煉鋼工藝及操作要點(diǎn)詳解(精編)

1、前 言    電爐煉鋼主要是指電弧爐煉鋼，是目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)特殊鋼的主要方法。目前，世界上90%以上的電爐鋼是電弧爐生產(chǎn)的，還有少量電爐鋼是由感應(yīng)爐、電渣爐等生產(chǎn)的。通常所說的電弧爐，是指堿性電弧爐。電弧爐主要是利用電極與爐料之間放電產(chǎn)生電弧發(fā)出的熱量來煉鋼。其優(yōu)點(diǎn)是：（1）熱效率高，廢氣帶走的熱量相對(duì)較少，其熱效率可達(dá)65%以上。（2）溫度高，電弧區(qū)溫度高達(dá)3000以上，可以快速熔化各種爐料。（3）溫度容易調(diào)整和控制，可以滿足冶煉不同鋼種的要求。（4）爐內(nèi)氣氛可以控制，可去磷、硫，還可脫氧。（5）設(shè)備簡(jiǎn)單，占地少，投資省。 第一節(jié) 冶煉方法的分類

2、0;    根據(jù)爐料的入爐狀態(tài)分，有熱裝和冷裝兩種。根據(jù)冶煉過程中用氧與不用氧來分，有氧化法和不氧化法。氧化法多采用雙渣冶煉，但也有采用單渣冶煉的，如電爐鋼的快速冶煉，而不氧化法均采用單渣冶煉。此外，還有返回吹氧法。根據(jù)氧化期供氧方式的不同，有礦石氧化法、氧氣氧化法和礦、氧綜合氧化法及氬氧混吹法。    冶煉方法的確定主要取決于爐料組成以及對(duì)成品鋼的質(zhì)量要求，下面我們扼要介紹幾種冶煉方法：    (1)氧化法。    (2)不氧化法。(3)返回吹氧法。(4)氬氧混吹法。第二節(jié)

3、  配    料    配料的首要任務(wù)是保證冶煉的順利進(jìn)行?？茖W(xué)的配料既要準(zhǔn)確，又要合理地使用鋼鐵料，同時(shí)還要確?？s短冶煉時(shí)間、節(jié)約合金材料并降低金屬及其他輔助材料的消耗。    一、對(duì)配料的基本要求    1準(zhǔn)確配料    一般是根據(jù)冶煉的鋼種、設(shè)備條件、現(xiàn)有的原材料和不同的冶煉方法進(jìn)行配料。以氧化法冶煉為例，如配碳量過高，會(huì)增加礦石用量或延長(zhǎng)用氧時(shí)間；配碳量過低，熔清后勢(shì)必進(jìn)行增碳；配入不氧化元素的含量如果高于冶煉鋼種的規(guī)

4、格，需加入其他金屬料撤掉多余的含量或進(jìn)行改鋼處理，既延長(zhǎng)了冶煉時(shí)間，降低了爐襯的使用壽命，增加了各種原材料的消耗，又影響鋼的質(zhì)量，如果配得過高而又無其他鋼種可更改時(shí)，只有終止冶煉。2鋼鐵料的使用原則鋼鐵料的使用原則主要應(yīng)考慮冶煉方法、裝料方法、鋼種的化學(xué)成分以及產(chǎn)品對(duì)質(zhì)量的要求等。根據(jù)冶煉方法的不同特點(diǎn)使用鋼鐵料，鋼鐵料的化學(xué)成分必須符合冶煉鋼種的需要。氧化法有較好的脫磷、去氣、除夾雜的能力，應(yīng)多使用普通的粗料；返吹法和不氧化法因脫磷、去氣、除夾雜能力不強(qiáng)，但能回收貴重的合金元素，所以應(yīng)盡量使用優(yōu)質(zhì)的返回精料。一般爐料中應(yīng)配入大塊料3040、中塊料4050、小塊料或輕薄鐵1525。當(dāng)然，料源不

5、好或采用爐外精煉時(shí)，輕薄雜鐵也可多配。表l2-1常見鋼種的密度系數(shù)  二、配料計(jì)算公式1爐料成分的配定原則配料過程中，爐料化學(xué)成分的配定主要考慮鋼種規(guī)格成分、冶煉方法、元素特性及工藝的具體要求等。具體為：(1)碳的配定。爐料中碳的配定主要考慮鋼種規(guī)格成分、熔化期碳的燒損及氧化期的脫碳量，還應(yīng)考慮還原期補(bǔ)加合金和造渣制度對(duì)鋼液的增碳。熔化期碳元素的燒損與助熔方式有關(guān)，可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的具體條件，總結(jié)固有規(guī)律，一般波動(dòng)在060左右。氧化期的脫碳量應(yīng)根據(jù)工藝的具體要求而定，對(duì)于新爐時(shí)的第一爐，脫碳量應(yīng)大于040。不氧化法碳的配定應(yīng)保證全熔碳位于鋼種規(guī)格要求的下限附近。(2)硅的配定。在一般情

6、況下，氧化法冶煉鋼鐵料的硅主要是由生鐵和廢鋼帶入，全熔后的硅不應(yīng)大于030，以免延緩熔池的沸騰時(shí)間。返吹法冶煉為了提高合金元素的收得率，根據(jù)工藝要求可配入硅廢鋼或硅鐵，但也不宜超過10以上，對(duì)于特殊情況也可不配。(3)錳的配定。用氧化法冶煉的鋼種，如錳的規(guī)格含量較高，配料時(shí)一般不予以考慮；如錳的規(guī)格含量較低，配料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制，盡量避免煉鋼工進(jìn)行脫錳操作。對(duì)于一些用途重要的鋼種，為了使鋼中的非金屬夾雜物能夠充分上浮，熔清后鋼液中的錳含量不應(yīng)低于020，但也不宜過高，以免影響熔池的沸騰及脫磷。由于不氧化法或返吹法冶煉脫錳操作困難，因此配錳量不得超過鋼種規(guī)格的中限。高速鋼中錳影響鋼的晶粒度，配入量應(yīng)

7、越低越好。    (4)鉻的配定。用氧化法冶煉的鋼種，鋼中的鉻含量應(yīng)盡可能的低。冶煉高鉻鋼時(shí)，配鉻量不氧化法按出鋼量的中下限控制，返吹法則低于下限。    (5)鎳、鉬元素的配定。鋼中鎳、鉬含量較高時(shí)，鎳、鉬含量按鋼種規(guī)格的中下限配入，并同爐料一起裝爐。冶煉無鎳鋼時(shí)，鋼鐵料中的鎳含量應(yīng)低于該鋼種規(guī)定的殘余成分。高速鋼中的鎳對(duì)硬度有害無利，因此要求殘余含量越低越好。    (6)鎢的配定。鎢是弱還原劑，在鋼的冶煉過程中，因用氧方式的不同而有不同的損失。礦石法冶煉，任何鋼種均不人為配鎢，且要求殘余鎢越低越好。

8、不氧化法和返吹法冶煉時(shí)，應(yīng)按鋼種規(guī)格含量的中下限配入，并同爐料一起裝爐。許多鎢鋼中的鉬在成分上可代替部分鎢，配料過程中應(yīng)嚴(yán)加注意。    (7)刷鍋鋼種爐料成分的配定原則。在電爐煉鋼車間，在冶煉含Cr、Ni、M0、W或Mn 等高合金鋼結(jié)束后，接著需冶煉l2爐含同種元素含量相應(yīng)較低的合金鋼，對(duì)上一爐使用的爐襯和鋼包進(jìn)行清洗，這樣的鋼種被稱為刷鍋鋼種。刷鍋鋼種如采用返吹法冶煉，被刷元素的含量應(yīng)低于該鋼種規(guī)格下限的020050；如用氧化法冶煉，被刷元素的含量還要低一些。另外，出鋼溫度越高的鋼種，被刷元素的含量應(yīng)配得越低。    (8)磷、硫

