电弧炉冶炼操作(铸钢王继朋)

1、电弧炉冶炼操作冶炼前的准备工作原材料的准备1. 废钢的要求1）废钢根据化学成分不同分类堆放（主要是高合金钢与普通碳素钢、高合金钢与不同 种类的高合金钢）。1）废钢应清洁，少锈，少油污及无泥砂，有色金属及爆炸物禁止入炉。废钢尺寸应适合与装料，就我车间实际操作。细长料长度应不大于1.2mm块状炉料边 长不大于800mm重型废钢单重不大于3吨为宜,过大的炉料应先切割后入炉。1）浇冒口及废铸件上的粘砂及浇汤道需清理砂子及砖块后入炉，以免不导电而致石墨 电极折断及炉衬的侵蚀。1） 增碳（炼钢）生铁必须有详细化学成分，以便还原期增碳使用。2. 对合金的要求1）熟知各种合金的化学成分及含量，加入方法和加入时

2、间。注：常用合金材料性能及 加入。硅铁：主要用于脱碳剂及合金化。硅铁中的杂质为P, Al等。力叭时间一般为还原期稀 薄渣形成后加入，含量一般75%，回收率 95%左右。锰铁：主要钢液的脱氧及合金化。锰铁中含P量比较高（炼氧化法Mn 13寸往往P过高即此原因）。力叭时间扒渣后随同造渣材料一起加入炉内。 含量70-78%回收率98%右。铬铁：合金化，可分为高碳铬铁，中碳铬铁，低碳铬铁及微碳铬铁。含量5565%回 收率98%右。P、S含量不高。钼铁:合金化，钼铁属难熔合金，力叭时间在装料时同炉料一起装入或在熔化期及氧化 前期力叭。为节约用量，一般在熔毕样分析成分结果出来后按计算加入，并及时 吹氧，使

3、其完全熔化。钼铁加入时会产生沸腾现象（称为钼沸腾）。力口料时应将 炉体向后摇起，加料人员站在路门侧面。含量50-58%回收率983以上（按 100% 计算）。镍：还原期（后期）力叭，含量99%以上,回收率100%2）铁合金加入炉中以前需要烘烤（以除去水分及部分合金所含氢较高）,块度适中。3、造渣材料1）石灰（见表）名称化学成分%CaQ不小于SiQMgQ FeQ+AlQ S不大于HO一级石灰9021.530.080.5二级石灰8542.040.101.0块度要求20-80m。粉末原则上不超过5%（S<0.15%2）萤石。是由萤石矿直接开采而得。改善炉渣流动性而不降低碱度，可增强渣钢面反 应

4、能力，对脱去钢液中的PS有利。要求CaF含量越高越好，而SiO含量要低。CaF>85% SiQ<4%块度2（50mm入炉前干燥。补炉及装料送电1、补炉1）补炉采用热补方式。车间补炉是采取铁锹投补方法。操作要点：对准炉衬冲蚀严重 的地方快速、准确、薄补的原则。补炉人员站在镁砂盘上时必须系好安全带，地面要有 人监护。 凉补炉时注意将补过的地方补炉料踩实，大补炉后最好用薄铁皮覆盖后在装 料。2）出钢槽修补用补炉料，保证平整。烘烤干燥。确保在出钢过程中不散流，不翻浪。（目的：减少在出钢过程中钢液吸气）2、装料1）对配好的炉料检查核对。并考虑上一炉所冶炼的钢种对本炉钢的化学成分影响情况。（如

5、上一炉为Mn1）注: 我车间现料源熔清后几乎无碳（无配碳生铁）。因此在装料前必须进行废电极块或蓝碳未配碳，配碳量根据所冶炼钢种高0.100.30%己入。2）装料前根据炉况力叭适量石灰，力叭量为炉料总量的12%（目的：护炉、提前造 渣）。3）装料原则，上松疏，下致密，中间高，四周低。炉门口处无大料。大块重料装炉底， 上面轻薄小料。3、送电1 ）送电前再一次检查炉内料状况，电极下方是否有不导电材料（炉料上有大面积砂子， 砖块、石棉等）。如有时必须处理或将炉壳稍错开，保证电极导电。2）检查电器及机械设备正常，水冷系统，电极长度等。电极短需要早期接换，接电极操作时必须炉顶2人操作，使用电极扳手时2人配

