碱性电弧炉炼钢工艺要点

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经验交流

8结语

[]梁连科，荫昌， 2车杨怀， .金热力学及动力学[]等冶 M沈阳：北工学院出版社，99东 18.

通过理论计算和生产实践，高铬返吹法冶炼超用低碳不锈钢，只要合理配料，温条件下大压力吹氧并高保持合适的终点碳，则可达到不加或少加低碳铬铁或金属铬的目的。参考文献

收稿日期： 0 7 0 8 2 0—52;

修订日期： 0 7 1 6 2 0— 12

作者简介：海棠 ( 9 0 )江西省赣州市人，程师.黄 1 7,工主要从事电弧炉炼钢及生产方面的工作.Emal y n h i 1 3 c m i: u O a@ 6 . o

[]陈家祥 .铁冶金学 E .北京：金工业出版社，9 9 1钢 M]冶 I8 .

碱性电弧炉炼钢工艺要点辛桂彬(上海大屯能源股份有限公司，江苏徐州 2 1 1 ) 2 6 1

K p i to e lma i g Pr c s k l s e c c ur a e ey o n fSt e - k n o e s ofAl a e c n e Ar f n cXl Guibi N - n

( a h iDa u e g o c sSt c Sh ng a t n En r y S ur e o k Co.,Lt d,Xu h u 2 61 z o 21 1,Ch na) i中图分类号： TG2 3 4文献标识码： B文章编号： 0 0 8 6 ( 0 8 0— 2 50 1 0— 3 5 2 0 ) 20 6 2

熔炼铸钢有多种方法，如转炉炼钢、平炉炼钢、电

( )废钢外形尺寸不能过大 (面积不宜超过 5截3 0mm×3 0mm,大长度不宜超过 3 0mm) 0 0最 5。 2补炉 一

弧炉炼钢、应电炉炼钢等，厂铸造车间用得较多的感我是碱性电弧炉炼钢法。与平炉、炉比较起来，转电弧炉

炼钢有其突出的优点，主要是电弧温度高，熔炼中能造成强碱性炉渣、氧化性炉渣或还原性炉渣，合金元素烧损少，能熔炼各种合金钢，能更有效地去除硫、等并磷有害杂质，高钢液质量，提而且炼钢周期短，、开停炉比较方便，易与造型、型等工序进行配合，于组织容合便生产，因此应用较广泛。碱性

电弧炉氧化法炼钢工艺

般情况下，炼完一炉钢后，装料前，每在要进行

补炉，目的是修补炉底和被侵蚀的渣线及被破坏的其部位，以维持正常的炉体形状，而保证冶炼的正常进从行和安全生产，补炉的要点是：( )出钢后立即检查炉衬，要填补炉底时，先 1需应

将炉底残渣全部扒出，然后进行填补，补炉的原则是高温、快补、薄补，护炉膛原状。维 ( )补炉料要提前半个小时混合均匀，炉后放 2补

过程主要包括原材料准备、补炉、料及装料、化期、配熔氧化期、原期、还出钢 7阶段，文介绍其工艺要点。个本1原材料准备

下电极烘烤 3 n若补镁砂量较大，酌情延长烘 0 mi,应烤时间。 3配料及装料

废钢是电弧炉炼钢的主要材料，钢质量的好坏废直接影响钢液的质量、本和电弧炉生产率，此，成因对废钢有如下几点要求。 ( )废钢表面应清洁少锈， 1因废钢中沾有的泥砂

配料是电炉炼钢工艺中不可缺少的组成部分，配

料是否合理关系到炼钢工能否按照工艺要求正常地进行冶炼操作。合理的配料能缩短冶炼时间，料时应配注意：必须正确地进行配料计算和准确地称量炉料①装入量；炉料的大小要按比例搭配，达到好装、②以快

