冶金原理及工藝51典型合金的熔煉工藝鋼課件

冶金原理及工藝5.1典型合金的熔煉工藝-鋼冶金原理及工藝5.1典型合金的熔煉工藝-鋼1§5.1鋼的熔煉工藝2§5.1鋼的熔煉工藝22§5.1鋼的熔煉工藝

鋼的熔煉方法：電弧爐感應(yīng)爐平爐轉(zhuǎn)爐堿性電弧爐熔煉

3§5.1鋼的熔煉工藝鋼的熔煉方法：33§5.1.1電弧爐熔煉

堿性電弧爐酸性電弧爐通過爐襯材料劃分：氧化硅磚氧化鎂磚4§5.1.1電弧爐熔煉堿性電弧爐44堿性電弧爐煉鋼常用兩種冶煉方法：氧化法不氧化法氧化法熔煉的特點是：爐料熔化后要加入礦石或吹入氧氣。使鋼液產(chǎn)生劇烈的氧化沸騰，其目的是為了脫碳、脫磷、除氣和去除非金屬夾雜物，這種方法對爐料要求不十分苛刻，料源很廣。氧化法適用于冶煉大多數(shù)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及某些特殊鋼種，如不銹鋼。不氧化法熔煉的特點是：在熔煉過程中無氧化期，不加入氧化劑；不發(fā)生劇烈沸騰，熔煉時間短。合金元素?zé)龘p少。對純潔的爐料，或含有大量合金元素時，最好采用這種熔煉方法。5堿性電弧爐煉鋼常用兩種冶煉方法：55*氧化法煉鋼工藝過程氧化法煉鋼的工藝過程包括：補爐裝料熔化期氧化期還原期出鋼

6*氧化法煉鋼工藝過程氧化法煉鋼的工藝過程包括：661．補爐

一般熔煉完一爐鋼以后，裝入下一爐的爐料以前，照例要進行補爐。其目的是修補被浸蝕和被碰壞的爐底和爐壁。補爐采用與打底相同的材料。補爐需要掌握“高溫、補層薄、操作快”的要點。71．補爐一般熔煉完一爐鋼以后，裝入下一爐的72．裝料

補爐完后即可裝料。往料罐中裝料時，需要合理地布置爐料。同時爐料要裝得緊密利于導(dǎo)電和導(dǎo)熱，加速熔煉過程。裝料以前先在爐底上鋪一層重量約為爐料重達1％的石灰。其作用是在熔化爐料過程中，造渣脫磷，并減小裝料對爐底的沖擊。

82．裝料883．熔化期熔化期的任務(wù):

將固體爐料熔化成鋼液，并脫去鋼中部分磷。爐料在熔化過程中，鐵、硅、錳、磷等元素被爐氣中的氧所氧化，生成FeO、SiO2、MnO及P2O5氧化物，這些氧化物又與石灰(主要成分為CaO)化合成爐渣，覆蓋在鋼液表面。為了脫磷，在熔化末期分批加入小塊鐵礦石，其總量根據(jù)爐料的含磷量決定，一般為裝料量的1％一2％。爐料熔化以后，熔化期就結(jié)束。此時，應(yīng)扒去富磷爐渣，然后加入石灰、螢石等造渣材料——另造新渣。93．熔化期熔化期的任務(wù):994．氧化期

氧化期的任務(wù)：將鋼液中的含磷量降低到規(guī)定的要求，去除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物，并提高鋼液的溫度。在氧化期的前一階段，鋼液溫度較低，這時主要是造渣脫磷。待鋼液溫度提高(1530℃以上)后，進入第二階段，這時主要進行氧化脫碳沸騰精煉，以去除鋼液中的夾雜物和氣體。常用的氧化脫碳方法：礦石脫碳法吹氧脫碳法礦石一氧氣聯(lián)合脫碳法。104．氧化期氧化期的任務(wù)：1010

礦石脫碳法是在氧化期分批加入經(jīng)過焙燒的鐵礦石。鐵礦石中的氧化鐵與鋼液中的鐵發(fā)生吸熱反應(yīng)：

Fe203＋Fe→3FeO-Q(1)

