火材料构成熔池。
6.3.5 除不锈钢电炉外，炼钢电炉应采用偏心炉底出钢方式。
6.3.6 电炉应采用全液压驱动方式。电炉往炉门出渣侧倾动角度和往出钢侧倾动角度应满足出渣、出钢的工艺要求，并应具有出钢至规定重量时，电炉能自动快速回倾至原始位置的能力。炉盖升降行程应为400mm～500mm，旋转角度应满足加料等工艺要求，电极与炉盖宜同步旋转，也可采用电极与炉盖分开旋转的方式。
6.3.7 电极升降的位置调节宜采用比例阀加电极调节器的方式。当电极以最大速度运行时，电极调节系统的响应时间不应大于100ms。导电电极臂与立柱之间应绝缘可靠。电极臂与短网的总长度在满足电极升降与旋转运动条件下应尽可能短，并应在任意空间位置上保持等腰或等边三角形布置，三相短网阻抗不平衡系数不应大于5%。
电极升降机械由水冷电极夹持器、水冷铜钢复合（或铝合金）导电横臂、电极立柱与导向轮组、液压缸及其支撑结构组成。二次侧短网为从变压器二次侧抽头开始，依次由补偿器、水冷导电铜管、水冷电缆、水冷铜钢复合导电横臂和水冷电极夹持器组成。短网各组元的断面积与相邻部件的接触面积的合理选择，三相短网的长度与其在空间布置的相互关系，是决定短网阻抗和工作可靠性的主要因素。而三相短网在空间的位置，它们在电流变化时相互引起的感抗，是造成三相阻抗不平衡的主要原因，三相短网在任意空间位置上，保持等腰（或等边）三角形关系，就可使三相阻抗不平衡系数不大于5%。
6.3.8 电炉液压系统宜采用水 乙二醇等非燃介质。液压系统应保证其工作的可靠性，当发生停电事故时，应仍能将电极提升一定高度，并应能倾炉出钢。
水-乙二醇为非燃物质，且不易老化，使用安全可靠。为保证电炉液压系统工作的可靠性，选用液压泵的工作参数（工作压力与油量）应留有适当余地，一般配置1台备用液压泵。除电极升降采用比例阀（也可以用伺服阀）外，其余均采用电磁换向阀并以集成块形式安装于公用的阀台上。液压系统还应考虑一定容积的蓄势器，以保证系统的背压与停电事故状态工作要求。
6.3.9 电炉宜配置炉壁集束射流氧枪和喷碳枪等吹氧、喷碳设施，其供氧与喷碳能力应满足冶炼强度与泡沫渣埋弧冶炼的要求。
现代电炉采用氧气加速废钢熔化，作为去磷脱碳的氧化剂，用以制造泡沫渣与实现炉气中CO后燃烧以降低电耗，因而，氧气的用量达到30Nm3/t～40Nm3/t，供氧强度达到1.5Nm3/（t·min）～2.0Nm3/（t·min），故生产普碳钢电炉必须配置适当数量与规格的炉壁水冷集束射流氧枪与碳枪（包括碳粉贮仓与发送装置），或（与）炉门水冷碳氧喷枪机械手（包括碳粉贮仓与发送装置）。前一种方式吹氧，不必开启炉门，有利于提高电炉热效率，故近几年来得到广泛应用。
6.3.10 电炉炉盖与钢包机械化加料系统的高位料仓数量不宜少于12个，容积应满足16h以上用量，活性石灰料仓应满足8h以上用量。加料系统可在电炉主控室与炉后出钢操作台上集中控制。
高位贮存仓数量12个以上，以便满足合金的不同种类和品位的数量要求。因一般大夜班停止高位贮存仓的上料作业，故贮存时间应大于16h。活性石灰因用量大，而且不宜因存放时间太长而吸收水分，故料仓容积8h以上即可，在中班末期加满料即可满足大夜班生产的需要。
6.3.11 电炉密闭罩的内形尺寸应适应电炉前后倾动和炉盖旋开时的临界尺寸，移动加料门的开启度应满足炉壳吊换作业的要求，抽气口应设在出钢口上方。密闭罩内壁应敷设隔热吸音材料。
6.3.12 与电炉配套的铸造起重机的规格应根据电炉最大出钢量、钢包重量与炉渣量确定。
当前炼钢工程设计中，浇注用的铸造起重机的规格有越来越大的倾向，这是不适当的，应按本条文规定正确选配铸造起重机。