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1、第二篇 电弧炉炼钢 、 流渣 吹氧脱碳 加渣料 吹氧、流渣 扒渣 插铝 测温 加还原剂1加还原剂2 取样分析 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。 炉料熔化过程与操作 熔化过程电极位置 必要 条件办 法 点弧期 送电 d极保护 炉顶 较低电压 较低电流 炉顶布 轻废钢 穿井期 d极 炉底保护 炉底 较大电压 较大电流 石灰垫底 主熔化期炉底 电弧 暴露 快速 熔化 最高电压 最大电流 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 金属料（固/液体）升温曲线 电炉典型钢种冶炼 一.滚珠轴承钢的冶炼。 1.滚珠轴承钢用途
2、及分类. （1）滚动轴承用途：主要用来制造滚动轴承的滚珠 、滚柱、滚筒、滚针、及内外套圈，少部分用来制 造油泵、油嘴及其他工具等。 （2）滚珠轴承钢分类 根据化学成分和特性我们把轴承分为五类(见(表1-1): 表（1-1） 钢钢 类类钢钢 号 高碳铬铬轴承钢GCr9、GCr15、GCr15SiMn 无铬铬轴承钢GSiMnV、GSiMnMoV、GMnMoV 渗碳轴承钢20Cr2Ni4A、20Cr2Mn2SiMoA 不锈锈轴承钢9Cr18Mo、70Mn15Cr2A、13WMoV 中高温轴承钢 GCrSiWV（中）、Cr4Mo4V、Cr14Mo4V（高 ） 2.轴承钢中的化学成分和主要合金元素的影响
3、 2.1轴承钢中化学成分 表（1-2）（%） 项目 CMnSiCrSPNiCu GCr6 1.05/1.1 5 0.20/0.4 0.15/0.3 5 0.40-0.700.02 0.027 0.300.25 GCr9 1.00/1.1 0 0.2/0.40 0.15/0.3 5 0.90-1.200.020.027 0.300.25 GCr9SiMn 1.00/1.1 0 0.9/1.20 0.40/0.7 0 0.90-1.20 0.02 0.027 0.300.25 GCr15 0.95/1.0 5 0.2/0.40 0.15/0.3 5 1.30-1.65 0.02 0.027 0.3
4、00.25 GCr15SiMn 0.95- 1.05 0.9/1.20 0.45/0.6 5 1.30-1.65 0.02 0.027 0.300.25 2.2轴承钢中主要元素的作用。 （1）碳（0.90-1.20%） 一般说来，含碳0.50-0.60%的马氏体基体上分布6%- 8%过剩碳化物时，轴承的强度、硬度、抗疲劳性、 耐磨性都较好；含碳量过少，过剩碳化物少，耐磨性 差；含碳量高，增加钢的脆性，引起严重的碳化物偏 析，影响轴承使用寿命。 （2）锰 锰加入轴承钢中，可部分溶于铁素体,增加铁素 体的强度和硬度。 锰能提高钢的淬透性。 当锰达到1.00-1.20%时，强度提高，塑性不受影 响。
5、 (3)硅 钢中含有硅,能提高铝的脱氧能力。 硅在钢中形成碳化物，能提高固溶体的强度。 钢中含有适量的硅能提高弹性极限、屈服强度和疲劳强度 。 （4）铬 铬能保证钢的硬度、强度、耐磨度及抗疲劳性能；因为铬 是碳化物的形成元素之一，在含碳1%的过共析钢中，形 成含铬合金渗碳体（Fe，Cr）3C，他在退火时比较稳定 ，不易积聚长大，碳化物颗粒比较细小、均匀。 铬的加入，使钢具有较高的淬透性。 能提高轴承钢的抗腐蚀性能。 3.轴承钢冶炼工艺 （以GCr15SiMn为例，总钢水量以32t计） GCr15SiMn钢中化学成分（%） 表（1-3） 项目 CMnSiCrSPNiCu GCr15Si Mn 0