等杂物会降低炉料的导电性能，长熔化时间，会影延还响氧化期去磷效果以及侵蚀炉衬。废钢锈蚀严重或沾有油污时会降低钢和合金元素的收得率，加钢中的增含氢量。

化的目的；各类炉料应根据钢液的质量要求和冶炼③

( )废钢中不得混有铅、、、、等有色金 2锡砷锌铜属。铅的密度大，点低，溶于钢液，沉积在炉底熔不易缝隙中造成漏钢事故。锡、和铜，砷易引起钢的热脆。 ( )废钢中不得混有密封容器， 3易燃、爆物和有易毒物，以保证安全生产。

方法搭配使用；配料成分必须符合工艺要求。④装料前应先在炉底铺上一层石灰，灰的重量约石为炉料重量的 2/, 以便提前造好熔化渣，利于早期 9 6有去磷，减少钢液的吸气和加速升温。 装料时应将小料的一半放入底部，料的上部、小炉子中

心区放入全部大料、低碳废钢和难熔炉料，大料之间放入小料，中型料装在大料的上面及四周，大料的最

( )废钢化学成分应明确，且要按成分分类存 4并放，、硫磷含量不宜过高。

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上面放人小料。凡在配料中使用的电极块，砸成应 5 0mm~1 0 mm左右，在炉料下层，料要紧实， 0装装 装好的炉料为半球形，次加料不使用大块料及湿料。二 4熔化期在电弧炉炼钢工艺中，通电开始到炉料全部熔从清为止称为熔化期。熔化期的任务是将固体炉料迅速

( e含量为 1~2 )强碱性 ( a浓度要高， FO 2 0/、 9 6 CO碱

度值 R为 2 )~3的炉渣，渣流动性要好；当偏低的炉适温度，强钢渣的搅拌，加以利于脱磷反应的进行。52脱碳 .

当钢液温度达到 15 0℃后，化期进入第二阶 5氧段，氧化第二阶段主要是进行氧化脱碳沸腾精炼，去以除钢液中的气体和夹杂物。我厂氧化脱碳采用矿石+氧气结合脱碳法，钢过程中碳的氧化反应是一个非炼

熔化成钢液，进行脱磷，少钢液吸收气体和金属的并减挥发。熔化期的操作工艺如下： ( )启弧阶段。通电启弧时炉膛内充满炉料， 1电弧与炉顶距离很近，如果输入功率过大，电压过高，炉

常重要的反应，有利于整个熔池的迅速加热，利于其有钢液成分的均匀化；体化学反应为：) C— C 具 (+ O,F 0+ C:F+ C e e 0。氧化第二段段矿石加入应多批、

顶容易被烧坏，以一般选用中级电压和输入变压器所额定功率的 2 3左右。/ ( )穿井阶段。这个阶段电弧完全被炉料包围起 2来，量几乎全部被炉料所吸收，热不会烧坏炉衬，以所

小量、勤搅拌，熔池沸腾活跃并使炉渣保持良好的流使动性，到炉渣自动流出。做5 3氧化期操作要点 .

使用最大功率，一般穿井时间为 2 n左右，占总 0 mi约熔化时间的 1 4/。 ( )电极上升阶段。电极“ 3穿井”底后，底已到炉形成熔池，炉底石灰及部分元素氧化，使

得在钢液面上

( )氧化、 1测温符合要求，渣况良好方可分批加矿石，每批加矿石量不得超过料重的 1~2,批间 每隔时间需大于 5mi。 n

( )为确保熔池沸腾良好，将氧化脱碳速率控 2应制在每分钟 0 0~0 0%。 .1 .3 ( )调整渣况。当氧化沸腾开始，用流渣， 3采要求炉渣 R一2,内渣量控制在 3~4~3炉 %。氧化期后

形成一层熔渣，四周的炉料继续受辐射热而熔化，液钢增加使液面升高，极逐渐上升。这阶段仍采用最大电功率输送电能，占时间为总熔化时间的 1 2左右。所/ ( )炉料熔化过程中， 4应根据炉料中含 P量的高低，可分批加入适量的石灰及矿石造渣，以利于脱 P。加入的石灰量约为炉料重量的 1~ 2,了调整炉 为渣的流动性，加入适量的萤石。可

