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浅谈电弧炉炼钢的工艺过程

TAGS: 电弧炉炼钢

来源:本站作者:admin 日期:2018-11-07 01:45:05 浏览:158

  电弧炉炼钢从全体可分为原材料的搜集、锻炼前的准备工作、熔化期、氧化期和复原期五大阶段。

  原材料的搜集

  废钢是电弧炉炼钢的首要材料,废钢质量的好坏直接影响钢的质量、本钱和电炉出产率,因此,对废钢有如下几点要求:

  (1)废钢外表应清洁少锈,因废钢中沾有的泥沙等杂物会下降炉料的导电功能,延伸熔化时刻,还会影响氧化期去磷作用以及腐蚀炉衬。废钢锈蚀严峻或沾有油污时会下降钢和合金元素的收得率,添加钢中的含氢量。

  (2)废钢中不得混有铅、锡、砷、锌、铜等有色金属。铅的密度大,熔点低,不溶于钢液,易沉积在炉底缝隙中构成漏钢事端。锡、砷和铜,易引起钢的热脆。

  (3)废钢中不得混有密封容器,易燃、易爆物和有毒物,以确保安全出产。

  (4)废钢化学成分应清晰,硫、磷含量不宜过高。

  (5)废钢外形尺寸不能过大(截面积不宜超越150mm×150mm,最大长度不宜超越350mm)。生铁在电弧炉炼钢中,一般被用来进步炉料的配碳量,一般配入量不超越炉料的30%。

  锻炼前的准备工作

  配料是电炉炼钢工艺中不行短少的组成部分,配料是否合理关系到炼钢工能否依照工艺要求正常地进行锻炼操作。合理的配料能缩短锻炼时刻。配料时应留意:一是有必要正确地进行配料核算和精确地称量炉料装入量。二是炉料的巨细要按份额调配,以到达好装、快化的意图。三是各类炉料应依据钢的质量要求和锻炼办法调配运用。四是配料成分有必要契合工艺要求。

  一般锻炼办法对炉猜中的首要元素含量要求如下:

  (1)碳含量。炉猜中含碳量应确保氧化期有满意量的碳进行碳氧反响,到达去气、去搀杂物的意图。配碳量依据熔化期碳的烧损、氧化期的脱碳量和复原期增碳量这3个因素来确定,要求炉料熔清时,钢中碳量高出成品标准下限0.3%~0.4%;但配碳量也不能过高,不然会延伸氧化时刻并使钢液过热。

  (2)硅含量。含硅量一般不大于炉料的0.8%,过高会推迟钢液的欢腾。

  (3)锰含量。一般钢种配料时对锰可不考虑,一般熔清后锰含量小于0.3%,不然也会推迟熔池欢腾。

  磷和硫含量原则上是越低越好。一般熔清后,磷的含量应小于0.05%。

  为使炉内炉料密实,装料时有必要把大、中、小料合理调配,一般小料占15%~20%,中料占40%~50%,大料占40%。

  进料前炉底应先铺占料重1.5%左右的石灰,以便提前造好熔化渣,有利于前期去磷,削减钢液的吸气和加快升温。

  装料时应将小料的一半放入底部,小料的上部、炉子中心区放入悉数大料、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,大料的最上面放入小料。凡在配猜中运用的电极块,应砸成50mm~100mm左右,装在炉料基层。

  总归,布料应做到:下细密、上疏松,中心高,四周低,炉门口无大料;使得穿井快,不搭桥。

  熔化期

  在电弧炉炼钢工艺中,从通电开端到炉料悉数熔清停止称为熔化期。熔化期约占整个锻炼时刻的一半左右,耗电量占电耗总数的2/3左右。

  熔化期的使命是在确保炉体寿数的前提下,用最少的电耗快速地将炉料熔化升温,并造好烧化期的炉渣,以便安稳电弧,避免吸气和提前去磷。

  (1)启弧阶段。通电启弧时炉膛内充溢炉料,电弧与炉顶间隔很近,假如输入功率过大,电压过高炉顶简单被烧坏,所以一般选用中级电压和输入变压器额定功率的2/3左右。

  (2)穿井阶段。这个阶段电弧彻底被炉料包围起来,热量简直悉数被炉料所吸收,不会烧坏炉衬,所以运用最大功率,一般穿井时刻为20min左右,约占总熔化时刻的1/4。

  (3)电极上升阶段。电极“穿井”究竟后,炉底已构成熔池,炉底石灰及部分元素氧化,使得在钢液面上构成一层熔渣,四周的炉料持续受辐射热而熔化,钢液添加使液面升高,电极逐渐上升。这阶段仍选用最大功率输送电能,所占时刻为总熔化时刻的1/2左右。

