电炉炼钢操作方法及冶炼工艺.
电炉炼钢
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4.4.5 还原
还原期的主要任务
脱氧至要求（wO为0.003-0.008%）； 脱硫至一定值； 调整钢液成分，进行合金化； 调整钢液温度。
其中：脱氧是核心，温度是条件，造渣是保证。
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还原操作
电炉常用综合脱氧法，其还原操作以脱氧为核心。 当钢液的温度、磷和碳含量符合要求，扒渣量超 过95％； 加Fe-Mn、Fe-Si块等预脱氧（沉淀脱氧）； 加石灰、萤石、火砖块，造稀薄渣； 还原，加碳粉、Fe-Si粉等脱氧（扩散脱氧）， 分3～5批，7～10min／批； 搅拌，取样、测温； 调整成分，加Al或Ca-Si块等终脱氧（沉淀脱 氧）； 出钢
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4.4.2 装料
目前，广泛采用炉顶料篮装料，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筐中的布料合理与否。 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， 提前助熔效果好。
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4.4.6 出钢
传统电炉冶炼工艺，钢液经氧化、还原后， 当化学成分合格，温度符合要求，钢液脱 氧良好，炉渣碱度与流动性合适时即可出 钢。 因出钢过程的钢-渣接触可进一步脱氧与 脱硫，故要求采取“大口、深冲、钢-渣 混合”的出钢方式。
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电 炉 装 料
4.4.3 熔化
炼钢的工艺流程
炼钢的工艺流程：一、加料加料:向电炉或转炉内加入铁水或废钢等原材料的操作，是炼钢操作的第一步。
二、造渣造渣:调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。
目的是通过钢铁高炉钢铁高炉渣--金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。
例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。
三、出渣出渣:电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。
如用单渣法冶炼时，氧化末期须扒氧化渣;用双渣法造还原渣时，原来的氧化渣必须彻底放出，以防回磷等。
四、熔池搅拌熔池搅拌:向金属熔池供应能量，使金属液和熔渣产生运动，以改善冶金反应的动力学条件。
熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。
五、脱磷减少钢液中含磷量的化学反应。
磷是钢中有害杂质之一。
含磷较多的钢,在室温或更低的温度下使用时,容易脆裂，称为"冷脆"。
钢中含碳越高，磷引起的脆性越严重。
一般普通钢中规定含磷量不超过0.045%，优质钢要求含磷更少。
生铁中的磷，主要来自铁矿石中的磷酸盐。
氧化磷和氧化铁的热力学稳定性相近。
在高炉的还原条件下，炉料中的磷几乎全部被还原并溶入铁水。
如选矿不能除去磷的化合物，脱磷就只能在(高)炉外或碱性炼钢炉中进行。
铁中脱磷问题的认识和解决，在钢铁生产发展史上具有特殊的重要意义。
钢的大规模工业生产开始于1856年贝塞麦(H.Bessemer)发明的酸性转炉炼钢法。
但酸性转炉炼钢不能脱磷;而含磷低的铁矿石又很少，严重地阻碍了钢生产的发展。
1879年托马斯(S.Thomas)发明了能处理高磷铁水的碱性转炉炼钢法，碱性炉渣的脱磷原理接着被推广到平炉炼钢中去，使大量含磷铁矿石得以用于生产钢铁，对现代钢铁工业的发展作出了重大的贡献六、电炉底吹电炉底吹:通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化，促进冶金反应过程的目的。
