冶金質(zhì)量分析第一章 常規(guī)煉鋼法及質(zhì)量控制ppt課件

1、第一章 常規(guī)煉鋼法及質(zhì)量控制 眾所周知，煉鋼的目的是獲得一定成分和一定結(jié)晶組織的鋼錠資料。利用常規(guī)的煉鋼設(shè)備，經(jīng)過相應(yīng)的工藝操作把生鐵等原料冶煉成各種牌號(hào)的鋼有其共同之處，這就是先要在煉鋼爐內(nèi)把生鐵、廢鋼等爐料熔化成液體 ，接著參與氧化劑，并造好爐渣，把高溫鐵水中多余的碳元素氧化掉，到達(dá)規(guī)定范圍。還要除掉硅錳硫磷等，使它們也到達(dá)規(guī)范要求。當(dāng)然，為了獲得性能優(yōu)良的合金鋼，冶煉后期還要進(jìn)展合金化操作。 煉鋼是復(fù)雜的高溫物理化學(xué)反響過程，受很多的要素影響和制約，同時(shí)，它們也直接影響鋼材的質(zhì)量。對(duì)提高鋼材的性能是極為重要的。 本章引見常用煉鋼設(shè)備及相應(yīng)的工藝過程，比較、分析常規(guī)煉鋼法的特點(diǎn)及冶煉過程中

2、質(zhì)量控制要點(diǎn)和煉鋼方法的選用原那么。.第一節(jié) 煉鋼的根本義務(wù)及原料 煉鋼，就是利用不同來源的氧如空氣、氧氣來氧化爐料普通主要是生鐵所含的碳硅錳磷硫等。目前從鐵礦石到煉出鋼是分為兩步進(jìn)展的。即先在高爐中將鐵礦石煉成生鐵，然后在煉鋼爐內(nèi)將生鐵冶煉成鋼。前者是復(fù)原反響過程，后者主要是氧化反響過程。所以煉鋼過程的根本義務(wù)就是把生鐵中的碳氧化到規(guī)定的范圍內(nèi)，當(dāng)然脫碳并非是氧化反響?yīng)氁坏牧x務(wù)。不僅如此，煉鋼過程中還要參與一些合金元素，以提高鋼的物理和力學(xué)性能，這就是冶煉合金鋼的目的。所以冶煉的鋼越純真，化學(xué)成分越均勻，質(zhì)量就越好。 .一、 煉鋼的根本義務(wù) 工業(yè)用鋼鐵所含的合金元素，有 金屬與非金屬的，并區(qū)

3、分為普通元素與合金元素。普通元素指C、Si、Mn、S、P，它們?cè)谧畛Ｓ玫匿撹F中的通常質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：元素CSiMnPS生鐵（%）3.04.50.22.00.22.50.020.50.010.5普鋼（%）0.081.20.010.30.30.80.010.050.010.05. 由此看出，從生鐵到鋼，要降低各種含量。簡單的說，煉鋼的根本義務(wù)有三條：1降低C到規(guī)定范圍。2除去雜質(zhì)Si、Mn、S、P。3添加合金元素進(jìn)展合金化。 綜合前面章節(jié)內(nèi)容可知：鋼鐵冶煉過程是將含鐵原料經(jīng)過物理化學(xué)的冶金操作和復(fù)雜的反響變化，煉制成用于各種形狀鋼制品的原資料粗鋼坯的工藝過程?？梢?，煉鋼的根本原理就是復(fù)雜的氧化過程。

4、概括的講，它包含C、Si、Mn等雜質(zhì)的氧化；造渣去S、P；脫氧和合金化以及出鋼，澆鑄四個(gè)根本環(huán)節(jié)。其中關(guān)鍵是除掉鋼液中的雜質(zhì)和氣體，這樣，到達(dá)一定成分、溫度的鋼水用鋼錠模鑄成鋼錠或用連鑄機(jī)鑄成鋼坯。普通所說的鋼產(chǎn)量就是指合格的鋼錠及連鑄坯的產(chǎn)量。二、煉鋼原料及質(zhì)量要求 煉鋼原料有金屬原料和非金屬原料兩大類。金屬原料包括生鐵、廢鋼、合金資料;非金屬原料包括氧化劑和造渣資料等。.(一)金屬原料及質(zhì)量要求 1生鐵 生鐵是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2. 6%的鐵碳合金，此外還含有少量的Si, Mn, P, S等元素。生鐵是用復(fù)原的方法從鐵礦石中制獲得來的，礦石的復(fù)原過程就是使氧化鐵從高價(jià)變?yōu)榈蛢r(jià)，最后成為金屬鐵

5、的過程，其順序是Fe2O3Fe3O4FeO-Fe?？梢?，煉鐵的根本義務(wù)就是采用鐵礦石、焦碳、石灰石及大量的熱空氣，在高爐內(nèi)從氧化鐵中把鐵復(fù)原出來。其原理過程可簡單地寫成歸納式為:氧化鐵+碳-鐵+二氧化碳。詳細(xì)講就是把固體原料按一定比例組成一批一批的爐料批料)，經(jīng)上料和裝料系統(tǒng)將批料送入高爐。爐料在高爐內(nèi)構(gòu)成料柱，料柱下部的焦炭被高爐下部鼓進(jìn)的熱風(fēng)熄滅生成煤氣(CO )。上升的煤氣把熱量傳送給爐料，使礦石和熔劑不斷熔化而下降。隨溫度的上升，先后進(jìn)展復(fù)原作用、造渣作用和滲碳作用;經(jīng)滲碳并溶解少量的在高爐下部復(fù)原出來的硅、錳、硫、磷等雜質(zhì)后構(gòu)成生鐵。. 煉鋼生鐵的化學(xué)成分能否穩(wěn)定，對(duì)于煉鋼操作和產(chǎn)質(zhì)

6、量量有較大影響。普通除要求煉鋼生鐵中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在4.0%左右，對(duì)于生鐵中其他元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也作了規(guī)定，不同煉鋼法亦有不同的要求。如平爐對(duì)Mn不作規(guī)定，但要求Si0.85%, S0.03%, P 0.15%;而氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐法要求Mn 0.6% ， Si0.8%，其S, P與平爐法一樣。 2.廢鋼 廢鋼是電弧爐煉鋼的主要原料，平爐也可以全部運(yùn)用廢鋼，轉(zhuǎn)爐運(yùn)用的金屬原料中廢鋼比例普通小于30%。 廢鋼的物理形狀和化學(xué)成分是很復(fù)雜的，為了保證煉鋼的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)目的和鋼的質(zhì)量，對(duì)煉鋼所用的廢鋼必需嚴(yán)厲分類和合理運(yùn)用。.廢鋼的來源有兩個(gè)方面，一種是煉鋼廠本廠的廢鋼，其中包括煉鋼車間的廢鋼錠、澆道、中注管、