反應(yīng)生成的氧化亞鐵溶解在鋼液中，起脫碳作用：

FeO＋C→Fe十CO-Q(2)

碳氧化生成大量的CO氣泡，造成鋼液沸騰，具有清除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物的作用。礦石用量根據(jù)脫碳量來確定。一般加入礦石l.0kg/t鋼液，可脫碳0.01％左右。為了達到有效地去除鋼液中的氣體，應(yīng)使鋼液激烈沸騰。為了使鋼液溫度不致于因加入鐵礦石大幅度降低，應(yīng)采取分批加入礦石的方法，以保證維持鋼液的激烈沸騰狀態(tài)，提高除氣排渣的效果。11礦石脫碳法是在氧化期分批加入經(jīng)過焙燒的鐵礦石。1111

吹氧法

用直徑(12～25)mm的普通鋼管從爐門插入鋼液(100~200）mm內(nèi)吹氧；并通過調(diào)節(jié)供氧壓入控制熔池的沸騰。吹入的氧與鐵首先發(fā)生放熱反應(yīng)：

2Fe+02＝2FeO＋Q(3)

形成的FeO與鐵水中的碳發(fā)生吸熱反應(yīng)：

FeO+C＝Fe+CO-Q(4)

吹氧過程的耗氧量與脫碳量有關(guān)，為保證除氣及去除非金屬夾雜物的效果，脫碳量應(yīng)達到0.3～0.4％，因而每噸鋼液的耗氧量約為(4～5)m3。12吹氧法1212礦石一吹氧結(jié)合法

該方法是分批加入礦石，并在加每批礦石之間吹氧。經(jīng)過氧化脫碳后，鋼液中含有大量的氧化亞鐵，同時殘存未熔的礦石致使在停止供氧的條件下，鋼液仍繼續(xù)沸騰一段時間，這一階段的沸騰稱為凈沸騰，鋼液凈沸騰時間(5~15)min。為使脫碳效果更好。在氧化期內(nèi)還要加入新鮮石灰(CaO)造渣并加入螢石(CaF2)調(diào)整爐渣的粘度。當(dāng)鋼液中含磷量和含碳量都已符合規(guī)定要求，鋼液溫度足夠高時，可以扒出氧化渣，進入還原期。13礦石一吹氧結(jié)合法

該方法是分批加入礦石，并在加每批礦135．還原期氧化期結(jié)束后扒去氧化渣，造稀薄渣覆蓋鋼液表面，減少降溫和吸氣。渣料組成比為，石灰：螢石：磚塊＝4：1.5：0.2，渣料加入量相當(dāng)于鋼液重量的2％~3％。還原初期加錳鐵預(yù)脫氧、錳鐵加入量按規(guī)格成分下限含錳量計算。預(yù)脫氧后開始造還原渣，它有很好的脫氧脫硫能力。還原渣有兩種，即白渣和電石渣。白渣適于冶煉含碳量低于0.35％的鋼種，電石渣適于冶煉含碳量高于0.25％的鋼種。145．還原期氧化期結(jié)束后扒去氧化渣，造稀薄渣覆蓋鋼液表面，減14造白渣方法稀薄渣形成后，按比例加入渣料：石灰(8～12)kg/t鋼水，氟石(1～2)kg/t鋼水，炭粉(1.8～2.0)kg/t鋼水。關(guān)上爐門(10～15)min，即形成白渣。白渣的成分為：(55％～65％)CaO，(15％～20％)SiO2，＜10％MgO，(5％～10％)CaF2，(2％～3％)AI2O3，余為FeO、CaS等。白色，冷卻后粉化。15造白渣方法稀薄渣形成后，按比例加入渣料：1515白渣形成以后鋼液在白渣覆蓋下(20～30)min，促進炭粉脫氧和石灰脫硫。白渣的脫氧脫硫能力隨時間延長而減弱，為恢復(fù)其還原能力，在白渣覆蓋期間，每隔(6～8)min，分批加入，調(diào)整渣料，每批渣料包括：石灰4～6kg/t鋼水，硅鐵粉2～3kg/t鋼水。16白渣形成以后鋼液在白渣覆蓋下(20～30)min，促進炭粉脫16造電石渣的方法稀薄渣形成后，加入：石灰(8～12)kg/t鋼水，氟石(2~4)kg/t鋼水和炭粉(4~5)kg/t鋼水，(15~20)min后形成電石渣。電石渣成分為：(55％～65％)CaO，(10％～15％)SiO2，(8％～10％)MgO，(2％～3％)Al2O3，(8％～10％)CaF2，(2％～5%)CaC2，余為FeO、CaS、MnO等。其顏色為暗灰色或灰黃色，浸入水中有電石氣味。17造電石渣的方法稀薄渣形成后，加入：石灰(8～12)kg/t鋼17為了使鋼液充分脫氧、脫硫，鋼液應(yīng)在電石渣覆蓋下保持(15～25)min的還原時間。在此期間每隔(8～12)min分批加入補充渣料，如石灰(4～6)kg/t鋼水及炭粉(1～2)kg/t鋼水，以保持電石渣的還原能力。電石渣的還原能力優(yōu)于白渣，缺點是鋼液增碳太快，每小時約增碳0.1％。所以這種方法不能冶煉低碳鋼。此外，電石渣與鋼液的潤濕性好，與鋼液不易分離，易引起鑄件夾渣。18為了使鋼液充分脫氧、脫硫，鋼液應(yīng)在電石渣覆蓋下保持(15～218出鋼前要使電石渣變成白渣。其方法是打開爐門，讓空氣大量進入爐內(nèi)，渣中的電石成分就會被氧化而成為石灰：