9、的配定。除磷、硫鋼外，一般鋼中的磷、硫含量均是配得越低越好，但顧及鋼鐵料的實(shí)際情況，在配料過程中，磷、硫含量的配定小于工藝或規(guī)程要求所允許的值即可。    (9)鋁、鈦的配定。在電爐鋼冶煉中，除鎳基合金外，鋁、鈦元素的燒損均較大，因此無論采用何種方法冶煉，一般都不人為配入。(10)銅的配定。在鋼的冶煉過程中，銅無法去除，且鋼中的銅在氧化氣氛中加熱時(shí)存在著選擇性的氧化，影響鋼的熱加工質(zhì)量，因此一般鋼中的銅含量應(yīng)配得越低越好，而銅鋼中的銅多隨用隨加。 2配料計(jì)算公式    出鋼量    出鋼量=產(chǎn)量

10、+湯道量+中注管鋼量+注余量    產(chǎn)量=標(biāo)準(zhǔn)鋼錠(鋼坯)單重×支數(shù)×相對(duì)密度系數(shù)    湯道量=標(biāo)準(zhǔn)湯道單重×根數(shù)×相對(duì)密度系數(shù)    中注管鋼量=標(biāo)準(zhǔn)中注管單重×根數(shù)×相對(duì)密度系數(shù)    注余量是澆注帽口充填后的剩余鋼水量，一般為出鋼量的05l5。對(duì)于容量小、澆注盤數(shù)多、生產(chǎn)小錠時(shí)，取上限值；反之取下限值。配料過程中，不可不考慮鋼的相對(duì)密度系數(shù)。  裝入量爐料綜合收得率是根據(jù)爐料中雜質(zhì)和元素?zé)龘p的總量而

11、確定的，燒損越大，配比越高，綜合收得率越低。    爐料綜合收得率=各種鋼鐵料配料比×各種鋼鐵料收得率+各種鐵合金加入比例×各種鐵合金收得率鋼鐵料的收得率一般分為三級(jí)。一級(jí)鋼鐵料的收得率按98考慮，主要包括返回廢鋼、軟鋼、平鋼、洗爐鋼、鍛頭、生鐵以及中間合余料等，這級(jí)鋼鐵料表面無銹或少銹。二級(jí)鋼鐵料的收得率按94考慮，主要包括低質(zhì)鋼、鐵路建筑廢器材、彈簧鋼、車輪等。三級(jí)鋼鐵料的收得率波動(dòng)較大，一般按8590考慮，主要包括輕薄雜鐵、鏈板、渣鋼鐵等，這級(jí)鋼鐵料表面銹蝕嚴(yán)重，灰塵雜質(zhì)較多。對(duì)于新爐襯(第一爐)，因鎂質(zhì)耐火材料吸附鐵的能力較強(qiáng)，鋼鐵料的

12、收得率更低，一般還需多配裝入量的l左右。配料量配料量=裝入量鐵合金總補(bǔ)加量礦石進(jìn)鐵量礦石進(jìn)鐵量=礦石加入量×礦石含鐵量×鐵的收得率礦石的加入量一般按出鋼量的4%算，如果鐵合金的總補(bǔ)加量較大，需在出鋼量中扣除鐵合金的總補(bǔ)加量，然后再計(jì)算礦石進(jìn)鐵量。礦石中的鐵含量約為5060，鐵的收得率按80考慮，非氧化法冶煉因不用礦石，故無此項(xiàng)。各種材料配料量各種材料配料量=配料量×各種材料配料比     三、配料計(jì)算舉例    例1  用礦石氧化法冶煉38CrMoAl鋼，澆注一盤3.2t鋼錠6支，每根

13、湯道重20kg，中注管鋼重l20kg，注余重l50kg，其他已知條件如下：    爐中殘余錳量為010，殘余鉻量為015，殘余鉬量為001。    控制規(guī)格成分：C038、Mn045、Crl55、M0020、Al090。    鉻鐵含鉻量為65，收得率為96；錳鐵含錳量為60，收得率為98；鉬鐵含鉬量為70，收得率為98；鋁錠含鋁量為98，收得率為75。    C生為400，C返為030，C雜為010，爐料綜合收得率為96，38CrMoAl的相對(duì)密度系數(shù)為09872，礦石的鐵

14、含量為60。當(dāng)配碳量為080時(shí)，求配料量和配料組成?    解：(1)出鋼量=(3200×6+20×6+120+150) ×0.9872=19339.25(kg)(2)(kg)(3)配料量：(kg)(kg)(kg)(kg)鐵合金總補(bǔ)加量=11511+43389+5356+23681=839.37(kg)礦石進(jìn)鐵量=(19339.25-839.37)×4×60×80=35520(kg)配料量=20145O5=839.37355.20=18950.48(kg)    (4)配料組

15、成：    令雜鐵配比為20，則：    雜鐵配入量=l8950.48×20=3790.10(kg) =2765.5(kg)返回廢鋼配入量=l8950.48-3790.10-2765.75=12394.63(kg)第三節(jié)   裝料方法及操作裝料操作是電爐冶煉過程中重要的一環(huán)，它對(duì)爐料的熔化、合金元素的燒損以及爐襯的使用壽命等都有很大的影響。    一、裝料方法電爐煉鋼最常見的是冷裝料，而冷裝按鋼鐵料的入爐方式不同可分為人工裝料和機(jī)械裝料；機(jī)械裝料因采用設(shè)備不同又分為

16、料槽、料斗、料筐裝料等多種。目前，廣泛采用的還是料筐頂裝料。    二、對(duì)裝料的要求為了縮短時(shí)間，保證合金元素的收得率，降低電耗和提高爐襯的使用壽命，裝料時(shí)要求做到：準(zhǔn)確無誤、快速入爐、裝得致密、布料合理。操作時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：    (1)防止錯(cuò)裝。    (2)快速裝料。    (3)合理布料。    首先，各種爐料的搭配要合理。一般料塊重量小于lOkg的為小料，l025kg的為中料，大于50kg而小于爐料總重五十分之一的為大料。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)

17、，合理的配比是小料占l520，中料占4050，大料占40。   各種爐料在爐內(nèi)亦即筐內(nèi)的合理位置是：底部裝一些小料，用量為小料總量的一半，以緩沖裝料時(shí)對(duì)爐底的沖擊，同時(shí)有利于盡早在爐底形成熔池；然后在料筐的下部中心裝全部大料，此處溫度高，有利于大料的熔化，同時(shí)還可防止電極在爐底尚未積存足夠深的鋼液前降至爐底而燒壞爐襯；在大料之間填充小料，以保證爐料密實(shí)；中型爐料裝在大料的上面及四周；最上面放上剩余的小料，以便送電后電極能很快“穿井”，埋弧于爐料之中，減輕電弧對(duì)爐蓋的熱輻射。如果爐料中配有生鐵，應(yīng)裝在大料的上面或電極下面，以便利用它的滲碳作用降低大料的熔點(diǎn)，加速其熔