7、注余和包底等以及軋鋼車間的廢品、切頭、切尾、切邊等。這類廢鋼易于分類，質(zhì)量好，成分清楚。另一種是外來廢鋼，包括金屬加工的切屑、邊角余斜、殘次品及運(yùn)用后報(bào)廢的鋼鐵制品等，這類廢鋼來源廣泛，成分復(fù)雜，質(zhì)量不易掌握。 廢鋼按其外形分為輕廢鋼和重廢鋼。輕廢鋼該當(dāng)預(yù)先打包或壓成塊狀，重廢鋼應(yīng)設(shè)法破碎，配料時(shí)輕重廢鋼應(yīng)合理搭配運(yùn)用。 廢鋼該當(dāng)是少銹或無銹，其中不應(yīng)混入錫、鉛、鋅、銻、銅等有色金屬，并不應(yīng)粘附有泥沙和油類，防止易爆品混入。 按照化學(xué)成分，廢鋼可分碳素廢鋼和合金廢鋼。各類廢鋼應(yīng)進(jìn)展化學(xué)成分的檢驗(yàn)，作為分類管理的根據(jù)。特別是合金廢鋼，分類愈細(xì)愈好，最好按鋼種或鋼類分別管理。. 3. 合金資料 煉

8、鋼過程中，為了使鋼液脫氧、脫硫和合金化，需求向熔池中或鋼包中參與合金資料，合金資料有單一金屬、鐵合金或復(fù)合合金等方式。經(jīng)常運(yùn)用的有金屬鉻、金屬鋁、電解鎳、火法鎳和各種不同碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的錳鐵、鉻鐵、硅鐵、鈦鐵、鎢鐵、鋁鐵、硼鐵、鈮鐵、鋯鐵、硅錳合金、鈣硅合金、硅錳鋁合金、稀土合金等。 目前世界上對(duì)上述合金資料尚無一致規(guī)范，但對(duì)煉鋼所運(yùn)用的合金資料的根本 要求是一致的，即要求合金資料含量高，熔煉低碳鋼時(shí)希望 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低；含有害雜質(zhì)少，不應(yīng)有夾渣和其他非金屬夾雜物；具有一定塊度。 運(yùn)用合金資料時(shí)要仔細(xì)計(jì)算用量和準(zhǔn)確稱量，并且在烘烤后運(yùn)用。.二 非金屬原料及質(zhì)量要求 為了造渣，煉鋼過程中運(yùn)用非金屬

9、原料，并根據(jù)爐內(nèi)熔池中的情況隨時(shí)調(diào)整爐渣成分，以便有效地去除金屬原料中的雜質(zhì)元素。煉鋼常用的非金屬原料主要有以下幾種。 1.石灰 石灰是由石灰石經(jīng)800-1000焙煉而成，它是堿性煉鋼爐渣中CaO的主要來源。普通要求石灰石有如下成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)： CaO80-85%，SiO24.5%，MgO4.5%，S0.2%，其中未燒透的石灰石數(shù)量應(yīng)小于10%。 石灰的缺陷是易于潮解成粉末狀，加在熔池后對(duì)渣況及爐襯壽命有不利影響，并使鋼液中含氫量添加。因此，煉鋼中普通都運(yùn)用新燒石灰，此外，電弧爐煉鋼運(yùn)用的石灰在入爐前還要烘烤，石灰的運(yùn)用塊度普通以20-80mm為宜。 2.螢石 螢石的主要成分是CaF2，熔點(diǎn)為9

10、35。在堿性渣中參與螢石可改善渣的流動(dòng)性，但并不影響其堿度，螢石稀渣的作用在于降低了爐渣的熔點(diǎn)。但用量不能過多，尤其是電爐煉鋼時(shí)爐渣太稀將會(huì)降低爐子壽命。螢石運(yùn)用前要烘烤，其塊度普通為15-60mm。. 3.鐵礬土 鐵礬土的化學(xué)成分大致為：Al2O3為 40-57%，SiO2 為10-17%，F(xiàn)e2O3為12-26%，H2O、CaO和MgO少量。 煉鋼過程中參與鐵礬土可調(diào)理堿性渣中的Al2O3濃度以及降低石灰熔點(diǎn)，促使盡快構(gòu)成高堿度爐渣。鐵礬土的稀渣作用不如螢石，且用量過多時(shí)會(huì)降低爐渣堿度，所以它的參與量普通不超越金屬爐料質(zhì)量的0.5%。鐵礬土中水分含量較高，運(yùn)用前應(yīng)烘烤去水。 4.粘土塊 粘

11、土塊是鋼錠澆注系統(tǒng)中運(yùn)用過的各種流鋼磚，所以也稱為火磚塊。粘土塊的化學(xué)成分大致是： SiO2 為58-72%， Al2O3為 27-35%，F(xiàn)e2O3為1.2-2.2%。 粘土塊的作用也是稀渣，尤其對(duì)含MgO較多的爐渣其稀釋作用較螢石強(qiáng)，另外利用部分粘土塊替代螢石也較經(jīng)濟(jì)。 粘土塊在運(yùn)用前應(yīng)破碎并去除其他物質(zhì)和氧化鐵，入爐前還應(yīng)枯燥。粘土塊運(yùn)用過多會(huì)降低爐渣堿度，影響去磷和去硫效果，故要合理運(yùn)用。.5.氧化劑 煉鋼主要表現(xiàn)為氧化過程。為了完成并加速煉鋼過程中的氧化精煉義務(wù)，煉鋼操作中必需運(yùn)用各種氧化劑，經(jīng)常運(yùn)用的氧化劑主要有以下幾種。 1)鐵礦石 作為氧化劑來運(yùn)用的鐵礦石是選用鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)高的富

12、礦，其中有害雜質(zhì)磷硫含量和水分越少越好，所含脈石SiO2也應(yīng)盡量的少。 普通在平爐和轉(zhuǎn)爐中運(yùn)用的鐵礦石所含水分要求不大于4%，在電弧爐中運(yùn)用的鐵礦石那么要求水分小于0.5%，故鐵礦石在入爐前應(yīng)烘烤去水。鐵礦石中鐵含量越高，其密度越大。普通要求其運(yùn)用塊度為50-200mm，這樣在鐵礦石參與煉鋼熔池后，能較快構(gòu)成爐渣，并與金屬液發(fā)生反響，氧化效果好，而鐵礦石中的鐵也能大部分被復(fù)原進(jìn)入金屬液體。. 2氧化鐵皮 氧化鐵皮是鋼錠和鋼坯在加熱以及鍛、軋過程中，由于外表被氧化而構(gòu)成的氧化物零落后的產(chǎn)物。主要成分是Fe2O3，其Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70-75%，用于稀釋爐渣，改善爐渣流動(dòng)性，還可加速石灰溶解等。

