電爐冶煉技術(shù)

電爐冶煉技術(shù)單位：南車四方車輛鑄鍛事業(yè)部

主講人：李闊電爐冶煉技術(shù)2電爐冶煉技術(shù)一、補爐操作二、裝料操作三、熔化期操作

四、氧化期操作

五、復(fù)原期操作六、合金化操作

七、終脫氧、出鋼操作

3電爐冶煉技術(shù)

第一章補爐操作一、補爐原那么高溫、薄補、快補。二、補爐順序先補爐門和出鋼口附近冷區(qū)，再補其它部位。受損嚴(yán)重部位最先補。三、補爐方法人工補爐：出鋼后先撬爐門坎，使?fàn)t門口能利用投往大鏟的遺落鎂砂自然修補。在補前段渣線時，電極不必升高，補后端渣線時再依次升高電極。易損部位須重點維護。4電爐冶煉技術(shù)四、補爐材料用量視具體情況，一般為5-10kg/次。超過500kg時不能冶煉重要鑄件。超過700kg時，必需經(jīng)過一定的烘烤燒結(jié)后才能加料冶煉。五、爐體維護1〕經(jīng)常維護保持正常形狀，渣線不上抬、不下移。2〕每爐裝料前加2~3%石灰墊底，防止加料沖擊爐底，并可以提前造渣脫磷。3〕增碳用焦炭不能直接鋪在爐底，以防導(dǎo)電損壞爐底。4〕裝料要有專人指揮，不因機械原因損壞爐子。5〕裝料要合理，布料正確。5電爐冶煉技術(shù)6〕吹氧嚴(yán)禁長時間定點吹氧，不探料、不撬料。7〕分批加礦，不造成大沸騰損壞爐體。8〕合理供電〔縮短冶煉時間〕。9〕合理控溫〔縮短冶煉時間〕。10〕防止重氧化、重復(fù)原操作。11〕按爐體不同情況安排鋼料。12〕調(diào)整爐渣堿度、流動性。13〕新開爐烘爐要到位。6電爐冶煉技術(shù)第二章裝料操作一、裝料原那么1〕快速裝料，防止散熱。2〕合理搭配：大：中：小=〔35-40%〕：〔40-45%〕：〔15-25%〕3〕總原那么：下緊上松：有利于起弧、穿井。前后有別：爐門無大料，有利于吹氧助熔。大料居中：不搭橋，有利于快速熔化。7電爐冶煉技術(shù)二、裝料方法