6、合好，用力一致，动作协调，就绪后 炉长指挥送电，无关人员远离炉体。冶炼及操作一、熔化期：（任务：炉料快速熔化为均匀液体，早期脱磷，去除钢液中部分气体及杂质）1）传统熔化期约占冶炼时间一半。这期间电能消耗占总电耗的50%以上。因此，快速 化料是缩短冶炼周期的基本条牛。2）熔化期系用最大电流给电（变压器允许情况下）步骤：（以我车间实际情况）。起 弧阶段,电流应小一点4000Ar6000A之间。穿井阶段及电极回升阶段，电流控制9000* 11000A之间。低温区炉料熔化阶段电流控制应为最大。女口下图；起弧阶段 穿井阶段 电极回升阶段低温区炉料熔化阶段3）吹氧祝熔应在电极穿井完成后,炉内可见有熔池形成

7、后进行（送电后约20分钟以后） 专人吹氧，分人配合（一人开关氧气,一人摇炉，一人加料渣）,开关氧气人员根据吹 氧人习惯开氧气大小。开关氧气时速度要慢。4）熔化末期采用自动流渣操作。（炉体前摇自炉门内自动向外流渣）。目的：提前去 除钢液中的部分磷。及时补加新渣料，保证渣液流动性良好。如炉渣过于粘稠用萤石加 以稀释。5）炉料全熔化，搅拌取样进行全分析（具体操作，将搅拌耙杆在炉门口烘干后进入炉 内渣面上蘸好渣，防止在搅拌过程中将搅扌半耙熔化掉，顺时间方向推渣数下，在逆时针 方向进入钢液中搅拌，然后用样勺同样蘸好渣后取样。取样方位应基本在熔池正中央）。 全熔后的碳含量应高于所冶炼钢种的含碳量下限要求。

8、二、氧化期：任务（1、继续并最终完成钢液脱磷任务，使钢液中的磷降到规格范围内;2、去除钢液中的气体及非金属夹杂物；3、力n热并均匀钢液温度，一殳高于出钢温度 20C以上）我车间现采取烬氧结合法，所以氧化期不明显。氧化期的具体操作：1、确保渣量，渣量为炉料的23%碱度。保持良好的流动性，且氧化铁 含量要高。脱磷的基本条件：“三高一低”（温度相对要低1521550C,高碱度， 高氧化铁含量，大渣量且流动性好）。2、氧化期最理想采用矿石-氧气综合法氧化，矿石要分批加入，控制好氧化速度。（仅 脱碳时温度应控制相对高点155CC）防止大沸腾。氧气压力不得大于8个大气压。3、氧化顺序上先磷后碳，温度控制上

9、先慢后快；造渣上先大渣量去磷，后薄渣脱碳。（去磷时采取自动化渣操作，并及时补加石灰、萤石、氧化铁等；最后脱碳以吹氧为主）4、良好氧化渣应是泡沫渣，可包住弧光，有利于钢液升温和保护炉衬。冷却后表面呈 油黑色，断头致密而松脆。这表明氧化渣FeO含量高，碱度合适。女口氧化渣表面呈黑色 炉内渣显得很薄，像水面一样，电弧声刺耳。表明FeO含量高，碱度底，这时应补加石 灰（我车间此种情况最常见）。5、氧化期几种常见典型操作： 1）碳高磷高，应在氧化初期，利用熔池湿度偏低时集中 脱磷，并在脱磷的过程中逐渐升温，为后期脱碳创造条件。 2）碳高磷低，温度适当控 制高一点，集中吹氧降碳，及时流渣并补充渣料。 3）

10、碳低磷高，温度控制偏低一点， 采用大渣量吹氧，加矿（氧化铁皮），自动流渣及时补充渣料，必要时扒渣重造新渣。 磷达要求范围后采取增碳操作。 4）碳低磷低（略）。6、氧化末期搅拌取样进行全分析（操作同熔化期），使熔池进入净沸腾（也称清洁沸 腾。具体操作，按吨钢12Kg加入锰铁，保持熔池平静）。并调整难熔不氧化合金元 素成分至下限（比如M0。具备扒渣条件时即可进行扒渣（操作要点：迅速，平稳， 彻底。当扒渣到后期渣量少而稀薄的情况下，可视情况短时间下插 2#3#电极浅入钢液， 使渣液很快集中于炉门口附近，迅速扒除）。7、增碳多是脱碳量不足或终脱碳过低所致，它是一种不正常操作。因为增碳易使钢液 中气体和