13、由于氧化鐵皮經(jīng)常含有水分和油漬，所以入爐前應(yīng)烘烤枯燥。 3錳礦 其Mn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于35-45%，SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于12%，是弱氧化劑，平爐主要是用來添加Mn含量。 4氧氣 現(xiàn)代煉鋼法已全部或部分運(yùn)用工業(yè)純氧作為氧化劑，以加速氧化精煉過程。為了保證煉鋼質(zhì)量，煉鋼用的工業(yè)純氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要求大于99%，水分含量應(yīng)小于0.07g/m3，經(jīng)常運(yùn)用的任務(wù)壓力為304-1216KPa。.總之煉鋼的主要原料是鐵水生鐵與廢鋼等。但不同煉鋼法采用的原料不盡一樣，選擇適量的原料配比對(duì)充分發(fā)揚(yáng)不同煉鋼法的冶煉特點(diǎn)是很重要的。如LD轉(zhuǎn)爐正常操作時(shí)廢鋼比以0-30%為宜，希望鐵水中的Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)穩(wěn)定在適宜的范

14、圍內(nèi)，這是冶煉順利進(jìn)展的保證。平爐的主要原料與轉(zhuǎn)爐本質(zhì)上是一樣的，其廢鋼比40%左右最適宜，由于所用燃料中含S，那么必需控制原料中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。而電路由于去除S、P容易，所以對(duì)原料，特別是廢鋼不用過分挑剔，但嚴(yán)防Pb、Sn等有害元素混入。.第二節(jié) 常規(guī)煉鋼法的分類 一、煉鋼法的分類1.煉鋼方法分為直接煉鋼法和間接煉鋼法兩種 1間接煉鋼法：鐵礦中復(fù)原出生鐵，再將某些元素氧化掉，最后冶煉成鋼鐵 2直接煉鋼法：從鐵礦中一步冶煉成鋼鐵，但目前尚處于起步階段.2.間接煉鋼法的分類 1按操作溫度可分為： a.固態(tài)精煉法：1250 b.半熔融精煉法：12501450 c.熔融精煉法：1550主要運(yùn)用的方法

15、2按爐渣可分為： a.酸性煉鋼法：石英砂 b.堿性煉鋼法：鎂砂，白云石.二、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的特點(diǎn) 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法，如今主要是指氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法LD法)，它是1952年由奧地的林茨(Linz)和多納維茨(Donariz)兩鋼廠首先采用而得名。60年代起LD煉鋼法已在全世界迅速開展，一躍而成為近代主要煉鋼方法之一，已有取代平爐煉鋼之勢(shì)， 最近新的氧氣底吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法也已投入運(yùn)用。還有采用側(cè)吹氧氣或復(fù)合吹氧氣、氬氣等操作方式的冶煉設(shè)備。其主要特點(diǎn)如下：1氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼不需求外加熱源和燃料 根據(jù)物料的熱平衡計(jì)算，以鐵水的物理熱和吹煉過程中熔池的化學(xué)反響熱為氧氣轉(zhuǎn)爐的主要熱收入，除用于熔化爐渣和提高金

16、屬液體溫度及各項(xiàng)熱損失外，還有剩余熱量，常用參與一定量廢鋼和鐵礦石冷料來一同熔煉。.2精煉時(shí)間短 在氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，以超音速吹入熔池的高壓氧氣流與鐵水界面處發(fā)生氧氣金屬反響，而爐渣與鐵水界面處發(fā)生渣一金屬反響。由于氣流沖擊和脫碳反響加快.熔化攪動(dòng)猛烈.反響面積增大。使得各種冶金反響迅速進(jìn)展，因此精煉時(shí)間短。 (3) 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法最大優(yōu)點(diǎn)之一是消費(fèi)效率高 按一樣容量比較，不用氧氣的平爐消費(fèi)率只是轉(zhuǎn)爐的1/10. (4)吹煉時(shí)煙塵大 由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉時(shí)供氧量大.壓力高，熔池反響猛烈，使大量含有鐵塵埃的煙氣生成。據(jù)計(jì)算，煙塵量約為裝爐原料質(zhì)量的0.8-1.3%。例如爐容量150t的轉(zhuǎn)爐

17、，平均每大產(chǎn)生33-52t煙塵。因此消煙除塵對(duì)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼是非常重要的。. 當(dāng)前在我國運(yùn)用的轉(zhuǎn)爐容量多是30100t的小中型爐體。世界上氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼運(yùn)用最多、鋼產(chǎn)量最大的是日本。其最大容量已超越400t，而且煉鋼技術(shù)也到達(dá)世界最高程度。 三、平爐煉鋼法的特點(diǎn) 平爐煉鋼法從1864年誕生后，在近100年的時(shí)間里，不斷是世界上的主要煉鋼方法。在1955年前，平爐鋼產(chǎn)量約占世界粗鋼年產(chǎn)量的85%，但在本世紀(jì)50年代出現(xiàn)了氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法之后，使平爐煉鋼在消費(fèi)率、本錢、基建投資以及自動(dòng)控制程度等方面均無法與其抗衡。因此，有些國家(如日本)已全部淘汰了平爐。但在我國平爐鋼產(chǎn)量仍占一定比例。特別是經(jīng)過挖

18、潛改造，采用堿性爐頂，汽化冷卻，廣泛運(yùn)用氧氣來強(qiáng)化冶煉，大量運(yùn)用天然氣煉鋼，擴(kuò)展?fàn)t子容積等。采用這些重要的措施改造了熔煉和澆注工藝，使平爐消費(fèi)率大為提高，并改善了鋼的質(zhì)量?，F(xiàn)將平爐煉鋼法的特點(diǎn)列舉如下。.(1)對(duì)金屬原料的配比無限制 也就是說平爐煉鋼爐料可采用任何配比的廢鋼、鐵水或生鐵來冶煉?？梢?，平爐裝料適用性強(qiáng)，具有能順應(yīng)獲得原料難易和價(jià)錢高低的靈敏性。(2)冶煉過程中爐氣一直具有氧化特性 為了使燃料在熔池上面完全熄滅，必需同時(shí)供應(yīng)超越實(shí)際計(jì)算所需的空氣量，所以爐氣中含有過剩的氧。另外廢氣中的CO2和H2O也是強(qiáng)氧化性氣體。因此平爐爐膛一直堅(jiān)持氧化性爐氣。熔煉過程中不斷從氧化性氣氛中傳送氧