18、化。若爐料中配有合金，熔點(diǎn)高的鎢鐵、鉬鐵等應(yīng)裝在電弧周圍的高溫區(qū)，但不能在電弧的正下方；高溫下易揮發(fā)的鐵合金如錳鐵、鎳板等應(yīng)裝在高溫區(qū)以外，即靠近爐坡處，以減少其揮發(fā)損失；容易增碳的鉻鐵合金也不要直接放在電極下面。    (4)保護(hù)爐襯。裝料時(shí)，還應(yīng)盡量減輕爐料對(duì)爐襯的損害。為此，裝料前，在爐底上先鋪一層為爐料重量l.52.0的石灰，以緩解爐料的沖擊；同時(shí)，爐底鋪石灰還可以提前造渣，有利于早期去磷、加速升溫和鋼液的吸氣等。卸料時(shí)，料筐的底部與爐底的距離在滿足操作的條件下盡量小些，一般為200300mm左右。第四節(jié)  爐料入爐與送電  

19、  一、爐料入爐    料筐頂裝料要有專人指揮，抽爐或旋轉(zhuǎn)爐蓋時(shí)，爐蓋要完全抬起，電極要升到頂點(diǎn)且下端脫離爐膛、以防剮壞爐蓋或電極，同時(shí)又要求電極下端不許超出爐蓋的水冷圈或絕緣圈，避免搖晃擺動(dòng)時(shí)將電極折斷而滾落到它處砸壞設(shè)備或砸傷人。    采用留鋼留渣操作時(shí)，裝料時(shí)應(yīng)多墊些雜鐵，并允許料筐抬得略高些。    二、送電    爐料入爐后并在送電前，電爐煉鋼工和設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)對(duì)爐蓋、電極、水冷系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣設(shè)備等進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)故障要及時(shí)處理，以免在冶煉過程

20、中造成停工；還應(yīng)檢查爐料與爐門或水冷系統(tǒng)是否接觸，如有接觸要立即排除，以免送電后被擊穿。第五節(jié) 熔化期及其操作    熔化期的主要任務(wù)是在保證爐體壽命的前提下，以最少的電耗將固體爐料迅速熔化為均勻的液體。傳統(tǒng)的電爐煉鋼熔化期約占全爐冶煉時(shí)間的一半，電能消耗占總電耗的5060。一、  爐料的熔化過程送電開始后，就是熔化期的開始，爐料的熔化過程大體上分為如圖121所示的四個(gè)階段。      圖121  爐料熔化過程示意圖a-起弧階段；b-穿井階段；c-電極回升階段；d-低溫區(qū)爐料熔化階段 

21、   第一階段：起弧階段。第二階段：穿井階段。第三階段：電極回升階段。第四階段：熔化低溫區(qū)爐料階段。二、影響爐料熔化的主要因素    電爐煉鋼的能源主要是把電能轉(zhuǎn)換成熱能，目前發(fā)展趨勢(shì)之一是加大電爐輸入功率，從而有利于爐料的熔化，因此一些高功率、超高功率電爐相繼投入生產(chǎn)；其次是利用外界輔助熱源，如爐料預(yù)熱、氧氣及氧燃燒嘴等助熔。據(jù)資料介紹，廢鋼鐵料入爐前的預(yù)熱溫度為500時(shí)，可節(jié)省電能l4，而溫度為600700時(shí)，可節(jié)省電能l3，如果溫度達(dá)到900，只需冷裝料時(shí)的l2左右的電能。這就意味著，變壓器輸入功率不變，熔化期將按相應(yīng)的比例縮短。此外，熱

22、的爐料入爐還可增加電弧的穩(wěn)定性和提前吹氧助熔，也促使熔化期的縮短。             三、熔化期的物化反應(yīng)爐料熔化的同時(shí)，熔池中也發(fā)生各種各樣的物化反應(yīng)，主要有元素的揮發(fā)和氧化、鋼液的吸氣、熱量的傳遞與散失以及夾雜物的上浮等。1元素的揮發(fā)爐料熔化的同時(shí)，伴隨著元素的部分揮發(fā)。揮發(fā)有直接揮發(fā)和間接揮發(fā)兩種形式。直接揮發(fā)是因溫度超過元素的沸點(diǎn)而產(chǎn)生的。電弧的溫度高達(dá)40006000，而最難熔元素W的沸點(diǎn)也僅為5900，至于低沸點(diǎn)的Zn、Pb等就更容易揮發(fā)了。間接揮發(fā)是通過元

23、素的氧化物進(jìn)行的，即先形成氧化物，然后氧化物在高溫下?lián)]發(fā)逸出。2元素的氧化爐料熔化時(shí)，除產(chǎn)生元素的揮發(fā)外，還存在著元素的氧化。這是因爐中存在著氧的來源：一是爐料的表面鐵銹；二是爐氣；三是為了脫磷而加入的礦石或?yàn)榱酥鄱氲难醯?。在一般情況下，Al、Ti、Si元素在氧化法中幾乎全部氧化掉，P只能大部分氧化，但這些元素在返吹法中，因不使用礦石助熔，氧化損失略少些，而在不氧化法中為最少。3鋼液的吸氣在一般情況下，氣體在鋼液中的溶解度隨溫度的升高而增加，被高溫電弧分解出的氫和氮會(huì)因溫度的升高直接或通過渣層溶解于鋼液中。   4熱量的傳遞與散失    

24、熱量的傳遞與散失屬于物理過程。熔化期熔池中主要進(jìn)行著熱傳導(dǎo)。    5熔化期非金屬夾雜物的上浮熔池出現(xiàn)后，鋼液中就存在著內(nèi)在夾雜和外在夾雜，隨著熔池的擴(kuò)大，這些夾雜物也就有不同程度的上浮，它們是熔化渣的來源之一。實(shí)踐證明，合理的吹氧助熔和盡早造好熔化渣能促使夾雜充分上浮。 四、熔化期脫磷操作熔化期的正確操作，可以把鋼中的磷去除5070，剩余的殘存磷在氧化期借助于渣鋼間的界面反應(yīng)、自動(dòng)流渣、補(bǔ)造新渣或采用噴粉脫磷等辦法繼續(xù)去除。因此，一個(gè)成熟電爐煉鋼工，應(yīng)在熔化期緊緊地抓住脫磷操作。    熔化期提前造好熔化渣，并使之具有適當(dāng)

25、的堿度和較好的流動(dòng)性，能為前期脫磷創(chuàng)造有利的條件。另外，在條件允許的情況下，除加入助熔礦石外，還可在大半熔時(shí)分批加入料重l的氧化鐵皮或礦石粉，或在墊爐底灰的同時(shí)裝入少量的鐵礦石等，從中提高熔化渣的氧化能力；在爐料大半熔或全熔后扒除部分熔化渣，對(duì)于高磷爐料或磷規(guī)格要求較嚴(yán)的鋼種，也可全部扒除，然后重造新渣，更是強(qiáng)化脫磷的行之有效的好辦法，此時(shí)去磷效率可達(dá)5070，而鋼液中的剩余磷移到氧化初期去繼續(xù)處理。    五、 熔化期操作       在爐料熔化過程中，還應(yīng)適時(shí)地進(jìn)行吹氧、推鐵或加礦助熔及早期造渣與脫磷等操作。熔

