《第三章电炉炼钢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章电炉炼钢（129页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章电炉殊匍1、了解电炉嫌钢方法（犯要介绍威应妒冶嫁，电凌重竦张, 真变威皮炉竦嫁出,等窝子电孤妒重竦等方由）,电孤炉嫁 铜用原料，电孤炉发畏越务。2、熟急典型御种的电孤妒冶嫌工艺。3、事握或性电孤妒冶嫌工艺及各期的任务与掾作方肉。tA：哦性电孤炉嫁匍工艺堆点：减性电孤炉嫁钢过程中不同对期的操作工艺。电炉炼钢,主要是指电弧炉炼钢，是国内外生产特殊钢的 主要方法。目前,世界上95%以上的电炉钢是由电弧炉生产 的，还有少量是由感应炉、电渣炉等生产的。根据炉衬材料化 学性质不同，电弧炉炼钢有酸性和碱性之分。采用碱性耐火村 料做炉衬，炼钢时造碱性炉渣，这种炉子称为碱性电弧炉。=i酸性电炉冶炼对炉料要
2、求很高，由于炼钢时造酸性炉渣, 因而对钢液基本不具备脱硫及脱磷能力，要求炉料中的磷、 硫含量必须很低，致使酸性电弧炉冶炼不能广泛使用，炼钢 电弧炉通常都采用碱性法冶炼，因此本章只讨论碱性电弧炉 的冶炼工艺o碱性电弧炉炼钢的特点：电弧炉主要是利用电极与炉料间放电产生电弧放出的热量来 炼钢的。IllIII优点：热效率比较高。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3000C以上，可 快速熔化各种炉料，并使钢水加热到大于16009;温度容易 调整和控制，可满足冶炼不同钢种的要求;炉内气氛可以控 制，既可造成氧化性气氛,又可造成还原性气氛，因此，具有很强的 去除钢
3、中有害杂质磷、硫的能力，同时还有很强的脱氧能力，故 钢中非金属夹杂物含量相对较低，合金元素收得率也相对较高, 钢的成分容易控制，适于冶炼各种合金钢及优质钢；可用100 %的废钢进行熔炼。在工业发达国家，由于废钢量较大,电炉炼钢已从20世纪中的主要 生产特殊钢过渡到生产全钢种，甚至以生产普通碳素钢为主。在最近 一、二十年间，随着二次精炼技术的下断发展和完善，电炉冶炼由原来 的三期演变成仅作为熔化设备，并与二次精炼和连铸技术配套形成自 动化水平高、功率高、能耗低的专业化生产系统，从而增强了电炉生 产工艺的竞争能力。电炉冶炼与炉外精炼及连铸相结合形成的基本炼 钢流程，不但提高了钢的质量,还降低了生产
4、成本。但是,电弧炉也还存在一些不足之处，如由于电弧的离解作用，使空气 和水蒸气离解出大量氢和氮，在还原期易被钢水吸收，因此，电炉钢若不 经特殊处理，其氢氮含量一般比转炬钢高；由于电弧是点热源，炉内 温度分查丕均匀，熔池平静时，各部位的钢水温度相羞较大,尤其大炉子 更为突出。 51电弧炉及其主要设备电弧炉炉体是电炉最主要的装置，用来熔化炉料和进行各种 冶金反应。由金属构件和耐火材料砌成的炉衬两部分组成。炉 体的金属构件又包括炉壳、炉门、出钢槽（现代电炉多数已无岀 钢槽而采用偏心炉底岀钢）、炉顶圈和电极密封f炉壳r-iIII炉壳包括圆形炉身、炉壳底和上部加固圈三部分。其作用主要是 承受炉衬、钢、渣
5、的重量和自重,同时还须承受高温和炉村的膨胀作 用,因此要求其必须具有足够的强度。一般都是用钢板焊接而成，根据 经验，所用钢板厚度大约为炉壳直径的1/200,通常厚度约回12 30mm，炉身做成圆筒形可减少散热面积及热损失。(b)(a)典型的炉壳及炉底结构形状如图所示(a)平底形；截锥形；(c)球形圆筒形炉身；2炉壳底；3加强筋二、炉门炉门包括炉门盖炉门框、炉门坎和炉门升降机构等部分。对炉门的要求是：结构严密，升降简便灵活，牢固耐用，各部分便于装 卸。三岀钢口和流钢槽岀钢口为圆形或者矩形孔，一般正对炉门。流钢槽由钢板和角钢焊成，固定在炉壳上，槽内砌有耐火砖，大部分采用预制整块的流 钢槽砖砌成，使
6、用寿命较长，且拆装也方便。在保证岀钢顺利的前提 下，流钢槽长度应尽可能短些，以减少出钢时产生的二次氧化。I、电极密封圈一 |为使电极在炼钢过程中能自由升降，电极孔直径一般要比电 极直径大4050mm,炉内的高温气体就不断地从电极孔缝隙 中逸岀，而空气则不断地从电极孔缝隙中吸入，这样不但使热损 失增加，不利于维护炉内还原性气氛，而且还使电极受高温炉气 的冲刷而氧化烧损严重，电极直径变细，易于折断。因此，必须 使用电极密封圈，以减生缝隙，防止妬处逸，同时也可役破 顶，延长炉顶粉。五、电极夹持器电极夹持器有两个作用，一是向电极输电，二是将电极固 定，并在需要松放电极时能方便灵活地松开。电极夹持器在高
7、 温下工作，并受到大电流通过时产生的电阻热的作用，故要求 夹持器应能牢固地夹住电极，不能因电极的自重而松动或滑动; 接触表面要光滑，与电极之间不能因接触不良而起弧；要有足 够的机械强度，能耐高温、抗氧化；所用材料电阻要小，导电 性好，更换电极要方便等。57 74 / / / / 7丿/电弧炉侧倾式结构简图1、5齿轮；2齿条；3螺帽；4螺杆；6电动机六、炉体倾动机构电弧炉出钢时要求炉体能够向岀钢槽一侧倾动40。50，而在扒渣时向炉门一侧倾动1015。，故需要有倾动装置。电弧炉倾动机构可分为炉侧倾动机构和炉底倾动机构两种。炉侧倾动机构倾动養力点在侧面炉壳上，而炉底倾动机构式的羞力点在炉底的6炉壳上