19、到鋼水中去，并且在爐渣的共同作用下除去鋼水中的雜質(zhì)元素比較容易。. (3)熱效率低 平爐因爐體龐大，散熱面積大，熱效率低。還由于平爐煉鋼時(shí)傳熱和傳氧是經(jīng)過爐渣完成的，為了擴(kuò)展?fàn)t氣爐渣金屬液體之間的接觸面積而采用淺碟性熔池。平爐冶煉時(shí)間長，消費(fèi)效率不高。 (4)爐膛容量大，一次可產(chǎn)鋼數(shù)百t，例如前蘇聯(lián)建有900t容量的平爐。由于工藝成熟，冶煉速度慢，溫度和成分易干調(diào)理，所以質(zhì)量較穩(wěn)定，可以熔煉的鋼種范圍亦較寬。.四、電爐煉鋼法的特點(diǎn) 電爐煉鋼法是利用電能冶煉的方法，它出現(xiàn)于19世紀(jì)末期。電爐煉鋼主要包括電弧爐和感應(yīng)爐兩種方法，但通常習(xí)慣把電弧爐法簡稱為電爐法。電弧爐又有交流、直流之分，交流電弧爐

20、是用三相交流電源的電極，與金屬爐料間產(chǎn)生高溫電弧，熔化爐料和造渣等來煉鋼的?，F(xiàn)推行運(yùn)用的直流電弧爐是用一個(gè)高壓電極與金屬爐料起弧，發(fā)熱熔化爐料煉鋼。感應(yīng)電爐那么是在爐料內(nèi)經(jīng)過感生電流發(fā)熱熔煉爐料，它又分高頻、中頻和工頻感應(yīng)爐，在規(guī)模消費(fèi)中主要采用常壓感應(yīng)爐煉鋼法。下面就電弧爐和常壓感應(yīng)爐煉鋼法的特點(diǎn)分別作以下引見。. (一)電弧爐煉鋼法的特點(diǎn) 1)利用電能為熱源，其本身清潔，無污染，而且能量易干調(diào)理，便干控制熔池溫度。 2)同平爐、氧氣轉(zhuǎn)爐相比，電爐爐體密封性好，所以熱效率高，約為65%以上。而且電弧區(qū)溫度大于3000，能熔化高熔點(diǎn)合金元素，可冶煉各種特殊用途的鋼種。 3)電弧爐冶煉的獨(dú)特之處

21、是有復(fù)原期，其爐內(nèi)氣氛可以根據(jù)冶煉需求來控制，不僅能構(gòu)成氧化性氣氛，也能構(gòu)成復(fù)原性氣氛，這是平爐和氧氣轉(zhuǎn)爐不能比較的。因此，電爐具有去除磷、硫等雜質(zhì)的有利條件。在冶煉合金鋼時(shí)，其成分較易控制，合金元素?zé)龘p少，脫氧完全，純真度高。. 4)電爐可以采用合金廢鋼前往冶煉，這對(duì)節(jié)約貴重元素，提高經(jīng)濟(jì)效益非常有利。 5)與平爐比較，電爐設(shè)備簡單，基建費(fèi)用低，投產(chǎn)快，消費(fèi)率高。還可以間歇消費(fèi)。 按照傳統(tǒng)的觀念，轉(zhuǎn)爐和平爐主要用來大量消費(fèi)普碳鋼，假設(shè)配上爐外精煉，它們也可以消費(fèi)優(yōu)質(zhì)合金鋼。而電弧爐是用來消費(fèi)優(yōu)質(zhì)鋼和特殊鋼的，但近年來由于爐子容量增大，消費(fèi)效率提高，在消費(fèi)普碳鋼方面也遭到凝視。但是，目前消費(fèi)中

22、還存在一些問題，主要是消費(fèi)本錢較高，即電能、電極等耗費(fèi)大和消費(fèi)率比轉(zhuǎn)爐低。此外，由于電弧使空氣和水蒸氣離解出大量的氫和氮，使鋼中氣體含量常比轉(zhuǎn)爐鋼和平爐鋼為高。.(二)感應(yīng)爐煉鋼法的特點(diǎn) 1)由于電磁攪拌鋼液，改善了反響的動(dòng)力學(xué)條件，促使鋼液化學(xué)成分和溫度均勻化。 2)感應(yīng)爐冶煉沒有其他設(shè)備中所存在的污染源，可獲得較純真的鋼及合金。 3)冶煉過程中對(duì)功率和溫度的調(diào)理簡一方便，即可快速升溫，又能準(zhǔn)確控溫。.4)冶煉過程鋼液增碳少，合金化過程易于控制，使合金元素回收率高且穩(wěn)定。5)感應(yīng)爐電、熱效率和消費(fèi)率較高，設(shè)備占地面積小，勞動(dòng)條件較好等。 上述特點(diǎn)是在電弧爐熔煉的根底上歸納出來的，但感應(yīng)爐煉鋼

23、也存在一些問題。首先是爐襯較薄，運(yùn)用壽命不長;其次是由于爐渣導(dǎo)電性不良，致使反響才干也較低。它主要用于消費(fèi)特殊用途的合金鋼及合金。.第三節(jié) 常規(guī)煉鋼法的設(shè)備、工藝過程及質(zhì)量控制一、氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 根據(jù)吹氧方式的不同，轉(zhuǎn)爐可分頂吹、底吹、側(cè)吹及復(fù)吹等幾種類型。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐LD轉(zhuǎn)爐煉鋼法是常見的，故以此為代表表達(dá)轉(zhuǎn)爐煉鋼主要設(shè)備、操作工藝過程和質(zhì)量控制。.(一)氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法的主要設(shè)備1.爐體和傾動(dòng)設(shè)備 大多數(shù)轉(zhuǎn)爐的爐體以其中心線為對(duì)稱外形，從縱剖面看爐體成梨形。爐體外殼用鋼板焊接而成。爐體內(nèi)襯耐火資料分為酸性和堿性兩大類。酸性爐襯資料主要含SiO2;而堿性爐襯資料用的是鎂砂和白云石。要求爐襯耐火

24、資料要能接受高溫金屬液體和爐渣的浸蝕及裝料時(shí)塊狀物的碰撞。氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的吹氧口設(shè)于爐體頂部，在爐體帽口部位設(shè)有出鋼、出渣口，見圖3-2所示。. 轉(zhuǎn)爐爐體的傾動(dòng)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可方便地將爐體向正、反兩個(gè)方向傾斜，爐體傾斜時(shí)可流出鋼水，又可使?fàn)t體完成傾斜出渣、裝料等功能。轉(zhuǎn)爐普通以二吹一，即一座吹煉煉，另一座維修。或三吹二的作業(yè)方式來有效地利用各種設(shè)備。.2.吹氧設(shè)備 置于爐體上部的氧氣槍向爐內(nèi)放射氧氣，氧槍的位置由升降機(jī)控制。 氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼就是靠噴槍向熔池吹噴高純度高壓氧氣進(jìn)展的。氧槍的主體構(gòu)造如圖3-3所示。氧槍下端在吹煉時(shí)被急劇加熱，因此把氧槍制成水冷構(gòu)造維護(hù)，所以氧槍是具有三

