電爐冶煉技術單位：南車四方車輛鑄鍛事業部

主講人：李闊電爐冶煉技術2電爐冶煉技術一、補爐操作二、裝料操作三、熔化期操作

四、氧化期操作

五、復原期操作六、合金化操作

七、終脫氧、出鋼操作

3電爐冶煉技術

第一章補爐操作一、補爐原那么高溫、薄補、快補。二、補爐順序先補爐門和出鋼口附近冷區，再補其它部位。受損嚴重部位最先補。三、補爐方法人工補爐：出鋼后先撬爐門坎，使爐門口能利用投往大鏟的遺落鎂砂自然修補。在補前段渣線時，電極不必升高，補后端渣線時再依次升高電極。易損部位須重點維護。4電爐冶煉技術四、補爐材料用量視具體情況，一般為5-10kg/次。超過500kg時不能冶煉重要鑄件。超過700kg時，必需經過一定的烘烤燒結后才能加料冶煉。五、爐體維護1〕經常維護保持正常形狀，渣線不上抬、不下移。2〕每爐裝料前加2~3%石灰墊底，防止加料沖擊爐底，并可以提前造渣脫磷。3〕增碳用焦炭不能直接鋪在爐底，以防導電損壞爐底。4〕裝料要有專人指揮，不因機械原因損壞爐子。5〕裝料要合理，布料正確。5電爐冶煉技術6〕吹氧嚴禁長時間定點吹氧，不探料、不撬料。7〕分批加礦，不造成大沸騰損壞爐體。8〕合理供電〔縮短冶煉時間〕。9〕合理控溫〔縮短冶煉時間〕。10〕防止重氧化、重復原操作。11〕按爐體不同情況安排鋼料。12〕調整爐渣堿度、流動性。13〕新開爐烘爐要到位。6電爐冶煉技術第二章裝料操作一、裝料原那么1〕快速裝料，防止散熱。2〕合理搭配：大：中：小=〔35-40%〕：〔40-45%〕：〔15-25%〕3〕總原那么：下緊上松：有利于起弧、穿井。前后有別：爐門無大料，有利于吹氧助熔。大料居中：不搭橋，有利于快速熔化。7電爐冶煉技術二、裝料方法