2CaC2＋3O2＝2CaO＋4CO(5)鋼液經(jīng)過充分還原以后，含氧量和含硫量都已降到合格的程度。這時可以測量鋼液溫度。當(dāng)鋼液溫度達到出鋼溫度要求時，可以調(diào)整鋼液的化學(xué)成分。冶煉碳鋼時，加入適量的硅鐵和錳鐵來調(diào)整含硅量和含錳量。冶煉合金鋼時，除了調(diào)整含硅量和含錳量以外，還要調(diào)整合金元素含量。19出鋼前要使電石渣變成白渣。19196．出鋼

鋼液化學(xué)成分調(diào)整好后，即可用鋁進行終脫氧。終脫氧的加鋁量與鋼爐和鑄型狀況有關(guān)：一般為鋼液重的0.10％～0.15％。用鋁終脫氧的方法有兩種：插鋁法和沖鋁法。插鋁法是在臨出鋼前，用鋼針將鋁塊插入鋼液中進行脫氧，操作時應(yīng)切斷電源。沖鋁法是將鋁塊放在出鋼槽上。利用鋼液將鋁塊沖熔進行脫氧。

插鋁法脫氧效果較好；沖鋁法操作簡單，但有時鋁塊會被爐渣裹住，不能起到應(yīng)有的脫氧作用。206．出鋼鋼液化學(xué)成分調(diào)整好后，即可用鋁進行終脫氧。20

終脫氧后，升起電極，傾爐出鋼。出鋼時鋼流要大，且要鋼、渣齊出。這樣，爐渣可起到保護作用。減小鋼液的氧化、吸氣和冷卻。此外，由于鋼、渣同時注入包內(nèi)，得到充分?jǐn)嚢韬徒佑|，可起到進一步脫硫作用。對于少數(shù)含有易氧化元素的鋼種，為了提高元素的收得率和穩(wěn)定鋼液的化學(xué)成分，則采用先出鋼后出渣的出鋼方法。21終脫氧后，升起電極，傾爐出鋼。出鋼時鋼流要大，且要鋼、渣齊21