裝料時應(yīng)大中小料合理搭配并按一定順序布于料斗中，先在料斗底部裝局部小料，然后在料斗中心區(qū)裝入大料、難熔料和低碳料，中料和生鐵料那么應(yīng)裝在大料的上面和四周，爐料的最上面再放一層小料。渣鋼等不易導(dǎo)電的料不要裝在電極下面，以防通電開始時不起弧。8電爐冶煉技術(shù)進料后爐內(nèi)合理布料：上松下緊呈饅頭狀。料層自下而上為：石灰—生鐵〔焦炭〕—輕薄料—大料—小料—輕薄料。難熔的鐵合金裝在電極的高溫區(qū)。不易導(dǎo)電料不放在電極下。9電爐冶煉技術(shù)第三章熔化期操作一、熔化期主要任務(wù)1〕促使?fàn)t料快速熔化并將鋼液加熱到氧化溫度。2〕早期脫去局部磷。3〕減少吸氣，防止金屬揮發(fā)。10電爐冶煉技術(shù)二、操作過程1熔化期送電作業(yè)1〕起弧階段電爐剛送電選用中級電壓，功率為變壓器額定功率的2/3左右，起弧階段時間約為5-10min。如果輸入功率過大，電壓過高，電弧較長，爐頂易燒壞。如果在爐料上部裝有相當(dāng)數(shù)量輕廢鋼，也可以一開始用最大的功率送電，加速爐料熔化。剛送電時，電弧不穩(wěn)定而經(jīng)常發(fā)生斷弧，電流表指針波動較大，配電操作工應(yīng)隨時調(diào)整，使三相電流平衡，保持指針波動穩(wěn)定，防止掉閘。11電爐冶煉技術(shù)2〕穿井階段穿井階段供電是熔化期供電操作的關(guān)鍵階段。配電操作工應(yīng)使用最大功率、大電壓、大電流供電。3〕電極上升階段電極到底后，爐底已形成熔池，爐底石灰的熔化和元素的氧化使得鋼液面上形成一層熔渣，此時電弧在熔池上面平穩(wěn)的燃燒，電表指針波動比較穩(wěn)定，電弧的“嘎嘎〞聲變?yōu)槌翋灥摹拔宋寺暔?。這時應(yīng)切掉電抗器，剛切時輸入功率變大，電壓開始不穩(wěn)定，10min后就會爐料熔化，熔池增大而穩(wěn)定。這個階段可采用最大功率送電，所占用時間為熔化期時間的一半左右，此時應(yīng)開始進行吹氧助熔操作。12電爐冶煉技術(shù)4〕熔末階段這時期電流穩(wěn)定，配電工應(yīng)將電流降為變壓器額定電流的3/4，減少1/4輸出功率。因為爐料被熔化3/4以上，電弧已不能被爐料遮蔽，三相電極下的高溫區(qū)已連成一片，只有在遠離電弧的低溫區(qū)爐料尚未熔化。此時假設(shè)長時間采用大功率供電，電弧會強烈損壞爐蓋和爐墻。所以在這個時期輸出功率應(yīng)適當(dāng)降低，并進行吹氧助熔，加速熔化。13電爐冶煉技術(shù)2吹氧助熔作業(yè)吹氧助熔作業(yè)的關(guān)鍵是在確保平安操作的根底上，加速爐料熔化。吹氧助熔一定要在電極“穿井〞到底后進行，這時爐底已形成熔池，爐料已處于紅熱狀態(tài)下〔≥900℃〕。吹氧助熔的氧氣壓力約為4-6個大氣壓〔〕，壓力過大會造成噴濺。1〕吹氧助熔前先將爐體前傾一定角度到見到鋼液，然后將吹氧管插入爐門口，插入角度不應(yīng)大于30°，一般把氧管插入鋼渣界面為宜。14電爐冶煉技術(shù)控制吹氧管作業(yè)時要精力集中，人站在爐門兩側(cè)，手不準(zhǔn)握在氧槍接頭處，不斷向前移動吹氧管的位置，加速爐門口附近鐵料熔化，當(dāng)爐門口鐵料熔化后，應(yīng)進行交叉吹氧助熔爐門口兩側(cè)爐料，后吹爐坡附近的爐料，最后吹爐膛中間的未化爐料。隨著爐膛前半部爐料的熔化，爐體逐漸向后傾斜，使?fàn)t后未熔料浸入鋼液中，這樣不僅可以縮短吹氧助熔時間，而且可以防止?fàn)t料“搭橋〞，加速熔化。15電爐冶煉技術(shù)2〕吹氧助熔時氧管應(yīng)在渣層下以切割爐料為主，吹熔爐料的支撐點，讓爐料緩緩的倒入熔池，加速熔化，吹氧時要不斷地移動氧管位置。特別是當(dāng)爐料“搭橋〞和遇到大塊爐料時，為了防止大塊料塌料砸壞電極，應(yīng)切割爐料。切割爐料時，吹氧管的噴口和鐵料要有一定的距離，大約100mm左右，吹氧管的噴口和鐵料不能靠太近，防止氧氣流反射噴濺。一般氧管插入深度為鋼液下面200mm以內(nèi)，這種操作在爐料不“搭橋〞，含碳量較高的情況下采用，以達吹氧助熔時脫掉局部碳，加速爐料熔化和鋼液升溫的目的。16電爐冶煉技術(shù)3熔化期造渣及換渣熔化期提前造渣，必須在裝料前往爐里參加足夠的石灰，一般為爐料重的2%-3%。另外熔化期應(yīng)注意對爐渣流動性的調(diào)整，如果爐渣較稀應(yīng)及時補加石灰，如果較稠那么參加螢石，確保熔化期爐渣具有較高的堿度和良好的流動性。為了熔化期提前去磷和防止熔末大沸騰，熔化末期要進行換渣操作。一般在全熔15min左右進行扒渣和流渣的方法，除掉50%以上的熔化渣并及時增補新的渣料。然后進行吹氧、化渣、迅速提溫，使?fàn)t渣有良好的流動性。17電爐冶煉技術(shù)4全熔作業(yè)全熔作業(yè)主要是爐料全熔檢查與全熔后取全樣分析試料。1〕全熔即固體爐體爐料全部熔為鋼液。其全熔的檢查方法是用一根長桿鐵耙伸到爐底、爐坡進行探摸，無任何凸起物阻擋，說明爐底、爐坡爐料已全熔；停電抬電極，爐蓋抬一個縫隙，讓爐內(nèi)氣體跑出去，觀察爐后各部位渣線有無鐵料，無固體料說明渣線以上全熔。經(jīng)過以上兩方面檢查前方可確定爐料全熔。18電爐冶煉技術(shù)2〕全熔后，經(jīng)攪拌取第一次分析試樣。分析C、Mn、Si、P、S、Ni、W、Mo、Cu等元素。熔清碳應(yīng)高出規(guī)格下限0.3%，以供氧化期脫碳作業(yè)需要。全熔碳達不到脫碳量要求時，應(yīng)增碳后進行氧化。用生鐵增碳≤0.04%時可不經(jīng)分析，增碳量≥0.04%時應(yīng)除渣、推渣或采用噴粉的方法進行增碳，送電后經(jīng)充分?jǐn)嚢柙俅稳臃治觥?9電爐冶煉技術(shù)第四章氧化期操作一、氧化期的主要任務(wù)1脫去鋼中大局部的磷，符合出渣條件；2脫碳，利用脫碳沸騰，大量排除鋼中氣體和非金屬夾雜物；3均勻提高鋼液溫度到大于或等于出鋼溫度；4有效控制脫碳，終點碳不得低于鋼種規(guī)格成份下限的0.08%，有利于復(fù)原操作。20電爐冶煉技術(shù)二、氧化期的操作程序及關(guān)鍵1氧化前的測溫全熔后，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笕訙y溫。樣勺測溫法以鋼液結(jié)膜時間秒數(shù)為準(zhǔn)：結(jié)膜秒數(shù)≥30s時，方準(zhǔn)氧化；采取熱電偶測溫時，應(yīng)根據(jù)全熔鋼液含碳量決定開始氧化溫度：即低碳〔C＜0.25%〕≥1550℃；中碳〔C0.25%-0.60%〕≥1550℃；高碳〔C＞0.60%〕≥1530℃。21電爐冶煉技術(shù)2氧化期造渣