25、層套管的構(gòu)造。從中心管起依次是供氧、進(jìn)水和出水通道。 氧槍的端部有一個(gè)用銅制成的三孔噴頭，它能把高壓氧氣的壓力有效地轉(zhuǎn)成動(dòng)能，噴出的氧氣流到達(dá)超音速，而使熔池內(nèi)鋼液攪動(dòng)均勻，反響順利。除三孔噴頭外，也有采用四孔、五孔等多孔噴頭的情況。.3.供料設(shè)備 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐車間設(shè)有包括鐵水、廢鋼、鐵合金及造渣資料等供料設(shè)備。 轉(zhuǎn)爐的主要原料供應(yīng)是高溫鐵水。來自高爐的鐵水成分和溫度都不同，而且轉(zhuǎn)爐每天可以吹煉幾十爐次。為了儲(chǔ)存、保溫暖混勻高爐鐵水，在轉(zhuǎn)爐車間都安裝有混鐵爐或混鐵車。也可運(yùn)用鐵水包短時(shí)間儲(chǔ)存鐵水。. 廢鋼通常用電磁吊車先裝入料槽中，然后，采用吊車吊起料槽從爐前裝入轉(zhuǎn)爐內(nèi)。 添加造渣及鐵合金資料

26、的設(shè)備是散料供應(yīng)設(shè)備。因轉(zhuǎn)爐運(yùn)用的這些散料種類多，參與時(shí)間和數(shù)量要求準(zhǔn)確，所以在轉(zhuǎn)爐上部設(shè)各有標(biāo)明散料稱號(hào)的料倉，需求參與時(shí)，在爐前操作盤上進(jìn)展遠(yuǎn)程控制，使散料從料倉出來經(jīng)稱量后，經(jīng)水冷溜槽進(jìn)入爐內(nèi)。.4.廢氣處置設(shè)備 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐在吹煉過程中排出大量的高溫廢氣，廢氣中CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占90%。CO與空氣接觸后生成CO2，這種反響是發(fā)熱量很高的放熱反響。另外轉(zhuǎn)爐內(nèi)生成大量極細(xì)微的鐵粉混夾于廢氣中，所以必需進(jìn)展除塵處置，以防止對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重污染。. 目前的除塵安裝要求廢氣溫度在300以下。因此廢氣處置設(shè)備包括冷卻和除塵。冷卻設(shè)備常用空氣冷卻法、水冷法、汽化冷卻法和不熄滅法等。除塵設(shè)備包括文氏管洗滌器

27、，濕式電除塵設(shè)備、干式電除塵設(shè)備及袋式過濾器等。依實(shí)踐情況來選用。由于轉(zhuǎn)爐煙塵中含鐵量高達(dá)60%以上，所以除塵得到的塵?？梢宰鳛楦哞F精礦粉來煉鐵或作為造渣劑。.(二)氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐的工藝過程 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼是向爐膛內(nèi)的鐵水不低于1200)和適量廢鋼放射氧氣，由大量的氧氣和爐料中的C、Si、Mn、P等發(fā)生氧化反響，消費(fèi)的化學(xué)熱進(jìn)一步熔煉鋼水，同時(shí)熔化散料成渣。操作過程主要有升溫、降碳、去雜質(zhì)、脫氧和合金化等高溫物化反響過程。操作重點(diǎn)是控制供氧量、造渣、溫度、成分，脫氧程度和合金資料的參與等。.1.裝料操作 前一爐出鋼倒渣后，迅速檢查并修補(bǔ)好爐體，堵住出鋼口，就可裝料。其順序普通為先裝少量廢鋼和礦

28、石，其量小于總裝料量的30%。后兌入稱量好的有一定溫度的鐵水.作為煉鋼反響不可短少的熱源。.2，吹煉 當(dāng)金屬原料裝入爐內(nèi)后，把爐體搖直，下降氧氣噴槍，并參與第一批造渣資料。當(dāng)噴槍下降到開氧點(diǎn)時(shí)，供氧閥門自動(dòng)翻開，吹氧開場。噴槍下降到一定高度時(shí)，停頓下降，吹煉繼續(xù)進(jìn)展，吹煉過程大致可分為三期。 吹煉初期為硅、錳氧化期。高速氧氣流沖擊熔池外表，并劇烈攪拌熔池。如圖3-5所示。氧氣流與熔池面接觸時(shí)，首先發(fā)生鐵、硅、錳的氧化反響，原料中的Si、Mn含量即可到鋼水規(guī)定的極限值。而且被氧化的Fe成為FeO等構(gòu)成爐渣浮于鐵水面上，鐵水溫度升高，在此階段從爐口噴出亮度較暗較短的黑色火焰。 . 吹煉中期為碳的猛

29、烈氧化期。鐵水溫度升高后，即開場發(fā)生猛烈的去碳氧化反響。去碳反響猛烈時(shí)，因產(chǎn)生放熱反響生成CO，熔池溫度又上升，使廢鋼完全熔化。在此階段從爐口噴出的火焰加大、加長、加亮。二次渣料的參與使渣中FeO比例降低。吹煉中期應(yīng)留意控制噴氧量及噴槍高度，防止過激反響發(fā)生的噴濺。 脫碳反響根本終了時(shí)，吹煉過程已進(jìn)入后期精煉期。隨CO生成量的減少，爐口出煙量逐漸減弱，火焰變短、變暗，因煙氣中夾帶Fe2O3顆粒而呈褐色。當(dāng)分析驗(yàn)證鋼液含量和溫度是規(guī)定值時(shí)，應(yīng)立刻提槍停頓吹氧。吹煉后期主要是冶煉成合格的鋼水。.3.測溫、取樣 當(dāng)氧槍完全提起后。向裝料側(cè)倒?fàn)t至接近程度為止，從爐口用插人式熱電偶測溫并用樣勺取樣。對(duì)有

30、副槍的轉(zhuǎn)爐，可自動(dòng)進(jìn)展測溫暖取樣操作，當(dāng)確認(rèn)終點(diǎn)碳含量(普通在規(guī)格值的下限)和溫度(普通為1580 1650)符合要求時(shí)，立刻出鋼。.4.出鋼、放渣 在鋼液溫度和成分都符合要求后，將爐體搖向出鋼側(cè)，鋼液由出鋼口流入盛鋼桶內(nèi)。必需盡量不使?fàn)t渣流入盛鋼桶內(nèi)，以防回磷發(fā)生。出鋼后，再次將爐體搖向裝料側(cè)，從爐口向渣罐放渣。.三氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的質(zhì)量控制1.裝入量的控制 頂吹轉(zhuǎn)爐的裝入量是指每爐裝入鐵水和廢鋼的數(shù)量。由于吹煉過程中爐襯被侵蝕，轉(zhuǎn)爐容積隨著爐齡的增長逐漸擴(kuò)展，所以裝入量也要相應(yīng)地添加，以保證合理的爐容比(即轉(zhuǎn)爐內(nèi)型空間容積與裝入量的比值)。這種裝入制度有利于穩(wěn)定操作和維護(hù)爐底，同時(shí)可充分