§5.1.2感應(yīng)電爐熔煉感應(yīng)電爐根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用爐料內(nèi)感生的電流加熱和熔化爐料。分類：有芯感應(yīng)電爐無芯感應(yīng)電爐?！?.1.2感應(yīng)電爐熔煉感應(yīng)電爐根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用爐22冶金原理及工藝51典型合金的熔煉工藝鋼課件23有芯感應(yīng)電爐的優(yōu)點是電效率和熱效率高。缺點：爐襯受到熱應(yīng)力、化學(xué)侵蝕和機械沖刷，壽命短、不易維護，對爐溝材料要求很高。有芯感應(yīng)爐按變壓器原理工作，可直接用工頻電流變頻設(shè)備。按電源工作頻率，無芯感應(yīng)電爐分為：高頻感應(yīng)電爐多用于實驗室和少量特種鋼熔煉。中頻感應(yīng)電爐熔化速度快、使用方便、攪拌不激烈、啟動方便工頻感應(yīng)電爐分為立式和臥式，缺點：費用高，缺乏生產(chǎn)靈活性，影響坩堝壽命。有芯感應(yīng)電爐的優(yōu)點是電效率和熱效率高。24一.感應(yīng)電爐電學(xué)基礎(chǔ)F交變磁場磁通量（Wb）；F交變電流的頻率（Hz）；E感應(yīng)電動勢（V）。金屬爐料的電阻I電流一.感應(yīng)電爐電學(xué)基礎(chǔ)F交變磁場磁通量（Wb）；金屬爐料的25t時間I電流Q發(fā)熱量Ix

從坩堝內(nèi)壁到中心任何一點的電流密度Io

坩堝內(nèi)壁表面的電流密度X坩堝內(nèi)比表面到中心任一點的距離d電流透入深度f頻率爐料電阻率m磁導(dǎo)率t時間Ix從坩堝內(nèi)壁到中心任何一點的電流密度f頻率26二.液態(tài)金屬的攪拌和駝峰現(xiàn)象攪拌效應(yīng)有利于化學(xué)成分和溫度的均勻，有利于排渣和提高冶煉質(zhì)量，加速新加爐料的熔化，提高熔化率。駝峰的高低反應(yīng)金屬攪拌程度二.液態(tài)金屬的攪拌和駝峰現(xiàn)象攪拌效應(yīng)有利于化學(xué)成分和溫度的27三.爐襯材料和燒結(jié)爐襯材料具備的特性：高耐火度線膨脹和體膨脹系數(shù)小減少裂紋好的急冷急熱性能抵抗?fàn)t渣的侵蝕絕緣性好主要有三種坩堝堿性坩堝MgO等酸性坩堝SiO2中性坩堝石墨等三.爐襯材料和燒結(jié)爐襯材料具備的特性：28爐襯打結(jié)砂粒配比粗砂粒提高爐襯耐急冷熱性；中砂粒改善燒結(jié)性能；細(xì)砂粒提高致密度。助熔劑改善耐火砂粒的燒結(jié)性爐襯結(jié)構(gòu)里層完全燒結(jié)層；中間半燒結(jié)層；外側(cè)松散層。打結(jié)爐襯打結(jié)砂粒配比粗砂粒提高爐襯耐急冷熱性；中砂粒改善燒結(jié)性29爐襯的燒結(jié)酸性爐襯的燒結(jié)爐襯的燒結(jié)酸性爐襯的燒結(jié)30堿性爐襯的燒結(jié)：第一階段：850oC內(nèi)水分蒸發(fā)第二階段：加入低碳鋼爐料形成燒結(jié)層第三階段；（1500-1650）oC，爐襯燒結(jié)層增厚，強度進一步提高。堿性爐襯的燒結(jié)：31四.鑄鐵的工頻感應(yīng)電爐熔煉工頻爐的爐料吸收功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高頻和中頻爐，加熱速度也相對緩慢，適合熔煉熔點不高的鑄鐵合金。工頻感應(yīng)電爐因電源頻率低，具有許多不同于高頻和中頻感應(yīng)爐的冶金特點。四.鑄鐵的工頻感應(yīng)電爐熔煉工頻爐的爐料吸收功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高頻和32啟熔用大塊料啟熔或用熱料啟熔出鐵率鐵水貯存量、工作電壓影響輸入功率。另外，料柱波動和功率變化對駝峰也有影響。爐料預(yù)熱可增加熔化率，不可預(yù)熱溫度過高，否則易氧化。熔煉過程的元素變化硫磷不變，碳硅錳有燒損啟熔用大塊料啟熔或用熱料啟熔33電爐鐵水的性質(zhì)更大的過冷度和白口傾向；含氮量高，強度高；更大的體收縮。工頻爐熔煉和造型線的配合問題在爐子容量一定的條件下增加出鐵次數(shù)，減少出鐵率；用多臺小爐子代替大爐子；用多臺小爐子和生產(chǎn)線平衡。電爐鐵水的性質(zhì)更大的過冷度和白口傾向；含氮量高，強度高；更34五.鑄鋼的感應(yīng)電弧熔煉熔煉鑄鋼多用堿性中頻爐。鑄鋼感應(yīng)電爐熔煉特點：感應(yīng)電爐精煉方法比電弧爐少；冶煉過程不增碳；合金元素回收率高，化學(xué)成分控制方便；電磁攪拌鋼液，溫度和成分均勻；熔煉過程的溫度、精煉時間、鎮(zhèn)靜時間；攪拌程度等環(huán)節(jié)的控制方便，能煉出質(zhì)量優(yōu)良的合金。五.鑄鋼的感應(yīng)電弧熔煉熔煉鑄鋼多用堿性中頻爐。35堿性坩堝熔煉要點裝料先加底渣，防止氧化；底中部爐料緊密堆放熔化