冶煉操作中無論是流渣或扒渣操作，補充新渣料時都應(yīng)使?fàn)t渣保持大渣量、高堿度、強氧化性和良好的流動性。氧化渣的流動性，可用改變供電電流大小，吹氧節(jié)奏和加CaF2等方法進行調(diào)整，為了快速去磷，氧化前期保持特大渣量，后期為加速脫碳，可進行自動流渣，使渣量減少，滿足脫碳操作要求。22電爐冶煉技術(shù)3氧化方法氧化期采用3種氧化方法：1〕礦石氧化法2〕吹氧氧化法3〕礦石-氧氣結(jié)合氧化法23電爐冶煉技術(shù)4氧化控制技術(shù)根據(jù)熔清試樣分析結(jié)果，測溫符合要求，渣調(diào)整良好后，即可加礦石開始氧化，礦石應(yīng)分批參加，對于10t的爐子每批礦石不大于50kg，每批間隔時間2-3min，參加后及時攪拌，觀察爐內(nèi)反響情況，正常再繼續(xù)參加。在有氧氣的條件下，可采用礦石、氧氣交叉聯(lián)合氧化。氧化作業(yè)應(yīng)是“先礦后氧〞，使脫磷和脫碳都能順利進行，溫度控制也較方便，同時氧化末期鋼中過剩氧氣少，也利于復(fù)原操作。礦石使用時間根據(jù)磷含量而定，當(dāng)氧化前期磷已大局部去除后，便可吹氧氧化。24電爐冶煉技術(shù)氧化后期主要是吹氧脫碳，渣量要少，流動性要好，渣量控制在2%-3%，即吹氧脫碳時能聽到電弧響聲為宜。一般鋼種要求脫碳量≥0.3%，關(guān)鍵品種脫碳量≥0.4%，脫碳速度為0.01%-0.03%/min。氧化末期控制好終點碳非常重要。氧化終點碳量的控制，不得低于鋼種規(guī)格成分下限的0.08%。對于多數(shù)鋼種氧化末期須將鋼液溫度控制在高于該鋼種出鋼溫度的10-20℃.25電爐冶煉技術(shù)5靜沸騰當(dāng)溫度、化學(xué)成分適宜之后，就應(yīng)停止加礦或吹氧，可以繼續(xù)流渣并調(diào)整好爐內(nèi)渣量，使之成為流動性良好的薄渣層，熔池進入微弱的自然沸騰，稱為靜沸騰。在冶煉含碳量≤0.20%的重要鋼種時，為了防止鋼液的過氧化，靜沸騰初期按0.2%參加低碳錳鐵。26電爐冶煉技術(shù)6扒渣操作氧化末期扒渣，必須等其分析的C、P結(jié)果報出后，符合冶煉鋼種規(guī)定的扒渣條件，才能進行扒渣操作。扒渣時要迅速，扒凈。扒渣條件：1〕扒渣溫度要高于出鋼溫度10-20℃；2〕C的規(guī)定：不得低于鋼種規(guī)格成份下限的0.08%，有利于復(fù)原操作。3〕P的規(guī)定：規(guī)格P≤0.040%的，氧化末期P≤0.022%；規(guī)格P≤0.030%的，氧化末期P≤0.015%；規(guī)格P≤0.025%的，氧化末期P≤0.012%.27電爐冶煉技術(shù)7增碳操作

