2、短网:从电弧炉变压器低压侧出线开始到炉中电弧为止,传导低电压的大电流的导体在我国和苏联称为短网。
3、炉外精炼:把一般炼钢炉(转炉,平炉,电弧炉)中要完成的精炼任如脱S,O,P去气去夹杂,调整钢的成分和钢液温度等移到炉外的钢包中或专用容器中进行。
4、碱度:炉渣中碱性氧化物与酸性氧化物的百分含量之比。其表示方法有: 当炉渣含P较低表示为CaO/SiO2 ,当炉渣含P较高时CaO/(SiO2 +P2O5 ),当炉渣含Mg较高时(CaO+MgO)/SiO2。
5、双渣氧化法:又称氧化法,氧化熔化后期先扒渣后炉渣脱氧的熔炼方法。特点有正常的氧化期,能脱S、O、P、去气去夹杂,对炉料无特殊要求,还原期可冶炼高质量钢
6、双渣还原法:又称返回吹氧法。特点是冶炼过程中有较短的氧化期,(t≤10min)造渣化渣,又造还原渣,能吹氧脱C去气去夹杂,但由于该种方法脱P较难,故要求炉料要由含P低的返回废钢组成。
7、白渣法:以碳粉,硅铁粉作还原剂,还原的炉渣冷却后呈白色,所以叫白渣操作。
1、炉衬由炉壁,炉底和炉顶组成。寿命最短的是炉壁,它的工作条件最差,距电弧近,温度高,又受炉渣的浸蚀。
2、RH法:真空循环脱气法,DH法:提升脱气法,VOD法是真空吹氧脱碳法,AOD法:氩氧脱C法
3、GCr15指滚动轴承钢含Cr 1.5%,20CrMnTi指合金结构钢含Ti 0.1%.
4、传统氧化法冶炼工艺的六个阶段是:补炉,装料,熔化期,氧化期,还原期,出钢。
5、碱性电炉炼钢的两类方法是:氧化法和不氧化法。
6、炉外精炼方法分为:真空精炼法,非真空精炼法,喷射冶金及合金元素特殊添加法。
7、碱性电弧炉冶炼钢种有结构钢,高速钢,不锈钢,轴承钢
8、碱性电弧炉冶炼氧化法分为矿石氧化法,吹氧氧化法,综合氧化法。
9、脱氧的方法有:沉淀脱氧,扩散脱氧,综合脱氧。
10补炉原则:高温、快补、薄补、先外后里、先坏后好。补炉方法:人工补炉和机械补炉
11、电炉炼钢是以废钢为原料,以三相交变电作为电流,利用电流通过石墨电极与金属料间产生的3000-6000度高温来加热融化原料。
12、钢的特种炼钢法:真空感应冶炼法、等离子电弧电渣重熔法、真空自耗电弧炉冶炼法、电子束熔炼法及等离子束熔炼法。
13、电弧炉炼钢常用的铁合金:硅铁、硅锰合金、硅钙合金、硅锰铝合金、钛铁等。
14、熔化期时间占总冶炼时间的50%-70%,电耗70%-80%。其主要操作有:合理供电、及时吹氧、提前造渣。
15、氧化期的任务:脱P、脱C、去气、去夹杂、均匀成分和调整钢液温度。还原期的任务:脱S、脱O、合金化、调整温度,其中脱O是核心、温度是条件、造渣是保证。
16、吹氩的作用:脱O、脱C、提高脱气效果、去除非金属夹杂物、均匀钢液成分和温度。
17、炉外精炼的手段和主要内容有:真空处理,吹惰性气体,加入渣料、脱氧剂及合金元素以及它们的组合。
18、炉外精炼不锈钢的方法:VOD法—真空吹氧脱C法,AOD法—氩氧脱C法
19、电弧炉盖上有五个孔分别是:三个电极孔,一个加料孔,一个排烟除尘孔。
20、电弧加热钢包精炼常用的方法有:ASEA—SKF法:钢包真空精炼法,VAD法:电弧钢包脱气法,LF法:日本式钢包炉精炼法,AOD法—氩氧脱C法。
21、电弧炉常用造渣材料:石灰,萤石,粘土砖块。
22、熔化期的任务:将块状的固体炉料迅速融化,并加热到氧化温度,提前造渣,早期去磷,减少钢液吸气与挥发。
23、真空处理常用方法:液面脱气法,滴硫脱气法,循环脱气法(RH法),提升脱气法(DH法)。
| 炉衬 | 主要材料 | 破坏原因 |
| 炉顶 | 高Al2O3硅 | 辐射高温熔化 |
| 炉壁 | MgO砂打结 | 高温炉渣浸蚀 |
| 炉底 | MgO砂打结层 +镁砖+粘土砖 | 高温炉渣浸蚀,机械破坏 |
1.碱性电弧炉造渣材料及要求: 1)石灰;主要成分CaO含量不小于85%,SiO2 不大2%,S小于0.15%。2)萤石,主要成分CaF含量在85%-95%之间;3)粘土砖 含SiO2 约60%,Al2O335%.