碳的氧化堿性坩堝熔煉要點裝料先加底渣，防止氧化；底中部爐料緊密堆放36硅氧化硅氧化37錳氧化錳氧化38鉻氧化鉻氧化39精煉最大限度消除鋼中的氧和非金屬夾雜；還原爐渣中的合金元素；調(diào)整成分到產(chǎn)品要求范圍；把溫度升到出鋼溫度。需進行擴散脫氧和沉淀脫氧擴散脫氧原理為分配定律精煉最大限度消除鋼中的氧和非金屬夾雜；還原爐渣中的合金元素40擴散脫氧的同時可進行沉淀脫氧，相鋼液中加入對氧親和力大于鐵和鎳的元素，以便形成不溶于鋼液的氧化物，靠浮力排出。常用沉淀脫氧劑分為五類：純金屬、鎳基、鋁基、硅錳、硅鈣。擴散脫氧的同時可進行沉淀脫氧，相鋼液中加入對氧親和力大于鐵和41冶金原理及工藝5.1典型合金的熔煉工藝-鋼冶金原理及工藝5.1典型合金的熔煉工藝-鋼42§5.1鋼的熔煉工藝43§5.1鋼的熔煉工藝243§5.1鋼的熔煉工藝

鋼的熔煉方法：電弧爐感應(yīng)爐平爐轉(zhuǎn)爐堿性電弧爐熔煉

44§5.1鋼的熔煉工藝鋼的熔煉方法：344§5.1.1電弧爐熔煉

堿性電弧爐酸性電弧爐通過爐襯材料劃分：氧化硅磚氧化鎂磚45§5.1.1電弧爐熔煉堿性電弧爐445堿性電弧爐煉鋼常用兩種冶煉方法：氧化法不氧化法氧化法熔煉的特點是：爐料熔化后要加入礦石或吹入氧氣。使鋼液產(chǎn)生劇烈的氧化沸騰，其目的是為了脫碳、脫磷、除氣和去除非金屬夾雜物，這種方法對爐料要求不十分苛刻，料源很廣。氧化法適用于冶煉大多數(shù)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及某些特殊鋼種，如不銹鋼。不氧化法熔煉的特點是：在熔煉過程中無氧化期，不加入氧化劑；不發(fā)生劇烈沸騰，熔煉時間短。合金元素?zé)龘p少。對純潔的爐料，或含有大量合金元素時，最好采用這種熔煉方法。46堿性電弧爐煉鋼常用兩種冶煉方法：546*氧化法煉鋼工藝過程氧化法煉鋼的工藝過程包括：補爐裝料熔化期氧化期還原期出鋼

47*氧化法煉鋼工藝過程氧化法煉鋼的工藝過程包括：6471．補爐

一般熔煉完一爐鋼以后，裝入下一爐的爐料以前，照例要進行補爐。其目的是修補被浸蝕和被碰壞的爐底和爐壁。補爐采用與打底相同的材料。補爐需要掌握“高溫、補層薄、操作快”的要點。481．補爐一般熔煉完一爐鋼以后，裝入下一爐的482．裝料