如果氧化終點碳低，復(fù)原期參加合金料增碳缺乏，除渣后允許增碳，可在扒渣后向裸露的鋼液面上加純潔、枯燥的電極粉或焦炭粉增碳，同時用木耙攪拌，提高增碳劑的回收率。爐溫越高，渣扒得越干凈，那么鋼液吸碳率越高，否那么就越低。28電爐冶煉技術(shù)三、氧化期的操作1氧化期吹氧方法氧化期吹氧時吹氧管插入鋼液深度約為200mm。假設(shè)插入過深，氧氣流直沖爐底、爐坡，易將爐襯損壞，另外鋼液飛濺厲害，使鋼液升溫緩慢。假設(shè)插得過淺，僅在渣面上吹氧，對鋼液脫碳作用小，氧氣利用率低。吹氧時還要注意吹氧角度，一般吹氧角度以30°左右為宜。29電爐冶煉技術(shù)2氧化期礦石使用方法氧化期，前期去磷后期去碳，為了保證去磷效果鋼渣應(yīng)具有一定的堿度及氧化性和流動性。為了保證氧化期既能去磷又能去碳，充分運用大小塊礦石的作用，在第一批小塊礦石加完后應(yīng)大小塊礦石混合參加，目的讓熔池有均勻劇烈的沸騰，自動流渣，在去磷的同時又可以去碳，并到達去除氣體和夾雜物的作用。30電爐冶煉技術(shù)3氧化期要高溫氧化均勻沸騰，保證一定的脫碳量

