钢铁冶金工艺学电炉炼钢实验

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2、的是无芯式感应电炉，其工作原理是在一个耐火材料筑成的坩埚外面，有螺旋形的感应器。在熔炼过程中，坩埚内的金属炉料犹如插在线圈中的铁芯。当线圈通交流电时，由于感应作用在炉料或钢液内部产生感应电动势，并因此感生感应电流（涡流）。由于炉料或钢液本身有电阻，故在涡流的作用下发出热量，以使得炉料融化或钢液过热。无芯感应电炉无芯感应电炉的构造 无芯感应电炉主要由两部分构成：炉体部分和电气部分。炉体 在炉料（钢液）的内部，磁通的分布是不均匀的，越靠近外层（坩埚壁），磁通量密度越大，越靠近坩埚内部密度越小，因此外部的感应电动势和电流比内层的大，即“集肤效应”，使得炉料（钢液）外层的发热量大于里层。电流频率越高，

3、集肤效应越明显，为此，应使电流频率与坩埚直径相适应。炉体 依照所采用频率的不同分为高频感应电炉、中频感应电炉、工频感应电炉。 高频感应电炉：电流频率200000300000HZ，一般用于实验室科学研究用。 中频感应电炉：5002500HZ，多用炼钢。 工频感应电炉：采用工业用电频率50HZ，一般用于熔炼铸铁。炉体 由于感应电炉的感应器是一个很大的电感，再加上磁通是经过空气闭合的，所以感应电炉的无功功率相当大，功率因数相当低，一般只有0.100.11，因此必须采用相应的电容器与感应器并联，以补偿无功功率提高功率因数。电气部分 工业用电频率是50HZ，我厂中频炉额定频率500HZ。特点感应电炉的特

4、点（与电弧炉炼钢相比）。u加热速度快：热量在炉料或钢液内部产生，直接加热方式，速度较快。u氧化烧损较轻，吸收气体少：没有电弧的超高温作用，元素烧损率较低。没有电弧电子冲击作用，减少钢液中气体的来源。u炉渣的化学活泼性较弱：炉渣是被钢液加热，上面与大气接触，温度较低，化学性质不活泼，不能充分发挥在冶炼过程中的作用。二.中频炉熔炼工艺 由于感应电炉炉渣温度较低，化学能力较弱，故多采用不氧化法炼钢。一般情况下待炉料全部融化后，即行脱氧、调整化学成分和出钢。由于炉渣化学反应能力较弱，炼钢过程中一般不进行脱磷、脱硫。在生产中酸性炉衬和碱性炉衬都有采用。熔炼工艺一.筑炉u酸性感应电炉的炉衬所用耐火材料是硅

5、砂。粘结剂一般为硼酸和水玻璃。u碱性感应电炉的耐火材料为镁砂，粘结剂为硼酸和水玻璃。熔炼工艺 二.炉料和装料 酸性感应电炉由于不能脱磷和脱硫，因此所用炉料必须是低磷和低硫的。碱性感应电炉通过造碱性炉渣能起到脱磷、脱硫的作用，炉料的含磷含硫量可稍高一些，但脱磷、脱硫能力远低于碱性电弧炉。熔炼工艺 感应电炉炼钢一般不采用氧化法。由于没有氧化脱碳沸腾精炼的手段，故应减少气体和夹杂物的来源（炉料要求表面无锈、油，）炉料的化学成分应该明确、并要求精确的配料，炉料不应过大或过小，原则是使炉料装的紧实，以利导磁和导电。熔炼工艺 为了加速炉料的融化，一般来说，大炉料应装在在坩埚壁的附近，小炉料在中间部分或在炉

6、底，因为靠近坩埚壁处炉温高，中心部分和炉底部分炉温较低，大炉料的空隙中间用小块料充填。熔炼工艺 三. 融化 炉料装好后开始通电熔化。刚开始10min内用较小功率通电，以防电流波动太大，之后，电流趋于稳定，就可用大功率熔化，直至炉料熔清为止。熔炼工艺 当大部分炉料熔化以后，加入造渣材料u酸性造渣材料：造型用新砂65%，碎石灰15%，氟石粉20%。也可用碎玻璃造渣。u碱性造渣材料用石灰80%和氟石20%。熔炼工艺 四.脱氧出钢 采用不氧化法炼钢时，炉料熔清后就可以进行脱氧。一般采用将脱氧剂（锰铁、硅铁）直接加入钢液中进行脱氧（沉淀脱氧）的方法。脱氧以后，进行化学成分的调整，然后插铝进行终脱氧。脱氧后，停电，倾炉出钢。熔炼工艺 五.合金钢的冶炼 感应电炉不氧化法炼钢过程中合金元素的氧化烧损较少，适宜于熔炼各种合金钢，但酸性感应电炉不适合熔炼高锰成分的钢种，是由于熔炼过程中产生大量的MnO是碱性氧化物，会严重腐蚀酸性炉衬。碱性感应电炉不氧化法适于炼各种合金钢。 炉渣的作用：u收集与清除钢液中的杂质。钢液中的杂质来源有炉料中的杂质，金属元素被氧化而生成的氧化物，以及被侵蚀或碰掉的炉衬材料。与造渣材料化合成为炉渣时，密度较低，