補爐完后即可裝料。往料罐中裝料時，需要合理地布置爐料。同時爐料要裝得緊密利于導(dǎo)電和導(dǎo)熱，加速熔煉過程。裝料以前先在爐底上鋪一層重量約為爐料重達1％的石灰。其作用是在熔化爐料過程中，造渣脫磷，并減小裝料對爐底的沖擊。

492．裝料8493．熔化期熔化期的任務(wù):

將固體爐料熔化成鋼液，并脫去鋼中部分磷。爐料在熔化過程中，鐵、硅、錳、磷等元素被爐氣中的氧所氧化，生成FeO、SiO2、MnO及P2O5氧化物，這些氧化物又與石灰(主要成分為CaO)化合成爐渣，覆蓋在鋼液表面。為了脫磷，在熔化末期分批加入小塊鐵礦石，其總量根據(jù)爐料的含磷量決定，一般為裝料量的1％一2％。爐料熔化以后，熔化期就結(jié)束。此時，應(yīng)扒去富磷爐渣，然后加入石灰、螢石等造渣材料——另造新渣。503．熔化期熔化期的任務(wù):9504．氧化期

氧化期的任務(wù)：將鋼液中的含磷量降低到規(guī)定的要求，去除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物，并提高鋼液的溫度。在氧化期的前一階段，鋼液溫度較低，這時主要是造渣脫磷。待鋼液溫度提高(1530℃以上)后，進入第二階段，這時主要進行氧化脫碳沸騰精煉，以去除鋼液中的夾雜物和氣體。常用的氧化脫碳方法：礦石脫碳法吹氧脫碳法礦石一氧氣聯(lián)合脫碳法。514．氧化期氧化期的任務(wù)：1051

礦石脫碳法是在氧化期分批加入經(jīng)過焙燒的鐵礦石。鐵礦石中的氧化鐵與鋼液中的鐵發(fā)生吸熱反應(yīng)：

Fe203＋Fe→3FeO-Q(1)

反應(yīng)生成的氧化亞鐵溶解在鋼液中，起脫碳作用：

FeO＋C→Fe十CO-Q(2)

碳氧化生成大量的CO氣泡，造成鋼液沸騰，具有清除鋼液中的氣體和非金屬夾雜物的作用。礦石用量根據(jù)脫碳量來確定。一般加入礦石l.0kg/t鋼液，可脫碳0.01％左右。為了達到有效地去除鋼液中的氣體，應(yīng)使鋼液激烈沸騰。為了使鋼液溫度不致于因加入鐵礦石大幅度降低，應(yīng)采取分批加入礦石的方法，以保證維持鋼液的激烈沸騰狀態(tài)，提高除氣排渣的效果。52礦石脫碳法是在氧化期分批加入經(jīng)過焙燒的鐵礦石。1152

吹氧法

用直徑(12～25)mm的普通鋼管從爐門插入鋼液(100~200）mm內(nèi)吹氧；并通過調(diào)節(jié)供氧壓入控制熔池的沸騰。吹入的氧與鐵首先發(fā)生放熱反應(yīng)：

2Fe+02＝2FeO＋Q(3)

形成的FeO與鐵水中的碳發(fā)生吸熱反應(yīng)：

FeO+C＝Fe+CO-Q(4)

吹氧過程的耗氧量與脫碳量有關(guān)，為保證除氣及去除非金屬夾雜物的效果，脫碳量應(yīng)達到0.3～0.4％，因而每噸鋼液的耗氧量約為(4～5)m3。53吹氧法1253礦石一吹氧結(jié)合法

該方法是分批加入礦石，并在加每批礦石之間吹氧。經(jīng)過氧化脫碳后，鋼液中含有大量的氧化亞鐵，同時殘存未熔的礦石致使在停止供氧的條件下，鋼液仍繼續(xù)沸騰一段時間，這一階段的沸騰稱為凈沸騰，鋼液凈沸騰時間(5~15)min。為使脫碳效果更好。在氧化期內(nèi)還要加入新鮮石灰(CaO)造渣并加入螢石(CaF2)調(diào)整爐渣的粘度。當(dāng)鋼液中含磷量和含碳量都已符合規(guī)定要求，鋼液溫度足夠高時，可以扒出氧化渣，進入還原期。54礦石一吹氧結(jié)合法

