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電爐煉鋼的優點及煉鋼步驟

發布日期: 2021-03-22 11:10:43    閱讀量(224)    作者:

電弧爐煉鋼的主要特征及特點

  • 以廢鋼鐵或粗鋼為主要固體料,不需要一套龐大的煉鐵和煉焦系統;
  • 原料使用范圍廣,在生產調度上適于短時間、間歇式生產;
  • 利用電能使其熔化(重熔)及升溫,易獲得高溫,調溫方便而準確,有利于冶煉各類鋼種;
  • 爐內氣氛(氧化、還原、中性)、真空度、壓力可調控;合金收得率高,成分易于調整且控制范圍窄;
  • 品種適應性廣、質量好,可冶煉含P、S、O低的各種類型的優質鋼和合金鋼;
  • 設備較簡單,工藝流程短,占地面積小,基建費用低,投產快,易控制污染;
  • 消耗電能大,[N]、[H]高;
  • 生產率比轉爐低,電極、耐材等消耗比其他冶煉方法高。

電爐煉鋼的步驟:

一、加料

向電爐加入鐵水或廢鋼等原材料的操作,是電爐煉鋼操作的第一步。

二、造渣

調整鋼、鐵生產中熔渣成分、堿度和粘度及其反應能力的操作。例如吹氧操作是為了生成有足夠流動性和堿度的熔渣,能夠向金屬液面中傳遞足夠的氧,以便把硫、磷降到計劃鋼種的上限以下,并使吹氧時噴濺和溢渣的量減至最小。

三、出渣

電弧爐煉鋼時根據不同冶煉條件和目的在冶煉過程中所采取的放渣或扒渣操作。如用單渣法冶煉時,氧化末期須扒氧化渣;用雙渣法造還原渣時,原來的氧化渣必須徹底放出,以防回磷等。

四、熔池攪拌

向金屬熔池供應能量,使金屬液和熔渣產生運動,以改善冶金反應的動力學條件。熔池攪拌可藉助于氣體、機械、電磁感應等方法來實現。

五、脫磷

減少鋼液中含磷量的化學反應。磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為"冷脆"。鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045%,優質鋼要求含磷更少。

六、電爐底吹電爐底吹

通過置于爐底的噴嘴將N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等氣體根據工藝要求吹入爐內熔池以達到加速熔化,促進冶金反應過程的目的。采用底吹工藝可縮短冶煉時間,降低電耗,改善脫磷、脫硫操作,提高鋼中殘錳量,提高金屬和合金收得率。并能使鋼水成分、溫度更均勻,從而改善鋼質量,降低成本,提高生產率。

七、熔化期

煉鋼的熔化期主要是對平爐和電爐煉鋼而言。電弧爐煉鋼從通電開始到爐鋼花伴料全部熔清為止、平爐煉鋼從兌完鐵水到爐料全部化完為止都稱熔化期。熔化期的任務是盡快將爐料熔化及升溫,并造好熔化期的爐渣。

八、氧化期和脫碳期

普通功率電弧爐煉鋼的氧化期,通常指爐料溶清、取樣分析到扒完氧化渣這一工藝階段。也有認為是從吹氧或加礦脫碳開始的。氧化期的主要任務是氧化鋼液中的碳、磷;去除氣體及夾雜物;使鋼液均勻加熱升溫。脫碳是氧化期的一項重要操作工藝。為了保證鋼的純凈度,要求脫碳量大于0.2%左右。隨著爐外精煉技術的發展,電弧爐的氧化精煉大多移到鋼包或精煉爐中進行。

九、精煉期

煉鋼過程通過造渣和其他方法把對鋼的質量有害的一些元素和化合物,經化學反應選入氣相或排、浮入渣中,使之從鋼液中排除的工藝操作期。連鑄機出坯連鑄機出坯。

十、還原期

普通功率電弧爐煉鋼操作中,通常把氧化末期扒渣完畢到出鋼這段時間稱為還原期。其主要任務是造還原渣進行擴散、脫氧、脫硫、控制化學成分和調整溫度。高功率和超功率電弧爐煉鋼操作已取消還原期。

十一、爐外精煉

將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個容器中進行精煉的煉鋼過程,也叫二次冶金。煉鋼過程因此分為初煉和精煉兩步進行。初煉:爐料在氧化性氣氛的爐內進行熔化、脫磷、脫碳和主合金化。精煉:將初煉的鋼液在真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫,去除夾雜物和進行成分微調等。將煉鋼分兩步進行的好處是:可提高鋼的質量,煉鋼車間縮短冶煉時間,簡化工藝過程并降低生產成本。爐外精煉的種類很多,大致可分為常壓下爐外精煉和真空下爐外精煉兩類。按處理方式的不同,又可分為鋼包處理型爐外精煉及鋼包精煉型爐外精煉等。

十二、鋼液攪拌

爐外精煉過程中對鋼液進行的攪拌。它使鋼液成分和溫度均勻化,并能促進冶金反應。多數冶金反應過程是相界面反應,反應物和生成物的擴散速度是這些反應的限制性環節。鋼液在靜止狀態下,其冶金反應速度很慢,如電爐中靜止的鋼液脫硫需30~60分鐘;而在爐精煉中采取攪拌鋼液的辦法脫硫只需3~5分鐘。鋼液在靜止狀態下,夾雜物上浮除去,排除速度較慢;攪拌鋼液時,夾雜物的除去速度按指數規律遞增,并與攪拌強度、類型和夾雜物的特性、濃度有關。

十三、鋼包喂絲

通過喂絲機向鋼包內喂入用鐵皮包裹的脫氧、脫硫及微調成分的粉劑,如Ca-Si粉、或直接喂入鋁線、碳線等對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分的方法。它還具有清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態的功能。

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