11、夹杂物增加，既浪费原材料，又延长冶炼时间，所以尽量避免。常见增碳方法 有：1）补加生铁增碳。2）停电插电极增碳。但插电极增碳消耗电极量大，一般不提倡。3）扒渣增碳，最常用增碳方法。操作：必须将熔渣扒干净，增碳剂（焦粉；蓝碳末） 加入后要用耙子在液面上进行充分推擀，促使钢液对碳的吸收。三、还原期及出钢： 还原期的基本任务：1）脱除钢液中的氧。2）脱除钢液中的硫3）调整化学成分，使其 满足规格要求。4）调整钢液温度，为正常浇注创造条件。脱氧操作：1、沉淀脱氧（直接脱氧）。扒除氧化渣后，迅速将块状脱氧剂，如硅铁，锰铁和铝饼 等脱氧剂直接投入（插入）钢液中，然后造还原稀薄渣，此法速度较快，可缩短还原时

12、 间，但脱氧产物易形成钢中夹杂。2、扩散脱氧（间接脱氧）。还原稀薄渣形成后，将脱氧剂（一般以粉状脱氧剂为主）， 加在渣表面上，通过降低渣中的氧含量来达到钢液的脱氧，扩散脱氧的产物不沾污钢液， 但时间长，对降低电耗和炉衬使用提高不利。3、综合脱氧。即是将上述二种脱氧方法的综合运用，克服了各自得缺点，集中优点来 完成钢液的脱氧任务。我们车间全采用综合脱氧方法。4、白渣脱氧。操作：扒除氧化渣后，迅速加入稀薄渣料，尽量减少钢液吸气与降温，渣料比例石灰：萤石二齐4:1,渣量为炉料的2.53%渣料加入前加入块状脱氧剂预脱氧，薄渣形成后调入各种合金，然后分批加入扩散脱氧剂；第一批应多一些，其他各 批根据炉内

13、状况加入,每批加入前,应对渣进行推渣搅拌,适时补加石灰,保持炉渣一 定的碱度，总渣量控制为炉料的48左右扩散脱氧剂一般指焦炭粉，硅铁粉，硅钙粉等。我们现用的合成精炼剂。碱度=碱性氧 化物：酸性氧化物。即：R= CaO/S2还原期碱度应保持在2.53。5、脱氧效果检验。多采用经验判断法，脱氧杯观察法和化学分析法。经验判断法根据 炉渣的颜色判断脱氧好坏。女口果渣白且保持时间长而稳定，表明渣中（FeO含量低， 这时可判断为钢液脱氧良好。脱氧杯观察法（常用），将钢液轻轻注入清洁、干燥、圆 形的高筒杯中，凝固后表面平静或有不同程度的收缩，说明脱氧良好；如凝固过程中冒 出一束束火花或凝固后不但不收缩，反而

14、上涨，突起现象，这既脱氧不好。见图；（化 学分析法取渣样化验炉渣中的FeO含量）脱氧良好脱氧不良6、终脱氧多采用铝在出钢前23min根据冶炼钢种的不同按纯钢0.71Kg 插入钢液中，多采用出钢过程中抛投到钢包内。低碳钢取上限，高碳及低合金废钢取下 限。钢液脱硫。掌握好以下四方面: 1）高温,脱硫反应属吸热反应，高温有利于进行。2） 炉渣碱度要高，不小于2.5即2.5O 3）渣量要大且流动性要好。4）炉渣中FeO含量 要低。钢液成分的调整常见单一元素在钢中的作用。碳能影响规定钢的各种物化性能及力学性能。如强度， 塑性及焊接性能，对钢的淬火，退火等热处理有直接影响。硅常用作还原剂和脱氧剂， 存在于

15、钢中提高固溶体强度，提高钢的抗腐蚀性，屈服极限。锰能消除和减弱钢因硫引 起的热脆性，增加钢的淬透性。还原期合金补加公式：补加量钢水量（规格控制-化验分析）/ （合金含量回收率%）例：冶炼50Mn已知装料15t,炉料综合收得率为90%还原分析锰含量为0.38%现控制为0.75%，用含量 72%锰铁，收得率9 5 %，求锰铁补加量？解：锰铁补加量） %/（72% 95% =73K（为操作方便，一 般合金加入取整数）高合金钢合金用量对元素控制成分的影响合金补加（减法本身）例:冶炼Mn13已知装料（氧化法）12t,炉料综合收得率为90%取样分析Mn含量为0.50%控制Mn含量为11.6%用含锰72%铁