氧化期作業(yè)的目的是純潔鋼液。為此，首先要調(diào)整好渣量、堿度及流動性，并不斷參加礦石。由于碳的大量氧化，產(chǎn)生CO、CO2氣泡，穿過渣層逸入爐氣，造成熔池劇烈均勻沸騰，熔池沸騰在氧化期起到了積極作用，是冶煉過程中排除夾雜，均勻升溫和除氣的重要手段。同時，還可以均勻鋼液溫度，為復(fù)原期創(chuàng)造一個良好的溫度條件。

31電爐冶煉技術(shù)

對于熔氧合一，礦氧聯(lián)合氧化作業(yè)，由于吹氧促進了熔池的攪拌和去氣，因此對于脫碳量要求大于0.1%，氧化時間可以不限，實踐證明氧化期縮短之后對于鋼液的質(zhì)量并無明顯影響。32電爐冶煉技術(shù)4符合規(guī)定要求才能使冶煉順利進行操作規(guī)程一般扒渣規(guī)定：一是碳、磷符合冶煉鋼種要求；二是扒渣溫度符合要求。1〕除渣前首先要控制好碳、磷兩個元素。2〕除渣前對溫度有要求，應(yīng)大于或等于出鋼溫度。因為復(fù)原期是一個保溫的過程，鋼液的升溫操作應(yīng)在氧化期完成，防止復(fù)原期后升溫操作。33電爐冶煉技術(shù)5氧化期造泡沫渣的技術(shù)泡沫渣具有較高的反響能力，有利于加速爐內(nèi)的化學(xué)反響，尤其是氧化期泡沫渣對去磷、脫碳，均勻鋼液溫度很有利。另外爐渣起泡沫，電弧穩(wěn)定，在泡沫中埋弧燃燒，熱量大局部用于鋼液和爐渣。不會反射到爐體上，有利于保護爐體，爐蓋。造好泡沫渣，操作時注意以下幾點：1〕爐渣應(yīng)保持一定的堿度，爐渣稀不可能造好泡沫渣，說明渣中SiO2含量高，堿度低。2〕應(yīng)注意吹氧方法，前期采用小壓力〔0.4Mpa〕并使吹氧管插入鋼渣界面，左右擺動吹氧。3〕氧化后期，不需要繼續(xù)脫碳，而是要迅速提高鋼液溫度。34電爐冶煉技術(shù)6快速去磷技術(shù)措施為在冶煉過程中實現(xiàn)快速去磷應(yīng)把去磷任務(wù)局部的移到熔化期。為此采用以下操作：1〕裝料時就參加相當(dāng)爐料重2%-3%的石灰和一局部碎礦石，全熔前扒渣60%以上，重新造渣。2〕適當(dāng)提前吹氧助熔，加速鋼液中磷的去除。3〕全熔后低溫快速去磷：全熔后立即調(diào)整好爐渣，使其具有一定的堿度和流動性。必須使參加的石灰和鐵礦石充分反響后再流渣，這樣才能有效去磷。35電爐冶煉技術(shù)7合理控制脫磷與脫碳操作

