碱性电弧炉炼钢工艺流程

碱性电弧炉炼钢工艺流程碱性电弧炉炼钢工艺流程 碱性电弧炉氧化法炼钢工艺过程主要包括原材料准备、补炉、 配料及装料、熔化期、氧化期、还原期及出钢等7 个阶段。 一、原材料准备 废钢是电弧炉炼钢的主要材料，废钢质量的好坏直接影响钢冶的 质量、成本和生产率，因此，对废钢质量有如下几点要求。 1）废钢表面应清洁少锈，因废钢中沾有的泥沙等杂物会降低炉 料的导电性能， 延长熔化时间， 还会影响氧化期去鳞效果及侵蚀炉衬。 废钢锈蚀严重或沾有油污时还会降低钢和合金元素的收得率， 并增加 钢中的含氢量。 2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌和铜等有色金属。铅的密度大， 熔点低，不溶于钢液，易沉积在炉底缝隙中造成漏钢事故；锡、砷和 铜易引起钢的热脆。 3）废钢中不得混有密封容器，以及易燃、易爆物和有毒物，以 保证安全生产。 4)废钢化学成分应明确，且需按成分分类存放，硫、磷含量不宜 过高。 5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超过 300mm×300mm，最大 长度不宜超过 350mm)。 二、补炉 一般情况下，每炼完一炉钢后，在装料前要进行补炉，其目的是 修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的部位，以维持正常的炉体形状， 从而保证冶炼的正常进行和安全生产，补炉的要点如下： 1)出钢后立即检查炉衬，需填补炉底时，应先将炉底残渣全部扒 出，然后进行填补。补炉的原则是高温、快补、薄补，维护炉膛原状。 2)补炉料要提前半个小时混合均匀， 补炉后放下电极烘烤 30min， 若补镁砂量较大，应酌情延长烘烤时间。 三、配料及装料 配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配料是否合理关系 到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。 合理的配料能缩短 冶炼时间。配料时应注意以下几点：一是必须正确地进行配料计算和 准确地称量炉料装入量； 二是炉料的大小要按比例搭配， 以达到好装、 快速熔化的目的； 三是各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼方法搭 配使用；四是配料成分必须符合工艺要求。 装料前应先在炉底铺上一层石灰，其重量约为炉料重量的2％， 以便提前造好熔化渣，有利于早期去磷，减少钢液吸气和加速升温。 装料时应将小料的一半放入底部，小料的上部、炉子中心区放入 全部大料、低碳废钢和难熔炉料，大料之间放入小料，中型料装在大 料的上面及四周，大料的最上面放入小料。凡在配料中使用的电极块 应砸成 50～lOOmm，装在炉料下层，且要紧实，装好的炉料为半球 形，二次加料不使用大块料及湿料。 四、熔化期 在电弧炉炼钢工艺中，从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化 期。熔化期的任务是将固体炉料迅速熔化成钢液，并进行脱磷，减少 钢液吸收气体和金属的挥发。熔化期的操作工艺如下： 1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料， 电弧与炉顶距离很近， 如果输入功率过大、电压过高，炉顶容易被烧坏，因此一般选用中级 电压和输入变压器额定功率的 2／3 左右。 2)穿井阶段。这个阶段电弧完全被炉料包围，热量几乎全部被炉 料吸收，不会烧坏炉衬，因此使用最大功率，一般穿井时间为20min 左右，约占总熔化时间的 1／4。 3)电极上升阶段。电极“穿井”到底后，炉底已形成熔池，炉底石 灰及部分元素氧化，使得在钢液面上形成一层熔渣，四周的炉料继续 受辐射热而熔化，钢液增加使液面升高，电极逐渐上升。