阶段，应使炉渣流动性好，渣层要薄，量控制在 2渣%~

3左右。%

( )温度控制。氧化期总的来讲是一个升温阶段， 4升温速度的快慢根据钢液磷的情况而定。氧化末期必须使钢液温度升高到大于该钢种出钢温度的 1 0~2 0℃。 ( )净沸腾。当温度、 5化学成分合适，停止加矿就石，调整好炉渣，熔池进入自然沸腾 (~ 1 n,让 5 0 mi)使

( )在熔化过程中应不断“ 5推料助熔”。当大部分炉料开始熔化时可采用吹氧助熔，速炉料熔化，氧加吹

时采用浅吹提温，入钢液深度小于 10 mm,度为插 0角3。 4。氧气压力 0 4 0 5M P。 0~ 5, .~ . a

钢液中的残余含氧量降低，使气体及夹杂物充分上并浮，以利于还原期的顺利进行。

( )熔化末期采用较低电压供电。炉料全熔后， 6充分搅拌钢液，样应在熔池中心处舀取钢液分析 C、取 P、, S掌握元素含量，为后阶段进行氧化、原反应作还和控制元素含量的依据，如钢液含 C量不足时，开在始氧化前必须进行增碳。5氧化期

( )扒渣。氧化期炉渣中 F O含量很高，含有 6 e又P O,了还原期脱氧及防止回磷必须扒渣，渣的 为扒

条件是扒渣温度高于出钢温度 1~ 2 0 0℃

;渣前碳、扒 磷及其他限制性成分应符合要求。()增碳。如果氧化末期碳含量过低需增碳， 7可在扒渣后裸露的钢液面上撒加纯净、干燥的碳粉进行增碳。6还原期

加入氧化剂，钢液中的碳氧化而熔池产生沸腾使的阶段叫氧化期。氧化期的主要任务是脱碳、脱磷，去

除气体及夹杂物，提高钢液温度。氧化期的操作工并艺如下。5 1脱磷 .

氧化期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。主要任务是造好还原渣，液进行脱氧、硫，整化学钢脱调成分，控制好出钢温度。还原期的操作工艺如下。 ( )停电扒氧化渣后，先加入锰铁进行“脱 1首预氧”锰铁加入后，即加入石灰、,立萤石和碎硅砖造稀薄渣覆盖钢液，以减少钢液吸气和降温。石灰、石、萤碎

氧化期前一阶段，液温度较低，要是造渣脱钢主磷，内的脱磷反应为：炉5 e 2 e P: P O5 1 F+ Q F+ F 2+ 1e P O5 Ca: C O P2+ Q + O= a= O5

硅砖块的比例为 4:1:1其总加入量大约为钢液重，量的 2~ 3,薄渣形成后，即造还原渣进行 稀随

由反应看出，要提高脱磷效果，必须造成强氧化性

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还原。

1 n出钢。 0mi内

( )稀薄渣造好后，即取样分析 C Mn S、、 2立、、 iS P各元素含量，并加还原碳粉，还原碳粉加入后立即关闭炉门，尽量保证炉膛有较好的密封性，以保持白渣快速形成。 ( )随着还原过程的进行，渣渐失去脱氧、硫 3炉脱能力，因而需要分批补充造渣材料，整炉渣的流动调

( )出钢槽必须清洁、 3干燥、整，与出钢口保平并

持平直，以利于出钢畅通，到钢液与炉渣混出。做( )出钢时，钢桶必须烘烤成暗红色，钢前 4盛出1 nJ终脱氧剂硅铝钡 2 0k/、土硅铁 1k/, 5mi] t l . g t稀 gt 在包内烤红。 ( )出钢后在盛钢桶内取成品样，查温度及脱 5检