2.炉外精炼的作用:减少钢中气体,氧含量和非金属夹杂物含量,脱除钢中的S,在特定的条件下可以脱除钢中的碳到极低的水平,精炼出超低碳钢种;可以将钢中的成分和温度调整得很均匀,从而改善钢的质量,提高原有设备的生产能力,节约能源和原材料的消耗。
3.钢包的喷粉精炼法:是将喷射冶金技术应用于钢液的炉外精炼。向钢液喷粉如石灰粉,合金粉等,可以完成脱碳,去硫去磷,脱氧,去夹杂,改变夹杂形态,调温,控制微量元素和合金化等精炼操作。它即可提高钢的质量,又可大大提高生产率,比其他炉外精炼法更为方便可靠,而且设备简单,投资少,费用低和灵活性大。
4喷吹粉常用的粉料:1)去硫用:石灰,石灰和萤石,石灰加铝,石灰加萤石加电石加石灰石,电石等;2)脱氧用:硅钙合金,硅钙锰合金,硅钙合金加硼。3)去磷用:石灰加萤石加氧化铁,4)合金化:相应的合金剂。
试述白渣法操作工艺及其与电石渣法操作的特点比较
(1)白渣法的操作要点:1)必须快速干净的扒除氧化渣以减少扒渣过程中赤裸的钢渣直接从空气中吸收氧;2)造稀薄渣,向钢液面加渣料,加入两为还原期总渣量的一半以上;3)加预脱氧剂:当稀薄渣形成后,根据钢种中对硅,锰的要求范围加入适量的 硅锰合金,硅钙合金,硅锰铝合金或铝进行预脱氧。4)补加渣料:在加入脱氧剂的同时或之后,或在加入预脱氧剂后立即补加石灰,萤石或火砖块,最终达到总渣量的4~6%的要求。 5)加入粉状脱氧剂:对炉渣进行脱氧;6)看脱氧:白渣保持时间一般为20~30分钟左右,FeO<0.5%,此时中碳钢中的[O]<0.01%.取样看 钢液收缩情况。7)调整钢液成分;8)调整钢液温度到出钢温度;9)终脱氧-插铝,出钢。
(2)白渣法以碳粉,硅铁粉作还原剂,还原的炉渣冷却后呈白色。渣 中FeO< 1%冶炼时间短,一般均能满足一般钢种的要求。还原剂在炉内高温下和CaO反应:(CaO)+3C=(CaC2)+CO↑电石渣法:其操作过程和白渣法操作是一样的,只是用电石渣脱出渣中不稳定的氧化物,炉渣脱氧剂为碳粉。渣中CaC2含量由初期2~4%(黑色)变到1%以下,呈白色炉渣,直至出钢。碳和渣中CaO反应,生成CaC2 CaO+3C=CaC2+CO
(3)白渣法与电石渣法操作的比较:电石渣的脱氧脱硫能力比白渣法的大,但它容易使钢液增碳,增硅,形成电石渣需较长的时间,电石渣的钢液湿润性较好,出钢时破坏CaC2不彻底时易产生夹杂,钢渣不易分离,增加了钢中的夹杂物。白渣法操作的形渣速度块,渣液活跃,温度易控制,还原时间短,所以目前各厂使用白渣法操作的钢种增多。
五. 读图题
OA表示熔化期: 熔化期占这个冶炼时期的50%-70%,电耗占70%-80% 其主要操作有:合理供电、适时吹氧、尽快造渣。任务是:将块状的固体炉料迅速融化,并加热到氧化温度,提前造渣,早期去磷,减少钢液吸气与挥发
AB氧化前期:大渣量脱磷 反应式为:
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=5[Fe]+(4CaO·P2O5)
