电弧炉基本操作规程碱性电弧炉氧化法冶炼工艺(一)配料1 炉料比例注:炉料按大、中、小搭配,一般为:大料20%、中小料各40%2配碳炉料的平均含量应满足氧化期中脱碳要求,便于钢水中气体和夹杂物的排除。
注:新修的炉衬易使钢水吸收气体,因此氧化脱碳量应适当增加。
3.炉料及其他化学成分的要求4.补炉材料镁砂粒度:0.8mm;镁砂粉:20/40目;卤水比重:>1.35.铁合金硅铁块:50-100mm:锰铁块:30-80mm6.渣料(二)补炉和装料1.要加强炉体维护,出钢前准备好扒、补炉工具和补炉用的材料(补炉镁砂粒度:0.3mm,卤水调和合适.)出钢后立即撬去假门坎,迅速扒除炉底渣线的残钢残渣。
2.扒完渣后,检查炉子情况,高温下快速补好炉门两侧、出钢口及渣线,要保证出钢口处坡度和熔池形状。
补炉原则:高温、薄层、快补。
3.炉壁损坏严重时,可用镁砂、镁粉、卤水混成团状补之。
4.炉底太浅(上涨)则应在装料前加入小快矿石和萤石侵蚀炉底。
5.装料前应先检查炉体、炉盖、冷却系统、电器设备和机械装置是否正常,如有故障应先排除后装料。
6.为保护炉底,减轻炉底在加料时受炉料的冲击并提前造渣脱磷,在炉底和炉坡处先铺占炉料重2%左右的石灰(当装含磷较高炉料时,可适当加些矿石),然后再装料。
7.装料要合理分布,确保密实不搭桥,顺序是:小→大→中→小,较大料应装于高温区,装炉的铁合金则应避开电弧区,以减少烧损,生铁不要装在炉门两侧,增碳用的电极碎块或焦碳粉应装在炉底石灰之上。
8.为避免开始送电时,电弧不稳,电流冲击过大,可在电极下放焦碳数块以稳定电弧。
(三)熔化期1.按照合理的供电制度,使用大功率融化炉料,缩短熔炼时间,并且通电后,紧闭炉门,清理出钢槽,严堵出钢口。
时刻注意穿井、塌料等现象。
2.溶池形成以后,分批加入石灰、萤石,造流动性良好的流动渣,以利早期去磷,保护钢液,稳定电弧,渣量为装料量的2-3%。
3.炉料溶至70%时,将炉门和炉坡上的炉料及时推入熔池,熔至80%时,可以吹氧助熔,吹氧压力为5-10kg/cm2,切割未熔化的炉料及粘在炉壁及渣线上的炉料。
4.为早期去磷,在熔化末期分批加入小批矿石,其总量根据含磷情况为装料量的1-2%。
5.炉料熔清后,充分搅拌钢水熔池,此时刻取参考试样Ⅰ分析五大元素,取样应在熔池中心处舀取钢水,。
磷高时可带电放渣,出渣后随即加入石灰和萤石造新渣。
6.根据参考试样Ⅰ,C不能满足脱碳要求时,在开始氧化前必须进行增碳。
增碳材料有电极碎、焦炭、无烟煤、(四)、氧化期氧化期任务,脱磷、去除钢水中的气体和夹杂物,把含碳量降低到规格范围内,和提高钢水温度。
1.脱磷的有利条件是高碱度、氧化性强和流动性良好的炉渣,较大的渣量和合适的温度。
视渣况和磷含量,可部分或全部扒除熔化渣,并补造相应的新渣。
2.新渣形式,脱磷量合格,温度大于1500o C(热电偶),方可进行脱碳操作,吹氧管与水平线大约成30O角,插入溶池深度50-150mm,吹氧压力一般为5-10kg/cm2,可随炉中钢水沸腾强弱(火焰大小)来调结供氧压力。
吹氧时要移动吹氧管,以利整个溶池顺利沸腾。
3.矿石脱碳,加矿石分批进行,加矿石速度要保证激烈沸腾不跑钢,加矿石过程可以加入部分石灰,此期间炉渣应呈泡沫状自动流出,矿石用量应根据氧化脱碳量确定,为了使每吨钢水脱碳0.01%需要加入矿石1-1.5kg,一般速度为0.015kg/min。
4.氧化过程如出现镁砂渣,破坏了钢渣的流动性,不利钢水净化应及时更换。