性，约每隔 6 n加入一批，大~8mi以确保反应继续进行，原末期加入硅铁

和铬铁，还做好出钢准备。( )为了充分地进行脱氧和脱硫，液在良好的 3钢白渣下还原的时间一般不小于 1 n且有良好的流 5mi,动性，原期总渣量为炉料的 2/ 3/,配比为：还 ~ 6其 9 6 9石灰：萤石：粉一4 0: . 1 0碳 . 1 5: .。

氧情况是否良好，据包内钢液温度，合烤包情况、根结 炉渣量等实际情况决定镇静时间，以达到铸钢件始浇温度不高于该钢种浇注温度，出钢后应保证镇静时间不少于 5mi。 n

8结束语

( )对普通电弧炉在熔化期采取熔氧结合技术， 1 可降低钢液含气量和含磷量。( )在还原期采取还原精练技术，利于钢液的 2有去气、杂质。去

( )当含氧量和含硫量都已降到合格的程度， 4这时可以测量钢液温度，钢液温度达到出钢温度要求当时，调整钢液的化学成分。 ( )化学成分和温度都调整好后，可插铝进行 5即终脱氧，终脱氧的加铝量是钢液重量的 0 1~最 .%0 1。 . 5/ 9 6 7出钢

( )采用该冶炼工艺提高了钢液质量，善铸钢 3改件组织结构和力学性能，同时也改善了铸件表面质量，为我厂外销铸件赢得了市场，造了一定的经济效益。创收稿日期： 0 70— 5 2 0— 50;修订日期： 0 70— 5 2 0— 6 1

出钢必须做到以下几点。

( )成分合格， 1各主要元素达到内控制规范要求。( )脱氧良好，硅铁前必须是白渣，入后在 2加加

作者简介：桂彬 ( 9 4 )吉林长春人，程师.事煤矿机械的设计辛 17一，工从及制造工作.Em a l t i: t_

5 1 d c c c m 0@ te . o

大号码嵌入式高锰钢辙叉铸造工艺改进严则会

(中铁宝桥股份有限公司，陕西宝鸡 7 1 0 ) 2 0 6

Ca tn e h ol gy I n a i g n a e e s i g T c n o n ov ton ofHi h Ma g n s St e r s a o tBi e lF og b u g No. c doYA N - i Zehu

( hn al a un u r g n . aj 7 10, hn ) C iaR i yT r o t i e cB oi 2 0

6 C ia w B d I中图分类号： G2 9 T 6文献标识码： B文童编号： 0 0 8 6 ( 0 8 0— 2 7 0 1 0— 3 5 2 0 ) 20 6 - 2

北美 TP S系列嵌入式高锰钢辙又是我公司对外出口的重要产品。铸件结构复杂，长度方向呈变沿截面过渡，要壁厚为 3~ 5主 5 1 mm,度 4 3 4~长 8 56 5mm, 1自带间隔铁。铸件按照美国 AS TM标准验收。毛坯经机加工后再进行 3次爆炸硬化过程，

察到，些冷隔缺陷在机加工后不太明显，过爆炸有经硬化过程后缺陷才彻底暴露出来，陷部位附近还缺存在着大量砂眼，图 1、如 c d所示。 1原铸造工艺简介 如图 2所示，心轨、翼轨轨顶加工面布满 5 0mm厚

最后进行 x射线拍片检验和机加工表面渗透检验。 在试制和小批量试生产过程中小号码辙叉均达到了 AS M标准，大号码辙叉心轨、轨多存在冷隔、 T但翼砂眼缺陷，图 1、如 a b所示，中更多的出现在心轨其

明冷铁；浇注系统除横浇道和内浇道为砂型外，其余部分为粘土质耐火材料制品；注开放式浇注系统；倾底倒斜浇注，浇包采用包孔直径为 0 5mm的塞杆包；箱 5砂

倾斜高度 5 0 0 m; 5￣60r出钢温度为 14 5 15 0℃, a 8~ 0 起包温度为 14 0 14 5℃;格按照大流开浇、 5~ 6严快

宽 2~7 0 0 mm顶面上。严重的冷隔缺陷可以肉眼观

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