該方法是分批加入礦石，并在加每批礦545．還原期氧化期結(jié)束后扒去氧化渣，造稀薄渣覆蓋鋼液表面，減少降溫和吸氣。渣料組成比為，石灰：螢石：磚塊＝4：1.5：0.2，渣料加入量相當(dāng)于鋼液重量的2％~3％。還原初期加錳鐵預(yù)脫氧、錳鐵加入量按規(guī)格成分下限含錳量計算。預(yù)脫氧后開始造還原渣，它有很好的脫氧脫硫能力。還原渣有兩種，即白渣和電石渣。白渣適于冶煉含碳量低于0.35％的鋼種，電石渣適于冶煉含碳量高于0.25％的鋼種。555．還原期氧化期結(jié)束后扒去氧化渣，造稀薄渣覆蓋鋼液表面，減55造白渣方法稀薄渣形成后，按比例加入渣料：石灰(8～12)kg/t鋼水，氟石(1～2)kg/t鋼水，炭粉(1.8～2.0)kg/t鋼水。關(guān)上爐門(10～15)min，即形成白渣。白渣的成分為：(55％～65％)CaO，(15％～20％)SiO2，＜10％MgO，(5％～10％)CaF2，(2％～3％)AI2O3，余為FeO、CaS等。白色，冷卻后粉化。56造白渣方法稀薄渣形成后，按比例加入渣料：1556白渣形成以后鋼液在白渣覆蓋下(20～30)min，促進炭粉脫氧和石灰脫硫。白渣的脫氧脫硫能力隨時間延長而減弱，為恢復(fù)其還原能力，在白渣覆蓋期間，每隔(6～8)min，分批加入，調(diào)整渣料，每批渣料包括：石灰4～6kg/t鋼水，硅鐵粉2～3kg/t鋼水。57白渣形成以后鋼液在白渣覆蓋下(20～30)min，促進炭粉脫57造電石渣的方法稀薄渣形成后，加入：石灰(8～12)kg/t鋼水，氟石(2~4)kg/t鋼水和炭粉(4~5)kg/t鋼水，(15~20)min后形成電石渣。電石渣成分為：(55％～65％)CaO，(10％～15％)SiO2，(8％～10％)MgO，(2％～3％)Al2O3，(8％～10％)CaF2，(2％～5%)CaC2，余為FeO、CaS、MnO等。其顏色為暗灰色或灰黃色，浸入水中有電石氣味。58造電石渣的方法稀薄渣形成后，加入：石灰(8～12)kg/t鋼58為了使鋼液充分脫氧、脫硫，鋼液應(yīng)在電石渣覆蓋下保持(15～25)min的還原時間。在此期間每隔(8～12)min分批加入補充渣料，如石灰(4～6)kg/t鋼水及炭粉(1～2)kg/t鋼水，以保持電石渣的還原能力。電石渣的還原能力優(yōu)于白渣，缺點是鋼液增碳太快，每小時約增碳0.1％。所以這種方法不能冶煉低碳鋼。此外，電石渣與鋼液的潤濕性好，與鋼液不易分離，易引起鑄件夾渣。59為了使鋼液充分脫氧、脫硫，鋼液應(yīng)在電石渣覆蓋下保持(15～259出鋼前要使電石渣變成白渣。其方法是打開爐門，讓空氣大量進入爐內(nèi)，渣中的電石成分就會被氧化而成為石灰：

2CaC2＋3O2＝2CaO＋4CO(5)鋼液經(jīng)過充分還原以后，含氧量和含硫量都已降到合格的程度。這時可以測量鋼液溫度。當(dāng)鋼液溫度達到出鋼溫度要求時，可以調(diào)整鋼液的化學(xué)成分。冶煉碳鋼時，加入適量的硅鐵和錳鐵來調(diào)整含硅量和含錳量。冶煉合金鋼時，除了調(diào)整含硅量和含錳量以外，還要調(diào)整合金元素含量。60出鋼前要使電石渣變成白渣。19606．出鋼