电炉炼钢
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。
近些年，我国电炉流程的发展虽然受到重视， 但发展电炉短流程应慎重一些，可以适当发展， 不可盲目。因为在当前条件下，我国不具备电 能和废钢方面的优势，即不具备成本优势。在 江阴兴澄钢铁有限公司，已建成我国第一条四 位一体的特殊钢短流程生产线，工艺流程 为:100t直流电弧炉冶炼-LF、VD精炼-R=12m 大方坯连铸-热送全连轧，全套全新设备从德国 引进，能够开发生产合金结构钢、弹簧钢、齿 轮钢、易切削钢、轴承钢、高压锅炉管坯钢等 品种，将成为全国优质钢、特殊钢装备水平领 先、能力超百万吨的企业
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。
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。
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。
电炉炼钢
【本章学习要点】本章学习电炉炼钢的配料计算，装料方法及操作，电炉熔化期、氧化期、还原期的任务及其操作，出钢操作等。
电炉炼钢，主要是指电弧炉炼钢，是目前国内外生产特殊钢的主要方法。
目前，世界上90%以上的电炉钢是电弧炉生产的，还有少量电炉钢是由感应炉、电渣炉等生产的。
通常所说的电弧炉，是指碱性电弧炉。
电弧炉主要是利用电极与炉料之间放电产生电弧发出的热量来炼钢。
其优点是：（1）热效率高，废气带走的热量相对较少，其热效率可达65%以上。
（2）温度高，电弧区温度高达3000℃以上，可以快速熔化各种炉料。
（3）温度容易调整和控制，可以满足冶炼不同钢种的要求。
（4）炉内气氛可以控制，可去磷、硫，还可脱氧。
（5）设备简单，占地少，投资省。
第一节冶炼方法的分类根据炉料的入炉状态分，有热装和冷装两种。
热装没有熔化期，冶炼时间短，生产率高，但需转炉或其他形式的混铁炉配合；冷装主要使用固体钢铁料或海绵铁等。
根据冶炼过程中的造渣次数分，有单渣法和双渣法。
根据冶炼过程中用氧与不用氧来分，有氧化法和不氧化法。
氧化法多采用双渣冶炼，但也有采用单渣冶炼的，如电炉钢的快速冶炼，而不氧化法均采用单渣冶炼。
此外，还有返回吹氧法。
根据氧化期供氧方式的不同，有矿石氧化法、氧气氧化法和矿、氧综合氧化法及氩氧混吹法。
冶炼方法的确定主要取决于炉料的组成以及对成品钢的质量要求，下面我们扼要介绍几种冶炼方法：(1)氧化法。
氧化法冶炼的特点是有氧化期，在冶炼过程中采用氧化剂用来氧化钢液中的Si、Mn、P等超规格的元素及其他杂质。
因此，该法虽是采用粗料却能冶炼出高级优质钢，所以应用极为广泛。
缺点是冶炼时间长，易氧化元素烧损大。
(2)不氧化法。
不氧化法冶炼的特点是没有氧化期，一般全用精料，如本钢种或类似本钢种返回废钢以及软钢等，要求磷及其他杂质含量越低越好，配入的合金元素含量应进入或接近于成品钢规格的中限或下限。
不氧化法冶炼可回收大量贵重合金元素和缩短冶炼时间。
电炉炼钢及炉外精炼
●●：效果显著 ●：有效果
工艺类别
精炼方式 搅拌方式 加热方式
钢包喷 粉法
氩氧炉 （AOD）
真空循环 脱气法 （RH）
真空吹氧 脱碳法 （VOD）
喷粉 吹氩
稀释气体 真空 钢水循环 电加热
真空 吹氩 吹氧
钢包真空 脱气法 （VD）
钢包炉 （LF）
真空 吹氩
大气(真空) 吹氩
电弧
脱氢
脱氮
脱氧
冶 金
真空碳脱氧
法
铁反应进行脱氧
扩散脱氧：将脱氧剂加在炉渣中，使脱氧剂和炉渣的氧化亚铁反应， 使钢液中氧向渣中转移扩散
真空脱氧：钢包内钢液置于真空条件下，打破原有的碳氧平衡，促使 碳与氧反应。
转炉炼钢脱氧三种方法都有，电炉炼钢一般只使用沉淀脱氧和扩散脱氧
● 脱氧
1.3.1 炼钢的基本任务
碳脱氧： FeO + C → Fe + CO 能在钢液中进行，但通常是扩散脱氧时在渣中进行的主要反应
