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电弧炉冶炼操作(铸钢王继朋)

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55^65%)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98%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)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0.10〜0.30%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1〜2%(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。

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2〜3%碱度R=2.0-3.5。

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152〜1550C,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)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1〜2Kg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2.5〜3%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/S2OS原期碱度应保持在2.5〜3。

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2〜3min根据冶炼钢种的不同按纯钢0.7〜1Kg 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>2.5O3)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95%,求锰铁补加量?解:锰铁补加量=1500(0 90%<(0.75-0.38)%/(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,收得率为95%求锰铁补加量?解:锰铁补加量=1200(0 90%(11.6-0.50)%/(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。

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