裝料時應大中小料合理搭配并按一定順序布于料斗中，先在料斗底部裝局部小料，然后在料斗中心區裝入大料、難熔料和低碳料，中料和生鐵料那么應裝在大料的上面和四周，爐料的最上面再放一層小料。渣鋼等不易導電的料不要裝在電極下面，以防通電開始時不起弧。8電爐冶煉技術進料后爐內合理布料：上松下緊呈饅頭狀。料層自下而上為：石灰—生鐵〔焦炭〕—輕薄料—大料—小料—輕薄料。難熔的鐵合金裝在電極的高溫區。不易導電料不放在電極下。9電爐冶煉技術第三章熔化期操作一、熔化期主要任務1〕促使爐料快速熔化并將鋼液加熱到氧化溫度。2〕早期脫去局部磷。3〕減少吸氣，防止金屬揮發。10電爐冶煉技術二、操作過程1熔化期送電作業1〕起弧階段電爐剛送電選用中級電壓，功率為變壓器額定功率的2/3左右，起弧階段時間約為5-10min。如果輸入功率過大，電壓過高，電弧較長，爐頂易燒壞。如果在爐料上部裝有相當數量輕廢鋼，也可以一開始用最大的功率送電，加速爐料熔化。剛送電時，電弧不穩定而經常發生斷弧，電流表指針波動較大，配電操作工應隨時調整，使三相電流平衡，保持指針波動穩定，防止掉閘。11電爐冶煉技術2〕穿井階段穿井階段供電是熔化期供電操作的關鍵階段。配電操作工應使用最大功率、大電壓、大電流供電。3〕電極上升階段電極到底后，爐底已形成熔池，爐底石灰的熔化和元素的氧化使得鋼液面上形成一層熔渣，此時電弧在熔池上面平穩的燃燒，電表指針波動比較穩定，電弧的“嘎嘎〞聲變為沉悶的“嗡嗡聲〞。這時應切掉電抗器，剛切時輸入功率變大，電壓開始不穩定，10min后就會爐料熔化，熔池增大而穩定。這個階段可采用最大功率送電，所占用時間為熔化期時間的一半左右，此時應開始進行吹氧助熔操作。12電爐冶煉技術4〕熔末階段這時期電流穩定，配電工應將電流降為變壓器額定電流的3/4，減少1/4輸出功率。因為爐料被熔化3/4以上，電弧已不能被爐料遮蔽，三相電極下的高溫區已連成一片，只有在遠離電弧的低溫區爐料尚未熔化。此時假設長時間采用大功率供電，電弧會強烈損壞爐蓋和爐墻。所以在這個時期輸出功率應適當降低，并進行吹氧助熔，加速熔化。13電爐冶煉技術2吹氧助熔作業吹氧助熔作業的關鍵是在確保平安操作的根底上，加速爐料熔化。吹氧助熔一定要在電極“穿井〞到底后進行，這時爐底已形成熔池，爐料已處于紅熱狀態下〔≥900℃〕。吹氧助熔的氧氣壓力約為4-6個大氣壓〔〕，壓力過大會造成噴濺。1〕吹氧助熔前先將爐體前傾一定角度到見到鋼液，然后將吹氧管插入爐門口，插入角度不應大于30°，一般把氧管插入鋼渣界面為宜。14電爐冶煉技術控制吹氧管作業時要精力集中，人站在爐門兩側，手不準握在氧槍接頭處，不斷向前移動吹氧管的位置，加速爐門口附近鐵料熔化，當爐門口鐵料熔化后，應進行交叉吹氧助熔爐門口兩側爐料，后吹爐坡附近的爐料，最后吹爐膛中間的未化爐料。隨著爐膛前半部爐料的熔化，爐體逐漸向后傾斜，使爐后未熔料浸入鋼液中，這樣不僅可以縮短吹氧助熔時間，而且可以防止爐料“搭橋〞，加速熔化。15電爐冶煉技術2〕吹氧助熔時氧管應在渣層下以切割爐料為主，吹熔爐料的支撐點，讓爐料緩緩的倒入熔池，加速熔化，吹氧時要不斷地移動氧管位置。特別是當爐料“搭橋〞和遇到大塊爐料時，為了防止大塊料塌料砸壞電極，應切割爐料。切割爐料時，吹氧管的噴口和鐵料要有一定的距離，大約100mm左右，吹氧管的噴口和鐵料不能靠太近，防止氧氣流反射噴濺。一般氧管插入深度為鋼液下面200mm以內，這種操作在爐料不“搭橋〞，含碳量較高的情況下采用，以達吹氧助熔時脫掉局部碳，加速爐料熔化和鋼液升溫的目的。16電爐冶煉技術3熔化期造渣及換渣熔化期提前造渣，必須在裝料前往爐里參加足夠的石灰，一般為爐料重的2%-3%。另外熔化期應注意對爐渣流動性的調整，如果爐渣較稀應及時補加石灰，如果較稠那么參加螢石，確保熔化期爐渣具有較高的堿度和良好的流動性。為了熔化期提前去磷和防止熔末大沸騰，熔化末期要進行換渣操作。一般在全熔15min左右進行扒渣和流渣的方法，除掉50%以上的熔化渣并及時增補新的渣料。然后進行吹氧、化渣、迅速提溫，使爐渣有良好的流動性。17電爐冶煉技術4全熔作業全熔作業主要是爐料全熔檢查與全熔后取全樣分析試料。1〕全熔即固體爐體爐料全部熔為鋼液。其全熔的檢查方法是用一根長桿鐵耙伸到爐底、爐坡進行探摸，無任何凸起物阻擋，說明爐底、爐坡爐料已全熔；停電抬電極，爐蓋抬一個縫隙，讓爐內氣體跑出去，觀察爐后各部位渣線有無鐵料，無固體料說明渣線以上全熔。經過以上兩方面檢查前方可確定爐料全熔。18電爐冶煉技術2〕全熔后，經攪拌取第一次分析試樣。分析C、Mn、Si、P、S、Ni、W、Mo、Cu等元素。熔清碳應高出規格下限0.3%，以供氧化期脫碳作業需要。全熔碳達不到脫碳量要求時，應增碳后進行氧化。用生鐵增碳≤0.04%時可不經分析，增碳量≥0.04%時應除渣、推渣或采用噴粉的方法進行增碳，送電后經充分攪拌再次取樣分析。19電爐冶煉技術第四章氧化期操作一、氧化期的主要任務1脫去鋼中大局部的磷，符合出渣條件；2脫碳，利用脫碳沸騰，大量排除鋼中氣體和非金屬夾雜物；3均勻提高鋼液溫度到大于或等于出鋼溫度；4有效控制脫碳，終點碳不得低于鋼種規格成份下限的0.08%，有利于復原操作。20電爐冶煉技術二、氧化期的操作程序及關鍵1氧化前的測溫全熔后，經充分攪拌后取樣測溫。樣勺測溫法以鋼液結膜時間秒數為準：結膜秒數≥30s時，方準氧化；采取熱電偶測溫時，應根據全熔鋼液含碳量決定開始氧化溫度：即低碳〔C＜0.25%〕≥1550℃；中碳〔C0.25%-0.60%〕≥1550℃；高碳〔C＞0.60%〕≥1530℃。21電爐冶煉技術2氧化期造渣