● 去非金属夹杂 来源
内因：脱氧脱硫产物；凝固过程因溶解度降低产物；固态钢相变产生 外因：带入钢液中的炉渣和耐火材料；钢液氧化物
成分：大多数氧化物+部分硫化物
降低夹杂物含量：炉外精炼 改变夹杂物类别：钙处理、稀土处理 改变夹杂物颗粒尺寸和分布：塑性加工、进行热处理 氧化物冶金：在钢中加入细小弥散的Ti2O3夹杂物，改善性能
● 提高生产能力，降低成本 可提高现有炼钢能力30%~50%，生产成本下降10%~40%
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1.3.6 钢的连铸 概念 将成分、温度合格的钢液通过连铸机直接铸成钢坯的工艺 钢液成形方法：模注（获得钢锭）— 轧制或锻压 — 钢坯 连铸（获得钢坯）
流程
电炉炼钢
炉壁及水冷炉盖，效果都非常好。它能最大限度地用水冷件
取代耐火材料，水冷件用得多，耐火材料费用节约就愈多。 为了安全，水冷件仅用于那些在熔融、精炼和出钢时不与钢
水接触的部位。
自20世纪90年代中期以来，我国由于进行产业结构的优 化与调整，淘汰了大量落后的小电炉(1994年我国小电炉有 1403座，2000年仅有179座)，一批现代电炉迅速投产、达产、 超产，我国电炉炼钢工作者在消化引进国外先进技术的基础 上自主创新，在开发具有中国特色的现代电炉炼钢技术方面 取得了长足的进步，电炉水冷件也得到了很好的应用。
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。 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。
熔末升温 期
电弧暴露 → 全熔
保护 炉壁
低电压、 大电流
水冷+ 泡沫渣
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。 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
• 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。
不锈钢冶炼方法简介
AOD法的基本工艺
AOD 法一般为电炉→AOD 炉双联工艺。不锈钢的冶 炼过程大致分为三个时期：即熔化期、氧化期和还 原精炼期。熔化是在电炉中进行，氧化和精炼在AOD 炉中进行。 熔化：在电炉中装入废不锈钢、合金铁（高碳铬铁、 高碳镍铁、电解镍、NiO等）和造渣材料（石灰等） 进行熔化。炉料成分除了碳、硅、硫外，应接近钢 号标准成分。电炉钢水还原和成分调整后，达到 1500℃左右出钢。 氧化脱碳：电炉钢水倒入AOD炉后首先吹入氩氧混合 气体进行脱碳。脱碳后期为了控制出钢温度并有利 于炉衬寿命，需添加清洁的本钢种废钢冷却钢水。 脱碳终了后根据冶炼钢种不同可以进行扒渣处理。
司与Josly 公司合作于1968 年发明的。AOD 炉二次精炼工艺的诞生为大 量生产高质量的不锈钢开辟了道路。据美国普莱可斯公司统计，2006 年 全球68.7%的不锈钢，是用普莱可斯许可的AOD 生产的。 AOD法的工作原理 AOD 精炼工艺是把电炉粗炼好的钢水倒 入AOD 内，用一定比例的氧和氩的混合 气体从炉体下部侧部吹入炉内， 在O2－Ar 气泡表面进行脱碳反应。 由于Ar 对所生成的CO 的稀释作用 降低了气泡内的CO 分压，因此促成 了脱碳，防止了铬的氧化。
《电炉炼钢法》
底吹与顶吹特点比较：熔池搅拌充分， 吹炼过程平稳，渣中氧化铁低，氧气 利用率高、脱碳速度快，脱硫能力强、 氮低等。炉龄低，钢中[H]含量高。
19.08.2021
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氧气复吹转炉炼钢法（复吹是顶吹和底吹技术发展的必然结果） 复吹法有：LBE/法钢研，LD-OTB/神户，LD-OB/新日铁，STB-P /
19.08.2021
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“可持续发展”定义：