鋼液化學(xué)成分調(diào)整好后，即可用鋁進行終脫氧。終脫氧的加鋁量與鋼爐和鑄型狀況有關(guān)：一般為鋼液重的0.10％～0.15％。用鋁終脫氧的方法有兩種：插鋁法和沖鋁法。插鋁法是在臨出鋼前，用鋼針將鋁塊插入鋼液中進行脫氧，操作時應(yīng)切斷電源。沖鋁法是將鋁塊放在出鋼槽上。利用鋼液將鋁塊沖熔進行脫氧。

插鋁法脫氧效果較好；沖鋁法操作簡單，但有時鋁塊會被爐渣裹住，不能起到應(yīng)有的脫氧作用。616．出鋼鋼液化學(xué)成分調(diào)整好后，即可用鋁進行終脫氧。61

終脫氧后，升起電極，傾爐出鋼。出鋼時鋼流要大，且要鋼、渣齊出。這樣，爐渣可起到保護作用。減小鋼液的氧化、吸氣和冷卻。此外，由于鋼、渣同時注入包內(nèi)，得到充分?jǐn)嚢韬徒佑|，可起到進一步脫硫作用。對于少數(shù)含有易氧化元素的鋼種，為了提高元素的收得率和穩(wěn)定鋼液的化學(xué)成分，則采用先出鋼后出渣的出鋼方法。62終脫氧后，升起電極，傾爐出鋼。出鋼時鋼流要大，且要鋼、渣齊62

§5.1.2感應(yīng)電爐熔煉感應(yīng)電爐根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用爐料內(nèi)感生的電流加熱和熔化爐料。分類：有芯感應(yīng)電爐無芯感應(yīng)電爐。§5.1.2感應(yīng)電爐熔煉感應(yīng)電爐根據(jù)電磁感應(yīng)原理，利用爐63冶金原理及工藝51典型合金的熔煉工藝鋼課件64有芯感應(yīng)電爐的優(yōu)點是電效率和熱效率高。缺點：爐襯受到熱應(yīng)力、化學(xué)侵蝕和機械沖刷，壽命短、不易維護，對爐溝材料要求很高。有芯感應(yīng)爐按變壓器原理工作，可直接用工頻電流變頻設(shè)備。按電源工作頻率，無芯感應(yīng)電爐分為：高頻感應(yīng)電爐多用于實驗室和少量特種鋼熔煉。中頻感應(yīng)電爐熔化速度快、使用方便、攪拌不激烈、啟動方便工頻感應(yīng)電爐分為立式和臥式，缺點：費用高，缺乏生產(chǎn)靈活性，影響坩堝壽命。有芯感應(yīng)電爐的優(yōu)點是電效率和熱效率高。65一.感應(yīng)電爐電學(xué)基礎(chǔ)F交變磁場磁通量（Wb）；F交變電流的頻率（Hz）；E感應(yīng)電動勢（V）。金屬爐料的電阻I電流一.感應(yīng)電爐電學(xué)基礎(chǔ)F交變磁場磁通量（Wb）；金屬爐料的66t時間I電流Q發(fā)熱量Ix

從坩堝內(nèi)壁到中心任何一點的電流密度Io

坩堝內(nèi)壁表面的電流密度X坩堝內(nèi)比表面到中心任一點的距離d電流透入深度f頻率爐料電阻率m磁導(dǎo)率t時間Ix從坩堝內(nèi)壁到中心任何一點的電流密度f頻率67二.液態(tài)金屬的攪拌和駝峰現(xiàn)象攪拌效應(yīng)有利于化學(xué)成分和溫度的均勻，有利于排渣和提高冶煉質(zhì)量，加速新加爐料的熔化，提高熔化率。駝峰的高低反應(yīng)金屬攪拌程度二.液態(tài)金屬的攪拌和駝峰現(xiàn)象攪拌效應(yīng)有利于化學(xué)成分和溫度的68三.爐襯材料和燒結(jié)爐襯材料具備的特性：