感应中频电炉炼钢工艺2

1、感应中频电炉炼钢工艺1. 中频感应电炉主要技术性能 表1-1中频感应电炉主要技术性能序 号技 术 性 能电炉容量额定功率500感应圈电压2000相 数1频率Z1000每千克钢液功率消耗工作温度/1600熔炼时间/min 70每吨钢液消耗电量/KW·h770耗水量/ m3·h-1坩 埚尺 寸直径（炉口/炉低）/mm高度/mm560/480800炉体外型尺寸（长/mm×宽/mm×高/mm）2120×2700×38002. 坩埚的打结坩埚材料：一般有酸性坩埚材料和碱性坩埚材料两种。1）酸性坩埚：以硅沙做耐火材料，对化学成分的要求为

2、w(SiO2)=90%99.5%,杂质含量：w(Fe2O3)0.5%， w(CaO)0.25%, w(AL2O3) 0.2%, w（水）0.5%,对粒度的要求见表1-2。表1-2感应电炉酸性坩埚材料组成材 料 名 称炉 衬 材 料炉 领 材 料硅沙粒度/mm56230.51硅石粉12硅石粉配比（质量分数，%）25203025305020打结炉衬用的材料可采用质量分数1.7%2.0%的硼酸做粘结剂。对硼酸的化学成分要求是：w（B2O3）98%；w（水分）0.5%。硼酸的粒度小于5mm。炉衬材料的配制方法是将硅沙与硼酸干混，不加湿润剂。打结坩埚时应采用干打结砂，以保证炉衬质量。在感应圈以上的炉领（

3、坩埚以上）部分采用强度较高的炉领材料打结，所用材料粒度较细的硅砂或硅石粉。另加质量分数为10%的水玻璃或质量分数为20%粘土加少量水玻璃做粘结剂。2）碱性坩埚：采用镁砂做耐火材料。镁砂有烧结镁砂和电熔镁砂两种。电熔镁砂抗热冲击性能优于烧结镁砂，但价格高。所用的镁砂须经过磁选，清除其中含铁的杂质，以保证坩埚的绝缘性能，烧结镁砂的成分应符合（GB/T2273-1998）中MS-88的规定，制作碱性坩埚所用的粘结剂及其组成见表1-3。感应电炉碱性坩埚材料组成见表1-4。表1-3 感应电炉碱性坩埚用粘结剂及其组成（占镁砂重量的百分数，%）名 称硼 酸水玻璃粘 土氟 石硼酸粘结剂水玻璃粘结剂5水玻璃-硼

4、酸粘结剂15粘土-硼酸粘结剂氟石粘结剂5表1-4 感应电炉碱性坩埚材料组成电炉容量（KG）坩埚材料组成（质量分数，%）粒度组成（质量分数，%）镁砂电熔镁砂电熔氧化 铝520mm35mm13mm1mm103070803020304525250300050205080202535201000706030403石棉绝缘层为了保证感应器与坩埚内部的炉料之间的绝缘并减少坩埚内部热量向外散失，在紧靠感应器有一层用石棉板（或石棉布、玻璃丝布）围成的绝缘筒。为减少坩埚底部向外散失热量，在坩埚底部也用23层石棉板做成隔热片。4坩埚模样打结坩埚时需使用模样以形成坩埚内腔的形状。一般有两种材料制成；钢模样和石墨样。

5、钢模样用钢板焊成或用铸钢制成。常做成中空的。钢模样在坩埚打结完成后一般不从坩埚取出，而是使它在烘干和烧结坩埚时起电感应加热作用。在炼第一炉钢时，钢模样即随炉料一起熔化掉。石墨模样是用石墨电极材料车制而成。坩埚打结完成后，在烘干和烧结过程中不取出模样，以利用石墨模样的电感应加热作用。待坩埚烧结好后，再将模样取出。5打结方法一打结坩埚的方法及步骤如下：1） 在感应器内放好石棉绝缘层。2） 在炉底的石棉层上，铺2040mm厚的一层坩埚材料，并捣实。3） 放入模样，对准中心线，并将其固定。4） 分批加入坩埚材料，每批不要太厚，约为20mm30mm,并逐层捣实。小型坩埚以人工操作，用捣固叉进行捣实。应由