31、發(fā)揚(yáng)設(shè)備潛力以提高產(chǎn)量。. 當(dāng)裝入一定量的廢鋼時(shí)，對(duì)于控制冶煉時(shí)的爐溫有著非常重要的作用，但不同密度的廢鋼對(duì)造渣、去雜質(zhì)元素和鋼材成分有直接影響。例如不同密度的廢鋼對(duì)熔化溫度影響差別很大。輕質(zhì)廢鋼熔化迅速，使?fàn)t溫快速升高，而且輕質(zhì)廢鋼非金屬夾雜物含量較高，可導(dǎo)致渣系過氧化。廢鋼密度的不同，還影響雜質(zhì)元素去除。廢鋼運(yùn)用時(shí)要留意合理配比。普通先參與輕質(zhì)廢鋼構(gòu)成高溫脫硫，而后由于重質(zhì)廢鋼的熔解降低溫度，添加爐渣堿度，而進(jìn)展脫磷操作。.2吹氧過程的控制 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐吹煉過程中，爐內(nèi)壓力高，熔池中大量CO氣泡逸出時(shí)，帶走鋼液中的許多氧和氮，使轉(zhuǎn)爐鋼的脆性傾向低于其他煉鋼法的產(chǎn)品，故可煉出含氧量很低(平均

32、0.0037%)的鋼。 高壓氧氣流以一定速度沖擊熔池面，使熔池產(chǎn)生攪拌，攪拌程度與供氧壓力和氧槍高度有關(guān)。氧壓和槍位對(duì)流股沖擊壓力的影響如圖3-15所示。由于流股的沖擊壓力直接影響爐內(nèi)的攪拌條件和氧流與熔池接觸的形狀，所以可經(jīng)過調(diào)理氧壓和槍位來控制爐內(nèi)反響。. 總的看來，添加氧壓或降低氧槍高度，熔池產(chǎn)生猛烈的循環(huán)和攪拌，從而加速鋼液熔池的氧化，提高脫碳速度，但此時(shí)渣中氧化鐵含量低，對(duì)化渣不利。因此高壓低位吹氧只適用于冶煉初期。反之，降低氧壓或高位吹氧，熔池循環(huán)攪拌作用降低，從而鋼液的氧化減慢，脫碳速度降低，但在這神情況下，爐渣氧化鐵含量提高，有利于化渣。 .3.爐渣控制 頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過程控制爐

33、渣的內(nèi)容包括:成渣速度、爐渣堿度、爐渣氧化性和渣量等。通常，點(diǎn)火后的46min爐渣曾經(jīng)構(gòu)成，渣中CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)25%30%。在普通情況下，頂吹轉(zhuǎn)爐爐渣堿度可控制在3. 04. 5的范圍內(nèi)，如鐵水含硫或磷較高時(shí)，堿度可控制在4. 5以上。通常，吹煉低碳鋼時(shí)終渣氧化性(FeO)控制在12%15 %;而吹煉中碳鋼那么控制在8%12%。正常情況下，頂吹轉(zhuǎn)爐渣量以控制在金屬裝入量的10%12%為宜。.4.溫度控制 煉鋼過程是在高溫下進(jìn)展的，溫度對(duì)吹煉過程、爐內(nèi)反響和鋼質(zhì)量均有直接的影響。 當(dāng)吹煉溫度較低時(shí)，雖然對(duì)脫磷反響和爐襯壽命有利，但是脫碳速度慢，石灰難以熔化，影響成渣速度和爐渣堿度的提高，對(duì)

34、脫硫反響等均有不利的影響。假設(shè)吹煉前期爐溫過低，有能夠使?fàn)t渣和金屬中均集聚大量的氧，一旦溫度提高，會(huì)出現(xiàn)迸發(fā)性的碳氧反響，引起爐內(nèi)大噴景象。相反，當(dāng)吹煉溫度過高時(shí)，爐內(nèi)脫磷困難，爐襯浸蝕嚴(yán)重，鋼中氣體和非金屬夾雜物含量將添加，從而使鋼質(zhì)量變壞。.5.轉(zhuǎn)爐計(jì)算機(jī)控制 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉一爐鋼的時(shí)間為3040min，吹氧時(shí)間是非常短的，在20min以內(nèi)。所以控制吹煉使成分和溫度符合鋼種要求，就成為最重要的操作。但影響成分和溫度的要素很多而且各種要素之間又不是簡單的關(guān)系，所以在吹煉過程中作出綜合判別是困難的。近幾年來電子計(jì)算機(jī)在轉(zhuǎn)爐煉鋼中得到很好的運(yùn)用，既能使煉鋼反響科學(xué)地進(jìn)展，又能順應(yīng)自動(dòng)化的開展。.

35、 轉(zhuǎn)爐吹煉的控制方法有靜態(tài)控制和動(dòng)態(tài)控制兩種。靜態(tài)控制是以物料平衡和熱平衡為根底，從實(shí)際上組成數(shù)學(xué)模型，并利用上爐數(shù)據(jù)加以修正進(jìn)展控制的方法。動(dòng)態(tài)控制是經(jīng)過冶煉過程的廢氣分析，測定鋼水溫度和成分，進(jìn)展直接控制的方法。目前對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的計(jì)算機(jī)控制工程，主要是吹煉終點(diǎn)的成分和溫度及相關(guān)要素的控制，近年來開展的快速多元素分析或爐內(nèi)鋼液成分分析，對(duì)指點(diǎn)煉鋼操作，及時(shí)調(diào)整工藝，提高冶煉質(zhì)量將起重要作用。.四氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉鋼的質(zhì)量特點(diǎn)1.鋼中氣體少上浮的CO氣泡帶走大量N和H2.外來元素少 很少運(yùn)用成分變化大的外來廢鋼3.性能好 化學(xué)成分和純度所具有的特點(diǎn)，所以它的性能好.二、平爐煉鋼法 平爐Open Hea