冶煉操作中無論是流渣或扒渣操作，補充新渣料時都應使爐渣保持大渣量、高堿度、強氧化性和良好的流動性。氧化渣的流動性，可用改變供電電流大小，吹氧節奏和加CaF2等方法進行調整，為了快速去磷，氧化前期保持特大渣量，后期為加速脫碳，可進行自動流渣，使渣量減少，滿足脫碳操作要求。22電爐冶煉技術3氧化方法氧化期采用3種氧化方法：1〕礦石氧化法2〕吹氧氧化法3〕礦石-氧氣結合氧化法23電爐冶煉技術4氧化控制技術根據熔清試樣分析結果，測溫符合要求，渣調整良好后，即可加礦石開始氧化，礦石應分批參加，對于10t的爐子每批礦石不大于50kg，每批間隔時間2-3min，參加后及時攪拌，觀察爐內反響情況，正常再繼續參加。在有氧氣的條件下，可采用礦石、氧氣交叉聯合氧化。氧化作業應是“先礦后氧〞，使脫磷和脫碳都能順利進行，溫度控制也較方便，同時氧化末期鋼中過剩氧氣少，也利于復原操作。礦石使用時間根據磷含量而定，當氧化前期磷已大局部去除后，便可吹氧氧化。24電爐冶煉技術氧化后期主要是吹氧脫碳，渣量要少，流動性要好，渣量控制在2%-3%，即吹氧脫碳時能聽到電弧響聲為宜。一般鋼種要求脫碳量≥0.3%，關鍵品種脫碳量≥0.4%，脫碳速度為0.01%-0.03%/min。氧化末期控制好終點碳非常重要。氧化終點碳量的控制，不得低于鋼種規格成分下限的0.08%。對于多數鋼種氧化末期須將鋼液溫度控制在高于該鋼種出鋼溫度的10-20℃.25電爐冶煉技術5靜沸騰當溫度、化學成分適宜之后，就應停止加礦或吹氧，可以繼續流渣并調整好爐內渣量，使之成為流動性良好的薄渣層，熔池進入微弱的自然沸騰，稱為靜沸騰。在冶煉含碳量≤0.20%的重要鋼種時，為了防止鋼液的過氧化，靜沸騰初期按0.2%參加低碳錳鐵。26電爐冶煉技術6扒渣操作氧化末期扒渣，必須等其分析的C、P結果報出后，符合冶煉鋼種規定的扒渣條件，才能進行扒渣操作。扒渣時要迅速，扒凈。扒渣條件：1〕扒渣溫度要高于出鋼溫度10-20℃；2〕C的規定：不得低于鋼種規格成份下限的0.08%，有利于復原操作。3〕P的規定：規格P≤0.040%的，氧化末期P≤0.022%；規格P≤0.030%的，氧化末期P≤0.015%；規格P≤0.025%的，氧化末期P≤0.012%.27電爐冶煉技術7增碳操作