6、两人在对面同时进行操作，边捣边转动位置，以保证各部位紧实程度均匀。最不易捣紧的部位是在坩埚下部靠近炉底的锥体部分，须注意操作，务求捣紧。捣实质量对于坩埚寿命影响很大。坩埚不紧实，不仅使用寿命短，而且容易产生裂纹，甚至在炼钢过程中发生漏钢事故。5） 打结酸性坩埚时，当捣到坩埚上部（感应器以上部分）时，改用含粘土（或水玻璃）的硅石粉加固混合料捣制。二坩埚的烧结烧结坩埚一般采用供电烘烤法。用钢板或铸钢制成坩埚模样在烘炉时因感应发热可起到烘烤和烧结坩埚的作用。为此在钢模样上可钻些3mm的小孔，以增大模样的发热能力，加速烘干和烧结的过程。第一次开炉时最好连续多熔化几炉，以便坩埚能充分烧结。每次开炉熔炼结

7、束后，应将炉盖盖好，以防坩埚受急冷而产生裂纹。6酸性感应电炉炼钢工艺 酸性感应电炉不适于用氧化法炼钢，因为氧化法炼钢的炉温较高（吹氧后钢液的温度可达到1700以上），而酸性炉衬的耐火度相对较低，故炉衬寿命短。酸性感应电炉炼钢一般造酸性渣，不能脱磷和脱硫。如果炉料条件差，必须在炼钢过程中脱磷脱硫时，可采取在短时间内造碱性脱磷脱硫炉渣来处理钢液，由于感应电炉中具有电磁搅拌钢液的作用，钢液与炉渣接触面积大，反映速度快，使脱磷或脱硫过程得以迅速完成，因而显著地减轻碱性炉渣对于酸性炉衬的腐蚀作用。在酸性电炉中脱磷脱硫的方法见表1-5。表1-5 酸性感应电炉内脱磷和脱硫方法项 目脱 磷脱 硫造渣材料及加入

8、量%（占钢液重量的百分数）碱性造渣材料（石灰：氟石=3：1）加入33.5，氧化铁皮加入14碱性造渣材料（石灰：氟石=3：1）加入2.53，炭粉和硅铁粉加入1处 理 时 间炉料熔毕后及时处理还原末期进行处理钢液温度条件在较低的钢液温度（1520）下进行处理在较高的钢液温度（15801620）下进行处理处 理 方 法在钢液温度为1520时，扒除原有炉渣，加入氧化铁皮，搅拌钢液，送电13min，升温至1540，加入碱性造渣材料并送电35min，然后降温至1480左右，扒净炉渣再造酸性炉渣。出钢前45 min，将配好的造渣材料加入炉内，送电23min，然后加入炭粉，并及时出钢较好的炉渣成分%

9、CaO=4060,SiO2=1520,MnO=3 6，P2O50.52（碱度R=22.5）CaO=4060,SiO2=2030,MnO=11.5，FeO0.8（碱度R=23）处 理 效 果脱磷效率：15%20%脱磷效率：30%40%酸性感应电炉不用扩散脱氧法脱氧,原因在于酸性炉渣传递氧的能力低,再加上感应电炉的炉渣温度较低,氧的扩散过程需要很长时间才能完成。因此，酸性感应电炉一般都是用沉淀脱氧法脱氧。酸性感应电炉不适合用来冶炼高锰钢。因为在酸性炉渣的条件下，钢液中的锰转移到炉渣中较多，锰的吸收率低。它也适合冶炼含铝含钛的钢种，因为铝、钛能还原炉衬材料中的SiO2而使炉衬很快损坏。1 酸性电炉配

