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  • 电炉生产工艺流程进展

  • 发布时间:2019/8/30 11:20:06 来源:互联网文字【 收藏浏览人数:999
  • 内容摘要:熔化期的任务就是将固体炉料熔成钢液,在此期间还进行金属夹杂物(碳、硅、锰、磷等)的氧化和钢液吸收氢和氮气。

    一、熔化期

        熔化期的任务就是将固体炉料熔成钢液,在此期间还进行金属夹杂物(碳、硅、锰、磷等)的氧化和钢液吸收氢和氮气。这些夹杂物经氧化后形成一复杂的化合物,即炉渣。为了便于电弧燃着和燃烧,还常常在电极下面的废钢块上覆盖以焦炭块,使得在通电时电极与焦炭形成两个电极。开始熔化时,并不希望电极与大块炉料相接触,因为在此情况下难以燃着电弧和保持电弧稳定燃烧。特别是在冷炉和冷料情况下,电弧很短且很不稳定;同时,金属块之间的飞弧及电弧飞溅于熔融金属块上,都会使电弧长度剧烈变化。电弧若经常中断,炉料的熔化时间必然延长,电流也经常发生剧烈的冲击,结果是使电能消耗增加,设备的功率因数降低。因此,在熔化初期必须加强调节器的调节作用。在该时期内,电极自动调节器必须保证下列三点:

        1、自动点弧

        2、以足够的灵敏度调节电炉的输入功率,同时在调节过程中不应产生振荡;

        3、迅速地消除炉料崩塌所引起的短路和比较大的扰动。

        电弧燃着并稳定燃烧之后,电极底下的金属即开始熔化,熔化的金属流到炉底最低部分,经过一段时间便在那里形成液池。为了加速金属的熔化,应将尚未熔化的金属从炉帮处推入钢液内。在形成第一批钢液后,便需往炉内掷入石灰进行造渣。炉渔能除去金属中的夹杂物,并能防止钢液被气体所饱和以及被电极增碳。随着电炉料的逐渐熔化,石灰也被熔化,这样在培化完毕时,全部钢液上部均覆盖有一层炉渣。炉料溶化时间的长短在很大程度上取决于输入炉内的电功率、炉料质量及其在炉膛内的装填情况;此外,也与电极自动调节器的调节质置有关。为了缩短擦化时间,在该时期内变压器通常在超载20%的情况下运行。

    二、氧化期

    氧化期的任务是:

        1、从钢液中除去熔于其中的大量气体(主要是氢气)和非金属夹杂物;

        2、使钢液的温度和成分均匀;

        3、将磷除至规定的限度以下;

        4、把钢液温度均匀加热至高于出钢温度。

        这些任务的完成主要是通过脱憐反应所造成的钢液沸腾。

        为了有效地完成上述1)和2)两个任务,需要使炉内钢液具有高度流动性。钢液的强烈流动性是依靠向炉中加入矿石来达到的。此时,产生使碳强烈氧化的条件。一氧化碳的气泡由钢液中逸出,当该气泡经过钢液层时,它吸收溶于钢液中的其他气体,并将它们自钢液中除去。在此时期内,通过向沸腾的钢液中添加石灰,以及通过一次或多次扒渣来降低钢液中的磷含量(通常应降低到0.015%~0.02%)。钢液被加热好之后即开始扒除氧化渣和使钢液增碳(如果需要的话),同时还要向钢液表面投入还原剂。还原剂由萤石和石灰石组成。当钢液沸腾时,钢液及炉渣表面的波动可能使电流周期地连续变化至额定值的±(10%~20%),它使调节器不断地进行调节。这一时期的电弧相当长,故在任何扰动下任何形式的调节器均能稳定工作,不需过分移动电极。

    三、还原期

    从加入还原剂时开始即进入培炼的末期——还原期,也称钢液的精炼期。还原期的任务是:

        1、使钢和炉渣还原;

        2、除去钢液中的氧和硫,使其含量达到规定的要求;

        3、调整钢液的化学成分,达到熔炼钢种所要求的成分;

        4、加热钢液至正常出钢温度。

        在熔炼合金钢时,钢液多半是经炉渣来还原的,为此需向渣中加入粉碎的碳还原剂(焦炭、木炭和电极碎块)。炉内具有还原炉渣时,能保证将氧和硫从钢液中引入炉渣内。在白渣或者电石渣下还原完毕,并加入为获得规定化学成分钢种所需的一定数量的合金元素以后,就对钢液进行最后还原(用硅铁合金、铝等来还原),最后倾炉出钢。

        有合金返回钢时,熔炼过程采用返回熔炼法。此时,炉料中有60%~80%为合金返回钢,20%~40%为含碳、磷较低的软铁和铁合金。返回熔炼法的熔炼过程特点是无氧化期,因为炉料是由经过挑选的返回钢料所组成的,这种返回钢料的化学成分能保证获得规定成分的钢液。采用返回熔炼法熔炼时,能明显地提高炉子生产率,且能大大地降低电能消耗及铁合金消耗。

        电弧炉的炉衬也分酸性(以硅质材料为内衬)和碱性(以镁砂或白云为内衬)。在酸性炉衬电弧炉中的炼钢过程与在碱性炉中的不同。

        在酸性炉衬电弧炉的氧化期,由于形成含有过量氧化桂的酸性炉渣,因而既不能从钢液中除去裤,也不能从钢液中除去硫。在氧化期内形成的磷和硫的化合物是不稳定的,它们不能进入炉渣内,而且它们还在不断地分解,使有害的杂质又重新进入钢液内。因此,对用于酸性熔炼的炉料,在硫和磷的含量方面必须要有严格的要求。

        在酸性炉衬电弧炉的还原期中,要除去钢液中的氧气,使钢液的成分及温度达到所需的数值。它与碱性炉衬还原期的不同之处在于,钢液被酸性炉渣“自还原”。为了加快还原,需往钢液中加入还原剂硅铁、锰铁和铝。

        酸性炉衬的电弧炉适宜熔炼异形铸件用钢,特别是薄壁铸件和小铸件。这种电炉允许周期性工作,因为酸性炉衬即使经常受冷也具有较碱性炉衬为高的酎久性。与碱性电弧炉相比,酸性电弧炉的生产率较高,而电能、耐火材料、还原剂和电极的消耗均较低。

        在酸性炉衬电弧炉中炼钢的缺点是:不能除去钢液中的磷和硫;此外,在酸性炉衬电弧炉中很难熔炼出碳含量低的钢,如低于0.2%。

    在生产高级合金钢的电冶炼工厂的炼钢车间内,主要使用碱性炉衬电弧炉。

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