5.氧化脱碳后沸腾减弱,放出部分渣子清洁沸腾,同时取样Ⅱ分析C、Si、Mn、S,当碳含量到达终点碳含量时,可加入一批锰铁,将炉中锰含量调至0.2%以上,降低钢水部分的氧化性。
净沸腾时间为5-10分钟,炉池一半以上的面积呈现均匀而平缓的沸腾,作用在于减少钢水中残留的FeO量。
6.氧化完毕,如水冷系统漏水,则应重新氧化,脱碳量≥0.25%。
7.为使氧化完毕时钢水含碳量达到要求,保证冶炼过程正常进行,在吹氧脱碳过程中要及时判断终点碳含量。
判断方法有:观察火焰,看钢水火花,磨砂轮看碳,看断面。
8.具备下列条件可扒出氧化渣:a.P≤0.015%b.C≤规定下限0.02-0.10%c.温度高于出钢温度30-40℃(热电偶)d.渣面平静,满足净沸腾要求9.试样Ⅱ结果汇报后,迅速拔出氧化渣,操作要快,扒渣要彻底。
10 .扒渣后碳低,可用干燥增碳剂竟面增碳,要求碳钢终点碳数值如下表(仅供参考)(五)还原期1.还原期任务:脱氧、脱硫,调整成分和钢水温度。
扒除氧化渣后,迅速按元素含量的规格,先后加入锰铁、硅铁、插铝(1kg/t)予脱氧,同时造稀薄渣(挡渣)覆盖住钢水表面,减少钢水吸气和降温,渣量为钢水量的2-3%,渣料的组成比例为:石灰:萤石:废耐火砖快=3:1:1,快度:石灰20-50mm,且用最大功率送电。
2.调整炉渣,还原渣有两种:白渣(适于C≤0.35%钢种)、电石渣(适于C ≥0.35%钢种)。
白渣的造渣方法:薄渣形成后,加部分石灰,然后分批加入混合剂(Si-Fe粉或Si-Ga粉为炉料1.0%、碳粉为炉料的0.3%),首批加入混合剂总量的80%强制还原,渣转色后分批加入少量还原剂,以保持炉内还原气氛。
电石渣的造渣方法:C粉6-8kg/t,石灰酌情配入,分两批加入,渣料入炉后,紧闭炉门加大电流还原15-20分钟,渣子变白继续用Si-Fe粉还原至出钢,出钢时要打开炉门让空气大量进入,变成白渣方可出钢。
3.还原期碳量不足时可用无锈低磷、硫生铁增碳,增碳量不得>0.03%。
4.取分析试样Ⅲ时,要强力搅拌两个扒子以上,保证成分,温度均匀,另外每当闭炉前要加入少量还原剂,以维持炉内还原气氛。
5.脱硫,控制钢水较高温度,适当高的炉渣碱度,渣量保持在2.5%-3.5%,渣的流动性好,勤搅拌。
6.调整化学成分,根据试样Ⅲ的分析结果,调整化学成分,含硅量的调整必须在良好的白渣下进行,钢水温度达到或接近出钢温度,调整含硅量应在7-10分钟出钢。
7.出钢温度:钢水必须达到出钢温度才可以进行插铝和出钢,出钢温度由开浇温度和钢水量来决定,碳钢的开浇温度和相应的出钢温度如下:注:温度为热电偶温度,钢水量3吨,结膜时间用ф100×50取样勺测量,出钢温度还应该考虑铸件的大小,和浇注箱数(此表仅供参考)8.终脱氧,当钢水经过充分脱氧,圆杯试取样收缩良好,并且钢水温度达到出钢温度,化学成分合格,可以出钢,方可插铝终脱氧,铝量为0.5kg/t。
(六)出钢1、出钢槽必须干燥、清扫干净,开好出钢口。
2、炉渣和钢水混出,大流量,钢包内随包烘烤Si-Ca块2kg/t,这种方法脱硫率为30-50%。
3、钢水对准钢包中心,避免冲刷包壁和塞杆。
(七)浇注1、浇注时钢包的注口要对正铸型的浇口杯。
2、浇注开始时钢水流量要小一些,而后逐渐开大(钢水流量视铸件大小而定),钢水上升到冒口时要缓一下流,再继续浇到冒口需要的高度,浇注过程中不允许断流。
3、如发生炮火现象时,一方面采取措施堵住,一方面要细流慢注。
4、遇到钢水温度较高时,可少停一会儿(时间不能过长否则容易造成粘塞偷打不开注口的现象)或采取细流慢注。