如果氧化終點碳低，復原期參加合金料增碳缺乏，除渣后允許增碳，可在扒渣后向裸露的鋼液面上加純潔、枯燥的電極粉或焦炭粉增碳，同時用木耙攪拌，提高增碳劑的回收率。爐溫越高，渣扒得越干凈，那么鋼液吸碳率越高，否那么就越低。28電爐冶煉技術三、氧化期的操作1氧化期吹氧方法氧化期吹氧時吹氧管插入鋼液深度約為200mm。假設插入過深，氧氣流直沖爐底、爐坡，易將爐襯損壞，另外鋼液飛濺厲害，使鋼液升溫緩慢。假設插得過淺，僅在渣面上吹氧，對鋼液脫碳作用小，氧氣利用率低。吹氧時還要注意吹氧角度，一般吹氧角度以30°左右為宜。29電爐冶煉技術2氧化期礦石使用方法氧化期，前期去磷后期去碳，為了保證去磷效果鋼渣應具有一定的堿度及氧化性和流動性。為了保證氧化期既能去磷又能去碳，充分運用大小塊礦石的作用，在第一批小塊礦石加完后應大小塊礦石混合參加，目的讓熔池有均勻劇烈的沸騰，自動流渣，在去磷的同時又可以去碳，并到達去除氣體和夾雜物的作用。30電爐冶煉技術3氧化期要高溫氧化均勻沸騰，保證一定的脫碳量

氧化期作業的目的是純潔鋼液。為此，首先要調整好渣量、堿度及流動性，并不斷參加礦石。由于碳的大量氧化，產生CO、CO2氣泡，穿過渣層逸入爐氣，造成熔池劇烈均勻沸騰，熔池沸騰在氧化期起到了積極作用，是冶煉過程中排除夾雜，均勻升溫和除氣的重要手段。同時，還可以均勻鋼液溫度，為復原期創造一個良好的溫度條件。

31電爐冶煉技術

對于熔氧合一，礦氧聯合氧化作業，由于吹氧促進了熔池的攪拌和去氣，因此對于脫碳量要求大于0.1%，氧化時間可以不限，實踐證明氧化期縮短之后對于鋼液的質量并無明顯影響。32電爐冶煉技術4符合規定要求才能使冶煉順利進行操作規程一般扒渣規定：一是碳、磷符合冶煉鋼種要求；二是扒渣溫度符合要求。1〕除渣前首先要控制好碳、磷兩個元素。2〕除渣前對溫度有要求，應大于或等于出鋼溫度。因為復原期是一個保溫的過程，鋼液的升溫操作應在氧化期完成，防止復原期后升溫操作。33電爐冶煉技術5氧化期造泡沫渣的技術泡沫渣具有較高的反響能力，有利于加速爐內的化學反響，尤其是氧化期泡沫渣對去磷、脫碳，均勻鋼液溫度很有利。另外爐渣起泡沫，電弧穩定，在泡沫中埋弧燃燒，熱量大局部用于鋼液和爐渣。不會反射到爐體上，有利于保護爐體，爐蓋。造好泡沫渣，操作時注意以下幾點：1〕爐渣應保持一定的堿度，爐渣稀不可能造好泡沫渣，說明渣中SiO2含量高，堿度低。2〕應注意吹氧方法，前期采用小壓力〔0.4Mpa〕并使吹氧管插入鋼渣界面，左右擺動吹氧。3〕氧化后期，不需要繼續脫碳，而是要迅速提高鋼液溫度。34電爐冶煉技術6快速去磷技術措施為在冶煉過程中實現快速去磷應把去磷任務局部的移到熔化期。為此采用以下操作：1〕裝料時就參加相當爐料重2%-3%的石灰和一局部碎礦石，全熔前扒渣60%以上，重新造渣。2〕適當提前吹氧助熔，加速鋼液中磷的去除。3〕全熔后低溫快速去磷：全熔后立即調整好爐渣，使其具有一定的堿度和流動性。必須使參加的石灰和鐵礦石充分反響后再流渣，這樣才能有效去磷。35電爐冶煉技術7合理控制脫磷與脫碳操作