16、，收得率为95%求锰铁补加量？解：锰铁补加量=1200（0 90%（） %/（72%95%-11.6）=2110K/实际加入中应考虑到元素的氧化及烧损量）钢液重量的校验（在冶炼过程中往往出现炉料重量不准情况，或炉料杂质多，钢液 量波动较大，可惜调镍调钼元素的办法校验钢液重量）因镍、钼基本不氧化。例:往炉中力口入钼铁15Kg钢液中的钼含量由0.20%增到0.25%已知钼铁含钼量为50%求炉中钢液的实际重量？解：炉中钢液实际重量（15X0.50% /（0.25%-0.20%）=15000Kg钢液成分不正常常见处理：如果配料、装料准确及工艺合理操作正确，钢液成分极少出现不正常情况。但有时 因某个环节

17、贻误而造成不正常情况应妥善处理。主要指钢中元素含量高出控制规格，在 冶炼过程中，为了避免元素含量超标，往往采用低控制的操作，然后在出钢前进行适量 的补加和调整，做到谨慎稳妥，对于可以改钢种使用的改钢种；如不可以的只能进行钢 液的重新氧化及还原。如：残余镍高（镍元素不氧化），残余镍超出规格不多，炉内还 可以再装料时，计算后在补加不含镍元素的废钢，生铁等；残余量过多，改冶炼含镍较 高钢种或倒出部分钢水后再加料冶炼。防止措施：1、加强料场管理。2、提高化验分析正确性和补加合金准确性。3、在冶炼 高合金钢后下一炉适当安排含有本元素的钢种。（因为炉内剩余钢水及炉盖，炉壁处的 渣钢均匀使下一炉该元素增加）

18、。还原期磷高，如还原期发现磷高就得重新氧化，可加 小块矿石及补加白灰，加入氧化铁皮及氧气吹渣面,切使温度不可过高（小于1550C）, 采取流渣换渣操作，当磷降低后，扒除全部渣液，重新造渣还原。出钢出钢是炉前冶炼操作的最后一项，但必须具备条件后方可出钢。要求：（1）化学 成分全部进入控制规格。（2）出钢温度合乎要求（低碳钢及低碳含铬钢温度相对高点， 高碳钢温度要低点）。（3）钢液必须脱氧良好。（4）出钢时要求白渣出钢，忌氧化性 渣及电石渣出钢，除此之外，提前准备好钢包，保证设备运转正常，并使出钢口畅通， 出钢槽干燥，并干净等。出钢方式多采用大口喷吐，钢渣混冲（这种出钢方式的优点是 钢液能够将熔渣

19、较好的保护，既减少了钢液的降温，又可控制钢液的二次氧化及吸气。 有利于夹杂物上浮与去除，可进一步脱除钢液中的氧和硫）。出钢必须停电，严禁带电 出钢，并抬高电极（防止增碳），缩短出钢时间。出钢完后，应往包内塞杆附近渣面上 加上碳粉或保温剂（保温渣）。使渣子不至于硬结而影响塞杆升降，对于高温钢液或碱 度低的稀渣，应往塞杆周围加些石灰，以降低这部分的渣温或使其变稠。电炉钢的浇注浇注是电炉炼钢的基本组成部分,任务是将温度合适的优质钢浇注成良好的钢锭及 各种规格的异型钢件 电炉冶炼的钢种都是镇静钢，均是脱氧相当完全的钢液 因此在 浇注模或型腔内不再发生明显的反应,也没有气体明显逸出的现象，所以钢液的凝固

20、过 程比较平静。钢包也叫盛钢桶，它的作用除了盛容和搬运钢液外，更主要是在出钢时，通过渣钢 在包内激烈搅拌使钢液得到充分的渣洗。钢液不能出地过满，应离包沿不少于200mm 的安全空间。浇注前钢液要在钢包内有足够的镇静时间，使的气体排出，并使各种非金 属夹杂物上浮进行清洁钢液，改善钢的质量。出钢前钢包要进行充分烘烤，新修砌的 钢包通常要烘烤8小时以上，冷却后使用前再一次烘烤。塞杆（我车间使用塞杆水口浇 注）由杆芯、袖砖、塞头砖和压紧螺母组成。塞头砖同水口砖一起组成钢包的开闭装置， 为了避免发生粘掉塞头事故，在使用时一般采取两者不同的材质。控制浇注温度就必须控制好出钢温度。浇注时采取低温快浇、高温慢

21、浇的原则。快 速充型，小流补缩。钢锭浇注过程中不得断流，断流会使钢锭产生截痕，破坏了金属的 连续性，当轧制、锻造时可能会发生断裂。举例几种常见代表性的钢的冶炼ZG35#化学成分含量 C:0.32%-0.42% Si:0.20%-0.45% Mn:0.50%-0.80% SP 不大于0.040%需钢水15吨，炉料装入量应为16.8吨（炉料回收按89%采取熔氧 结合，快白渣法快速冶炼操作。女口第二炉冶炼此钢。当第一炉出完钢后需补炉（热补）。操作：将拌好的补炉料 堆放于镁砂盘上并确认挂好,补炉人系好安全带后站在镁砂盘上用铁锹进行投补,地面 需有人扶好镁砂盘并对补炉人监护。补炉时不能将补炉料投到残余钢