脱磷条件:造高碱度的强氧化性炉渣并控制冶炼温度较低
BC表示氧化后期:薄渣层脱碳。反应为:[C]+[O]={CO2}
氧化期的任务:脱P、脱C、去气(氢、氮)、去氧化物夹杂、均匀成分、提高钢液温度和调整钢液的碳含量。
脱碳作用:生成CO脱碳,去除钢液中的气体和夹杂物
氧化期控制:1在氧化顺序上先氧化P后氧化C;2在温度上先低温后高温,先慢升后快升3在造渣上先大渣量脱P再薄渣层脱C;4在供氧上先加矿石氧化,后吹氧氧化。
气体与夹杂的去除时间:在氧化期的脱碳过程中进行的。它是借助碳氧反应产生CO气泡上浮使熔池产生激励沸腾,促进气体和夹杂的去除,均匀成分、和温度而进行的。机理:①C-O反应生成CO使熔池沸腾,CO气泡对氢气和氮气来说,氮气和氢气分压为零,氮气和氢气极易随CO上浮去除; ②C-O反应易使2FeO.SiO2, 2FeO.Al2O32FeO.TiO2等氧化物夹杂聚合长大而上浮,CO上升过程中粘附氧化物夹杂上浮排除。
CD是还原期:任务:去除钢液中的氧、硫、调整钢液成分到规格范围、调整钢液温度到出钢温度(脱S、脱O、合金化、调整温度),其中脱O是核心、温度是条件、造渣是保证。脱硫反应:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO).脱氧反应:x[E]+y[O] →(ExOy)
脱硫的热力学条件是:炉渣中含(FeO)较低,碱度要高(3.5左右),较大的渣量(渣量大于5%),合适的温度。
还原期的脱氧方法:1)沉淀脱氧:将块状脱氧剂加入钢液中,直接进行钢液脱氧。 其特点是操作简单,脱氧迅速,脱氧产物易留在钢中。2)扩散脱氧:将粉状脱氧加在渣中,使炉渣脱氧,钢中氧再向渣中扩散,间接脱除钢中的氧。其特点是:反应在渣中进行,产物不进入钢中,钢的质量好,但脱氧速度慢,时间长,常用在电炉还原期稀薄渣形成后。3)综合脱氧法:氧化末还原前用沉淀脱氧进行预脱氧,还原期用扩散脱氧,出钢前用沉淀脱氧进行终脱氧。其特点是:可提高钢的质量,又可缩短冶炼时间
D-是出钢:出钢温度比钢熔点高80-120℃,氧化期的温度比钢熔点高20-30℃
一、炼钢,就是通过冶炼降低生铁中的碳和去除有害杂质,再根据对钢性能的要求加入适量的合金元素,使之成为具有性能优良的钢:高的强度、韧性和其他特殊性能。
基本任务:“四脱”(脱C、P、S、O)、“二去”(去气、去夹杂)、一调温、一合金化 脱碳——在高温熔融状态下进行氧化熔炼,把生铁中的碳氧化降低到所炼钢号的规格范围内,是炼钢过程的一项最主要任务;脱磷、硫——通过造渣把有害元素磷、硫去除到钢种允许的限度以下;去气、去夹杂——把熔炼过程中进入钢液中的有害气体(氢和氮)及非金属夹杂物(氧化物、硫化物和硅酸盐等)排除掉;调温——依靠铁水物理热和化学热或外加热源,按照熔炼工艺的需要,适时地提高和调整钢液温度到出钢温度;脱氧与合金化——把氧化熔炼过程中生成的对钢质有害的过量的氧(以FeO形式存在)从钢液中排除掉;同时加入合金元素,将钢液中的各种合金元素的含量调整到所炼钢号的规格范围内。
