电炉炼钢操作方法及冶炼工艺

2）双渣氧化法 又称氧化法，它的特点是冶炼过程有正常的氧化期，
能脱碳、脱磷，去气、夹杂，对炉料也无特殊要求；还 有还原期，可以冶炼高质量钢。
目前，几乎所有的钢种都可以用氧化法冶炼，以 下主要介绍氧化法冶炼工艺。
第二节 冶炼工艺
传统氧化法冶炼工艺是电炉炼钢法的基础。 其操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧
吹氧是利用元素氧化热加速炉料熔化。当固体 料发红（～900℃）开始吹氧最为合适，吹氧过 早浪费氧气，过迟延长熔化时间。
一般情况下，熔化期钢中的Si、Al、Ti、V等几 乎全部氧化，Mn、Ｐ氧化40%～50%，这与渣 的碱度和氧化性等有关；而在吹氧时Ｃ氧化 10%～30%、Fe氧化2%～3%。
3）提前造渣
目前，在大型电炉上多采用机械喷补，机械喷补设 备有炉门喷补机、炉内旋转补炉机，机械喷补补炉速度 快、效果好。
补炉的原则是：高温、快补、薄补。
4）补炉材料
机械喷补材料主要用镁砂、白云石或两者的混合 物，并掺入磷酸盐或硅酸盐等粘结剂。
二、装料
目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料 筐）装料，每炉钢的炉料分1～3次加入。装料的 好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电极消耗 以及合金元素的烧损等。因此，要求合理装料， 这主要取决于炉料在料罐中的布料合理与否。
穿井期
d极→ 炉底
主熔化期
熔末升温 期
炉底 → 电弧 暴露
电弧暴露 → 全熔
必要 条件
保护 炉顶
保护 炉底
快速 熔化
保护 炉壁
办
较低电压 较低电流
较大电压 较大电流
最高电压 最大电流
低电压、 大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ流
法 炉顶布 轻废钢 石灰垫底
水冷+ 泡沫渣
典型的供电曲线
2）及时吹氧与元素氧化
熔化期吹氧助熔，初期以切割为主，当炉料 基本熔化形成熔池时，则以向钢液中吹氧为主。
化、还原与出钢六个阶段。因主要由熔化、氧化、 还原期组成，俗称老三期。
一、补炉
1）影响炉衬寿命的“三要素”
炉衬的种类、性质和质量； 高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀； 吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。
2）补炉部位
炉衬各部位的工作条件不同,损坏情况也不一 样。炉衬损坏的主要部位如下：
炉壁渣线 受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学 侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重；
• 主熔化期
电极下降至炉底后开始回升时，主熔化期开始。 随着炉料不断的熔化，电极渐渐上升，至炉料基本 熔化，仅炉坡、渣线附近存在少量炉料，电弧开始 暴露时主熔化期结束。
主熔化期由于电弧埋入炉料中，电弧稳定、热效 率高、传热条件好，故应以最大功率供电，即采用 最高电压、最大电流供电。
主熔化期时间占整个熔化期的70％以上。
• 熔末升温期
电弧开始暴露给炉壁至炉料全部熔化为熔末 升温期。
此阶段因炉壁暴露，尤其是炉壁热点区的暴露受 到电弧的强烈辐射。
应注意保护炉壁，即提前造好泡沫渣进行埋弧操 作，否则应采取低电压、大电流供电。
各阶段熔化与供电情况见下表。 典型的供电曲线如下图。
炉料熔化过程与操作
熔化过程 点弧期
电极位置 送电 → d极
现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、 中间高、四周低、炉门口无大料，穿井快、不搭 桥，熔化快、效率高。
电炉装料情况
三、熔化期
传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的 50%～70%，电耗占70%～80%。因此熔化期的 长短影响生产率和电耗，熔化期的操作影响氧化期、 还原期的顺利与否。
（1）熔化期的主要任务 将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度；
为什么？脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应与脱磷条件：
脱磷反应：
2［P］＋5(FeO)＋4(CaO)＝(4CaO·P2O5)＋5 ［Fe］, △H＜0
分析：反应是在渣-钢界面上进行，是放热反应。
脱磷反应的条件：
高碱度，造高碱度渣，增加渣中氧化钙； 高氧化性，造高氧化性渣，增加渣中氧化铁；
用2%～3%石灰垫炉底或利用前炉留下的钢、 渣，实现提前造渣。这样在熔池形成的同时就有炉 渣覆盖，使电弧稳定，有利于炉料的熔化与升温， 并可减少热损失，防止吸气和金属的挥发。
由于初期渣具有一定的氧化性和较高的碱度，可 脱除一部分磷；当磷高时，可采取自动流渣、换新 渣操作，脱磷效果更好，这样为氧化期创造条件。
渣线热点区 尤其2＃热点区还受到电弧功率大、 偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为换 炉的依据；
出钢口附近 因受渣钢的冲刷也极易减薄；
炉门两侧 常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及 操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。
槽出钢电炉炉衬情况
EBT电炉炉衬情况
3）补炉方法
补炉方法分为人工投补和机械喷补，根据选用材料 的混合方式不同，又分为干补和湿补两种。
提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。 （2）熔化期的操作 合理供电，及时吹氧，提前造渣。
1）炉料熔化过程及供电
装料完毕即可通电熔化。炉料熔化过程图， 基本可分为四个阶段（期），即点弧、穿井、主 熔化及熔末升温。
•点（起）弧期
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为 点弧期。
此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射， 二次电压越高，电弧越长，对炉顶辐射越厉害， 并且热量损失也越多。
为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便让 电极快速进入料中，减少电弧对炉顶的辐射。
供电上采用较低电压、较低电流。
• 穿井期
点弧结束至电极端部下降到炉底为穿井期。 此期虽然电弧被炉料所遮蔽，但因不断出现塌 料现象，电弧燃烧不稳定。 注意保护炉底，办法是：加料前采取外加石灰 垫底，炉中部布置大、重废钢以及合理的炉型。 供电上采取较大的二次电压、较大电流，以增 加穿井的直径与穿井的速度。
第五章 电炉炼钢冶炼工艺
第一节 电炉冶炼操作方法 第二节 冶炼工艺
第一节 电炉冶炼操作方法
操作方法一般是按造渣工艺特点来划分的，有单渣 氧化法、单渣还原法、双渣还原法与双渣氧化法，目前普 遍采用后两种。
1）双渣还原法 又称返回吹氧法，其特点是冶炼过程中有较短的氧化 期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳， 去气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由 含低磷的返回废钢组成。 由于它采取了小脱碳量、短氧化期，不但能去除有害 元素，还可以回收返回废钢中大量的合金元素。因此，此 法适合冶炼不锈钢、高速钢等含Cr、W高的钢种。