10、料1） 碳：炉料的平均含碳量按规定成分下限配入。2） 磷和硫：炉料中磷和硫的平均质量分数均应比规定成分的限量值低0.005%0.01%。3） 硅、锰及合金元素的吸收率见表1-6可做为配料参考。表1-6 酸性感应电炉不氧化法炼钢的合金元素吸收率合金元素合金名称适宜的加入时间合金元素吸收率%碳装 料 时8895镍金属镍装 料 时100钼钼 铁装 料 时98钨钨 铁装 料 时98铬铬 铁装 料 时95锰装 料 时8590锰 铁出钢前10min90硅装 料 时90硅 铁出钢前710min100钒矾 铁出钢前7min92952 装料合理布料原则是：在坩埚底部加小块料，小块料上加铁合金，上面加中块料。坩埚

11、边缘部位加大块料，并在大块料的缝隙中填塞小块料。炉料应装得紧，以利于透磁和导电。对于大容量的感应电炉，特别是在连续生产的条件下，适宜于采用料斗装料。料斗用钢板焊制而成，其形状与尺寸应与坩埚轮廓一致。将预先装好炉料的料斗随炉料一起装入坩埚内融化。这种加料方法能提高电炉的利用率，并改善加料操作的劳动条件。3. 酸性电炉炼钢工艺以冶炼耐热钢ZG1Cr25Ni20Si2为例，见表1-7表1-7 ZG1Cr25Ni20Si2钢酸性感应电炉不氧化冶炼工艺时期序号工序操作要点熔化期1通电熔化开始通电，供给60%左右的功率，待电流冲击停止后，逐渐将功率增至最大值2捣料助熔随着坩埚下部炉料熔化，经常注意捣料，防

12、止“搭桥”并陆续添加炉料3造 渣大部分炉料熔化后，加入造渣材料（一般碎玻璃）造渣，加入的质量分数约为1.5%4取样扒渣炉料基本上熔毕时，取钢样进行全分析，并将其余的炉料加入炉内。炉料全熔后，减小功率，倾炉扒渣，并另造新渣还原期5脱氧及调整成分加入低碳锰铁和硅铁脱氧，并调整硅、锰含量，然后加入低碳铬铁调整铬量6测温、作圆杯试样测量钢液温度（要求大于等于1550），并作圆杯试样，检查钢液脱氧情况出 钢7终脱氧、出钢钢液化学成分及温度符合要求，脱氧情况良好时，每吨钢液插入铝1KG，进行脱氧，停电，倾炉出钢 碱性感应电炉炼钢可以脱硫脱磷，因而对炉料限制比酸性电炉宽。碱性感应电炉一般采用不氧化法炼钢。必

13、要时也可以采用氧化法炼钢，但与电弧炉相比，感应电炉的炉膛直径较小，吹氧操作时必须特别注意控制吹氧气流方向及氧气压力，避免吹穿坩埚壁。碱性感应电炉炼钢通常采用沉淀脱氧和扩散脱氧相结合的方法来进行钢液的脱氧。根据具体冶炼的钢种，可采用炭粉、硅铁粉、硅钙粉和铝粉作为扩散脱氧的脱氧剂。碱性感应电炉适合冶炼碳钢和各种合金钢。1 配料和装料1） 碳：采用不氧化法时，炉料平均含碳量按规定成分的下限配入。2） 磷和硫：炉料的平均磷的质量分数一般应不超过0.06%；平均硫的质量分数一般应不超过0.05%3） 合金元素；不氧化法中，合金元素的收得率见表1-84） 碱性感应电炉的合理布料原则与酸性感应电炉相同。2炼

14、钢工艺 表1-9和表1-10为碱性感应电炉不氧化法冶炼工艺的例子。作为参考表1-8 碱性感应电炉不氧化法炼钢的合金元素吸收率合金元素合金名称适宜的加入时间合金元素吸收率%碳装 料 时8895镍金属镍装 料 时100钼钼 铁装 料 时100钨钨 铁装 料 时100铬铬 铁装 料 时9698锰锰 铁装 料 时90金属锰装 料 时9497硅硅 铁出钢前710min90铝金属铝出钢前35min9395铜金属铜装 料 时100表1-9 ZG1Cr18Ni9Ti 钢碱性感应电炉不氧化法冶炼工艺时期序号工序操作要点熔化期1通电熔化开始通电68分钟内供给60%左右的功率，待电流冲击停止后，逐渐将功率增至最大值

