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1、第一节 概述 1、炼钢的重要性、目的、要求 1）熔化钢液，达到温度 2）控制成分，碳、硅、锰 3）降低硫、磷，达到要求 4）纯净钢液，清除杂质、气体 2、电弧炉炼钢的特点、应用 特点：1）成分控制容易：不用燃料，炉气容易控制。 2）热效率高 3）易于实现自动控制 4）成本高 应用：大多数应用。第1页/共31页第二节 三相电弧炉的构造和工作原理第2页/共31页一、构造：炉体炉体炉盖炉盖装料机构装料机构电极升降机构电极升降机构倾炉机构倾炉机构炉盖旋转机构炉盖旋转机构电气装置电气装置水冷装置水冷装置第3页/共31页1、炉体第4页/共31页 2、炉盖：第5页/共31页3、装料机构第6页/共31页 4、
2、电极升降机构 图9-1中的5、6、7第7页/共31页 5、倾炉机构：机械驱动、液压驱动 图9-1中的16、17、18第8页/共31页 7、水冷装置：电极夹持器、炉盖圈、 炉 门框、炉门。6、电气装置第9页/共31页第三节 碱性电弧炉氧化法炼钢 氧化法、不氧化法第10页/共31页 一、炼钢工艺要点 工艺过程： 补炉、装料、熔化期、氧化期、还原期、出钢。 1、补炉：卤水+镁砂 要点：炉温高、操作快、补层薄第11页/共31页2、装料： 1）正确选择大中小块料比例 2）装料顺序：）装料顺序： 石灰、小料、大块料、石灰、小料、大块料、 小料、四周中小料、小料小料、四周中小料、小料第12页/共31页 3）
3、布料要求： （1）底紧上松 （2）中心高 四周低 （3） W Mo等放在高温区， 但不能放在电弧作用区以免烧损 4）超装：第13页/共31页3、熔化期 1） 熔化期过程 一阶段：起弧阶段 二阶段：穿井阶段 三阶段：电极回升阶段 四阶段：熔化低温区阶段第14页/共31页 2）熔化期任务： （1）熔化钢液 （2）脱部分磷 （3）防止吸气、金属挥发 （4）达到所需温度 3）提高熔化速度的措施 （1）吹氧助燃 （2）用燃料辅助加热 （3）炉外预热废钢第15页/共31页4、氧化期 1）任务 （1）脱磷、脱碳 Fe2P+FeO+CaO(CaO)4P2O5+Fe （2 ）除气： 氮 氢 （3）去除钢液中夹杂
4、物 2）氧化方法（1）矿石氧化法 平稳、易控制，过程长、耗电多。 （2）氧气氧化法 过程短、耗电少，不易控制。 （3）矿石氧气结合氧化法 3）操作原则 1先磷后碳 2温度：先低后高 3 造渣：先多后少 4 供料，先矿石后吹氧第16页/共31页5、还原期 1） 主要任务 （1） 脱氧 硫 （2） 最终调整成分满足要求 （3 ）调整钢液温度 正常浇注 2）造渣 白渣：石灰、氟石、碳粉 电石渣：石灰、氟石、碳粉 （高温下，石灰、碳合成电石） M+FeOMO+Fe （脱氧） CaO+FeSCaS+FeO （脱硫） 6、出钢 第17页/共31页二、炼钢过程的物理化学分析 1、硅锰的氧化 Si+O2SiO
5、2 Si+FeOFe+SiO2 Mn+O2MnO2 Mn+FeOFe+MnO2 熔化结束后，大部分硅锰氧化掉了。 熔化中期，炉温低，有利硅锰氧化 2、脱磷 Fe2P+FeO+CaO(CaO)4P2O5+Fe 条件：高碱度、强氧化性、粘度小的炉渣第18页/共31页 2）炉渣的粘度 脱磷在炉渣-钢液的界面进行，粘度大，不利扩散的进行，不利脱磷。 3）渣量 渣量大有利脱磷，但消耗大量的能源1）炉渣的碱度和氧化性）炉渣的碱度和氧化性第19页/共31页 4）温度 脱磷是放热反应，温度低，有利脱磷进行，温度高，会出现“返磷现象”，所以，氧化终期及时除渣。第20页/共31页 3、脱碳 脱碳是手段、不是目的
6、作用 生成CO 造成沸腾 ，均匀钢液的温度成分。 去除气体和夹杂物。 高温有利脱碳第21页/共31页 4、脱氧 M+FeOMO+Fe M：Si、Mn、Al 各种元素的脱氧能力 （1）沉淀脱氧： 加入脱氧剂，快， 但脱氧产物留在钢液中 （2）扩散脱氧： 在还原性炉渣中的脱氧 钢液质量好，但，慢 实际：两者结合，最后，铝沉淀脱氧第22页/共31页 扩散脱氧原理 ： LFeO=（FeO）渣/FeO液 氧的分配系数 与温度有关 实现扩散脱氧的条件： 1）还原性炉气（造还原性渣） 2）高的炉温 高温时，碳氧亲和力大 3）炉渣粘度，粘度小好第23页/共31页 5、脱硫 扩散脱硫，与扩散脱氧相似 分配系数：
7、 LFeS=（FeS）渣/FeS液 条件： 1）高的炉温 2）炉渣的还原性大， 碱度影响 3）足够的量第24页/共31页三、合金钢的冶炼要点 1、合金元素的适宜加入时间 不氧化元素 随炉加入 镍等 微氧化元素 熔化后期 铜等 氧化元素 还原期加入 2、合金元素的收得率 3、铁合金的处理 大小30-80mm、烘烤 4、加入合金的操作要点 密度大、熔点高应不停搅拌，以免沉淀 密度小 先扒渣后加入，并压入钢液第25页/共31页第26页/共31页第四节 酸性电弧炉氧化法炼钢工艺 1、酸性电弧炉炼钢的优缺点 1）炉衬的寿命长 SiO2热稳定性好，MgO稳定性差 2）冶炼的时间较短 不脱磷、硫 3）钢液中
8、的气体夹杂物少 酸性渣流动性差，严密盖住钢液，侵入气体少。 FeO少，弱碱性，脱氧剂加入少，杂质少。 4）热效率高 造渣少，节能 5）不能脱硫、磷，炉料要求高 6）不能冶炼高锰钢。第27页/共31页 2、酸性电弧炉氧化法炼钢的工艺要点 1）配料 限制硫磷含量 2）补炉 硅砂+水玻璃 3）熔化期 造渣材料少 4）氧化期 氧化脱碳，造成沸腾，除气、夹杂物 5）还原期 脱氧，调整成分 6）出钢第28页/共31页第五节 直流电弧炉炼钢 一、直流电弧炉炼钢的工作原理 大整流器 国外 已达75吨、 国内 15吨 两根电极 平放，对放第29页/共31页 二、直流电弧炉的优点 1）电弧稳定性强 交流点-熄100次/秒 2）电极消耗少 直流1.4g/kwh，交流6g/kwh 3）噪声污染小 4）电能消耗低 低3-5% 5）电弧较长 有利减少钢液增碳 6）能产生电磁搅拌作用，使化学成分和温度均匀第30页/共31页感谢您的观看！第31页/共31页
第9章电弧炉炼钢PPT课件