26、化末期如果發(fā)現(xiàn)全熔碳不能滿足工藝要求，一般應(yīng)先進(jìn)行增碳操作。熔化渣的渣量一般為料重的23，電爐功率越高越取上限值。爐料全熔并經(jīng)攪拌后，取全分析樣，然后扒除部分熔化渣，補(bǔ)造新渣。如果認(rèn)為脫磷困難或發(fā)現(xiàn)熔渣中含有大量的Mg0，也可進(jìn)行全扒渣，重新造渣。當(dāng)熔池溫度升到符合工藝要求時(shí)，方可轉(zhuǎn)入下一階段的冶煉。第六節(jié)   氧化期及其操作    目前，氧化期主要是以控制冶煉溫度為主，并以供氧和脫碳為手段，促進(jìn)熔池激烈沸騰，迅速完成所指定的各項(xiàng)任務(wù)。在這同時(shí)，也為還原精煉創(chuàng)造有利的條件。    不配備爐外精煉的電爐氧化

27、期的主要任務(wù)如下：    (1)繼續(xù)并最終完成鋼液的脫磷任務(wù)，使鋼中磷降到規(guī)程規(guī)定的允許含量范圍內(nèi)；    (2)去除鋼液中的氣體；    (3)去除鋼液中的非金屬夾雜物；(4)加熱并均勻鋼液溫度，使之滿足工藝要求，一般是達(dá)到或高于出鋼溫度，為鋼液的精煉創(chuàng)造條件。    一、氧化方法    1礦石氧化法    礦石氧化法屬于間接方式的供氧，它主要是利用鐵礦石或其他金屬化礦石中的氧通過擴(kuò)散轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn)鋼液中的C、Si、M

28、n等元素及其他雜質(zhì)的氧化。    該法的特點(diǎn)是渣中(FeO)濃度高，脫磷效果好。2氧氣氧化法氧氣氧化法又稱純氧氧化法。它主要是利用氧氣和鋼中的C、Si、Mn等元素及其他雜質(zhì)的直接作用來完成鋼液的氧化。                     氧氣氧化和礦石氧化存在著本質(zhì)的不同。氧氣氧化時(shí)，由于純氧對(duì)鋼液的直接作用，各元素氧化的動(dòng)力學(xué)條件好，在供氧強(qiáng)度較高的情況下，更有利于低碳鋼

29、或超低碳鋼的冶煉。    氧氣氧化屬于放熱反應(yīng)，進(jìn)而也有利于提高和均勻熔池溫度而減少電能消耗。此外，氧氣氧化后，鋼液純潔，帶進(jìn)其他雜質(zhì)少，且吹氧后，鋼液中的氧含量也少，所以又有利于后步鋼液的脫氧。但由于(FeO)含量不高，因此脫磷效果差，熔渣的流動(dòng)性也差。3礦、氧綜合氧化法在電爐鋼生產(chǎn)過程中，礦石氧化和氧氣氧化經(jīng)常交替穿插或同時(shí)并用，這就是所謂的礦、氧綜合氧化。其特點(diǎn)是脫碳、升溫速度快，既不影響鋼液的脫磷，又能顯著縮短冶煉時(shí)間。但該法如不熟練，難以準(zhǔn)確地控制終脫碳。二、脫碳操作    1鋼液的加礦脫碳   

30、0;由于礦石的熔化與分解及Fe0的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移均吸熱，所以脫碳反應(yīng)的總過程是吸熱。鋼液的加礦脫碳開始時(shí)必須要有足夠高的溫度，一般應(yīng)大于1530。為了避免熔池急劇降溫，礦石應(yīng)分批加入，每批的加入量約為鋼液重量的1.0l.5，而在前一批礦石反應(yīng)開始減弱時(shí)，再加下一批礦石，間隔時(shí)間為57min。熔池的均勻激烈沸騰主要通過對(duì)礦石的加入速度和保持合適的間隔時(shí)間來控制，當(dāng)熔池溫度較高時(shí)，礦石的加入速度也不能太快，如在爐門及電極孔冒出猛烈的火焰，則應(yīng)停止加礦，以避免發(fā)生噴濺或跑鋼事故。    鋼液的加礦脫碳原則上是在高溫、薄渣下進(jìn)行。但考慮到鋼液的繼續(xù)脫磷與升溫，溫度控制是先慢后快

31、，渣量是先大后薄，且還要有足夠的堿度及良好的流動(dòng)性。粘稠的熔渣不僅不利于脫磷，也不利于(FeO)的擴(kuò)散及CO氣泡的排除，特別是在鋼液溫度不太高的情況下，熔池容易出現(xiàn)“寂靜”的現(xiàn)象，加礦后熔池不沸騰，這時(shí)應(yīng)立即停止加礦，而要用螢石調(diào)整熔渣的流動(dòng)性并升溫。    2鋼液的吹氧脫碳   吹氧脫碳最大的特點(diǎn)是脫碳速度快，一般約為(0.030.05)min，而且鋼液溫度越高、供氧量越大、鋼中的碳含量越高，脫碳速度越快。   在冶煉低碳或超低碳鋼時(shí)，吹氧容易把碳很快降到很低，而且合金元素的氧化損失比礦石氧化要少，這使

32、得利用返吹法冶煉高合金鋼并回收爐料中的貴重合金元素成為可能。在其他條件相同的情況下，吹氧脫碳和加礦脫碳相比，渣中(FeO)的含量少，且鋼液中FeO的最終含量也少，這樣可減輕鋼液精煉的脫氧負(fù)擔(dān)。然而脫磷條件卻惡化了，所以脫磷任務(wù)必須在熔化末期或氧化初期且當(dāng)鋼液的溫度處于不太高的情況下就已完成。3鋼液的礦、氧綜合脫碳  這種脫碳方法能使鋼液的脫碳速度成倍的高于單獨(dú)加礦或吹氧的脫碳速度。在操作過程中，礦石的加入是分批進(jìn)行，且先多后少，最后全用氧氣。吹氧停止后，再進(jìn)行清潔沸騰或保持錳等操作。    4碳含量的經(jīng)驗(yàn)判斷    鋼液的碳

33、含量主要依靠化學(xué)分析、光譜分析及其他儀器來確定。但在實(shí)際操作中，為了縮短冶煉時(shí)間，電爐煉鋼工也常用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，方法介紹如下：   （1）根據(jù)用氧參數(shù)來估計(jì)鋼中的碳含量。   （2）根據(jù)吹氧時(shí)爐內(nèi)冒出的黃煙多少來估計(jì)鋼中的碳含量。   （3）根據(jù)吹氧時(shí)爐門口噴出的火星估計(jì)鋼中的碳含量。   （4）根據(jù)吹氧時(shí)電極孔冒出的火焰狀況判斷鋼中的碳含量。常用于返吹法冶煉高合金鋼上。一般是碳含量高則火焰長(zhǎng)，反之則火焰短。當(dāng)棕白色的火焰收縮，且熔渣與渣線接觸部分有一沸騰圈，這時(shí)的碳含量一般小于0.10。在返吹法冶煉鉻鎳不銹

34、鋼時(shí)，當(dāng)棕白色的火焰收縮并帶有紫紅色火焰冒出且爐膛中煙氣不大，可見到渣面沸騰微弱，這時(shí)的碳含量約為0.060.08；如果熔渣突然變稀，這是過吹的象征，碳含量一般小于0.03。碳低熔渣變稀，這種現(xiàn)象在冶煉超低碳鋼時(shí)經(jīng)常遇到。    （5）根據(jù)表面張力的大小進(jìn)行粗略的判斷。    （6）根據(jù)試樣斷口的特征判斷鋼中的碳含量。    （7）根據(jù)鋼餅表面特征估計(jì)鋼中的碳含量。   （8）根據(jù)火花的特征鑒別鋼中的碳含量。    （9）根據(jù)碳花的特征判斷鋼中的碳含量，該