电弧炉炼钢用原材料
废钢:⑴ 废钢表面清洁少锈。⑵ 废钢中不得混有铜、铅、锌、锡、锑、砷等有色金属。⑶ 废钢中不得混有爆炸物、易燃物、封闭器皿和毒品。⑷ 废钢要有明确的化学成分。⑸ 废钢要有合适的块度和外形尺寸。
生铁:一般用于提高炉料的配碳量或代替一部分废钢。氧化剂:1)铁矿石 要求铁矿石的含铁量高,2)比重大。氧化铁皮是比较纯净的氧化剂,杂质(磷、硫等)较少。3)氧气是最主要的氧化剂。要求含O2≥99%,水分≤3g∕m3,熔化期氧压为0.3~0.7MPa,氧化期氧压为0.7~1.2MPa。
脱氧剂和铁合金:1)脱氧剂和铁合金中的有用元素含量要高,以减少熔化时的热能消耗。2)块度大小应适当,难熔化的块度要小些,易熔的可大些。3)非金属夹杂物、P、S和气体以及炉渣等杂质含量应尽量低些。4)在许可范围内尽量先使用高碳铁合金,然后使用中、低碳铁合金。5)不易氧化且难熔化的铁合金在使用前应加热。
造渣材料:1.石灰CaO≥85%,SiO2<2%,S<0.5%,宜采用活性石灰。2.萤石(降低高碱度炉渣的熔点和粘度,提高炉渣的流动性,提高渣钢反应速度) CaF2=85~95%,SiO2=6%左右,应在100~200℃的低温干燥后使用。3.粘土砖SiO2≈60%,Al2O3≈35%,改善炉渣流动性,调整炉渣碱度,过多使用影响脱硫和脱氧的效果。
增碳剂:1.碳粉:既是增碳剂也是还原剂,可脱除炉渣中的氧化铁和降低气相中的氧气分压力。在脱氧过程中,不可避免地也要增加部分碳含量。2.电极粉(碎电极块)是最好的增碳材料,其比重大(碎电极块),S、P低,灰分少。
炉料熔化过程与操作
| 熔化过程 | 电极位置 | 必要条件 | 办 法 | |
| 点弧期 | 送电 → d极 | 保护炉顶 | 较低电压 较低电流 | 炉顶布 轻废钢 |
| 穿井期 | d极 → 炉底 | 保护炉底 | 较大电压 较大电流 | 石灰垫底 |
| 主熔化期 | 炉底 → 电弧暴露 | 快速熔化 | 最高电压 最大电流 | |
| 熔末升温 | 电弧暴露 → 全熔 | 保护炉壁 | 低电压 大电流 | 水冷+泡沫渣 |
1、电弧炉的结构图
B
A
1)、A为出钢口、B为溜渣口。
2)、炉盖上有五个空:电极孔3个、加料孔1个、出气孔1个。
3)、炉衬指:炉壁、炉顶、炉底;其中寿命最短的是炉壁。
4)、炉衬的破坏原因:1)高温电弧辐射和熔渣的化学浸蚀;2)吹氧操作与渣、钢等机械冲刷以及装料的冲击。
5)、补炉材料:机械喷补材料主要用镁砂、白云石或两者的混合物,并掺入磷酸盐或硅酸盐等粘结剂。
6)、补炉方法,补炉方法分为人工投补和机械喷补,根据选用材料的混合方式不同,又分为干补和湿补两种。
2、炉料熔化过程及供电
(1)点(起)弧期,供电上采取较低电压、较低电流。
(2)穿井期,供电上采取较大的二次电压、较大电流。
(3)主熔化期,供电上采取最高电压、最大电流供电。
(4)熔末升温期,供电上采取低电压、大电流供电。下载本文