36、rch煉鋼法有近130年的歷史，由于它的致命弱點(diǎn)，現(xiàn)逐漸被氧氣轉(zhuǎn)爐所取代。但近年來有些國家為了發(fā)掘平爐潛力及發(fā)揚(yáng)工藝成熟之優(yōu)點(diǎn)，對(duì)平爐設(shè)備及工藝進(jìn)展了一些改造，如增添吹氧設(shè)備及用氧強(qiáng)化冶煉等，對(duì)提高產(chǎn)量和質(zhì)量都有明顯效果。.一)平爐設(shè)備 1、平爐根本設(shè)備 平爐是一種有蓄熱室的反射爐，爐體主要分成效果不同的上部構(gòu)造和下部構(gòu)造。上部作為反射爐，主要構(gòu)造是爐膛，它猶如一個(gè)淺的平碟盛著金屬爐料。爐膛上部噴出的預(yù)熱燃料和空氣生成高溫火焰，熔化金屬爐料并發(fā)生冶煉反響。在上部爐膛內(nèi)還開有出鋼口。. 平爐下部是利用煙氣熱量預(yù)熱空氣和煤氣等燃料的蓄熱室。設(shè)置蓄熱室是平爐的一大特點(diǎn)。蓄熱室的外形及格子磚的砌筑方式

37、，對(duì)熱交換和性能影響很大。所以平爐下部構(gòu)造主要由蓄熱系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)所組成。平爐任務(wù)時(shí)，燃料和空氣的預(yù)熱過程如圖3-6所示?？梢娖綘t加熱的根本原理為蓄熱原理，就是利用高溫廢氣來預(yù)熱燃料和空氣，以致如此循環(huán)進(jìn)展來完成煉鋼過程。. 平爐按構(gòu)造分類，有固定式的也有少數(shù)可傾動(dòng)式的。傾動(dòng)式平爐容易采取換渣操作工藝，故對(duì)爐料成分順應(yīng)性強(qiáng)。且可以用兩個(gè)以上的鋼包盛接鋼液，具有能采用小型容量澆注的優(yōu)點(diǎn)。但傾動(dòng)式平爐構(gòu)造復(fù)雜，且熱效率低于固定式平爐。所以固定式平爐現(xiàn)運(yùn)用為多。. 此外，平爐按爐襯可分為酸性和堿性兩大類。酸性平爐襯是以SiO2為主的石英砂作成，除S、P效果差，現(xiàn)很少運(yùn)用。而目前大量運(yùn)用堿性平爐，其爐

38、襯采用鎂砂或白云石制造，運(yùn)用爐料范圍寬。2.其他設(shè)備 除上述設(shè)備外，還有去除煙氣中灰塵的除塵器、排出煙氣的煙道和煙囪、熄滅燃料用的燒嘴及出鋼槽。如今平爐也用吹氧設(shè)備等，在此不再贅述。.(二)平爐煉鋼的工藝過程 堿性平爐根據(jù)原料的配比可分為:全鐵水煉鋼、鐵水一廢鋼煉鋼、全廢鋼煉鋼等工藝。目前，鐵水一廢鋼配料法運(yùn)用廣泛，其煉鋼工藝操作可分為補(bǔ)爐、裝料、熔化、精煉、脫氧、合金化和出鋼。1.補(bǔ)爐 為了維持正常熔池外形，保證熔煉順利進(jìn)展，在出完鋼后通常要進(jìn)展補(bǔ)爐操作。要做到高溫、正壓、準(zhǔn)確、快速，以保證襯爐資料被良好地?zé)Y(jié)。.2.裝料 裝料有金屬料(廢鋼、鐵水)和散裝料(礦石、石灰、石灰石等)，裝料前必

39、需進(jìn)展各種原料的配比計(jì)算。 爐料的裝人順序普通是先用石灰石或生石灰鋪在熔池底部，然后裝礦石。在散裝料之上先加輕廢鋼，難熔的大塊廢鋼放在高溫區(qū)。冷料裝完后，等熔化到一定程度，即在爐內(nèi)周圍泛起一些初渣后，再兌入鐵水，以保證熔池沸騰活潑，并順利放出初渣，縮短熔化時(shí)間。.3.熔化 從兌畢鐵水到爐料完全熔化，約占熔煉時(shí)間的30%40%。為了縮短熔化期，可采用吹氧和緊縮空氣強(qiáng)化助熔。 爐料中鐵水比高或含有較多Si, P, S時(shí)，在熔化期必需放渣。否那么當(dāng)熔池內(nèi)碳氧反響加強(qiáng)，大量CO會(huì)使?fàn)t渣泡沫性強(qiáng)，堿度低。而放出初渣，不僅使渣層減薄，改善爐氣向熔池傳熱和傳氧，減少爐襯浸蝕，而且會(huì)因FeO含量較高，溫度較低

40、，利于脫磷反響的進(jìn)展。. 熔化中后期熔池溫度和爐渣堿度逐漸提高。在爐料下層的石灰上浮后，應(yīng)參與助熔劑鐵礬土、螢石等促進(jìn)石灰熔化，使熔畢爐渣有良好的流動(dòng)性和較高堿度，要求堿度1. 8，為精煉階段發(fā)明條件。4.精煉 自爐料熔畢到鋼水脫氧這段時(shí)間稱為精煉期。主要義務(wù)是去除鋼液中氣體和非金屬夾雜物?？刂瞥煞旨罢{(diào)理溫度。通常精煉過程分為礦石沸騰和純沸騰兩個(gè)階段。. 精煉階段熔池內(nèi)具有適宜的碳氧反響是保證精煉質(zhì)量的重要條件，為此，向熔池內(nèi)參與鐵礦石，促進(jìn)碳氧反響和熔池沸騰，此為礦石沸騰，這對(duì)傳熱、造渣、去除原料中磷和硫、排除氣體、均勻鋼液成分起重要作用。 從最后一批鐵礦石參與到脫氧前，堅(jiān)持熔池均勻沸騰這段

41、時(shí)間稱為純沸騰期。純沸騰期的主要義務(wù)是加熱熔池，使鋼液到達(dá)出鋼溫度，并經(jīng)過熔池均勻沸騰，進(jìn)一步去除氣體和非金屬夾雜物。實(shí)踐闡明，保證一定的純沸騰時(shí)間對(duì)于提高鋼質(zhì)量是必要的。. 由于純沸騰期較短且不再進(jìn)展造渣操作，所以為了防止由于回磷呵斥鋼液中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超標(biāo)，要求純沸騰開場時(shí)鋼液中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比規(guī)定低50%以上，硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也應(yīng)比規(guī)定低一些。5.脫氧和出鋼 純沸騰期終了后，鋼液的主要成分和溫度到達(dá)要求，即可進(jìn)展?fàn)t內(nèi)沉淀脫氧。出鋼后，可進(jìn)一步經(jīng)過爐外脫氧來降低鋼液中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。.三、電弧爐煉鋼法 電弧爐(Electric Arc Funaces)煉鋼(EF)法分為酸性電弧爐煉鋼和堿性電弧爐煉鋼