35、法簡(jiǎn)稱碳花觀察法。由于該法簡(jiǎn)便、迅速、準(zhǔn)確，因此獲得普遍的應(yīng)用。    未經(jīng)脫氧的鋼液在樣勺內(nèi)冷卻時(shí)，能夠繼續(xù)進(jìn)行碳氧反應(yīng)，當(dāng)氣泡逸出時(shí)，表面附有一薄層鋼液的液衣，宛如空心鋼珠，這就是火星。又因?yàn)闅馀菔沁B續(xù)逸出的，所以迸發(fā)出來的火星往往形成火線。如果鋼中的游離碳較多，有時(shí)在火星的表面上還附有碳粒。當(dāng)氣泡的壓力較大而珠壁的強(qiáng)度不足時(shí)，迸發(fā)出來的火星破裂，進(jìn)而形成所謂的碳花。然而，CO 氣泡壓力隨鋼液碳含量的降低而降低，碳花的數(shù)目和大小也依次遞減，火星的迸發(fā)力量也是由強(qiáng)到弱。有經(jīng)驗(yàn)的煉鋼工可根據(jù)火星(碳花)的數(shù)量、大小與破裂情況及迸發(fā)力量的強(qiáng)弱、火線的斷續(xù)情況或發(fā)出的

36、聲音等進(jìn)行判斷，碳含量越低判斷得越準(zhǔn)確，誤差常常只有±0.010.02，而碳含量越高，碳花越大，分叉越多，跳躍越猛烈，也越缺乏規(guī)律性，因此碳含量很高時(shí)難以準(zhǔn)確的判斷。當(dāng)碳含量超過0.80以上時(shí)，碳花在跳躍破裂過程中還發(fā)出吱吱的響聲。碳花的具體觀察方法有兩種：一種是直接觀察從勺內(nèi)迸發(fā)出來的火星(碳花)情況；另一種是觀察火星(碳花)落地后的破裂情況。一般碳鋼的碳含量與碳花特征的關(guān)系見表122。 表12-2 碳鋼的碳含量與碳花特征的關(guān)系   碳含量火星或碳花的顏色  火星與碳花的多少等迸發(fā)力量或破裂的情況備注   0.O50.10 

37、; 棕白色全是火星構(gòu)成的火線無花迸發(fā)無力火線稀疏時(shí)有時(shí)無  0.10.20  白色火星構(gòu)成的火線中略有小花迸發(fā)無力火線稀疏時(shí)有時(shí)無  0.30.40  帶紅火星23，小花13迸發(fā)稍有力火線細(xì)而稍密0.500.60紅色火線23，小花13間帶23朵大花迸發(fā)有力火線粗而密0.700.80紅色火線l3，小花23大花35朵迸發(fā)有力，花內(nèi)分叉，呈現(xiàn)二次破裂 0.901O0紅色火星少，小花多，大花710朵迸發(fā)有力、很強(qiáng)，花有圈呈現(xiàn)三次破裂碳含量大于0.08%以上時(shí)，碳花在跳躍破裂過程中有吱的響聲  1.11.20紅色大花很多、很亂略有火星花跳躍頻繁

38、有力，花有圈呈現(xiàn)三次破裂 1.301.40紅色大花l3，紫花23花跳躍短而有力，多次破裂 1.501.80紅色幾乎全是紫花花跳躍短雨有力，多次破裂  利用碳花的特征判斷鋼中的碳含量，還應(yīng)考慮以下一些因素的影響。溫度過低，容易低看，而實(shí)際碳含量不是那么低；溫度過高，容易高看，而實(shí)際碳含量又沒有那么高。合金鋼的碳花與碳鋼基本相似，但形狀因其他元素的影響而有所不同。 三、鐵、硅、錳、鉻等元素的氧化    在脫磷、脫碳反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，鋼液中其他元素和雜質(zhì)也發(fā)生氧化。這些元素的氧化及氧化程度取決于：與鐵比較該元素對(duì)氧的親和力大小、該元

39、素在鋼液中的濃度、熔渣組成與該元素氧化物的化學(xué)性質(zhì)(酸性或堿性)及冶煉溫度等。除此之外，在實(shí)際冶煉中，鋼液中各元素的氧化程度還受各元素氧化反應(yīng)速度的影響，而這速度又與熔渣的物理性質(zhì)(粘度、表面張力)及熔池的物理狀態(tài)有關(guān)。    鋁對(duì)氧的親和力很強(qiáng)，鈦次之，鋼液經(jīng)熔化和氧化后，它們幾乎全部氧化掉，而Fe、Si、Mn、Cr等元素與鋁和鈦的情況不一樣。下面我們分別進(jìn)行介紹。    1鐵的氧化    2硅的氧化   3錳的氧化4鉻的氧化5釩的氧化6鎢的氧化  7鉬、鎳、鈷、

40、銅等元素的氧化 四、冶煉溫度制度的制訂和鋼液的升溫    電爐煉鋼十分講究冶煉溫度，因?yàn)樗?guī)定和影響著反應(yīng)的方向與限度，直接關(guān)系到鋼的質(zhì)量、產(chǎn)量及各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。因此，正確掌握冶煉溫度歷來都是電爐煉鋼工操作的一項(xiàng)主要任務(wù)。1冶煉溫度制度的制訂   (1)掌握鋼的熔點(diǎn)與鋼液的粘度。    (2)熟知各種物化反應(yīng)的溫度范圍。(3)了解鋼種的特性和易產(chǎn)生的冶金缺陷。(4)考慮冶煉過程中的各種生成熱和溫度降。      2鋼液的升溫五、全扒渣與增碳1全

41、扒渣    全扒渣就是將熔融爐渣全部扒除。氧化結(jié)束后，熔池即將轉(zhuǎn)入還原期，但為了迅速克服爐內(nèi)的氧化狀態(tài)以及防止熔渣中有害雜質(zhì)的還原，需將氧化渣全部扒除。全扒渣是氧化與還原的分界線。熔化末期為了脫磷或去鉻，出鋼前為了脫硫或降溫或使某些易氧化元素收得率高且又穩(wěn)定，有時(shí)也需要進(jìn)行全扒渣，我們這里指的是氧化末期的全扒渣。    A氧化末期的全扒渣條件    氧化期各項(xiàng)任務(wù)完成后，鋼液需要繼續(xù)留在爐內(nèi)進(jìn)行精煉，這時(shí)只有具備下述條件方可進(jìn)行全扒渣操作：    (1)足夠高的扒渣溫度。氧化

42、末期鋼液溫度一般均高于出鋼溫度2030，至少也應(yīng)等于出鋼溫度(稀薄渣下加入大量鐵合金的例外)，這主要是考慮到扒渣時(shí)和扒渣后加入大量的造渣材料與鐵合金以及抬電報(bào)扒渣等都會(huì)降低鋼液溫度。此外，為了盡快形成稀薄渣和防止還原期后升溫及保證脫氧、脫硫等冶金反應(yīng)的順利進(jìn)行，也要求鋼液要有足夠高的扒渣溫度。(2)合適的化學(xué)成分。鋼中的碳含量應(yīng)達(dá)到所需要的范圍：一般碳素鋼應(yīng)達(dá)到規(guī)格下限附近；碳素工具鋼應(yīng)達(dá)到規(guī)格的中下限，合金鋼全扒渣的碳含量應(yīng)加上鐵合金帶入的碳含量、再加上造渣材料和脫氧工藝的增碳量達(dá)到規(guī)格下限附近。表l23氧化末期全扒渣前鋼中磷含量的規(guī)定表124氧化末期全扒渣前的錳含量控制(3)調(diào)整好熔渣的流