“既符合当代的需求，又不致损害后代的需求和 发展”——人类必须遵循的原则。
这一概念的提出，是人类实现持久发展和生存观 念的根本改变。
19.08.2021
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2）废钢资源与生态环境
废钢铁是电炉的主要原料，随着地球上钢铁蓄积 量的不断增加，废钢铁资源逐年递增，不断产生的废 钢铁通过经济简便的回收、加工手段就可以回炉熔炼、 并可反复使用。从某种意义上讲，这是一个无穷无尽 的铁资源。
电炉的出现，开发了煤的替代能源，使得废钢开始 了经济回收，这最终使得钢铁成为世界上最易于回收的 材料，也为可持续发展做出巨大贡献。
19.08.2021
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1）由炼钢方法百年兴衰看电炉发展
电炉炼钢在这100多年中，其发展速度不如二十世纪60年代前的 平炉，也比不上60年代后转炉发展的那样快，但随着科技的进步，世 界电炉钢产量及其比例始终在稳步增长。
废钢的堆积本身也给环境带来不利影响。
19.08.2021
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3）能源供应
电炉用电能炼钢，除废钢原料外，电能占炼钢成本比例最大。随 着电力工业的发展，对电炉尤为有利。美国电炉发展速度快的原因是 与电力充足、电价便宜分不开的。
电弧炉冶炼操作规程
电弧炉冶炼、浇注工艺技术操作规程I 10t电弧炉冶炼工艺技术操作规程第一章原材料一、钢铁料1、使用的钢铁料应符合公司GTB435 -2001《炼钢用废钢铁技术条件》和CTB405-2000《炼钢用生铁技术条件》。
2、返回料及分厂的浇口、余水（耐火材料必须清理干净）必须标明钢号或代号、分类堆放，不是混乱，混杂不清者，禁止使用。
3、废钢中不得有爆炸物，密闭容器，有色金属，炉渣等。
第二次进料废钢潮湿者不得入炉。
4、原料钢、车屑，自用锭，必须注明炉号，并有可靠成份分析结果，方可使用。
5、返回钢及废钢原则上不超过2.5吨，最长尺寸不超过0.6m,宽不超过0.5 m，高不超过0.4m。
二、合金材料1、各合金材料及代表材料按国标、部标或公司技术通知组织验收。
2、各种合金必须按品种，成份堆放，每批合金应有成份单，并挂牌，外形及断面相似的合金不得相信堆放，严禁混杂。
3、合金块度20—150 ㎜。
4、铁合金应保持干燥，不露天堆放，除进炉冷装外必须烘干或烘红。
5、合金必须有专用烘灶，不得混装，专用灶必须挂牌，标明合金名称及主要成份，上灶时间。
6、合金送料员按照电炉要求进行过磅后，再送电炉复磅。
7、出钢后半小时内必须收回炉前剩余合金，进入原合金灶烘烤或归于同种合金存放点。
三、造渣材料、氧化材料、脱氧材料1、石灰（1）化学成分：CaO≥88%,SiO2≤5%, S≤0.20%，P≤0.05%，MgO≤3%。
（2）使用石灰水份≤0.50%，块度30—100 ㎜，粉末及夹渣不得使用。
2、萤石（1）化学成份：CaF2≥85%, SiO2≤14.3%,S≤0.15%.（2）使用前水份≤0.10%，块度10—60 ㎜，应清洁干净。
3、白泡石（1）化学成份：SiO2≥80%，Al2O3≤18%。
（2）使用前水份≤0.30%，块度20—50 ㎜，应清洁干净，不能有粉末。
4、耐火砖块水份≤0.30%，块度≤50 ㎜。
5、铁矿（1）化学成份：Fe≥56%，SiO2≤12%，P≤0.10%, S≤0.10%。
电炉炼钢工安全技术操作规程范本（2篇）
电炉炼钢工安全技术操作规程范本一、目的和适用范围1. 目的本规程旨在加强电炉炼钢工作中的安全管理，保障工作人员的生命财产安全，提高工作效率和钢材质量。
2. 适用范围本规程适用于电炉炼钢工作，包括电炉操作、炉况控制、钢水浇铸等全过程的安全技术操作。
二、岗位职责和工作流程1. 岗位职责1.1. 电炉操作员负责电炉的开机、关机、调温等操作，确保电炉设备的正常运行。
1.2. 班组长负责组织和安排工作，监督和检查操作人员的工作，确保工作的安全和顺利进行。