42、，由于酸性電弧爐煉鋼局限性大，運(yùn)用面窄，這里只引見堿性電弧爐煉鋼。.(一)電弧爐煉鋼的主要設(shè)備1.電弧爐爐體電弧爐爐體簡圖如圖3-7所示，包括爐殼、爐門、爐蓋、傾動(dòng)機(jī)構(gòu)和電極密封圈等。(1)爐殼 爐殼包括圓桶形爐身、爐底和上部加固圈三個(gè)部分。爐殼通常用12 30mm的普通鋼板焊成，其厚度根據(jù)爐容量和爐殼直徑而定，普通選為爐殼外徑的1/200左右。.(2)爐門 爐門的作用是補(bǔ)爐，煉鋼過程中加料、扒渣、吹氧操作和察看熔池情況等。對(duì)爐門的要求是其密封性好，這樣可以減少煉鋼熔池的熱損失，減少冷濕空氣進(jìn)人爐內(nèi)，對(duì)復(fù)原期堅(jiān)持良好的復(fù)原氣氛非常重要。(3)爐蓋 爐蓋由爐圈和砌在爐蓋圈內(nèi)的耐火磚組成。爐蓋圈通

43、常用鋼板或型鋼焊接而成。為了防止受熱變形，大多采用循環(huán)水冷。.(4)傾動(dòng)機(jī)構(gòu) 電弧爐的傾動(dòng)機(jī)構(gòu)多采用液壓傳動(dòng)，即經(jīng)過柱塞液壓缸推進(jìn)傾爐搖架使?fàn)t體向前或向后傾動(dòng)，普通向出鋼方向可傾動(dòng)4045，向出渣方向可傾動(dòng)1015(5)電極密封圈 為使電極能根據(jù)需求自在升降，爐蓋上的電極孔徑普通要比電極直徑大40 50mm。為減少爐氣外流，降低熱損失，必需運(yùn)用電極密封圈。.2.爐用變壓器 電弧爐用的變壓器輸出端要求低電壓大電流，所以變壓器的作用是把工業(yè)電網(wǎng)中的“高電壓小電流變?yōu)椤暗碗妷捍箅娏?，使石墨電極與金屬爐料之間產(chǎn)生電弧，以提供電弧爐煉鋼所需的熱能。.3.石墨電極 石墨電極是普遍運(yùn)用的將變壓器輸入的電流引

44、入熔煉室的導(dǎo)體，它的性能如何直接影響著鋼的質(zhì)量、本錢和消費(fèi)率。對(duì)石墨電極的要求是體積密度大，電阻系數(shù)小，導(dǎo)熱系數(shù)大，熱膨脹系數(shù)小，彈性模量小并有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、不易氧化等。.4.電極升降機(jī)構(gòu) 電極升降機(jī)構(gòu)由電極夾持器、橫臂、立柱等組成。常用的有電動(dòng)升降機(jī)構(gòu)和液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。電極夾持器是電極升降機(jī)構(gòu)中最重要的關(guān)鍵部分，其作用一是作為電極的支架把電極夾持住;二是把電流傳導(dǎo)到電極上。電流調(diào)理安裝和電極升降機(jī)構(gòu)組合在一同，有液壓式和電動(dòng)式兩種。. (二)堿性電弧爐煉鋼的工藝過程 1.補(bǔ)爐 母爐出鋼后普通都要及時(shí)補(bǔ)爐。補(bǔ)爐的要求是“高溫、快補(bǔ)、薄補(bǔ)。補(bǔ)爐資料有鎂砂和自云石，只需在高溫時(shí)才干與原有的爐襯很好

45、地?zé)Y(jié)一在一同。因此除在補(bǔ)爐資料中，參與一定量的瀝青協(xié)助補(bǔ)爐資料燒結(jié)外，還必需趁爐體在高溫形狀時(shí)迅速完成補(bǔ)爐澡作。普通要求補(bǔ)爐后爐膛內(nèi)溫度不低于1200 ,否那么起不到補(bǔ)爐的作用，反而會(huì)影響下一爐鋼的爐渣成分。為了保證燒結(jié)良好、補(bǔ)爐資料不能一次投入太厚。普通在1 025mm為宜。.2.裝料 日前大多是采用移開爐蓋從爐頂裝料，即將全部爐料按一定次序預(yù)先裝入料籃內(nèi)，用吊車將其吊至爐體之上，下降到一定高度后翻開籃底將料裝入。這樣快速裝料?？梢詼p少爐膛溫度下降。節(jié)約電能和縮短冶煉時(shí)間。裝料要求是“快裝、嚴(yán)密、布料合理。. 實(shí)踐操作中，為了減輕爐料對(duì)爐底的沖擊和提早成渣，普通先在爐底鋪上一層石灰約為裝料

46、量的1.5%2 .0 % 石灰之上鋪小塊金屬料。其量約為小塊料總量的1/2。小塊料之上裝大塊料和難熔料，布置在高溫電弧區(qū)，以便于熔化。中塊料普通裝在大塊料的周圍或上面，以填充大塊料周圍的空隙。爐料的最上面鋪上剩余的小塊料。這樣，熔化初期電弧就能很快“穿井.減少弧光對(duì)爐蓋的熱輻射。.3.熔化期 在不損傷耐火資料的情況下，在能得到穩(wěn)定電弧的范圍內(nèi)，應(yīng)盡能夠采用高壓在短時(shí)間內(nèi)使?fàn)t料熔化。熔化期應(yīng)去除爐料帶入的磷，盡量減少和防止熔化中的金屬吸氣和元素蒸發(fā)，并將全屬加熱到開場氧化精煉所需的溫度。熔化過程如圖3-8所示。 . 在高溫電弧的作用下，電極下面的小料先開場熔化，構(gòu)成比電極直徑約大30%40%的熔

47、井(圖3-8a和b)隨著電極不斷下降，在爐料中構(gòu)成三個(gè)液體“井。經(jīng)1525min后，電極到達(dá)允許的最低位置(圖3-8c)。在容量較大的爐子上.，“穿井比較明顯。對(duì)容量小的爐子來講，“井不太明顯，因電極間的爐料同時(shí)熔化，連成一片。構(gòu)成一個(gè)較淺的熔池。熔井構(gòu)成后，熔井附近的爐料也開場不斷熔化，熔池液面逐漸升高，電極也隨之開場上升，直到全部滬料熔化為止(圖3-8d)。與此同時(shí)，熔池外表上也構(gòu)成了一層爐渣，它有穩(wěn)定電弧、保溫暖阻止鋼液從爐氣中吸收氣體的作用。 . 熔化后期，在爐門和出鋼口兩側(cè)以及接近爐坡的爐料因溫度低熔化較慢，所以應(yīng)及時(shí)用人工將其推入熔池中以加速熔化。 為了堅(jiān)持金屬液體和爐渣有較好的流動(dòng)性，使金屬一爐渣界面的傳質(zhì)和反響才干加強(qiáng)。促進(jìn)冶金反響，應(yīng)根據(jù)冶煉的不同鋼種，適當(dāng)控制熔化期的熔池溫度。在消費(fèi)中，煉低碳鋼時(shí)控制在1550左右，中