5.2.1 补炉
1）影响炉衬寿命的“三要素”
炉衬的种类、性质和质量； 高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀； 吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。
2）补炉部位
炉衬各部位的工作条件不同（图4-1、图4-2） 损坏情况也不一样。炉衬损坏的主要部位如下：
炉壁渣线 受到高温电弧的辐射，渣、钢的化学 侵蚀与机械冲刷，以及吹氧操作等损坏严重；
从送电起弧至电极端部下降到深度为d电极为 点弧期。
此期电流不稳定，电弧在炉顶附近燃烧辐射， 二次电压越高，电弧越长，对炉顶辐射越厉害， 并且热量损失也越多。
为保护炉顶，在炉上部布一些轻薄料，以便 让电极快速进入料中，减少电弧对炉顶的辐射。
供电上采用较低电压、较低电流。
• 穿井期
点弧结束至电极端部下降到炉底为穿井期。 此期虽然电弧被炉料所遮蔽，但因不断出现 塌料现象，电弧燃烧不稳定。 注意保护炉底，办法是：加料前采取外加石 灰垫底，炉中部布置大、重废钢以及合理的炉型。 供电上采取较大的二次电压、较大电流，以 增加穿井的直径与穿井的速度。
熔化过程 点弧期
电极位置 送电 → d极
穿井期
d极→ 炉底
主熔化期
熔末升温 期
炉底 → 电弧 暴露
电弧暴露 → 全熔
必要 条件
保护 炉顶
保护 炉底
快速 熔化
保护 炉壁
办
较低电压 较低电流
较大电压 较大电流
最高电压 最大电流
低电压、 大电流
法 炉顶布 轻废钢 石灰垫底
水冷+ 泡沫渣
图5-5 典型的供电曲线
渣线热点区 尤其2＃热点区还受到电弧功率大、 偏弧等影响侵蚀严重，该点的损坏程度常常成为 换炉的依据；
出钢口附近 因受渣钢的冲刷也极易减薄；
炉门两侧 常受急冷急热的作用、流渣的冲刷及 操作与工具的碰撞等损坏也比较严重。
图5-1 槽出钢电炉炉衬情况
图5-2 EBT电炉炉衬情况
3）补炉方法
补炉方法分为人工投补和机械喷补，根据 选用材料的混合方式不同，又分为干补和湿补 两种。
• 熔末升温期
电弧开始暴露给炉壁至炉料全部熔化为熔末 升温期。
此阶段因炉壁暴露，尤其是炉壁热点区的暴 露受到电弧的强烈辐射（图5-4）。
应注意保护炉壁，即提前造好泡沫渣进行埋 弧操作，否则应采取低电压、大电流供电。
各阶段熔化与供电情况见表5-1。 典型的供电曲线如图5-5。
表5-1 炉料熔化过程与操作
目前，在大型电炉上多采用机械喷补，机 械喷补设备有炉门喷补机、炉内旋转补炉机， 机械喷补补炉速度快、效果好。
补炉的原则是：高温、快补、薄补。
4）补炉材料
机械喷补材料主要用镁砂、白云石或两者 的混合物，并掺入磷酸盐或硅酸盐等粘结剂。
5.2.2 装料
目前，广泛采用炉顶料罐（或叫料篮、料 筐）装料（图5-3），每炉钢的炉料分1～3次加入。 装料的好坏影响炉衬寿命、冶炼时间、电耗、电 极消耗以及合金元素的烧损等。因此，要求合理 装料，这主要取决于炉料在料罐中的布料合理与 否。
（1）熔化期的主要任务 将块状的固体炉料快速熔化，并加热到氧化温度； 提前造渣，早期去磷，减少钢液吸气与挥发。
（2）熔化期的操作 合理供电，及时吹氧，提前造渣。
1）炉料熔化过程及供电
装料完毕即可通电熔化。 炉料熔化过程见图5-4，基本可分为四个阶段 （期），即点弧、穿井、主熔化及熔末升温。
•点（起）弧期
2021/2/9
东北大学/阎立懿
3
2）双渣氧化法
又称氧化法，它的特点是冶炼过程有正常的 氧化期，能脱碳、脱磷，去气、夹杂，对炉料 也无特殊要求；还有还原期，可以冶炼高质量 钢。
目前，几乎所有的钢种都可以用氧化法冶 炼，以下主要介绍氧化法冶炼工艺。
5.2 电炉传统冶炼工艺
传统氧化法冶炼工艺是电炉炼钢法的基础。 其操作过程分为：补炉、装料、熔化、氧化、 还原与出钢六个阶段。因主要由熔化、氧化、还 原期组成，俗称老三期。
现场布料（装料）经验：下致密、上疏松、 中间高、四周低、炉门口无大料，穿井快、不搭 桥，熔化快、效率高。
图4-3 电炉装料情况
5.2.3 熔化期
传统冶炼工艺的熔化期占整个冶炼时间的 50%～70%，电耗占70%～80%。因此熔化期的长 短影响生产率和电耗，熔化期的操作影响氧化期、 还原期的顺利与否。
第五章 电炉炼钢冶炼工艺
电炉炼钢冶炼工艺 钢液 的 合 金 化
第五章 电炉炼钢冶炼工艺
电炉冶炼操作方法 电炉炼钢冶炼工艺 钢液 的 合 金 化
5.1 电炉冶炼操作方法
～一般是按造渣工艺特点来划分的，有单渣氧化法、 单渣还原法、双渣还原法与双渣氧化法，目前普遍采用后 两种。
1）双渣还原法 又称返回吹氧法，其特点是冶炼过程中有较短的氧化 期（≤10min），造氧化渣，又造还原渣，能吹氧脱碳，去 气、夹杂。但由于该种方法脱磷较难，故要求炉料应由含 低磷的返回废钢组成。 由于它采取了小脱碳量、短氧化期，不但能去除有害 元素，还可以回收返回废钢中大量的合金元素。因此，此 法适合冶炼不锈钢、高速钢等含Cr、W高的钢种。
3）提前造渣
用2%～3%石灰垫炉底或利用前炉留下的钢、
渣，实现提前造渣。这样在熔池形成的同时就有
炉渣覆盖，使电弧稳定，有利于炉料的熔化与升
温，并可减少热损失，防止吸气和金属的挥发。
由于初期渣具有一定的氧化性和较高的碱度， 可脱除一部分磷；当磷高时，可采取自动流渣、 换新渣操作，脱磷效果更好，这样为氧化期创造 条件。
• 主熔化期
电极下降至炉底后开始回升时，主熔化期开 始（图5-4）。随着炉料不断的熔化，电极渐渐上 升，至炉料基本熔化，仅炉坡、渣线附近存在少 量炉料，电弧开始暴露时主熔化期结束。
主熔化期由于电弧埋入炉料中，电弧稳定、 热效率高、传热条件好，故应以最大功率供电， 即采用最高电压、最大电流供电。
主熔化期时间占整个熔化期的70％以上。
2）及时吹氧与元素氧化
熔化期吹氧助熔，初期以切割为主，当炉料 基本熔化形成熔池时，则以向钢液中吹氧为主。
吹氧是利用元素氧化热加速炉料熔化。当固 体料发红（～900℃）开始吹氧最为合适，吹氧过 早浪费氧气，过迟延长熔化时间。
一般情况下，熔化期钢中的Si、Al、Ti、V等 几时Ｃ氧化 10%～30%、Fe氧化2%～3%。