1.3. 钢水铸造工负责浇铸操作，控制钢水的温度和浇注速度，保证钢材质量。
1.4. 清汤工负责炉膛的清汤作业，保持炉膛的清洁。
1.5. 检查员负责检查电炉设备的工作状态，及时发现并处理设备故障。
1.6. 保卫人员负责维护现场秩序，确保工作的安全进行。
2. 工作流程2.1. 开机准备2.1.1. 班组长组织人员到岗，进行安全交底。
2.1.2. 班组长与电炉操作员检查电炉设备的运行状态，确保设备正常。
2.1.3. 班组长与电炉操作员检查炉况，确定需要冶炼的钢种。
2.1.4. 班组长通知钢水铸造工准备好钢水。
2.2. 开炉操作2.2.1. 电炉操作员根据操作程序，按规定步骤进行开炉操作。
2.2.2. 电炉操作员对炉况进行控制和调整，确保炉况的稳定。
2.2.3. 所有操作人员根据规定穿戴好防护用品，确保人身安全。
2.2.4. 钢水铸造工根据操作程序，遵循铸造工艺要求进行浇铸操作。
2.3. 冶炼操作2.3.1. 电炉操作员负责监测电炉的温度、电压、电流等参数，及时调整和控制。
2.3.2. 清汤工根据需要，定期进行炉膛的清汤作业，确保炉膛干净。
2.4. 浇铸操作2.4.1. 钢水铸造工根据工艺要求，控制钢水的温度和浇注速度。
2.4.2. 检查员定期检查电炉设备的工作状态，及时发现并处理设备故障。
2.4.3. 保卫人员维护现场秩序，确保工作的安全进行。
三、安全措施和操作规范1. 安全措施1.1. 所有操作人员必须参加安全培训，了解电炉炼钢工作的安全操作规程。
电炉炼钢原理及工艺
电炉炼钢原理及工艺电炉炼钢是利用电力作为热源，将废钢和铁合金原料在电炉中进行熔炼，通过调整炉温、添加合金元素等工艺控制，最终得到符合要求的钢铁产品。
电炉炼钢工艺具有灵活、高效、环保等优点，因此在钢铁生产中得到了广泛应用。
首先，电炉炼钢原理主要包括电炉熔炼原理和合金元素控制原理。
电炉熔炼原理是利用电能将废钢和铁合金原料加热至熔化温度，使其中的杂质和氧化物被还原或氧化，从而得到符合要求的钢液。
合金元素控制原理是通过添加合金元素的方式，调整钢液的成分和性能，以满足不同用途的钢铁产品需求。
其次，电炉炼钢工艺主要包括原料准备、炉料装入、炉温控制、合金元素添加、炉渣处理等环节。
原料准备是指对废钢和铁合金原料进行分类、清理、切割等处理，以保证炼钢过程中原料的质量和成分。
炉料装入是将处理好的原料装入电炉中，并按一定比例混合，以保证钢液的成分和温度均匀。
炉温控制是通过调节电炉的电能输入和氧气吹炼量，控制炉内温度的升降，以保证炼钢过程的顺利进行。
合金元素添加是在炉内加入合金元素，如铬、锰、钼等，以调整钢液的成分和性能。
炉渣处理是指在炼钢过程中，及时清理和处理炉内产生的渣皮和氧化物，以保证钢液的纯净度和质量。
最后，电炉炼钢工艺的发展趋势主要包括智能化、节能环保、高效化等方向。
随着信息技术的发展，智能化炼钢系统将逐渐成为未来的发展趋势，通过实时监测和控制，提高炼钢过程的自动化程度和生产效率。
节能环保是钢铁行业的重要发展方向，电炉炼钢相比传统炼钢工艺具有较低的能耗和排放，符合现代工业的可持续发展要求。
高效化则是提高炼钢生产效率和产品质量的关键，通过工艺优化和设备更新，提高电炉炼钢的生产能力和产品品质。
总之，电炉炼钢是一种灵活、高效、环保的钢铁生产工艺，其原理和工艺控制对于生产高质量钢铁产品具有重要意义。
未来，随着智能化、节能环保、高效化等方向的不断发展，电炉炼钢工艺将迎来更加广阔的发展空间。
电炉炼钢冶炼工艺课件
合金元素
合金元素是用于改善钢的性能 和品质的重要原料。
常见的合金元素包括硅、锰、 铬、镍、钨等，根据不同的用 途和工艺要求，加入适量的合 金元素可以提高钢的强度、韧 性、耐腐蚀性等性能。
合金元素的加入量和配比对钢 的性能和产量具有重要影响， 需经过精确的计算和控制。
溶剂与熔剂
01
溶剂与熔剂是用于调节熔融钢液的化学成分和物理性质的重要 原料。
02
常见的溶剂与熔剂包括石灰石、白云石、萤石等，可起到造渣
、脱硫、去磷等作用，以改善钢液的纯净度和质量。
溶剂与熔剂的加入量和配比需经过精确的计算和控制，以确保
03
