HEATS 发表于 2010-9-12 18:22:08

炼钢的熔化期操作技术

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;在电弧炉炼钢过程中,从通电开始到炉料全部熔清为止称为熔化期。熔化期约占整个冶炼时间的一半,耗电量要占电耗总数的50~60%。所以加速炉料的熔化是提高产量和降低电耗的重要途径。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;熔化期的任务是在保证炉体寿命的前提下,以最少的电耗将固体炉料迅速熔化为均匀的液体。及早地造成一定碱度的熔渣,以稳定电弧和提前去除钢中部分的磷和其它杂质。此外,有目的地升高熔池温度,为下一阶段冶炼的顺利进行创造条件,也是熔化期的一项重要任务。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第一节&nbsp;&nbsp;炉料的熔化过程 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;送电开始后,就是熔化期的开始,炉料的熔化过程大体上分为四个阶段。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第一阶段:起弧阶段。送电后,电极下降,当电极端部距炉料有一定的距离时,由于强大电流的作用下,中间的空气被电离成离子,并放出大量的电子而形成导电的电弧,随之产生大量的光和热。起弧阶段的时间较短,约为3~5min,但常出现瞬时短路电流,电流一般不稳定,并造成了对电网的冲击,因此,为了限制短路电流,稳定电弧,此阶段一般使用有电抗的电压级,等电弧较稳定后,及时地撤除电抗。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第二阶段:穿井阶段。起弧后,在电弧的作用下,电极下的炉料首先熔化,随着炉料的熔化,电极逐渐下降并到达它的最低位置,这就是穿井阶段。一般说来,极心圆较大的电炉往往在炉料中央部位,电极把炉料穿成比电极直径大30~40%的三口小井,而极心圆较小的电炉三相电极间的炉料几乎同时熔化,一开始便容易形成一口大井。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;穿井阶段经常发生炉料倒塌,电流、电压极不稳定。配电柜上电弧电流、电压表指针激烈摆动。此时由于电弧下钢液的蒸发(铁的沸点2857℃)并氧化,生成&nbsp;的微粒,以红褐色的烟尘从电极孔冒出。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第三阶段:电极上升阶段。电极“穿井”到底后,炉底已形成熔池,随着电极周围炉料的熔化,并逐渐向外扩大,熔池液面不断扩大上升,电极也相应向上抬起,这就是电极回升阶段。当炉内只剩下炉坡、渣线和其他低温区附近的炉料时,该阶段即告结束。此时,由于有一定的炉渣保护,金属蒸气显著地减少,烟尘的颜色由深褐色变为淡褐色。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第四阶段:熔化低温区炉料阶段。炉料被熔化四分之三以后,电弧已不能被炉料遮敝,三个电极下的高温区已连成一片,只有在远离电弧的低温区炉料尚未熔化。此时,如有氧气时进行吹氧助熔,无氧气时要用钩子将炉料拉入熔池,以加速熔化,既可节省熔化时间,又降低了电能消耗。此时,若长时间采用最大功率通电,电弧会强烈损坏炉盖和炉墙。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第二节&nbsp;熔化期的物化反应 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;炉料熔化的同时,熔池中也发生各种各样的物化反应,主要有元素的挥发和氧化、钢液的吸气、热量的传递与散失以及夹杂物的上浮等。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;一、元素的挥发:(提前造好熔化渣,减少钢液与电弧直接接触的机会,合金应避免放在电极下面。) <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;炉料熔化的同时,伴随着元素的部分挥发。挥发有直接挥发和间接挥发两种形式。直接挥发是因温度超过元素的沸点而产生的。电弧的温度高达4000~6000℃,而最难熔元素钨的沸点也仅为5900℃,至于低沸点的Zn、Pb等更易挥发了。间接挥发是通过元素的氧化物进行的,即先形成氧化物,然后氧化物在高温下挥发逸出。熔化期从炉门或电极孔逸出的烟尘中含有许多金属氧化物,其中最多的还是&nbsp;,这是因为铁在炉料中占的比例最大,液态铁的蒸气压也较大,所以熔化期逸出的烟尘多为棕红色。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;二、元素的氧化 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;炉料中的一些元素,如磷、硅、碳、锰、铬、铝等,在熔化过程中都会发生氧化。其氧化的数量以及先后的顺序取决于这些元素在炉料中的含量、炉内的气氛、熔渣成分以及熔池温度的控制。一般情况下,熔化期几乎可以把炉料中的铝、钛、硅全部氧化掉,锰被氧化掉30~60%;碳氧化10~20%;铁氧化2~6%;磷氧化50~70%。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;三、钢液的吸气 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;熔化期钢液要吸收气体。因为气体在钢中熔解度随着温度的升高而增加。在高温电弧作用下,炉气中的水气和氮气被分解成为氢原子和氮原子,直接或通过渣层溶解于钢液中。因此,为了减少钢液的吸气量,应该提前造好熔化渣,避免钢液与炉气接触和钢液与电极直接燃弧。除此之外,原材料的干燥、废钢的少锈,都是减少气体来源的重要措施。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;四、热量的传递与散失 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;高温的钢液热量易散失,应尽早造熔化渣,以覆盖熔液,减少热量损失。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;五、熔化期非金属夹杂物的上浮。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;吹氧后,由于氧气流的作用,造成熔池局部沸腾,进而有助于夹杂物的碰撞和上浮。理想的熔化渣不仅对脱磷有利,还能捕捉、吸附夹杂物。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;第三节&nbsp;&nbsp;熔化期造渣及去磷 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;熔化期的正确操作,可以把钢中的磷去除50~70%,剩余的残存磷在氧化期借助于渣钢间的界面反应、自动流渣、补造新渣或采用喷粉脱磷等办法继续去除。因此,一个成熟的电炉炼钢工,应在熔化期紧紧地抓住脱磷操作。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;1、熔化期提前造渣的作用 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(1)能稳定电弧; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(2)能覆盖钢液,防止热量损失,保持温度; <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;(3)防止钢液吸收气体,有利于脱除钢中磷、硅、锰等元素,为氧化期创造条件。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;2、熔化期炉渣控制及去磷 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;为满足覆盖钢液及稳定电弧的要求,只需1~1.5%的渣量就已足够,但从脱磷的要求考虑,熔化渣必须具有一定的氧化性、碱度和渣量。 <BR>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;在熔化期期间,除加入助熔矿石外,还可在大半熔时分批加入料重1%的氧化铁皮和矿石粉,或在炉底垫石灰的同时装入少量的铁矿石等,从中提高熔化渣的氧化能力;在炉料大半熔化或全熔化后排除部分熔化渣,对于高磷炉料或磷规格要求较严的钢种,也可全部排除,然后重新造新渣,更是强化脱磷的行之有效的好办法,此时去磷效率可达50~70%,而钢液中剩余磷移到氧化期去继续处理。
               
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