43、動(dòng)性。扒渣前要調(diào)整好熔渣的流動(dòng)性。因過稀的熔渣會(huì)從耙頭兩側(cè)溜開，也容易帶出鋼水；過稠的熔渣操作費(fèi)力，也不易扒出。兩者都延長(zhǎng)扒渣時(shí)間，且又不易扒凈。   B氧化末期對(duì)全扒渣的要求及操作    因?yàn)檠趸?FeO)和磷含量很高，如果不扒凈，還原期脫氧困難，脫氧劑用量增加，脫氧時(shí)間延長(zhǎng)，同時(shí)鋼中也回磷，所以氧化末期的全扒渣要求干凈徹底，又因?yàn)榘窃^程中，鋼水裸露，鋼液急劇降溫且吸氣嚴(yán)重，所以又要求扒渣迅速。    2增碳    增碳多是脫碳量不足或終脫碳過低所致，它是一種不正常的操作。因?yàn)?/p>

44、增碳過程易使鋼中氣體和夾雜含量增加，既浪費(fèi)原材料，又延長(zhǎng)冶煉時(shí)間，所以應(yīng)盡量避免。    常見的增碳方法有四種：    (1)補(bǔ)加生鐵增碳。由于該法降低鋼液溫度且又要求裝入量在熔池允許的條件下進(jìn)行，因此增碳量受到了限制，一般不大于0.05。    (2)停電下電極增碳，但增加電極消耗，一般不提倡。    (3)扒渣增碳。該法雖然收得率不夠準(zhǔn)確，但經(jīng)濟(jì)方便，因而比較多見。    (4)噴粉增碳。該法操作迅速、簡(jiǎn)便，且準(zhǔn)確而又不降低熔池溫度，所以是目

45、前最理想的增碳方法。    、氧化期操作1判斷氧化期進(jìn)行程度的主要標(biāo)志對(duì)于不配備爐外精煉的電爐煉鋼，為了更好地去除鋼中的氣體和非金屬夾雜物，氧化期必須保證熔池要有一定的激烈沸騰時(shí)間，因此在脫碳過程中要求要有一定的脫碳量和脫碳速度。從現(xiàn)象上看，脫碳量、脫碳速度、激烈沸騰時(shí)間就是判斷氧化期進(jìn)行程度的主要標(biāo)志。        （1）脫碳量   （2）脫碳速度    （3）激烈沸騰時(shí)間     2氧化期操作（1）氧

46、化期操作的原則    在氧化順序上，先磷后碳；在溫度控制上，先慢后快；在造渣上，先大渣量去磷，后薄渣脫碳；在供氧上，可先進(jìn)行礦石或綜合氧化，最后以吹氧為主。    （2）氧化期的一般操作    爐料全熔經(jīng)攪拌后，取樣分析C、Mn、S、P、Ni、Cr、Si、Cu，如鋼中含有MO、W等元素也要進(jìn)行分析。然后扒渣并補(bǔ)造新渣，使氧化渣的渣量達(dá)到料重的34。為了加速造渣材料的熔化可用氧氣吹拂渣層，流動(dòng)性不好時(shí)要用螢石調(diào)整，當(dāng)溫度達(dá)到l530以上開始用礦石氧化。在氧化過程中，應(yīng)控制脫碳速度，并掌握熔池的激烈沸騰時(shí)間；

47、脫碳量要滿足工藝要求，如果不足應(yīng)選擇適當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行增碳。在氧化過程中，最好能夠做到自動(dòng)流渣，這樣既有利于脫磷，又有利于后期的薄渣降碳。為了掌握脫碳、脫磷情況及準(zhǔn)確地知道不氧化元素的成分，在氧化中途還應(yīng)分析有關(guān)的含量。當(dāng)加完礦或停吹后，熔池進(jìn)入清潔沸騰，有的還要保持錳，在這同時(shí)，根據(jù)需要還要調(diào)整一些不氧化元素的成分，如Ni、MO等，使之達(dá)到規(guī)格的中下限，然后再取樣分析C、Mn、P等及其他有關(guān)元素的成分。當(dāng)熔池具備扒渣條件時(shí)，即可進(jìn)行全扒渣操作，而后轉(zhuǎn)入還原期。    在氧化過程中，應(yīng)正確控制熔渣的成分、流動(dòng)性和渣量，無論是脫磷還是脫碳，都要求熔渣具有較高的氧化能力和良

48、好的流動(dòng)性。理想的脫磷堿度應(yīng)保持為2.53.0，而脫碳的堿度為2.0左右。在冶煉過程中，有的因爐壁倒塌或爐底大塊鎂砂上浮，使氧化渣的流動(dòng)性變壞，這時(shí)應(yīng)及時(shí)地扒出。    良好的氧化渣應(yīng)是泡沫渣，可包圍住弧光，從而有利于鋼液的升溫和保護(hù)爐襯，冷卻后表面呈油黑色，斷口致密而松脫，這表明(FeO)含量較高、堿度合適。氧化末期有時(shí)氧化渣發(fā)稠，這主要是爐襯粉化的鎂砂和大量的非金屬夾雜物上浮造成的。冶煉高碳鋼時(shí)，如熔渣發(fā)干，表面粗糙且呈淺棕色，表明(FeO)含量低，氧化性能差，這種現(xiàn)象在返吹法冶煉或純氧氧化時(shí)出現(xiàn)較多。冶煉低碳鋼時(shí)，如氧化渣表面呈黑亮色，渣又很薄，表明(FeO

49、)含量高，堿度低，這時(shí)應(yīng)補(bǔ)加石灰。    （3）氧化期常見的幾種典型操作    氧化期是在確知熔清成分和溫度合適的條件下開始的，但有時(shí)熔清成分不是那么理想，常見的有碳高、磷高；碳高、磷低；碳低、磷高；碳低、磷低等幾種典型情況，現(xiàn)分述如下：    a碳高、磷高。此時(shí)應(yīng)在氧化初期，利用熔池溫度偏低的機(jī)會(huì)集中力量脫磷，并在脫磷過程中，逐漸升溫，為后期脫碳創(chuàng)造條件。具體操作是：全熔扒渣后制造較大的渣量，可吹氧化渣并升溫，然后加入礦石粉或氧化鐵皮及適量的礦石，以利于脫磷。在這同時(shí)，要保證熔渣流動(dòng)性良好，當(dāng)溫度合適后

50、，再分批加入礦石制造脫碳沸騰，并自動(dòng)流渣，補(bǔ)充新渣或進(jìn)行換渣操作，這樣很快就能使磷滿足扒渣的許可條件。如果全熔換渣后改用噴粉脫磷效果更好。在碳高、磷高的情況下，氧化前期的操作以脫磷為主，后期以脫碳為主。當(dāng)然，高水平的操作也可兩者兼顧，直至全面滿足工藝要求為止。   b碳高、磷低。如果沒有滿足扒渣的許可條件，這時(shí)的操作除采用噴粉脫磷外，還可利用脫碳沸騰，并在脫碳過程中去磷。具體操作是：全熔扒渣后制造較大的渣量，用氧氣化渣升溫，當(dāng)溫度合適后開始降碳，并適時(shí)地加入礦石或氧化鐵皮等，使其自動(dòng)流渣、并補(bǔ)選新渣，這樣很快就能將磷降到扒渣許可的條件，最后采用高溫、薄渣脫碳直至滿足工藝要求

