5-电炉工艺.ppt

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1、冶金学—炼钢篇电炉炼钢及炉外精炼阎立懿东北大学钢铁冶金研究所2008年10月29～11月24日沈阳（No5）主要内容电炉炼钢及其发展电炉炼钢设备及其电热特性电炉炼钢原料及冶炼工艺电炉新技术、新工艺炉外处理中国钢铁与大型电炉现状8/27/20212东北大学/阎立懿上次介绍第二章、三章的内容：供电制度指某一特定的电弧炉，当能量供给制度确定之后，在确定的某一电压下工作电流的选择。在传统的确定方法中，最重要的是遵守电气特性所表达的规律性，即以“经济电流”概念来确定工作电流。电炉炼钢原材料：金属材料：废钢铁料、废钢代用品及铁合金；辅助材料：氧化剂、造渣剂及增碳

2、剂。电炉冶炼操作方法：普遍采用双渣还原法（返回吹氧法）与双渣氧化法（氧化法）。8/27/20213东北大学/阎立懿第四章电炉炼钢冶炼工艺电炉冶炼操作方法电炉炼钢冶炼工艺钢液的合金化8/27/20214东北大学/阎立懿4.1电炉冶炼操作方法一般是按造渣工艺特点来划分的，目前普遍采用双渣还原法与双渣氧化法。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

3、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。8/27/20215东北大学/阎立懿2）双渣氧化法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。8/27/20216东北大学/阎立懿4.2电炉传统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。主要由熔化、氧化、还原期组成，俗称老三期。4.2.1补炉1）影响炉衬寿命的

4、“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。8/27/20217东北大学/阎立懿2）补炉部位炉衬各部位的工作条件不同（图4-1）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。8/27/20218东北大学/阎立懿图

5、4-1槽出钢、偏心底出钢电炉炉衬情况8/27/20219东北大学/阎立懿3）补炉方法补炉方法分为人工投补和机械喷补两种。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、炉内旋转补炉机以及炉前补炉机械手，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。8/27/202110东北大学/阎立懿4.2.2装料目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料筐）装料（图4-2），每炉钢的炉料分2～3次加入。装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼周期、电耗、电极消耗以及合金

6、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。其中装料时间直接影响冶炼周期及吨钢电耗，两年前提出的改善炉料结构、加强炉料管理、合理装料次数等措施，实现“零压料”，受到现场重视。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。8/27/202111东北大学/阎立懿图4-2电炉装料情况8/27/202112东北大学/阎立懿4.2.3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

7、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。8/27/202113东北大学/阎立懿1）炉料熔化过程及供电装料完毕即可通电熔化。炉料熔化过程见图4-3，基本可分为四个阶段（期），即点弧、穿井、主熔化及熔末升温。8/27/202114东北大学/阎立懿点（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，如图。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

8、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。8/27/20211