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1、第九章：电弧炉炼钢,第一节 概述,1、炼钢的重要性、目的、要求 1）熔化钢液，达到温度 2）控制成分，碳、硅、锰 3）降低硫、磷，达到要求 4）纯净钢液，清除杂质、气体 2、电弧炉炼钢的特点、应用 特点：1）成分控制容易：不用燃料，炉气容易控制。 2）热效率高 3）易于实现自动控制 4）成本高 应用：大多数应用。,第二节 三相电弧炉的构造和工作原理,一、构造：,炉体 炉盖 装料机构 电极升降机构 倾炉机构 炉盖旋转机构 电气装置 水冷装置,1、炉体,2、炉盖：,3、装料机构,4、电极升降机构 图9-1中的5、6、7,5、倾炉机构：机械驱动、液压驱动 图9-1中的16、17、18,7、水冷装置：
2、电极夹持器、炉盖圈、 炉 门框、炉门。,6、电气装置,第三节 碱性电弧炉氧化法炼钢,氧化法、不氧化法,一、炼钢工艺要点 工艺过程： 补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期、出钢。 1、补炉：卤水+镁砂 要点：炉温高、操作快、补层薄,2、装料：,1）正确选择大中小块料比例,2）装料顺序： 石灰、小料、大块料、 小料、四周中小料、小料,3）布料要求： （1）底紧上松 （2）中心高 四周低 （3） W Mo等放在高温区， 但不能放在电弧作用区以免烧损 4）超装：,3、熔化期,1） 熔化期过程 一阶段：起弧阶段 二阶段：穿井阶段 三阶段：电极回升阶段 四阶段：熔化低温区阶段,2）熔化期任务： （1）熔化钢
3、液 （2）脱部分磷 （3）防止吸气、金属挥发 （4）达到所需温度 3）提高熔化速度的措施 （1）吹氧助燃 （2）用燃料辅助加热 （3）炉外预热废钢,4、氧化期,1）任务 （1）脱磷、脱碳 Fe2P+FeO+CaO(CaO)4P2O5+Fe （2 ）除气： 氮 氢 （3）去除钢液中夹杂物 2）氧化方法（1）矿石氧化法 平稳、易控制，过程长、耗电多。 （2）氧气氧化法 过程短、耗电少，不易控制。 （3）矿石氧气结合氧化法 3）操作原则 1先磷后碳 2温度：先低后高 3 造渣：先多后少 4 供料，先矿石后吹氧,5、还原期,1） 主要任务 （1） 脱氧 硫 （2） 最终调整成分满足要求 （3 ）调整钢
4、液温度 正常浇注 2）造渣 白渣：石灰、氟石、碳粉 电石渣：石灰、氟石、碳粉 （高温下，石灰、碳合成电石） M+FeOMO+Fe （脱氧） CaO+FeSCaS+FeO （脱硫） 6、出钢,二、炼钢过程的物理化学分析,1、硅锰的氧化 Si+O2SiO2 Si+FeOFe+SiO2 Mn+O2MnO2 Mn+FeOFe+MnO2 熔化结束后，大部分硅锰氧化掉了。 熔化中期，炉温低，有利硅锰氧化 2、脱磷 Fe2P+FeO+CaO(CaO)4P2O5+Fe 条件：高碱度、强氧化性、粘度小的炉渣,2）炉渣的粘度 脱磷在炉渣-钢液的界面进行，粘度大，不利扩散的进行，不利脱磷。 3）渣量 渣量大有利脱磷
5、，但消耗大量的能源,1）炉渣的碱度和氧化性,4）温度 脱磷是放热反应，温度低，有利脱磷进行，温度高，会出现“返磷现象”，所以，氧化终期及时除渣。,3、脱碳 脱碳是手段、不是目的 作用 生成CO 造成沸腾 ，均匀钢液的温度成分。 去除气体和夹杂物。 高温有利脱碳,4、脱氧 M+FeOMO+Fe M：Si、Mn、Al 各种元素的脱氧能力 （1）沉淀脱氧： 加入脱氧剂，快， 但脱氧产物留在钢液中 （2）扩散脱氧： 在还原性炉渣中的脱氧 钢液质量好，但，慢 实际：两者结合，最后，铝沉淀脱氧,扩散脱氧原理 ： LFeO=（FeO）渣/FeO液 氧的分配系数 与温度有关 实现扩散脱氧的条件： 1）还原性炉
6、气（造还原性渣） 2）高的炉温 高温时，碳氧亲和力大 3）炉渣粘度，粘度小好,5、脱硫 扩散脱硫，与扩散脱氧相似 分配系数： LFeS=（FeS）渣/FeS液 条件： 1）高的炉温 2）炉渣的还原性大， 碱度影响 3）足够的量,三、合金钢的冶炼要点,1、合金元素的适宜加入时间 不氧化元素 随炉加入 镍等 微氧化元素 熔化后期 铜等 氧化元素 还原期加入 2、合金元素的收得率 3、铁合金的处理 大小30-80mm、烘烤 4、加入合金的操作要点 密度大、熔点高应不停搅拌，以免沉淀 密度小 先扒渣后加入，并压入钢液,第四节 酸性电弧炉氧化法炼钢工艺,1、酸性电弧炉炼钢的优缺点 1）炉衬的寿命长 Si
7、O2热稳定性好，MgO稳定性差 2）冶炼的时间较短 不脱磷、硫 3）钢液中的气体夹杂物少 酸性渣流动性差，严密盖住钢液，侵入气体少。 FeO少，弱碱性，脱氧剂加入少，杂质少。 4）热效率高 造渣少，节能 5）不能脱硫、磷，炉料要求高 6）不能冶炼高锰钢。,2、酸性电弧炉氧化法炼钢的工艺要点 1）配料 限制硫磷含量 2）补炉 硅砂+水玻璃 3）熔化期 造渣材料少 4）氧化期 氧化脱碳，造成沸腾，除气、夹杂物 5）还原期 脱氧，调整成分 6）出钢,第五节 直流电弧炉炼钢,一、直流电弧炉炼钢的工作原理 大整流器 国外 已达75吨、 国内 15吨 两根电极 平放，对放,二、直流电弧炉的优点 1）电弧稳定性强 交流点-熄100次/秒 2）电极消耗少 直流1.4g/kwh，交流6g/kwh 3）噪声污染小 4）电能消耗低 低3-5% 5）电弧较长 有利减少钢液增碳 6）能产生电磁搅拌作用，使化学成分和温度均匀,