22、水或渣面上,对准 炉体烧损部位做至V准确、快速、薄补。向炉底加入250Kg左右石灰，装入一次料。炉 料配碳至熔清0.503左右（熔化期碳烧损量一殳为40%-60,%故配碳应配至1.00%。生铁配碳则需生铁1680（X （1.00%-0.20%/4%=3360Kg）.20%为废钢平均含碳量，4% 为生铁平均含碳量）。其余用废钢配足料。若用石墨电极块或蓝碳末配碳。贝吩别需要 200Kg左右、300K左右。将炉料压平，接、放好电极，炉体开入堵好出钢眼后便可送 电。送电熔化约40分钟后吹氧熔助5-10分钟至可装二次料。二次料装入时由炉长指挥 装料，无关人员远离炉体。并关好配电室窗户。迅速装完后即给电。

23、当炉料基本全落入 钢水进行吹氧（熔-氧结合）。炉料全熔清后，将炉投前摇，边吹氧边流渣操作，并及 时补加石灰，保证一定的渣量。至钢液温度大于1550C停止吹氧并取样分析。样结果 出来后看C P结果进行下一步操作。一殳分三种情况：碳高、磷高；碳高、磷低； 碳低、磷低。 操作：采用小电流（电流不大于5000A力口入氧化铁皮，氧气吹渣面并流渣操作， 及时补加石灰萤石,必要时扒除氧化渣,重造新渣。钢液温度不可过高。然后取样分析。 C P合格后进入扒渣还原。 操作：采用大电流，迅速提升钢温，直接合格后进入扒渣还原。 操作：大电流迅速提升钢液温度1600C。扒除氧化渣后进行钢水面上用增碳剂 吹氧降碳。吹氧管

24、插入钢水中。氧气压力适当高些。然后取样分析C （焦粉、蓝碳末） 增碳。力口入造渣材料（石灰及萤石，力口料及加合金时，人应站在炉门两侧，防止钢液溅 出烫伤）,加入量为炉料的2%E右（300Kg ,并加入锰铁，采用大电流给电后在渣面 上均匀洒硅铁粉约50Kg精炼剂100K（快白渣操作）。渣料全溶后用扒渣耙轻推渣面， 此时加入硅铁视情不断加入适量精炼剂。稀薄白渣形成后即可进行取还原样操作。搅拌 不得少于三耙子。取样时样勺头应垂直于钢水面入钢水，至取样点（熔池中心点部位） 后翻转样勺，将盛满钢液样勺轻拿出钢面，注意不要碰到炉门及其他地方，防止钢液洒 出烫伤人。至样模前需插铝丝进行脱氧后慢慢注入样模。样

25、勺内剩余钢水应轻轻倒回炉 内。还原样分析结果出来后根据具体情况进行下一步操作。如果碳低较多（0.05% , 可采取下插电极增碳方法（插电极时应注意电极不可插至沪底，以免电极折断）;若碳 低在0.05%内,可下插电极增碳亦可炉后出钢时钢包内增碳操作。并调整合金元素成分 （Si、Mn合金补加见前面公式）调整好钢液温度（1600C-1630C）,在脱氧杯中观察 脱氧良好后即可出钢。在出钢过程中顺钢流抛投铝饼10Kg左右。出钢及钢包增碳过程 中一人摇炉，一人把持钢包，一人增碳。其他人员远离。出钢完毕后，需在钢包中取出 成品样并测温，包内温度应为157CT-1600C。渣面撒保温渣。浇注前钢水应在包内镇 静5-8分钟后进行浇注。ZG35CrMo 化学成 分含量 C:0.30%-0.40% Si:0.20%-0.40%Mn:0.50%-0.80% Cr:0.80%-1.10%Mo:0.20%-0.30%、S不大于0.040%要钢水量15吨，炉料装入量 为16.5吨（炉料回收按89%计,后期需补加合金约300公斤）冶炼方法采取烬氧结合， 快白渣法快速冶炼操作。在烬氧末期取样分析后按规格下限加入钼铁，（因钼铁合金 属难熔合金且不氧化，比重较大的贵重合金）,力叭时需注意发生沸腾。加入后立即用