氧化期的脫磷和脫碳，都要求爐渣和鋼液具有強氧化性，但磷的氧化要求溫度低，渣量大，良好的鋼渣流動性。而碳的氧化要求溫度偏高，渣層薄。因此為使磷和碳都順利氧化，必須合理安排操作制度，處理好相互關系。36電爐冶煉技術8影響爐渣流動性的因素1〕溫度高時爐渣流動性好2〕爐渣成份在堿性爐渣中，提高CaO、MgO、Gr2O3含量，會使渣的流動性變壞；當CaF2、Al2O3、SiO2、FeO、MnO等含量增加時，爐渣流動性變好，堿性爐渣堿度越高，其流動性越差。螢石是稀釋堿性爐渣的主要材料之一，但防止使用過多，否那么會嚴重侵蝕爐襯。37電爐冶煉技術第五章復原期操作從氧化末期扒渣、造新渣開始到冶煉出鋼這段時間稱為復原期。一、復原期的根本任務脫氧脫硫調整化學成分調整溫度38電爐冶煉技術二、復原期白渣法操作的關鍵程序復原期白渣操作包括以下幾方面：1〕迅速造稀薄渣2〕預脫氧操作3〕變渣操作4〕攪拌分析5〕調整化學成分39電爐冶煉技術1造稀薄渣扒渣后迅速向爐內參加造渣材料，以覆蓋鋼液，防止吸氣降溫。造渣材料：石灰20-25kg/t〔禁止參加石灰粉末〕，螢石4-6kg/t，火磚快4-6kg/t，其比例為CaO:CaF2:SiO2=4:1:1,參加量約為鋼液重的3%-4%。參加渣料后立即以較大功率供電，并推動渣料使之盡快形成熔煉渣覆蓋鋼液。40電爐冶煉技術2預脫氧操作薄渣形成后，根據鋼種要求進行預脫氧插鋁。一般插鋁為0.5kg/t。但對于20#鋼以上的鋼可以不插鋁，而是參加烤好的錳鐵或硅錳合金等合金，將錳控制在規格下限。41電爐冶煉技術3變渣操作復原期變渣操作采取兩種脫氧方法：一種是先加炭粉再加硅鐵粉，另一種是采用炭粉、硅鐵粉混合參加的方法。冶煉一般鋼種都采用炭粉、硅鐵粉混合參加的脫氧方法，第一批脫氧劑用量大，占總量2/3，間隔5min后參加第二批脫氧劑。造白渣過程中，要緊閉爐門形成良好的復原氣氛，迅速脫氧。42電爐冶煉技術4攪拌分析當最后一批脫氧劑參加5min后，在白渣或弱電石渣下可進行攪拌分析，取樣前要充分攪拌，促使溫度和成分均勻。每個試樣間隔5min以上，取第二次樣時同時測溫，復原期取三次分析試樣，其中依次分析鋼中合金元素。隨著復原過程的進行，爐渣逐漸失去脫氧、硫的能力，因而要不斷補充新渣，一直到形成良好的白渣為止，在白渣下復原時間一般不少于25-30min.43電爐冶煉技術5調整化學成分經復原分析得到兩次相符的分析結果后，方可進入調整化學成份的后期合金化操作。如果復原期碳缺乏，允許用烘烤好的少銹生鐵增碳，增碳量不得超過0.04%。出鋼前5min內，禁止向渣面加大量碳粉，出鋼前3min，用大電壓長電弧提高渣溫，燃燒渣中游離碳，防止成品鋼超碳。44電爐冶煉技術第六章合金化操作合金元素參加要點：不易氧化的元素如Ni等可在裝料時隨爐料一起裝入爐內，氧化程度比較輕的元素如Cu,可在熔化末期或氧化初期參加。容易氧化的元素應在復原期參加，越容易氧化的元素，越是要求在脫氧良好的情況下參加。對于密度大難熔化的合金參加后要注意攪拌，防止沉入爐底。對于密度小的合金參加時，應先扒開爐渣再參加，否那么易被爐渣包裹。