  (4)熔化末了阶级。炉料被熔化3/4以上后,电弧已不能被炉料遮盖,3个电极下的高温区已连成一片,此刻如长时刻选用最大功率供电,电弧会强烈损坏炉盖和炉墙。

  熔化期的首要使命是熔化炉料,但是在熔化期既是造好炉渣,也是熔化期的重要操作内容,假如仅为满意掩盖钢液及安稳电弧的要求,只需1%~1.5%的渣量就已满意了,但从脱磷的要求考虑,熔化渣有必要具有必定的氧化性、碱度和渣量。

  氧化期

  1 氧化期的首要使命

  氧化期的首要使命如下:

  (1)持续氧化钢液中的磷。一般钢种要求氧化期结束时钢中磷含量不高于0.015%~0.010%,炼高锰钢时因为锰铁中磷含量较高,应操控得更低些。

  (2)去除气体及搀杂物。氧化期结束时,钢中氮气量下降到0.004%~0.01%,钢中氢含量降到0.00035%左右,搀杂总量不高于0.001%。

  (3)使钢液均匀加热升温,氧化晚期到达高于出钢温度10℃~20℃。

  矿石氧化法是使用铁矿石中含有80%~90%的高价氧化铁参加到熔池中后,转变成贱价氧化铁(Fe2O3+Fe=3FeO,Fe3O4+Fe=4FeO或Fe3O4=Fe2O3+FeO)。贱价氧化铁一部分留在渣中,大部分用于钢液中碳和磷的氧化。

  为到达杰出的去磷作用:炉渣中FeO含量为12%~20%,R为2~3,流动性杰出;恰当偏低的温度,加强钢渣的拌和。

  碳的氧化:炼钢过程中碳的氧化反响是一个非常重要的反响,并有利于整个熔池的敏捷加热,有利于钢液成分的均匀化。具体步骤如下:

  FeO=Fe+O,O+C=CO,

  总的反响FeO+C=Fe+CO。

  所以矿石法的氧化过程为:矿石参加炉内,在渣中转变为FeO,然后分散到钢液中去,并分布于整个熔池中。碳和氧在气泡简单生成的当地进行反响,生成CO气泡,CO脱离反响区上浮,在上升过程中逐渐长大,并进入炉气,构成熔池的激烈欢腾。为加快脱碳速度,氧化期加矿温度应大于1550℃。

  总归,矿石脱碳操作应该是:高温、薄渣、分批加矿、均匀激烈的欢腾。

  2 氧化期操作关键

  (1)熔清后取样及测温(温度不低于1550℃)。

  (2)氧化、测温契合要求,渣况杰出即可分批加矿,每批加矿石量不得超越料重的1.0%~2.0%,每批间隔时刻需大于5min。

  (3)脱碳速度(V)每小时大于或等于0.06%;脱碳量为ΔC≥0.30%。

  (4)调整渣况。当氧化欢腾开端,选用流渣要求炉渣R=2~3,炉内渣量操控在3%~4%。氧化期后阶段,应使炉渣流动性好,渣层要薄、渣量操控在2%~3%左右。

  (5)期中取样剖析及操控结尾碳。为了把握磷、碳氧化程度,在欢腾开端流渣两批后,应及时取样剖析碳和磷的含量,以便决议下步操作。

  (6)温度操控。氧化期总的来讲是一个升温阶段,升温速度的快慢依据钢液磷的状况而定。到氧化期时有必要使钢液温度升高到大于该钢种出钢温度的10℃~20℃。

  (7)净欢腾。当温度、化学成分适宜,就停止加矿,调整好炉渣,让熔池进入天然欢腾(5min~10min),使钢液中的剩余含氧量下降,并使气体及搀杂物充分上浮,以利于复原期的顺利进行。

  (8)扒渣。氧化期,炉渣中FeO含量很高,又含有P2O5为了复原期脱氧及避免回磷有必要扒渣,扒渣的条件是扒渣温度高于出钢温度10℃~20℃;扒渣前碳、磷及其他限制性成分应契合要求。

  (9)增碳。假如氧化晚期碳含量过低需增碳,可在扒渣后裸露的钢液面上撒加纯洁、枯燥的碳粉,进行增碳。

  复原期

  氧化期扒渣完毕到出钢这段时刻称为复原期。首要使命是脱氧、脱硫、操控化学成分、调整温度。复原期的操作工艺如下:

  (1)扒渣后敏捷参加薄渣料以掩盖钢液,避免吸气和降温。造淡薄渣m(CaO)∶m(CaF2)=3∶1。

  (2)薄渣构成后进行预脱氧,往渣面上参加碳粉2.5kg/t~4kg/t,参加后紧锁炉门,输入较大功率,使碳粉在电弧区同氧化钙反响生成碳化钙。

  (3)电石渣构成后坚持20min~30min,渣子变白,一起留意钢液的增碳。

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