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電弧爐煉鋼從全體可分為原材料的搜集、鍛煉前的準(zhǔn)備工作、熔化期、氧化期和復(fù)原期五大階段。
原材料的搜集
廢鋼是電弧爐煉鋼的首要材料,廢鋼質(zhì)量的好壞直接影響鋼的質(zhì)量、本錢和電爐出產(chǎn)率,因此,對(duì)廢鋼有如下幾點(diǎn)要求:
(1)廢鋼外表應(yīng)清潔少銹,因廢鋼中沾有的泥沙等雜物會(huì)下降爐料的導(dǎo)電功能,延伸熔化時(shí)刻,還會(huì)影響氧化期去磷作用以及腐蝕爐襯。廢鋼銹蝕嚴(yán)峻或沾有油污時(shí)會(huì)下降鋼和合金元素的收得率,添加鋼中的含氫量。
(2)廢鋼中不得混有鉛、錫、砷、鋅、銅等有色金屬。鉛的密度大,熔點(diǎn)低,不溶于鋼液,易沉積在爐底縫隙中構(gòu)成漏鋼事端。錫、砷和銅,易引起鋼的熱脆。
(3)廢鋼中不得混有密封容器,易燃、易爆物和有毒物,以確保安全出產(chǎn)。
(4)廢鋼化學(xué)成分應(yīng)清晰,硫、磷含量不宜過(guò)高。
(5)廢鋼外形尺寸不能過(guò)大(截面積不宜超越150mm×150mm,最大長(zhǎng)度不宜超越350mm)。生鐵在電弧爐煉鋼中,一般被用來(lái)進(jìn)步爐料的配碳量,一般配入量不超越爐料的30%。
鍛煉前的準(zhǔn)備工作
配料是電爐煉鋼工藝中不行短少的組成部分,配料是否合理關(guān)系到煉鋼工能否依照工藝要求正常地進(jìn)行鍛煉操作。合理的配料能縮短鍛煉時(shí)刻。配料時(shí)應(yīng)留意:一是有必要正確地進(jìn)行配料核算和精確地稱量爐料裝入量。二是爐料的巨細(xì)要按份額調(diào)配,以到達(dá)好裝、快化的意圖。三是各類爐料應(yīng)依據(jù)鋼的質(zhì)量要求和鍛煉辦法調(diào)配運(yùn)用。四是配料成分有必要契合工藝要求。
一般鍛煉辦法對(duì)爐猜中的首要元素含量要求如下:
(1)碳含量。爐猜中含碳量應(yīng)確保氧化期有滿意量的碳進(jìn)行碳氧反響,到達(dá)去氣、去攙雜物的意圖。配碳量依據(jù)熔化期碳的燒損、氧化期的脫碳量和復(fù)原期增碳量這3個(gè)因素來(lái)確定,要求爐料熔清時(shí),鋼中碳量高出成品標(biāo)準(zhǔn)下限0.3%~0.4%;但配碳量也不能過(guò)高,不然會(huì)延伸氧化時(shí)刻并使鋼液過(guò)熱。
(2)硅含量。含硅量一般不大于爐料的0.8%,過(guò)高會(huì)推遲鋼液的歡騰。
(3)錳含量。一般鋼種配料時(shí)對(duì)錳可不考慮,一般熔清后錳含量小于0.3%,不然也會(huì)推遲熔池歡騰。
磷和硫含量原則上是越低越好。一般熔清后,磷的含量應(yīng)小于0.05%。
為使?fàn)t內(nèi)爐料密實(shí),裝料時(shí)有必要把大、中、小料合理調(diào)配,一般小料占15%~20%,中料占40%~50%,大料占40%。
進(jìn)料前爐底應(yīng)先鋪占料重1.5%左右的石灰,以便提前造好熔化渣,有利于前期去磷,削減鋼液的吸氣和加快升溫。