8、。电弧炉底部倾动机构略图七、炉顶装料机构大多数炼钢电弧炉都采用顶装料方式。根据炉盖与炉身的相 对运动不同，装料方式有3种：炉盖旋转式、炉盖开出式和炉身 开出式。无论采用何种方式，装料时均须先将炉顶和电极提升起 来，然后旋转移开,使炉膛完全暴露岀来，再用吊车将炉料从上部 装人炉内，装料完毕再将炉顶回复。炉盖开出式装料:首先抬起炉盖并吊在支架上,然后炉盖同吊 架以及支柱一起开向岀钢槽一边。炉身开岀式装料:电极升高，炉盖拾起，炉身沿轨道向炉门方向 开岀。电炉炉身开出式装料情况炉盖旋转式炼钢）1电弧炉平台2出钢槽5装料筐6炉体較弧炉的装料情况3炉盖4石墨电木7倾斜摇架八、水冷炉壁及水冷炉盖目前,在大容
9、量电炉和超高功率电弧炉上大都采用水冷炉壁及 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、精炼和岀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。S倉罷，番曲魚畫USS 丘fes“rw套畫05r匕k
10、eI“r4s 套fflsf & 耀鏗二畫翥逼“蕤暑“Iz1二、电炉冶炼操作方法碱性电弧炉的工艺操作可分为两种:氧化法和不氧化法。不氧化法（也称为返回冶炼法）：用较好的合金废钢作原料 （废钢锈少、磷含量低、配碳较准确），废钢成分与冶炼钢种的 成分基本相近。特点是无氧化期（不加矿石不吹氧），不必脱碳 去气,脱磷，只造还原渣，可回收大部分合金元素和提高生产率, 但在我国由于受原料来源的限制，用得不多。主要用于冶炼高 速钢及高解工具钢。部分氧化法(也称返回吹氧冶炼法或双渣还原法):原材料清 洁，由本钢种返回钢和其他合金返回钢组成。其特点是冶炼过程 中有较短的氧化期(W lOmin),既造氧化渣，又造还
11、原渣，能吹氧脱 碳,去气、夹杂。但该种方法脱磷较难，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。氧化法（又称双渣氧化法）：一般以废钢为原料，冶炼过程中 用矿石或氧气来氧化炉料中的杂质，同时通过氧化沸腾过程去 除钢水中大部分气体。此法不能回收废钢中的大部分合金元素, 但它是电炉冶炼的基本方法，在我国应用最为广泛。氧化法电弧炉炼钢工艺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
12、要介 绍氧化法冶炼工艺。53电炉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。1、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：hi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
13、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。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。III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，干补 以焦油、沥青作粘结剂，湿补以卤水或水玻璃作粘结剂。二、装料目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料筐）彌，每炉钢的炉料 分13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，
14、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。布料顺序：先装石灰（为料重的23%）-加小块料f加焦炭、碎电 极块增碳剂f在中心区加大块料，并用小料填充大料间隙-大料上面 及四周加中料f最上面铺剩余的小块料。总之，现场布料应做到：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。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%o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、还原期的顺行与否。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
15、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。炉料熔化过程可分为四个阶段（期），即起（点）弧.穿井、主熔化及熔末升温。 起（点）弧期从送电起弧至电极端部下降到1.5d电极深度为起弧期（约 2 3min）。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，减生电弧对塑顶的辐射。供电上采用较低电压、较低电流。 穿井期起弧结束至电极端部下降到炉底为穿井期O此期虽然电弧被炉料所遮蔽，但因不斷出现塌料现象，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，炉中部布畳大、重废钢以及合理的炉型。供电上采取较大的二次电压、较大