钢液的化学成分和物理性质符合要求。
燃料与燃气
燃料与燃气是用于提供热能，维 持电炉炼钢冶炼过程所需温度的
电炉炼钢冶炼工艺课件
目
CONTENCT
录
• 电炉炼钢冶炼工艺概述 • 电炉炼钢冶炼工艺流程 • 电炉炼钢冶炼设备 • 电炉炼钢冶炼原料与燃料 • 电炉炼钢冶炼环境保护与节能减排 • 电炉炼钢冶炼质量控制与检测
01
电炉炼钢冶炼工艺概述
定义与特点
95% 85% 75% 50% 45%
0 10 20 30 40 5
03
电炉炼钢冶炼设备
电弧炉
总结词
利用电弧产生的高温熔化炉料进行炼钢的设备。
详细描述
电弧炉是电炉炼钢的主要设备之一，其工作原理是利用电极与炉料之间的电弧产生的高温来熔化炉料 。根据电极数量和供电方式的不同，电弧炉可分为三相电弧炉和单相电弧炉。
感应炉
总结词
利用电磁感应原理产生高温熔化炉料的设备。
电弧炉氧化法炼钢基本工艺过程
电弧炉氧化法炼钢基本工艺过程电弧炉氧化法炼钢基本工艺过程一、引言电弧炉氧化法炼钢是一种常见的钢铁冶炼工艺，通过高温电弧和氧化反应，将生铁或废钢中的杂质氧化除去，从而得到高质量的钢铁产品。
本文将深入探讨电弧炉氧化法炼钢的基本工艺过程，以便读者更全面地了解这一重要的工业技术。
二、电弧炉氧化法炼钢的基本工艺过程1. 原料准备在进行电弧炉氧化法炼钢之前，首先需要准备原料。
通常情况下，原料包括废钢、生铁、废钢与生铁的混合物等。
这些原料需要经过严格的筛选和清洗，以去除杂质，并保证原料的质量达到工艺要求。
2. 熔化过程将准备好的原料装入电弧炉中，通过电弧加热原料，使之达到熔化状态。
在此过程中，控制炉温、电极位置和电弧强度等参数非常关键，以确保原料充分熔化，同时避免过度燃烧和能量损失。
3. 氧化反应一旦原料达到熔化状态，需要向炉内注入氧气。
氧气与炉内的杂质和有害物质发生氧化反应，将它们转化为气态或固态氧化物，然后通过炉顶排放出去。
这个过程是电弧炉氧化法炼钢的核心步骤，能够有效去除硫、磷等有害元素，提高钢铁的质量。
4. 合金添加根据产品要求，可以向炉内添加合金元素，如锰、铬、镍等，以调整钢的成分和性能，并提高其品质。
5. 流化处理经过氧化反应和合金添加后，需要对炉内的钢液进行流化处理。
这一步骤可以通过机械振动或气体吹扫等方式实现，有助于去除气泡和夹杂物，提高钢液的纯度和均匀度。
6. 浇铸成型在钢液达到理想状态后，可以进行浇铸成型。
将钢液倒入模具中，凝固成型，得到成品钢铁产品，如钢板、钢管等。
三、总结与回顾电弧炉氧化法炼钢是一种高效、灵活的冶炼工艺，能够通过氧化反应和流化处理等步骤，有效去除杂质，提高钢的质量。
该工艺还可以利用废钢资源，实现循环利用，对环保具有重要意义。
然而，电弧炉氧化法炼钢也面临能耗高、设备投资大的挑战，需要不断优化工艺流程，降低生产成本。
四、个人观点与理解电弧炉氧化法炼钢是一种技术含量较高的工艺，对操作者的经验和技能要求较高。
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。
100吨直流电弧炉冶炼技术操作规程
100吨直流电弧炉冶炼技术操作规程第三章 100吨直流电弧炉冶炼技术操作规程第⼀节留钢留渣操作⼯艺⼀、废钢配（装）料1、配料原则保证冶炼过程的顺利进⾏，达到预期的钢种质量要求。
合理⽤料，经济配料，既满⾜品种质量要求，⼜降低成本。
2、配料⽅案●需通电（1）⽆铁⽔供应时：每炉配料可根据废钢状况合理配料，配料次数为2—4料篮，⽣铁配⼊量20—40t，分批装在第⼀料篮和第⼆料篮的中下部位，⽣铁不得配在第三和第四篮料内。
（2）有铁⽔供应时：根据废钢状况，每炉配料应装2—3料篮，尽量减少加料次数，具体每篮料的装⼊量按照技术中⼼配料通知单执⾏，料型合理搭配，防⽌电炉压料。
●不通电电炉炉长根据铁⽔（重量、温度、铁⽔Si含量等）情况，参照以下配料⽅案进⾏配料：好⼀个15～20吨左右废钢料篮。
开新炉在上表基础上减少废钢5吨、增加铁⽔15吨。
换炉停炉前最后⼀炉在上表基础上减少10吨废钢、5吨铁⽔。
当铁⽔量不⾜或波动⼤时，及时调整以确保电炉出钢温度满⾜⼯艺卡要求，3、炼钢使⽤的原材料应符合第⼆章“炼钢原材料技术标准和要求”中的规定。