裝料時(shí)應(yīng)將小料的一半放入底部,小料的上部、爐子中心區(qū)放入悉數(shù)大料、低碳廢鋼和難熔爐料,大料之間放入小料,中型料裝在大料的上面及四周,大料的最上面放入小料。凡在配猜中運(yùn)用的電極塊,應(yīng)砸成50mm~100mm左右,裝在爐料基層。
總歸,布料應(yīng)做到:下細(xì)密、上疏松,中心高,四周低,爐門口無(wú)大料;使得穿井快,不搭橋。
熔化期
在電弧爐煉鋼工藝中,從通電開(kāi)端到爐料悉數(shù)熔清停止稱為熔化期。熔化期約占整個(gè)鍛煉時(shí)刻的一半左右,耗電量占電耗總數(shù)的2/3左右。
熔化期的使命是在確保爐體壽數(shù)的前提下,用最少的電耗快速地將爐料熔化升溫,并造好燒化期的爐渣,以便安穩(wěn)電弧,避免吸氣和提前去磷。
(1)啟弧階段。通電啟弧時(shí)爐膛內(nèi)充溢爐料,電弧與爐頂間隔很近,假如輸入功率過(guò)大,電壓過(guò)高爐頂簡(jiǎn)單被燒壞,所以一般選用中級(jí)電壓和輸入變壓器額定功率的2/3左右。
(2)穿井階段。這個(gè)階段電弧徹底被爐料包圍起來(lái),熱量簡(jiǎn)直悉數(shù)被爐料所吸收,不會(huì)燒壞爐襯,所以運(yùn)用最大功率,一般穿井時(shí)刻為20min左右,約占總?cè)刍瘯r(shí)刻的1/4。
(3)電極上升階段。電極“穿井”究竟后,爐底已構(gòu)成熔池,爐底石灰及部分元素氧化,使得在鋼液面上構(gòu)成一層熔渣,四周的爐料持續(xù)受輻射熱而熔化,鋼液添加使液面升高,電極逐漸上升。這階段仍選用最大功率輸送電能,所占時(shí)刻為總?cè)刍瘯r(shí)刻的1/2左右。
(4)熔化末了階級(jí)。爐料被熔化3/4以上后,電弧已不能被爐料遮蓋,3個(gè)電極下的高溫區(qū)已連成一片,此刻如長(zhǎng)時(shí)刻選用最大功率供電,電弧會(huì)強(qiáng)烈損壞爐蓋和爐墻。
熔化期的首要使命是熔化爐料,但是在熔化期既是造好爐渣,也是熔化期的重要操作內(nèi)容,假如僅為滿意掩蓋鋼液及安穩(wěn)電弧的要求,只需1%~1.5%的渣量就已滿意了,但從脫磷的要求考慮,熔化渣有必要具有必定的氧化性、堿度和渣量。
氧化期
1 氧化期的首要使命
氧化期的首要使命如下:
(1)持續(xù)氧化鋼液中的磷。一般鋼種要求氧化期結(jié)束時(shí)鋼中磷含量不高于0.015%~0.010%,煉高錳鋼時(shí)因?yàn)殄i鐵中磷含量較高,應(yīng)操控得更低些。
(2)去除氣體及攙雜物。氧化期結(jié)束時(shí),鋼中氮?dú)饬肯陆档?.004%~0.01%,鋼中氫含量降到0.00035%左右,攙雜總量不高于0.001%。
(3)使鋼液均勻加熱升溫,氧化晚期到達(dá)高于出鋼溫度10℃~20℃。
礦石氧化法是使用鐵礦石中含有80%~90%的高價(jià)氧化鐵參加到熔池中后,轉(zhuǎn)變成賤價(jià)氧化鐵(Fe2O3+Fe=3FeO,F(xiàn)e3O4+Fe=4FeO或Fe3O4=Fe2O3+FeO)。賤價(jià)氧化鐵一部分留在渣中,大部分用于鋼液中碳和磷的氧化。
為到達(dá)杰出的去磷作用:爐渣中FeO含量為12%~20%,R為2~3,流動(dòng)性杰出;恰當(dāng)偏低的溫度,加強(qiáng)鋼渣的拌和。