15、2捣料助熔随着坩埚下部炉料熔化，经常注意捣料，防止“搭桥”并陆续添加炉料3造 渣大部分炉料熔化后，加入造渣材料（质量比为：石灰粉：氟石酚=2：1）造渣覆盖钢液，加入的质量分数约为1%1.5%4取样扒渣约95%的炉料熔毕时，取钢样进行全分析，并将其余的炉料加入炉内。炉料全熔后，减小功率至40%60%，倾炉扒渣，并另造新渣还原期5脱 氧渣料熔毕后，往炉渣面上加脱氧剂（质量比为：石灰粉：铝粉=2：1）进行扩散脱氧。脱氧过程中可用石灰粉和氟石粉调节炉渣的粘度，使炉渣具有良好的流动性6调整成分根据化学成分分析结果，调整钢液化学成分，其中含硅量应在出钢前10min以内进行调整7测温、作圆杯试样测量钢液温度

16、（要求大于等于1550），并作圆杯试样，检查钢液脱氧情况8加钛铁钢液温度达到16301650，圆杯试样收缩良好时，扒除一半炉渣后，加入钛铁，并将钛铁压入钢液内出 钢9终脱氧、出钢钛铁熔毕后，每吨钢液插入铝1KG进行脱氧，插铝后23min停电，倾炉出钢表1-9 ZG1Mn16Al3Si2 钢碱性感应电炉不氧化法冶炼工艺时期序号工序操作要点熔化期1通电熔化开始通电68分钟内供给60%左右的功率，待电流冲击停止后，逐渐将功率增至最大值2捣料助熔随着坩埚下部炉料熔化，经常注意捣料，防止“搭桥”并陆续添加炉料3造 渣大部分炉料熔化后，加入造渣材料（质量比为：石灰粉：氟石酚=2：1）造渣覆盖钢液，加入的质

17、量分数约为1%1.5%4取样扒渣约95%的炉料熔毕时，取钢样进行全分析，并将其余的5%炉料加入炉内。炉料全熔后，减小功率至40%60%，倾炉扒渣，并另造新渣还原期5脱 氧渣料熔毕后，往炉渣面上加脱氧剂（质量比为：石灰粉：铝粉=2：1）进行扩散脱氧。脱氧过程中可用石灰粉和氟石粉调节炉渣的粘度，使炉渣具有良好的流动性6调整成分根据化学成分分析结果，调整钢液化学成分，其中含硅量应在出钢前10min以内进行调整7测温、作圆杯试样测量钢液温度，并作圆杯试样，检查钢液脱氧情况8插硅钙钢液温度达到1560左右，圆杯试样收缩良好时，插入质量分数为0.2%的硅钙进一步脱氧，然后往炉渣面上再加一次石灰粉-铝粉脱氧

18、剂9插 铝钢液温度达到1580左右，除去全部炉渣，随即加入质量分数为0.7%的冰晶石粉并进行插铝（垂直插入炉底）出 钢9出钢插铝后23min停电，倾炉出钢8钢的浇注1 盛钢桶的准备盛钢桶在使用前，应清理盛钢桶内的残钢残渣，保证盛钢桶清洁，以避免外来夹杂物带入钢液中。新砌盛钢桶不应用于浇注不锈钢、高锰钢等重要钢种铸件。2 盛钢桶的烘烤方式 盛钢桶在使用前应经过充分的烘烤。烘烤不充分时会导致钢液吸收气体，并造成钢液大幅度降温。 盛钢桶的烘烤方式一般分四类：用燃油(重油、柴油);用煤气(天然气、焦炉煤气)；用热废气；用焦碳或木炭一般采用前两种方式。3 盛钢桶的烘烤要求：1） 一般不小于24h。如盛钢桶只更换工作层，烘烤时间不小于16h。新砌的盛钢桶应先用小火烘烤，待水分烘干后再加大火力以提高温