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电弧炉炼钢的传统操作方法

氧化法氧化法

氧化法是电弧炉炼钢的传统操作方法。电炉炼钢主要利用电弧热,在电弧作用区,温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期,在炉内不仅能造成氧化气氛,还能造成还原气氛,因此脱磷、脱硫的效率很高。

氧化法的特点是兼有氧化期和还原期。又称双渣法。采用该方法炼钢,金属料选用的范围比较宽,各种废钢均可使用,对废钢铁料的质量如锈蚀和硫、磷含量等要求不严格。

基本信息

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中文名:氧化法

外文名:oxidation process

性质:技术

使用方法:化学方法

一级学科:工程技术

二级学科:冶金技术

电炉炼钢

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电炉炼钢主要利用电弧热,在电弧作用区,温度高达4000℃。冶炼过程一般分为熔化期、氧化期和还原期,在炉内不仅能造成氧化气氛,还能造成还原气氛,因此脱磷、脱硫的效率很高。

此类炼钢炉即电炉种类有电弧炉、感应电炉、电渣炉、电子束炉、自耗电弧炉等。通常说的电炉钢是用碱性电弧炉生产的钢。

电炉钢多用来生产优质碳素结构钢、工具钢和合金钢。这类钢质量优良、性能均匀。在相同含碳量时,电炉钢的强度和塑性优于平炉钢。电炉钢用相近钢种废钢为主要原料,也有用海绵铁代替部分废钢。通过加入铁合金来调整化学成分、合金元素含量。

以废钢为原料的电炉炼钢,比之高炉转炉法基建投资少,同时由于直接还原的发展,为电炉提供金属化球团代替大部分废钢,因此就大大地推动了电炉炼钢。世界上现有较大型的电炉约1400座,电炉正在向大型、超高功率以及电子计算机自动控制等方面发展,最大电炉容量为400吨。

由于大容量的炉子热效率高,可使每吨钢的电耗减少,同时,也使吨电炉炼钢钢的平均设备投资也大大降低,钢的成本下降,劳动生产率提高。如一个容量为320t的炉子与一个1.5t的小炉子相比,生产率相差l00倍以上。在某些特殊情况下,要求大量优质钢水时,只有采用大容量电弧炉才能满足要求。所以世界上许多国家采用大容量电弧炉。180t以上的电弧炉有30座以上,其中最大的为400t。我国宝钢的电弧炉容量最大,为150t。

氧化法特点简介

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氧化法的特点是兼有氧化期和还原期。又称双渣法。通过向熔池中加铁矿石和吹氧,使钢液中碳、锰、硅、硫、磷等元素氧化,生成一氧化碳气体和氧化物夹杂,一氧化碳逸出造成钢水、炉渣的沸腾,使钢中气体析出,氧化物夹杂随之进入渣,达到净化钢水的目的。采用氧化法炼钢,金属料选用的范围比较宽,各种废钢均可使用,对废钢铁料的质量如锈蚀和硫、磷含量等要求不严格。

氧化法操作方法

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氧化法的操作方法是:熔清后将铁矿石分批加入炉内(或吹氧气),熔池开始沸腾,钢液温度逐渐升高,脱碳反应开始,一般要求脱碳量在0.3%~0.4%左右,脱碳速度要均匀,保持在0.01%~0.02%/min,因此在配金属料时要多配些碳量,可采用增加生铁比例或配加电极碎块。因脱碳是吸热反应,熔池中需要有一定的其他元素(硅、锰等)含量,使硅、锰氧化放热以供给脱碳反应所需的热。在操作时要密切注意炉渣碱度和流动性,随时用造渣剂加以调整,良好的标志是沸腾渣液能自动从炉门口溢出,达到去磷效果。矿石用量约为40kg/t,每批加入间隔时间为5~10min,氧用量根据脱碳情况决定。取钢样分析化学成分,当碳不高于规格下限,磷小于规定,温度合适,扒去全部氧化渣。进入还原期。再造高碱度还原渣,即还原期操作同一般电弧炉炼钢操作相同。

氧化法的缺点

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电弧炉氧化法炼钢的全过程,其冶炼时间不能大幅度缩短,往往由于熔清钢液时,磷超出规格范围。众所周知,钢液除磷的一个重要条件是温度不能太高.可是,温度不高,碳就不能氧化,这将使熔池不能沸腾,因而造成钢液中的气体和夹杂物无法去除。这一连串的问题告诉我们,只有趁温度不高,先把磷去掉,才能进行下一步操作。于是不难想到,若配料中不带入多余的磷,一开始就能加大送电功率,加快升温.配料带入多余的磷主要是:一般厂家没有充足的低磷生铁,往往使用高磷(0.15%~4%)生铁来配碳,致使熔清的钢水含磷量超出规格下限(0.04%~0.06%);加上还原期的回磷量,氧化期一般要除掉。0.05%左右的磷才能炼出含磷合格的钢水。

改进方法

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“熔、氧、还”结合的快速炼钢法是在用固体燃料配碳的基础上提出的.这种方法的主要特点是:熔、氧、还三期没有明显的界限,各期的任务都能提前完成。如:除磷提前在熔化期完成;由于氧化渣中含有碳粒,能在高温吹氧脱碳的条件下保持渣的弱氧化性,减轻脱氧任务。弱氧化性渣只扒除少部分,具有返回吹氧法冶炼优点。其操作要点如下:

1用固体燃料代替生铁配碳,将其装在炉底中央,其上覆盖垫底石灰2.5%~3%,然后再装金属炉料。

2熔池形成后,电极回升并吹氧助熔。然后,分批加入切割浇冒口的氧化钢渣碎块和石灰,适当流渣去磷。熔至90%时便可搅拌取样分析碳和磷。

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