使⽤铁合⾦应详细了解成份并符合技术条件，按顺序加⼊前需称量。
4、所配钢铁料需准确计算，收得率按90%计算。
5、料篮装料要严格按配料单进⾏，并由作业长签字确认。
料篮装料的次序：料篮底部铺⼀层轻碎废钢，然后平稳地装⼊重型废钢；中间装⼊中型废钢；上部为⼩型废钢和轻型废钢填空。
不易导电的炉料，不允许装在料篮中央，即电极下部。
每料篮靠炉门⼝侧的废钢应装轻薄料,⼤块料应配在第⼀篮中下部，底部配⼊3～5t轻薄料。
6、料篮装料⾼度不得⾼出料篮上限线，不能装⼊超过标准的⼤块板状废钢。
若发现有爆炸物品、密封容器、有⾊⾦属等，必须拣除。
7、每次料篮装完后，应⽰明炉号以及进料的次数和次序。
8、为保证⽣产节奏，每炉装料时间不得超过规定时间，若有设备、仪器出现故障，必须及时与有关检修部门联系，并⽴即修复好。
⼆、炉体和底电极的维护及进料前的准备。
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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
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。 为什么？脱磷反应与脱磷条件：
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；
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。
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。
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； 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。
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。
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。 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。
• 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 穿井期 主熔化期 电极位置 送电 → d极 d极→ 炉底 炉底 → 电弧 暴露 必要 条件 保护 炉顶 保护 炉底 快速 熔化 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 法 炉顶布 轻废钢 石灰垫底
熔末升温 期
电弧暴露 → 全熔
保护 炉壁
低电压、 大电流
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。 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
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。
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。
• 穿井期
点弧结束至Leabharlann 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，炉中部布臵大、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。
• 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。
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。 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。