5、浇注时如发生关不严注口,钢水滴漏的处理方法:如果轻微滴漏时,可用大勺接住钢水,以免掉到铸型中影响铸件质量,如果严重滴漏时,应在铸型外面缓留。
6、浇注完应立即在冒口上加覆盖剂,取下浇口杯(但冒口高于浇口杯时不能立即取下浇口杯,待冷却一段时间后再取)撬掉溢出冒口的钢水。
四、返回吹氧法冶炼工艺(一)、配料1、炉料为本钢种返回料,低磷碳素废钢和该钢种所需的不被烧损的铁合金(镍、钼、铜)组成。
2、本钢种返回料的配入量大约比例为50-60%,控制在熔清时C:0.35-0.45%,Cr8.0-12.0%,其它合金以中线配入。
3、含磷量,包括炉料中含磷量和还原期补加合金所带入的含磷量,即总磷量≤0.035%。
4、渣料、补炉料、还原剂、脱氧剂、铁合金及氩气一切具备齐全,并且干燥(需烘烤一定要烘烤)块状物要有一定块度(参考氧化法冶炼的配料)。
(二)补炉和装料1、用此法炼的钢含合金元素多而且成分价值高、冶炼温度高,故必须在炉体情况良好的状态下冶炼,应尽量避免不补或少修薄补。
中修五炉、新换炉盖及新砌出钢槽不准冶炼。
新包不准装此钢。
因此要求前一炉冶炼低磷钢(成品钢的磷≤0.002%),保护好炉衬托,防止由于冶炼过程中不除磷对钢水增磷。
2、补炉(参考氧化法冶炼)3、应仔细检查电器、机械及冷却系统,调整好电机长度,对氧化过细及易掉落的电机头一定要打掉,防止冶炼过程中掉入熔池使钢水增碳,冶炼工具齐全,保证冶炼过程正常。
4、装料时先在炉底炉坡处加入炉料量1.5%的石灰、相应的增碳电极块(或碳粉),镍板、钼铁等合金避开电弧区放入炉底,钼铁也可以在熔化后期加入炉内。
5、按合理的布料原则装料(参考氧化法冶炼)(三)熔化期1、用允许的最大功率供电。
2、推料助熔,熔化后期加入适量的石灰造渣,并换较低的电压供电,炉料熔化90%以上可以吹氧助熔(如吹氧助熔过早Cr元素损耗大),吹氧压力5-8kg/cm2,助熔后加3kg/t硅钙粉还原初期渣。
3、炉料熔清后,充分搅拌钢水,取钢样(1),分析C、P、Cr、Ni、Mo、Cu 吹氧前要求渣量为炉料量2%左右,如果渣量过大,可扒除部分渣,以保证吹氧脱碳在薄渣下进行。
(四)氧化期1、吹氧脱碳条件:(1)去碳量合格,约≤0.35%(2)Cr:10.0-12.0%,温度≥1600℃;Cr:≤10.0%温度≥1580℃(热电偶)(3)Si≥0.70%,较高碱度(CaO:SiO2=2:3),尽量低的FeO≤1.0%.(4)渣料为装料量的2%左右,流动性良好的薄渣。
2、吹氧前按0.70%补加硅铁以利升温,达到去碳保铬的目的且提高炉渣流动性。
3、开始吹氧不必停电,吹氧管插在三电极之间,深度100-150㎜,吹氧压力12-15 kg/cm2 ,耗氧量24-30m3/t, 当碳焰经炉门及电极孔大量喷出时,立即停止吹氧,抬起电极。
吹氧过程中分批加入Si-Ca粉,吹氧要连续进行不得中断。
4、待碳焰收缩,根据吹氧时间、氧气消耗量及碳焰的收缩情况等判断重终点碳在1.05-0.08%(不宜追求过低的终点碳因为终点碳越低,铬的烧损越大)立即停止吹氧,迅速取样(2)分析C、Cr、P。
(五)还原期1、驱走氧化样后,立即插铝1.5 kg/t ,加Si-Ca块3-4kg/t进行预脱氧,按规格中下限加入金属锰和烤红的铬铁。
所加铁合金不得露在钢水面,一次加不完可留一少部分下次再加,加合金要快,以利于降低炉膛温度和加速合金熔化。
2、合金加入后立即用耙子推动熔池内合金,随之一次加入为炉料量1.0%Si-Ca粉和Si-Fe粉混合还原剂。