这阶段仍采 用最大功率输送电能，所占时间为总熔化时间的1／2 左右。 4)炉料熔化过程中，应根据炉料中含 P 量的高低，可分批加入适 量的石灰及矿石造渣，以利于脱 P，加入的石灰量约为炉料重量的 1％～2％，为了调整炉渣的流动性，可加入适量的氟石。 5)在熔化过程中应不断“推料助熔”，当大部分炉料开始熔化时可 采取吹氧助熔，加速炉料熔化，吹氧时采用浅吹提温，插入钢液深度 5min。②为确保熔池沸腾良好，应将氧化脱碳速率控制在每分钟 0.O1％～0.03％。③调整渣况。当氧化沸腾开始，采用流渣，要求炉 渣 R=2～3，炉内渣量控制在 3％～4％。氧化期后阶段，应使炉渣流 动性好，渣层要薄，渣量控制在 2％～3％。④温度控制。氧化期总 的来讲是一个升温阶段，升温速度的快慢根据钢液中磷的情况而定。 氧化末期必须使钢液温度升高到大于该钢种出钢温度的10～2O℃。 ⑤净沸腾。当温度、化学成分合适，就停止加矿石，调整好炉渣，让 熔池进入自然沸腾(5～10min)，使钢液中的残余含氧量降低，并使气 体及夹杂物充分上浮，以利于还原期的顺利进行。⑥扒渣。氧化期炉 渣中 FeO 含量很高，又含有 P205，为了还原期脱氧及防止回磷必须 扒渣，扒渣的条件是扒渣温度高于出钢温度10～2O℃；扒渣前碳、 磷及其他限制性成分应符合要求。⑦增碳。如果氧化末期碳含量过低 需增碳，可在扒渣后裸露的钢液面上撒加纯净、干燥的碳粉，进行增 碳。 六、还原期 氧化期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。主要任务是造好还 原渣，钢液进行脱氧、脱硫，调整化学成分，控制好出钢温度。还原 期的操作工艺如下： 1)停电扒氧化渣后，首先加入锰铁进行“预脱氧”。锰铁加入后， 应立即加入石灰、氟石和碎硅砖造稀薄渣覆盖钢液，以减少钢液吸气 和降温。石灰、氟石、碎硅砖块的加入比例为4：1：1，其总加入量 约为钢液重量的 2％～3％，稀薄渣形成后造还原渣进行还原。 2)稀薄渣造好后，立即取样分析 C、Mn、Si、S、P 等元素含量， 并加还原碳粉。还原碳粉加入后立即关闭炉门，尽量保证炉膛有较好 的密封性，以保持白渣快速形成。 3)随着还原过程的进行，炉渣逐渐失去脱氧、脱硫能力，因而需 要分批补充造渣材料， 调整炉渣的流动性， 大约每隔 6～8min 加入一 批造渣材料，确保反应继续进行，还原末期加入硅铁和铬铁，做好出 钢准备。 4)为了充分地进行脱氧和脱硫，钢液在良好的白渣下还原时间一 般应≥15min ，且有良好的流动性。还原期总渣量为炉料的2％～3％， 其配比为：石灰：氟石：碳粉=4：1．5：1。 5)当含氧量和含硫量都已降到合格的程度，这时可以测量钢液温 度，当钢液温度达到出钢温度要求时，调整钢液的化学成分。 6)化学成分和钢液温度均调整好后，即可插铝进行终脱氧。最终 脱氧的加铝量是钢液重量的 0.1％～0.15％。 七、出钢 出钢必须做到以下几点： 1)成分合格，各主要元素达到内控规范要求。 2)脱氧良好，加硅铁前必须是白渣，加入后在10min 内出钢。 3)出钢槽必须清洁、干燥、平整，并与出钢口保持平直，以利于 出钢畅通，做到钢液与炉渣混出。 4)出钢时，盛钢桶必须烘烤成暗红色，出钢前15min 加 2.0kg 硅 铝钡终脱氧刹，以及每吨钢液加入 1kg 的稀土硅铁，并在包内烤红。 5)出钢后在盛钢桶内取成品样，检查温度及脱氧情况是否良好， 根据包内钢液温度并结合烤包、炉渣量等实际情况决定镇静时间，以 达到铸钢件始浇温度不高于该钢种浇注温度， 出钢后应保证镇静时间 ≥5min 。 对普通电弧炉在熔化期采取熔氧结合技术，可降低钢液含气量和 含磷量。在还原期采取还原精练技术则有利于钢液的去气、去杂质。 采用该冶炼工艺提高了钢液质量，改善铸钢件组织结构和力学性能， 同时也改善了铸件表面质量，并能创造一定的经济效益。