碳的氧化:煉鋼過(guò)程中碳的氧化反響是一個(gè)非常重要的反響,并有利于整個(gè)熔池的敏捷加熱,有利于鋼液成分的均勻化。具體步驟如下:
FeO=Fe+O,O+C=CO,
總的反響FeO+C=Fe+CO。
所以礦石法的氧化過(guò)程為:礦石參加爐內(nèi),在渣中轉(zhuǎn)變?yōu)镕eO,然后分散到鋼液中去,并分布于整個(gè)熔池中。碳和氧在氣泡簡(jiǎn)單生成的當(dāng)?shù)剡M(jìn)行反響,生成CO氣泡,CO脫離反響區(qū)上浮,在上升過(guò)程中逐漸長(zhǎng)大,并進(jìn)入爐氣,構(gòu)成熔池的激烈歡騰。為加快脫碳速度,氧化期加礦溫度應(yīng)大于1550℃。
總歸,礦石脫碳操作應(yīng)該是:高溫、薄渣、分批加礦、均勻激烈的歡騰。
2 氧化期操作關(guān)鍵
(1)熔清后取樣及測(cè)溫(溫度不低于1550℃)。
(2)氧化、測(cè)溫契合要求,渣況杰出即可分批加礦,每批加礦石量不得超越料重的1.0%~2.0%,每批間隔時(shí)刻需大于5min。
(3)脫碳速度(V)每小時(shí)大于或等于0.06%;脫碳量為ΔC≥0.30%。
(4)調(diào)整渣況。當(dāng)氧化歡騰開(kāi)端,選用流渣要求爐渣R=2~3,爐內(nèi)渣量操控在3%~4%。氧化期后階段,應(yīng)使?fàn)t渣流動(dòng)性好,渣層要薄、渣量操控在2%~3%左右。
(5)期中取樣剖析及操控結(jié)尾碳。為了把握磷、碳氧化程度,在歡騰開(kāi)端流渣兩批后,應(yīng)及時(shí)取樣剖析碳和磷的含量,以便決議下步操作。
(6)溫度操控。氧化期總的來(lái)講是一個(gè)升溫階段,升溫速度的快慢依據(jù)鋼液磷的狀況而定。到氧化期時(shí)有必要使鋼液溫度升高到大于該鋼種出鋼溫度的10℃~20℃。
(7)凈歡騰。當(dāng)溫度、化學(xué)成分適宜,就停止加礦,調(diào)整好爐渣,讓熔池進(jìn)入天然歡騰(5min~10min),使鋼液中的剩余含氧量下降,并使氣體及攙雜物充分上浮,以利于復(fù)原期的順利進(jìn)行。
(8)扒渣。氧化期,爐渣中FeO含量很高,又含有P2O5為了復(fù)原期脫氧及避免回磷有必要扒渣,扒渣的條件是扒渣溫度高于出鋼溫度10℃~20℃;扒渣前碳、磷及其他限制性成分應(yīng)契合要求。
(9)增碳。假如氧化晚期碳含量過(guò)低需增碳,可在扒渣后裸露的鋼液面上撒加純潔、枯燥的碳粉,進(jìn)行增碳。
復(fù)原期
氧化期扒渣完畢到出鋼這段時(shí)刻稱為復(fù)原期。首要使命是脫氧、脫硫、操控化學(xué)成分、調(diào)整溫度。復(fù)原期的操作工藝如下:
(1)扒渣后敏捷參加薄渣料以掩蓋鋼液,避免吸氣和降溫。造淡薄渣m(CaO)∶m(CaF2)=3∶1。
(2)薄渣構(gòu)成后進(jìn)行預(yù)脫氧,往渣面上參加碳粉2.5kg/t~4kg/t,參加后緊鎖爐門,輸入較大功率,使碳粉在電弧區(qū)同氧化鈣反響生成碳化鈣。
(3)電石渣構(gòu)成后堅(jiān)持20min~30min,渣子變白,一起留意鋼液的增碳。