6、.95/1. 05 0.90/ 1.20 0.45- 0.65 1.30/ 1.65 0.020.0270.300.25 3.1 冶炼前准备。 （1）轴承钢安排在EAF中期炉龄的炉内冶炼。 （2）炉体、设备良好，无漏水现象。 （3）出钢槽、钢包、铁合金、辅助材料均必须清洁干 燥，炉盖不漏水。 3.2 配料 EAF炉冶炼，配用少锈的碳素钢和低硫磷生铁（不 得配用帽口切头）； 生铁配用量30%，配碳量不足可用碎电极补充。 配料成分要求：碳：1.40-1.60%，磷0.035%。 3.3 熔化期 （1） 吹氧助熔：送电30分钟，炉料发红，形成熔 池，开始合理吹氧助熔，但不准埋吹氧管吹氧 。 （3）目
7、的： 提前造渣，早期去磷，减轻氧化期脱磷 负担 。 （3）炉料熔毕，温度大于1560，开始取样； 熔清成分（%）表（1-4） 元素CMnSiCrPSNiCu GCr15S iMn 1.15 0.15 0.05 0.10 0.03 0.025 0.030.02 3.4 氧化期 （1）氧化温度在1580以上，不准带料氧化； （2）采用氧气、矿石综合脱氧； （3） 保证脱碳量在0.30-0.45%，脱碳速度 0.01%/min； （4）从加矿脱碳到化渣时间不少于30分钟，确保在 高温下氧化脱碳沸腾激烈、持续，在熔池各部位 均匀进行； （5）纯沸腾时间保持7-10min，并调节锰至0.25%； （6）
8、扒渣条件：c在0.80%左右，p0.010%，温 度：1580-1600。 3.5 还原期 （1）稀薄渣量2-3%，渣料配比：石灰15-20kg/t，萤石 4-5kg/t，硅石3-4kg/t； （2）稀薄渣下插铝1kg/t预脱氧，用SiC粉还原，在满足 脱硫的前提下，最终用少量的萤石、硅石将炉渣的碱度 调整到R=1.5-2.0左右，出钢前炉渣活跃； （3） 加合金，确保化学成分进入中下限； Si-Mn加入量计算：32*103*（0.95%-0.25%）/（ 0.95*0.66）=357（kg），同时增硅为： 357*7%*0.95/32*103=0.07%； H-Cr加入量计算： 32*103
9、*（1.35%-0.10%）/（ 0.95*0.67）=628（kg），同时增碳为： 628*7%*0.95/32*103=0.13%； （4） 通电约10分钟后，合金全熔； （5）出钢温度控制在1580左右， 出钢时要 求钢渣混充; 4. LF精炼（P170） （1）座包、吹氩、加精炼渣、下电极加热化 渣、测温、取样； （2）加小石灰、精炼渣等，继续造渣进行脱 硫反应，辅加硅铁粉、炭粉还原，保持炉内的还原 气氛，保持白渣。 （3）根据表（1-5）成分，微调合金成分； Fe-Si加入量：32*103*0.40%/（0.75*0.95） =180（Kg）； （4）在合金加入后，加热、吹氩5min
10、左右，待成分均 匀后，进行测温、取样（见表（1-6）； LF第一个成分样（%） 表（1-5） 元素CMnSiCrPSNiCu GCr15Si Mn 0.940.960.081.35 0.00 8 0.0170.030.02 （5）采用”EAF+LF+VD“三联式炼钢工艺时，须继 续电极加热，当温度在16001620，即可以吊 包至真空位； LF取的第二个成品样 表（1-6） 元素CMnSiCrPSNiCu GCr15Si Mn 0.97 0.96 0.46 1.35 0.00 8 0.0130.030.02 5.VD真空 （1）钢包入真空位，进行抽真空，一般5分钟 真空度达67Pa，真空保持不
11、小于15分钟； （2）停泵、破空，软吹氩大于3分钟； （3）停氩，定H 2.0ppm、O 10PPm； （4）测温：T1510时进行浇注；否则回LF 继续升温； 二.合金结构钢的冶炼 1.合金结构钢的简述 （1）合金结构钢中主要元素：碳、硅、锰、铬 、镍、钒、钼、钨、铝、钛、硼等； （2）合金结构钢用途；机械制造用钢和建筑用 钢；制造各种机械零件、汽车、拖拉机、航 空、造船及建筑部门用来制造承受各种载荷 的构件； 2.含钛、铝、硼合金结构钢 2.1 20CrMnTi、50BA、38CrMoAl的化学成分和各种 元素的作用。 20CrMnTi、50BA、38CrMoAl的化学成分(%)表（2-1