氧化期的脫磷和脫碳，都要求爐渣和鋼液具有強氧化性，但磷的氧化要求溫度低，渣量大，良好的鋼渣流動性。而碳的氧化要求溫度偏高，渣層薄。因此為使磷和碳都順利氧化，必須合理安排操作制度，處理好相互關(guān)系。36電爐冶煉技術(shù)8影響爐渣流動性的因素1〕溫度高時爐渣流動性好2〕爐渣成份在堿性爐渣中，提高CaO、MgO、Gr2O3含量，會使渣的流動性變壞；當(dāng)CaF2、Al2O3、SiO2、FeO、MnO等含量增加時，爐渣流動性變好，堿性爐渣堿度越高，其流動性越差。螢石是稀釋堿性爐渣的主要材料之一，但防止使用過多，否那么會嚴(yán)重侵蝕爐襯。37電爐冶煉技術(shù)第五章復(fù)原期操作從氧化末期扒渣、造新渣開始到冶煉出鋼這段時間稱為復(fù)原期。一、復(fù)原期的根本任務(wù)脫氧脫硫調(diào)整化學(xué)成分調(diào)整溫度38電爐冶煉技術(shù)二、復(fù)原期白渣法操作的關(guān)鍵程序復(fù)原期白渣操作包括以下幾方面：1〕迅速造稀薄渣2〕預(yù)脫氧操作3〕變渣操作4〕攪拌分析5〕調(diào)整化學(xué)成分39電爐冶煉技術(shù)1造稀薄渣扒渣后迅速向爐內(nèi)參加造渣材料，以覆蓋鋼液，防止吸氣降溫。造渣材料：石灰20-25kg/t〔禁止參加石灰粉末〕，螢石4-6kg/t，火磚快4-6kg/t，其比例為CaO:CaF2:SiO2=4:1:1,參加量約為鋼液重的3%-4%。參加渣料后立即以較大功率供電，并推動渣料使之盡快形成熔煉渣覆蓋鋼液。40電爐冶煉技術(shù)2預(yù)脫氧操作薄渣形成后，根據(jù)鋼種要求進行預(yù)脫氧插鋁。一般插鋁為0.5kg/t。但對于20#鋼以上的鋼可以不插鋁，而是參加烤好的錳鐵或硅錳合金等合金，將錳控制在規(guī)格下限。41電爐冶煉技術(shù)3變渣操作復(fù)原期變渣操作采取兩種脫氧方法：一種是先加炭粉再加硅鐵粉，另一種是采用炭粉、硅鐵粉混合參加的方法。冶煉一般鋼種都采用炭粉、硅鐵粉混合參加的脫氧方法，第一批脫氧劑用量大，占總量2/3，間隔5min后參加第二批脫氧劑。造白渣過程中，要緊閉爐門形成良好的復(fù)原氣氛，迅速脫氧。42電爐冶煉技術(shù)4攪拌分析當(dāng)最后一批脫氧劑參加5min后，在白渣或弱電石渣下可進行攪拌分析，取樣前要充分?jǐn)嚢?，促使溫度和成分均勻。每個試樣間隔5min以上，取第二次樣時同時測溫，復(fù)原期取三次分析試樣，其中依次分析鋼中合金元素。隨著復(fù)原過程的進行，爐渣逐漸失去脫氧、硫的能力，因而要不斷補充新渣，一直到形成良好的白渣為止，在白渣下復(fù)原時間一般不少于25-30min.43電爐冶煉技術(shù)5調(diào)整化學(xué)成分經(jīng)復(fù)原分析得到兩次相符的分析結(jié)果后，方可進入調(diào)整化學(xué)成份的后期合金化操作。如果復(fù)原期碳缺乏，允許用烘烤好的少銹生鐵增碳，增碳量不得超過0.04%。出鋼前5min內(nèi)，禁止向渣面加大量碳粉，出鋼前3min，用大電壓長電弧提高渣溫，燃燒渣中游離碳，防止成品鋼超碳。44電爐冶煉技術(shù)第六章合金化操作合金元素參加要點：不易氧化的元素如Ni等可在裝料時隨爐料一起裝入爐內(nèi)，氧化程度比較輕的元素如Cu,可在熔化末期或氧化初期參加。容易氧化的元素應(yīng)在復(fù)原期參加，越容易氧化的元素，越是要求在脫氧良好的情況下參加。對于密度大難熔化的合金參加后要注意攪拌，防止沉入爐底。對于密度小的合金參加時，應(yīng)先扒開爐渣再參加，否那么易被爐渣包裹。