51、為止。    如果已滿足扒渣的許可條件，這時(shí)的操作主要是制造熔池沸騰和降碳，與此同時(shí)升溫。具體操作是：全熔扒渣后制造合適的渣量，用氧氣快速化渣與升溫，當(dāng)溫度合適后，可采用礦氧并用或純氧脫碳，直至滿足工藝要求為止。    c碳低、磷高。這時(shí)應(yīng)集中力量去磷，然后增碳，當(dāng)溫度上來后，再制造脫碳沸騰直至滿足工藝要求為止。    d碳低、磷低。這時(shí)的操作主要是增碳，然后再脫碳激烈沸騰，與此同時(shí)快速升溫。如果爐料質(zhì)量較好，即雜質(zhì)較少，而激烈沸騰時(shí)間不夠時(shí)，也可借助于直接吹入氬氣或吹CO氣體來彌補(bǔ)熔池的沸騰，以滿足工藝

52、要求。 第七節(jié)還原期精煉操作    還原精煉的具體任務(wù)是：    (1)盡可能脫除鋼液中的氧；    (2)脫除鋼液中的硫；    (3)最終調(diào)整鋼液的化學(xué)成分，使之滿足規(guī)格要求；    (4)調(diào)整鋼液溫度，并為鋼的正常澆注創(chuàng)造條件。    上述任務(wù)的完成是相互聯(lián)系、同時(shí)進(jìn)行的。鋼液脫氧好，有利于脫硫，且化學(xué)成分穩(wěn)定，合金元素的收得率也高，因此脫氧是還原精煉操作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。   

53、; 一、脫氧    1脫氧產(chǎn)物的形成與排除   （1）脫氧產(chǎn)物的形成   （2）脫氧產(chǎn)物的排除及其影響因素   2電爐煉鋼的脫氧方法1）直接脫氧直接脫氧就是脫氧劑與鋼液直接作用，它又分為沉淀脫氧和噴粉脫氧兩種。    2）間接脫氧        3）綜合脫氧3鋼液的脫氧操作鋼液除噴粉脫氧外，爐中脫氧還有多種，比較常見的有白渣法和電石渣法兩種，它們的主要區(qū)別是：白渣中不含有CaC2，造渣時(shí)間短，適用

54、于各類鋼種；電石渣中含有CaC2，還原能力強(qiáng)，但冶煉時(shí)間長(zhǎng)，在一般鋼種上不使用。除此之外，還有中性渣等脫氧操作。（1）白渣脫氧操作   （2）電石渣脫氧操作   （3）中性渣脫氧操作    4鋼液脫氧效果的檢驗(yàn)    目前，鋼液脫氧效果的檢驗(yàn)雖然尚未制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但電爐煉鋼工對(duì)于脫氧工藝簡(jiǎn)單或使用弱脫氧劑脫氧并用于澆注鎮(zhèn)靜鋼的鋼液，在脫氧操作結(jié)束后，一般仍要進(jìn)行脫氧效果的檢驗(yàn)。如果發(fā)現(xiàn)脫氧不良，就要立即采取積極有效的措施加以處理。鋼液脫氧效果檢驗(yàn)的方法較多，較為常見的有以下幾種：(1

55、)經(jīng)驗(yàn)判斷法。有經(jīng)驗(yàn)的電爐煉鋼工從爐渣的顏色上可大概地判斷出鋼液脫氧的好壞：如果渣白且在爐中能保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定，而斷口呈灰白并能在空氣中粉化、碎裂，表明渣電(FeO)的含量較低，這時(shí)可判斷為鋼液脫氧良好。(2)脫氧杯觀察法。脫氧杯觀察法是判斷鋼液脫氧好壞比較原始的方法。脫氧結(jié)束后，將鋼液輕輕地注入清潔、干燥、圓形的高筒杯內(nèi)，凝固后表面平靜或有不同程度的收縮，說明鋼液脫氧良好(見圖l22a)；如凝固過程中冒出一束束火花或在凝固后不但不收縮，反而有上漲、突起現(xiàn)象，這可能是脫氧不好的標(biāo)志(見圖l22b)。圖122利用脫氧杯觀察脫氧a脫氧良好的試樣；b脫氧不良的試樣有時(shí)鋼液脫氧良好，但因鋼中的氫含量較

56、高，也會(huì)引起上漲，鑒別方法如下：將鋼液取出，插入少量的鋁進(jìn)行強(qiáng)制脫氧，然后再將鋼液輕輕注入脫氧杯內(nèi)，如不上漲，說明脫氧不良；如仍然上漲，說明鋼中的氫含量較高。此外，經(jīng)過充分脫氧的鋼液，如果注入潮濕、不干凈的脫氧杯中，或注入的鋼水量太少或太猛，也容易引起上漲。因此，利用脫氧杯檢驗(yàn)脫氧效果時(shí)，脫氧杯必須清潔、干燥，并將鋼液輕輕地注入，鋼水量最少也應(yīng)超過脫氧杯高度的60以上。(3)化學(xué)分析法?；瘜W(xué)分析能夠快速測(cè)出還原渣中(FeO)的含量。如果渣中(FeO) 的含量小于0.5，表明鋼液的脫氧較好。(4)儀表測(cè)量法。目前，通過儀表可直接測(cè)出鋼液中的氧含量。所用的儀表有快速定氧定碳儀、電子電位差計(jì)、濃差電

57、池定氧儀，還有測(cè)溫定氧儀等多種。這些儀表使用方便，快速準(zhǔn)確，有的只需幾秒鐘就可確切知道鋼中的氧含量，因此，已在許多煉鋼單位得到了普遍的應(yīng)用。5鋼液的終脫氧為了進(jìn)一步降低鋼中氧含量，根據(jù)工藝要求，在出鋼前或往出鋼槽、出鋼流中，也可在鋼包中或在澆注過程中加入脫氧能力更強(qiáng)的元素，即在凝固前對(duì)鋼液進(jìn)行最后一次直接脫氧，稱為鋼液的終脫氧。經(jīng)過終脫氧的鋼液，凝固后可獲得理想的結(jié)晶組織，各種性能也得到了提高。   鋁的終脫氧多用在出鋼前23min插入鋼中，一般用量：低碳鋼為lkgt鋼，中碳鋼為0.8kgt鋼，高碳鋼和高硅鋼為0.5kgt鋼，而工具鋼為0.  5kgt鋼

58、。    6鋼液的二次氧化與控制    在出鋼和澆注過程中，脫氧良好的鋼液，由于鋼液的裸露并與空氣直接接觸，鋼中某些元素有可能與空氣中的氧或氮發(fā)生反應(yīng)，生成二次氧化物及氮化物。此外，出鋼后隨著溫度的降低，O在鋼中的溶解度也降低，而這些元素與O的反應(yīng)能力卻增加，這樣在新的條件下又要繼續(xù)生成氧化物。類似這些現(xiàn)象統(tǒng)稱為鋼液的二次氧化。鋼液的二次氧化使鋼中夾雜物的總量明顯增加，嚴(yán)重地影響成品鋼的各種性能，因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)盡量防止與避免。良好的終脫氧操作能將鋼中的氧得到進(jìn)一步地降低，從而可使鋼液發(fā)生二次氧化的程度大大減少，尤其是用鋁的終脫氧