12、） 项目CSiMnPSCrTiNiCu 20Cr MnTi 0.17/0. 25 0.20/0. 40 0.80/1. 10 0.0401.00/1.30 0.06/ 0.12 0.350.30 项目CSiMnPSBTiCr Ni 40Mn B 0.37/0. 44 0.20/0. 40 1.10/1. 40 0.040.04 0.001/0.0 035 0.050.35 项目CSiMnP SCrMoAlCu Ni 38Cr MoAl 0.35/0. 42 0.20/0. 42 0.30/0. 60 0.035 1.35/ 1.65 0.15/0.25 0.70/ 1.10 0.30 各元素的
13、作用如下: (1)C:合金结构钢含碳量一般小于0.55%; 渗碳钢:含碳在0.25%以下,使用前经渗碳和淬火 处理; 调质钢:含碳量0.25-0.55%,使用前经淬火和高 温回火处理; (2)Si:硅常以Fe-Si形式加入钢中作为脱氧剂; 当硅大于0.40%,能提高钢的强度和硬度,但降低 了钢的韧性; (3)Mn:通常为了脱氧和减弱硫的有害作用； 锰能与铁素体形成固溶体，提高钢的强度 和淬透性；当锰含量大于1.5%，降低钢的塑 性和韧性，增加回火脆性； （4）B：结构钢中含量在0.005%以下，增加 钢的淬透性；当钢中B0.007%,容易发生 热脆; （5）Ti：Ti是良好的dO、去气、固N的
14、元 素；碳化钛，稳定、细化晶粒，提高钢的 强度； （6）Cr：铬能保证钢的硬度、强度、耐磨度 及抗疲劳性能；使钢具有较高的淬透性； 能提高轴承钢的抗腐蚀性能。 （7）Mo：能提高钢的强度、淬透性、回火 稳定性、高温强度；消除钢的回火脆性； （8）Al：脱氧剂和固N剂，能细化晶粒；在 结构钢中，Al1.1%时，含铝钢渗氮后， 提高钢的硬度和疲劳强度，改善钢的耐磨 性； 3. 合金结构钢的冶炼 （以20CrMnTi、50BA、38CrMoAl为例，假设总钢水量为32t ） 3.1 冶炼前准备 （1）炉料必须清洁、干燥； （2）炉体、设备良好，无漏水现象； （3）出钢槽、钢包、锭模、铁合金、辅助材料
15、(矿石 、萤石等)均必须清洁干燥； 3.2 配 料 （1）碳成分的配制： 右表（2-3） 钢种配碳量(%) 20CrMnTi 0.60-0.70 40MnB 0.85-0.95 38CrMoAl 0.85-0.95 （2）炉料由少锈废钢、碳素切头及低磷、硫 生铁组成。配料中：P、S0.80%； 3.3 氧化期 （1）冶炼38CrMoAl，熔化末期，调整Mo成分； 需Fe-Mo量：0.17%*32*103/（58%*95%）=99（kg ） （2）炉料全熔，温度大于1580，进入氧化期； （3） C 0.30%，脱碳速度大于0.01%/min； （4）高温均匀沸腾、自动流渣、能充分脱磷、去气 、
16、去除夹杂； （5）氧化末期净沸腾10分钟，执行锰制度 Mn=0.20%； （6）氧化末期碳、磷、硅控制： 表（2-4） (7)氧化末期，冶炼38CrMoAl，扒渣T1600； 钢种C(%)P(%)Si（%） 20CrMnTi0.05-0.120.0150.10 40MnB0.25-0.320.0200.10 38CrMoAl0.25-0.300.0120.10 3.4 还原期 （1）还原期先欲插铝0.5Kg/t； （2）稀薄渣量2-3%，渣料配比：石灰15-20kg/t ，萤石4-5kg/t，硅石3-4kg/t； （3）用碳粉、碳硅粉(4Kg/t)进行扩散脱氧，还 原期要保持流动性良好的黄白渣； （4）锰、铬成分调节： 锰、铬合金加入钢中调节钢中所需铬、锰的成分； 要求：20CrMnTi中成分Cr中下限、Mn中上限； 4MnB中Mn成分按中上