59、作用更大。此外，盡量縮短出鋼時(shí)間，并采取大口噴吐、渣鋼混出等，也能減少鋼液的二次氧化。目前，比較盛行的真空冶煉或鋼包噴粉是在出鋼后進(jìn)行脫氧，能使鋼中的氧含量降到很低的水平，基本上可避免或消除鋼液的二次氧化。除此之外，在澆注過程中，采用惰性氣體、液渣、或石墨渣保護(hù)澆注及真空澆注等，也都是控制鋼液二次氧化的有力措施。     二、還原期的脫硫    電爐煉鋼的脫硫任務(wù)主要是在還原期或利用鋼液爐外精煉完成，脫硫是還原精煉的重要內(nèi)容之一。    堿性電爐煉鋼的各個(gè)冶煉階段都能脫硫。一般熔化期的LS可達(dá)3

60、4，氧化期的LS可達(dá)810，而還原期的LS可達(dá)5080。由此可見，大部分的脫硫任務(wù)是在還原期進(jìn)行的。以下介紹還原期和出鋼過程脫硫操作的強(qiáng)化措施。    1還原期脫硫操作的強(qiáng)化措施    還原期脫硫操作的強(qiáng)化措施有：    (1)提高全扒渣溫度。    (2)提高還原渣的堿度。    (3)加強(qiáng)直接預(yù)脫氧或采用強(qiáng)制性的脫氧工藝。(4)加強(qiáng)熔池的攪拌。(5)通過調(diào)整電流電壓，改善脫硫速度。    (6)換渣操作。

61、0;   2出鋼過程脫硫操作的強(qiáng)化措施    (1)保持還原渣的正常顏色。    (2)保持還原渣的正常狀態(tài)。(3)強(qiáng)化終脫氧用鋁。    (4)強(qiáng)化出鋼方式。    三、鋼液溫度的調(diào)整與測(cè)量    1溫度對(duì)鋼液精煉的影響電爐鋼冶煉溫度的控制主要是在氧化期，還原期只是經(jīng)常進(jìn)行必要的調(diào)整。2鋼液溫度的調(diào)整    氧化期的溫度制度為還原期冶煉創(chuàng)造了條件，還原期溫度的調(diào)整是在氧化期溫度的基礎(chǔ)上，考慮鋼種

62、的特點(diǎn)、出鋼溫度、爐外精煉的特點(diǎn)以及澆注條件等而逐漸完成的。   （1）出鋼溫度的確定    出鋼溫度一般按下式確定：    出鋼溫度=開澆溫度+出鋼溫降+精煉與鎮(zhèn)靜溫降    （2）鋼液溫度的調(diào)整    因鋼液在還原前已被加熱到等于或稍高于出鋼溫度，而還原后鋼的熔點(diǎn)是下降的，所以還原期溫度的調(diào)整過程實(shí)際上就是使鋼液溫度保持或逐漸下降到出鋼溫度的過程。還原期溫度的調(diào)整主要是靠靈活正確地使用電流與電壓，一般是使冶煉溫度由高逐漸降低并達(dá)到滿足出鋼溫度的要求為止

63、。全扒渣后，為了彌補(bǔ)扒渣時(shí)鋼液熱量的散失與造渣材料及合金熔化的耗熱，應(yīng)供給較大的功率，稀薄渣形成后再根據(jù)具體情況，合理地降低電壓或減少電流，以避免在還原期后升溫或停電急劇降溫。還原期的停電降溫大多是氧化末期冶煉溫度過高所致，停電急劇降溫會(huì)使熔池失去電弧攪拌的作用而影響鋼液成分和溫度的均勻，還會(huì)使熔渣突然變稠變壞而減弱爐中的還原氣氛，降低渣鋼間的各種物化反應(yīng)如脫氧、脫硫等，同時(shí)因急冷也會(huì)給爐襯帶來較大的損壞。所以，電爐煉鋼工在控制冶煉溫度時(shí)，應(yīng)盡量避免還原期的停電急劇降溫。    3鋼液溫度的測(cè)量    還原期的熔池比較平靜，各個(gè)區(qū)域的

64、溫度難以均勻。熔渣的溫度電極底下最高，靠爐壁渣線附近的較低；鋼液溫度，上層比下層的高，普通功率電爐在沒有攪拌時(shí)，上下溫差可達(dá)50，攪拌得理想一些，還相差l020；渣線附近與中心部位鋼液的溫差約為3040；熔渣溫度一般高于鋼液溫度4080。因此，為使還原期鋼液的溫度趨于均勻，應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行必要的攪拌，尤其是在測(cè)溫之前這項(xiàng)操作更顯得突出重要。    1）鋼液溫度的儀表測(cè)量    鋼液溫度的儀表測(cè)量有以下方法。    (1)光學(xué)高溫計(jì)測(cè)溫法。光學(xué)高溫計(jì)又叫比色高溫計(jì)。它的原理是將高溫計(jì)的電阻絲通以電流后的顏色與鋼液

65、的顏色比較，當(dāng)一致時(shí)，高溫計(jì)的溫度讀數(shù)即是鋼液的光學(xué)溫度。此法測(cè)量簡(jiǎn)便，但誤差大，測(cè)得結(jié)果也不是鋼液的實(shí)際溫度，一般鋼液的光學(xué)溫度比熱電偶溫度約低80100。    (2)熱電偶測(cè)溫法。熱電偶是利用不同的金屬在不同的溫度下具有不同的熱電動(dòng)勢(shì)制成。熱電偶的種類較多，然而根據(jù)使用方式不同分為點(diǎn)測(cè)和連測(cè)兩種：點(diǎn)測(cè)多使用消耗型侵入式熱電偶，而連測(cè)是將連續(xù)測(cè)溫儀安放在爐體或鋼包的某一部位上進(jìn)行測(cè)量。熱電偶測(cè)得的數(shù)值基本上能反映鋼液的實(shí)際溫度，因此目前獲得了比較廣泛的應(yīng)用。但有一點(diǎn)需指出，點(diǎn)測(cè)熱電偶測(cè)得的結(jié)果是在操作正常、爐況良好和充分?jǐn)嚢璧那闆r下才具有代表性，而當(dāng)爐況壞、熔

66、渣中MgO的含量較高或在后升溫的情況下，熔渣的溫度有時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋼液的溫度，這時(shí)熱電偶所測(cè)的鋼液溫度也就往往低于熔渣溫度許多，可是通過出鋼過程的渣鋼混沖，熔渣的熱量就要傳給鋼液而使鋼液的溫度升高。這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)爐內(nèi)測(cè)量的溫度低，而出鋼后鋼包內(nèi)鋼液的實(shí)際溫度卻增高的現(xiàn)象。    2）鋼液溫度的經(jīng)驗(yàn)判斷    鋼液的溫度主要靠?jī)x表來測(cè)量，除此之外，電爐煉鋼工還經(jīng)常利用下述經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷：    (1)鋼液結(jié)膜(靜膜)判斷法。不同鋼種的鋼液具有不同的表面結(jié)膜(靜膜)溫度。鋼液的溫度越高，下降到結(jié)膜(靜膜)溫度所需的時(shí)間越長(zhǎng)，因此根據(jù)鋼液的結(jié)膜(靜膜)時(shí)間可以間接地判斷鋼液的溫度。鋼液的結(jié)膜(靜膜)時(shí)間一般用秒計(jì)量。碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼以結(jié)膜為準(zhǔn)，高鋁或高鉻鋼等以靜膜為準(zhǔn)。鋼液的結(jié)膜(靜膜)秒數(shù)與相對(duì)應(yīng)的大概溫度參照關(guān)系見表l25。表125鋼液結(jié)膜(靜膜)秒數(shù)與鋼液溫度的參照關(guān)系注：此表適用于碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)